Nozioni per l'esame di Gestione dei Sistemi Logistici e Produttivi

APPUNTI DI

GESTIONE DEI SISTEMI

LOGISTICI E PRODUTTIVI

DANIELE ROCCHI

POLITECNICO DI MILANO I Sistemi Produttivi

L’iter necessario affinché un prodotto possa raggiungere il mercato è particolarmente lungo e

richiede l’impiego combinato di moltissimi fattori. In primo luogo un prodotto dovrà passare per

alcune fasi intermedie, raccolte sotto il nome di processo di sviluppo. Con processo di sviluppo

possiamo fare riferimento ad attività quali:

L’analisi di mercato.

- La progettazione e la prototipazione.

- L’industrializzazione, ossia l’organizzazione di quei processi aziendali che permettano di

- passare da progetto, o prototipo, a effettivo prodotto industriale.

Solo dopo aver completato il processo di sviluppo, sarà possibile approdare all’effettiva produzione.

Avremo quindi bisogno di un sistema di produzione, ossia dell’utilizzo combinato e coordinato di

risorse di varia natura, come il lavoro, i materiali, le tecnologie e i capitali, che concorrano nella

trasformazione di un input in un output che abbia valore maggiore e che sia vendibile su un mercato.

In particolare indichiamo con il nome di processo produttivo e logistico l’insieme delle attività che

vanno dall’approvvigionamento delle materie prime alla distribuzione del prodotto. La produzione

effettiva si colloca quindi a metà fra il processo di sviluppo e il processo logistico, poiché senza l’uno

non sarebbe possibile l’altro e viceversa.

L’effettiva produzione determina la trasformazione di alcuni materiali iniziali in prodotti finiti

all’interno di un impianto di produzione. Tale trasformazione è resa possibile attraverso:

Fasi tecnologiche che comportano cambiamenti nelle caratteristiche fisiche o chimiche dei

- materiali stessi, e in tal caso parleremo di produzione di processo.

Fasi di assemblaggio, e in tal caso parleremo di produzione per parti.

-

In ogni impresa, ciascun prodotto è caratterizzato da un codice univoco (tipicamente una stringa di

caratteri alfanumerici), necessario non solo per la garantire la corretta identificazione ma anche per

favorire la gestione automatizzata. In particolare, la distinta base di un prodotto costituisce l’elenco

degli item, ossia degli assiemi, sottoassiemi, componenti e materie prime, che compongono tale

prodotto. La distinta base è organizzata in modo gerarchico, così da evidenziare i legami e le

relazioni di ordine fra i vari item. Proprio per questo viene solitamente rappresentata attraverso un

albero in cui il nodo radice rappresenta il prodotto finito mentre i vari item sono collocati lungo i

rami. Sulla distinta base, organizzate secondo una serie di livelli progressivi man mano che il

prodotto finito è sempre più scorporato, sono riportate alcune informazioni che qualificano i legami

fra i vari item, come, ad esempio: i coefficienti di impiego delle risorse utilizzate, i coefficienti di

sfrido, il tempo di durata del legame. Ad esempio, la distinta base di una penna può essere: 2

Il ciclo di lavoro è l’elenco delle operazioni che devono essere realizzate per trasformare un

prodotto grezzo in un prodotto finito. Il ciclo di lavoro conterrà tutte le informazioni sul lead time

delle varie attività, il tempo di setup e le risorse necessarie. Ad esempio, il ciclo di lavoro di un

prodotto potrebbe essere:

Nel manifatturiero il prodotto finito si è estremamente diversificato nel corso degli anni, a volte con

la possibilità di scegliere non soltanto fra una gamma di modelli diversi ma spesso anche

personalizzati. Ovviamente tutto ciò crea notevoli complessità organizzative, di gestione delle scorte

e di reperimento delle risorse e dei fornitori, oltre che di pianificazione delle varie fasi della

produzione: pensiamo ad un prodotto assemblato, per la realizzazione del prodotto finito, sarà

necessario sincronizzare innumerevoli fasi diverse fra loro. Classifichiamo adesso i possibili sistemi

produttivi introducendo alcune definizioni. 3

Un prodotto finito può essere il risultato di:

Una produzione di processo, se il prodotto finito NON attraversa la fase di assemblaggio, ma

- soltanto una serie di trasformazioni chimiche e fisiche che ne alterano la natura. Si pensi, ad

esempio, alla produzione della benzina: il petrolio verrà progressivamente trattato e

lavorato, con l’aggiunta di additivi e altre sostanze finché non si raggiunge il prodotto finito.

Una produzione per parti, se il prodotto finito attraversa la fase di assemblaggio.

-

Ovviamente, mentre la produzione di processo richiede un ciclo tecnologico obbligato, poiché una

volta avviato il ciclo di produzione non sarà più possibile effettuare delle modifiche al prodotto in

corso di lavorazione, la produzione per parti in linea di massima non presenta un ciclo tecnologico

obbligato ma è possibile fare cambi di sequenza. Questo a sua volta comporta che la produzione di

processo sarà caratterizzata dalla realizzazione di grandi quantità di prodotti ma con poca

differenziazione fra le tipologie (si pensi, ad esempio, ad una raffineria che realizza pochi derivati

del petrolio diversi fra loro ma in enormi quantità ciascuno), mentre la produzione per parti prevede

maggiore differenziazione ma minori quantità realizzate (si pensi, ad esempio, ad una fabbrica di

automobili e a tutte le possibili varianti di un modello di un veicolo).

Produrre per il magazzino vuol dire produrre in modo anticipato rispetto all’ordine del cliente.

Questo sarà possibile alla presenza di due fattori:

Il prodotto in questione deve essere altamente standardizzato: se così non fosse, ad

- esempio, sarebbe impensabile di mettere a scorta prodotti che poi il cliente acquisterà solo

se personalizzati.

La domanda del prodotto deve essere costante e il più possibile prevedibile. A sua volta, la

- prevedibilità della domanda sarà elevata se il prodotto è piuttosto standardizzato e se ogni

cliente acquista una quantità prodotta molto piccola rispetto alle grandezze in gioco.

Prendiamo, ad esempio, un supermercato: la maggior parte dei prodotti che possiamo

trovare lì sono stati tutti prodotti per il magazzino. Questo è possibile sia perché sono tutti

fortemente standardizzati sia perché ogni cliente non acquista lotti notevoli, ma ci saranno

sempre delle compensazioni, cioè se un cliente ha tipicamente acquistato un certo prodotto

A e decide di passare ad un prodotto B, essendo le quantità in gioco piccole, vi sarà un altro

cliente che farà la scelta opposta.

Produrre per commessa vuol dire produrre solo dopo aver ricevuto l’ordine del cliente. Ciò è

possibile soprattutto per prodotti molto personalizzati: ovviamente, finché non è stato ricevuto

l’ordine del cliente, non è nemmeno possibile pensare di realizzare il prodotto, proprio perché

ancora non sono state definite né le specifiche né le personalizzazioni. Si pensi, ad esempio, alla

realizzazione di uno yacht: senza che le richieste del cliente siano state definite, l’impresa non potrà

certamente attivare la produzione. Distinguiamo quindi fra:

Produzione su commessa singola, se la personalizzazione delle specifiche del prodotto è

- stata definita dal cliente sulla base dei suoi gusti e interessi. Si pensi ad uno yacht: il cliente

potrà decidere ogni aspetto, dal design alla motorizzazione.

Produzione su commessa ripetitiva, se la personalizzazione da parte del cliente avviene sulla

- base delle opzioni consentite dal produttore. Si pensi ad una macchina: il colore del veicolo

potrà essere scelto solo fra quelli che la casa produttrice ha deciso di rendere disponibile.

Si osservi che la distinzione fra produzione per il magazzino e produzione per commessa è sufficiente

finché si sta parlando di prodotti finiti. Se volessimo estenderla anche per le scorte e i semilavorati,

allora è necessario introdurre un modello più robusto. 4

La produzione di prodotto può essere:

Continua, se l’impresa realizza con continuità nel tempo sempre gli stessi prodotti. Ciò sarà

- possibile soprattutto per prodotti realizzati in enormi quantità. Risulta evidente che la

produzione continua è propria maggiormente dell’industria di processo che quella per parti.

Intermittente, spesso indicata anche con produzione a lotti, se l’impresa realizza prodotti

- identici fra loro ma con alternanza nel tempo.

Unitaria, se l’impresa realizza prodotto fra loro tutti differenziati. Risulta evidente che la

- produzione continua è propria maggiormente dell’industria per parti che quella di processo.

Il modello di Wortmann consente di individuare le operazioni che possono essere effettuate su

previsione e quelle che invece devono avvenire su ordine del cliente. In altri termini, il modello si

propone di differenziare maggiormente i casi estremi di produzione per magazzino e produzione su

commessa individuando cinque situazioni possibili:

Make to Stock (MTS).

- Il tempo medio di evasione dell’ordine è uguale al tempo di spedizione. In altri termini, è

necessario tenere a magazzino il prodotto finito.

Assemble to Order (ATO).

- Il tempo di evasione dell’ordine è pari al tempo di assemblaggio e quello di spedizione. In

altri termini, a magazzino troviamo i semilavorati mancanti solo dell’assemblaggio.

Make to Order (MTO).

- Il tempo di evasione dell’ordine è pari al tempo di fabbricazione, assemblaggio e spedizione.

In altri termini, a magazzino troviamo solo le materie prime.

Purchase to Order (PTO).

- Il tempo di evasione dell’ordine è pari al tempo di approvvigionamento, fabbricazione,

assemblaggio e spedizione. In altri termini, l’acquisto delle materie prime avverrà solo dopo

l’avvenuta dell’ordine e non terremo nulla a magazzino prima di allora.

Engineer to Order (ETO).

- Il tempo di evasione dell’ordine comprende anche l’attività di progettazione. Quest’ultimo

caso è chiaramente riferito solo a prodotti estremamente personalizzati.

Il giusto posizionamento in ciascuna delle possibili alternative dovrà essere dettato da vari aspetti,

che vanno dalla natura del bene a quella che è la capacità dell’impresa di gestire la liquidità: 5

Man mano che ci spostiamo dal basso verso l’alto, da Engineer to Order (ETO) a Make to

- Stock (MTS), il valore delle scorte e quindi il capitale immobilizzato sarà tanto più elevato.

Parleremo quindi di costo di mantenimento a scorte il costo sostenuto dall’impresa per

mantenere le proprie scorte a magazzino, inteso come somma sia dei costi effettivi di

gestione del magazzino sia come costo del capitale immobilizzato, cioè del capitale

momentaneamente non utilizzabile per eventuali investimenti o altre attività.

Il livello di personalizzazione o dall’altro lato il livello di standardizzazione del prodotto.

- Il tempo di deperimento delle scorte (si pensi ai prodotti alimentari) o il tempo prima della

- loro obsolescenza (si pensi ai prodotti tecnologici).

La preventivazione e la stesura del contratto relativa al prezzo e al tempo di consegna. In

- particolare questa situazione diventa essenziale per l’alternativa Engineer to Order.

Il modello di Wortmann permettere così di identificare in che modo poter velocizzare il lead time

complessivo. In particolare, potremo:

Velocizzare il lead time delle varie attività.

- Sovrapporre parte delle attività (overlapping).

- Ricorrere a un posizionamento ibrido, cioè cambiare il posizionamento da prodotto a

- prodotto. Per comprendere bene cosa sia il posizionamento ibrido si pensi ai venditori di PC:

la maggior parte dei produttori ricorre alla vendita sia di computer dotati caratteristiche

standard sia di computer personalizzati in base alle specifiche del cliente su una serie di

opzioni consentite. In altri termini, i prodotti venduti standard rientreranno nella categoria

MTS (Make to Stock), tutti gli altri rientreranno, ad esempio, nella categoria ATO (Assemble

to Order).

Ricorrere a una personalizzazione al più tardi, realizzabile solo per quei prodotti che hanno

- la maggior parte delle loro caratteristiche standard, e quindi in cui la personalizzazione è

limitata solo ad alcune specifiche finali. Si pensi, ad esempio, a una macchina che produce

torte: in questo caso, possiamo immaginare che la base di ogni torta sia standard, e quindi

potrà essere prodotta con un ritmo costante, mentre le decorazioni saranno realizzate ad

hoc in base alle richieste del cliente.

Quando si parla di produzione per parti o manifatturiera distinguiamo fra:

Fabbricazione, e a sua volta si conta tre diverse alternative:

- • Job shop

• Celle di fabbricazione

• Linee di fabbricazione (transfer)

Assemblaggio, e a sua volta si conta tre diverse alternative:

- • A posto fisso

• Assembly shop

• Linea di assemblaggio (a trasferimento sincrono, asincrono o continuo)

Fabbricazione – Sistema di tipo Job Shop 6

All’interno del sistema produttivo vi sono vari reparti e in ciascuno di essi troviamo le singole risorse

produttive, ossia macchine o persone. In particolare, nella configurazione job shop, ciascun reparto

è costituito da risorse produttive tecnologicamente simili, ossia da risorse non tanto identiche fra

loro ma piuttosto che generano un output omogeneo o assimilabile sotto certi punti di vista (ad

esempio, macchinari che operano tutti su una certa scala di dimensione). In primo luogo, secondo

la configurazione job shop, ogni prodotto può avere cicli di produzione diversi, ossia dei percorsi

differenti tra i vari reparti. In secondo luogo, un prodotto può avere anche dei cicli di produzione

alternativi, ossia può passare anche per altri percorsi diversi da quello standard, ognuno dei quali

avrà chiaramente le sue specifiche (uno magari produce più scarti di un altro, uno impiega più tempo

ecc.). Infine, ultima caratteristica è il sistema di movimentazione: infatti, una configurazione job

shop è resa possibile solo se un prodotto può essere spostato da un reparto al successivo con

estrema facilità.

I punti di forza di un sistema job shop sono:

Alta flessibilità, e in particolare:

- • Flessibilità di mix, poiché permette di lavorare, anche contemporaneamente,

prodotti diversi.

• Flessibilità di prodotto, poiché permette con tempi e costi bassi di introdurre nuovi

prodotti.

• Flessibilità di espansione, ossia è possibile introdurre o sostituire facilmente nuovi

reparti.

Alta elasticità, detta anche flessibilità al volume, cioè la capacità di modificare in base alle

- esigenze le quantità realizzate dei vari prodotti, sia relative, cioè nel breve periodo, sia

assolute, cioè nel lungo periodo.

Scarsa obsolescenza (del sistema complessivo). Chiaramente vi saranno macchine che

- hanno vita utile maggiore ad altre nel sistema di produzione. Tuttavia, grazie alla

configurazione job shop è sufficiente sostituire o aggiornare eventuali reparti senza

necessariamente dover modificare l’intero sistema di produzione. In altri termini, la

flessibilità di espansione permette di intervenire in modo estremamente preciso e puntuale

senza dover in qualche modo affettare l’intero sistema. 7

Scarso impatto dei guasti sulle prestazioni del sistema. Connesso alla flessibilità di

- espansione, il malfunzionamento di un reparto non è deve necessariamente fermare l’intero

sistemo.

I punti di debolezza di un sistema job shop sono:

Complessa gestione della produzione. La configurazione job shop richiede una notevole

- abilità di pianificazione, configurazione e controllo delle unità produttive. Anzitutto, essendo

possibile percorsi alternativi per uno stesso prodotto e inoltre dato che prodotti diversi

possono attraversare lo stesso reparto, è necessario programmare con estrema precisione

la sequenza delle varie lavorazioni, alla costante presenza di vincoli quali l’urgenza di

realizzazione o la disponibilità delle risorse. In secondo luogo, dovrà essere considerato il

tempo di setup: infatti, anche se un prodotto può seguire un ciclo di produzione diverso, non

è detto che tutte le unità produttive siano immediatamente pronte al cambio del ciclo di

produzione. Infine, la complessità di gestione è legata anche al corretto bilanciamento dei

reparti, poiché ogni reparto dovrà ricevere un carico di lavoro equo rispetto agli altri,

evitando inoltre eventuali conflittualità.

Frequente formazione di colli di bottiglia, ossia la formazione di strozzature che possono

- rallentare o persino bloccare il flusso produttivo. In un sistema job shop, infatti, possono

formarsi accumuli e code sia a causa della difficoltà di organizzazione logistica sia a causa di

una eventuale irregolarità nella domanda. In altri termini, in contesti estremamente

dinamici, la formazione di colli di bottiglia in uno anche più reparti diviene molto probabile,

complicando ulteriormente la gestione. Ovviamente rallentamenti complessivi possono

portare alla formazione di tempi morti e quindi a una perdita delle prestazioni produttive

generali.

Prestazioni produttive in genere non elevate. Come riportato nel punto precedente, è

- molto elevata la probabilità di formazione di colli di bottiglia, i quali possono portare a una

dilatazione dei tempi, alla formazione di tempi morti e in generale a una perdita complessiva

delle prestazioni, dovuta sia a un’eventuale saturazione di alcuni reparti ma anche a

un’insaturazione di altri.

Difficoltà di valutazione della capacità produttiva di periodo. Come conseguenza dei punti

- precedenti, un sistema job shop rende particolarmente difficile la valutazione della capacità

produttiva, specialmente se il periodo