Gestione dei processi logistico produttivi ( produzione)

Produzione e classificazione dei sistemi di produzione

Sistemi di produzione

Un sistema di produzione è l'insieme di uomini, macchine, attrezzature e altri sottosistemi aziendali aventi come obiettivo la trasformazione dei materiali e componenti in ingresso in beni e servizi in uscita a maggiore valore e vendibili, cioè disponibili nelle quantità prefissate, a scadenze prefissate e con determinati livelli qualitativi. Il processo produttivo (blackbox) è la trasformazione di materiali in prodotti che avviene all'interno di un impianto industriale grazie a scambi di energia che comportano cambiamenti nelle caratteristiche fisiche (superficiali e dimensione) o chimiche (natura mp) dei materiali stessi, ovvero grazie ad interventi della manodopera.

Diagramma tecnologico

Poiché le attività di trasformazione sono molto articolate, esso è uno strumento utile per la rappresentazione dell'aspetto di trasformazione; esso può essere:

• Qualitativo: Indica i legami tra differenti lavorazioni in termini di sequenza e posizionamento nel ciclo produttivo.
• Quantitativo: Fornisce informazioni per indicare quantitativamente flussi di materiali.
• Per prodotto: Sequenza di fasi di lavoro per creare un prodotto.
• Per processo: La rappresentazione mediante il diagramma tecnologico consente di classificare i processi produttivi in:
  • Sequenziali (lavorazioni meccaniche)
  • Analitici (raffinazione petrolio)
  • Sintetici (assemblaggi)

Per redigere i diagrammi tecnologici si utilizza la simbologia ASME.

Fattori produttivi

I fattori (o mezzi) produttivi per trasformare input in output sono:

• Lavoro (manodopera)
• Materiali
• Macchinari
• Energia
• Capitale

I fattori produttivi rappresentano l'input al processo di trasformazione, ma non sono l'unico input necessario per l'ottenimento di output di beni economici. Quindi, per un corretto funzionamento (nel modo più efficiente ed efficace possibile) si hanno i sotto-sistemi del processo produttivo:

• Sistema informativo: elementi che elaborano, scambiano e archiviano dati per produrre e distribuire informazioni alle persone che le necessitano nel momento e nel luogo adatto.
• Sistema amministrazione controllo di gestione: cioè l'insieme delle procedure che permettono la corretta valutazione dei costi del prodotto e dei fattori produttivi diretti o indiretti.
• Sistema logistico esterno: insieme di tutti gli elementi connessi alla gestione dei flussi fisici e informativi (dall'approvvigionamento alla distribuzione dei beni).
• Sistema logistico interno: tutti gli elementi necessari per assicurare che le attività di stoccaggio e movimentazione all'interno dell'impianto industriale avvengano correttamente.
• Sistema organizzativo: insieme delle norme e procedure connesse all'organizzazione aziendale (definizione: ruoli, mansioni, responsabilità).
• Sistema di pianificazione, programmazione e controllo della produzione: scomponibile a sua volta in due sotto-sistemi, pianificazione e programmazione responsabile dell'emissione dei piani operativi di produzione che dovranno essere realizzati nel sistema produttivo, e il sotto-sistema di controllo e misura delle prestazioni logistico-produttive, responsabile dell'analisi del funzionamento del processo produttivo e dell'elaborazione di indicatori di efficienza dell'utilizzo dei mezzi produttivi e di efficacia del sistema produttivo nel suo complesso.

Classificazione prodotti

La classificazione dei prodotti avviene in base a:

Livello di aggregazione, complessità e design

1. Hax e Meal distinguono i prodotti in base all'aggregazione con cui essi vengono considerati. Identifica:
   • Codice (o item o referenza), cioè lo specifico prodotto, distinguibile da tutti gli altri prodotti dell'azienda: presenta il maggior grado di specificità e la distinzione tra più item avviene per caratteristiche accessorie come colore, imballo, dimensioni confezione (SKU, stock keeping unit è il livello articolo o item). Molto utile per il controllo della produzione e delle attività logistiche ma difficilmente utilizzabile in fase di progettazione dove non si dispone ancora dei dati relativi ai singoli prodotti;
   • Famiglia o modello, ovvero set di prodotti raggruppabili in base alla comunanza di attrezzaggio dell'impianto per esempio. Esistono innumerevoli modalità di costituzione delle famiglie per differenti scopi;
   • Tipo (o tipologia), che rappresenta un gruppo di famiglie aventi costi di produzione simili e domanda con analoghe caratteristiche (stagionalità, mercato, sbocco ecc.).
2. Complessità: La classificazione per complessità (difficoltà di coordinamento e sincronizzazione delle attività di trasformazione) suddivide i prodotti in:
   • Semplici
   • Complessi (elevato grado di complicanza)

   La complessità è di tipo gestionale e non tecnologica, quindi di sistema e non di processo. I prodotti semplici (alimentari, tessuti, carta, cemento) presentano una distinta base su pochi livelli o al limite uno solo oltre alla radice del PF (questo caso è detto ricetta). I prodotti complessi presentano una distinta base di molti livelli con numerosi codici differenti ai vari livelli: profondità (tanto è profonda tante più saranno le fasi in sequenza da realizzare), numero di livelli, e ampiezza (distinta ampia: numerosi oggetti differenti caratterizzati da tecnologie differenti, vincoli gestionali ecc.) numero di codici.

3. Classificazione di Ulrich (per design) divide in prodotti in:
   • Prodotti modulari
   • Prodotti integrali

   Il design modulare organizza in maniera efficiente prodotti e processi decomponendo compiti complessi in parti più semplici gestiti in maniera indipendente. Prodotto modulare per eccellenza è il computer. Assemblare componenti-moduli con interfacce standard richiede poco tempo e riduce la necessità di strumenti di coordinamento tra i vari fornitori dei moduli. Se non sono presenti, nel prodotto, moduli e interfacce standard, allora parliamo di prodotti integrali. Tale classificazione ha senso se si considera una ampia gamma di prodotti complessi che genera complessità gestionale. La realizzazione di prodotti integrali impone di lavorare prodotto per prodotto senza abbattere le complessità gestionali mentre per moduli si ottimizza la gestione del singolo prodotto limitando il problema di sincronizzazione alla fase finale di assemblaggio.

Setup

Operazione che porta un cambiamento di assetto dell'unità produttiva tale da indurre una discontinuità significativa nel funzionamento dell'unità stessa. Ogni setup è contraddistinto da un tempo e un costo ad esso attribuibile.

Classificazione in base alle tipologie di setup

• Messa in produzione: Avvio/Spegnimento, tempi e costi bassi per macchine piccole.
• Cambio di ritmo: Passaggio dell'unità produttiva a una cadenza produttiva diversa rispetto a quella precedentemente in essere.
• Cambio prodotto: Cambio prodotto cioè attrezzaggio vero e proprio. (Cambia l'oggetto della produzione).

Classificazione in base ai tempi di setup

• Interno: Tempo effettivo di arresto dell'attività produttiva. (Da minimizzare)
• Esterno: Tempo di preparazione prima dell'arresto e tempo di conclusione dopo il riavvio, invero quello richiesto dalle operazioni che non richiedono di essere svolte a unità produttiva ferma.

Casistiche in relazione ai tempi e ai costi collegati al setup

• Indipendenza dalla sequenza: Il tempo e il costo associabili all'operazione non cambiano indipendentemente dall'articolo realizzato prima e dopo il setup.
• Setup dipendenti dal nuovo articolo da processare: Il tempo di setup varia fortemente in funzione del tipo specifico di attrezzatura richiesta dal nuovo prodotto lavorato, indipendentemente dall'attrezzatura precedentemente montata.
• Setup dipendenti dalla sequenza: Il tempo e il costo di setup cambiano in modo significativo non in funzione dell'articolo che verrà processato dopo il setup ma in funzione del prodotto processato in precedenza, a causa dalla sua capacità di degradare o contaminare quanto prodotto in seguito.
• Setup dipendenti dalla sequenza "da-a": Cioè dalla coppia di prodotti tra cui avviene il setup. Appartengono a tale classe le operazioni di setup caratterizzate dai vari tipi di dipendenza (sia indipendenti che non).

Distinta base (BOM, Bill Of Material)

È l'elenco degli item che lo compongono organizzato in modo da evidenziare le relazioni con legami gerarchici. Ampiezza distinta base indica il numero di codici, invece la profondità indica il numero di livelli. Gli item sono catalogati per livello dove il prodotto finito è definito come prodotto di livello 0, gli item "assieme", che assemblati tra loro compongono il prodotto finito, sono definiti item di livello 1, i sottoassieme sono item di livello 2, ecc.

La struttura può essere ad:

• Albero rovesciato in cui il nodo radice sarebbe prodotto finito, e i vari item che lo compongono sono collegati lungo i rami che identificano le relazioni esistenti fra gli item stessi. (Dal basso verso l'alto).
• Scalare ha una forma tabellare in cui ogni riga rappresenta un nodo dell'albero e il livello di appartenenza è evidenziato mediante un'opportuna rientranza. (Da destra verso sinistra).

La distinta base ci fornisce informazioni di struttura quali:

• Coefficiente d'impiego: Indica la quantità al netto degli sfridi di item figlio necessaria per realizzare una unità di item padre.
• Coefficiente di sfrido: Indica la % di sfridi (scarto) nel processo (extra consumo del componente figlio dovuto al montaggio su un determinato item padre).
• Validità del legame: Tiene conto della storia delle innovazioni tecnologiche del prodotto (modifiche, migliorie), in modo da reagire subito al cambiamento di un assieme per farlo tornare compatibile con un sotto assieme superiore.
• Correzione del lead time: Informazione che ci permette di spostare la data del fabbisogno di un componente in funzione del processo di assemblaggio. Gli item che compongono il livello più alto saranno i più "urgenti" da approvvigionare.

Classificazione in base alle modalità gestionali adottate

Basate sul confronto tra:

• Delivery lead time (DLT): Intervallo di tempo tra emissione ordine del cliente e consegna dell'ordine stesso al cliente;
• Lead time interno (LT): Sono i tempi di attraversamento delle fasi produttive, di approvvigionamento o di ingegneria e industrializzazione all'interno dell'azienda. È il tempo gestionale necessario per la realizzazione di una determinata attività, che non comprende solo il tempo tecnico di esecuzione ma anche tutte le attività operative precedenti e successive, dal prelievo dei componenti a magazzino fino al controllo qualità del prodotto, nonché tutti i tempi di attesa per motivi tecnici (raffreddamento/stabilizzazione ecc.) o gestionali (code, attesa macchine ecc.).

L'indice di programmazione (Ip) è definito come il rapporto tra il massimo tempo di risposta concesso dal mercato ed il tempo necessario per realizzare gli ordini, detto lead-time (dlt/ldi). Tale parametro dipende dal grado di ripetitività della domanda e dal livello di standardizzazione/specializzazione del prodotto. La scelta della modalità di risposta alla domanda deve essere pertinente con il valore assunto dall'indice di programmazione, nei seguenti termini:

• Se Ip è maggiore o uguale a uno il cliente concede all'azienda più tempo di quello strettamente necessario per produrre, quindi l'azienda può funzionare su commessa.
• Se Ip è minore di uno l'azienda deve rispondere alla domanda in un tempo minore a quello necessario, e di conseguenza deve funzionare su previsione.

Classificazione di Wortmann

In base a tale indice Wortmann identifica 5 tipologie di sistema produttivo:

• MTS, make to stock or assemble to stock, ATS. Gestito integralmente su previsione. Identifica produzione di prodotti standard per il magazzino, o su previsione dove il tempo di consegna è minore all'ultima fase di realizzazione del PF. Quindi il PF deve essere già in magazzino ed è stato prodotto prima dell'ordine da parte dell'azienda che ha basato il suo processo decisionale su previsioni di vendita. Esempi sono i beni acquistabili in punti di distribuzione, settore alimentare, abbigliamento, farmaceutico ecc. Ogni errore previsionale causa un disservizio per il cliente o uno stock in eccesso per l'azienda.
• ETO, engineer to order. Gestito integralmente su ordine. Il DLT comprende tutte le fasi del ciclo di approvvigionamento e produzione del bene ma anche le fasi progettazione e industrializzazione. Queste ultime due fasi elencate sono realizzate a partire da un ordine del cliente. Sono ordini con un set di specifiche funzionali richieste dal cliente. Qui il punto critico non è la previsione ma la preventivazione di tempi e costi, cioè l'incertezza è legata a quando l'azienda riuscirà a consegnare il prodotto e a che costo. Esempi sono la produzione di impianti, cantieristica, aerospaziale ecc.
• CODP (punto di disaccoppiamento tra ordine del cliente e produzione): Il punto di disaccoppiamento (decoupling point) tra le fasi in push (produzione su previsione della domanda) e le fasi in pull (produco solitamente quando ricevo una richiesta a valle della filiera produttiva) rappresenta il punto in cui si passa da una modalità di gestione all'altra e questo disaccoppiamento tipicamente è realizzato tramite un magazzino, che dimensionato sulla base delle previsioni, assicura la disponibilità dei materiali per le fasi successive.
• ATO, assemble to order o meglio MTS-ATO fasi a monte del CODP (punto di disaccoppiamento tra ordine del cliente e produzione): Il punto di disaccoppiamento (decoupling point) tra le fasi in push (produzione su previsione della domanda) e le fasi in pull (produco solitamente quando ricevo una richiesta a valle della filiera produttiva) rappresenta il punto in cui si passa da una modalità di gestione all'altra e questo disaccoppiamento tipicamente è realizzato tramite un magazzino, che dimensionato sulla base delle previsioni, assicura la disponibilità dei materiali per le fasi successive. Caratterizzati dalla comunanza di alcuni sottogruppi standard che vengono prodotti su previsione. Il resto riguarda l'assemblaggio finale che è l'unica fase realizzabile nei tempi concessi dal cliente. Esempio sono le autovetture dove poi vengono inseriti i vari optional in base alle richieste del cliente.
• MTO, make to order: Il mercato concede un tempo di risposta superiore alla somma di tutti i lead time interni alla fabbrica, cammino più lungo. Si realizzano anche prodotti diversificati sin dalle prime fasi di lavorazione, la cui produzione non inizierà fino a che l'ordine non sia stato acquisito. Per contro l'azienda avrà già effettuato le operazioni di stock di materie prime, cosicché alla ricezione dell'ordine le attività di approvvigionamento risultano essere già state espletate, su previsione.
• PTO, purchase to order: Le attività di approvvigionamento sono lanciate a valle dell'acquisizione dell'ordine. È presente un magazzino virtuale di progetti a cui attingere al momento in cui viene ricevuto l'ordine poiché i costi di mantenimento a scorta risulterebbero troppo elevati come nel caso dell'industria sartoriale. Giocando sulla leva gestionale possiamo cercare di passare da MTO a MTS-ATO, cioè spostando i magazzini a valle, previsioni di vendita molto affidabili però. Oppure possiamo agire sulla leva progettuale dove aumentiamo la capacità produttiva, sui metodi di lavoro ecc. per ridurre i tempi interni. Quindi la classificazione di Wortmann è una tipologia di modalità di risposta alla domanda che vedremo adesso nella classificazione dei sistemi produttivi. È una valutazione più accurata rispetto al considerare solo la risposta alla domanda per magazzino o su commessa.

Classificazione sistemi produttivi a 3 assi

Modalità di risposta alla domanda

• Per magazzino - MTS/ATS: modalità che permette di avere un lead time minimo e di conseguenza un delivery lead time molto basso. Il sistema è caratterizzato da una preparazione anticipata dei prodotti che permette di rispondere alla richiesta del cliente in tempi minimi. Tipologia di sistema utilizzato al fast food. Caratteristiche: catalogo predefinito dei prodotti, previsione della domanda, organizzazione del processo in maniera tale da avere un delivery lead time minimo.
• Su commessa ripetitiva: non abbiamo più un sistema a magazzino, di conseguenza il lead time e il delivery lead time aumentano ma rimangono contenuti in quanto viene utilizzato un catalogo predefinito come nella modalità di risposta per il magazzino (McDonald's alle 3 di notte), prodotti standardizzati.
• Su commessa singola – ETO: Industrializzazione del prodotto secondo le specifiche del cliente. Ciò permette di lasciare una maggiore scelta al cliente, ma aumenta il lead time e il delivery lead time.

Tipologia di prodotto

• Per parti: Prodotti finiti che possono essere ricomposti nei loro componenti (calcio balilla, ikea).

Tecnologie di fabbricazione

Job shop: presenta attrezzature generiche e manodopera qualificata.