CAPITOLO ORGANIZZAZIONE DELLA PRODUZIONE. Sinossi Cenni di ricerca operativa

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1 CAPITOLO ORGANIZZAZIONE DELLA PRODUZIONE Sinossi opo aver portato a termine la fabbricazione dei D pezzi staccati ed il loro assemblaggio in sottoassiemi ed assiemi principali, è necessario considerare il passo conclusivo del processo di produzione, ovvero il montaggio finale e l approntamento del velivolo completo. Ciò comporta l integrazione di approcci tecnologici, logistici, economici e richiede l apporto di discipline diverse, anche non ingegneristiche, quali la organizzazione aziendale e la ricerca operativa, della quale vengono dati preliminarmente rapidi cenni. Questo capitolo tratta il vasto e complesso problema dell organizzazione produttiva in campo aeronautico, considerandone gli aspetti legati alla pianificazione di lungo periodo ed alla programmazione sul corto periodo, nonché alla determinazione del lay-out e del flusso produttivo. Vengono prese in esame anche le problematiche legate all analisi e al controllo dei costi, come pure al monitoraggio del processo, presentando le tecniche line of balance e earned value In oltre due secoli di storia della produzione industriale hanno potuto essere messi in luce i vantaggi, i difetti e le manchevolezze delle metodologie cosiddette classiche di organizzazione. Ciò ha stimolato la nascita di filosofie innovative, una delle quali è la lean production. In quanto particolarmente adatta all articolata realtà del settore aerospaziale, anch essa trova spazio nell ultimo parte del presente capitolo Cenni di ricerca operativa er una migliore comprensione delle metodologie Pillustrate in questo e nei seguenti capitoli, è opportuno sintetizzare qui di seguito alcuni concetti, nozioni e strumenti di base della ricerca operativa: struttura del processo la struttura di un processo incide sul lay-out dell impianto produttivo, sulle risorse, sulle tecnologie e sui metodi produttivi. In termini di struttura, un processo può essere di tipo job shop o flow shop. Nel primo caso il processo utilizza risorse di tipo general purpose ed è altamente flessibile; nel secondo caso esso usa risorse specializzate ed il lavoro richiede un organizzazione rigida. Il processo produttivo appartiene alla seconda categoria; analisi del processo una produzione è costituita da processi, progettati in maniera da generare valore aggiunto tramite la trasformazione degli input in output utili. Gli input possono essere materiali, lavoro, energia, capitali; gli output possono essere manufatti o servizi. L analisi di processo normalmente consiste nei seguenti passi: a) definizione dei vincoli di processo; b) costruzione del diagramma di flusso del processo; c) determinazione della capacitò di ciascun passo nel processo; d) identificazione dei colli di bottiglia ; e) quantificazione dell impatto dei colli di bottiglia ; e) utilizzazione dell analisi di processo per prendere decisioni operative e migliorare il processo stesso; G. Sala, L. Di Landro, A. Airoldi, P. Bettini 1 Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

2 programmazione lineare la programmazione lineare è lo strumento matematico utilizzato per risolvere i problemi complessi di gestione delle operazioni modellabili tramite funzioni lineari. Un modello consiste in una funzione obiettivo del tipo. possono anche esistere diverse fasi attive in contemporanea. Nei progetti di grandi dimensioni, le fasi possono venir suddivise in sotto-fasi. Z = a 1 X 1 + a 2 X a n X n e da vincoli espressi come: b 11 X 1 + b 12 X b 1n X n < c 1. b m1 X 1 + b m2 X b mn X n < c m dove Z è la funzione obiettivo da ottimizzare, Xi sono la variabili il cui valore va ottimizzato, a i, b ij, c i sono costanti che dipendono dal problema specifico; work breakdown un progetto complesso viene gestito innanzitutto suddividendolo in componenti elementari organizzati in forma gerarchica (Work Breakdown Structure - WBS). Essa definisce le operazioni che possono essere completate indipendentemente dalle altre, facilita l allocazione delle risorse, l assegnazione delle responsabilità, la misura ed il controllo del progetto. Usualmente, la WBS viene rappresentata da un diagramma a blocchi del tipo mostrato in Figura 56.1: Figura 56.2 Diagramma di Gantt a barre orizzontali. Il diagramma di Gantt può anche essere arricchito graficamente allo scopo di comunicare più informazioni; per esempio: la situazione presente viene indicata con un marker verticale; la progressione di una fase è evidenziata dalla ombreggiatura della corrispondente barra; le dipendenze tra fasi vengono indicate da connessioni (con opportuno codice colore); su ciascuna barra vengono specificate le risorse allocate (per esempio in mesi/uomo); possono essere evidenziate le deadline (scadenze) e le milestones (punti fermi); CPM Critical Path Method - il metodo del percorso critico è una tecnica di gestione dei progetti sviluppato nel 1957 dalla DuPont, che consente di: a) visualizzare graficamente la struttura del progetto; b) prevedere i tempi di completamento del progetto; c) mettere in evidenza le attività critiche per rispettare le previsioni temporali. Il CPM rappresenta le attività e gli eventi di un progetto come un network. Le attività sono rappresentate da nodi, gli eventi da linee tra i nodi, come mostrato in Figura Figura 56.1 Diagramma di WBS. diagramma di Gantt originariamente ideato da Henry Gantt per gestire la produzione navale, l omonimo diagramma mostra la progressione temporale di un progetto tramite una diagramma a barre orizzontali del tipo mostrato in Figura L asse orizzontale rappresenta la scala dei tempi (in tempo assoluto o relativo a partire dall inizio del progetto). La risoluzione temporale dipende dalla natura del progetto (settimane, mesi, anni). Nella figura, ogni fase inizia al completamento della fase precedente; in generale le barre possono però sovrapporsi quando l inizio di una fase può avvenire prima del completamento della fase precedente: Figura 56.3 Diagramma CPM. I passi principali nella pianificazione tramite CPM sono: specificazione delle attività G. Sala, L. Di Landro, A. Airoldi, P. Bettini 2 Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

3 determinazione della sequenza di attività disegnazione del network stima del tempo di completamento di ogni singola attività in forma deterministica identificazione del percorso critico (percorso più lungo che attraversa il network) aggiornamento del network in conseguenza dell evoluzione del progetto. Il CPM è un metodo deterministico, adatto soprattutto alla pianificazione di progetti con limitata incertezza sui tempi di completamento: in caso contrario, è da preferirsi il metodo PERT; PERT Program Evaluation and Review Technique il PERT è un metodo sviluppato nel 1950 dalla U.S.Navy per la gestione del progetto Polaris. Esso consente di gestire modelli a network caratterizzati da tempi di completamento delle fasi non determinati. In un progetto, un attività rappresenta una fase che deve essere portata a termine: il suo completamento coincide con una milestone. Prima che un attività possa iniziare, tutte le precedenti devono essere state completate. In un diagramma PERT le attività sono rappresentate sulle linee, le milestones sui nodi, come rappresentato in Figura 56.4 identificazione del percorso critico (percorso più lungo che attraversa il network), tenendo conto che per ogni attività esistono il tempo di inizio più anticipato e più ritardato, il tempo di fine più anticipato e più ritardato possibili. aggiornamento del network in conseguenza dell evoluzione del progetto. trade-off tempi e costi esiste una correlazione tra il tempo di completamento di un progetto ed il suo costo. Esistono due tipi di costi: quelli diretti, associati alle attività del progetto (salari, materiale, attrezzature) e quelli indiretti, non direttamente connessi con il progetto (affitti, amministrazione, tasse). Il costo totale del progetto è la somma dei costi diretti ed indiretti. Conoscendo la correlazione tra costi e tempi è possibile determinare la durata ottima per completare il progetto Figura 56.5) e prevedere l impatto di una modifica nella pianificazione sul costo totale del progetto. Figura 56.5 Diagramma trade off tempi costi. Figura 56.4 Diagramma di Pert. Generalmente le milestones sono numerate, cosicché il nodo terminale di un attività ha un numero più alto di quello iniziale (accorgimento: l incremento dei numeri con passo 10 consente di aggiungerne di nuovi senza dover modificare la numerazione di tutto il diagramma). Le attività sono indicate da lettere, cui viene aggiunto il tempo previsto di completamento dell attività stessa. I passi principali nella pianificazione tramite PERT sono: identificazione delle attività e milestones determinazione della sequenza delle attività disegnazione del network stima del tempo di completamento di ogni singola attività in forma probabilistica (tempo ottimistico, probabile, pessimistico) BEP break-even-point per confrontare la convenienza economica di diverse tecnologie produttive rispetto alla numerosità della serie prodotta è opportuno considerare un diagramma come quello riportato in Figura 56.6, ove il costo totale C t per unità di prodotto è dato dalla somma dei costi indipendenti dalla numerosità n della serie, (quali costi per impianti non dedicati, affitti, costi amministrativi, etc.) + costi direttamente proporzionali alla produzione (quali costi per attrezzature dedicate, materiale di consumo, manodopera diretta, etc.). A due diversi processi produttivi corrispondono due rette a,b (o più in generale due curve). Il punto di intersezione di tali curve costituisce il punto di pareggio o break-even-point, che individua la numerosità n*: per valori n < n* è economicamente più conveniente il processo corrispondente alla retta a (in quanto il costo totale per unità di prodotto è minore); al contrario per numerosità n > n* è preferibile quello corrispondente alla retta b. G. Sala, L. Di Landro, A. Airoldi, P. Bettini 3 Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

4 Figura 56.6 BEP Break-Even-Point Pianificazione della produzione intervallo di produzione: durata, misurata in ore a pianificazione della produzione è volta a lavorabili, che separa la consegna di due esemplari L determinare, partendo dai dati disaggregati relativi consecutivi. ai processi produttivi elementari, le quantità globali fondamentali, quali: tempo unitario: somma delle ore lavorabili necessarie a produrre uno specifico esemplare; tempo medio: valore medio calcolato sui tempi unitari di tutti i velivoli prodotti; tempo totale: somma dei tempi unitari relativi a tutti i velivoli prodotti; avviamento (démarrage nelle figure seguenti): fase produttiva in cui il tempo unitario non è costante; regime permanente: fase produttiva in cui il tempo unitario non è costante (si riduce) da esemplare a esemplare; tempo di regime: tempo di produzione, in ore lavorabili, del primo esemplare in regime permanente; cadenza di regime: numero di esemplari prodotti a regime nell unità di tempo ciclo totale di fabbricazione: intervallo di tempo tra l inizio della fabbricazione dei pezzi staccati e la consegna del esemplare; La Figura 56.7 illustra le fasi iniziali della pianificazione: la tabella riporta sulle righe il riferimento agli assemblaggi principali e sulle colonne le successive fasi del processo produttivo. Ciascun elemento della tabella indica il numero di ore, mesi e operai necessari a portare a termine una fase produttiva relativa ad uno specifico assemblaggio,oltre ai totali per righe e per colonne. Queste informazioni possono essere poi calendarizzate per mezzo del diagramma di Gantt (secondo la legenda indicata). Infine, il numero di operai occupati rispetto al tempo calendariale può essere sintetizzato nella curva di occupazione degli effettivi durante il ciclo. Il numero di ore necessarie per portare a termine le varie fasi va però diminuendo, grazie alla curva di apprendimento delle maestranze, all affinamento delle metodologie ed all ottimizzazione delle attrezzature, così da portare alla riduzione dei tempi, dei cicli e del numero di addetti (Figura 56.7,Figura 56.8 e Figura 56.9). Tutte queste curve hanno un andamento logaritmico in base 2 (curve di Write-Crawford), dipendente però dal tipo di velivolo (Figura 56.10): per velivoli di costruzione tradizionale, che lasciano poco spazio all ulteriore apprendimento (cfr. Vampire), la riduzione dei tempi è minore, ma il regime permanente è raggiunto più velocemente, mentre per velivoli più innovativi (cfr. G. Sala, L. Di Landro, A. Airoldi, P. Bettini 4 Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

5 Mistral) si ha una rilevante riduzione dei tempi, ma la condizione asintotica è raggiunta in tempi più lunghi. Figura 56.7 Esempio 1: curva di apprendimento. Questa fase di avviamento della produzione è sintetizzata nella Figura 56.11; gli assi riportano il tempo calendariale ed il numero di velivoli (crescente verso il basso): le due curve rappresentano l inizio della produzione dei pezzi staccati e la consegna dei primi esemplari della serie. Il regime permanente è invece rappresentato nella Figura 56.12: il sistema di riferimento è il medesimo ed a ciascuna retta appartenente al fascio corrisponde una fase produttiva. Ad ogni fase, per ogni esemplare, corrisponde un valore sulla scala dei tempi. In conseguenza della riduzione di tempi e cicli, la cadenza produttiva ha un andamento non lineare rispetto al tempo (Figura 56.13): in particolare subisce un accelerazione durante la fase di avviamento e si stabilizza a regime. Infine è possibile sintetizzare tutte queste informazioni (fase di avviamento, regime permanente, curva degli operai occupati) in una curva detta tracciato del piano di fabbricazione (Figura 56.14). Figura 56.8 Esempio 2: curva di apprendimento. Figura Fase di avviamento della produzione. Figura 56.9 Esempio 3: curva di apprendimento. Figura Regime permanente della produzione. Figura Curve di apprendimento per velivoli di costruzione tradizionale (Vampire) e innovativa (Mistral). G. Sala, L. Di Landro, A. Airoldi, P. Bettini 5 Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

6 Figura Cadenza produttiva. Figura Tracciato del piano di fabbricazione Programmazione della produzione Ingegneria Industriale e Fabbricazione è il settore aziendale che ha la responsabilità della produzione L dei velivoli. Essa è preposta al coordinamento ed all integrazione delle attività di: ingegnerizzazione G. Sala, L. Di Landro, A. Airoldi, P. Bettini 6 Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

7 pianificazione della produzione coordinamento delle lavorazioni interne ed esterne fabbricazione ed allestimenti dei velivoli Ad essa fanno capo le funzioni: Tempi e Metodi Oltre che gestire preventivi e costi e partecipare allo sviluppo del prototipo in concurrently engineering alla Progettazione, la funzione Tempi e Metodi definisce il Make or Buy e prepara tutti i cicli di lavorazione di parti ed assiemi. La definizione e l emissione dei cicli di lavoro viene effettuata attraverso l analisi dei modelli 3D, dei disegni 2D, e delle part list che vengono rese disponibili dalla progettazione con il CID (comunicazione inoltro disegno). Il modello 3D è la rappresentazione del solido nello spazio; il disegno 2D da visibilità del pezzo con apposte tutte le quote dimensionali che sono ritenute necessarie. Le part list danno indicazioni sui materiali, sui trattamenti termici, sui processi speciali, sui componenti di assiemi. Progettazione Attrezzature Il compito di questa funzione è quello di progettare le attrezzature necessarie per la realizzazione del velivolo. Le attrezzature principali sono identificabili nei seguenti tipi: scali di messa assieme: sono attrezzature necessarie per l assemblaggio di particolari su assiemi e sottogruppi. Su questi scali vengono montati i singoli componenti, generalmente riportanti i soli fori pilota; le parti vengono chiodate previa foratura in accoppiamento ed imbastitura di bloccaggio. Nella foto sottostante si distingue lo scalo di messa assieme dell ala. attrezzi di foratura/alesatura: sono attrezzi necessari a garantire la corretta esecuzione delle forature su particolari o assiemi. attrezzi di incollaggio: servono per polimerizzare le parti in composito (nido d ape e carbonio) come ad esempio rivestimenti fusoliera e portelli ed a posizionare ed incollare assiemi strutturali metallici (nido d ape e lamiera d alluminio) come ad esempio piani di coda. Programmazione e Coordinamento della Produzione Il compito di questa funzione è quello di programmare, avviare e coordinare la produzione; tale compito viene svolto tramite le seguenti attività: lancio dei CAM / OdL (Ordini di Lavoro) dopo aver ricevuto dall ufficio Tempi e Metodi le liste dei cicli lanciabili, riportanti ente esecutore, operazioni e materiali. emissione RdA (Richiesta di Acquisto): le RdA vengono emesse per tutte quelle parti che devono essere realizzate all esterno ditta, in conto pieno (materiale acquistato dal fornitore) o in conto lavoro (materiale fornito dal committente). invio dati tecnici al fornitore: l invio dei dati tecnici al fornitore viene effettuato attraverso una shipping list che riassume i modelli e tutti i disegni necessari alla realizzazione delle parti da parte del fornitore stesso. Congiuntamente a modelli e disegni vengono inviate anche copie cartacee delle part list e delle schede pezzo (riserve di lavorazione) gestione non conformità produttive e modifiche: le non conformità produttive vengono valutate dall ufficio Programmazione e Coordinamento della Produzione e successivamente portate all attenzione della progettazione per la loro risoluzione (accettazione/riparazioni/scarto). Le modifiche tecniche prevedono una fase di indagine sulla produzione in atto, con eventuali azioni sospensive e un successivo intervento di rilavorazione e di ricostruzione per portare la parte al livello di modifica richiesto. Fabbricazione Questa funzione ha il compito di realizzare la struttura primaria e di procedere all allestimento finale dei prototipi. Oltre a ciò, la funzione Fabbricazione contribuisce anche alla realizzazione di parti elementari sia di lamiera che macchinate, e delle relative attrezzature. Nell espletamento delle attività costruttive sopra citate vengono utilizzate tutte le attrezzature descritte precedentemente (scali, ecc.) L Ingegneria Industriale e Fabbricazione è anche responsabile per: Integrazione della fase Make or Buy - Per Make or Buy s intendono tutte quelle attività volte a decidere se un pezzo dovrà essere prodotto in ditta o commissionato, totalmente o solo relativamente ad alcune lavorazioni, ad un fornitore esterno. Tale decisione viene presa dalle funzioni Tempi e Metodi e Fabbricazione con l obiettivo di saturare la produzione interna senza interferire con la produzione già in essere. Lancio Ordini di Lavoro (OdL) - L ordine di lavoro ha funzione amministrativa di preventivazione e G. Sala, L. Di Landro, A. Airoldi, P. Bettini 7 Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

8 consuntivazione, oltre che di individuazione specifica di un lotto di un dato particolare. Esso deve specificare: commessa: è il codice di accounting dei costi (ore + materiali) di un determinato segmento di velivolo, di un determinato sistema o di un determinato attrezzo. quantità : indica la quantità di particolari da realizzare data previsione chiusura: è la data presunta entro la quale si prevede di chiudere l OdL P/N origine: è l identificativo del particolare da realizzare. descrizione OdL: è il dettaglio dell attività richiesta Emissione Richieste di Acquisto (RdA) - Ogni qualvolta si decide di costruire un particolare od un attrezzo all esterno, deve essere emessa una Richiesta d Acquisto. Tale documento viene poi inviato all Ufficio Acquisti ed ha la funzione di attivare la procedura di acquisto del particolare. Essa deve specificare: il centro di costo compare in automatico il part number del particolare oggetto della richiesta d acquisto la descrizione del particolare in automatico la quantità di particolari da far produrre il numero di ciclo della parte, nel caso di una RdA in conto lavoro il lotto riportato sul CAM, nel caso di una RdA in conto lavoro la prima e l ultima operazione eseguita da un fornitore esterno, per una RdA in conto lavoro data prevista per la consegna l identificativo del reparto o del magazzino di destinazione del pezzo o dell attrezzo finito la commessa di accounting definita per la parte l ordine di lavoro blocco di appartenenza del P/N e nome del fornitore che effettuerà le lavorazioni Coordinamento della produzione presso fornitori esterni - La funzione Tempi e Metodi e l Ufficio Acquisti decidono tra i fornitori certificati dall azienda quale è adatto per lo svolgimento di lavorazioni e/o processi speciali. Successivamente alla scelta del fornitore a cui vengono commissionate le lavorazioni di un dato particolare e alla firma dell ordine da parte dell Ufficio Acquisti, si provvede all invio della documentazione necessaria all avvio della produzione. Tale documentazione, detta shipping list, è composta da: modelli matematici, 2D e 3D: trattasi di modelli bidimensionali e tridimensionali realizzati attraverso il software CATIA necessari al fornitore per ricavare tutte le informazioni dimensionali e per preparare i programmi di lavorazione per macchine CNC. DCN: document change notice; è il documento ufficiale che riassume tutti i modelli e tutti i disegni necessari alla realizzazione del part number. Riporta inoltre le modifiche a cui sono stati sottoposti detti documenti part-list: riassume le principali caratteristiche del particolare, quali materiale, trattamento termico, trattamento galvanico, verniciatura, ed ha come funzione quella di chiarimento, ed integrazione dei disegni. Solitamente la part list è allegato al DCN. scheda contenente le riserve di lavorazione specifiche tecniche di fornitura: sono le norme tecniche a cui il fornitore deve attenersi affinché il particolare risulti conforme alla richiesta Tutti i fornitori devono essere qualificati. La qualifica viene rilasciata dalla ditta committente a fronte di verifiche (audit). Questo non esclude comunque un attività di controllo svolta attraverso un contatto continuo con il fornitore durante il periodo di lavorazione. Al completamento delle lavorazioni, il fornitore invia il particolare accompagnato da una documentazione che garantisce la conformità del pezzo, comprendente: certificati di conformità:sono certificati con cui il fornitore dichiara che il particolare consegnato è conforme ai disegni ed ai modelli che gli sono stati forniti. Nel caso di conto pieno, dove il fornitore è responsabile del materiale, deve essere allegato anche il certificato di conformità dello stesso. CAM: è predisposto dal committente in caso di conto lavoro e dal fornitore nel conto pieno. Esso reca le indicazioni su operazioni di lavorazione e di controllo che devono essere eseguite. La loro reale esecuzione è comprovata dalle firme del personale che le hanno effettuate. report di collaudo dimensionale: esso riporta i disegni dei modelli con evidenziati i punti di rilevamento utilizzati. Tali rilievi sono effettuati a controllo numerico. scheda rilievi: vi sono riportati i risultati delle misure manualmente o con macchina di misura sui pezzi, con la comparazione alle quote riportate sui disegni 2D. Gestione delle modifiche - Per modifica si intende la variazione definitiva di configurazione di un particolare. G. Sala, L. Di Landro, A. Airoldi, P. Bettini 8 Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

9 Tale variazione è gestita dalla funzione Progettazione in collaborazione con quelle di Tempi e Metodi e Programmazione e Coordinamento della Produzione. Quando viene deliberata una modifica, viene aggiornato il relativo disegno. Se la modifica è di lieve entità, viene solo incremento di contatore CNT (che serve per individuare la versione del DWG), nel caso si tratta di una modifica rilevante, può variare anche il Part Number. La modifica viene notificata al fornitore che constata insieme alla funzione Programmazione e Coordinamento della Produzione lo stato di avanzamento delle lavorazioni; se queste sono al punto tale da non poter introdurre la modifica, si deciderà se scartare il pezzo, se accettarne la configurazione antecedente alla modifica limitatamente al pezzo in esame, o se rilavorarlo. Tutto ciò viene gestito tramite Richiesta di Concessione. Gestione delle non conformità produttive - Se la non conformità riguarda un particolare non ancora fabbricato, ma in fase di lancio della produzione prototipica per il quale viene rilevata l opportunità, la convenienza o la necessità di deviare, per un numero definito e limitato a quel lancio di parti, dai requisiti della documentazione, si emette una Richiesta di Deroga, RD, che verrà valutata dalla Commissione Riesame Materiali (ente composto da un rappresentante della Progettazione, un rappresentante della Produzione e un rappresentante del Controllo Qualità), la quale ne decide o meno l approvazione. Qualora la non conformità riguardi un particolare, sia esso finito o in fase di lavorazione, viene classificata come: critica : se comporta una diminuzione di almeno una delle seguenti caratteristiche: resistenza, prestazione, vita, intercambiabilità, affidabilità, manutenibilità ed aspetto esteriore. Tale non conformità è registrata e rintracciabile sulla documentazione destinata al Cliente. maggiore : se comporta una o più diminuzioni delle caratteristiche di cui alla classe critica, ma dopo riparazioni la non conformità risulta tale da non imporre limitazioni che possono influenzare la aeronavigabilità del prodotto. Per queste non conformità è prescritta la registrazione e la rintracciabilità sulla documentazione interna e, solo per parti di ricambio su quella destinata al Cliente. minore: se non implica diminuzioni delle caratteristiche di cui alla classe critica ed è utilizzabile così com è o a seguito di una riparazione standard. Per tale non conformità non è prescritta la registrazione e la rintracciabilità sul prodotto finale. Qualora si rilevi una non conformità, la prima operazione da compiere è l emissione di una Osservazione di Collaudo tramite la quale si decide se il particolare in esame è da considerarsi scarto recuperabile, oppure scarto definitivo. Nel caso lo scarto sia recuperabile, e riconducibile a disegno, si procede alla rilavorazione; nel caso sia recuperabile ma non riconducibile a disegno, si emette una Richiesta di Concessione RC indirizzata alla Commissione Riesame Materiali. Questo ente provvede a classificare valutare e deliberare l RC disponendo che il materiale sia accettato cosi com è, accettato previa riparazione, o scartato definitivamente. Nel momento in cui si apre la procedura di richiesta di concessione, il pezzo viene marchiato con apposito timbro, in modo da evidenziarne la non utilizzabilità, in quanto in fase di verifica o di rilavorazione. Dopo aver terminato e verificato l eventuale rilavorazione, il controllore appone il timbro di chiusura dell accettazione finale della parte così come previsto dal documento rispettando i requisiti di tracciabilità della stessa. Tale evidenza sarà visibile sia sui documenti di produzione che di qualità e sulla parte stessa che torna ad essere utilizzabile. Gestione magazzini - Normalmente vengono allestiti almeno due magazzini per lo stoccaggio dei componenti: adibito alla presa in carico di particolari acquistati in conto pieno (normaleria, parti finite) in cui vengono immagazzinate parti di costruzione interna o provenienti da conto lavoro Tutti i particolari, dalla bulloneria ai componenti strutturali maggiori, sono catalogati e numerati in apposite caselle o spazi in modo da consentire la migliore ispezionabilità e reperibilità immediata. Le operazioni effettuate sui magazzini sono quelle di carico e scarico. carico: per effettuare questa operazione si procede conferendo il particolare od il sottoassieme al magazzino, accompagnato dal relativo CAM, se il particolare è stato prodotto in ditta, o dalla BAM/CAMR se il particolare proviene da un fornitore esterno. Il particolare viene allocato in una casella del magazzino ed i relativi documenti vengono raccolti in uno schedario, in modo da garantirne facile reperibilità ed ispezionabilità ai fini della tracciabilità. scarico: quest operazione viene eseguita ogni qualvolta il particolare viene prelevato dal magazzino o per subire ulteriori lavorazioni, o per essere montato su un assieme Il lay-out produttivo Con il termine lay-out di intende la disposizione planimetrica dei reparti produttivi e dei servizi ausiliari, all'interno dello stabilimento e l ubicazione delle macchine e dei centri di lavoro all'interno dei singoli reparti. Gli obiettivi principali di un buon lay-out sono: G. Sala, L. Di Landro, A. Airoldi, P. Bettini 9 Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

10 semplificare, nel suo insieme il processo produttivo; ridurre al minimo il costo del trasporto dei materiali; ridurre al minimo le scorte di produzione e, in genere, i materiali immagazzinati; utilizzare lo spazio disponibile nel modo più efficace; offrire ai dipendenti un ambiente di lavoro soddisfacente, contribuendo alla serenità e alla sicurezza; evitare investimenti di capitale non necessari; stimolare un efficace utilizzazione della mano d opera. La fase di scelta della disposizione planimetrica dei reparti produttivi e dei servizi ausiliari, all interno del suolo su cui si intende realizzare lo stabilimento nonché la fase di scelta dell ubicazione delle macchine e dei centri di lavoro all interno dei singoli reparti, viene comunemente denominata scelta del lay-out degli impianti. Essa si articola quindi su due livelli: un macro lay-out, inteso ad analizzare la disposizione reciproca dei reparti ed un micro lay-out inteso ad esaminare in dettaglio la posizione più conveniente per ogni macchina. La disposizione planimetrica di uno stabilimento industriale può essere organizzata in base a quattro criteri diversi che danno luogo a quattro tipi di lay-out differenti: lay-out per processo - tutte le macchine che svolgono operazioni simili sono raggruppate nello stesso reparto o centro di lavoro. Il vantaggio di tale Layout é la grande flessibilità operativa; per contro lo svantaggio è costituito dal fatto che i prodotti in lavorazione devono essere spostati da un reparto all'altro sulla base delle indicazioni fornite dal ciclo di lavoro. Un organizzazione del lay-out per processo risulta conveniente nel caso di processo di fabbricazione di tipo job shop in cui ciascun prodotto viene fabbricato in quantità limitate ed in base ad un ciclo di lavoro di volta in volta diverso. lay-out per prodotto (denominato anche lay-out a flusso) - i macchinari vengono disposti nella sequenza con cui essi sono chiamati in causa dal ciclo di lavoro di uno specifico prodotto. Il flusso del prodotto in corso di lavorazione, che nel caso di Layout per processo ha un andamento irregolare, procede nel caso di lay-out per prodotto secondo un andamento assolutamente rettilineo. Il lay-out per prodotto prevede l'installazione di linee di fabbricazione e/o di assemblaggio con l eventuale duplicazione di macchine. Tale tipo di lay-out risulta quindi scarsamente molto più efficiente di quello per processo. lay-out a postazione fissa - il prodotto, a causa delle sue dimensioni e del suo peso, rimane fisso in una postazione ed i macchinari e le attrezzature di volta in volta necessarie vengono trasferite sul posto di lavoro. La costruzione di aerei o di navi richiede evidentemente un Layout organizzato con il criterio della postazione di lavoro fissa. Una particolare variante del lay-out a postazione fissa é quella del lay-out per progetto. Tale criterio di organizzazione viene impiegato per la realizzazione di grandi opere civili o industriali (fabbricati, ponti, dighe, condomini, centrali elettriche, ecc.). lay-out per tecnologia di gruppo - un insieme di macchine operatrici differenti vengono riunite in centri di lavoro atti a lavorare famiglie di prodotti che richiedono cicli di lavoro simili. Il lay-out per tecnologia di gruppo è, sotto taluni aspetti, simile al lay-out per processo; la differenza sostanziale consiste nel fatto che ciascuna stazione di lavoro non svolge un'unica operazione bensì un insieme completo ed integrato di operazioni. Per altri aspetti il layout in questione è simile al lay-out per prodotto; infatti ciascun centro di lavoro ha le caratteristiche di una piccola linea. Per la produzione aeronautica normalmente si sceglie il lay-out per prodotto, che permette una grande efficienza e un basso livello di giacenze; dato l elevato costo del prodotto è infatti importante cercare di limitare al massimo il work in progress per non avere elevate immobilizzazioni di capitali. La disposizione è particolarmente indicata per grandi volumi produttivi e in caso di prodotto non standardizzato. Questa situazione rispecchia fedelmente la realtà produttiva aeronautica ed elicotteristica. I vantaggi che si possono trarre da questo tipo di lay-out sono: miglior controllo dei processi complessi e molto precisi. possibilità di applicare incentivazione ai lavoratori. flessibilità nell allocazione di macchinari e manodopera. miglior utilizzo dei materiali. maggior aggregazione di attività lavorative al singolo e minor monotonia. Gli svantaggi che si possono evidenziare sono: lunghe file con conseguenti maggiori costi di movimentazione maggior numero di semilavorati e conseguente maggior utilizzo di capitali e spazi. sistemi di controllo e programmazione più complicati. tempo totale di produzione più lungo a causa delle attese e delle movimentazioni. G. Sala, L. Di Landro, A. Airoldi, P. Bettini 10 Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

11 necessità di maestranze qualificate. A titolo esemplificativo, il lay-out per la produzione di un elicottero può essere organizzato secondo due linee, ciascuna composta da tre celle principali e sette stazioni con la seguente suddivisione (Figura 56.15): prima cella costituita dalle prime 3 stazioni più una di buffer seconda cella costituita dalle stazioni 3 e 4 più una di buffer terza cella costituita dalle stazioni 5 e 6, una di retrofit e una di buffer Nelle aree polmone (buffer) sostano le fusoliere in attesa di entrare nelle stazioni successive. Le stazioni polmone sono finalizzate alla gestione di eventuali ritardi o anticipi di montaggio in modo da assorbire le piccole fermate delle varie stazioni e garantire così la continuità del flusso produttivo. Tutte le operazioni di modifica, le operazioni concernenti le personalizzazioni che arrivano in ritardo rispetto alla possibilità d inserimento in lavorazione e le operazioni di rilavorazione in seguito al non superamento del test dell acqua, sono effettuate in un area di retrofit al di fuori della cadenza prestabilita, in questo modo da evitare interruzioni nella produzione. Sono presenti inoltre due aree di build-up (allestimento) divise in raggruppamenti tecnologici per ottimizzare la saturazione delle risorse: area di build-up preparazione coda area di build-up preparazione rotore principale, rotore di coda e motori In queste aree sono effettuati fuori linea i pre-allestimenti elettrici e meccanici. Figura Layout per la produzione di un elicottero. G. Sala, L. Di Landro, A. Airoldi, P. Bettini 11 Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

12 All arrivo della fusoliera completa di porte, struttura posteriore, canopy (cabina di pilotaggio) e upper deck (pavimento superiore) si effettuano tutti i controlli di qualità sulla struttura e si compiono tutte le procedure di accettazione e di verifica per eventuali riserve di lavorazione che dovranno essere completate in seguito; dopodiché la macchina è lanciata nella linea di montaggio. La cabina è sistemata tramite il carro ponte su di un apposito carrello di supporto/movimentazione, ed è quindi pronta per cominciare il ciclo di montaggio delle varie parti e/o sistemi. Nella stazione zero dapprima si smontano le varie parti amovibili della struttura come le porte laterali e le porte pilota, il radome naso, l upper deck, pannelli di rivestimento etc.; tutte queste parti vengono sistemate, in attesa della loro reinstallazione a operazioni terminate, nel magazzino parti oppure nei box a bordo macchina (quando lo spazio è disponibile). Si procede quindi con il completamento e/o l installazione strutturale delle parti mancanti dove richiesto. Sono eseguite le varie predisposizioni strutturali sia basiche sia dei kit di personalizzazione. In seguito, terminate tutte le operazioni previste, la macchina è portata nella prima stazione, dove s installano i sistemi idraulici all interno della cabina, l impianto elettrico (con i percorsi dei cablaggi elettrici principali basici e dei primi kit), i serbatoi del combustibile, i condotti e i cablaggi nella struttura posteriore, i drenaggi, i tubi di pitot e i kit richiesti. Nella stazione seguente s installano l impianto idraulico, l upper deck, i rimanenti kit e le restanti diramazioni dell impianto elettrico e la consolle degli strumenti posizionata tra i due piloti (pedestal). Finita l installazione dell impianto idraulico, sono montati i carrelli di atterraggio con l ausilio di martinetti idraulici per il sollevamento. S installano anche tutti i relativi cablaggi coassiali necessari. Nella terza stazione s installano l impianto di ventilazione e condizionamento, i comandi di volo, alcuni apparati elettroavionici, e s installano i kit (apparati) e i relativi completamenti elettrici. Inoltre si lavora nelle baie avioniche e sulla strumentazione del pannello strumenti (PNL.) Nella quarta stazione s installano la trasmissione, i rimanenti apparati elettroavionici e i kit. Si procede quindi all applicazione della coda (con i relativi alberi di trasmissione e scatole ingranaggio) sulla struttura posteriore, s installano i motori, si completa l impianto combustibile e s installano le batterie. Gli alberi di trasmissione nella coda non si possono montare prima dell assemblaggio della coda alla fusoliera perché devono essere allineati quando la coda è già montata (essendo organi rotanti ad alta velocità devono essere perfettamente allineati). Sono perciò fornite di carrelli per l allestimento/trasporto e da braghe di sollevamento per i motori, la trasmissione e la trave di coda. C è inoltre a disposizione un set di attrezzature per la verifica e l allineamento motore/trasmissione e per la regolazione dei comandi. Dalla quinta stazione iniziano le prove ATP (Acceptance Test Procedure) che sono concluse nella sesta e ultima stazione dove si fanno le verifiche della prova di tenuta all acqua e si completano i montaggi. In queste stazioni, prima di eseguire le ATP, s installano i software di strumentazione, la batteria. Una zona dell area è perciò riservata alla sosta dei carrelli (banchi di prova) per la tenuta degli impianti idraulici ed elettrici. Tutte le stazioni sono dotate delle scale per permettere l ingresso all interno dell elicottero e delle piattaforme di lavoro a destra e a sinistra per le lavorazioni al livello upper deck (Figura 56.16). Tale configurazione permette la diminuzione del tempo di esecuzione delle operazioni e il rispetto delle norme ergonomiche perché garantisce una migliore accessibilità generale, un minore impegno di spazio e facilita la movimentazione dell elicottero. Figura Piattaforme per lavorazioni al livello upper deck Il flusso produttivo er programmazione della produzione si intende Pl insieme di attività che permettono, a fronte di ordini e/o previsioni di vendita di prodotti finiti: la generazione degli ordini di produzione; l assegnazione degli ordini di produzione alle differenti unità produttive; la pianificazione dei fabbisogni dei materiali; la sequenza di operazioni nelle singole stazioni. Il problema generale della programmazione della produzione è in genere suddiviso in sottoproblemi meno complessi con funzioni obiettivo diverse; si distinguono le seguenti fasi: Pianificazione sul lungo periodo: formulazione di un budget di produzione per ogni unità produttiva (stabilimento/linea). G. Sala, L. Di Landro, A. Airoldi, P. Bettini 12 Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

13 Programmazione di medio periodo: il cui obiettivo è la formulazione di un piano principale di produzione in termini di cosa produrre in ogni periodo dell orizzonte considerato. Programmazione di breve periodo della produzione (o programmazione operativa), il cui obiettivo è l allocazione delle risorse e la sequenza ottimale delle operazioni. Controllo della produzione, il cui compito è controllare l esecuzione del piano operativo e riportare al sistema di programmazione lo stato di avanzamento della produzione. La pianificazione del fabbisogno di componenti e materiali è necessaria ai fini della programmazione di breve periodo della produzione. Viene normalmente seguito un approccio di programmazione a ritroso l avvio di un attività di assemblaggio in una generica stazione presuppone la disponibilità dei materiali e della relativa documentazione tecnica, la cui predisposizione deve essere stata programmata tenendo conto dei lead time di approvvigionamento e trasporto, con attenzione ai componenti critici. Il sistema di rilevamento diretto della manodopera delega agli operatori diretti l attività di dichiarazione dell inizio e della fine delle loro attività; l operatore dichiara l orario di inizio e di fine di una attività. Se il tempo impiegato è superiore al tempo assegnato, il responsabile deve dichiararne la motivazione. Il Computer-aided process planning (CAPP) è uno strumento informatico utilizzato nelle fasi di produzione industriale. Esso è capace di leggere le informazioni di prodotto, di processo e di sistema (utilizzando a sua volta software di modellazione geometrica (CAD), software di trasformazione in linguaggio per macchine utensili (CAM)) al fine di determinare sistematicamente i metodi migliori con i quali un prodotto deve essere realizzato. Il dimensionamento della linea - si considerano linee a catena quelle linee di produzione in serie costituite da una successione di posti di lavoro-stazioni in cui si effettuano sempre lo stesso genere di operazioni, operando su una serie di gruppi o parti staccate di prodotto finale che si spostano lungo le linee a velocità uniforme o a scatti, nelle quali le quantità di produzione giornaliera ed i tempi sono predeterminati. Il tempo a disposizione per eseguire il lavoro assegnato a ciascuna stazione è rigidamente costante per tutto il turno di lavoro ed uguale alla cadenza o Takt Time pari alla durata delle stazioni. Il termine Takt Time deriva dalla parola tedesca taktzeit che significa il ciclo dell'orologio.e rappresenta la velocità produttiva con la quale devono essere fabbricati i prodotti per soddisfare la domanda del cliente; solitamente esso viene così espresso: Le unità di misura canoniche usate nella formula sono le seguenti: L accorpamento di lavorazioni che richiedono l utilizzo dello stesso strumento riduce il tempo di prelevamento e riconsegna dello stesso e di conseguenza una riduzione del Takt Time totale. Lo stesso vale per l incremento del numero di operatori per il completamento di una lavorazione: l aumento degli operatori a parità di tempo totale di lavorazione avrà come conseguenza una diminuzione del Takt Time. L introduzione di un assemblaggio in linea comporta il superamento del montaggio aggregato di più particolari gruppi e sottogruppi da parte di un singolo operaio con conseguente parcellizzazione del lavoro. I risultati ottenuti con una linea di montaggio sono: maggior produzione con qualità relativamente costante; semplificazione di movimentazione prodotto e materiali ausiliari con conseguente flusso di lavoro più lineare; In ogni caso una soluzione di tipo linea determina: maggior possibilità di spostamenti di manodopera (causa minor specializzazione); minor tempo di addestramento dell operaio; necessità di attrezzi più semplici e di minor costo; elasticità pressoché nulla all introduzione di nuovi modelli. maggiori problematiche di gestione sociali nella gestione delle linee Le fasi per la realizzazione di una linea possono essere riassunti in: calcolo di massima: eseguito da più enti a vari livelli di responsabilità bilanciamento linea: eseguita prevalentemente dall ente analisi lavoro. Per il calcolo di massima della linea occorre conoscere produzione giornaliera richiesta, definita dalla programmazione in funzione dell analisi del mercato sul lungo periodo; tempo ciclo di montaggio complessivo, determinato a preventivo o mediante tabulato; numero di turni previsti; G. Sala, L. Di Landro, A. Airoldi, P. Bettini 13 Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

14 durata del turno; cadenza della linea, ovvero ogni quanto tempo deve uscire un particolare finito: (minuti giornalieri di lavoro in linea)/(produzione giornaliera richiesta) saturazione media prevista in funzione della cadenza; ore totali di produzione (A*B); numero di operai necessari (G*F/D); numero di operai per turno (H/C); numero medio di operai per stazione (densità); numero di stazioni di montaggio (I/J); Determinazione del numero di operatori per operazioni di assemblaggio manuale - Si considera l'operazione di montaggio (j) da eseguire in reparto sul generico prodotto (i) con i = 1, 2,..., m, essendo il "mix" costituito da m prodotti diversi. Siano: Q ij produzione richiesta per l'operazione di montaggio o assemblaggio (j) da eseguire sul prodotto (i), misurata in pezzi / periodo di produzione (in genere giorno); se il prodotto (k) non necessita dell'operazione: Qkj=O ; t*ij tempo nominale per eseguire l'operazione (j) sul prodotto (i) da parte di un operatore, in minuti/pezzo; tij tempo effettivo per eseguire l'operazione (J) sul prodotto (i) da parte di un operatore, in minuti/pezzo; * ij t η 0 = rendimento dell operatore (tiene conto t 1 * t ij ij 1 η = t ij t 0 * ij dei tempi morti, delle perdite di tempo dell'operatore, ecc...); capacità teorica dell'operatore in pezzi/minuto; capacità effettiva dell'operatore in pezzi/minuto; nij numero di minuti disponibili per l esecuzione dell operazione j sui prodotti i nel periodo di produzione considerato (minuti/giorno); A ij numero di persone per eseguire l'operazione j sui prodotti i ovvero per far fronte a Qij numero totale (in genere non intero) di persone per eseguire l'operazione di assemblaggio (j) su tutti i prodotti che la richiedono, ossia per far fronte a : Q m j = Q ij i= 1 Segue il numero totale di operatori per il reparto di assemblaggio (j): essendo A j primo numero intero maggiore od uguale ad A j ;. Resource scheduling - un problema fondamentale che si presenta nella gestione dei progetti riguarda l allocazione delle risorse alle attività previste. A partire dalla definizione del piano di dettaglio è possibile tracciare un diagramma tempificato delle attività di cui il progetto si compone: noto il fabbisogno di risorse di ciascuna attività è possibile delineare il profilo temporale di impiego delle risorse del progetto, del tipo riportato in Fig Il processo di livellamento modifica la programmazione per ottenere una maggiore uniformità dell impiego di risorsa. Figura Profilo temporale di impiego delle risorse disponibili. Effetto del processo di livellamento sul profilo temporale. Bilanciamento della linea - il livellamento della quantità di produzione del singolo modello determina l appropriata sequenza della produzione della linea di assemblaggio G. Sala, L. Di Landro, A. Airoldi, P. Bettini 14 Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

15 mista. Lo scopo del livellamento della quantità di produzione è di far si che la linea di produzione produca il giusto mix di modelli minimizzando i tempi morti ed evitando la sovrapproduzione. Per far ciò si deve programmare la giusta sequenza di prodotti finiti livellando la quantità prodotta di ciascun modello. È necessario però estendere il controllo a tutta la linea al fine di livellare il tempo totale di produzione ed assemblaggio di ogni processo e mantenere costante il livello di consumo delle parti lungo l intera linea. Il bilanciamento della linea prevede: suddivisione del lavoro; suddivisione del numero di elementi di operazioni da assegnare ad ogni stazione; definizione degli elementi di lavoro: per elemento di lavoro si intende una parte molto piccola di operazione, non più divisibile, dettagliata in modo sufficiente; determinazione dei tempi; ricerca priorità: tramite diagramma reticolare; introduzione di pause nel lavoro secondo normativa. La capacità produttiva della linea è limitata superiormente dalla stazione più lenta (cioè da quella con il maggiore contenuto di lavoro); nasce quindi l'esigenza di bilanciare il più possibile i contenuti di lavoro delle singole stazioni per ridurre i tempi di inattività, delle stazioni meno caricate. Obiettivo del bilanciamento: assegnare le singole operazioni da svolgere nelle varie stazioni in modo che, nel rispetto dei vincoli tecnologici di precedenza fra le varie operazioni, venga garantita la produzione (oraria o giornaliera) prefissata con il minimo costo. Maggiore é il lavoro assegnato all'operatore singolo, minore é il numero totale di operatori, quindi minore il costo per unità assemblata; tuttavia, all'aumentare del contenuto di lavoro che l'operatore deve svolgere su ciascuna unità in transito per un tempo prefissato (tempo di ciclo) stabilito dalla cadenza di output, aumenterà la probabilità che egli non porti a termine i suoi compiti. Ciò porterà a maggiori costi di mancato completamento. L assegnazione di più operatori su di una singola stazione non comporta necessariamente una diminuzione di ore di lavoro. In funzione delle attività da svolgere sull elicottero è fondamentale tenere conto della zona di lavoro in modo tale da non creare incompatibilità nelle lavorazioni. A tale proposito è opportuno introdurre la definizione delle aree di lavoro all interno delle schede di assemblaggio. Ad esempio, per un generico elicottero, si potrà definire una suddivisione in 19 zone, di cui 15 esterne e 4 interne che prevedono tra l altro la differenziazione del lato destro dal sinistro. Una tale suddivisione ( Figura 56.18) risulta particolarmente semplice e permette la localizzazione precisa dell area di lavoro Figura Identificazione e suddivisione delle aree di lavoro Analisi dei costi di produzione er poter stimare i costi di produzione e delle Ptecnologie impiegate al fine di garantire la fattibilità di un prodotto e la sua competitività sul mercato è necessario disporre di un sistema di preventivazione. In un mercato monopolistico, il prezzo di vendita del prodotto può essere il risultato di un approccio dal basso verso l alto (bottom-up). Dove esiste una concorrenza, invece il prezzo di vendita viene di fatto stabilito dal mercato. Ne risulta che tale prezzo viene fissato ancor G. Sala, L. Di Landro, A. Airoldi, P. Bettini 15 Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

16 prima di sapere come è fatto il prodotto e, conseguentemente, i costi di fabbricazione sono il risultato di un approccio dall alto (top-down). Questo comporta che il prodotto deve essere concepito e progettato per rientrare in tali margini (Figura 56.19). In un mercato competitivo, i tempi di ingresso per l entrata in servizio di un nuovo prodotto sono da considerarsi ugualmente determinanti: il segreto del successo risiede nella capacità di parallelizzare attività che abitualmente vengono svolte in serie (Figura 56.20). Poiché il concepimento e la progettazione del prodotto devono soddisfare requisiti multidisciplinari, l ambiente operativo deve orientarsi alla concurrent engineering: a questo scopo viene creata un struttura organizzazione multidisciplinare di progetto a struttura matriciale. I costi di produzione devono poter essere controllati fin dall inizio e per tutta la durata dello sviluppo del prodotto, il quale si articola normalmente in tre fasi: la feasibility parte dai requisiti commerciali e ne verifica i termini di fattibilità; la definition approfondisce gli aspetti configurativi, si in termini di architettura che di tecnologie di produzione; il design & development rappresenta la fase esecutiva del progetto e si conclude con la certificazione del prodotto. Di conseguenza si possono definire tre livelli di preventivazione in funzione dei tipi di informazione disponibili per ciascuna fase di sviluppo (Figura 56.21). Ciascun livello di preventivazione è dotato di un proprio strumento specifico (Figura 56.22) e caratterizzato da un proprio livello di approssimazione. Nel seguito, per costo (espresso in numero di ore per tasso orario) si intenderà il valore aggiunto con la lavorazione. Al livello più alto, la preventivazione parametrica si attua nelle prime fasi del progetto (fattibilità, definizione), quando la documentazione descrittiva è ancora di tipo generale. Gli strumenti utilizzati sono generalmente costituiti da tabelle e diagrammi che riportano dati di riferimento, i quali variano da azienda a azienda. Al livello più basso la preventivazione a consuntivo, legata all esistenza dei disegni costruttivi del prodotto, specie nel settore aeronautico, si attua molto tempo dopo il concepimento del prodotto, normalmente nelle fasi di industrializzazione/produzione, attraverso la stesura dei cicli di lavorazione tempificati, congruenti con il grado di attrezzaggio scelto. Anche tale preventivazione può generare risultati discutibili nel caso in cui gli analisti abbiano usato criteri soggettivi. Figura Schema per la determinazione del prezzo. G. Sala, L. Di Landro, A. Airoldi, P. Bettini 16 Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

17 Figura Confronto tra un approccio convenzionale e competitivo per la determinazione del tempo di lancio di un nuovo prodotto. Figura Livelli di preventivazione nello sviluppo di un prodotto. G. Sala, L. Di Landro, A. Airoldi, P. Bettini 17 Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

18 Figura Strumenti di preventivazione per ogni livello. Le assunzioni, i dati di partenza e gli strumenti utilizzati per la preventivazione ai livelli più alto e più basso sono talmente dissimili da rendere sovente poco significativo il confronto tra i due casi. Tutto ciò spiega la necessità di predisporre un livello intermedio, la preventivazione tipizzata, attuata con strumenti atti a garantire una stima affidabile, ma soprattutto basata su valori univoci e condivisi. Tale livello intermedio, che necessita comunque di una dettagliata documentazione descrittiva del prodotto, è adatto al confronto con quanto analizzato ai livelli inferiore/superiore e diventa lo strumento di taratura dei criteri e parametri utilizzati. Il principio di base che caratterizza la preventivazione tipizzata risiede nel metodo WTGC (Work Type Group Code). Ogni componente che costituisce il velivolo è associabile attraverso un opportuno codice WTGC ad una famiglia standard di appartenenza, classificata secondo la tipologia di lavorazione (lattoneria, meccanica, montaggio, etc.), materiale, metodo di fabbricazione, dimensioni e complessità della parte. Tale codice permette di accedere ad una banca dati di costo, di fabbricazione e di attrezzaggio specifico unica per tutta l azienda, costituita da valori medi standard calcolati sulla base di parametri condivisi e verificati da specialisti della tecnologie in questione. L analisi dei parametri utilizzati pone la basi per una corretta tempificazione dei cicli di lavorazione. Ad esempio, per il tronco di ordinata contornato, forato e stampato di Figura 56.23, il tempo ciclo è espresso da: dove: T c = T p + [(P s *T c ) + (N f *T f )]/F p + T s + M T p = tempo di preparazione P s = perimetro dello sviluppo T c = tempo di contornatura N f = numero delle forature T f = tempo di foratura F p = fogli per pacco T s = tempo di stampaggio M = maggiorazioni (le maggiorazioni sono i tempi dovuti al riordino del posto di lavoro, alle necessità fisiologiche, alle pause contrattuali, etc.) Figura Fasi successive per l ottenimento di un tronc o di ordinata. Nel settore aeronautico, quando nasce l esigenza di mettere sul mercato un nuovo velivolo, generalmente sono disponibili solo poche informazioni, quali il peso, le dimensioni ed alcune prestazioni di massima. Dal punto di vista tecnico/economico, è anche disponibile il numero di G. Sala, L. Di Landro, A. Airoldi, P. Bettini 18 Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

19 ore di lavorazione di macchina accettabile per rendere il costo di produzione del velivolo competitivo sul mercato. Dividendo questo numero di ore per il peso del velivolo si ottiene un parametro di riferimento p. Ogni azienda produttrice dispone di una banca-dati storici nella quale, per ogni velivolo e per ogni sua parte, sono conservati i valori del parametro p, il cui valore, generalmente, si riduce con legge logaritmica in base 2 all aumentare del peso. Riportando ed interpolando su carte bi-logaritmiche i valori di p rispetto al peso per tutti i tipi di velivoli e per le loro parti rilevati alla 100 a unità, che nel settore aeronautico è considerata indice del raggiunto regime permanente di produzione, si possono tracciare curve parametriche che consentono di stimare le ore attese di lavorazione per un nuovo velivolo (preventivazione parametrica). A titolo di esempio, la Figura riporta le curve parametriche relative al segmento di fusoliera posteriore mostrato in Figura Va ricordato che il valore di p è influenzato dal livello di attrezzaggio: per questo si tracciano le curve limite per attrezzaggi buoni e scadenti. Inoltre si dimostra che lo stesso andamento bi-logaritmico vale anche per la fabbricazione degli attrezzi stessi. Figura Curve parametriche per la stima delle ore attese per la realizzazione di un segmento di fusoliera. Figura Segmento di fusoliera in esame. Come illustrato nel 56.3, al crescere degli esemplari prodotti, il numero di ore necessarie alla produzione diminuisce in virtù dell apprendimento, ovvero del recupero di efficienza dovuto all ergonomia ed alla logistica del posto di lavoro, all organizzazione del sistema, all ottimizzazione delle metodologie, alla saturazione dell operatore (curve di Write-Crawford). Sul piano bi-logaritmico numero di ore di lavorazione / numero di esemplari prodotti, tali curve sono rappresentate da rette. Ogni retta è tabulata in funzione della propria pendenza percentuale, intesa come tendenza al miglioramento; l entità della riduzione dei tempi è inversamente proporzionale al valore della pendenza; questa varia all evolvere della produzione (vedasi ad esempio Tabella 56.1). Inoltre esistono due tipi di tabulazione di Crawford: una riferita all unità, che permette di ricavare il monte ore puntuale per un determinato esemplare, una riferita al cumulativo, che permette di stimare il valore complessivo di ore di produzione di un lotto. Le curve sono proprie di ogni azienda e tengono conto della specificità di attrezzaggi, materiali e lavorazioni. Le curve di Crawford consentono perciò di calcolare il costo medio di produzi one di un esemplare o di un lotto a partire dal costo di produzione del primo esemplare. Tabella 56.1 Tabulazione della pendenza percentuale della curva di Crawford in funzione del tipo di lavorazione. G. Sala, L. Di Landro, A. Airoldi, P. Bettini 19 Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

20 56.7 Controllo della produzione l processo produttivo deve vedersi come flusso I interfunzionale. Esso deve poter essere analizzato per comprendere se e quali delle sue prestazioni non soddisfano gli obiettivi stabiliti. Ciò è necessario per apportare miglioramenti e per valutare l impatto di ogni eventuale proposta di cambiamento sul processo stesso, la sua adottabilità ed effettiva utilità. Il processo può essere analizzato tramite le misurazioni di alcuni elementi significativi, che consentano di valutare il livello di accettabilità delle prestazioni del processo stesso: a questo fine, esso deve poter essere diviso in diverse fasi di lavorazione. Le misurazioni sono necessarie per determinare il gap tra la capacità effettiva di un processo e la capacità prevista. Le misurazioni, opportunamente riportate, mostrate e discusse, sono un potente strumento per comunicare informazioni e possono essere usate anche per persuadere; devono focalizzare l attenzione su problemi importanti e quindi fornire dati per adottare decisioni valide. Se non c è impegno a misurare l impatto delle attività, non è possibile evidenziare il miglioramento continuo e non sono disponibili elementi per prendere decisioni o semplicemente per monitorare il processo. Localizzare dove gli errori vengono commessi, da chi, come, perché, quando e con che frequenza, diventa indispensabile per decidere la tipologia di interventi di miglioramento necessari. Le misurazioni pertanto sono necessarie come feed-back e sono un mezzo molto preciso per comunicare le informazioni correlate alla qualità. Per poter misurare adeguatamente occorre avere determinati sensori, ovvero indici che permettano di valutare i risultati in termini di unità di misura. I dati delle misurazioni devono essere registrati e raccolti per informare in tempo reale tutto il personale dell organizzazione sull andamento del processo. Esempi di misurazione durante un processo, sono: il ciclo temporale di un processo il costo del processo gli scarti, le rielaborazioni o altri indicatori di inefficienza il numero di errori che si rilevano nei documenti il tempo che si dedica alle riunioni per risolvere problemi il tempo dedicato agli spostamenti il tempo del ciclo nei sottoprocessi o nelle funzioni che ad esso concorrono il numero dei punti di decisione L organizzazione deve pianificare ed attuare i processi di monitoraggio, di misurazione, di analisi e di miglioramento individuando a tal fine i metodi applicabili, incluse le tecniche statistiche e l estensione della loro utilizzazione. Bisogna identificare le modalità, i mezzi e le metodologie per raccogliere ed analizzare i dati di un processo. Nella forma più semplice e lineare, il processo di raccolta dei dati richiede che si sviluppino le seguenti fasi: stabilire i parametri che devono essere raccolti stabilire come dove e quando i dati saranno raccolti stabilire il grado d accuratezza dei dati stabilire chi raccoglierà i dati e dove li registrerà procedere alla raccolta e alla validazione dei dati Diversi sono le tecniche per il controllo del processo di produzione. Quelle che meglio si adattano alle complesse e differenziate modalità produttive aeronautiche sono i metodi della Line of Balance e dell Earned Value. Di seguito esse sono esemplificate, facendo riferimento alla linea di montaggio finale di un elicottero. Line of balance (LOB) è una tecnica, sviluppata dalla Goodyear Company negli anni 40, da impiegarsi quando esiste un processo ripetitivo all interno di un campo di lavoro: la produzione delle pezzi staccati e l assemblaggio dei particolari sono due candidati per l uso della LOB. Essa costituisce un sistema di gestione e controllo per la raccolta, la misura e l illustrazione di fatti concernenti tempo, costo e realizzazione. Essa mostra il processo, la condizione, i precedenti, i tempi e le fasi di progetti attivi, quindi provvede alla gestione con strumenti di misura che aiutano: paragonando il progresso effettivo ad un programma obiettivo convenzionale considerando solo le deviazioni dal piano stabilito e misurando il loro grado di criticità rispetto al periodo rimanente del progetto ricevendo tempestivamente le informazioni concernenti le aree in difficoltà e le difficoltà, indicandone le azioni correttive prevedendo le prestazioni future LOB fornisce uno schema grafico che consente di visualizzare quali delle molte attività che costituiscono un processo complesso sia nell equilibrio. Essa mette in evidenza se le attività che avrebbero dovuto essere completate lo sono state realmente e di conseguenza G. Sala, L. Di Landro, A. Airoldi, P. Bettini 20 Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

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