Operations management

Pianificazione del sistema produttivo

Scelte operate per raggiungere gli obiettivi d’impresa.

Problemi fondamentali:

1. scelta del processo produttivo

2. scelta del macchinario

3. scelta del layout

4. scelta degli edifici e delle aree

5. scelta dell’ubicazione

Scelte​

interdipendenti​

, ognuna risente delle determinazioni già attuate.

Studio del prodotto e mercato di sbocco:

- caratteristiche funzionali

- problemi produttivi

- aspetti commerciali

1. Scelta del Processo produttivo

Identificazione del processo tramite​

diagramma tecnologico​

(sistema per rappresentare

flussi di input):

A seconda del​

ciclo produttivo​

si individuano industrie:

- monolinee​

: una materia prima, un solo prodotto

- convergenti (o sintetiche): più materie prime, un solo prodotto

​

- divergenti (o analitiche): una materia prima, più prodotti

​

- convergenti-divergenti (o sintetiche-analitiche): più materie prime, più prodotti

​

- cicli multipli intrecciati​

: insieme di diverse classificazioni.

A seconda del tipo di processo​

, si individuano industrie:

​

- a processo continuo​

: attività che si svolge ininterrottamente, non la si può

interrompere in modo semplice

- a processo ripetitivo​

: la produzione avviene per lotti nelle quali si effettuano le

stesse operazioni effettuate dalle precedenti. L’attività può essere fermata senza

danno per materiali e impianti

- a processo intermittente​

: producono in piccoli lotti per cui avvengono

contemporaneamente varie lavorazioni. Si tratta di quantità limitate.

Il processo produttivo è largamente vincolato al prodotto che dobbiamo realizzare, è

necessario per una buona produzione diminuire la rigidità dei processi produttivi per poter

modificare facilmente il prodotto senza grosse revisioni hardware e software.

2. Scelta del macchinario

In generale si parla di strumenti che vengono suddivisi in macchine e apparecchi. Le prime

sono quelle in cui è prevalente il lavoro meccanico, in caso diverso si parla di apparecchi.

Più in generale possiamo intendere qualsiasi congegno in grado di svolgere una specifica

azione o più azioni diverse facilitando il lavoro manuale o sostituendolo.

Categorie di macchine:

- motrici​

: forma di energia trasformata in lavoro meccanico

- generatrici​

: compiono il lavoro inverso della motrice

- operatrici​

: hanno come prodotto finale una lavorazione o manufatto, vengono usate

per eseguire operazioni richieste dalle attività industriali e sono le più diffuse

- trasformatrici​

: macchine inserite tra due di genere diverso.

Evoluzione storica del macchinario:

1. Meccanizzazione​

(es. aratro): sostituzione del lavoro dell'uomo con un altro tipo di

lavoro. Le cause tecnologiche furono la comodità, la rapidità, l'efficacia e il

miglioramento del prodotto. La causa economica fu la velocità di produzione.

2. Motorizzazione:​

ha sostituito al lavoro dell’uomo (ancora fisico) il lavoro di un

motore. Dal punto di vista sociale ha determinato il cambiamento dalla produzione

artigianale a quella industriale.

3. Automatizzazione (no feedback):​

vengono inseriti nelle macchine dei dispositivi

che possono rilevare le grandezze (es. galleggiante). La macchina svolge la funzione

prevista ma non ha il controllo.

4. Automazione (si feedback):​

fortemente caratterizzata dall'impiego dei sistemi di

controllo; in fase successiva non solo il controllo ma anche la correzione di eventuali

problemi che possono verificarsi. Le macchine conoscono una casistica di

problematiche che vengono rilevate e risolte.

Macchine generiche e speciali:

- Macchine generiche:​

sono adatte a processi di tipo intermittente, compiono diverse

operazioni. Prestazioni più basse.

- Macchine speciali:​

hanno uno scopo preciso, possono effettuare una sola

operazione. Prestazioni più alte ma poca versatilità.

In termini generali, bisogna tener presente di: prezzo di acquisto e installazione; tempo

richiesto per installazione e avviamento; qualità della produzione; produzione oraria; tipo di

garanzia e assistenza fornita; durata della vita utile; consumi energetici e altri consumi;

flessibilità; mano d’opera richiesta.

3. Scelta del layout

Il layout è la disposizione planimetrica o spaziale dello stabilimento.

Principali obiettivi:

• riduzione del costo dei trasporti interni;

• riduzione del numero degli spostamenti, delle distanze e di personale addetto;

• riduzione dei materiali immagazzinati;

• migliore sfruttamento dello spazio;

• migliori condizioni di lavoro;

• eliminazione degli investimenti di capitali non necessari.

La scelta del layout si può avere anche nel caso di riprogettazione, in seguito a: variazione

qualitativa o quantitativa della produzione; ristrutturazione di impianti obsoleti; costi

eccessivi, elevato numero di infortuni, necessità di migliorare gli ambienti di lavoro.

E’ necessaria la separazione reciproca​

dei locali destinati alle attività amministrative,

​

ricreative e ristorative da quelli adibiti ad attività produttive, fonte di rumori, vibrazioni,

esalazioni nocive.. Vanno considerate le possibilità di movimentazione interna a seguito di

​

pericolo​

. E’ importante predisporre isole pedonali, corsie sopraelevate, sottopassaggi, al fine

di limitare al massimo le interferenze. ​

L’evolversi del mercato ha portato in molti casi alla scomparsa dei magazzini

, sostituiti da

​

moli di carico e scarico dei beni ad inizio e fine lavorazione.

Fasi per la scelta del layout:

● caratteristiche del sito per lo stabilimento;

● elaborazione di una planimetria generale di massima, nonché il posizionamento delle

principali macchine;

● elaborazione di planimetrie particolareggiate, con macchina, operai e spazio

necessari;

● descrizione analitica del tracciato planimetrico, ovvero normazione delle procedure

funzionali al layout.

Classificazione dei layout:

1. Layout di prodotto (in linea o a catena):​

processi di tipo continuo o ripetitivo,

macchine in serie una dopo l’altra, trasporto tra una stazione e l’altra con mezzi

continui (nastri trasportatori). Poca flessibilità ma alti livelli di produzione, bassi costi

di trasporto interno, breve tempo di produzione, superficie minima.

2. Layout per processo (funzionale o per reparto):​

processi di tipo intermittente, le

macchine che compiono operazioni dello stesso tipo vengono riunite per reparto. Alta

flessibilità e facilità di riparazione ma aumento dei momenti di fermo e alti costi di

trasporto interno.

3. Layout a punto fisso:​

materiali, uomini ed attrezzature convergono tutti sul punto di

lavoro fisso (es. cantieri navali)

4. Layout misto​

(soluzioni intermedie):

a. Layout a isole:​

ibrido tra layout in linea e a reparto, macchine con funzioni

diverse vengono aggregate in gruppi e disposte secondo la sequenza delle

operazioni elementari.

b. Layout a reparti in linea​

: reparti in cui sono riunite macchine analoghe per

funzione, poste in successione in base alle fasi del ciclo produttivo.

c. Layout in linea con funzionamento per cicli intermittenti:​

la linea si

fraziona in tronconi e quindi viene fatta funzionare ad intermittenza per cicli e

prodotti differenti.

Studio dei metodi e dei tempi di lavoro

Studio dei metodi:​

studio delle singole fasi attraverso le quali si realizza il processo.

Studio dei tempi di lavoro:​

studio mediante cronometraggio del tempo necessario per

eseguire un’operazione.

Operazioni elementari:​

lavorazione, trasporto, ispezione, immagazzinaggio, attesa.

4. Scelta degli edifici e delle aree

Gli edifici industriali​

devono rispondere a tre esigenze generali:

​

- Favorire la produzione con costi contenuti

- Essere flessibili

- Creare un ambiente di lavoro adatto al personale

Il grado di utilizzazione della superficie è il rapporto tra l’area occupata dalle macchine e

l’area necessaria per la lavorazione. Il rapporto deve essere compreso tra 0,2 e 0,4.

E’ importante scegliere anche tra un edificio a un piano oppure a più piani​

.

​

Vantaggi​

edificio a un piano:

- minor costo di costruzione

- facilità di espansione

- facilità di trasporti

- minori vibrazioni

- facilità di illuminazione naturale

- maggiore sicurezza in caso di pericolo

Svantaggi edifici a un piano:

​

- maggiore area coperta

- impossibilità di usufruire della gravità per trasporti interni

- maggior costo per condizionamento locali

Inoltre bisognerà scegliere la forma dell’edificio​

(U E I F) e bisognerà prevedere un’area

​ ​

disponibile almeno cinque volte maggiore​

di quella coperta dallo stabilimento.

5. Scelta dell’ubicazione

Bisogna selezionare un luogo dove si possa controllare la maggior parte del mercato e dove

non ci siano concorrenti, la localizzazione migliore è quella dove si riducono al minimo costi

di produzione, di distribuzione e di vendita.

E’ importante considerare anche i vincoli naturali o artificiali di tale ubicazione.

Vincoli naturali​

(necessari alla realizzazione del prodotto che si vuole realizzare):

- acqua

- climi particolari

- disponibilità di materie prime

- disponibilità di energia

- ...

Vincoli artificiali (attività umana):

​

- urbanizzazione

- vicinanza a poli industriali

- disponibilità di manodopera

- livello dei salari

- disponibilità di mercati di vendita

- rete di trasporti

- …

Ulteriori vincoli vengono rappresentati dai​

vincoli legislativi​

, ovvero alle agevolazioni

finanziarie e alle questioni burocratiche.

Metodologia operativa di Weber:​

si pone come obiettivo la minimizzazione dei costi,

schematicamente: si cerca di individuare tutti i fattori significativi, si ordinano questi fattori in

ordine di importanza e si considera il problema dal punto di vista del primo fattore

trascurando gli altri.

Efficienza tecnico-economica

Col passare del tempo lo stabilimento invecchia e si va incontro a due problematiche:

● Invecchiamento fisico:​

logorio dei mezzi produttivi.

● Invecchiamento tecnologico-economico (obsolescenza): realizzazione di

​

attrezzature tecnologicamente più avanzate.

I mezzi produttivi più soggetti a questi fattori saranno proprio quelli più sollecitati e con

maggior lavoro meccanico. Sarà quindi necessario sostituire le macchine (o le parti) più

logorate e questo richiederà un esborso economico.

Trattamento dei materiali

Si analizzano le operazioni che riguardano il trasporto e l’immagazzinaggio di tutti i

​ ​ ​ ​

materiali cercando di ridurre al minimo l’entità di tali operazioni.

Trasporti interni

I trasporti interni assumono importanza diversa a seconda delle industrie. Non esistono

​

soluzioni di carattere generale​

e il risultato ottimale rappresenta un compromesso​

.

​

Un sistema efficiente va studiato attraverso:

- lo studio del layout

- lo studio dei metodi e degli schemi di flusso dei materiali

- lo studio dei mezzi di trasporto

Trasporto dei materiali solidi

Quando è richiesto il trasporto di materiali solidi o sciolti è necessario valutare due soluzioni:

- Sistemi continui:​

vengono utilizzati nei processi continui e ripetitivi, dove spesso il

mezzo di trasporto si fonde con l’impianto di produzione. Poca flessibilità.

- Sistemi discontinui: vengono utilizzati quando è richiesta maggiore flessibilità

​

perchè comportano un grado di libertà quasi totale. Queste attrezzature possono

​ ​

essere telecomandate o radiocomandate

.

​ ​

Trasporto dei materiali fluidi (liquidi e aeriformi)

I materiali fluidi vengono trasferiti all’interno di tubazioni e vengono trasportati con:

​ ​

- Pompe (liquidi): agiscono per aspirazione e compressioni.

​

- Compressori (aeriformi): possono essere a pistone o rotativi.

​

Immagazzinaggio

I magazzini sono i luoghi in cui vengono depositati i materiali. Possono essere depositi di

materie prime​

, semilavorati o di prodotti finiti​

che vengono immagazzinati in luoghi

​ ​ ​

all’aperto, sotto tettoie, in locali chiusi e a volta condizionati (la struttura varia a seconda dei

materiali/prodotti).

Il magazzino conferisce elasticità ai tempi richiesti per le attività e comporta degli oneri.

​ ​

E’ importante quindi ridurre gli oneri di immagazzinaggio al minimo.

Si definisce:

- Saturazione superficiale:​

il rapporto tra superficie occupata dai materiali e

superficie totale del magazzino.

- Saturazione volumetrica:​

il rapporto tra il volume occupato dai materiali e il volume

totale del magazzino.

Per il deposito dei liquidi si utilizzano cisterne di acciaio cilindriche, interrate o fuori terra.

​ ​

Per il deposito degli idrocarburi leggeri si usano serbatoi chiusi, sferici, in acciaio o di

​ ​

spessore adeguato a reggere la pressione di alcune atmosfere che si trova all’interno.

Per il deposito degli aeriformi si utilizzano gasometri, cisterne in acciaio con tetto mobile a

​ ​

tenuta. Dove possibile, gli aeriformi e gli idrocarburi vengono immagazzinati in formazioni

geologiche sotterranee. L’immagazzinaggio dei fluidi infiammabili deve invece avvenire nel

rispetto della normativa specifica.

Il servizio di approvvigionamento e trattamento dell’acqua

L’acqua riveste un ruolo primario nell’industria e bisogna porsi quindi problemi tecnici ed

​

​

economici sia nell'​

approvvigionamento​

che nel trattamento​

, poichè lo smaltimento deve

​

rispettare specifici parametri imposti dalla legge.

Utilizzi dell’acqua nell’industria

- Materia prima: quando l’acqua viene immessa nei prodotti finiti (bevande).

​

- Agente di fabbricazione di processo: quando l’acqua viene impiegata direttamente

​

nel processo produttivo. Acqua di diluizione, di reazione, di lavaggio, di risciacquo, di

estrazione e di soluzione.

- Mezzo di raffreddamento: l’acqua viene utilizzata per disperdere il calore generato

​

dai processi produttivi.

- Mezzo di riscaldamento: l’acqua calda può essere utilizzata per accelerare alcune

​

reazioni, sterilizzare o pastorizzare, oppure per riscaldare gli ambienti.

- Produzione di vapore:​

se riscaldata l’acqua produce vapore a bassi costi,

utilizzabile nei motori termici (ad esempio nella produzione di energia elettrica).

- Servizi antincendio:​

può essere mescolata a sostanze schiumogene.

- Servizi generali:​

sociali e di igiene (acqua potabile).

Approvvigionamenti di acqua nell’industria ​ ​

L’approvvigionamento delle acque va guardato dal punto di visto quantitativo e qualitativo

.

​ ​

​

Se si utilizza per “servizi generali” l’acqua deve essere prelevata dagli acquedotti​

.

​ ​

​

Per gli altri utilizzi (​

che non richiedono acqua potabile

) l’acqua si può prelevare da:

- Acque di mare:​

alta salinità, alta presenza di cloruro di sodio.

- Acque di fiume:​

variabile a seconda dei sali disciolti e dei materiali solidi sospesi.

- Acque di lago:​

simile a quella dei fiumi ma con meno materiali in sospensione.

- Acque sotterranee: minore variabilità delle caratteristiche.

​

​

Per prelevare l’acqua si utilizzano due metodi:

​

- Opera di presa delle acque superficiali:​

grigliatura, presa, filtratura per eliminare

materiali e sostanze sospese.

- Opera di presa delle acque sotterranee:​

costruzione di pozzi per raggiungere le

falde acquifere. Problematiche legate: esaurimento falda e inquinamento di essa.

Dissalazione delle acque industriali

Le acque marine raramente trovano impiego nell’industria per via della loro alta corrosività​

.

​

Tuttavia l’acqua dolce va via via calando e per questo motivo a volte (sebbene sia molto

​

costoso

) è necessario ricorrere a sistemi di dissalazione​

, questi possono essere​

sistemi

​

​

per l’estrazione di sali dall’acqua oppure sistemi di separazione di sali dall’acqua (con

​

cambiamento di stato oppure senza).

Sistemi per l’estrazione di sali dall’acqua:

- Elettrodialisi: utile per acque salmastre a basso​

tenore di sali, sfrutta la differenza di

​ ​

potenziale delle cariche permettendo l’allontanamento dei sali dall’acqua salata.

​

Utilizza membrane cationiche che consentono il passaggio di soli ioni negativi e

​ ​

membrane anioniche che consentono il passaggio dei soli ioni negativi, al termine del

processo si avrà quindi uno scomparto con acqua distillata e, negli scompartimenti

adiacenti, da un lato acqua ricca di solo iodio e dall’altro acqua ricca di solo cloro.

- Scambio ionico: utile per acque salmastre a bassissimo​

tenore di sali, utilizza

​ ​

resine anioniche e cationiche che fissano i sali lasciando fluire l’acqua depurata. Non

viene utilizzata con acque ad alto tenore di sali poiché richiederebbe grandi quantità

di resina (molto costosa).

Sistemi di separazione di sali dall’acqua (con cambiamento di stato):

- Evaporazione: non influenzato​

dal tenore di sali, risulta più conveniente se

​

associato al recupero di calore che ne deriva. Può avv