Logistica industriale

Logistica industriale

18/02 ambito/problemi obiettivo

• Tema del packaging - Sicurezza / Ergonomia - Deperibilità - Puntualità - Fragilità - Efficienza / Costi – Qualità – Produttività
• Stoccaggio e handling - Ecosostenibilità
• Organizzazione - Affidabilità - Congestione - Pianificazione - Trasporti
• Location (ubicazione) & layout (intranodo)
• Dati e flussi

Settori e tecnologie

• Alimentare (Food&Beverage) - Robotica
• Packaging - Tracciabilità
• Automotive - IoT
• 3PL (Third part logistic): aziende che si occupano della spedizione merce - Industria 4.0
• FMS …

DSS decision support systems (JIT)

La logistica ha bisogno di strumenti a supporto alle decisioni, la pianificazione usa modelli e metodi.

La logistica deve mettere insieme il dato e il flusso per gestire e tenere tracciabilità dei flussi fisici; il flusso è un movimento fisico di materiale, non si muove merce se non c’è dato. Il DSS lavora coi dati e coi flussi fisici.

Obiettivi principali:

• Efficienza logistica
• Sicurezza
• Qualità
• Sostenibilità ambientale

Introduzione alla logistica e ai sistemi flessibili di produzione

Supply chain system

Supply chain System (modello – metodi – problemi/istanze/ambiti – DSS)

La catena di fornitura riguarda non solo l’approvvigionamento, ma parliamo di filiera nella sua interezza, ovvero di sistema logistico completo: il design, management, controllo e ottimizzazione. La logistica si occupa della progettazione, gestione, controllo del sistema logistico, che è l’insieme di tutte le entità come risorse, infrastruttura, impianti, persone, veicoli, magazzini, etc. Questi elementi producono tante informazioni, ecco perché vengono usati strumenti di gestione dei dati (ex. Amazon è leader mondiale della logistica, per la gestione del dato).

Il focus è sull’infrastruttura e sul sistema di produzione: i problemi riguardano il layout, le tecnologie, la gestione del flusso di materiale, il material handling (mezzi di movimentazione merce), reti distributive.

Logistics and operations

Supply management, supply chain management, come strategie di approvvigionamento.

Definizione di logistica

Visione circolare: design, management, controllo e ottimizzazione dei flussi fisici di materiale e i relativi dati che popolano un sistema di produzione (PS – production System).

“The careful organization of a complicated activity so that it happens in a successful and effective way”.

• Logistica interna (indoor - PS) vs logistica esterna (outdoor – in un network logistico)
• Varie entità e stakeholders
• Alto livello di complessità (items, levels of the network, time – dependency)

22/02 sistemi logistici

La logistica richiede dialettica con tutte le altre discipline. Alcuni sistemi logistici…

Acquisto di prodotti al punto vendita

Acquisto di prodotti al punto vendita:

• Scatena flussi fisici che possono essere automatizzati, il sistema logistico parte a monte di un capannone industriale deputato alla distribuzione della merce, per poi arrivare al camion che distribuisce la merce. Un aspetto importante è l’area di stoccaggio: drive in, tipologia di sistema di stoccaggio, man mano che si svuotano si entra dentro la scaffalatura; area di stoccaggio con merce accatastata, non ci sono scaffalature, la merce è posizionata per strati; il servizio di picking è classicamente affidato all’operatore, richiede infatti elevata flessibilità, oppure c’è l’isola di lavoro, che è composta da linee in cui ci sono UDC pallettizzate in cui un robot fa una sorta di picking della merce, che lavora per layer, strati, ovviamente non ha la stessa flessibilità di un operatore.
• Area di lavorazione: linee di confezionamento, contiene tutto ciò che deve essere portato alle macchine, macchine di riempimento e successivamente di confezionamento. Immaginiamo dei carrelli che servono ad allestire e a svuotare le linee di riempimento: ci sono sistemi di controllo delle macchine centralizzati, oggi le strutture informatiche riguardano più un approccio cloud. L’impilamento della merce deve essere fatto sotto certi criteri di peso, dimensioni, volumi, etc.
• Stoccaggio: il tema dello stoccaggio della merce è importante nelle aziende e possono esserci diverse soluzioni adottate, la ricerca permette di avere dei processi di sviluppo di nuove soluzioni più d’avanguardia. Ad esempio, l’annullamento di corridoi totale, piuttosto che l’utilizzo di operatori per un approccio più flessibile.
• Ikea: store che si concretizza in un magazzino che offre un’esperienza logistica completa. Sostenibilità, qualità e basso prezzo. La merce deputata al picking si trova al piano terra, la merce negli scaffali superiori è di riserva, (portata ai piani sottostanti quando necessario).

CIM – Computer integrated manufacturing (’90)

L’elemento di base del CIM è l’immagine di un’intelligenza, prima centralizzata ad oggi distribuita (industria 4.0), che governa il tutto. Il CIM in origine prevedeva un sistema cablato, delle vere e proprie reti e infrastrutture informatiche che governavano la fabbrica, oggi l’approccio è quello del cloud. Le parole chiave che caratterizzano le tecnologie adoperate in un sistema CIM sono integrazione, flessibilità e automazione.

Tecnologie del CIM

• FMS – Flexible Manufacturing System: sistemi flessibili di produzione, si tratta di una batteria di macchine identiche che lavorano prevalentemente per asportazione di truciolo su pezzi, parti e componenti destinati a vari ambiti. Questi sistemi FMS hanno bisogno di un calcolatore che li governa a livello periferico, infatti parliamo di macchine a controllo numerico, in cui l’operatore lavora solo di interfaccia. Il piazzamento è diverso dal set up: in un CIM appunto abbiamo sistemi evoluti come gli FMS, che gestiscono in automatico le varie risorse che li compongono in un tempo mascherato, ovvero un tempo che non toglie produttività alla macchina, questo fa sì che le macchine degli FMS non si fermano mai.
• FAS – Flexible Assembly System: la parola chiave è “assemblaggio”. La rigidità di una linea richiede elevati costi di riconfigurazione, nel CIM non esistono momenti “morti”, la flessibilità diventa un must in questi sistemi. Parliamo di sistemi di assemblaggio con robot, movimentatori, tavole rotanti; l’automazione fa da padrona, sono sistemi che realizzano prodotti in pochissimi minuti: isole di lavoro vs. cobot – robot collaborativi, che lavorano al fianco dei lavoratori.
• CAT – Computer Aided Testing.
• Sistema di trasporto: mezzi di trasporto AGVs (automated guided vehicle) usati sono carrelli laser, di cui è sempre possibile conoscere la posizione. Si può stabilire qual è il numero che soddisfa il fabbisogno di movimentazione; ovviamente la flessibilità è propria di questi mezzi da automazione flessibile.
• Sistema di stoccaggio: magazzini manuali, molto flessibili; magazzini automatici o verticali, dove un carrello si muove a pendolo lungo il corridoio, prelevando merce e rendendola disponibile all’interfaccia esterna del magazzino. Parliamo di “magazzini verso uomo”, sono caratterizzati da movimenti congiunti, moto a pendolo, con accelerazioni e velocità elevati, e allo stesso tempo si muove lungo y (o z). Magazzini modulari (o verticali), soluzioni di stoccaggio in cui ci sono dei vassoi che si muovono su lungo il magazzino.

ERP – Enterprise resource planning

ERP – Enterprise Resource Planning è il cervello, il sistema gestionale che governa le attività interne dell’azienda, come la produzione, il management, la logistica, l’amministrazione, l’approvvigionamento, etc. L’ERP è nato alla fine degli anni ’90 con l’obiettivo di creare una soluzione che aiutasse le aziende a prendere tutte le decisioni. Comprende sistemi CAD/CAM (progettazione assistita dei componenti), approvvigionamento, attività di servizio; ha implicazioni informatiche, software e di supporto alle decisioni.

L’industria 4.0 è popolata dal CIM: dalla prima all’ultima rivoluzione industriale.

Il PLC (Programmable Logic Controller - unità programmabile di controllo) è costituito da un piccolo calcolatore dotato di interfacce che concedono di elaborare dei dati in ingresso, ha un sistema operativo che elabora i dati e si occupa di stoccarli: concedono per esempio di controllare il moto di lavorazione di una macchina. Possono essere applicati dove si desidera, costituendo dei microcalcolatori che lavorano in maniera meno cablata possibile (terza e quarta rivoluzione).

Gli aspetti legati alla ecosostenibilità e industry 4.0

Packaging

Il sistema prodotto imballo include tutte le aree di un’azienda; ci sono tre fasi per sviluppare un prodotto: ricerca, sviluppo e ingegnerizzazione. Anche il packaging segue questo percorso, interroga in primis le richieste dei clienti, predisponendo le specifiche generali, poi segue lo studio di fattibilità e il progetto preliminare, in cui c’è lo sviluppo di un prototipo; se i test su questo sono ‘ok’ si procede a definire le specifiche tecniche, il progetto funzionale, il progetto della forma e infine il progetto del processo.

Gerarchia e classificazione dei sistemi di packaging

I. Imballo primario: involucro che protegge, confeziona, rende stoccabile e trasportabile il contenuto. Esempi sono: brick, doy pack, astucci, taniche, flaconi e bottiglie, blister, sacchetti, lattine. L’imballo primario è attento anche all’aspetto piuttosto che essenzialmente l’imballo stesso.

Carta e macchine per il riempimento: tecnologie a confronto

Due diverse tecniche di riempimento di un brik:

• SIG “Sleeve System”: ci sono dei preformati che partono da bobine di carta che vengono preparate, preformate, inscatolate in un imballo secondario, poi caricate in macchina per il riempimento (a cui precede una fase di sterilizzazione tramite vapore, per non lasciare residui nel contenitore), cui seguono le fasi per la chiusura definitiva del brik.
• Competition “Roll System”: si parte dalla bobina caricata direttamente in macchina, preformata e riempita come se fosse un grande cilindro riempito del contenuto e poi sezionato in ragione della forma che vogliamo dare alla confezione. È adatto per i liquidi, meno per i materiali semisolidi, come la polpa di pomodoro.

Tetra Pak System carta per il 75%, polietilene per il 20% e alluminio per il 5%.

Imballo secondario

II. Imballo secondario (collo) ad esempio: un cartone, un cestello, vassoio, cassette, espositore, scatole, multipack. Composti da più imballaggi primari, questi oggetti vengono sollevati, portati in un automezzo e trasportati dal punto di origine al punto vendita, possono anche essere riciclati e quindi riutilizzati. Ci sono punti vendita in cui la merce non è scaffalata ma pallettizzata. Le RPCs (reusable plastic containers).

Un tipo di imballo secondario particolare sono CPR System: sono delle cassette di plastica in cui vengono trasportati prodotti del genere alimentare, vengono prodotte, utilizzate, lavate e riciclate; a differenza degli altri imballi secondari, che hanno vita breve, vengono prodotte RPCs che possano avere un impatto ambientale minore, poiché CPR dispone una rete logistica capillare in più zone: CPR lavora con tutte le aziende della grande distribuzione italiane, come Conad, Coop, etc.; l’obiettivo è quello di far viaggiare il minor numero di cassette a vuoto, vengono messe in circolo piene, le cassette vuote occupano il minor spazio possibile, poiché sono pieghevoli, quindi c’è il maggiore margine di ottimizzazione.

Imballo terziario

II. Imballo terziario: sistema di più imballi secondari. Il pallet non è un imballo terziario in sé per sé, ma è un accessorio: merce più imballo secondario rappresenta un imballo terziario, chiamata unità di carico pallettizzata (UDC), oppure unità di movimentazione multicodice, cioè composta da più prodotti. Esempi di accessori sono: pallet in legno, roll tainer, pallet in alluminio, etc. I pallet devono avere delle prestazioni misurabili attraverso certificazioni; l’azienda che produce i pallet in legno (riconoscibili in blu), chiamata CHEP, è simile a CPR: mette a disposizione i pallet per il trasporto merce sotto forma di affitto, attraverso una rete logistica capillare. I pallet non hanno un ciclo di vita infinito, specialmente quelli in legno perché si usurano.

Pallet

Pallet: c’è un formato riconoscibile di pallet (800x1200 pallet standard), chiamato EPAL: è il formato più diffuso in Europa, ci sono delle norme tecniche di riferimento; lo standard in Europa è: 800x1000, 800x1200 (EPAL ISO1), in UK 1000x1200 (ISO2), e altri ad esempio 1140x1240 in Australia. Anche sul tema del packaging c’è un’attenzione enorme in termini di ricerca e sviluppo e in particolare sul tema dell’ecosostenibilità dei materiali di packaging: IKEA non usa più pallet in legno per la movimentazione, ma si usano in cartone.

Numero di vie e reversibilità del pallet

• Reversibile: un pallet è reversibile quando esiste una base di appoggio merce, e se viene ribaltato di 180 gradi si otterrà un’altra base d’appoggio. Il pallet ha per esempio delle assi nella parte superiore e inferiore.
• Numero di vie - 2/4: un pallet può offrire l’inforcamento su 4 direzioni, su due principali in quattro versi, per quattro vie sia a sinistra che a destra; la differenza è che per 2 vie abbiamo pallet che hanno un elemento continuo, ovvero un piedino con estensione longitudinale o trasversale non trascurabile.

A parità di materiali utilizzati la struttura di pallet più rigida e resistente è la soluzione di pallet reversibile a due vie.

Sistemi di pooling

Il pallet pooling è servizio messo a disposizione da alcune aziende, nella pratica: il produttore carica la merce sui pallet (ad esempio), e li invia ai distributori; l’azienda di pooling raccoglie i pallet presso i distributori; i pallet vengono controllati, selezionati, riparati e riconsegnati al produttore. La logistica si può estendere ad altri contenitori.

RPC (cassette in plastica riutilizzabili), CHEP (pallet).

Esistono aziende che offrono un servizio di pooling: c’è un Pooler che ha più impianti distribuiti nel territorio che lavora con tante filiere a cui vengono messi a disposizione pallet (o contenitori RPCs – a sfondi abbattibili), oggetti destinati al packaging ai clienti, i quali hanno altre filiere; questi li utilizzano per le loro spedizioni che si consumano da dei Retailer, cioè impianti distribuiti in tutta Italia, che servono una molteplicità di punti di domanda. Ad esempio, ai supermercati arriva la merce pallettizzata, i pallet vuoti ritornano nei retailer che vengono prelevati di nuovo dal pooler. I viaggi devono essere il più possibile a contenitori non vuoti, poiché più i costi sono bassi più i margini sono alti: questo tipo di soluzione, di messa a disposizione dei contenitori a terzi, è chiamata pallet pooling per ottimizzare la rete complessiva di distribuzione.

Pallet exchange

Pallet Exchange: questo tipo di soluzione si chiama interscambio, può essere fatto in continuo o differito nel tempo: i pallet di proprietà di un’azienda, vengono portati carichi di merce ai retailer e poi vengono riportati vuoti in azienda, oppure vengono lasciati a casa di un retailer “in affitto”; a fine anno viene fatto il calcolo dei pallet lasciati ai retailer e i pallet tornati in azienda, quelli rimasti ai retailer vengono contabilizzati.

Unità di carico UDC pallettizzata

UDC monocodice vs. multicodice: alcuni software consentono di comporre l’unità di carico pallettizzata. Il volume di inviluppo è il volume di un parallelepipedo che include oltre alla merce anche la paletta (ingombro in pianta), in particolare include anche i trasbordi esterni di merce dalla paletta. È importante definire il volume di inviluppo, perché consente di trovare il rendimento terziario, ovvero il rapporto tra il volume della merce (somma algebrica di volumi degli imballi secondari) e il volume di inviluppo, misura come viene occupato il volume di inviluppo con dei colli (ovvero IS). Il debordo non è mai massimo, può essere anche origine di instabilità. Una volta definita la gerarchica di imballo questa si mantiene nel tempo; a volte non si può perché l’imballaggio dipende dai clienti. Uno dei software utilizzati sono: “tops” che lavora in UDC monocodice, “maxload” specializzato in nesting (riempimento) tridimensionale, con UDC multicodice.

23/02 quarto livello container

IV. Quarto livello container (o un automezzo), componiamo più unità di carico pallettizzate in un parallelepipedo utilizzato soprattutto per il trasporto intermodale che ha la possibilità di ospitare un certo numero di UDC e di essere trasportato su più unità di movimentazione, come ad esempio trasporti su rotaie, su gomma, viaggi transoceanici e così via. Esistono ovviamente più varianti di containers, ci sono delle soluzioni aperte che dipendono dal tipo di merce che viene trasportata. La soluzione refrigerata (diversa dalla soluzione dry) prevede che ci sia un impianto di refrigerazione, sono adatti al trasporto di prodotti deperibili, cibo, farmaci etc. Queste soluzioni generano un impatto economico e ambientale non trascurabile, spesso infatti nel settore alimentare, per prodotti detti “secchi” non vengono utilizzati container refrigerati.

Tema della compatibilità tra