Lean operation management

Cenni sulla storia dei sistemi produttivi

Il tutto parte con la produzione artigianale, caratterizzata da manodopera altamente specializzata, realizzazione di un articolo alla volta, produzione customizzata sulla base delle specifiche del cliente, assenza di economie di scala, elevati costi di produzione e, dunque, elevati prezzi di vendita, con un modello organizzativo semplice (proprietario/direttore di produzione/direttore vendite/direttore acquisti/ufficio tecnico).

Produzione di massa

Nel 1900 si passa dalla produzione artigianale alla produzione di massa, il cui padre fondatore è Taylor. Questa è caratterizzata dalla presenza di personale specializzato utilizzato in attività a maggiore valore aggiunto come la progettazione e la supervisione, e personale poco specializzato coinvolto in attività produttive ripetitive tramite l'utilizzo di macchinari a elevato livello tecnologico. I prodotti sono altamente standardizzati ed è necessario avere elevati volumi produttivi per ottenere forti economie di scala e bassi costi di produzione.

Il modello di Taylor

Taylor ha teorizzato questo modello sulla base di due concetti:

• Scomposizione dell'intero ciclo produttivo in singole attività elementari ripetitive, ciascuna delle quali assegnata a un singolo lavoratore. La continua successione di attività elementari cadenzate da un ritmo calcolato in maniera precisa, permette un elevato aumento della produttività e quindi una riduzione dei costi di produzione legata a tempi ridotti.
• Separazione tra progettazione ed esecuzione delle attività lavorative (produzione): esiste un unico modo efficiente per ogni singola attività e la soluzione ottimale può essere raggiunta solo tramite l'applicazione di metodi e criteri scientifici derivanti dalla ricerca e non dall'arbitrio delle persone. Taylor studiava a priori i movimenti del singolo lavoratore cercando di minimizzare gli spostamenti, prendeva un gruppo di operai 10/15, studiava i movimenti da eseguire, calcolava il tempo necessario, e eliminava i movimenti inutili o lenti per ottimizzare il lavoro.

Il metodo di Taylor prevedeva lo studio accurato dei singoli movimenti del lavoratore per poter ottimizzare il tempo di lavoro secondo i seguenti passi principali:

1. Considerare un gruppo di 10/15 operai.
2. Studiare l’esatta serie di movimenti componenti l’operazione che ogni singolo operaio applica allo stato attuale.
3. Determinare il tempo necessario per ogni movimento e determinare se esiste una via più veloce per compierlo.
4. Eliminare ogni movimento lento o inutile.
5. Stendere la serie ottimale dei movimenti così determinata.

Taylor, inoltre, supera il problema di avere un'unica figura del proprietario/direttore inserendo una serie di figure dirigenziali intermedie tra i lavoratori e l'imprenditore, che dovevano avere la responsabilità di determinare, sulla base di opportune leggi scientifiche, le modalità operative ottimali.

Nel sistema di Taylor la figura professionale dell’operaio risultava completamente trasformata e fortemente dequalificata. Quest'ultimo, infatti, passò dall'essere una figura qualificata con importanti competenze professionali a un mero esecutore di una singola attività altamente ripetitiva, con la totale perdita di ogni tipo di discrezionalità riguardante i tempi e i modi di svolgimento del suo lavoro.

La nuova modalità operativa introdotta da Taylor fu unita a un nuovo sistema di ricompensa e di premio (gli operai venivano premiati in base al numero di pezzi prodotti per giorno) e questo richiamò masse di contadini, dando luogo ad un’importante offerta di lavoro dequalificato.

Il contributo di Ford

Successivamente, ai tempi in cui la macchina rappresentava un bene di lusso, Ford volle trasformare l’automobile da prodotto di lusso a un prodotto accessibile alle famiglie medie, offrendo al mercato un unico prodotto altamente standardizzato a un prezzo accessibile. Ci riuscì nel 1908 dopo 5 tentativi falliti, con il modello Ford T: un’automobile progettata per la fabbricazione, ovvero progettata per costare poco, per essere caratterizzata da un tempo di assemblaggio e di fabbricazione ridotto.

Ford rese pratico quello che Taylor ha teorizzato, implementando la catena di montaggio:

• Intercambiabilità dei pezzi (nel modello artigianale ogni pezzo di automobile risultava essere unico e non intercambiabile).
• Semplicità del sistema di incastro che ha permesso di ridurre drasticamente il tempo e la difficoltà di esecuzione delle attività di assemblaggio, ora facilmente eseguibili da un semplice operaio dopo poche ore di formazione.

Catena di montaggio

La catena di montaggio è una linea di assemblaggio in cui risorse umane e materiali rimanevano fermi nella loro posizione e il prodotto da assemblare si muoveva tra le postazioni. L’applicazione della catena di montaggio fu realizzata attraverso alcuni passaggi:

• Lo spostamento dei materiali e delle parti da assemblare verso ogni singola stazione di lavoro in modo che i lavoratori non fossero più costretti a muoversi durante lo svolgimento delle mansioni. Questo concetto portò a un importante aumento di produttività: “il lavoratore mal diretto spende più tempo nel muoversi di qua e di là per prendere materiali e strumenti che non ne impieghi per il lavoro effettivo”.
• La suddivisione dell’intero ciclo di lavoro in task elementari, ognuno dei quali assegnati univocamente a ogni singolo lavoratore. In questa condizione il lavoratore esegue solamente un’attività elementare nell’arco dell’intera giornata lavorativa, spostandosi da veicolo a veicolo nell’area di assemblaggio.
• Introduzione di una linea di assemblaggio dotata di sistema di trasporto automatico che spostava le parti da assemblare da una stazione all’altra, non costringendo più gli operai a compiere movimenti inutili e improduttivi.

I vantaggi della produzione di massa sono gli elevati volumi produttivi, le forti economie di scala e i bassi costi di produzione, tradotti in bassi prezzi di vendita. Gli svantaggi sono che il sistema è rigido in quanto sono necessari elevati volumi produttivi per recuperare gli elevati investimenti in tecnologia; si ha un forte orientamento verso la saturazione dei macchinari perché se ho un elevato investimento e ho un ammortamento su 10 anni, se l’ammortamento lo spalmo su più ore la macchina mi costa la metà, tanto più lavora la macchina più costa meno.

Questo aspetto porta ad elevati scorte di MP e SL per evitare il blocco della linea; impianti molto produttivi e specializzati dunque una ridotta varietà della gamma e elevati tempi di setup per cambiare lotto produttivo; forte dequalificazione del lavoro degli operai, ritmi di lavoro estenuanti e forti alienazioni sociali e lotte sindacali.

Economie di scala

Un processo produttivo gode di economie di scala quando all’aumentare dei volumi produttivi, il costo totale aumenta ma il costo unitario dei prodotti diminuisce. Per tali economie facciamo riferimento al costo marginale, ovvero il costo incrementale che bisogna sostenere per produrre un’unità aggiuntiva di volume.

Un processo produttivo ha in input lavoro, materie prime ed energia; andremo a svolgere un processo produttivo che porterà alla realizzazione del prodotto finale. I costi possono essere costi variabili e costi fissi. I costi variabili sono quei costi che variano con le quantità prodotte. I costi fissi sono quelli che non variano con le quantità prodotto prodotte.

Grafichiamo i costi variabili e i costi fissi in funzione del numero di unità prodotto: il costo fisso è pressoché costante, quelli variabili aumentano con le quantità, ottenendo la curva dei costi totali. Il costo marginale scende all’aumentare della quantità.

Se andiamo a tabellare vediamo che aumentando il numero delle unità di produzione, il costo marginale scende a valori molto bassi. Possiamo calcolare il costo unitario e noteremo come questo scende all’aumentare delle quantità. Se aumenta il costo totale, la curva dei costi marginali ha una pendenza maggiore e decresce, poiché i costi fissi si spalmano su volumi maggiori. Se la proiettiamo su volumi sempre maggiori però inizia a crescere; questo perché aumenta il numero persone che mi servono, aumentano il numero di attrezzi che sono tutti occupati, si raggiunge un limite tecnologico e si rallenta. Se estendiamo il volume anche ai fornitori potremmo godere di vantaggi dal punto di vista economico, nell’acquisto dei materiali, nonché sconti per le utenze avendo a disposizione tariffe migliori.

La crisi del sistema Ford

La crisi del sistema Ford si è avuta verso la metà del ‘900 in quanto si è avuta un’evoluzione dei bisogni del consumatore, il quale, diventato più benestante, ha voluto soddisfare i bisogni di livello più alto rispetto al semplice possesso dell’automobile. Questo ha portato a una differenziazione dell’offerta di mercato e uno scontro con i principi di funzionamento del modello Taylor/Ford.

La fine del regime monopolista di Ford è stata accompagnata dallo sviluppo di nuovi competitor rivolti a settori di mercato differenti. Inoltre, si sono diffuse le importazioni negli USA di modelli provenienti dal mercato giapponese (Toyota), caratterizzati da prezzi più bassi.

Lean production

A questo punto possiamo passare al terzo blocco, la Lean production, che si basa sul Toyota Production System, il quale si pone al centro tra la produzione artigianale, da prodotti one to one quindi elevata specializzazione della manodopera, e la produzione di massa che invece prevedeva bassa personalizzazione allo scopo di avere elevati volumi per spalmare i costi, ridurre i tempi e introdurre economia di scala. Il Toyota Production System tende a conciliare l’elevata flessibilità a sinistra con i bassi costi di produzione a destra.

Il Toyota Production System

La sfida del Toyota Production System è quella di utilizzare personale con un’elevata varietà di competenze a tutti i livelli organizzativi e una tecnologia flessibile ed altamente automatizzata, in grado di lavorare con un’elevata varietà di prodotti ma permettendo allo stesso tempo elevati volumi produttivi allo scopo di sfruttare le economie di scala e abbassare i costi di produzione.

Un inventore e artigiano giapponese di nome Sakichi Toyoda iniziò la sua attività di progettazione e costruzione di telai per la tessitura. Dopo svariati tentativi, nel 1924 Toyoda progettò un innovativo telaio denominato Type G. Con il suo nuovo prodotto Toyoda introdusse due novità importanti che furono poi alla base del futuro TPS (Toyota Production System).

• Sistema di bloccaggio automatico in grado di riconoscere la rottura del filo del telaio. Tale invenzione permetteva a una persona di controllare più telai contemporaneamente e quindi eliminare la necessità di un operatore esclusivamente dedicato a un telaio. Questo determina un’innovazione da un punto di vista del controllo e corrisponde al primo pilastro del TPS JIDOKA: Automazione con tocco di umanità, ossia la capacità di un macchinario di fermarsi autonomamente in caso di errori o difetti combinato alla presenza di un operatore umano atto a correggere il problema interrompendo immediatamente il flusso produttivo.
• Sistema di cambio della spoletta senza la necessità di fermare il funzionamento del telaio. Questo permise di sviluppare uno degli strumenti principali del TPS utilizzato per ridurre al più possibile i tempi di riattrezzaggio nei macchinari SMED, che è una tecnica che permette, dato un qualunque processo produttivo, di effettuare in maniera sistematica gli step che consentono di ridurre drasticamente i tempi di setup.

Intorno al 1930 grazie ai proventi della vendita del brevetto dei telai per la tessitura, Sakichi, insieme al figlio Kiichiro, si interessa al settore automotive, il quale guidò lo sviluppo del primo motore per autovettura in Giappone culminando nel 1936 con la produzione delle prime automobili modello AA che si contrapponevano alla Ford Model T prodotta in America.

Nel 1937 viene fondata la Toyota Motor Company. In questo periodo Kiichiro Toyoda osservò come nei supermercati americani i prodotti sugli scaffali venivano rimpiazzati appena in tempo man mano che i clienti li prelevavano. Questo lo illuminò sul fatto che un processo dovrebbe richiedere il prelievo dal processo che lo precede solo della quantità di componenti di cui ha bisogno in quel determinato momento. Questo portò allo sviluppo del secondo pilastro del TPS, ossia la logica di approvvigionamento Just in Time.

Un processo Just in Time è un processo che deve richiedere e prelevare dal processo che lo precede, all’interno del flusso operativo, solo la quantità di componenti di cui ha bisogno in quel determinato momento, evitando così problemi di sovrapproduzione e di eccessive scorte. Questo permette di non avere sprechi, di produrre qualcosa solo quando necessario e di avere minori scorte, evitando l'obsolescenza di queste. Non applicare questo metodo comporta un utilizzo di risorse, energia, macchinari, per produrre qualcosa di non richiesto in quel momento.

Successivamente, quando scoppiò la Seconda guerra mondiale, ci si trovò in una situazione in cui negli USA c’era un’economia fiorente e quindi condizioni favorevoli per la produzione di massa, mentre in Giappone c’era mancanza di capitali, scarsa disponibilità di materie prime; dunque, si doveva pensare a come sopravvivere in quel contesto: questo fu un agente di cambiamento che portò a cercare di massimizzare ciò che avevano a disposizione.

In questo periodo il posto passò da Kiichiro a Eiji Toyoda il quale negli anni ’50-’60 ultimò lo sviluppo del modello produttivo che cambiò il modo di fare impresa in tutto il mondo: il TPS, conosciuto in seguito agli anni ’90 come Lean Production.

Durante una visita agli stabilimenti Ford negli USA, Toyoda e Ohno capirono subito che, per come versava il mercato giapponese in quegli anni, il modello di produzione di massa che si basava ancora sul principio di alti volumi produttivi per sfruttare le economie di scala e sull’elevata standardizzazione dei prodotti, era poco replicabile nel loro paese a causa della mancanza di spazi e della non possibilità di acquisto di macchine altamente automatizzate.