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

1 G

ESTIONE DELLA PRODUZIONE

1.1 A (MTS)

ZIENDE MAKE TO STOCK

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. 2

1.2 A (MTO)

ZIENDE MAKE TO ORDER

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. 3

2 G

ESTIONE DEI MATERIALI

2.1 D

OMANDA 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. 4

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 Sigle 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 i 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. 5

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

2

mantenuti in magazzino in attesa dell’ordine del cliente. I costi amministrativi possono essere ridotti

con l’adozione dell’EDI electronic data interchange. 6

2.2 D

OMANDA 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 interessa suddiviso mensilmente. Per ogni

mese si conosce la domanda D, il prezzo al pezzo P, il costo di emissione dell’ordine c e il tasso di

E

giacenza i. 7

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 il costo di set up c , trascurando il

E SET-UP

d

termine / .

p 8

2.3 S

CORTE 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 traporto 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