Impianti industriali - completo scritto/orale

Esame: scritto e nello stesso giorno orale

Impianti industriali

Impianti industriali: somma dell’impianto tecnologico e impianto ausiliario

1. Impianto tecnologico: produzione del prodotto attraverso macchine, risorse umane e dispositivi.
2. Impianto ausiliario: tutto quello che serve per supportare la produzione, esempio l’elettricità per far funzionare i macchinari.

Definizione di impianto industriale  insieme di elementi, macchine, persone, materiale, integrati ed interagenti, cioè i vari elementi sono collegati fra loro, perché da soli non riescono a creare il servizio o il prodotto, con il fine di creare un prodotto o servizio. La produzione è una trasformazione con prevista utilità, utilità si può intendere un prodotto che ha già un’utilità nel mondo, oppure un’utilità indotta dal marketing e quindi una domanda creata dalla moda.

Trasformazione

Il prodotto ha:

• Un valore maggiore di quello dei materiali, guadagno.
• Ha una quantità di produzione pre-fissata, cioè è un numero limitato di pezzi per soddisfare domanda, massimizzare il guadagno, minimizzare i prodotti invenduti.
• Ha scadenze di produzione pre-fissate, es. il panettone che scade in pochi mesi viene venduto di più a Natale, data di scadenza di prod.: vacanze natalizie. Scopo: massimizzo la produzione vicino a quel periodo dell’anno per non far scadere il prodotto e massimizzare il guadagno.
• Ha pre-fissati livelli di qualità.

Beni

• Strumentale  beni che hanno come fine quello di produrre altri beni di consumo e servizi, es. macchinari, elettrodomestici, creano un servizio.
• Consumo  bene “usa e getta”, es. alimenti, carta.
• Servizi, es. trasporti.

Classificazione impianti produttivi

Dimensione

Dimensione dell’azienda  piccola, media e grande azienda, si basa su:

• Numero dipendenti.
• Fatturato annuo.

Più aumenta la dimensione dell’azienda, aumentano le fasi che l’azienda ingloba a lei necessari per la produzione del prodotto, es. IKEA non compra il legno, compra l’azienda che produce legno, ovvero aumenta integrazione del ciclo produttivo.

Composizione organica del capitale

Composizione organica del capitale  R(euro/addetto) = capitale fisso, ovvero le macchine / capitale variabile, ovvero le risorse umane.

R alto  capitale fisso > capitale variabile  tipico delle grandi aziende  problemi legati all’automazione e quindi alle macchine, mi si blocca il macchinario, macchinari lenti.

R basso  capitale variabile > capitale fisso  tipico delle piccole aziende e artigianali  problemi legati alla gestione del personale e di poca organizzazione.

Esempio:

• Attività prevalentemente manuale  euro/addetto R=5'000.
• Grande stabilimento  euro/addetto R=13'000.

Natura del bene

Natura del bene  impianti alimentari, chimici, calzaturieri. Ogni impianto ha le proprie normative e leggi da rispettare.

In che modo si risponde alla domanda

Ci sono due casi:

Caso 1) Produzione su commissione, singola o ripetitiva, cioè commissioni periodiche.

Svantaggi:

1. Non riesco a soddisfare tutte le domande improvvise.
2. Variazione dei costi di produzione.

Caso 2) Produzione a magazzino  produzione di un prodotto prima dell’arrivo di commissioni/ordini e quindi sono necessari dei magazzini dove mettere il prodotto finito.

Svantaggi:

1. Domanda maggiore/minore di quella prevista  prodotti invenduti.

Modo di realizzare il prodotto

• Produzione a “parti”  il prodotto viene prodotto a “parti” e le varie parti vengono montate insieme, esempio il tappo e corpo della penna, processo reversibile, i materiali usati, la plastica, posso recuperarli dal tappo e dal corpo.
• Produzione di processi  i materiali subiscono processi fisici chimici non reversibili nei prodotti iniziali, esempio farina + acqua  impasto, l’impasto non posso ritrasformarlo in farina e acqua.

Ritmo di produzione

• Produzione continua  continua nel tempo  volume produzione elevata, esempio le penne in serie vengono prodotte milioni tutto l’anno.
• Produzione a intermittenza, o a lotti  produzione periodica  volume produzione modesta, esempio la produzione di alberi di Natale.
• Produzione unitaria, a commissione  produzione a commissione  volume produzione basso, esempio artigiani.

Classificazione di Wortmann

Classificazione di Wortmann  altro tipo di classificazione.

• MTS  in pratica produzione a magazzino.
• ATO  Assemble to Order  i vari pezzi sono già in magazzino, basta montarli.
• MTO  Make to order  produzione su ordinazione.
• PTO  Purchase-to-order  acquista i materiali dopo l’ordine.
• E.T.O.  Engineer to order  progetta sulla base dell'ordine.

Ciclo produttivo

Pianificazione e realizzazione di un impianto industriale

Si divide in 3 fasi:

1. Studio di fattibilità.
2. Progettazione completa.
3. Realizzazione del progetto, project management.

Studio fattibilità

Studio fattibilità: studia a livello economico/tecnico se vale la pena investire soldi/tempo.

Fase α) Studio di un nuovo prodotto: attraverso ricerche di mercato o richieste dell’azienda, product design, circa il 75% delle idee vengono scartate in prima fase con semplici domande, chiamate analisi qualitativa, ad esempio ogni azienda ha una propria qualità di produzione quindi idee di prodotti di qualità minore o maggiore vengono scartate, es. la Fiat non produce auto da 500’000€.

Ciclo di vita del prodotto: ogni prodotto “nasce-cresce-muore”.

• Introduzione sul mercato  crescita lenta delle vendite.
• Crescita  aumento veloce delle vendite.
• Maturità  si stabilizzano le vendite.
• Declino: diminuzione delle vendite.

Fase β) Scelta del ciclo produttivo C e definizione qualitativa del diagramma di lavorazione.

Fase γ) Definizione dei servizi S, o impianti ausiliari, necessari al funzionamento dell’impianto di produzione, cioè tutti i servizi come trasporti, luce, acqua.

Fase δ) Trovare la produzione ottimale Q in base a costi e i prezzi di vendita  quindi valutare quanto è il guadagno rispetto all’investimento.

Progettazione completa

1. Scelta dell’ubicazione dell’azienda.
2. Studio del lay-out generale:
   • Descrizione del ciclo di lavoro, stesura dei diagrammi tecnologici quantitativi e dei diagrammi di flusso dei materiali.
   • Analisi dei rapporti tra le attività.
   • Descrizione del tipo di macchine necessarie per la produzione del prodotto, e ovviamente il numero.
   • Descrivere lo spazio necessario.
3. Progetto del lay-out dettagliato.
4. Progettazione esecutiva.

Realizzazione del progetto

Chi se ne occupa  project management.

Cosa succede:

• Studio dei tempi/costi necessari per la realizzazione del progetto.
• Monitoraggio delle varie fasi.

Analisi dei costi e valutazione di redditività degli investimenti

Costo totale = costo fisso + costo variabile.

Costo fisso  costo che rimane fisso, entro certi limiti, indipendentemente dal volume di produzione.

Δq indica la soglia di guadagno.

Costo variabili  aumentano con l’aumento del volume di produzione  è una non linea retta ma una curva che dipende da quanto sforziamo il nostro impianto, ad esempio più sforziamo una macchina più aumenta la probabilità che si rompe.

C  costi.

R  ricavo, è una linea retta, in un grafico in cui x è il numero di prodotti venduti, perché un guadagno fisso.

Utile: è la differenza fra il ricavo e i costi, se C>R siamo in perdita.

Nell’immagine si nota che Umax si trova in quel punto e aumentando/diminuendo la produzione diminuisco l’utile.

Formula vale che il prezzo di vendita per uguagliare i costi deve essere il rapporto fra i costi e la quantità prodotta.

Dimostrazione:

1. Poni utile = 0  sviluppo con la definizione di ricavo e costi.
2. Isoli la p e trovi  dimostrato.

Matematica finanziaria

Matematica finanziaria, deve parlare di cose che facciamo nell’esame di economia.

Ammortamento  procedimento contabile usato con i costi di un bene che ha vita utile di molti anni, esempio un macchinario dura almeno 10 anni. Usato per i costi di competenza economica, esempio se nel 2020 pago la macchina 200'000 euro nel C.E. del 2020 il suo costo non è 200’000, ma se dura 10 anni 20'000 all’anno di ammortamento.

La vita utile ci viene data dal codice civile.

• Se la macchina ha una durata maggiore del previsto  plusvalenza  guadagno imprevisto.
• Se la macchina ha una durata minore del previsto  minusvalenza  perdita imprevista.

Postulato della preferenza temporale del consumo  “un euro oggi vale più di un euro domani”  un bene ha più valore oggi piuttosto che nel futuro, esempio tra 20 anni 100€ valgono, se tasso nominale 10%, 100€/(1,1)²⁰=14,8€.

Interesse semplice o composto

Interesse semplice: se gli interessi non vengono re-investiti.

Dati N anni di deposito e una somma investita iniziale V0:

Vn = (V0 + V0*i) + [(V0 + V0*i + V0*i] … = V0 (1+n*i).

Gli interessi: I=V0*n*i.

Il tasso d’interesse in decimali.

Formula di capitalizzazione.

Interesse composto, se gli interessi vengono re-investiti, cioè nell’interesse composto il “guadagno” non lo spendo ma lo re-investo insieme alla somma iniziale V0:

Vn = (V0 + V0*i) + [(V0 + V0*i + V0*i] … = V0 (1+i)ⁿ.

Il tasso d’interesse in decimali.

Formula di attualizzazione: V0 = Vn / (1+i)ⁿ.

Esempio: V = 10’000€ e n=10 anni con i=10%  V0 = (10’000€) fra 10 anni / (1+10/100)¹⁰ = 3’855€.

Trovare gli anni necessari ad arrivare a una cifra da una cifra iniziale è la formula ancora inversa.

Parametri di valutazione dell’investimento

• VAN, valore attuale netto.
• PBP, tempo necessario per rientrare dall’investimento.
• TRI, tasso di rendimento interno.

VAN, valore attuale netto, ci indica quanto guadagniamo dall’investimento dopo un determinato tempo n.

CFN  NCF flusso di cassa netto, o Net Cash Flow.

(CNF)0  NCF0 è l’investimento iniziale, quindi è negativo, esempio (CNF)0 = -2'000.

i = tasso di attualizzazione  tasso che ci indica la perdita di “potere d’acquisto” della stessa somma nel tempo, esempio con 20 centesimi nel 2005 ci prendevi 4 goleador, ora ne compri 1.

(CNF)n = Vn  valore finale dell’impianto.

VAN = 0  in k anni sono rientrato nell’investimento ma niente guadagno/perdita.

VAN > 0  significa che è un buon investimento, rispetto al caso base investire in titoli sicuri, titoli di Stato.

VAN < 0  significa che non è un buon investimento, conviene investire nel caso base investire in titoli sicuri, titoli di Stato.

Esempio: abbiamo i flussi di cassa netti di un investimento:

Il suo tasso di sconto annuo è pari al 10%, i=10%, corrisponde ai titoli di Stato.

• CNF 0 = -10’000.
• CNF 1 = 3’000.
• CNF 2 = 4’200.
• CNF 3 = 6’800.

Calcoliamo il VAN dopo 3 anni:

Troviamo quindi un VAN > 0.

PBP (k) tempo di Pay Back  tempo necessario per recuperare il capitale investito inizialmente, ovvero VAN = 0, sapendo l’interesse i.

• A volte nella vita si preferisce un PBP più basso rispetto a un VAN a lungo termine più alto, ad esempio le banche.

In pratica nella formula generale del VAN imponi:

• VAN = 0.
• Con la formula inversa trovi l’incognita n, ovvero gli anni necessari.

TRI o IRR, tasso di rendimento interno o Internal Rate of Return  interesse minimo per recuperare l’investimento in k anni se investo solo all’inizio.

Nella formula generale l’incognita è l’interesse i.

A noi ci interessa sapere quale deve essere il minimo interesse per rientrare nell’investimento iniziale, CFN 0 quindi è negativo, in un periodo di tempo, n anni.

Cioè in pratica imponi:

• VAN = 0.
• Formula inversa trovi n.

Collocazione o ubicazione dell’azienda

Fattori

• Fattori fondamentali: fattori necessari per qualsiasi tipo di sistema produttivo, materie prime, manodopera.
• Fattori secondari o accessori: fattori rilevanti solo per alcune tipologie di industrie, esempio presenza di un corso d’acqua.
• Fattori speciali: solo per specifiche aziende, da valutare caso per caso.

Fattori che influiscono sulla scelta

1. Vicinanza da materie prime e dal mercato  volume delle materie = volume del prodotto  vicinanza dal mercato o materie prime indifferente. Volume materie prime >> volume del prodotto  materie prime hanno costo trasporto maggiore  si preferisce azienda vicino alle materie prime per ridurre costi di trasporto.
2. Possibilità di trovare manodopera, in un paesino di montagna è più difficile rispetto in città.
3. Energia e impatto ambientale.

Metodo per scegliere l’ubicazione dell’azienda

Metodo per scegliere l’ubicazione dell’azienda  3 metodi:

1. Metodo del punteggio.
2. Metodo del costo totale.
3. Metodo dei costi di trasporto.

Metodo del punteggio

Difetto: la valutazione è soggettiva  rimedi  valutazione basata su gruppi o da esterni all’azienda.

Spiegazione:

1. Elenca tutte le richieste dell’azienda, manodopera, materie prime, dare loro una priorità da 1 a 100%, la somma di tutte le richieste deve essere = 100%.
2. Ad ogni luogo, o area, che valutiamo come potenziale luogo per l’azienda, assegna una valutazione V da 1 a 100 quanto rispetta quella specifica richiesta, sommare tutte le valutazioni moltiplicate per la priorità p della richiesta.

Chi ha il punteggio più alto vince.

Esempio calcolo p*V.

Esempio 40, peso che l’azienda dà alla manodopera, *80, quanto l’area A rispetta quella condizione, = 3200.

A vince.

Metodo dei costi

Spiegazione: consiste nel confrontare le spese di ogni area  è simile al costo differenziale.

• Spese di investimento.
• Spese, o costi, annuali.

Vince quelle con tutte e due le spese più basse  esempio: B ha entrambi i costi più bassi.

Difetto: due aree A e B possono avere:

• Spese di investimento A < spese di investimento B.
• Spese annuali A > spese annuali B.

Metodo dei costi di trasporto

Spiegazione: si somma tutti i costi di trasporto per trasportare la merce dalla X posizione dell’azienda, esempio posizione fabbrica, ai luoghi in cui portare i prodotti, esempio a magazzini o negozi.

Formula:

w  prodotto fra: numero di viaggi, al giorno o all’anno, nel punto Pi * costi di trasporto, esempio 5€/km.

d (X, Pi)  distanza dall’azienda, coordinate X(x;y), e al punto P, P(a,b).

Come trovare.

Tutti e tre sono per minimizzare i costi ma si differenziano per:

• Metodo di Pitagora, distanza euclidea  ideale per trasporti rettilinei, esempio aerei.
• Metodo della lunghezza dei lati del rettangolo  ideale per trasporto in città e spostamenti nello stesso edificio.
• Metodo della distanza euclidea al quadrato, in pratica t. di Pitagora senza la radice, ideale per il minimizzare il tempo di intervento in ogni luogo, esempio per le ambulanze.

Coordinata ottima

Dimostrazione distanza euclidea al quadrato:

1. Prendo la formula ∇f=0.
2. Le coordinate ottimali per l’azienda hanno, secondo l’algebra, il gradiente, quindi la derivata parziale x e y sono = 0.

Facendo i calcoli troviamo:

Ricavo  dimostrato.

Applicazione del metodo dei costi di trasporto

1. Prendo come incognita la X (x,y), ovvero la posizione dell’azienda.
2. Applico la formula dei metodi dei costi di trasporto.

Ci  somma di tutti i pesi w dei punti che si trovano in quella colonna j, cioè hanno la stessa coordinata x.

Di  somma di tutti i pesi w dei punti che si trovano su quella riga i, cioè hanno la stessa coordinata y.

3. La coordinata ideale dell’azienda rispetta le seguenti condizioni:

Metà della somma di tutti i pesi (w) dei punti del problema.

Casi particolari: C = 1/2w.

Dato che C indica la colonna, allora le sue coordinate x, che sono le colonne, saranno comprese fra l’ultima colonna sommata, inclusa, e quella successiva, non inclusa. Le coordinate x non sono precise, cioè solo un punto, ma posso prendere qualsiasi coordinata x lungo quel segmento.

D = 1/2w.

Dato che D indica la riga, allora le sue coordinate y, che sono le righe, saranno comprese fra l’ultima riga sommata, inclusa, e quella successiva, non inclusa. Le coordinate y non sono precise, cioè solo un punto, ma posso prendere qualsiasi coordinata y lungo quel segmento.

Valgono contemporaneamente i due casi precedenti, quindi le coordinate dell’azienda sono comprese non in un punto ma in area.

Lean production

Lean production, produzione snella.

Non è una formula matematica ma una “filosofia” di gestione dell’azienda.

Scopo: miglioramento della Li