CAPITOLO 4 I PROCESSI PRODUTTIVI CONDIZIONATI DALLE CARATTERISTICHE DELL IMPIANTO
L assemblaggio di un automobile Descrizione generale Il processo produttivo della GMAD (General Motors Assembly Division) a Tarrytown in New York. La GMAD è un impianto di assemblaggio da cui uscivano la Chevrolet Citation, la Pontiac Phoenix e la Buik Skylark. Tarrytown sfornava 65 vagoni e 70 camion di vetture al giorno. Il processo di assemblaggio di automobili avviene in una linea di produzione o catena di montaggio (Henry Ford)
L assemblaggio di un automobile Ciclo di produzione Il ciclo di produzione (processo di assemblaggio) di automobili realizzato nell impianto di Tarrytown dipende dalle caratteristiche dell impianto. Il ciclo di lavorazione prevede: 1. Assemblaggio dell abitacolo, che va dal cruscotto al bagagliaio; 2. Assemblaggio dello chassis, costituito dalla struttura portante e dal cofano fino al cruscotto escluso; 3. Assemblaggio della vettura (abitacolo + chassis); 4. Finitura e collaudo.
L assemblaggio di un automobile Lay-out di massima dello stabilimento GMAD a Tarrytown
L assemblaggio di un automobile Ciclo di produzione Sulla linea ci sono 1050 stazioni e le vetture vi vengono movimentate a un ritmo di circa una al minuto (tempi di stazione pari a un minuto/vettura). Ogni stazione consiste in 1. Uno o due operai, disposti ai lati del convogliatore; 2. Lo spazio necessario per lavorare; 3. Le attrezzature necessarie al compito specifico; 4. Contenitori colmi di componenti da montare sulla vettura; 5. I magazzini dei componenti sono mediamente pari a tre giorni di produzione, dipendentemente dal costo del componente. Stazione sovrasaturata se il tempo di stazione sono superiori a un minuto/ vettura (caso di versioni con molti optionals). Per non perdere l equilibrio della linea all operatore della stazione sovrasaturata devono essere assegnate, con un certo intervallo, operazioni più brevi della media in modo da sottosaturare la stazione. L intero bilanciamento della linea dipende dunque dalla sequenza dei modelli sulla stessa.
L assemblaggio di un automobile Work-flow diagram del processo di produzione Assemblaggio carrozzeria Saldatura di pavimento, fiancate, soffitto Posizionamento portiere Saldatura dei supporti motore Montaggio dei particolari anteriori e posteriori Finiture metalliche Verniciatura Stazioni di finitura Verniciatura fondo FInitura Finiture strutturali Finiture estetiche Warehouse Assemblaggio carrozzeria-chassis Interventi diversi sullo chassis Ruote, gomme e bilanciamento Montaggio finale Distribution Motore e trasmissione Basamento e Trasmissione componenti base a ventola Semiassi e freni anteriori Completamento motore Marmitta, semiassi e freni posteriori
I processi produttivi in linea Analisi critica Un processo produttivo in linea è caratterizzato da: 1. Una produzione di grande serie (elevati volumi estesi a pochi prodotti); 2. Una produzione continua in cui, è facile misurare la produttività e la capacità produttiva; 3. Cicli di produzione inalterati per lunghi periodi di tempo; 4. I prodotti seguono sempre lo stesso flusso di operazioni; 5. Tempi di lavoro standardizzati; 6. Bassa complessità del prodotto. 7. La forza di un processo a flusso in linea sta nella specializzazione del lavoro
I processi produttivi in linea Alcune considerazioni su capacità produttiva e produttività La capacità produttiva (numero di prodotti/unità di tempo) dipende dal ritmo produttivo. Questo, per ovvie ragioni, dipende dalla velocità di avanzamento del convogliatore. Per modificare la capacità produttiva si può: Nel breve periodo, senza incidere sugli impianti, manovrare l orario di lavoro. Nel medio periodo ri-equilibrare (ri-bilanciare) la linea. (Diversamente da quanto accade in imprese che operano su commessa, o organizzate per reparti, in cui si può agire sui lotti di produzione e sui tempi non operativi).
I processi produttivi in linea Considerazioni sul bilanciamento della linea Il bilanciamento o ribilanciamento della linea consiste in: 1. La scomposizione del prodotto e del processo nei loro componenti ed operazioni. Partendo dai disegni costruttivi e d insieme del prodotto, bisogna descrivere le diverse fasi attraverso cui deve passare il processo di produzione (assemblaggio) Ad ogni operazione elementare bisogna assegnare un tempo standard stabilito secondo diverse metodologie. 2. Il coordinamento di tali operazioni in modo da rendere il processo fluido senza strozzature Raggruppamento e assegnazione di gruppi di operazioni (fasi) alle stazioni di lavoro, secondo particolari procedure Verifica fattibilità dei tempi e delle mansioni assegnate a ogni stazione Livellamento del carico di lavoro alle stazioni
I processi produttivi in linea Considerazioni sul bilanciamento della linea 1. Determinazione dei tempi standard Osservazione diretta: Consiste nel cronometrare l operatore mentre lavora. Film e documentari specializzati: Consiste nel riprendere l operatore mentre lavora Estrapolazione: Si cronometra il tempo di fase di una stazione di lavorazione. Si eseguono osservazioni casuali molto rapide dell attività svolta durante l arco della giornata in quella particolare stazione. Se per esempio in 40 casi su 100 di tali osservazioni si constata che l operatore sta eseguendo una determintata operazione, si deduce che il tempo standard di quest ultima sia il 40% di quello della fase. Metodo analitico: Ogni operazione viene vista come somma di atti elementari, per i quali esistono ampie documentazioni dei tempi standard. 2. Procedure per raggruppare le operazioni Trial-and-error. Raggruppare le operazioni cercando manualmente di bilanciare i carichi lavoro delle stazioni. Assegnare per primo il tempo stimato più lungo; Assegnare per prime le operazioni che precedono una lunga serie di altre operazioni; Altre procedure euristiche (vedasi seconda parte del Corso)
Curve di apprendimento Il fenomeno E un fenomeno che si manifesta in qualsiasi sistema di produzione e si applica a qualsiasi attività ripetitiva. Il fenomeno della curva di apprendimento si verifica quando il tempo richiesto per eseguire una certa attività diminuisce all aumentare del numero di volte in cui la suddetta attività viene eseguita Ad esempio una attività eseguita da un operatore umano sicuramente richiederà sempre meno tempo man mano che l operatore diventa esperto o comunque impara sempre meglio come eseguire l attività stessa. Lo stesso accade, anche se meno intuitivamente, se ad eseguire l attività non è un operatore ma un team di operatori, un intera organizzazione, o addirittura un sistema di produzione.
Curve di apprendimento Teoria delle curve di apprendimento 1. Secondo la suddetta teoria, esiste un tasso di apprendimento (costante) per ogni data attività e per ogni operatore che la esegue 2. Il tasso di apprendimento si definisce come la percentuale di diminuzione del tempo quando raddoppia il volume di unità prodotte da una certa attività. T N è il tempo per eseguire l N-esima unità di lavoro LR è il tasso d apprendimento Tn 1,00 T 0,90 N = T 1 (N) m T N = T N 1 " # $ m = ln(lr) ln(2) Esempio: LR=80% N % N 1& ' m 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 N
Curve di apprendimento Esempio Una certa operazione meccanica d assemblaggio, ha richiesto 3.75 minuti quando l operaio addetto l ha eseguita la prima volta. Tale operazione è necessaria in una linea d assemblaggio che deve produrre 1000 unità di un certo prodotto. Quale sarà il tempo per eseguire l operazione suddetta alla 50-esima unità prodotta e quale invece alla 1000-esima? m = ln(0.84) ln(2) = 0.2515 T 50 = 3.75(50) 0.2515 = 1.402min T 1000 = 3.75(1000) 0.2515 = 0.660min Tipo d operazione" Tasso di apprendimento" Assemblaggio elettrico! 85 %! Assemblaggio elettronico! 85 %! Assemblaggio meccanico! 84 %! Assemblaggio di prototipi! 65 %! Ispezioni! 86 %! Lavorazioni di taglio! 90-95 %! Lavorazioni di lamiere! 90 %! Saldature! 85 %!