Produzione di Processo e per Parti

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1 Produzone d Processo e per Part Questa dspensa vale sa per l modulo M1 d ntroduzone, che per l modulo M3 d dmensonamento de sstem produttv 1) Produzon per processo 1.1 Introduzone Nel Captolo 1 abbamo ntrodotto una classfcazone de sstem produttv secondo la logca a 3 ass (asse tecnologco, asse del mercato e asse gestonale). In partcolare all nterno dell asse tecnologco, che fa rfermento alle caratterstche ntrnseche del prodotto, abbamo ndvduato produzon per part e produzon per processo. In questo captolo cercheremo d dettaglare meglo tal tpologe d produzone, andando ad analzzare qual sono le caratterstche pecular per cascun tpo. Prma d tutto rprendamo quanto gà detto nel Captolo 1; talvolta gl element che costtuscono l bene fnale non sono faclmente dentfcabl: tal element hanno cambato le propre caratterstche chmco-fsche durante la lavorazone e l prodotto fnale non è pù scomponble rottenendo var element nzal. Questa è la caratterstca fondamentale delle produzon per processo (accao, carta, cemento ne sono esemp) che tratteremo nel seguente paragrafo. A queste s oppongono nvece le produzon per part n cu nel prodotto fnto, ottenuto attraverso un processo d fabbrcazone e d montaggo, s dstnguono ancora gl element nzal. Nella sezone 2 e 3 andremo a descrvere n dettaglo quest ultma tpologa produttva. 1.2 Caratterstche della produzone per processo Come detto sopra, la produzone per processo crea delle varazon nelle caratterstche chmche e/o fsche de component nzal tal da non renderl pù dstngubl all nterno del prodotto fnale. D solto, tale tpo d produzone è anche caratterzzato da un cclo tecnologco ben defnto e vncolato, che spesso rproduce le condzon opportune per realzzare una sere d trasformazon chmco-fsche (ndustra sderurgca). S parla percò d produzon a cclo tecnologco obblgato. In genere n quest cas l mpanto s presenta come un unca grande macchna n cu s svolgono tutte le lavorazon tpche del processo. Un concetto nteressante rguarda l grado d complcanza che è basso per prodott semplc e cresce con la complesstà del prodotto. In tale contesto, l lvello d complcanza mnmo è quello delle produzon per processo, mentre aumenta verso le produzon per part. Tale lvello d complcanza è però rferto al prodotto e non al processo. Anz, molto spesso, con l aumentare del lvello d complcanza del prodotto, dmnusce l lvello d complcanza del processo; s passa coè da problem strettamente tecnologc a problem mpantstc e gestonal. Inoltre, un altro aspetto nteressante, rguarda l legame tra l modo d realzzare l prodotto e l modo d realzzare l volume produttvo. In questo caso, produzon per processo s adattano bene per la produzone contnua, caratterzzata da altssm volum e da altssma standardzzazone, mentre charamente non s adattano a produzon untare. 1.3 Tpologe d flusso All nterno della produzone per processo, n generale è possble dstnguere due tpologe d flusso: Flusso contnuo: caratterzzato dall evolvers delle fas tecnologche senza soluzone d contnutà. Tal process sono caratterzzat dall assenza de magazzn nteroperazonal (buffer) e cò va a rdurre le dmenson dell mpanto e cost (assenza d scorte d semlavorat tra le vare operazon). Inoltre, a causa dell alto grado d automazone possble, s assste ad una rduzone d manodopera e a qualtà pù omogenee fra prodott.

2 Flusso dscontnuo: tra le vare fas tecnologche, l semlavorato è soggetto a pause. Al contraro d prma, n quest process sono present buffer che permettono d dsaccoppare due attvtà successve. Graze a cò, le produzon a flusso dscontnuo s confgurano come meno sensbl a dsturb rspetto a quelle a flusso contnuo e pù flessbl, caratterstca molto mportante perché permette d adattare la produzone alle rcheste del mercato. In Fgura 1 sono rappresentat gl mpant a flusso contnuo e dscontnuo dedcat alla produzone d Nylon 6-6. Fgura 1: Impanto a flusso contnuo per la produzone del Nylon 6-6 (a snstra) e mpanto a flusso dscontnuo ( a destra). 1.4 Dmensonamento degl mpant d processo Il dmensonamento degl mpant d processo vene utlzzata per dvers obettv a seconda del tpo d mpanto: Nel caso d un mpanto a flusso contnuo (monoprodotto) l obettvo è quello d determnare la capactà produttva della sngola stazone operatva. Nel caso d un mpanto a flusso dscontnuo (plurprodotto), l dmensonamento serve a determnare l numero d macchne necessaro per soddsfare la domanda Impant a flusso contnuo (monoprodotto). In questo mpanto, per determnare la capactà produttva della sngola stazone operatva, utlzzo la formula: q = P C s d dove abbamo ndcato: q = capactà produttva della sngola stazone operatva [ton/h] P = volume annuo d produzone [ton/anno] C s = coeffcente d scarto che tene conto sa della fase d avvamento sa del normale funzonamento a regme dell mpanto. d = ore dsponbl dell mpanto. Le ore dsponbl dell mpanto non concdono con le ore d apertura dell mpanto stesso. Bsogna nfatt consderare, attraverso de coeffcent, de temp n cu l mpanto è aperto ma non è produttvo.. Tal temp, nel caso d flusso contnuo sono: Temp per manutenzone, present n ogn mpanto ndpendentemente dal tpo d manutenzone scelta. Tal temp vengono consderat utlzzando l coeffcente C m (compreso tra 0 e 1). Temp dovut a perdte per mprevst del personale (coeffcente C p compreso tra 0 e 1).

3 Ponendo a le ore annue contrattual, la determnazone delle ore dsponbl d avvene secondo la seguente formula: d = a In questa tpologa d mpanto, non s devono consderare perdte temporal dovute a neffcenze degl operator poché quest non partecpano attvamente alle lavorazon ma hanno soprattutto una funzone d supporto Impant a flusso dscontnuo (plurprodotto) Come detto precedentemente, scopo del dmensonamento n questo caso è determnare l numero d macchne necessare per soddsfare la produzone rchesta. Dobbamo ancora determnare l calcolo delle ore dsponbl annue ed l fabbsogno annuo d ore per la fase tecnologca -esma. Il rapporto tra due valor m darà l numero d macchne necessare. Calcolo fabbsogno ore annue per la fase tecnologca -esma Indcando con f l fabbsogno d ore annue per la fase tecnologca -esma, per la sua determnazone utlzzamo la seguente formula. f C m C m P = j = + TPMj NC j j 1 CSj qj dove abbamo posto: j = ndce del prodotto m = numero totale de prodott consderat P j = volume totale annuo rchesto del prodotto [ton/anno] C sj = coeffcente d scarto per la macchna durante la lavorazone del prodotto j TPM j = tempo d set-up: tempo d preparazone macchna per la produzone del prodotto j [h] NC j = numero d lott del prodotto j mandat n produzone n un anno (campagne annue). Calcolo delle ore dsponbl Smlmente a quanto fatto nella produzone a flusso contnuo, calcolamo le ore dsponbl. Oltre a consderare un coeffcente manutenzone ed un coeffcente mprevst del personale, nel caso d flusso dscontnuo consderamo anche un coeffcente d saturazone del personale (C u ) che tene conto del rendmento degl operator, ed un coeffcente (C p ) che consdera l organzzazone generale del lavoro (temp mort per cambo produzone, effcace programmazone della sequenza de lavor, ). d = a C m Determnazone del numero delle macchne necessare Determnat fabbsogn d ore annue e le ore dsponbl, l numero d macchne necessaro per ogn reparto è: f Z = d n generale tale valore dffclmente sarà un ntero. In generale, per asscurare la produzone d tutt prodott, s approssma all ntero successvo. Tuttava l approssmazone adottata dpende anche dal costo della macchna e da coeffcent utlzzat nel calcolo delle ore. 1.5 Concluson In generale, la produzone d processo vene utlzzata per que prodott che hanno un volume d domanda tale da gustfcare un mpanto dedcato, altamente effcente poché faclmente C u C p p C p

4 automatzzable ma anche altamente rgdo (non flessble) e scarsamente elastco. L alto volume n goco permette, malgrado gl mpant sano d elevate dmenson, d avere un basso costo del captale per untà prodotta. Inoltre, vsto l alto grado d automazone, tal mpant presentano anche l vantaggo d contenere cost d manodopera blancando qund gl alt cost d progettazone (macchnar dedcat) e presentando fort rsch d obsolescenza. Inoltre, se da una parte rsultano semplc dal punto d vsta logstco, dall altra presentano controll d processo sofstcat. Infne, a causa della scarsa flessbltà, non è possble adeguare la produzone a quella del mercato: non è dunque possble una conduzone market drver. In Tabella 1 sono rassunt prncpal vantagg e svantagg della produzone per processo. Preg della produzone per processo Consentono e gustfcano l uso d mpant dedcat, n cu d solto l effcenza è alta Sono faclmente automatzzabl Comportano bass cost d manodopera Presentano un valore del costo d captale per untà prodotta pù favorevole al crescere della dmensone dell mpanto Sono abbastanza semplc dal punto d vsta logstco Dfett della produzone per processo Sono molto rgd dal punto d vsta delle caratterstche del prodotto fnale Rchedono alt cost d progettazone Rchedono macchnar dedcat e/o specal. Presentano fort rsch d obsolescenza del processo Presentano una forte elastctà Tabella 1: preg e dfett della produzone per processo 2) Produzone per part: sstem d Fabbrcazone Rchedono controll d processo sofstcat a causa della nterdpendenza tra le vare stazon del processo Non permettono una agevole conduzone market drver. 2.1 Introduzone Sempre all nterno dell asse tecnologco, oltre alla modaltà d produzone per processo, l altra modaltà d produzone è quella per part, caratterzzata dalla prma fase d fabbrcazone e dalla seconda fase d montaggo. C concentreremo ora sulla fase d fabbrcazone, analzzando le dverse tpologe mpantstche utlzzate nelle dverse realtà azendal lascando alla prossma sezone l anals delle caratterstche d montaggo. In Fgura 3 sono rassunte le prncpal modaltà d fabbrcazone. Nel seguto del captolo ne affronteremo tre: job shop, celle d fabbrcazone e lnea transfer. 2.2 Sstem d fabbrcazone Come s vede dalla Fgura 3, sono possbl dverse tpologe d sstem d fabbrcazone che s dfferenzano per: Volum untar d produzone Valore untaro de pezz Ampezza mx d produzone Fabbrcazone per repart: Job Shop Tale tpologa d sstema produttvo è utlzzata quando s ha a che fare con una produzone per part d tpo ntermttente (o a lott) n pccol volum ed alta varetà. A dfferenza della produzone per processo, stavolta ogn prodotto ha un propro cclo tecnologco ma sono spesso present ccl alternatv: cò rende fluss de prodott estremamente ntreccat. Per produrre una buona varetà d

5 mx sono necessare una varetà d macchne non specalzzate, che sono mpegnate per temp dvers n relazone alla specfca operazone da segure. Tra una lavorazone e la successva è spesso necessaro un tempo d set-up. In tale contesto rsulta molto complessa la programmazone della produzone l cu obettvo è quello d trovare la confgurazone delle lavorazon che permetta, tenendo conto de vncol delle macchne, d massmzzare la saturazone delle macchne e d mnmzzare la presenza d WIP. Fgura 2: schema rassuntvo delle tpologe de sstem d fabbrcazone e d montaggo. Le macchne vengono dsposte per processo; n dverse zone azendal vengono dsposte macchne con tecnologa smle che svolgono la stessa funzone tecnologca (dsposzone per repart). Tale dsposzon faclta una specalzzazone de repart e cò favorsce una flessbltà al mx d prodotto (capactà d cambare la tpologa d prodotto con temp brev n un reparto). La manodopera n questo ambente è dunque specalzzata e, d conseguenza, s presentano elevat cost per la stessa. Se da una parte abbamo elevat cost d manodopera, dall altra abbamo un basso nvestmento nzale con scars rsch d obsolescenza. Vste le precedent condzon operatve, rsulta che temp d attesa tra due lavorazon successve sono molto elevat e con una forte varabltà; cò comporta un elevato valore del captale nvestto ne prodott d lavorazone (l costo del mnuto lavorato rsulta aggravato dal valore del tempo mproduttvo). Tale tpologa d fabbrcazone a adatta alle produzon su commessa, n cu non s conoscono a pror tp e le quanttà precse del prodotto da fabbrcare, ma tal parametr sono not solo all atto dell acquszone della commessa. Preg del sstema Job-Shop Alta flessbltà Elevata elastctà Investmento rdotto Scarso rscho d obsolescenza Scarso mpatto de guast sulle prestazon del sstema Rapdo avvo d nuove produzon Trasfermento competenze all nterno della medesma tecnologa Dfett della produzone per processo Alt Lead Tme e WIP Elevata varanza de temp d attraversamento Scarsa prevedbltà de temp d consegna Bassa saturazone meda delle macchne Alt cost d manodopera Qualtà non omogenea Elevata rcorrenza d coll d bottgla e, contemporaneamente, d repart o d centr d lavoro nsatur

6 Tabella 2: preg e dfett d un sstema job-shop Dffcoltà d programmazone della produzone Dffcle reperbltà manodopera specalzzata In defntva lo schema d produzone a job-shop rsulta adatto per produzon ad elevato mx, ma basso volume, ed offre una elevata flessbltà (capactà della stazone d cambare l tpo d prodotto n temp brev e a cost bass), pagando però una bassa produttvtà e cost untar d produzone puttosto alt. In Tabella 2 sono rassunt prncpal vantagg e svantagg d un sstema job-shop Dmensonamento d un sstema job-shop. Per l dmensonamento d un job-shop è necessaro basars su un mx produttvo annuo d rfermento: nel caso d produzone su commesse s fa rfermento al budget annuo d commesse, nel caso nvece d una commessa sngola s stma un mx campone sgnfcatvo della produzone annua prevsta. Un altro dato d partenza fondamentale è la defnzone de dvers ccl tecnologc almeno n prma approssmazone. Il dmensonamento d un sstema job-shop può essere affrontato seguendo una sere d fas: Indvduazone del mx produttvo d rfermento Come detto sopra, s devono dentfcare le tpologa d component da produrre, la domanda annua e l calcolo del lotto d produzone Svluppo ccl d lavorazone S deve defnre l cclo d lavorazone valutando eventualmente la presenza d ccl alternatv. Identfcazone delle macchne necessare Data la domanda annua e ccl produttv s determnano le macchne necessare per soddsfare quest due vncol. Calcolo de temp d lavorazone d un sngolo pezzo sulla sngola macchna Tale tempo sarà dato dalla somma delle operazon che vengono fatte sulla sngola macchna Calcolo del fabbsogno d ore produttve annue N per ogn tpo d macchna. N N Tj Q j = j= 1 CSj TPM + 60 j NL j 1 Cm 1 Cu dove abbamo defnto: j = ndce del tpo d pezzo N = numero delle tpologe d pezz dvers T j = tempo d lavorazone del pezzo j sulla macchna [second/pezzo] Qj = quanttà annua da produrre del tpo pezzo j [pezz/anno] C sj = coeffcente d scarto del pezzo j sulla macchna TPM j = tempo d set-up della macchna per produrre l pezzo j. NL j = numero lott anno prodott del pezzo j sulla macchna Cm = Coeffcente d manutenzone (dsponbltà della macchna ) Cu = Coeffcente uomo (msura l effcenza d conduzone della macchna da parte dell uomo) Calcolo ore annue D dsponbl per ogn tpo d macchna D ( t) = a ( t) Cp Cp dove abbamo defnto: a = ore lavorate annuo (dpendente dal numero d turn al gorno e dalle ore d apertura mpanto al netto delle pause). Cp = coeffcente d programmazone [0[Cp[1]. Cp = coeffcente d mprevst personale (scoper).

7 Calcolo numero macchne NM (t) NM ( t) = N D ( t) Analogamente a quanto detto per la produzone a processo, tale valore non sarà un ntero ma dovrà essere approssmato all ntero superore o nferore. La scelta dpende dal costo della macchna, dal tasso d saturazone della stessa, dalla possbltà d rcorrere n outsourcng e da eventual ccl alternatv Produzone per celle Tale soluzone prevede la dsposzone delle macchne n modo ntermedo fra quanto prevsto dalla fabbrcazone n lnea e per repart. Per cella s ntende un gruppo d macchne non tecnologcamente omogenee, ma capac d lavorare completamente gruppo d pezz (famgle) sml sa dal punto d vsta morfologco, sa dal punto d vsta tecnologco. In questo modo s evtano ccl alternatv tra le vare celle e s lnearzzano fluss. La Group Technology permette d defnre tal famgle omogenee d prodott. Le caratterstche della cella n termn d flessbltà, elastctà, presenza d WIP e lead tme sono ntermede tra quelle d un job-shop e quelle d una fabbrcazone n lnea. Analogamente a prma, la Tabella 3 rassume prncpal preg e dfett d tale soluzone. La progettazone d un sstema produttvo organzzato per celle prevede la defnzone delle famgle d pezz da produrre. Fatto cò, s esegue la procedura utlzzata per un job shop: Determnazone mx d progetto Calcolo de fabbsogn orar per rsorsa tecnologca Calcolo d numero d macchne per cascun tpo. La produzone per famgle nasce dalla constatazone che se pezz da lavorare sono sml sa morfologcamente che tecnologcamente, avranno ccl d lavorazone sml e potranno essere lavorat sulle stesse macchne. La Group Technology è una tecnca che consente, a fronte d cost relatvamente bass, una razonalzzazone de fluss produttv. Infatt se s possono utlzzare attrezzature sml, s rducono temp d set-up, e se le macchne vengono dsposte vcne a formare una cella, s rducono anche temp d movmentazone de pezz tra le vare macchne. Il problema fondamentale è dunque quello del rconoscmento e della formazone delle dverse famgle d prodott. A tale proposto, s possono dstnguere fondamentalmente tre approcc dfferent: Classfcazone a vsta: le caratterstche morfologche e tecnologche de pezz vene effettuata n modo ntutvo, attrbuendo dunque ntutvamente pezz alle dverse famgle. Tale metodo è semplce ed economco ma, d altro canto, è soggettvo, poco rpetble ed applcable solo se l numero de pezz è lmtato. Peraltro con tale metodo potrebbero venre trascurat partcolar che nvece rsultano mportant. Producton Flow Analyss (PFA): le famgle sono formate n base alla smltudne de ccl d lavorazone. S parte da una tabella che rporta sulle rghe le macchne rcheste e sulle colonne pezz da lavorare. Permutando rghe e colonne è possble raggruppare famgle d prodott realzzat su macchne sml. Classfcazone con codce: pezz vengono codfcat medante l uso d un opportuno sstema d codfca morfotecnologca e la somglanza de pezz vene rconoscuta attraverso la somglanza del codce che l contraddstngue. È un metodo rpetble, ndpendente dalla persona e dal numero d pezz, e mplementable su un calcolatore. Malgrado sa, naturalmente, pù costoso de metod vst n presenza, s confgura come l metodo mglore a patto d dsporre d un buon codce.

8 Fgura 3: Tavola nzale del sstema d classfcazone OPITZ. Preg del sstema a celle Semplfcazone de fluss d materal Maggore semplctà gestonale Rduzone de temp d set-up Rduzone dmenson lott Rduzone temp d attraversamento Rduzone WIP Rduzone occupazone spazo Rduzone varabltà temp d consegna Allargamento delle manson Arrcchmento delle manson Identfcazone responsabltà d prodotto e d processo Maggore lvello d conformtà qualtatva del prodotto Dfett del sstema a celle Dffcoltà blancamento carch fra celle Maggore rgdtà a varazon d mx, volume e a ntroduzone d nuov prodott Impego talvolta d un numero d macchne superor rspetto all organzzazone per repart Presenza d operazon fuor cella dffcl da gestre Maggore esposzone a guast Problem d consstenza con sstem non organzzat n celle Tabella 3: preg e dfett della soluzone per celle Il codce Optz Tale codce (Fgura 3), studato per l settore delle lavorazon meccanche per asportazone d trucolo ma applcable anche n altr camp, è una buona base per capre l utlzzo d un codce sebbene sa orma stato sosttuto da codc pù modern e compless. Esso non è un codce propretaro e prende n consderazone sa aspett d desgn (morfologa) che d produzone (tecnologc). Esso s compone d due part fondamental: la prma d 5 cfre che descrve la parte

9 morfologca del prodotto (forma prncpale e complessva del pezzo, lavorazone d superfc tonde e pane, lavorazon specal), la seconda d 4 cfre ne descrve la parte tecnologca (dmensone, materale, provenenza del grezzo, tolleranze). Le ultme tpologe d questo codce prevedono l aggunta d una terza parte composta da 4 camp alfanumerc Fabbrcazone per lnee. Nel layout per lnee, le rsorse vengono dsposte sequenzalmente e sono destnate alla produzone d un unco prodotto o, al massmo, d una gamma d prodott molto lmtata e poco dversfcata. La lnea rsulta dunque fortemente specalzzata: la matera prma entra n un lato della lnea e subsce d seguto tutte le lavorazon con bass temp d trasporto tra una stazone e la successva. Non esstono ccl alternatv e la produzone rsulta scandto da un rtmo (tempo d cclo). Tale confgurazone è l opposto rspetto a quanto rscontrato nel job-shop: assenza d set-up e de WIP (almeno teorcamente), elevata rgdtà e forte problem d obsolescenza delle macchne. Questo layout rsulta adatto per tutte quelle azende manfatturere con produzone d massa (automobl, elettrodomestc, rubnettera, ). Con tale layout è possble consegure un costo d produzone pù basso, a patto d avere una rchesta del prodotto elevata e stable. Un fattore molto mportante è avere la lnea blancata per non avere scompens tra le vare stazon e consegure elevat tass d saturazone (crca 80%). Spesso s rcorre alla standardzzazone, coè alla rpetzone d ne prodott d alcun modul n modo da aumentare ulterormente volum produttv. Oltre alla lnea possamo anche avere una confgurazone a transfer rotante che hanno un funzonamento analogo alle lnee ma n cu le stazon sono poste ntorno ad una tavola crcolare che ruota d un angolo fssato ogn fase d lavoro (Fgura 4). La Tabella 4 rassume le prncpal caratterstche, n termn d preg e dfett, della fabbrcazone per lnee. Fgura 4: Layou per lnee

10 Preg del layout per lnee Facltà gestonale Rdotto fabbsogno d manodopera non specalzzata. Lmtata superfce per untà d prodotto Elevata unformtà delle caratterstche qualtatve de prodott Elevata saturazone delle macchne Rdotto WIP Rdott temp d attraversamento Rdotta varabltà de temp d attraversamento Dfett del layout per lnee Notevole rgdtà Investmento elevato Esgenza d un corretto blancamento Rscho d rapda obsolescenza Tabella 4: preg e dfett della produzone per lnee Elevata vulnerabltà a guast Elevato tempo d avvo d nuove produzon Concluson Rprendendo quanto gà detto nzalmente, la scelta d un sstema d produzone dpende dal mx produttvo, da volum produttv e dal valore untaro de prodott (che è fortemente legato al mx produttvo). In partcolare, la produzone su job-shop, valutata l elevata flessbltà, s confgura come un sstema d produzone adatto alla produzone d una varetà d mx con bass volum. All opposto, la produzone per lnee rsulta adatta nel caso n cu l mx d prodotto sa basso (gamma d prodott omogene) ma le quanttà n goco sano rlevant. La soluzone a celle è una soluzone ntermeda che permette una maggore flessbltà della lnea e volum maggor d un jobshop. Fgura 5: Camp tpc d mpego. 3) Produzone per Part: sstem d assemblaggo Con l termne montaggo s ntende la sere d operazon d composzone d part medante nserzone, gustapposzone e unone che permettono l ottenmento d prodott d asseme. In questa sezone presenteremo due tpologe d sstem d assemblaggo: a posto fsso n cu l asseme rmane fsso n una stazone operatva e n lnea n cu l asseme d montaggo s muove attraverso pù stazon messe n sere e cresce passando da una stazone alla successva. Nel contesto del montaggo n lnea, s può ulterormente dstnguere tra trasfermento non vncolato e vncolato sulla base della modaltà d trasfermento dell asseme n montaggo.

11 3.1 Cclo d Montaggo Il cclo d montaggo può essere descrtto medante un grafo che dentfca le precedenze tra le operazon. Ogn operazone è caratterzzata da un tempo medo (M k ) e da una devazone standard (S k ) nel caso d operazone manuale. In genere s assume che la funzone d dstrbuzone del tempo dell operazone sa d tpo gaussano (normale), ovvero temp sano casualmente dstrbut attorno al loro valor medo. Il calcolo de temp d montaggo manuale (M k e S k ) può essere fatto con due metod dfferent: a. Work samplng: metodo spermentale che consste nel rcavare temp med cronometrando pù volte l operatore nell esecuzone delle attvtà d montaggo. È un metodo molto precso che rchede però l esstenza della stazone d lavoro con le attrezzature necessare per esegure l montaggo d cu devono essere rlevat temp. b. Temp standard: tale metodo a sua volta s presenta con due alternatve dfferent: a. MTM (Moton Tme Measurement): n funzone del tpo d movmento (ampezza, peso del componente da muovere), esstono tabelle che rportano l tempo medo d esecuzone dello stesso e la sua devazone standard. È qund suffcente scomporre le operazon d montaggo ne movment elementar che le costtuscono. A questo punto l tempo medo d ogn operazone e la sua devazone standard saranno date dalle seguent espresson: M k = k m dove s è ndcato con l sngolo movmento elementare n cu scomporre l operazone k. b. Temp standard: tale metodo è smle al precedente soltanto che stavolta s utlzzano dat d operazon sem-elementar d cu s conoscono gà temp d esecuzone. Tal temp, nfatt, sono stat precedentemente rlevat spermentalmente e regstrat nell archvo de temp standard azendal. Componendo temp standard come temp d operazon semelementar s ottengono temp med delle operazon d montaggo desderate. 3.2 Tpologe d sstem d assemblaggo Montaggo a posto fsso Questo è l caso n cu le part vengono convoglate verso l asseme n fase d assemblaggo l quale resta fsso n una stazone operatva mentre s compono tutte le operazon d montaggo. È l analogo de sstem job-shop nel caso d fabbrcazone. È adatto per volum d produzone bass, ha un nvestmento rdotto ma elevat cost d manodopera ed è molto flessble al prodotto (l tempo d avvo d nuove produzone è molto lmtato). Questa soluzone s presta bene a due tpc cas; l prmo è quello d macchne d peso e volum rlevant, che rchedono l montaggo d molt component dffcl da movmentare (macchne utensl), l secondo è quello d oggett relatvamente semplc, format da poch component rchest n volum med (ad esempo semplc gocattol). Infne tale soluzone s presta bene per la realzzazone d sole d montaggo: per l assemblaggo d prodott compless e d grand dmenson s delega a un gruppo d persone la responsabltà del montaggo dell ntero oggetto, con la possbltà anche d effettuare forme d job rotaton all nterno del gruppo. In Tabella 5 sono rassunte le prncpal caratterstche d un sstema d montaggo a posto fsso. La progettazone d tale soluzone rchede l effettuazone d due attvtà: Determnazone del numero d stazon d montaggo Lo scopo è quello d rcavare l numero d post N necessar a soddsfare una domanda annua d n prodott dvers. L potes da cu s parte è la conoscenza del cclo d montaggo d ogn prodotto e del tempo totale d montaggo (Ttm ). S procede ora al calcolo delle ore necessare a soddsfare volum d prodotto e al calcolo delle ore dsponbl al netto delle vare perdte e consderando la saturazone del personale. Ponendo m le ore necessare e le d le ore dsponbl ottengo: s k = k s 2

12 m d n Ttm V = C =1 s = C C C a dove abbamo chamato: m = ore d montaggo annue total Ttm = tempo totale d montaggo del prodotto V = volume annuo rchesto del prodotto d = ore annue dsponbl a = ore annue contrattual Cu = coeffcente d saturazone dell operatore (consdera vare component, spesso soggette a contrattazone azendale). Cp = coeffcente mprevst personale (malatta, scoper, ). Cs = coeffcente d scarto (presenza d prodott dfettos da scartare). Csu = coeffcente d set-up (dovuto alla presenza d temp per cambo prodotto). A questo punto è facle determnare l numero N d stazon d montaggo necessare: u N = Progettazone ergonoma del posto d lavoro La progettazone ergonoma del posto d lavoro serve a determnare la corretta dsposzone del tavolo d lavoro, degl attrezz, de contentor della componentstca e d tutto cò che è necessaro all operatore per svolgere le propre attvtà d montaggo. È una fase molto mportante all nterno della progettazone del posto fsso per rdurre la fatca dell operatore, evtare posture e movment nadeguat, evtare che l ambente d lavoro sa dannoso per la salute, ottenere una buona qualtà del lavoro effettuato. Preg del montaggo a posto fsso Lavoro varo (l operatore d fatto compe l ntero cclo d montaggo). Rapdo avvo d nuove produzon Investmento rdotto m d p su Dfett del montaggo a posto fsso Flusso delle part ntreccate Tabella 5: preg e dfett del montaggo a posto fsso. Elevato WIP Notevole occupazone d spazo Dffcle addestramento della manodopera (un operatore deve essere n grado d esegure tutte le lavorazon d assemblaggo) Elevat cost d manodopera Montaggo n lnea L dea d base è che un prodotto vene progressvamente assemblato durante l attraversamento delle vare stazon; la movmentazone degl assem n corso d montaggo avvene a opera d un convoglatore; le stazon sono rgdamente collegate fra loro e, qund, l ordne con cu vengono attraversate s mantene costante nel tempo. Il processo d assemblaggo vene scomposto n una sere d operazon elementar che devono po essere assegnate alle dverse stazon. A cascuna stazone vene po assegnato un operatore che esegue n modo rpettvo le operazon attrbutegl. Il montaggo n lnea è tpcamente adottato n tutt cas n cu volum produttv sano elevat. Defnamo ora parametr fondamental per tale modaltà d assemblaggo: Ts = tempo d stazone: tempo dsponble per ogn stazone operatva. Tc = tempo d cclo: tempo ntercorrente tra l uscta d un asseme e l successvo dalla lnea.

13 Tm = tempo d montaggo attrbuto alla stazon -esma (sommatora de temp med Mk delle operazon assegnate alla stazone -esma). Ttm = tempo totale d montaggo (contenuto d lavoro dell asseme). Tm s = : saturazone dell operatore della stazone -esma. Ts Le lnee d montaggo possono essere classfcate n tre categore, a seconda della modaltà d funzonamento del sstema d movmentazone: Lnea a trasfermento sncrono (o a trasfermento vncolato ntermttente) In questo tpo d lnee, le stazon non sono separate da buffer nteroperazonal e l sstema d movmentazone è d solto un convoglatore al quale sono fssate le bas sulle qual assemblare dvers component. Arrvato ad una stazone, l convoglatore s ferma per un tempo par al tempo d cclo permettendo all operatore d svolgere tutte le sue attvtà. Un problema d questo tpo d lnea è la possbltà d mancato completamento delle operazon assegnate ad una stazone; tale problema derva dalla varabltà de temp delle operazon, per cu l operatore, anche se l tempo medo complessvo delle operazon d sua competenza è mnore del tempo d cclo, può occasonalmente non ruscre a termnare lo operazon a lu assegnate. Per lmtare tale fenomeno è possble rcorrere a due alternatve: dlatare l tempo d cclo (dmnure la saturazone dell operatore) comportando però una dmnuzone della capactà produttva delle lnea a partà d tempo d cclo aumentare l numero d stazon necessare comportando un aumento de cost d nstallazone della lnea. Il questo tpo d lnea l tempo d cclo è dato dalla somma tra l tempo d stazone e l tempo d trasfermento. Fgura 6: funzonamento d una lnea a trasfermento vncolato a ntermttenza. Lnee a trasfermento vncolato contnuo In questo caso, l trasportatore s muove con veloctà costante e molto bassa. Quando un pezzo entra n una stazone, l operatore sale sulla pattaforma d trasporto ed esegue n movmento le operazon d assemblaggo; al termne scende e torna ndetro a ped. Fssata la veloctà del convoglatore v c, la dstanza L tra due sottoassem consecutv n corso d assemblaggo defnsce l valore del tempo d cclo. Ovvero: T = c La determnazone della veloctà del convoglatore è molto mportante poché, a partà d tempo d cclo, una veloctà troppo alta determna una lunghezza della lnea eccessva, dall altra una veloctà bassa costrnge operator dfferent a lavorare a dstanza rdotte l uno dall altro. L v c

14 Fgura 7: funzonamento d una lnea a trasfermento vncolato contnuo. Lnee a trasfermento asncrono (o a trasfermento non vncolato) In questo caso le stazon sono separate da buffer nteroperazonal n grado d accoglere un certo numero d pezz. In questo caso per gl operator non esste pù l vncolo d termnare le operazon d propra competenza rgorosamente entro l tempo d cclo, che può qund essere oltrepassato, sa pure occasonalmente: nfatt, se n una stazone vene occasonalmente superato l tempo d cclo, l suo buffer a monte accogle pezz della stazone precedente, senza causare arrest della lnea. Il generco asseme d montaggo attende un tempo T a (tempo d attesa) prma d entrare n una stazone operatva; quando entra v resta per l tempo d stazone T s. Infne v è l tempo d trasfermento T t. I temp T a e T t n questa tpologa d lnea sono mascherat dalla presenza de polmon. Fgura 8: Funzonamento d una lnea a trasfermento non vncolato. Preg del montaggo n lnea Flusso de materal razonale WIP rdotto Rdotta occupazone d spazo Facle addestramento della manodopera Rdotto costo della manodopera Dfett del montaggo n lnea Lavoro rpettvo Elevato tempo d avvo d nuove produzon Dffcle blancamento Mnore flessbltà rspetto alle altre soluzon Fgura 9: punt d forza e d debolezza del montaggo manuale n lnea Dmensonamento d lnee a montaggo manuale Il dmensonamento d una lnea d montaggo manuale è un processo che passa attraverso seguent punt: Defnzone del grafo d montaggo: tale grafo esprme n modo facle le relazone d precedenza tra le vare operazon. Predetermnazone de temp d esecuzone delle sngole operazon: esstono dfferent modaltà per determnare temp delle operazon; n partcolare le pù dffuse sono metod MTM che

15 mpegano opportune tabelle e metod che s basano sul cronometraggo dell operazone per un numero d volte statstcamente sgnfcatvo Defnzone del tempo d cclo: nota la potenzaltà produttva opportunamente maggorata per consderare gl scart, l tempo d cclo non è altro che l suo nverso Blancamento della lnea: allocare le operazon da esegure alle dverse stazon, nel rspetto d determnat vncol e sulla base d obettv specfc. D tale argomento tratteremo con maggor dettaglo nel prossmo paragrafo. Dmensonamento della manodopera: è possble anche avere pù d un operatore all nterno della stessa stazone (oggett d grosse dmenson che permettono l ntervento d pù operator senza ntralcars). È mportante anche l dmensonamento d operator jolly che ntervengono nel caso che altr operator s allontanno dalla lnea Blancamento della lnea Il termne blancamento derva dal fatto che, n generale, nell effettuare la rpartzone delle operazon tra le stazon è sempre convenente fare n modo che l tempo complessvo delle operazon allocate a ogn stazone sa l pù possble unforme. Il blancamento d una lnea può essere effettuato con rfermento a dvers obettv che possono essere classfcat n due categore: Obettv tecnc: o Dato l tempo d cclo, s mnmzza l numero d stazon necessaro per soddsfare una data potenzaltà o Nel caso d lnee a trasfermento sncrono o a trasfermento contnuo n cu è problematco l mancato completamento, un obettvo può essere la mnmzzazone della probabltà che n una o pù stazon venga superato l tempo d cclo. Il rscho n questo contesto è quello d generare un numero d stazon troppo elevato. Obettv economc: s hanno le seguent potes d partenza o Il sottoasseme ncompleto contnua a vaggare lungo la lnea e su d esso verranno effettuate solamente le operazon che non rchedono la precedenza d quella non completata o V è solo un operatore per ogn stazone A partre dalle precedent potes l obettvo è quello d mnmzzare l costo totale atteso dato dalla somma del costo d lnea e del costo d mancato completamento (Fgura 10). Fgura 10: Mnmzzazone del costo totale. Nella realtà, l perfetto blancamento non esste per la presenza d vncol tecnc e per l fatto che cascuna delle operazon elementar con cu dvdo un attvtà d montaggo ha un tempo dverso dalle altre operazon elementar. I vncol che ostacolano la rcerca d una soluzone del blancamento sono seguent: Rspetto del tempo d cclo: l carco d lavoro d ogn stazone non deve superare l tempo d cclo per non generare ncomplet Rspetto delle relazon d precedenza: c sono vncol d natura tecnologca che mpongono d esegure alcune operazon prma d altre (grafo d montaggo).

16 Incompatbltà fra operazon che non possono essere assegnate alla stessa stazone: ad esempo per problem d scurezza o d ngombro. Opportuntà o necesstà d allocazone d alcune operazon presso la stessa stazone: c sono operazon che rchedono la stessa attrezzatura o lo stesso poszonamento per cu rsulta convenente allocarle sulla stessa stazone Vncol dervant dalla gestone de fluss de materal: ad esempo raggruppare l materale n un numero rdotto d stazon per esgenze d movmentazone. Vncol d spazo Necesstà od opportuntà d utlzzare pù operator per stazone: Dversa qualfca degl operator: non tutt gl operator sono n grado s assolvere le medesme manson; ad esempo gl operator jolly dovranno essere n grado d svolgere pù manson per sopperre alle mancanze d dverse stazon. Un metodo utlzzato per l blancamento d una lnea è l massmo grado d saturazone degl operator mposto. Defnt: t = tempo d esecuzone dell operazone -esma S = nseme delle operazone assegnate all operatore TC = tempo d cclo Defnamo l massmo grado d saturazone dell operatore come: A questo punto, fssando un valore lmte α del grado d saturazone, per ogn stazone deve rsultare che: 0[GS[α. Alla base d tale metodo c è l fatto d consderare temp esecuzone delle operazon determnstc. Naturalmente questa è un potes che nel reale non s realzza. Tuttava questo metodo è utlzzato n quanto è molto semplce e non rchede d essere mplementato su un calcolatore Concluson Smlmente a quanto fatto ne sstem d fabbrcazone, anche qu la scelta d un sstema d produzone dpende dal mx produttvo, da volum produttv e dal valore untaro de prodott. In rfermento alla Fgura 11, per bass volum d produzone ma elevato mx l montaggo a posto fsso è l pù adatto poché flessble e rapdo al cambo produzone. All aumentare de volum d produzone, è nvece preferble adottare una soluzone a lnee che permette un costo untaro mnore e gustfca l elevato nvestmento per una lnea (eventualmente dedcata). In una stuazone ntermeda, come per le celle ne sstem d fabbrcazone, anche le celle d montaggo permettono una maggore flessbltà della lnea e sono adatte a volum maggor rspetto ad un montaggo a posto fsso. Fgura 11: Camp tpc d mpego