Group Technology e Cellular Manufacturing

Transcript

1 Group Technology e Cellular Manufacturing La GT è applicata al meglio sotto le seguenti condizioni: L azienda ha una produzione in lotti e il layout è per processo I componenti sono raggruppabili in famiglie X applicare la GT bisogna svolgere 2 attività: Identificare le famiglie di componenti Riorganizzare le macchine in celle

2 Group Technology e Cellular Manufacturing Vantaggi della Group Technology: Standardizzazione nelle attrezzature, elementi di fissaggio e setup Riduzione della movimentazione dei semilavorati Semplificazione nella pianificazione e programmazione della produzione Riduzione dei tempi di setup Riduzione del work-in-progress

3 Famiglie di componenti I componenti di una famiglia sono simili in forma e dimensioni oppure per le fasi del processo produttivo

4 Famiglie di componenti I componenti di una famiglia sono simili in forma e dimensioni oppure per le fasi del processo produttivo

5 Famiglie di componenti

6 Famiglie di componenti

7 Famiglie di componenti Ci sono 3 metodi principali x organizzare le famiglie: Analisi visiva, Classificazione e codifica dei componenti, Analisi dei flussi produttivi.

8 Classificazione e codifica Il piano di codifica è basato sulle somiglianze Si distinguono 2 categorie di somiglianze Attributi di progetto Attributi di produzione

9 Classificazione e codifica Gli argomenti a favore dei piani di codifica sono: Reperimento progetti Pianificazione di processo automatica Progetto delle celle X classificare i componenti bisogna esaminarli tutti o usare un software ad hoc Talvolta l analisi può essere condotta su un campione

10 Classificazione e codifica Sono stati presentati vari piani di codifica, ma nessuno si è affermato in modo definitivo perché ogni piano dovrebbe essere specifico x un azienda

11 Classificazione e codifica Un sistema di codifica può essere basato su (i) attributi di progetto, (ii) attributi relativi alla produzione, (iii) entrambi

12 Classificazione e codifica Un sistema di codifica può essere basato su (i) attributi di progetto, (ii) attributi relativi alla produzione, (iii) entrambi

13 Classificazione e codifica I piani di codifica possono essere: Gerarchici (o monocodice): il significato del valore di un digit dipende dal valore dei precedenti A catena (o policodici): ): il significato del valore di un digit è sempre lo stesso Misto: è un ibrido tra i precedenti

14 Classificazione e codifica I piani di codifica misti sono i + diffusi Il numero di digit può variare tra 6 e 30 I piani di codifica + recenti prendono in considerazione sia aspetti progettuali che di produzione => elevato numero di digit => si tende ad utilizzarli mediante computer

15 Classificazione e codifica Fra i + importanti codici si ricordano: Opitz, Brisch, MultiClass

16 Classificazione e codifica Il sistema di Opitz è stato sviluppato ad Aachen È il codice + conosciuto È dedicato ai pezzi prodotti x asportazione di truciolo Ha una struttura del tipo: ABCD

17 Classificazione e codifica Figure Classification and coding system according to Opitz, consisting fo 5 digits and a supplementary code of 4 digits.

18 Classificazione e codifica

19

20 Classificazione e codifica

21 Classificazione e codifica MultiClass è stato sviluppato dall Organizzazione x la Ricerca Industriale (OIR) È piuttosto flessibile perché può essere personalizzato È applicabile a una vasta gamma di prodotti In una specifica configurazione di MultiClass possono essere inclusi fino a 9 tipi di componenti

22 Classificazione e codifica Può arrivare a 30 digit divisi in 2 parti, una fornita da OIR, la seconda è personalizzabile Un prefisso indica il tipo di componente

23 Classificazione e codifica

24

25 Analisi del flusso di produzione È un metodo x identificare famiglie di componenti e i gruppi di macchine a loro associati Invece delle informazioni contenute nei disegni, usa quelle che si possono derivare dai cartellini di produzione I componenti con cartellini simili fanno parte della stessa famiglia

26 Analisi del flusso di produzione Fasi Raccolta di dati (ogni operazione è associata alla macchina perciò, note le operazioni si fissano anche le macchine) Scelta del percorso: a questo scopo ad ogni operazione o macchina si associa un codice

27 Analisi del flusso di produzione Fasi Raccolta di dati (ogni operazione è associata alla macchina perciò, note le operazioni si fissano anche le macchine) Scelta del percorso: a questo scopo ad ogni operazione o macchina si associa un codice

28 Analisi del flusso di produzione

29 Analisi del flusso di produzione Il punto debole dell analisi dei flussi di produzione sta nel derivarli dalle procedure correnti => il raggruppamento delle macchine può non essere ottimale La qualità di questa procedura sta nell essere una procedura molto + rapida di classificazione e codifica

30 Analisi del flusso di produzione Il punto debole dell analisi dei flussi di produzione sta nel derivarli dalle procedure correnti => il raggruppamento delle macchine può non essere ottimale La qualità di questa procedura sta nell essere una procedura molto + rapida di classificazione e codifica

31 Produzione a celle È un applicazione della Group Technology in cui macchine o tecniche produttive diverse sono aggregate in celle, ognuna delle quali è dedicata alla produzione di un prodotto, di una famiglia di prodotti o a un gruppo di famiglie

32 Produzione a celle Gli obiettivi sono: Ridurre i lead-time di produzione Ridurre il work-in-process Aumentare la qualità Semplificare la programmazione della produzione Ridurre i tempi di setup

33 Produzione a celle Il concetto di componente composito è la logica conseguenza della definizione di famiglia di componenti È un componente ipotetico che comprende tutte le caratteristiche progettuali e di produzione della famiglia Esiste sempre una correlazione tra caratteristiche progettuali e di produzione

34 Produzione a celle

35 Produzione a celle

36 Produzione a celle Il progetto della cella ne determina le prestazioni Le celle sono classificate sulla base (i) del numero di macchine che ne fanno parte (ii) sul livello di automazione nella movimentazione dei semilavorati e (iii) sulla varietà di prodotti realizzati

37 Produzione a celle Identifichiamo 4 possibili configurazioni: Celle con una macchina, Celle con + macchine e movimentazione manuale, Celle con movimentazione semi-integrata Cella di lavorazione flessibile, detta anche FMS

38 Produzione a celle Le celle con una macchina sono adatte x realizzare prodotti che richiedano un solo tipo di lavorazione Le celle con + macchine e movimentazione manuale si usano x realizzare una o + famiglie

39 Produzione a celle Questo layout è considerato adatto quando ci sono variazioni nel flusso tra i componenti realizzati

40

41 Produzione a celle In un sistema produttivo in cui si realizzano + prodotti si possono distinguere 4 tipi di movimentazione

42 Produzione a celle Se la movimentazione è di tipo in-sequence, un layout in linea o ad U sono adatti Se bisogna ripetere delle operazioni, spesso sono necessarie macchine in parallelo Con movimentazione a bypass è appropriato il layout a U Se bisogna movimentare all indietro, si usa un layout chiuso o rettangolare

43 Produzione a celle Altri fattori di cui si deve tener conto sono: Quantità di lavoro da svolgere nella cella Dimensioni, forma, peso e altre caratteristiche fisiche dei prodotti Concetto di macchina chiave Si desidera distribuire il carico di lavoro tra le macchine della cella nel modo + bilanciato possibile

44 Produzione a celle Concetto di macchina chiave Si desidera che la macchina chiave divenga il collo di bottiglia della cella Di fatto la cella viene costruita attorno alla macchina chiave Si analizza x quali prodotti si usa la macchina chiave e quali macchine di supporto sono necessarie x completare la realizzazione dei prodotti

45 Applicazioni della GT Le + frequenti applicazioni sono nella produzione Si hanno 3 modalità di applicazione: Programmazione e percorso di prodotti simili attraverso le stesse macchine in modo informale Celle virtuali. Si creano le famiglie di prodotti e si stabiliscono le macchine dedicate senza modificare il layout Celle formali

46 Applicazioni della GT Altre applicazioni riguardano la pianificazione di processo, la gestione degli utensili e la programmazione delle macchine utensili La pianificazione di un nuovo processo è semplificato dall identificazione di famiglie I componenti di una famiglia dovrebbero richiedere setup, utensili ed elementi di fissaggio simili

47 Applicazioni della GT Si cerca di sfruttare fissaggi modulari, facilmente adattabili ai componenti di una famiglia Un approccio simile si usa nella programmazione delle MU (programmazione parametrica)

48 Applicazioni della GT Nella progettazione di prodotto la GT viene usata nello sviluppo di sistemi di recupero da archivio Nella maggior parte dei casi si usano piani di codifica Altre applicazioni sono la standardizzazione di parametri di progetto, come tolleranze, raccordi, smussi, fori, filetti

49 Applicazioni della GT

50 Applicazioni della GT

51 Applicazioni della GT

52 Analisi quantitativa nella produzione a celle Consideriamo 2 aspetti: (1) raggruppamento di componenti e macchine in famiglie, (2) organizzazione di macchine in celle Il primo aspetto viene trattato con il rank order clustering Nel secondo facciamo uso di regole euristiche di Hollier

53 Analisi quantitativa nella produzione a Rank order clustering celle Vogliamo raggruppare le macchine disponibili in un impianto x formare celle (cioè si vogliono identificare le famiglie di prodotti) Si applica nell analisi dei flussi di produzione Si parte da una matrice di incidenza che documenta il percorso dei semilavorati in officina

54 Analisi quantitativa nella produzione a Rank order clustering celle È finalizzata a trasformare la matrice di incidenza in una serie di blocchi che rappresentano le famiglie di prodotti e i gruppi di macchine associati 1. in ogni riga si leggono gli 1 e gli 0 come numeri binari; si ordina in modo decrescente 2. Se la numerazione delle righe è la stessa che al passaggio precedente si passa al punto 7

55 Analisi quantitativa nella produzione a Rank order clustering celle 1. in ogni riga si leggono gli 1 e gli 0 come numeri binari; si ordina in modo decrescente 2. Se la numerazione delle righe è la stessa che al passaggio precedente si passa al punto 7 3. Si riordinano le righe in modo decrescente 4. In ogni colonna si leggono gli 1 e gli 0 come numeri binari e si ordinano le colonne in modo decrescente

56 Analisi quantitativa nella produzione a Rank order clustering celle 4. In ogni colonna si leggono gli 1 e gli 0 come numeri binari e si ordinano le colonne in modo decrescente 5. Numerando da sinistra a destra, se l ordine delle colonne è lo stesso che al punto precedente, va al punto 7 6. Si ordinano le colonne in modo decresente partendo da sinistra; va allo step 1 7. stop

57 Analisi quantitativa nella produzione a Rank order clustering celle

58 Analisi quantitativa nella produzione a Rank order clustering celle

59 Analisi quantitativa nella produzione a Rank order clustering celle

60 Analisi quantitativa nella produzione a Rank order clustering celle Siamo riusciti a dividere prodotti e macchine in 3 gruppi mutuamente esclusivi

61 Analisi quantitativa nella produzione a Rank order clustering celle Siamo riusciti a dividere prodotti e macchine in 3 gruppi mutuamente esclusivi (situazione fortunata)

62

63 Analisi quantitativa nella produzione a Rank order clustering celle

64 Analisi quantitativa nella produzione a Rank order clustering celle

65 Analisi quantitativa nella produzione a Rank order clustering celle Soluzioni alternative al raddoppio delle macchine critiche: 1. Modifica dei percorsi dei semilavorati, 2. Riprogettare i prodotti 3. Comprare i prodotti all esterno

66 Analisi quantitativa nella produzione a celle Disposizione delle macchine in una cella, metodo 1 di Hollier Sviluppare la tabella From-To Determinare x ogni macchina le somme From e To Assegnare le macchine alla cella sulla base delle somme minime

67 Analisi quantitativa nella produzione a celle Disposizione delle macchine in una cella, metodo 1 di Hollier Regole di spareggio 1) Se si verifica un pareggio tra il minimo To o il minimo From si sceglie la macchina col minimo rapporto From/To 2) Se entrambe le somme sono uguali x una macchina si passa alla macchina successiva con la somma + bassa 3) Se il minimo To è uguale al minimo From una macchina è messa all inizio e una alla fine

68 Analisi quantitativa nella produzione a celle Disposizione delle macchine in una cella, metodo 1 di Hollier Riformattare la tabella eliminando le righe e le colonne corrispondenti alle macchine selezionate e ricalcolare le somme From e To Ripetere gli ultimi 2 step finchè tutte le macchine sono state assegnate

69 Analisi quantitativa nella produzione a celle Disposizione delle macchine in una cella, metodo 1 di Hollier

70 Analisi quantitativa nella produzione a celle Disposizione delle macchine in una cella, metodo 1 di Hollier

71 Analisi quantitativa nella produzione a celle Disposizione delle macchine in una cella, metodo 2 di Hollier Costruire la tabella From-To Calcolare il rapporto From/To x tutte le macchine Ordinare le macchine secondo il rapporto From/To decrescente In caso di pareggio, la macchina col valore From maggiore precede quella col valore minore

72 Analisi quantitativa nella produzione a celle Disposizione delle macchine in una cella, metodo 2 di Hollier

73 Analisi quantitativa nella produzione a celle Disposizione delle macchine in una cella, metodo 2 di Hollier

74 Analisi quantitativa nella produzione a celle 2 metodi x misurare le prestazioni delle soluzioni nel sequenziamento delle macchine sono: La percentuale degli spostamenti in sequenza La percentuale degli spostamenti all indietro

75 Analisi quantitativa nella produzione a celle Numero di spostamenti in sequenza: = 95 Numero di spostamenti all indietro: = 15 Numero totale di spostamenti = /135 = 70,4% - 15/135 = 11,1%