Lezioni, Sistemi di produzione avanzati M

ΔH ΔH P

( ), il salto entalpico teorico ( ), la pressione del vapore in caldaia ( ), la pressione del

r t v

P ).

vapore a fine espansione ( u

definizione univoca del ciclo termodinamico.

In questo modo si ha una G

portata di vapore

È quindi possibile calcolare la ( ) da mandare in caldaia per il soddisfacimento

c portata di

completo della richiesta di energia termica e di conseguenza è possibile determinare la

m

combustibile ( ) necessaria.

c

Analisi economica dell’impianto cogenerativo a vapore in contropressione

Lo scopo di questa analisi è determinare il costo dell’energia elettrica autoprodotta con il sistema

cogenerativo appena progettato.

Per determinare tale parametro è necessario calcolare gli extra-costi fissi e gli extra-costi variabili

dovuti all’acquisto e all’impiego di un sistema cogenerativo:

Costi fissi da imputare all’acquisto di una caldaia più pressurizzata (60 bar) rispetto a

à

quella necessaria alla sola richiesta termica (15 bar) e all’acquisto di un

sistema turboalternatore + accessori.

Sistemi di produzione avanzati M – modulo 4 Passi finali della progettazione di un SP – Simone Benassi 87

Costo della caldaia (60 bar) 236710 € +

Costo della caldaia (15 bar) 121300 € –

Costo del turboalternatore 110470 € +

Costo degli accessori 17000 € +

Ammortamento in 8 anni a rata costante (i = 4,80%)

Costo annuo della manutenzione (5%) +

C

Costi fissi ( ) = 39150 €/anno

f

Costi variabili da imputare al maggior consumo di combustibile per produrre il vapore

à

necessario all’espansione in turbina.

Anche in questo caso bisogna ragionare in termini differenziali.

m = 21 Kg/h (portata di combustibile differenziale)

c

21 [Kg/h] x 24 [h/g] x 25 [g/mese] x 12 [mesi/anno] = 151200 Kg/a

(Kg di metano

necessari

all’impianto)

3

Ipotizzando un costo del metano pari a 0,214 €/m = 0,298 €/kg, si ha:

151200 [Kg/a] x 0,298 [€/kg] = 45057 €/anno

C

Costi variabili ( ) = 45057 €/anno

v

Considerando una potenza elettrica auto-prodotta di 250 kWh (“zoccolo” costante), 24h/24h, per

300 giorni all’anno, per determinare il costo dell’energia elettrica auto-prodotta si applica la

seguente formula:

C + C 39150 + 45057

f v

C = = = 0,0467 €/kWh

kWh 250 x 24 x 300

kWh anno

Ipotizzando un costo dell’energia elettrica del gestore ENEL pari a 0,072 €/kWh:

C C

= 0,072 €/kWh > 0,0467 €/kWh =

ENEL kWh

Risulta quindi conveniente acquistare un impianto cogenerativo a vapore in contropressione, che

genera un risparmio del 35% rispetto all’acquisto dell’energia elettrica dal gestore ENEL.

Sistemi di produzione avanzati M – modulo 4 Passi finali della progettazione di un SP – Simone Benassi 88

Step 9) Cenni sulla procedura autorizzatoria e sulla sicurezza

A questo punto il SP è pronto per divenire operativo.

Risulta però necessario richiedere le autorizzazioni indispensabili per mettere in operatività il SP.

Fino al 1998 Polverizzazione delle responsabilità (tempi lunghi)

à

Dal 1998 Riforma sullo Sportello Unico procedura autorizzatoria per l’installazione di un

à à

impianto produttivo

Step 10) Valutazione (draft) del costo di lavorazione

In questa fase si valuta il costo degli impianti e delle attrezzature che è necessario acquistare per

realizzare il SP. Risorsa Costo unitario/sistema (€) N mac Costo tot (€)

m1 Cabina di sbavatura 11000 3 33000

m2 Tavolo montaggio 2000 1 2000

m3 Centro di lavoro_leghe 50000 + 140000 * N 8 1170000

… … … … …

m18 Centro di lavoro_acciaio 50000 + 150000 * N 4 650000

… … … … …

4363500 €

Centro di lavoro_leghe 50000 + 140000 * N

à

Centro di lavoro_acciaio 50000 + 150000 * N

à

Dove: N numero di FMS installati

à valore residuo

Ipotizzando un ammortamento in 8 anni a rata costante (i = 4,80%), il

dell’impianto dopo questo periodo di tempo è pari a 577918 €.

costo degli operatori (MOD) responsabili delle macchine,

Da valutare anche il pari a 2339600 €.

Altri costi da valutare (non sono riportati i valori):

Rata di ammortamento capannone;

V = 0);

Rata di ammortamento impianto cogenerazione (

r

Manutenzioni;

Consumo utensili;

Consumo energia elettrica da ENEL;

Consumo combustibile;

Assicurazione stabile e macchinari;

Pulizie.

Andando a sommare queste voci di costo con il valore residuo dell’impianto e con il costo della

costo totale,

MOD si ottiene il pari a 3823959 €/anno. costo

Conoscendo il numero di parti da realizzare nell’arco dell’anno (56150 pz/anno) calcoliamo il

medio unitario, che risulta essere circa pari a 68 €/pz. €

costo delle materie prime

Questa voce di costo va poi sommata al ( ), per determinare il prezzo

MP

dei pezzi che contribuisce alla generazione del profitto dell’azienda.

Sistemi di produzione avanzati M – modulo 4 Passi finali della progettazione di un SP – Simone Benassi 89

5.GESTIONE INTEGRATA DELLE SCORTE NELLA CATENA

LOGISTICA (Modelli del lotto economico congiunto e del “Consignment Stock”)

La letteratura tecnica offre numerosi modelli ed approcci finalizzati al controllo e alla gestione dei

produttore compratore Buyer) fornitore venditore Vendor),

flussi di materiale tra (il – e il (il –

in ottica di collaborazione fra le parti. Produttore

RLM LA

MP PF CL

Fornitore SP

COMP

Fornitore

Dove: MP Materie Prime

à

COMP Componenti

à

PF Prodotto Finito

à

RLM Reparto Lavorazioni Meccaniche

à

LA Linea di Assemblaggio

à

CL Cliente

à Giacenza

à

Come noto, in mancanza di collaborazione, ossia in caso di compratore e venditore isolati, e di

modello

domanda deterministicamente nota, la soluzione più vantaggiosa è quella proposta dal

EOQ Order Quantity), modello classico del lotto economico disgiunto.

(Economic o

L’applicazione di tale modello al compratore e al fornitore separatamente porta al calcolo

lotto economico di acquisto lotto economico di produzione

rispettivamente del e del di entità a

volte anche notevolmente differenti.

Ciò comporta che entrambe le parti attivino una sorta di negoziazione finalizzata al raggiungimento

di un compromesso, ben lontano dalle condizioni ottimali separate.

Chiaramente l’esito della negoziazione dipende dalla forza e dal potere contrattuale che una parte

può vantare sull’altra.

Ogni parte (compratore e fornitore) calcola quindi il proprio lotto economico, ottimizzando il costo

C C

) e il costo della giacenza ( ).

dell’emissione ordini ( O g

€ C C

O g

C

TOT Q

EOQ

Sistemi di produzione avanzati M – modulo 5 Gestione integrata delle scorte – Simone Benassi 90

visione di un

Per abbandonare lo studio separato dei minimi costi, ci si deve muovere verso la

sistema intero e integrato, ossia caratterizzato da uno scambio ricorrente di informazioni relative

alla produzione, alla domanda di prodotto e alle spedizioni.

Tutto questo può esistere se tra produttore e compratore vi è una collaborazione continua, rinforzata

in molti casi da documenti scritti: compratore e venditore minimizzano i costi dell’intera catena.

MIN C = C + C

La f.o. diventa quindi à TOT CATENA VENDOR BUYER

modello del lotto economico congiunto JELS Economic Lot Size)

Il o (Joint si propone di

trovare l’ottimo minimizzando la somma dei costi sostenuti sia dal venditore (Vendor), sia dal

compratore (Buyer). Goyal

Questo modello è stato introdotto da nel 1977, subendo negli anni ulteriori aggiornamenti,

rappresentati dai modelli che seguono:

Goyal (1977) introduce il modello JELS come somma dei costi sostenuti da Vendor e

à

Buyer.

Lu (1995) dimostrò che i benefici finanziari aumentavano se si effettuavano le consegne,

à

di uguale dimensione, anche durante la produzione e suggerì una procedura

per determinare la politica ottimale.

.

Q = n q con n # di spedizioni con q.tà costante

à

q = q = q = COSTANTE spedizioni costanti

à

i i+1

λ = 1

Goyal (1995) commentò quanto affermato da Lu e dimostrò che i benefici finanziari

à

aumentavano se le spedizioni avvenivano con quantità di prodotti

crescente.

n

∑ q

Q = con n # di spedizioni con q.tà crescente

à

i

i=1 i-1

q = q λ q q q

. spedizioni crescenti ( < < < …)

à

i 1 2 3

P

λ = con λ > 1

D

Hill (1997) generalizzò il problema fin qui elaborato e dimostrò che, per ottenere il

à

minimo costo totale, si effettua una ricerca all’interno di un ampio campo di

politiche diverse ai cui estremi vi sono gli elaborati di Lu (1995) e Goyal

(1995). P

1 < λ < D

Dove, per tutti e tre i modelli:

Q dimensione del lotto economico congiunto [unità/lotto]

à

q q.tà di pezzi trasferita nella prima spedizione [unità/spedizione]

à

n numero di spedizioni con cui il Vendor traferisce la merce al Buyer

à Sistemi di produzione avanzati M – modulo 5 Gestione integrata delle scorte – Simone Benassi 91

Tutti i modelli presuppongono che il fornitore (Vendor) sia a conoscenza della domanda, della

frequenza degli ordini e dei costi base del produttore (Buyer) (costi di giacenza e costi di emissione

ordini). notazione

È introdotta la seguente (il pedice 1 si riferisce al Vendor, mentre il pedice 2 si riferisce

al Buyer):

A costo di set up per lotto di produzione [€/set up] costo del Vendor;

à à

1

A costo di emissione ordine [€/ordine] costo del Buyer;

à à

2

h costo di mantenimento in giacenza del Vendor per unità e per periodo di tempo

à

1 [€/unità x udt] (solitamente l’unità di tempo è l’anno);

h costo di mantenimento in giacenza del Buyer per unità e per periodo di tempo

à

2 [€/unità x udt] (solitamente l’unità di tempo è l’anno);

P tasso di produzione (continua) del Vendor [unità/udt];

à

D tasso di richiesta, tasso di consumo o domanda del