DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA

Corso di Laurea magistrale in Ingegneria

delle Infrastrutture Viarie e dei Trasporti

RELAZIONE DI FINE TIROCINIO

Analisi della Supply Chain all’interno di un’azienda

metalmeccanica e ottimizzazione del routing interno

delle merci

Tutor: Tirocinante:

Prof.ssa Marialisa Nigro Valerio Cao

Ing. Raffaella Sannino

Anno Accademico 2017/2018

2

Indice

PREMESSA…………………………………………………………………………3

1. INTRODUZIONE………………………………………………………………...4

2. MECCANOTECNICA UMBRA S.P.A....………………………………………5

2.1 LA REALTA’ AZIENDALE…………………………………………………….5

2.2 GLI STABILIMENTI……………………………………………………………5

2.3 IL PRODOTTO FINITO E LE FASI DI LAVORAZIONE…………………...6

2.4 IL CASO DI STUDIO: MTU2………………………………………………….6

2.5 ROUTING INTERNO DELLE MERCI………………………………………..9

3. CONCLUSIONI…………………………………………………………………16

3

PREMESSA

Il tirocinio curriculare della tesi magistrale è stato svolto presso una multinazionale del

settore metalmeccanico, la “Meccanotecnica Umbra, in località Campello sul Clitunno

(PG). Il periodo di tirocinio ha interessato l’intervallo di tempo tra il giorno 11.09.2017 e il

giorno 09.03.2018 per un totale di 950 ore, in collaborazione con l’Ing. Raffaella Sannino,

responsabile della Logistica aziendale e sotto la supervisione della Prof.ssa Marialisa

Nigro.

Il periodo di tirocinio è stato finalizzato alla conoscenza dei seguenti punti:

Acquisizione delle informazioni sulla realtà aziendale

Funzionamento della Supply Chain

Introduzione al metodo WCM e sue applicazioni

Raccolta dati sul processo di approvvigionamento e produzione aziendale

Elaborazione di possibili strategie di sviluppo del routing interno delle merci

Preparazione del materiale per l’ottimizzazione oggetto della tesi

Al termine del periodo di tirocinio si è potuto procedere con l’elaborazione della tesi.

4

1. INTRODUZIONE

La prima parte del tirocinio si è svolta presso lo stabilimento centrale dell’azienda

denominato MTU1 dove hanno sede gli uffici della Logistica. In questa fase il tutor

aziendale, Ing. Sannino, ha provveduto a introdurmi nella realtà aziendale spiegandomi i

prodotti realizzati e i processi di lavorazione dei tre stabilimenti. Al termine del mese di

settembre, durante il quale sono entrato in possesso delle informazioni sull’azienda, sono

stato inserito all’interno della Supply chain, sia interna che esterna per comprenderne i

meccanismi e i Lead Time dei materiali grezzi e dei prodotti lavorati.

In questa prima fase sono inoltre stato inserito in alcuni incontri del progetto World Class

Manufacturing per acquisire conoscenze su questo processo di miglioramento attuato in

collaborazione con il gruppo FCA.

Al termine di questa prima fase sono stato assegnato allo stabilimento MTU2 all’interno

del quale si svolgono i processi produttivi del settore industriale dell’azienda. In questo

stabilimento si è deciso di attuare la raccolta dati e lo studio per la realizzazione

dell’elaborato di tesi sul routing delle merci. Nei mesi di novembre e dicembre ho

provveduto a raccogliere dati sul funzionamento delle linee, sulle fasi e i tempi lavorazione

dei prodotti e sulle capacità delle macchine. Parallelamente ho seguito il processo di

approvvigionamento del magazzino e le criticità riscontrabili, iniziando a realizzare alcune

idee di miglioramento funzionali all’ultima fase del tirocinio.

I mesi di gennaio e febbraio sono stati dedicati all’ideazione di nuovi percorsi si routing

interno delle merci e all’elaborazione di un sistema di ottimizzazione dei rifornimenti alle

linee che potesse garantire un minor dispendio di tempo, quindi un efficienza maggiore

delle risorse impiegate e una diminuzione degli spazi occupati dai materiali lungo le linee.

Al termine del periodo il materiale raccolto è stato, previo consenso dell’azienda, utilizzato

per avviare l’elaborazione della tesi magistrale.

5

2. MECCANOTECNICA UMBRA S.P.A.

2.1 LA REALTA’ AZIENDALE

Meccanotecnica Umbra S.p.A. è una multinazionale del settore metalmeccanico,

specializzata nella produzione di tenute meccaniche per l’industria e l’automotive.

L’azienda nasce cinquanta anni fa da un’idea dei fondatori Alberto Pacifici, Fulvio Ginobri

e Concezio Strappelli ed è oggi una realtà che copre circa il 35% del mercato Automotive

e il 50% di quello industriale per lavastoviglie a livello mondiale.

L’azienda ha sede a Campello sul Clitunno (PG) dove possiede tre stabilimenti (MTU1,

MTU2, MTU3) che sono la sede centrale di controllo del gruppo di cui fanno parte anche

Dal 2001 è operativa per il mercato sud Americano la Mecanotecnica do Brasil e

dall'inizio del 2006 la MeccanotecnicaUmbra Qingdao PRC per lo sviluppo del mercato

sud est Asiatico. Nel gennaio 2008 viene acquisita la compagnia svedese Huhnseal AB,

con questa operazione il Gruppo Meccanotecnica Umbra completa la gamma di prodotti a

sua disposizione, posizionandosi nel mercato delle applicazioni per pompe industriali

medium e heavy duty, chimico, farmaceutico, industria cartaria, alimentare, etc. All'inizio

del 2010 ingloba la concorrente Cyclam North America, dando vita alla Meccanotecnica

USA e nel 2013 è operativo anche il nuovo stabilimento produttivo Indiano con sede a

Madurai. Con queste operazioni il Gruppo è completamente dislocato in ogni continente,

non solo come rete commerciale ma anche come sedi produttive.

2.2 GLI STABILIMENTI

Gli stabilimenti in cui ho svolto l’esperienza in azienda, sono suddivisi in base al settore di

mercato a cui fanno riferimento.

- MTU1:

In questo stabilimento hanno sede gli uffici amministrativi e le linee produttive del

settore automotive. Data l’elevata automazione nella fase di assemblaggio il lavoro

di asservimento risultava poco significativo. A questo si è aggiunta un’analisi sui

codici prodotto che ha portato ad evidenziare una produzione di uno o massimo

due codici per ciascuna linea di assemblaggio. Anche in virtù di questo si è deciso

di studiarne il funzionamento ma di non dedicare l’elaborato di tesi a questa zona.

- MTU2:

In questo stabilimento si trovano le linee produttive di assemblaggio, lappatura,

lavaggio, collaudo e spedizione dei prodotti destinati al mercato industriale. Il lavoro

di asservimento delle linee risultava particolarmente difficoltoso ma in piena fase

evolutiva. Infatti la modalità stava variando portando a creare postazioni di lavoro

più dedicate e costanti rifornimenti effettuati dalla logistica, anche attraverso

l’introduzione di un mezzo meccanizzato (nel seguito sarà indicato come “Trenino”)

in grado di trasportare maggiori quantitativi di cassette ottimizzando già le

tempistiche. Questa situazione di cambiamento ha spinto me e la tutor a

6

selezionare questo impianto come oggetto del lavoro di ottimizzazione del routing

interno delle merci.

- MTU3:

In questo stabilimento avviene la produzione di alcuni componenti a partire dalle

mescole in polveri. Questi materiali risultano di approvvigionamento per gli altri due

stabilimenti e utilizzano un metodo di rifornimento delle macchine in grandi quantità

che l’azienda si premura di organizzare in futuro, una volta ottimizzato il processo

nello stabilimento numero due.

Note queste informazioni si è proceduto ad effettuare lo studio concentrandosi sulla realtà

di MTU2.

2.3 IL PRODOTTO FINITO E LE FASI DI LAVORAZIONE

Il prodotto lavorato nello stabilimento selezionato è una tenuta meccanica per il settore

industriale la quale attraversa diverse fasi di lavorazione prima di essere spedita verso il

cliente. Tali tenute, si compongono di un numero variabile di componenti primari (che

saranno da qui in avanti menzionati come “Item”) che vengono assemblati in numero

variabile da 5 a 7 per ottenere il prodotto finito. Le fasi di lavorazione sono divise in macro

zone seguendo uno schema che prevede:

- Ingresso delle materie prime

- Assemblaggio

- Stabilizzazione

- Lappatura/Lucidatura

- Lavaggio

- Collaudo

In ognuna di queste fasi risulta necessario per la logistica, approvvigionare le postazioni

con gli item in ingresso e portare via il materiale lavorato per spostarlo alla fase

successiva.

2.4 IL CASO DI STUDIO: MTU2

Lo stabilimento si compone di alcune macro aree divise per tipologia di lavorazione e

competenza lavorativa, individuate e poi suddivise in:

- Magazzino

- Assemblaggio

- Lappatura/Lucidatura Aree produttive

- Lavaggio

- Collaudo

Il periodo di tirocinio svolto presso l’azienda si è concentrato nell’area di magazzino, sede

delle attività di ingresso merci, stoccaggio, preparazione dei kit per l’assemblaggio, rientro

dei prodotti lavorati e spedizione ai clienti.

7

L’obiettivo del tirocinio è stato quello di inserirmi nella Supply Chain interna dello

stabilimento per comprendere quali potessero essere le strategie applicabili per ottenere

un livello costante di approvvigionamento delle varie aree che impedisse fermi di

produzione ottimizzando le risorse a disposizione. Al fine di ottenere i dati necessari per lo

studio oggetto della tesi, il periodo di tirocinio si è articolato in alcuni step:

- Prima fase:

Introduzione alle dinamiche di ricezione e stoccaggio delle merci all’interno del

magazzino. In questa fase si è valutato il flusso di materiali in entrata, quantificando

i numeri di colli, l’entità delle ricezioni in termini di pezzi e le frequenze di arrivo dei

materiali per prevedere le loro allocazioni nelle aree del magazzino deputate. I dati

raccolti hanno permesso di capire quali fossero le dinamiche di approvvigionamento

attuali e quantificare i Lead Time interni per la sistemazione dei materiali. Questi

infatti prima di poter essere disponibili devono superare una fase di controllo

qualitativo e approvazione che non ne permette l’immediato inserimento nei kit e

che può incidere sull’evasione degli ordini, elaborati dalla produzione, da parte del

magazziniere addetto al trasporto interno delle merci.

- Seconda fase:

Studio delle attuali dislocazioni dei materiali all’interno delle aree di stoccaggio per

comprendere quali fossero i percorsi di approvvigionamento delle merci da parte

del magazziniere addetto alla preparazione dei kit. In questa fase si è potuto

constatare il sistema attuato in passato e quelli in via di sviluppo con le nuove

metodologie WCM. All’interno di questa realtà si sono potuti raccogliere i dati sulle

distanze e i tempi di creazione dei kit da portare alla prima fase di lavorazione nelle

aree produttive.

- Terza fase:

Studio delle aree produttive dello stabilimento. La prima analizzata è stata quella

dell’assemblaggio dove sono presenti diverse postazioni in base alle famiglie di

prodotti da montare. Ognuna di queste postazioni è stata studiata per capirne i

punti di consegna e prelievo dei materiali in modo da ottenere informazioni sulle

stazioni di fermata del routing interno delle merci. Ognuna di queste stazioni è stata

poi valutata in termini di produzione oraria dei prodotti montati, in modo da ottenere

dei dati temporali per le finestre di accesso da parte del magazziniere. Queste

finestre sono dettate, oltre che dalla capacità intrinseca della macchina, anche dagli

staccati di produzione elaborati dal programmatore in base agli ordini dei clienti.

Il relayout effettuato dal pilastro della Workplace Organization in questa area ha

portato a dover cambiare i punti di prelievo e consegna più volte prima di arrivare

ad una configurazione definitiva che fosse soddisfacente per lo studio.

- Quarta fase:

Studio delle aree di Lappatura/Lucidatura e di Collaudo. In queste due parti dello

stabilimento il lavoro di relayout, che il WO ha in progetto, non ha ancora prodotto

delle configurazioni definitive. Questa situazione risultava limitante per le operazioni

di analisi dei punti di carico e scarico delle macchine, quindi l’analisi è proceduta

solo in termini di raccolta dati sulle capacità delle varie macchine. Nella macro area

di lappatura si è valutato il funzionamento dei forni stabilizzatori con le loro capacità

8

sia in termini di spazio che di tempo; nello stesso settore, per le macchine lucidatrici

e lappatrici, si è proceduto a raccogliere i dati sulla capacità in termini di pezzi/ora

sempre per ottenere i valori delle finestre temporali di approvvigionamento e

scarico.

Il settore di produzione del collaudo ha visto un’analisi simile a quella del

precedente settore, al netto di un relayout teorico, effettuato nel periodo di tirocinio,

attraverso uno studio di distanze e tempi di approvvigionamento da parte del

magazziniere. Questo studio ha portato a disegnare un nuovo layout che sarà alla

base del lavoro di tesi indicando i punti di fermata del trenino per il trasporto delle

merci.

- Quinta fase:

L’ultima fase di svolgimento del tirocinio è servita per l’analisi di tutti gli spostamenti

effettuati dal magazziniere che si occupa di asservire le postazioni. Lo studio ha

avuto come scopo la raccolta dei dati numerici in termini di:

o Tempi di spostamento tra le varie postazioni

o Frequenze di prelievo e approvvigionamento

o Distanze percorse

o Tempi di attesa presso le varie postazioni

o Tempi di preparazione dei Kit per le diverse fasi produttive

o Capacità delle macchine e conseguenti finestre temporali di

approvvigionamento

o Spazi utilizzabili in magazzino per la creazione dei punti di prelievo

o Capacità fisiche dei punti di consegna per stabilire le quantità standard di

materiali da poter lasciare al momento dello scarico

o Analisi dei tempi di stabilizzazione nei forni per le finestre temporali di

scarico e carico secondo il codice prodotto

o Cicli e tempi per il lavaggio per le finestre temporali di prelievo e consegna

dei materiali

o Tempi per il controllo delle merci in accettazione da parte della Qualità per

calcolare i reali LT

o Calcolo dei consumi medi annuali e mensili per implementare il sistema

Kanban con i fornitori per il ricevimento delle merci già nelle cassette standard

per il trasporto in produzione

Al termine di questa quinta fase si è iniziato il processo di organizzazione dei dati ai

fini di studio per la tesi magistrale. Questa fase non si è conclusa durante il periodo

trascorso in azienda, ma prosegue nei mesi successivi per ottenere l’ottimizzazione

del trasporto interno delle merci.

9

2.5 ROUTING INTERNO DELLE MERCI

Il processo di approvvigionamento e movimentazione dei materiali all’interno di uno o più

stabilimenti, appartenenti alla stessa azienda, prende il nome di Routing Interno delle merci.

Questa attività, anche se caratterizzata come NVAA (attività a non valore aggiunto) permette

lo svolgimento delle produzioni di prodotti finiti.

Una corretta gestione ed ottimizzazione di questa parte dell’attività giornaliera di uno

stabilimento, comporta per l’azienda un risparmio notevole in termini di impiego delle risorse

presenti e si traduce quindi in un risparmio economico che può essere dedicato all’acquisto

e implementazione di nuove tecnologie.

Il caso aziendale esaminato durante il tirocinio si concentra su un unico stabilimento, MTU2,

e parte dalla valutazione della situazione attuale con una mappatura dei movimenti delle

merci. (Figura 1)

Figura 1 – Layout stabilimento MTU2

Nella Figura 1 sono individuabili sei diverse aree dello stabilimento afferenti alle diverse fasi

del processo di lavorazione e sono così divisibili:

1. Area di Immagazzinamento dei materiali grezzi

2. Area di Assemblaggio

3. Area di Lappatura/Lucidatura

4. Area di Lavaggio

5. Area di Collaudo

6. Area di Spedizioni

1

2

3

4 5

6

10

Il processo segue queste numerazioni anche per il trasporto delle merci che devono essere

quindi coordinate per passare da una fase alla successiva all’interno di determinate finestre

temporali dettate dalla disponibilità e capacità delle macchine. (Figura 2)

Il Routing delle merci viene effettuato attraverso un mezzo meccanizzato provvisto di un

numero variabile di carrelli secondo le quantità di merci trasportate, variabile questa che

sarà però definita in fase di ottimizzazione.

Figura 2 – Flusso dei materiali

Una volta definito il flusso e il mezzo di trasporto con i suoi vincoli di capacità, il

procedimento si è orientato nella scelta dell’algoritmo adatto a ottimizzare i dati raccolti nel

corso del tirocinio. A questo scopo è stato scelto un algoritmo genetico con Time Windows

che potesse adattare le sue scelte sulla base delle nuove finestre temporali che si aprono

ogni qualvolta il mezzo meccanico raggiunge un nodo e completa le fasi di carico e scarico.

L’elaborazione dei dati e le soluzioni raggiunte, saranno poi riportate nell’elaborato di tesi in

forma completa. In questa relazione vengono riportati alcuni stralci delle tabelle di dati

raccolti con i rilievi reali effettuati durante le operazioni quotidiane svolte presso lo

stabilimento. (Tabelle 1 – 2 – 3) (Figura 4)

1

2

3

4 5

6

11

Nodi

Indice Descrizione Tempo a cassetta [s] Tempo attrezzaggi [s]

O SMKT carico 7 0

D SMKT scarico 7 0

a Buratto 5 0

b 95B 4 7

c 95C 4 7

e 95N 4 7

f 95A 4 7

g Forni 10 0

h Lappatura 1 8 10

i Lappatura 2 8 10

j Lappatura 3 8 10

k Lavaggio 10 0

l Collaudo 1 7 0

m Collaudo 2 7 0

n Collaudo 3 7 0

p Collaudo 4 7 0

q Spedizioni 5 0

Tabella 1 – Nodi del reticolo

Archi

Indice Distanza [m] Indice Distanza [m]

O - a 6,4 f - a 31,2

a - b 16,8 f - h 16,8

b - c 4 O - g 26,4

c - e 4,8 g - h 5,6

e - f 6,4 g - k 9,6

f - g 22,4 k - l 14,4

g - a 22,4 l - m 4

a - D 10,4 m - n 4

O - h 42,4 n - p 4

h - i 6,4 p - q 11,2

i - j 6,4 q - D 16,8

j - a 13,6

Tabella 2 – Archi del reticolo

12

Archi 1 2 3 4 5 6 7

O - a 1 1 1 0 1 0 1

a - b 1 1 1 0 1 0 1

b - c 1 1 1 0 1 0 1

c - e 1 1 1 0 1 0 1

e - f 1 1 1 0 1 0 1

f - g 0 1 0 0 1 0 1

g - a 0 1 0 0 0 0 0

a - D 1 1 1 1 1 0 0

O - h 0 0 0 1 0 0 0

h - i 0 0 1 1 1 0 0

i - j 0 0 1 1 1 0 0

j - a 0 0 0 1 1 0 0

f - a 0 0 0 0 0 0 0

f - h 0 0 1 0 0 0 0

O - g 0 0 0 0 0 1 0

g - h 0 0 0 0 1 0 0

g - k 0 0 0 0 0 1 1

k - l 0 0 0 0 0 1 1

l - m 0 0 0 0 0 1 1

m - n 0 0 0 0 0 1 1

n - p 0 0 0 0 0 1 1

p - q 0 0 0 0 0 1 1

q - D 0 0 0 0 0 1 1

Tabella 3 – Matrice incidenza Archi/Percorsi

13

Figura 3 – Layout con i percorsi

14

Figura 4 – Percorsi delle diverse tipologie di materiali

15

Tabella 4 – Matrice Distanze tra i nodi

Tabella 5 – Matrice Tempi di percorrenza tra i nodi

16

3. CONCLUSIONI

Il periodo trascorso in azienda è risultato altamente formativo, sia in termini di approccio ad

una realtà aziendale di ampio respiro internazionale, sia in termini di esperienza diretta del

lavoro in un’azienda metalmeccanica. Il principale scopo del periodo semestrale di tirocinio

curriculare è stato quello di riuscire a portare nella realtà di un caso aziendale l’idea di

routing interno delle merci, attività che in moltissime altre fabbriche si trova già implementata

e portata a degli standard elevati di efficienza. Nel caso in esame, si aveva a disposizione

un’azienda competitiva a livello mondiale nel suo settore ma ancora abbastanza vergine

sotto il punto di vista del cambiamento tecnologico, tanto da poter risultare interessante a

livello macroscopico per dimostrare il valore di attività di miglioramento come quella oggetto

della tesi. Il progetto mira quindi a dimostrare come a posteriori del lavoro di ottimizzazione

sia possibile ottenere molteplici benefici:

- Miglioramento della qualità del lavoro per gli operai rendendo meno gravose in

termini fisici e psicologici le attività di produzione e organizzazione dei turni di lavoro.

- Miglioramento dei processi aziendali al fine di diminuire sostanzialmente il monte ore

dedicato ad attività non produttive (NVAA), eliminandole o trasferendole dai reparti

produttivi alla logistica.

- Aumentare il rendimento delle macchine a disposizione sfruttandone a pieno il

potenziale.

- Introdurre nuove metodologie e tecnologie per migliorare la competitività aziendale

anche attraverso una riduzione dei costi.

- Aumentare il livello di consapevolezza e partecipazione degli operatori coinvolti nel

processo per renderli parte attiva del cambiamento, permettendo loro di mettere a

disposizione dell’azienda le conoscenze, competenze ed esperienze maturate nel

corso della loro attività lavorativa.

Oltre a questi obiettivi, l’acquisizione e la padronanza di concetti di miglioramento aziendale

come quelli sviluppati all’interno del progetto WCM del gruppo FCA, hanno permesso di

acquisire nuove metodologie di indagine sui problemi e di risoluzione degli stessi.

I risultati che ci si aspetta di ottenere al termine dell’elaborazione della tesi sono quelli sopra

citati riportati in termini quantitativi, dimostrando le potenzialità dei cambiamenti

metodologici in atto in molte aziende nel mondo, attraverso l’utilizzo del software Matlab per

la risoluzione di un algoritmo genetico in grado di ottimizzare il processo analizzato in

azienda.