MRP Material Requirement Planning. Pianificazione materiali AA

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1 MRP Material Requirement Planning 1

2 Modello di prodotto Parti: sono l oggetto della pianificazione Distinte basi: rappresentano la struttura di composizione Classificazione delle parti: secondo tipo di approvvigionamento e tipo di domanda Livello minimo di una parte: per minimizzare gli accessi dell algoritmo di calcolo Politica di aggregazione fabbisogni: per cumulare ordini su un arco temporale ristretto Politica di lottizzazione: per tenere conto di lotti economici e quantità massime. 2

3 Denotazione: codifica Parte Codifica parlante: il codice è strutturato in sotto-campi di lunghezza fissa e significato noto al codificatore le proprietà caratteristiche della parte sono espresse in forma sintetica dal codice forma più tradizionale, nata con i primi elaboratori Codifica random: il codice è attribuito automaticamente e univoco le proprietà caratteristiche della parte sono espresse con attributi esterni al codice, che funge da puro identificatore 3

4 Classificazione delle parti Parti d acquisto: sono approvvigionate da fornitori esterni, l azienda non controlla il ciclo di fabbricazione Parti di produzione: sono fabbricate internamente o con il contributo di terzisti, l azienda è responsabile e controlla direttamente il ciclo di fabbricazione. Make or Buy?: la classificazione delle parti è statica, anche se di volta in volta potrebbe essere conveniente scegliere tra le due opzioni Parti principale: possono essere ordinate dai clienti (fabbisogni esterni o indipendenti) Parte non principale: sono ordinate solo dall azienda ai propri reparti interni, terzisti e fornitori (fabbisogni calcolati o dipendenti) 4

5 Distinta base Struttura di composizione di una parte relazioni di composizione tra parti struttura ad albero tutte le parti hanno nomi globali non esiste una primitiva per alternative (anche marginali) (*) Relazione di composizione composto componente quantità di legame date di validità (*) stato attivazione (*) 5

6 Tipi di distinte Progettazione le parti corrispondono ai disegni (CAD) quindi alle parti progettate direttamente od indirettamente le composizioni corrispondono ai complessivi Produzione le parti corrispondono ad oggetti che sostano nei magazzini dell azienda, quindi devono essere riconosciuti materie prime, componenti commerciali, componenti a disegno, semilavorati, pre-assemblati, prodotti finiti le composizioni corrispondono agli assemblaggi Ricambi le parti corrispondono a oggetti che il cliente può richiedere come ricambi le composizioni corrispondono agli esplosi 6

7 Livello minimo di una parte Livello di un nodo: è la distanza dalla radice (numero di rami che lo connettono); la radice ha livello 1 Livello di una parte P in una distinta G: Lmin(P,G) = max(livello del nodo cui è associato P in G) Livello minimo di una parte P: Lmin(P) = max(lmin(p,g) distinta G in cui compare P) E B F A C C D C G E Lmin A = 1 Lmin B = 2 Lmin C = 4 Lmin D = 2 Lmin E = 4 Lmin F = 3 Lmin G = 3 7

8 Politica di aggregazione fabbisogni Obiettivo: evitare ordini troppo frequenti di lotti anche piccolissimi (lotto economico) Giorni di copertura: esprime l ampiezza in giorni di un intervallo, nell ambito del quale tutti i fabbisogni vengono cumulati sull estremo sinistro dell intervallo stesso Effetto: si producono scorte in eccesso per un periodo limitato (gg copertura) ed esaurite con certezza O1 F1 O2 F2 O3 F3 F4 F5 t 8

9 Politica di lottizzazione Obiettivo: tendere ad ordinare un lotto economico di pezzi ogni volta Parametri: lotto minimo e multiplo Lotto minimo Qfab < Lmin => Qord = Lmin Lotto multiplo (n-1) Lmul < Qfab < n Lmul => Qord = nlmul Effetto: creare scorte in eccesso che non si sa quando verranno usate 9

10 Politica di lottizzazione Uso eccessivo: si snatura la logica di ordinare solo su fabbisogno (Qord >>> Qfab) Uso moderato: si introducono solo arrotondamenti di qtà che tengono conto delle tipiche confezioni MRP come sistema PUSH: possono esistere scorte non tirate dalla domanda (in un sistema rigorosamente PULL come il Just In Time queste scorte in eccesso non ci sono) F1 O1 F2 t 10

11 Modello di processo Lead time: attributo di una parte che ne esprime il tempo di approvvigionamento Lead time produzione: numero di giorni che serve per ottenere un composto se sono disponibili i suoi componenti diretti Lead time acquisto: numero di giorni che servono per ottenere una parte da un fornitore Componente fissa e variabile: numero di giorni fisso + numero giorni dipendente dalla dimensione del lotto Lead time ramo: è possibile specificare un lead time di produzione inferiore per alcuni componenti diretti A (LT = 5) B C D (LT = 3) 11

12 Modello di processo Criticità: il Lead Time non tiene conto del dettaglio del processo di produzione il Lead Time non tiene conto del dettaglio del processo di acquisizione il Lead Time è statico, quindi non tiene conto di situazioni contingenti di super-sotto lavoro LT troppo ampio: ordini in anticipo, scorte in eccesso LT troppo stretto: ordini in ritardo, blocco degli ordini a valle (mancanti) Verifica a posteriori: è indispensabile tracciare le durate effettive degli ordini e confrontarle con il LT 12

13 Lead Time cumulato Non serve per pianificare, serve per individuare dove investire per ridurre il Lead time totale (CODP!) Data la distinta base di P, si definisce il LTcum di ogni sua foglia G LTcum(P,G) = LTime rami che connettono G a P Si definisce allora LTcum(P) LTcum(P) = max(ltcum(p,g) foglia G di P) Il percorso critico di P è dato dai rami che determinano LTcum 13

14 Lead Time cumulato A E B F C G D H LTime A = 4 gg LTime B = 5 gg LTime D = 3 gg LTime H = 3 gg L M LTCum è 4+3+3=10 gg, percorso critico è A / D / M Meglio concentrarsi sul percorso critico che ridurre i lead time più alti in valore assoluto 14

15 Ordini vs. fabbisogni Ad un ordine di produzione corrispondono fabbisogni di produzione dei componenti che servono per ottenerlo P: parte P1, P2,,,Pn: componenti diretti di P Ordine (P): quantità Q, data emissione E, data scadenza S Fabbisogni (Pi): quantità Qi, data scadenza Si => E = S - Lead Time (P) Qi = Q * Qleg (quantità del ramo <P,Pi>) Si = E oppure Si = S- Lead Time ramo <P,Pi> 15

16 Ordini vs. fabbisogni A 2 LTime A = 4 gg LT ramo D = 2 gg B C D Ordine (A) qtà 10 scadenza 30/01 emissione 26/01 Fabbisogno (B) qtà 10 scadenza 26/01 Fabbisogno (C) qtà 20 scadenza 26/01 Fabbisogno (D) qtà 10 scadenza 28/01 16

17 Ordini vs. fabbisogni Ordini pianificati: ordini risultanti da un ciclo di pianificazione, completamente rinfrescati al ciclo successivo; noti solo al pianificatore Ordini confermati: ordini risultanti da un ciclo di pianificazione, che restano validi al ciclo successivo; noti solo al pianificatore Ordini rilasciati: ordini approvati e pubblicati (per la fabbrica e per i fornitori); non sono mai rinfrescati, ma solo aggiornati dalle rispettive procedure di gestione (magazzino e acquisti) Agli ordini pianificati e confermati sono associati fabbisogni (requirement) Agli ordini rilasciati sono associati impegni (allocation) 17

18 Disponibilità Esprime l andamento futuro della giacenza Gli ordini incrementano la giacenza (alla scadenza) Gli impegni decrementano la giacenza (alla scadenza) La giacenza è prevedibile sull orizzonte di rilascio (ordini rilasciati e impegni) o sull intero orizzonte di pianificazione (ordini pianificati e fabbisogni) D(P, tx) disponibilità al tempo tx di P G(P, t0) giacenza al tempo t0 di P D(P,tx) = G(P,t0) + ordini (P, t) - impegni (P, t) -ScortaSic(P) t tx t tx 18

19 Domanda indipendente Si ottiene da previsioni e ordini Il calcolo della domanda indipendente (manuale o automatico) è esterno al sistema MRP Tutti gli ordini e le previsioni scadenti lo stesso giorno sono cumulati E definita solo per le parti principali I prodotti finiti hanno solo domanda indipendente I ricambi possono avere anche domanda dipendente Dind(PP, tx) domanda indipendente al tempo tx di PP 19

20 Orizzonte di pianificazione cesoia pianificazione revisione rilascio Ordini rilasciati Ordini confermati Ordini pianificati tempo di rinfresco Frequente calcolo di un piano aggiornato su un orizzonte di qualche mese Aggiornato perché tiene conto delle variazioni della domanda e del reale andamento dei processi 20

21 PP (*parte principale*) Piano Principale tx in [t0..tf]: Qind = Dind(PP, tx) 0 (*esiste dom. ind.*) QD=D(PP,tx) = G(PP,t0) - SS(PP) + Ord Ril(PP, t) + Ord Pian(PP, t) - t tx t<tx - Dind(PP, t) t<tx Qnet=Fnet(PP,tx) =0 se QD>Qind (*fabbisogno netto*) =Qind - QD altrimenti calcolo quantità ordine Qord (confronto Qnet con Lmin, Lmul, Lmax) verifica eccezioni generazione ordine pianificato e fabbisogni associati 21

22 Verifica eccezioni L idea è di generare un nuovo ordine pianificato solo se non esiste un ordine rilasciato con data di scadenza vicina Se esiste un ordine rilasciato vicino non si emette un nuovo ordine ma un eccezione che suggerisce di modificare l ordine rilasciato agli enti competenti. Non esiste uno standard di gestione eccezioni valido per ogni sistema MRP Ordine rilasciato (PP) si calcola il corrispondente Intorno di eccezione, la cui ampiezza è un parametro del sistema Si verifica se il nuovo ordine da pianificare cade in un Intorno di eccezione (eccezioni tipo A) Si verifica se esiste un Intorno di eccezione in cui non cadono fabbisogni (eccezioni tipo B) 22

23 Verifica eccezioni Eccezioni tipo A: modificare un ordine rilasciato senza emettere un nuovo ordine pianificato ritardare n gg (dove n=tx-tr, tr data di scadenza dell ordine rilasciato e tx>tr) accelerare n gg (dove n=tr-tx, tr data di scadenza dell ordine rilasciato e tx<tr) aumentare n pz (dove n=qord-qril, Qril quantità dell ordine rilasciato e Qord>Qril) diminuire n pz (dove n= Qril-Qord, Qril quantità dell ordine rilasciato e Qril>Qord) Eccezioni tipo B: cancellare un ordine rilasciato se nel suo Intorno di eccezione non cadono fabbisogni 23

24 Generazione ordini e fabbisogni L ordine da emettere è sulla parte PP, quantità Qord, data scadenza tx la data di emissione dell ordine è te = tx-ltime (PP) P1, P2,,,Pn: componenti diretti di PP Fabbisogni (Pi): quantità Qoi, data scadenza txi => Qoi = Qord * Qleg (quantità del ramo <PP,Pi>) txi = te oppure txi = tx- Lead Time ramo <PP,Pi> 24

25 Piano generale Si ordinano le parti in ordine crescente di livello minimo e si esamina un livello per volta Si trattano solo le parti di livello n-simo per cui esiste almeno un fabbisogno e si calcolano gli eventuali ordini pianificati Se si genera un ordine pianificato su una parte di produzione si generano anche i fabbisogni sui componenti Quando una parte viene esaminata per generare gli ordini ha ricevuto certamente tutti i fabbisogni dai suoi composti 25

26 P (*parte*) Piano Generale tx in [t0..tf]: Qfab = Fab(P, tx) 0 (*esiste fabbisogno*) QD=D(P,tx) = G(P,t0) - SS(P) + Ord Ril(P, t) + Ord Pian(P, t) - t tx t<tx Impegni(P, t) - Fab(P, t) t tx t<tx Qnet=Fnet(P,tx) =0 se QD>Qfab (*fabbisogno netto*) =Qfab - QD altrimenti calcolo quantità ordine Qord (confronto Qnet con Lmin, Lmul, Lmax) verifica eccezioni generazione ordine pianificato e fabbisogni associati 26

27 Esempio di planning B 2 A C LTime A = 2 gg LTime B, C = 1gg Lmul C=5 A Dind 5 10 Disp (3) Ord ordini produzione (A) 4 impegni produzione (B, C) 4 ordini acquisto (B, C) B Flordo 4 20 Disp (6) 2 0 Ord 18 C Flordo 2 10 Disp (0) 3 3 Ord

28 Visualizzazione data ordini fabbisogni giacenza rilasciati pianificati impegni fabbisogni 01/10/ /10/ /10/ /10/ /10/ /10/ /10/ /10/ /10/ Di ogni parte si riportano in ordine cronologico ordini e fabbisogni e si rappresenta l effetto sulla giacenza futura Gli ordini rappresentano entrate future, i fabbisogni rappresentano consumi futuri 28

29 Messa a punto del piano Il piano, almeno per certe parti, si può dimostrare non fattibile (troppi ordini da emettere subito, troppi ordini da cancellare) Si possono effettuare diversi tentativi sullo stesso orizzonte: Si può variare la domanda indipendente Si possono modificare le distinte base (stato, date di validità) Si può cambiare la classificazione acquisto/produzione di una parte Si possono modificare i lead time Si possono modificare i gg di copertura e le politiche di lottizzazione Alcuni sistemi MRP offrono un algoritmo net-change, altrimenti il piano viene completamente rigenerato 29

30 Rilascio La fase di rilascio permette di approvare, in tutto o in parte, gli ordini compresi (come data di emissione) nella finestra di rilascio Ad ogni ordine rilasciato è assegnato un identificatore esplicito Un ordine rilasciato può essere modificato come quantità e data di scadenza (eventualmente anche come parte) Ad un ordine di produzione rilasciato viene associata la lista dei relativi impegni di produzione Ogni impegno di produzione può essere modificato come quantità e data (eventualmente anche come parte) 30

31 Rilascio ordini produzione Al momento del rilascio si può quindi attribuire all ordine una struttura di composizione diversa da quella standard Così si può tener conto di particolari specifiche del cliente o consumare al più presto parti che stanno uscendo di produzione Le modifiche alla lista degli impegni può essere fatta in qualunque momento della vita dell ordine In questo modo è possibile specificare in tempi diversi la composizione di una certa parte, per gestire ordini non completamente precisati Un ordine di produzione rilasciato non può essere modificato dal sistema di pianificazione, ma solo dalla Fabbrica, che ne rileva anche l avanzamento 31

32 Ordine produzione e impegni associati n.ordine parte descrizione qta inizio scadenza M Giunto cardan. l23 spec 20 01/02/ /02/2003 Impegni materiali n.ordine parte descrizione qta scadenza M12678 A143 Tubo sagomato /02/2003 M12678 D234 Snodo /02/2003 Nessuna informazione sulle fasi produttive né sulle risorse La trasformazione in istruzioni per la fabbrica è demandata all Ufficio Produzione Che può utilizzare un sistema di Pianificazione delle Risorse 32

33 Rilascio ordini acquisto Gli ordini d acquisto rilasciati sono definiti come parte, quantità, date, ma non come fornitore In genere vengono considerati Richieste d Acquisto che l ufficio Acquisti provvede ad aggregare ed indirizzare ai fornitori più opportuni Aggregare più RdA in un ordine significa definire condizioni di consegna (tipo pagamento, tipo resa) estranee al mondo della pianificazione Un ordine di acquisto rilasciato non può essere modificato dal sistema di pianificazione, ma solo dall ufficio Acquisti, che ne rileva anche l avanzamento 33

34 Ordine acquisto n.ordine parte descrizione qta inizio scadenza P Rondelle diam. 12mm /02/ /02/2010 Si tratta in realtà di Richiesta di Acquisto (RdA o Purchasing Request) Non è ancora attribuita al fornitore Al massimo c è un fornitore preferenziale per la parte La trasformazione in ordini veri e propri è demandata all Ufficio Acquisti 34

35 Visualizzazione ordine parte eccezione M cancellare M ritardare 3gg P aumentare 10 pz P accelerare 5 gg Di ogni ordine rilasciato si riportano le eventuali eccezioni Gli ordini rilasciati hanno un identificatore esplicito: di solito, gli ordini di produzione hanno prefisso M (manufacturing), mentre gli ordini di acquisto hanno prefisso P (purchasing) Il pianificatore discute con i responsabili di Fabbrica e degli Acquisti se e come rimuovere le eccezioni 35

36 Tracciabilità Tracciabilità significa possibilità di risalire ai fabbisogni che hanno generato un ordine E garantita per ogni singolo livello di composizione (vedi visualizzazione precedente) Non è garantita a livelli superiori, infatti: I fabbisogni di una parte con stessa data vengono sempre cumulati assieme Per alcune parti si possono aggregare fabbisogni su più giorni (gg di copertura) Se una parte ha una disponibilità positiva, un fabbisogno può originare un ordine di quantità inferiore Applicando le politiche di lottizzazione, si creano scorte in eccesso che possono essere consumate in tempi diversi 36

37 Classificazione CODP Customer Order Decoupling Point (CODP): rappresenta l impatto dei tempi di consegna richiesti dal cliente sul piano di approvvigionamento dei materiali Delivery Time (DP): rappresenta il tempo che intercorre dalla data emissione alla data di scadenza dell ordine cliente CODP è la misura del Delivery Time Lead Time Totale (LTTot): rappresenta il tempo necessario per l azienda ad approntare un prodotto finito a partire dall approvvigionamento delle materie prime DT < LTTot sempre. DT -> LTTot => si pianifica su ordine DT -> 0 => si pianifica su previsione 37

38 Classificazione CODP Flusso fisico Acquisto materie prime Fabbricazione componenti Fabbricazione semilavorati Assemblaggio prodotti finiti Tipi di prodotti ordinabili su previsione CODP Tipi di prodotti ordinabili su ordine 38

39 Classificazione CODP Make-to-Stock (MTS): ordini clienti evasi da magazzino; pianificazione tutta su previsioni Assembly-to-Order (ATO): pianificazione su previsione di materie prime, componenti e pre-assemblati; assemblaggio prodotti finiti su specifiche del cliente Make-to-Order (MTO): pianificazione su previsione di componenti e materie prime; produzione pressochè completamente guidata dalle specifiche del cliente Engineer-to-Order (ETO): pianificazione su previsione delle materie prime, ogni attività produttiva (talvolta da progettare ex-novo) dipende dalle specifiche del cliente 39

40 Classificazione CODP Flusso fisico Acquisto materie prime Fabbricazione componenti Fabbricazione semilavorati Assemblaggio prodotti finiti ETO MTO ATO MTS 40

41 Situazione ibrida: Classificazione CODP prodotti della stessa famiglia possono avere CODP diversi (a seconda che siano più o meno richiesti) lo stesso prodotto ha CODP diversi nel suo ciclo di vita Tipiche situazioni: i) prodotto prototipale -> produzione su commessa -> ETO ii) prodotto in fase di lancio -> piccola serie -> MTO iii) prodotto a regime -> media serie -> ATO iv) prodotto obsoleto -> produzione su commessa -> ETO 41

42 Classificazione CODP Grado di certezza del piano: aumenta quanto più DT -> LT Possibili azioni: i) convincere il cliente a ordinare con più anticipo ii) convincere il cliente a scegliere i tipi di prodotto più venduti iii) ridurre il Lead Time Totale iv) standardizzare il più possibile materie prime e componenti v) usare uno strumento di pianificazione flessibile 42

43 Rilascio selettivo (CODP) In molte aziende si eseguono due pianificazioni di orizzonte diverso, per cui si rilasciano parti di natura diversa Pianificazione a lungo termine domanda indipendente: solo previsioni orizzonte temporale: 6 mesi frequenza di rinfresco: 1 mese finestra di rilascio: 1 mese A seconda della classe, si rilasciano ordini di parti diverse: MTS -> ordini di tutte le parti ATO -> approvati ordini di componenti, semilavorati e materiali MTO -> approvati ordini di componenti elementari e materiali 43

44 Rilascio selettivo (CODP) Pianificazione a medio termine domanda indipendente: ordini clienti orizzonte temporale: 1 mese frequenza di rinfresco: 5 gg finestra di rilascio: 5 gg A seconda della classe, si rilasciano ordini di parti diverse: MTS -> si gestiscono solo eccezioni ATO -> approvati ordini di prodotti finiti e gestite eccezioni di componenti, semilavorati e materiali MTO -> approvati ordini di prodotti finiti e semilavorati e gestite eccezioni di componenti elementari e materiali 44