Classificazioni dei sistemi di produzione

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1 Classificazioni dei sistemi di produzione Sistemi di produzione 1

2 Premessa Sono possibili diverse modalità di classificazione dei sistemi di produzione. Esse dipendono dallo scopo per cui tale classificazione viene effettuata, quindi dalla prospettiva secondo cui ci si pone. Sistemi di produzione 2

3 Vale rilevare che: un sistema produttivo reale contiene spesso aspetti riconducibili a diverse classificazioni; i diversi sottosistemi possono essere differenti (ad esempio, una linea di fabbricazione all interno di un reparto job shop). Le diverse tipologie produttive hanno comunque significato strategico: dipendono dal mercato di riferimento; dipendono dalle tecnologie; dipendono dalle scelte strategiche dell impresa. Sistemi di produzione 3

4 Criteri base per la scelta dei sistemi produttivi Progetto del prodotto e livello di qualità: il progetto del prodotto configura i processi necessari per l ottenimento del prodotto a partire da materiali e componenti; la qualità progettata può essere effettivamente ritrovata nel prodotto solo tenendo conto delle caratteristiche e delle prestazioni ottenibili dal processo di produzione. Sistemi di produzione 4

5 Caratteristiche del mercato e flessibilità necessaria: si devono considerare variabilità di volumi e di preferenze; processi flessibili richiedono impianti e macchine flessibili e operatori adattabili a compiti diversi. Aspetti legati a quantità e capacità: è naturalmente diverso progettare un prodotto e un processo per la realizzazione di una o di molte unità; quantità di prodotto richieste e processo produttivo scelto influenzano la capacità richiesta. Sistemi di produzione 5

6 Coinvolgimento del cliente: dipende dalla personalizzazione del prodotto e dal livello di servizio che l impresa intende offrire; ha forti ricadute al di fuori della funzione produzione. Decisioni make or buy : hanno forti ricadute al di fuori della funzione produzione; le motivazioni alla base della scelta sono molteplici. Sistemi di produzione 6

7 Classificazione secondo il modo di soddisfare la domanda (asse mercato) Produzione su commesse singole ordini diversi per quantità unitarie (o limitate); elevata differenziazione dei prodotti; la commessa necessita dell elaborazione di un progetto ad hoc; elevato contenuto di servizio; innovazione dei prodotti frequente; i clienti sono sensibili a: progetto, qualità, velocità e affidabilità delle consegne, innovazione. Sistemi di produzione 7

8 Produzione su commesse ripetitive prodotti differenziati per clienti stabili; forniture scaglionate nel tempo; i clienti sono sensibili a: qualità, velocità e affidabilità delle consegne, flessibilità alla varietà e ai volumi, innovazione. prodotti da catalogo per clientela vasta; la progettazione e l ingegnerizzazione precedono l ordine; i clienti sono sensibili a: qualità, velocità e affidabilità delle consegne, varietà dei prodotti, prezzo. Sistemi di produzione 8

9 Produzione per il magazzino la produzione precede l ordine; volumi di prodotti spesso poco differenziati (prodotti standard); il progetto e la qualità dei prodotti sono determinati sulla base di indagini di mercato per determinare necessità e preferenze (possibile segmentazione); le varietà dei prodotti sono rigidamente determinate; i clienti sono sensibili a: prezzo, velocità di consegna, qualità. Sistemi di produzione 9

10 Classificazione secondo il modo di realizzare il volume di produzione (asse gestionale) Produzioni unitarie le attività produttive concorrono alla realizzazione del singolo ordine; variabilità dei cicli produttivi molto spinta flessibilità è condizione necessaria; Sistemi di produzione 10

11 spesso avviene l acquisizione di capacità produttiva esterna per: sopperire a carenze di capacità transitorie; lavorazioni specializzate; il tempo di consegna è spesso un fattore critico: internamente: per la complessità della gestione di più commesse in parallelo; esternamente: per il mantenimento della competitività dell impresa. Sistemi di produzione 11

12 Produzioni intermittenti (a lotti) tenuto conto di incrementi nei costi di investimento e di crescente complessità gestionale, può assicurare un alta varietà di prodotti e di volumi; il ciclo di lavorazione riguarda lotti di prodotti tra loro omogenei. In generale: sistemi produttivi flessibili alta varietà bassa saturazione, sistemi produttivi dedicati alti volumi alta saturazione; Sistemi di produzione 12

13 Incrementi di utilizzazione degli impianti si possono ottenere: raggruppando elevati volumi di prodotti in ogni fase del processo produttivo, producendo molti prodotti dello stesso tipo (riduzione dei tempi di riattrezzaggio), utilizzando i tempi di attesa tra lavorazioni successive (ad esempio, per ispezioni). Sistemi di produzione 13

14 Produzioni continue le stazioni di lavoro sono disposte secondo la sequenza delle fasi successive di lavorazione; uno o più materiali base sono sottoposti a cicli produttivi che rimangono costanti per tempi lunghi; si hanno flussi ininterrotti di prodotti con caratteristiche omogenee nel tempo; i volumi elevati e le caratteristiche dei materiali base ne consentono un facile trasferimento lungo le diverse fasi; gli impianti operano spesso 24 ore al giorno tutti i giorni; Sistemi di produzione 14

15 le fasi di lavorazione sono altamente automatizzate, spesso l operatore umano ha solo funzioni di controllo; si hanno elevati investimenti tecnologici e impiantistici; il fattore critico è il costo di produzione necessità di elevati volumi; elevata rigidità dei sistemi di produzione; l elemento base della gestione è la tecnologia produttiva; nel caso di unità discrete di prodotto si parla spesso di produzione ripetitiva. Sistemi di produzione 15

16 Relazioni tra tipi produttivi: esempi Commesse singole Es. Impianti complessi Commesse ripetitive Es. macchinari, impianti, attrezzature Es. componentistica per diversi settori. Es. prodotti chimici Prod. per magazzino Es. componenti standard Es. prodotti di largo consumo Unitarie Intermittenti Continue Sistemi di produzione 16

17 Relazioni tra tipi di produzione e volumi: esempi Unitarie Impianti Appar. speciali Intermittenti Componenti e prodotti ad alto contenuto tecnologico Prodotti personalizzati e con varianti Prodotti standardizzati e di serie Continue Produzione petrolchimica Basso Volume Alto Sistemi di produzione 17

18 Classificazione sulla base del modo di realizzare il prodotto (asse tecnologico) Produzione per processo trasformazione fisica, chimica o della natura dei componenti; il ciclo tecnologico è definito e, spesso, vincolante (ciclo tecnologico obbligato); problemi principali di tipo tecnologico; si può adottare una gestione di tipo continuo o intermittente (indipendentemente dai flussi continui o discontinui di materiali buffer di processo). Esempio: prodotti petrolchimici. Sistemi di produzione 18

19 Produzione per parti (manifatturiera) comprendono: una fase di fabbricazione, modifica di forma, dimensioni ecc., una fase di montaggio, formazione di assiemi; i cicli tecnologici ammettono varianti (ciclo tecnologico non obbligato); problemi principali di tipo impiantistico e gestionale. Esempio: industria automobilistica. Sistemi di produzione 19

20 Fabbricazioni Produzione per reparti (job shop) ciascun ordine di lavorazione (pezzo unico o lotto) richiede operazioni da più centri di lavoro; il ciclo tecnologico può ammettere alternative; spesso sono utilizzate stazioni di lavoro general purpouse; Sistemi di produzione 20

21 elevata varietà di cicli aggregazione delle macchine per lavorazioni omogenee (reparti con omogeneità tecnologica); flussi intrecciati; difficoltà gestionale progressiva da produzioni ripetitive a commesse singole; il raggruppamento di macchine e operatori facilita l utilizzo di attrezzature comuni; flessibilità operativa; sono spesso associabili alla produzione intermittente. Sistemi di produzione 21

22 Produzione per cellule (cell production) lavorazione di famiglie di prodotti con cicli omogenei; cellule di macchine tecnologicamente non omogenee; flussi non intrecciati; flessibilità operativa contenuta; si può perseguire maggiore efficacia qualora: il progetto dei prodotti preveda molti elementi comuni, le informazioni e le attrezzature necessarie siano posizionate all interno della cellula, gli operatori abbiano una formazione interfunzionale. Sistemi di produzione 22

23 Linee di produzione per prodotto (transfer lines) produzioni di elevate quantità poco differenziate; insieme di macchine che realizzano una sequenza rigida e prestabilita di lavorazioni; flusso di materiali lineare; il flusso costante dei materiali garantisce il contenimento del work-in-process; la specificità delle stazioni di lavoro consente un contenimento dei costi (attrezzaggi); la costanza delle sequenze implica semplicità gestionale ma scarsa flessibilità operativa; sono associabili alla produzione ripetitiva e continua. Sistemi di produzione 23

24 Confronto tra tipi di fabbricazione Job shop Linea Volumi di produzione ++ Flessibilità ++ Aspetti legati alla progettazione + Aspetti di gestione + Costi di investimento + Obsolescenza + Avvio di nuove produzioni ++ Tempi di attraversamento ++ Work-in-process ++ Saturazione + Uniformità della qualità + Vulnerabilità ai guasti + Sistemi di produzione 24

25 Montaggi Con riferimento al prodotto che viene montato si possono considerare: montaggio a posto fisso: il prodotto viene montato in una localizzazione fissa dagli operatori, che hanno a disposizione le macchine e le attrezzature necessarie. Sistemi di produzione 25

26 montaggio a trasferimento (linea): linee a ritmo non imposto stazioni di lavoro in successione e buffer di disaccoppiamento; collegamento con trasporti, spesso meccanizzati; il montaggio può avvenire in modo sequenziale oppure ci può essere il montaggio di più sottoassiemi convogliati ad un assiemaggio finale (montaggio stellare); Sistemi di produzione 26

27 linee a ritmo imposto stazioni di lavoro collegate da un trasporto che impone la cadenza a tutta la linea; possono esserci buffer di disaccoppiamento; linee a trasferimento continuo serie di stazioni poste lungo un convogliatore in moto continuo; riguarda per lo più prodotti voluminosi in grande serie (es. automobili). Sistemi di produzione 27

28 Con riferimento all organizzazione del lavoro si possono considerare: montaggi parcellizzati netta divisione tra attività di montaggio, ispezione, collaudo, riparazione; ogni operatore conosce un limitato segmento del ciclo di produzione; Sistemi di produzione 28

29 montaggi ricomposti gli operatori agiscono su una porzione rilevante del ciclo; gli operatori eseguono in genere sia attività di montaggio, sia controlli, riparazioni ecc.; montaggi a isola la responsabilità di realizzazione di una rilevante parte del ciclo è assegnata ad un gruppo di operatori; il gruppo svolge tutte le attività di montaggio, i controlli e i collaudi; possono essere presenti forme di rotazione del lavoro. Sistemi di produzione 29

30 Corrispondenza prodotto-processo Una produzione focalizzata richiede che i processi utilizzati siano i più efficaci per produrre gli attributi di prodotto scelti. Scegliere il processo adatto per il prodotto è importante per perseguire la strategia di produzione. Uno strumento di supporto è costituito dalla matrice prodotto-processo. Sistemi di produzione 30

31 Sull asse orizzontale si riporta la varietà di prodotto e su quella verticale la flessibilità di processo. L asse verticale misura quindi la capacità del processo di produrre la varietà richiesta. Idealmente un tipo di processo è adatto a un tipo specifico di varietà di prodotto. Tale corrispondenza ideale identifica le tipologie poste sulla diagonale della matrice. Al di fuori della diagonale sono identificabili delle inefficienze. Sistemi di produzione 31

32 eccesso di flessibilità linea di corrispondenza naturale eccesso di rigidità Sistemi di produzione 32

33 Si osservi che la matrice pone in relazione un solo attributo di prodotto con una sola competenza di processo. In realtà sono presenti relazioni: tra flessibilità di processo e costo del prodotto (la standardizzazione comporta economie di scala); tra flessibilità di processo e tempi di risposta (il tempo di attraversamento delle linee è più breve di quello dei job shop). Si noti invece che la qualità di prodotto può (e deve) essere ottenuta indipendentemente dal tipo di processo. Sistemi di produzione 33

34 Classificazione di Wortmann Engineer to order (ETO) personalizzazione completa (anche su disegni e specifiche del cliente); responsabilità delle fasi pre-produzione: progetto specifiche acquisti impresa e/o cliente; impresa e/o cliente; impresa e/o cliente; attività post-ordine: (progetto), (specifiche), ingegnerizzazione, (acquisti), fabbricazioni, assemblaggi, consegna; generalmente produzione su commesse singole. Esempi: macchinari complessi, impianti. Sistemi di produzione 34

35 Purchase to order (PTO) prodotti personalizzati e spesso ad elevato livello tecnologico; l acquisto di parte dei componenti o materiali è concordato con il cliente; l acquisizione di tali item avviene a valle dell ordine; la pianificazione e gestione degli acquisti post ordine assume un ruolo rilevante. Esempio: impianti produttivi realizzati da società di ingegneria Sistemi di produzione 35

36 Make to order (MTO) personalizzazione effettuata: modificando progetti esistenti (nuove specifiche); variando progetti modulari (opzioni); assente (prodotti standard complessi); responsabilità delle fasi pre-produzione: progetto specifiche acquisti impresa; impresa e/o cliente; impresa (a volte cliente); Sistemi di produzione 36

37 attività post-ordine: (specifiche), (ingegnerizzazione), (acquisti), fabbricazioni, assemblaggi, consegna; la produzione può avvenire utilizzando componenti o sottogruppi standard; produzione su commesse singole o ripetute. Esempi: attrezzature industriali (es. sistemi refrigeranti), strumentazione industriale, componenti elettronici complessi. Sistemi di produzione 37

38 Assemble to order (ATO) personalizzazione effettuata: variando progetti modulari (opzioni); assente (prodotti standard complessi); prevede: produzione di sottogruppi standard; assemblaggio finale post ordine; elevata differenziazione di end-item, accomunati da sottogruppi standard; produzione su previsione dei sottogruppi e su commessa dei codici finali; sono costituite scorte di sottogruppi. Esempi: automobili, elaboratori elettronici. Sistemi di produzione 38

39 Make to stock (MTS) prodotti standard a limitata complicanza; gli item (o codici) considerati dal piano principale di produzione coincidono spesso con gli end-item della distinta base; produzioni del prodotto finito su previsione; costituzione di scorte di prodotto finito. Esempi: prodotti di consumo (lampadine, elettrodomestici) Sistemi di produzione 39

40 Classificazione e strategia produttiva La classificazione appena vista ha un profondo significato strategico: si delineano i contenuti di prodotto + servizio che il fornitore intende dare al cliente; ciò influisce sui tempi di consegna (delivery lead time): dal ricevimento dell ordine al suo completamento e consegna; Sistemi di produzione 40

41 si definisce il grado di coinvolgimento del cliente nelle fasi di: progettazione del prodotto, acquisizione dei materiali, produzione, consegna, stato delle scorte. Il coinvolgimento e l influenza del cliente aumentano da MTS a ETO. A qualunque livello, in generale, i prodotti personalizzati sono realizzati o completati dopo il ricevimento dell ordine. Sistemi di produzione 41

42 Schematizzazione delle tipologie produttive Tempo di consegna Progettazione Acquisti Fabbricazioni Montaggi Spedizione ETO Tempo di consegna Acquisti Scorte Fabbricazioni Montaggi Spedizione MTO Tempo di consegna Fabbricazioni Scorte Montaggi Spedizione ATO Tempo di consegna Fabbricazioni Montaggi Scorte Spedizione MTS Sistemi di produzione 42

43 Le decisioni in termini di tipologia di prodotto e servizio la complessità della gestione delle singole commesse dipendono inoltre: dal portafoglio clienti (un cliente, pochi, molti); dal tipo di relazione con i clienti (occasionale o duratura); dal numero e tipo di materiali utilizzati (da pochi utilizzati regolarmente a molti utilizzati saltuariamente); dal tipo di fornitura (nuova fornitura, modifica di precedenti forniture, commessa ripetitiva). Sistemi di produzione 43

44 Le diverse tipologie produttive viste incidono soprattutto su: complessità gestionale della produzione (flussi di materiali e di informazioni); grado di integrazione delle diverse macro-attività (progettazione, ingegnerizzazione, fabbricazioni, assemblaggi, gestione materiali); complessità delle infrastrutture di supporto; rapporti di fornitura. Sistemi di produzione 44

45 Engineer to order "Punti di entrata" degli ordini Progettazione Ingegnerizzazione CLIENTI FORNITORI Make to order Assemble to order Make to stock Fabbricazioni Montaggi Semilavorati Montaggi Prodotti Finiti Sistemi di produzione 45

46 Buffer di protezione (o disaccoppiamento) Tra i fattori competitivi è sempre più sentita l esigenza di abbreviare il lead time (time based competition). Tipologie diverse di mercati (e prodotti) valutano tale grandezza in modo diverso. Considerando la totalità delle fasi del processo di produzione, le imprese attivano dei buffer di protezione (buffer barrier) in alcuni punti del processo allo scopo di contenere l incertezza legata alla variabilità delle domanda. Sistemi di produzione 46

47 Buffer di protezione Scopo produzione a monte MTS scorta prodotti finiti assicurare livello scorte finiti ATO scorta sottogruppi standard assicurare fabbisogni a valle MTS fasi di lavorazione intermedie assicurare fabbisogni a valle ETO fase di progettazione - Le fluttuazioni a valle del buffer possono essere gestite in termini di: flessibilità; capacità. Sistemi di produzione 47

48 Nel caso MTO la tendenza è spingere a valle per quanto possibile il buffer; ciò però comporta: scorte a più alto valore aggiunto; più fasi completate minore flessibilità. Il buffer di protezione virtualmente consente una maggiore stabilità e quindi efficienza e produttività per i processi a monte dello stesso. Sistemi di produzione 48

49 Implicazioni per la gestione della produzione: A monte del buffer A valle del buffer Obiettivo Rifornire il buffer Rispondere all ordine specifico Criteri di efficacia Efficienza e affidabilità Flessibilità e tempi di risposta Focus della gestione Il buffer Il singolo ordine Sistemi di produzione 49

50 Attività indipendenti Buffer nel caso ATO Attività dipendenti Attività indipendenti Buffer nel caso MTS Attività dipendenti Progettazione Progettazione Acquisti Ingresso ordine Acquisti Fabbricazioni Buffer Componenti, sottogruppi Assemblaggi Fabbricazioni Buffer Ingresso ordine Assemblaggi Prodotti finiti Consegna Le attività indipendenti non dovrebbero incidere sul lead time per il cliente. Consegna Sistemi di produzione 50