Gestione dei Sistemi Logistici e Produttivi

Gestione dei sistemi logistici e produttivi

Introduzione alla supply chain management

Un sistema di produzione è l’insieme di uomini, attrezzature e macchine che hanno come obiettivo la trasformazione di materiali in ingresso in beni di maggior valore e vendibili, cioè a disposizione nelle quantità prefissate in determinati momenti e con determinati livelli qualitativi.

Il processo produttivo è tale grazie al concetto di trasformazione (input e output): il cambiamento nelle caratteristiche fisiche e/o chimiche del materiale grazie a scambi di energia, interventi di manodopera.

La gestione del sistema di produzione richiede a supporto della produzione sistemi informativi, di controllo e amministrazione, organizzativi, logistici (interno ed esterno) e il sistema di pianificazione, programmazione e controllo della produzione.

Classificazione dei processi produttivi e sistemi di produzione

Vocabolario dell’analisi dei processi

Processo: parte dell’azienda che riceve input e rende output.

Tempo ciclo: tempo medio tra la fine di due unità consecutive.

Il flow chart permette di descrivere un processo tramite l’utilizzo di schemi. Gli elementi base sono le operazioni, i flussi di informazioni/materiale/persone, punti di decisione e magazzini.

Blocking, starving e bottleneck

• Buffer: un’area nella quale l’output di una fase giace prima di essere inviato alla fase successiva.
• Blocking: non c’è spazio sufficiente nel buffer e gli output di un’operazione non possono così essere immagazzinati. Il lavoratore è costretto a fermarsi per attendere che si liberi il buffer.
• Starving: succede quando un’attività deve essere fermata perché non c’è lavoro. Se il lavoratore sta aspettando alla stazione e il lavoro non arriva.
• Bottleneck: la capacità limitata di un mal distribuisce i prodotti sulla catena. Un lavoratore troppo lento causa un accumulo di unità alle sue spalle.

Classificazione dei prodotti

Classificazione per livello di aggregazione:

• Item (SKU): livello di aggregazione più basso. Usato a livello di controllo.
• Famiglia: insieme di item accomunati da qualche affinità, usate in ambito produttivo.
• Tipo: insieme di famiglie aventi costi di produzione simili e domanda con analogie. Usata a livello commerciale.

Classificazione per complessità gestionale

Distinta base: elenco gerarchico e strutturato degli elementi, materiali grezzi e componenti che compongono un prodotto.

• Prodotti semplici: pochi livelli di distinta base.
• Prodotti complessi: distinta base ampia (molti codici) e profonda (molti livelli).

Con complessità gestionale intendiamo la difficoltà nella sincronizzazione e coordinamento tra le differenti attività produttive.

Classificazione sulla base del design modulare

• Prodotti modulari: progettazione per moduli che possono essere gestiti indipendentemente. Suddividiamo lavori complessi in un insieme di lavori semplici.
• Prodotti integrali: prodotto in cui non sono presenti moduli, non viene quindi abbassata la complessità.

Classificazione in base alle modalità gestionali (Wortman)

Classificazione sulla base del rapporto tra delivery lead time e lead time interno:

Delivery lead time: tempo che separa la ricezione dell’ordine e la sua consegna.

Lead time interno: il tempo di attraversamento di un processo; quindi tutti i tempi gestionali per la realizzazione di una determinata attività; non solo il tempo tecnico di esecuzione ma anche tutte le attività precedenti e successive.

La figura riporta le varie tipologie di sistema produttivo che possiamo identificare e l’indicazione dei lead time interni che dovremmo sostenere:

• Make to stock: il cliente concede all’azienda un tempo di consegna inferiore al tempo di realizzazione dell’ultima fase. Il prodotto deve essere disponibile prima del verificarsi dell’ordine. Robusto sistema di demand planning necessario. Ogni errore si trasforma in disservizio e comporta obsolescenza degli items a magazzino e relativi oneri finanziari. Settori: GDO, alimentari, abbigliamento, farmaceutico. Sistema gestito interamente su previsione.
• Engineer to order: il delivery lead time comprende tutti i lead time di approvvigionamento, produzione, progettazione e industrializzazione. Non è possibile mantenere scorte a magazzino del prodotto. L’ordine è un insieme di specifiche funzionali che il cliente desidera. L’azienda ha il compito di rispettare la data di consegna che ha previsto. Sistema gestito interamente su ordine.
• Assembly to order: insieme di prodotti finiti standard gestiti su previsione. Assemblaggio finale gestito su ordine. L’unico lead time che incorre è quello di assemblaggio.
• Make to order: il mercato concede un tempo di risposta superiore alla somma dei lead time interni. La lavorazione inizia nell’istante di ricezione dell’ordine. L’approvvigionamento di materie prime è l’unica fase gestita su previsione.
• Purchase to order: anche l’approvvigionamento delle materie prime viene lanciato a valle della ricezione dell’ordine del cliente. Tipico dei settori in cui il costo di mantenimento a scorta è troppo elevato.

Leve da introdurre a fronte di una riduzione del delivery lead time:

1. Leva di tipo gestionale: spostare i magazzini a valle. Richiede uno sforzo gestionale: un’accurata previsione delle vendite su item strutturalmente vicini al prodotto finito.
2. Leva di tipo progettuale: il ridimensionamento degli impianti (capacità produttiva), metodo di lavoro e sulle tecnologie per permettere di ridurre i tempi di attraversamento.
3. Postponement: tecnica che sfrutta il design modulare e permette di posticipare il momento in cui il prodotto finito viene adattato alle caratteristiche richieste dal cliente.

Classificazione in base ai processi tecnologici

• Produzioni per processo: modificano permanentemente le caratteristiche dei materiali, oggetto finale non può essere scomposto a ritroso. Processo produttivo vincolato. Necessari controllo efficace. Rischio di perdita economica. Chiamati anche processi a ciclo obbligato. Impianti che operano di continuo, passando da materia prima a output. Impianti progettati appositamente sulle caratteristiche del prodotto.
• Produzioni per parti (manifatturiere): comprendono la fase di lavorazione e assemblaggio, quindi possiamo scomporre l’oggetto nei suoi componenti base. Necessaria attenta progettazione del sistema produttivo. Controllo variabili di processo banale.

Processi per parti a ciclo non obbligato: il processo è realizzato con una grande varietà di macchine che vengono occupate dei prodotti per tempi differenti. Ogni prodotto sarà sottoposto a cicli diversi di lavorazione e di assemblaggio.

Nell’assemblaggio:

• Rilevanti parametri di processo.
• Elevata flessibilità.
• Rilevanti i parametri tecnologici del prodotto.
• Elevata rilevanza dei parametri di management (lead time, ritardi..).
• Costi che dipendono dal grado di automazione della linea.
• Alto costo della manodopera.

I parametri di processo si riferiscono al fatto che nell’assemblaggio, a differenza dalla fabbricazione, è fondamentale il controllo intelligente delle operazioni. Il contenuto informativo è soprattutto legato al problema della sincronizzazione e coordinamento del processo.

Il Job Shop

È un sistema produttivo caratterizzato dalla presenza di macchinari generici e manodopera altamente qualificata e polivalente, organizzati per reparti. I reparti sono organizzati per affinità tecnologica, le macchine sono “general purpose”. Ogni prodotto ha un proprio ciclo tecnologico “routing” e generalmente ci sono più macchine che operatori.

Vantaggi:

• Estrema flessibilità grazie alle macchine generiche.
• Le scorte disaccoppiate tra reparti permettono di inserire facilmente nuovi prodotti.
• Facilità nell’aumentare i volumi produttivi.

Svantaggi:

• I flussi sono intrecciati, quindi i prodotti spendono molto tempo in attesa presso le macchine.
• Difficoltà nell’effettuare la programmazione. L’estrema flessibilità causa impossibilità nella definizione dei vincoli del sistema e quindi nella loro ottimizzazione.
• Elevato WIP dovuto alle difficoltà di programmazione.
• Elevati tempi di attraversamento e bassa saturazione dei macchinari.
• Difficoltà nella previsione dei tempi di consegna.
• Elevato costo della manodopera (specializzata) e difficoltà della sua allocazione (dipende dalla bravura del capo reparto).
• Livello qualitativo poco costante.

La cella di fabbricazione

Organizzare le risorse in base alla celle di fabbricazione e quindi: assegnare ad ogni cella una famiglia di pezzi. Nella cella sono presenti solo i materiali per la produzione di quella famiglia. Le famiglie sono gruppi di item organizzati per affinità geometriche, di cicli o processi produttivi, molto spesso si cerca di ottimizzare il tempo di set up. Il gruppo di macchine (cella) è organizzato linearmente in modo da semplificare il flusso di materiali. La manodopera è specializzata sulla produzione di una particolare famiglia.

Vantaggi:

• Soluzione adatta a aziende che limitano il mix produttivo.
• Elevati volumi unitari.
• Facilità nella programmazione produzione e gestione dei flussi.
• Facile identificare capacità produttiva e colli di bottiglia.
• Riduzione dei WIP e aumento della saturazione macchine.
• Aumenta la prevedibilità.

Svantaggi:

• Bassa flessibilità degli impianti (solo una famiglia).
• Non è possibile dirottare il volume produttivo su una cella diversa e nemmeno incrementarne il valore.
• Necessario un sovraddimensionamento della capacità produttiva e dotare gli impianti di attrezzature che consentono di limitare i tempo di guasto.

Le celle sono quindi l’evoluzione del Job Shop causata da una domanda specializzata su prodotti determinati.

La linea di fabbricazione

Caratterizzata dalla disposizione dei macchinari sequenziata secondo le specificità del processo tecnologico inscindibile necessario per realizzare il prodotto. Si crea un sistema nel quale entra il grezzo ed esce il prodotto. Evoluzione delle celle di fabbricazione in cui un prodotto raggiunge livelli di domanda da rendere conveniente l’investimento in automazione e logistica interna.

Vantaggi:

• Aumenta la rigidità del processo.
• Capacità produttiva vincolata (si può modificare cambiando i turni di lavoro).

Svantaggi:

• Impossibile processare prodotti differenti sulla linea.
• Produzione per lotti.
• Guasti e fermate interrompono l’intera linea.

Il sistema di assemblaggio a posto fisso

Adatto alla produzione di oggetti di grandi dimensioni e peso: impianti e grandi apparecchiature.

Difficoltà:

• Far arrivare tutti i componenti in ciascuna posizione.
• Elevati volumi = molte stazioni = elevati costi (il tempo ciclo corrisponde al tempo di assemblaggio).
• Addestrare la manodopera.
• Ingombro notevole.

Molte postazioni derivano da una domanda piuttosto elevata, il flusso in questo caso è molto intrecciato. Il posto fisso viene usato per la produzione di prototipi. Una soluzione per gli intrecci è quella di inviare kit alle postazioni comprendenti tutti i componenti.

Linea di assemblaggio a trasferimento

Processi di montaggio di medio-grandi volumi produttivi. Solitamente il ciclo di montaggio è unico anche se i componenti sono molti, quindi diventa fondamentale progettarlo accuratamente.

Stazione: la postazione nella quale si svolgono più fasi.

• Ad ogni postazione giungono solo determinati costituenti.
• In ogni postazione troviamo specifiche attrezzature.
• Migliore la saturazione delle macchine.

Rispetto alla linea fissa consentono elevati volumi produttivi, minor costo e minor occupazione spaziale.

Linee a ritmo non imposto

• Insieme di posti fissi.
• Serie di stazioni riposte in successioni con depositi intermedi.
• Il ritmo è dettato dall’operatore.

Linee con ritmo imposto

• La cadenza di trasporto è dettata dal sistema di trasporto dei pezzi, uguale per tutte le stazioni.
• Possono essere presenti dei buffer per dare elasticità.
• Tempo di attraversamento è costante.
• Esempio: le automobili.

Linee a trasferimento non vincolato

• Usato per medio-alti volumi produttivi di una gamma medio-ampia.
• L’operatore decide quando inviare l’insieme alle stazioni successive.
• Svincola l’operatore dalla cadenza fissa, minimizza la probabilità di incompleti.
• Sono presenti dei buffer nei quali si possono raggruppare i WIP degli operatori a monte e a valle.
• Gli operatori prelevano di volta in volta il WIP dal sistema di trasporto e lo elaborano all’interno della loro stazione.

Classificazione in base al layout della fabbrica

Possiamo classificare i sistemi produttivi in base alla disposizione di macchinari e attrezzature all’interno del perimetro dello stabilimento. Il loro layout infatti determina il flusso di materiali e risorse all’interno dello stesso. La definizione del layout abbraccia anche le strutture atte alla ricezione dei materiali, alla spedizione e al controllo qualità.

Layout definito per prodotto

Organizziamo le risorse in modo da mantenere adiacenti le risorse dedicate alla produzione di un determinato prodotto (o famiglia).

• Minor costo del trasporto materiale.
• Velocità di attraversamento e quindi minore occupazione spazio.
• Adatta a produzioni di grandi volumi di pochi prodotti.

Layout definito per processo

Vengono raggruppate le risorse in base alla tecnologia utilizzata su di esse.

• Minori investimenti in attrezzature.
• Maggior flessibilità.
• Adatte ad una produzione di un mix produttivo molto ampio o prodotti su commessa.

Classificazione in base alla matrice prodotto-processo (Hayes-Wheelwright)

La classificazione si pone l’obiettivo di raggruppare cinque caratteristiche peculiari dei sistemi produttivi e cioè:

• Caratteristiche mix e volumi di vendita.
• Caratteristiche flussi produttivi.
• Caratteristiche strategiche.
• I compiti critici del manager.
• Le tipologie impiantistiche del sistema produttivo.

In particolare si basa sulle osservazioni di Woodward del 1965, che stabiliscono una correlazione tra tecnologia utilizzata e struttura organizzativa dell’impresa.

Produzione unitaria o a piccoli lotti: produzione artigianale con impianti attivati alla domanda.

• Produzione di massa: ciclo standard realizzato su larga scala. Processi produttivi e attrezzature specializzate.
• Processo continuo: produzione altamente standardizzata, impianti costosi e lavoratori qualificati.

Alla base di questa classificazione ci sono considerazioni sulla dinamica di crescita volumi produttivi e le conseguenti soluzioni organizzative atte a soddisfare la domanda.

Cenni sul sistema logistico

Il sistema logistico è l’insieme delle attività di tipo organizzativo, gestionale e strategico che governano il flusso dei materiali e del relativo contenuto informativo, dai produttori fino al cliente finale e al servizio post-vendita. La logistica è quindi una parte del sistema produttivo.

Logistica interna ed esterna

Logistica interna: trasporti interni e magazzini di fabbrica.

Logistica esterna: reti di trasporto e magazzini di distribuzione.

L’importanza della logistica

La logistica è il ponte di collegamento tra azienda e cliente, indice più tangibile quindi dell’efficienza aziendale. Ingenti investimenti in logistica infatti consentono di ottenere ottimi risultati in ambito di “customer service” e trade-off di fidelizzazione del cliente (tra costi e service level).

Costo totale logistico

I sistemi di immagazzinamento:

Il magazzino è la parte del sistema logistico di un’azienda che ha la funzione di stoccare e gestire materiali, semilavorati o prodotti finiti, da e tra il punto d’origine e il punto di consumo. Inoltre, fornisce informazioni riguardo lo stato, le condizioni e disposizione degli item stoccati.

Servono a stoccare e controllare i materiali. Servono a distribuire le merci. La funzione primaria è quindi quella di permettere all’azienda di mantenere delle scorte di materiale.

Tipologie di scorte

• Scorte di ciclo: assorbono le differenti frequenze tra consumi e ricevimenti dai fornitori (di solito sempre a date prefissate).
• Scorte per flessibilità: variazioni di mix produttivo e volumi.
• Scorte di sicurezza: assicurano regolare fornitura in caso di problemi a monte (fornitori) e/o picchi di domanda a valle.
• Scorte speculative: scorte che l’azienda crea sfruttando la leva prezzo dei materiali (vantaggio competitivo).

Tipologie di magazzino

• Materie prime.
• Semilavorati.
• Prodotti finiti.