Riassunti di Impianti Industriali

A.A. 2018/2019, Padova Unipd

Riassunti di lezione di Impianti industriali.

Lezioni tenute dal Professor Alessandro Persona.

Sommario

• 1 Gestione della produzione ........................................................................................................................ 2
• 1.1 Aziende make to stock (MTS) ............................................................................................................ 2
• 1.2 Aziende make to order (MTO) ........................................................................................................... 3
• 2 Gestione dei materiali ............................................................................................................................... 4
• 2.1 Domanda continua ............................................................................................................................ 4
• 2.1.1 Lotto economico di acquisto ..................................................................................................... 4
• 2.1.2 Lotto economico di produzione................................................................................................. 4
• 2.1.3 Lotto economico congiunto ....................................................................................................... 6
• 2.2 Domanda discontinua ........................................................................................................................ 7
• 2.2.1 Lotto economico di acquisto e di produzione - Metodo del minimo costo unitario ................. 7
• 2.3 Scorte di sicurezza ............................................................................................................................. 9
• 3 Pianificazione della produzione ............................................................................................................... 12
• 3.1 Cicli dell’ordine (Order delivery cycle) ............................................................................................. 12
• 3.1.1 Make to stock .......................................................................................................................... 12
• 3.1.2 Make to order .......................................................................................................................... 14
• 4 Assemblaggio ........................................................................................................................................... 16
• 4.1 Introduzione .................................................................................................................................... 16
• 4.2 Dimensionamento del sistema di assemblaggio ............................................................................. 16
• 4.3 Metodologie per la suddivisione in famiglie di prodotto ................................................................ 17
• 4.3.1 PFA product flow analysis ........................................................................................................ 17
• 4.3.2 Clusters .................................................................................................................................... 18
• 4.4 Studio dei tempi delle attività di assemblaggio............................................................................... 18
• 4.4.1 Work sampling ......................................................................................................................... 18
• 4.4.2 Metodo cronotecnico di Bedaux ............................................................................................. 19
• 4.4.3 Metodi standard predeterminati ............................................................................................ 21
• 5 Bilanciamento delle linee di assemblaggio .............................................................................................. 22
• 5.1 Ciclo caratteristico e tempi caratteristici ........................................................................................ 22
• 5.1.1 Ciclo caratteristico ................................................................................................................... 22
• 5.1.2 Tempi caratteristici .................................................................................................................. 22
• 5.2 Metodi di bilanciamento di una linea di assemblaggio ................................................................... 22
• 5.2.1 Metodo di Kottas-Lau .............................................................................................................. 22
• 5.2.2 Metodo di Patterson................................................................................................................ 25

1 Gestione della produzione

1.1 Aziende make to stock (MTS)

Nelle aziende make to stock il prodotto viene prodotto prima di ricevere l’ordine del cliente. Questa gestione della produzione è molto impiegata nella produzione di piccoli componenti destinati poi al reparto di assemblaggio del prodotto finito. Adottando questo tipo di soluzione le aziende si espongono a dei rischi di mercato, che devono essere previsti in modo preciso.

In alcuni settori la grande frammentazione della domanda del mercato rende estremamente difficile fare previsioni corrette. Per questo motivo in certe aziende viene utilizzato questo schema di produzione:

Per assecondare le richieste del cliente la fase di assemblaggio deve essere flessibile ed elastica. Per questo motivo essa segue la logica assembly to order (ATO). Questa parte dell’impianto viene dimensionata sul massimo della produzione annuale. La prima parte, cioè quella con logica MTS, viene proporzionata invece su una domanda media. Alcune aziende al posto di dimensionare l’ultimo stadio di assemblaggio sul massimo preferiscono assorbire il picco di mercato producendo alcuni prodotti standardizzati prima dell’ordine del cliente. In questo modo durante il periodo in cui si produce di più il reparto di assemblaggio deve assemblare solo i prodotti maggiormente personalizzabili.

1.2 Aziende make to order (MTO)

Le aziende make to order producono i componenti solo dopo aver ricevuto l’ordine dal cliente. Questo tipo di aziende in genere fabbricano dei prodotti altamente personalizzabili e sono soggette ai rischi di esercizio legati ai costi e ai tempi di produzione.

Ultimamente le aziende hanno cercato di standardizzare il catalogo dei propri prodotti e ciò ha permesso di anticipare parte della produzione e di ridurre il tempo di attraversamento della linea di assemblaggio o lead time.

2 Gestione dei materiali

2.1 Domanda continua

2.1.1 Lotto economico di acquisto

2 √ =

Il lotto economico d’acquisto è la quantità ottimale di componenti che conviene acquistare tenendo conto dei costi di emissione dell’ordine, dei costi di giacenza in magazzino e del prezzo dei componenti acquistati. Esso minimizza il costo di giacenza e quello di emissione dell’ordine.

2.1.2 Lotto economico di produzione

2 = √ (1 − )

Il lotto economico di produzione è la quantità ottimale di componenti da produrre tenendo conto dei costi di set up della macchina, dei costi di giacenza in magazzino prodotti finiti e dei costi di produzione dei componenti. Esso minimizza il costo di set up dei macchinari e quello di giacenza in magazzino.

La tendenza attuale è quella di ridurre al minimo i costi di set up. Essi dipendono dal tipo di macchinario e dall’organizzazione aziendale prevista per l’attrezzaggio. Esistono due tipi di macchinario: le risorse sature, dette anche critiche, che costituiscono i colli di bottiglia all’interno dell’impianto, e le risorse non sature. In genere le macchine di assemblaggio sono risorse critiche nelle aziende. I costi di set up unitari per i due tipi di risorsa possono essere riassunti dalle seguenti due formule:

Si può osservare che i costi di set up sono maggiori nelle risorse critiche dal momento che le macchine non critiche non presentano costi di fermo macchina. Esse infatti non essendo colli di bottiglia non sono soggette a questo tipo di perdite. Per ottimizzare i costi di set up è necessario ottimizzare le risorse critiche. Per fare ciò si può utilizzare lo SMED Single minute exchange of die. Esso è una tecnica impiegata per ridurre i tempi di set up ed è un concetto di lean manufacturing. La tecnica operativa dello SMED si suddivide nei seguenti passaggi:

• A) Costruzione di una matrice in cui si evidenziano i set up o riattrezzaggi dei macchinari critici.
• B) Suddivisione delle attività di set up.
• C) Scomposizione delle attività di set up in attività interne, a macchinario fermo, e attività esterne, a macchinario in funzione.
• D) Ottimizzazione delle attività interne.

2.1.3 Lotto economico congiunto

( )2 + = √ ( + )

Il lotto economico congiunto si basa su una funzione di costo che considera le esigenze di chi acquista e di chi produce il lotto.

( ) ( )

Dove il fattore viene introdotto per tenere conto di semilavorati che devono essere mantenuti in magazzino in attesa dell’ordine del cliente. I costi amministrativi possono essere ridotti con l’adozione dell’EDI electronic data interchange.

2.2 Domanda discontinua

2.2.1 Lotto economico di acquisto e di produzione - Metodo del minimo costo unitario

Per il calcolo dei lotti economici di acquisto e di produzione con una domanda discontinua si utilizza il metodo del minimo costo unitario. Si considera un esempio applicativo di calcolo del lotto economico di acquisto. In tabella è riportato il periodo di interesse suddiviso mensilmente. Per ogni mese si conosce la domanda D, il prezzo al pezzo P, il costo di emissione dell’ordine c_E e il tasso di giacenza i.

Calcolando il rapporto tra costi di giacenza e costo totale si può conoscere il lotto di prodotti più conveniente che si deve acquistare per ridurre i costi di giacenza. In questo caso il lotto deve coprire la domanda di acquisto di aprile, maggio e giugno. Per il periodo successivo, a partire dal mese di luglio, sarà necessario ricalcolare un nuovo lotto di acquisto. In questo modo sarà anche possibile riaggiornare i dati di ingresso. Nel caso si debba calcolare il lotto economico di produzione si deve porre al posto del costo di emissione dell’ordine unitario c_E il costo di set up c_SET-UP, trascurando il termine d/p.

2.3 Scorte di sicurezza

Si considera il diagramma che mostra come il lotto di acquisto viene smaltito nel periodo in analisi. Si può osservare un termine chiamato lead time di fornitura LT, che è il tempo che intercorre tra l’emissione dell’ordine di acquisto e la consegna, e un altro chiamato punto di riordino PR, che indica il momento in cui si deve comprare un nuovo lotto. Durante la normale gestione dei materiali in un’azienda è possibile che il lead time aumenti a causa di ritardi nel trasporto o di invio dell’ordine oppure che la domanda prevista sia inferiore a quella reale. Per fare fronte a questo tipo di problemi l’azienda deve prevedere delle scorte di sicurezza che vengono impiegate in caso di bisogno. In genere è molto grande per prodotti con un basso costo di giacenza unitario e che sono altamente impiegati durante la produzione. Per conoscere la grandezza della scorta di sicurezza per un determinato materiale è necessario eseguire i seguenti calcoli:

̅ = + ̅= ̅ ̅ = − + − =

Si definisce con d la domanda durante il lead time nell’unità di tempo:

=

Si può dimostrare che la domanda è una variabile stocastica dipendente ed è quindi regolata dalla