[DEMO] Gestione dei Sistemi Logistici Produttivi

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GESTIONE DEI SISTEMI LOGISTICI E PRODUTTIVI

Appunti di teoria ed esercizi svolti

Basato sul corso 2014 di Gestione dei sistemi logistici e produttivi del prof. Andrea Sianesi

Ingegneria gestionale Politecnico di Milano

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La Ciemme – Gestione dei sistemi logistici e produttivi | 1

11.03.2014!

Introduzione al corso Che cosa caratterizza le aziende eccellenti?

Quindi eccellenza: ( Nell’innovazione ( Nella catena produttiva e management

Le aziende che hanno entrambe queste caratteristiche sono proprietarie di brand noti in tutto il mondo.

Caso Toyota In 60 anni è diventato il primo produttore mondiale per auto vendute. Perché ha rivoluzionato i processi produttivi compresa la gestione dei fornitori. I nuovi processi introdotti: ● Toyota production system ● Just-in-time

Ha inoltre messo a punto un sistema industriale che consentiva di produrre macchine facilmente. Caso Benetton In Benetton sono stati in grado di rivoluzionare il concetto di abbigliamento. L’innovazione principale fu l’intuizione di introdurre golfini di colori diversi. In questo modo il prodotto acquisisce un valore aggiunto. Inoltre per ragioni finanziarie hanno introdotto per primi il concetto di franchising. Non più flagship, quindi senza costi diretti sulla rete distributiva. Ha inoltre innovato la tecnologia di produzione, infatti vi era il rischio di sbagliare le previsioni sui colori di tendenza. Quindi invece di tingere i fili, tingeva i capi al termine del processo produttivo (sistema poi brevettato).

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Innovazione, idea

Produzione tangibile

NEW PRODUCT DEVELOPMENT

SOURCE MAKE DELIVER

PLAN


Decisions:

● Strategic decisions (eg. Where localise plants, what is the production capacity that is needed) ● Tactical decisions (eg. What level of stock is needed and in which warehouse to keep it? Is it

necessary to use overtime work?) ● Operative decisions (eg. Which orders should be fulfilled first? Which job should be assigned

to which resource?)

Il processo produttivo è l’attività di trasformazione dei fattori produttivi in prodotti (beni economici) che sono vendibili a un cliente finale.

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12.03.2014!

Caso McDonald’s McDonald’s è un’impresa che ha impostato tutti i suoi processi sul delivery lead-time (DLT).

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Il DLT è un parametro che può essere valutato a preventivo e a consuntivo ovvero: ( Expectation ( Effective

Il DLT inoltre non è un parametro statico, ma dipende da diversi fattori. È il caso di McDonald’s che ha DLT differenti in base all’orario di servizio del POS. Durante le ore dei pasti il DLT goal per McDonald’s è < 1 minuto, fuori pasto è il mercato che si mostra più tollerante e meno esigente a tempi limitati, per questo motivo McDonald’s può permettersi di aumentare il DLT anche fino a 5 minuti. Si può quindi concludere che il DLT è un vincolo che viene imposto dal mercato. Un’altra caratteristica essenziale del processo produttivo di McDonald’s è il disaccoppiamento, ovvero si tenta di disaccoppiare/parallelizzare processi ottimizzando il DLT effettivo. Ne è un esempio l’inserimento istantaneo in cassa dell’ordine del cliente. Analizziamo i due casi: Senza inserimento in cassa immediato

50” 5” 10” 5” 70” Totale Allestimento dell’ordine del cliente Inserimento

ordine Processo di pagamento Cashback

(resto)

Con inserimento in cassa immediato (parallelizzazione)

5” 50” 5” 60” Totale Inserimento

ordine Allestimento dell’ordine del cliente Cashback

(resto)

10” Processo di pagamento

Il valore prodotto dalla riduzione dei tempi è tutt’altro che trascurabile. Il sistema su cui si basa McDonald’s è il make to stock (MTS) ovvero il cliente viene servito direttamente dal magazzino. I sistemi MTS operano su previsione (forecast). L’errore di previsione può dar luogo a:

( Perdite ( Mancati profitti

Il DLT atteso (expectation) varia in base a diversi fattori e influenza il sistema di produzione. In McDonald’s per esempio dipende fortemente dall’orario di esercizio del POS (point of sale), se alle 13:00 il cliente medio si aspetta di essere servito entro massimo 1 minuti ed è quindi necessario avere disponibilità immediata della domanda, alle 08:00 i valori di tolleranza sono differenti e il cliente si aspetta di essere servito in più tempo in virtù del fatto che l’orario può non essere consueto per un cheeseburger. McDonald’s è quindi in grado di adeguare il proprio sistema produttivo che non è più MTS, ma diventa su ordine (su commessa), ovvero il prodotto viene assemblato (in questo caso il cheeseburger) esattamente per il cliente che l’ha richiesto e non si assiste a una produzione continua e generalizzata di più prodotti.

I processi che sono in grado di variare il sistema di produzione godono della caratteristica di riconfigurabilità, che garantisce una certa flessibilità della produzione.

Beverage

Food

French fries

Potatoes Frying process


Vediamo ora alcuni ambiti in cui si applica prevalentemente il sistema MTS:

Canali

Aree

GDO Retail Pharma Food&beverage Elettronica di consumo

Delivery and internal lead times (Wortman model)

Nello schema in alto sono indicate le diverse tipologie di sistemi produttivi organizzate per azioni pianificate. La freccia rossa rappresenta le attività che vengono pianificate e i cui prodotti finali vengono stoccati in magazzino in attesa di vendita (MTS) o completamento di lavorazione (gli altri). Si noti che non è l’azienda a scegliere quale sistema attuare, ma le esigenze del mercato.

MTS: Make to stock

È il caso già analizzato di McDonald’s (vedi pagine precedenti).

(!!!!SEMPLICI!!!PER!PROCESSO!(ASSEMBLAGGIO)!

(!!!!COMPLESSI!!!PER!PARTI/MANIFATTURIERO!!

(!!!!!

! ! (!!DISCRETO!

CONTINUO!

(!MTS!

(!ATO!

(!MTO!

(!PTO!

(!ETO!

DEM!

VOLUME!

PRODOTTO!

LOTTO!SING

OLO!

LOTTI!


Il DLT richiesto è sempre più basso, le possibili soluzioni attuabili sono: ● Spostare i magazzini a valle (più difficile fare previsioni) ● Accorciare i DLT di ogni fase

Bill of material and production routing (distinta base) Le caratteristiche sono profondità (numerosità dei livelli) e ampiezza (quanto è ramificato).

Si noti che comunemente oggetti semplici hanno una tecnologia maggiore.

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DESIGN PROCESS DESIGN PRODUCTION

KNOW-HOW TECNOLOGIE

SPECIFICHE ANALISI MKTG

DISTINTA BASE

PRODUCTION CYCLES

Ci dice cosa dobbiamo fare

Ci dice come lo dobbiamo fare


14.03.2014!

Quando si parla di pianificazione, l’oggetto non è detto che sia il prodotto finito.

Per esempio consideriamo la pianificazione in base alle previsione della domanda. Per domanda non si intende, specie nella pianificazione a lungo termine, quella del prodotto finito. Si preferisce invece parlare di famiglie.

Livelli di classificazione

I prodotti possono anche essere classificati come: ● Modulari: compongo il prodotto assemblando diversi moduli. ● Integrali: non posso modificare sostanzialmente le componenti.

Un’ulteriore classificazione è data:

● Semplici: produzione per processo. ● Complessi: produzione per parti (o manifatturiero).

Classificazione per

Struttura Modulari Integrale

Organizzazione aziendale Semplici Complessi

Coca Cola Light

Coca Cola Light BOTTLE 1 L

Coca Cola Light CAN 0.33 L

Coca Cola Light CAN 0.33L

6-cans PACKAGE


4-cans PACKAGE


12-cans TRAY

Coca Cola Light PET 1.5 L

TYPE

FAMILY-MODEL

ITEM-SKU (Stock Keeping Unit)

Produzione

per processo

per parti

processo di fabbricazione (manufacturing)

processo di assemblaggio (assembly)


Caratteristiche degli impianti con produzione per processo Gli elementi che costituiscono il prodotto finale non possono essere facilmente identificabili. Il prodotto non può essere scomposto a ritroso poiché i componenti originari non sono più distinguibili tra loro o hanno cambiato natura.

Esempi: acciaio, carta, cemento, prodotti chimici, filati, prodotti farmaceutici, prodotti alimentari (pasta).

● Dimensione rilevante. ● Automazione: il personale è ridotto e dedito soprattutto a mansione indirette (supervisione,

controllo qualità). L’effettiva produzione è totalmente affidata a impianti meccanizzati. L’automazione tipica degli impianti di processi effettua:

o Controllo parametri di processo (per esempio con l’uso di sensori) o Lavorazione effettiva in base ai feedback ricevuti

Esistono infatti parametri di tolleranza stringenti al fine di garantire elevati standard di qualità.

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Nei casi dei sistemi di produzione per parti l’automazione ha funzione di comunicazione e coordinamento.

● Risorse umane scarse. ● Immobili, impianti e macchinari costituiscono, con i relativi costi fissi (ammortamenti,

manutenzione, …) parte rilevante dei costi dell’impresa. ● Presenza di barriere all’ingresso. ● Gli investimenti devono essere valutati con attenzione. ● Varietà di prodotto molto bassa. Si tratta perlopiù di prodotti semplici proprio perché sono

imprese quasi monoprodotto. ● Richiesta ingente di risorse energetiche. L’energia è necessaria per far avvenire la trasformazione

in prodotto finito. ● Disaccoppiamento tra domanda e produzione ovvero le commesse non devono influenzare il

volume della produzione, che è un flusso continuo e costante. Ciò si converte in presenza di scorte elevate. Le scorte elevate hanno alcune conseguenze sulla produzione:

o Controllo qualità, ovvero prima di far procedere la produzione verso i reparti successivi ne viene verificata la conformità qualitativa e si fa in tempo a interrompere o modificare la produzione senza compromettere la qualità della consegna finale.

o Controllo qualità sui volumi, permette (come nel caso delle imprese che producono cemento) di distribuire eventuali presenze di prodotti di qualità non ottimale su più lotti, evitando di portare in consegna lotti composti interamente da prodotti di qualità scarsa.

Nel caso mostrato in aula di un’impresa che produce cemento si ha questo tipo di stoccaggio:

SENSORE REGOLAZIONE ATTUAZIONE FEEDBACK

CARICAMENTO ORIZZONTALE

PREL

EVA

MEN

TO

V

ERT

ICA

LE


o Garanzia di produzione continua senza compromettere i profitti ovvero anche in caso di manutenzione, la linea prosegue.

Quindi nel caso un reparto non sia funzionante e venga messo in manutenzione (3), il reparto 2 può continuare a produrre mettendo a scorta, mentre il reparto 4 continua la lavorazione prelevando dalla scorta. In questo modo si riesce a garantire un flusso continuo di produzione.

Possono anche esistere vincoli che limitano il flusso produttivo, caso noto come collo di bottiglia della produzione.

In questo caso il reparto 2 per via della sua ridotta capacità produttiva costituisce un collo di bottiglia della produzione.

Caratteristiche degli impianti con produzione per parti Il prodotto finale risulta composto da un numero finito di componenti discreti (parti).

Si distinguono sistemi di fabbricazione (job shop, celle di fabbricazione, linee transfer) e sistemi di assemblaggio (configurazioni: assemblaggio a posto fisso, assemblaggio a trasferimento, assemblaggio a isola).

1! 3! 4!2!

MATERIE!PRIME!

PRODOTTI!FINITI!

REPARTO!NON!FUNZIONANTE!

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1! 3! 4!2!

MATERIE!PRIME!

PRODOTTI!FINITI!

2,500! 1,500! 1,800! 2,800!

CAPACITÀ!PRODUTTIVA!


Processo di fabbricazione (manufacturing) 1:1 Entra un componente grezzo ed esce il prodotto finito. Il rapporto è 1:1 e il processo di trasformazione avviene per asportazione o deformazione plastica.

Caratteristiche tecnologiche: ● Trasformazione irreversibile fisica e morfologica di componenti e materiali grezzi. ● Parametri tecnologici del processo non rilevanti, rilevanza dei parametri tecnologici del prodotto. ● Solitamente processi analitici. ● Ciclo discretamente tecnologico con elevate caratteristiche di flessibilità produttiva.

Caratteristiche manageriali: ● Rilevanza di parametri manageriali (lead times, delays, appointments, …). ● Presenza di diverse risorse produttive (operators, machines, tools, programs, …).

Costi della struttura:

● Rilevanza del capitale fisso e del lavoro altamente variabile, dipendente dal livello di automazione della struttura e dal livello di specializzazione della macchina.

Esempi:

● Lavorazioni meccaniche ● Lavorazioni pressate (plastiche, metalli, …)

Job Shop È un sistema di produzione di fabbricazione (manufacturing) organizzato in diversi work centres in cui i tipi di macchine sono collocati. Caratteristiche: ● I flussi sono estremamente intrecciati. ● Il lavoro è spesso la risorsa critica (limitata). ● I prodotti spesso passano la maggior parte del tempo in waiting o queuing. ● Ogni prodotto è caratterizzato dal proprio percorso (route) attraverso più tipi di macchine. ● Ci sono molte alternative per seguire il percorso di produzione del prodotto.

Svantaggi: ● Difficoltà nel controllare i flussi dei prodotti. ● Molti work in progress (WIP). ● Saturazione delle macchine bassa. ● Livello di qualità non è costante. ● Difficoltà nella gestione della produzione. ● Difficoltà nel prevedere i colli di bottiglia. ● Forte dipendenza delle performance dal mix dei prodotti da

produrre.

Vantaggi: ● Sistema molto flessibile. ● Disponibilità di macchinari generici e la conseguente possibilità

di ampliare il mix di prodotti in maniera indefinita. ● Possibilità di stabilire percorsi di produzione differenti.

Celle di fabbricazione (manufacturing cells) Caratteristiche: ● I macchinari sono organizzato in base al prodotto (in famiglie). ● Non ci sono flussi tra le celle.

Svantaggi: ● Bilanciamento di eventuali perdite di lavoro tra le celle. ● Difficoltà nel raggiungere la piena autonomia delle celle. ● Alti costi di implementazione dovuti alla struttura. ● Difficoltà nel gestire eventuali variazioni di mix.

Vantaggi: ● Lead time minore. ● Meno WIP. ● Customer-oriented ● Lavoro multitask ● Riduzione dei setup ● Migliore utilizzo dello spazio a disposizione. ● Saturazione maggiore.


Caso Brembo Organizzazione job shop ovvero la fabbrica divisa in reparti. Tra i benefici viene favorita la specializzazione (operai specializzati), si ha quindi una resa migliore sia in termini qualitativi, sia in termini di tempi (migliora la produttività). Inoltre si assiste a una certa flessibilità dei mix produttivi. Anche a livello di gerarchia aziendale del personale si hanno dei benefici, infatti il caporeparto sarà altamente specializzato e sarà in grado di gestire e mantenere efficiente anche macchinari non troppo performanti.

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Inizialmente Brembo lavorava come terzista per Alfa Romeo. Col tempo Brembo si specializza in più ambiti innalzando il livello di qualità parallelamente all’acquisizione di un certo know-how. Lo svantaggio principale è la complessa gestione aziendale. Infatti il flusso di materiali nel job-shop è molto intrecciato. La produzione è flessibile, ma allo stesso tempo difficilmente pianificabile. Il DLT aumenta o diventa difficile da stimare. Gli impianti sono eccessivamente saturi o inutilizzati. Con questa struttura produttiva per un’impresa diventa difficile crescere, si diventa infatti poco credibili agli occhi dei clienti. Brembo ha quindi attuato due politiche: ● Non si è specializzata sulla tecnologia, ma sui prodotti (più precisamente, su una famiglia di

prodotti, i sistemi frenanti). ● Passa all’organizzazione job-shop all’organizzazione a celle.

Reparto PINZA $%#$ & PINZA

Reparto DISCO %$"$" & DISCO

Reparto LEVA #$%# & LEVA I vantaggi derivanti quindi dall’introduzione della nuova linea includono: manodopera esperta sul prodotto e polivalente (operano su più macchinario e acquisiscono nuove conoscenze), conoscenza della capacità produttiva e gestione più semplice dei planning migliorando la reputazione e il DLT dell’impresa.

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Linea transfer (transfer lines) Si giunge infine alla soluzione della cosiddetta linea transfer, ovvero vengono automatizzati completamente i sistemi di produzione, inclusi i passaggi intermedi (trasporto) della catena delle manufacturing cells. Caratteristiche: ● Le stazioni (stations) sono organizzate in una linea sequenziale (non necessariamente dritta). ● I macchinari sono dedicati alla produzione di un singolo prodotto o una famiglia di prodotti. ● Incremento sostanziale di pezzi prodotti (production rates higher). ● La soluzione è efficiente, ma rigida.

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