Material Requirements Planning

SISTEMI DI GESTIONE PUSH Si preferiscono in generale, per codici posti a livelli inferiori della distinta base (a domanda dipendente); ed in particolare, in presenza del cosiddetto consumo lumpy, ossia per quei sottoassiemi o componenti che presentano un andamento discontinuo nonostante la domanda di prodotti finiti sia livellata per effetto dell impiego di pratiche di lottizzazione.

Domanda dipendente contro domanda indipendente Domanda indipendente (domanda di un prodotto finale, cioè domanda non riferita ad altri articoli) Prodotto finito Componenti E(1 ) Domanda dipendente (derivata dalla domanda di componenti, sottounità di assemblaggio, materie prime ecc.)

Lottizzazione e consumo lumpy D 2 2 2 2 2 2 P 10 0 0 0 010 D 8 8 8 8 8 8 P 20 0 20 0 0 20 D 4 4 4 4 4 4 P 12 0 0 12 0 0 D 9 9 9 9 9 9 P 30 0 0 30 0 0 D 30 0 20 0 0 30 P 35 0 35 0 0 35 D 42 0 0 42 0 0 P 50 0 0 50 0 0 D 85 0 35 50 0 35

Enterprise Resource Planning e Material Requirements Planning Enterprise resource planning (ERP): un sistema informatico che integra programmi applicativi di contabilità, vendite, produzione e altre funzioni aziendali Materials requirements planning (MRP): uno strumento per determinare le quantità di parti, materiali e componenti necessari per realizzare un prodotto MRP permette di specificare quando ciascun materiale, parte o componente debba essere ordinato o prodotto MRP è guidato dalla domanda dipendente

Domanda di prodotti 1. Clienti che hanno emesso ordini specifici Generati dalla forza vendita Gli ordini hanno associata una data di consegna promessa Non sono ordini previsionali 2. Domanda prevista Normali vendite da domanda indipendente 3. Domanda di parti e componenti Sostituzione e riparazioni

Material Requirements Planning Definizioni Il material requirements planning o MRP è un mezzo per stabilire il numero di parti, componenti e materiali necessari a produrre un bene. L MRP fornisce un programma tempificato che specifica quando ordinare o produrre i materiali, parti e componenti. L MRP è governato dalla domanda indipendente. L MRP è un Corso sistema di GPM Secondo informatico. Modulo Terza Unità Didattica

Consiste nel calcolo dei fabbisogni di componenti e materiali a ciascun livello di assemblaggio o fabbricazione, partendo dal programma di prodotti finiti da assemblare fino a giungere al livello di massima scomposizione, attraverso i dati racchiusi in distinta base.

Esplosione dell MRP 1. I fabbisogni di prodotto finito si ottengono dal programma principale di produzione MRP li definisce fabbisogni lordi 2. Utilizza i piani disponibili con la programmazione degli ordini per calcolare i fabbisogni netti 3. Usando i fabbisogni netti, calcola quando gli ordini dovrebbero essere ricevuti per soddisfare la domanda

Esplosione dell MRP Continua 4. Genera un programma per stabilire quando gli ordini devono essere rilasciati Per tener conto dei leadtime 5. Passa ai codici di livello 1 6. Si calcolano i fabbisogni lordi per ogni item a livello 1 a partire dagli ordini programmati per i codici padre di ogni item di livello 1 7. I fabbisogni netti, il piano di ricezione degli ordini e il piano di rilascio degli ordini si ottengono come descritto nei punti 2 e 4 8. Si ripete la procedura per ogni item della distinta base

Logica MRP e distinta base di prodotto: un esempio Data la distinta base di prodotto di A, il lead time e il fabbisogno derivante dalla domanda, elaborare un piano del fabbisogno che riporti il numero di unità necessarie per ogni componente e il momento in cui occorrono. Albero della struttura di prodotto per l articolo A B(4) A C(2) Lead Time A 1 giorno B 2 giorni C 1 giorno D 3 giorni E 4 giorni F 1 giorno D(2) E(1) D(3) F(2) Domanda totale di unità Giorno 10 50 A Giorno 8 20 B (pezzi di ricambio) Giorno 6 15 D (pezzi di ricambio)

Passo 1: programmare a ritroso il numero di unità di A, coerentemente con il loro lead time. Dunque, secondo il piano dei fabbisogni lordi dobbiamo emettere un ordine per 50 unità di A il 9 giorno per averle il 10 giorno. Giorno 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A Data richiesta 50 Emissione ordine 50 LT = 1 giorno

Passo 2: dobbiamo cominciare a programmare i componenti che formano A. Quanto al componente B, ci servono 4 B per ogni A. Visto che ci servono 50 A, occorrono 200 B. Ancora una volta, programmiamo a ritroso considerando i 2 giorni necessari di lead time. Giorno 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A Richieste 50 Emissione ordine 50 B Richieste 20 200 Emissione ordine 20 200 LT = 2 Pezzi di ricambio A 4x50=200 B(4) C(2) D(2) E(1) D(3) F(2)

Passo 3: reiterando il processo per tutti i componenti, otteniamo il seguente piano di fabbisogno: 14 Giorno 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A Richieste 50 LT=1 Emissione ordine 50 B Richieste 20 200 LT=2 Emissione ordine 20 200 C Richieste 100 LT=1 Emissione ordine 100 D Richieste 55 400 300 LT=3 Emissione ordine 55 400 300 E Richieste 20 200 LT=4 Emissione ordine 20 200 F Richieste 200 LT=1 Emissione ordine 200 A B(4) C(2) Parte D: 6 giorno 40 + 15 pezzi ricambio D(2) E(1) D(3) F(2)

Piano principale di produzione (Master Production Schedule, MPS). Il piano principale di produzione (master production schedule, MPS) è il piano, strutturato per intervalli temporali, che specifica quanti articoli finali debba costruire l azienda, e quando. Piano aggregato (gruppi di prodotti) MPS (Specifici articoli finali)

Tipi di orizzonti temporali Finestra congelata Non ammette variazione di programma al suo interno. Finestra da congelare Ammette variazioni su determinati prodotti interni a un gruppo di prodotti, finché vi è disponibilità di parti. Finestra flessibile Ammette notevole variazione sui prodotti, a patto che la capacità complessiva rimanga pressoché identica.

Esempio di orizzonti temporali Figura 14.5 Congelata Da congelare Flessibile Capacità Ordini consegnati dei clienti Capacità prevista e disponibile 8 15 26 Settimane

Material Requirements Planning System In base a un piano principale di produzione, un sistema di pianificazione del fabbisogno dei materiali: crea un programma che specifica le parti e i materiali necessari a produrre gli articoli finali; determina l esatto numero di unità necessarie; in base ai lead time, determina le date di emissione degli ordini relativi a tali articoli

IL FUNZIONAMENTO DEL MRP RICHIEDE: Dei parametri di configurazione; La disponibilità di informazioni forniti: Piano principale di produzione Distinta base prodotto Archivio parti in giacenza Lead time interni ed esterni

LA DISTINTA BASE SI COMPONE: L archivio articoli: Codice Descrizione Coefficiente di scarto prodotto L archivio strutture: Distinta di appartenenza Livello Coefficiente d impiego Coefficiente di scarto di processo Condizioni di validità del legame

Programma di produzione e distinta base di prodotto Settimana 1 2 3 4 5 6 7 Quantità 0 0 0 100 150 200 150 1 A Livello 0 Lead time 2 B 1 1 C 2 Codice parte Coefficiente d impiego 1 2 D 4 2

Settimana 1 2 3 4 5 6 7 Prod. A L.T. =1 Prog. Prod. Ordini Comp. B L.T. =2 C.I. =1 Fab. Lordo In arrivo Giac. 150 Fab. Netto Ordini Comp. C L.T.=1 C.I.=2 Fab.lordo In arrivo Giac. 150 Fab. Netto Ordini Comp. D L.T.=2 C.I.=4 Fab. Lordo In arrivo Giac. 600 Fab. Netto Ordini 0 0 0 100 150 200 150 0 0 100 150 200 150 0 0 100 150 200 150 0 0 0 0 0 0 150 150 50 0 0 0 0 0 0 100 200 150 0 100 200 150 0 0 150 0 0 0 0 600 0 400 200 300 400 300 150 0 100 0 0 0 50 0 0 0 0 0 250 400 300 0 250 400 300 0 0 600 0 1600 1000 1600 00 0 0 400 1600 1200 1200 0 1200

Altri termini propri della programmazione MRP Fabbisogno lordo Quantità programmate in arrivo Giacenze disponibili previste Fabbisogno netto Piano ordini data consegna Piano ordini data emissione

Un esempio di MRP A(2) X B(1) Articolo Disponib. Lead time (settimane) X 50 2 A 75 3 B 25 1 C 10 2 D 20 2 C(3) C(2) D(5) Il fabbisogno è di 95 unità (80 ordini fermi e 15 previsti) di X nella settimana 10.

A(2) X Servono 2 A per ogni X Gross requir.=fabb. lordo Sched. receipts = q.tà programmata in arrivo Proj. avail. balance = Giacenze disp. previste Net requir. = Fabb. netto Planned order receipt = Piano ordini data consegna Planned order release = Piano ordini data emissione On-hand = q.tà disponibili Day: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X Gross requirements 95 LT=2 Scheduled receipts Proj. avail. balance 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 On- Net requirements 45 hand Planned order receipt 45 50 Planner order release 45 A Gross requirements 90 LT=3 Scheduled receipts Proj. avail. balance 75 75 75 75 75 75 75 75 On- Net requirements 15 hand Planned order receipt 15 75 Planner order release 15 B Gross requirements 45 LT=1 Scheduled receipts Proj. avail. balance 25 25 25 25 25 25 25 25 On- Net requirements 20 hand Planned order receipt 20 25 Planner order release 20 C Gross requirements 45 40 LT=2 Scheduled receipts Proj. avail. balance 10 10 10 10 10 On- Net requirements 35 40 hand Planned order receipt 35 40 10 Planner order release 35 40 D Gross requirements 100 LT=2 Scheduled receipts Proj. avail. balance 20 20 20 20 20 20 20 On- Net requirements 80 hand Planned order receipt 80 20 Planner order release 80

A(2) X Serve 1 B per ogni X B(1) Day: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X Gross requirements 95 LT=2 Scheduled receipts Proj. avail. balance 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 On- Net requirements 45 hand Planned order receipt 45 50 Planner order release 45 A Gross requirements 90 LT=3 Scheduled receipts Proj. avail. balance 75 75 75 75 75 75 75 75 On- Net requirements 15 hand Planned order receipt 15 75 Planner order release 15 B Gross requirements 45 LT=1 Scheduled receipts Proj. avail. balance 25 25 25 25 25 25 25 25 On- Net requirements 20 hand Planned order receipt 20 25 Planner order release 20 C Gross requirements 45 40 LT=2 Scheduled receipts Proj. avail. balance 10 10 10 10 10 On- Net requirements 35 40 hand Planned order receipt 35 40 10 Planner order release 35 40 D Gross requirements 100 LT=2 Scheduled receipts Proj. avail. balance 20 20 20 20 20 20 20 On- Net requirements 80 hand Planned order receipt 80 20 Planner order release 80

A(2) C(3) X Servono 3 C per ogni A B(1) Day: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X Gross requirements 95 LT=2 Scheduled receipts Proj. avail. balance 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 On- Net requirements 45 hand Planned order receipt 45 50 Planner order release 45 A Gross requirements 90 LT=3 Scheduled receipts Proj. avail. balance 75 75 75 75 75 75 75 75 On- Net requirements 15 hand Planned order receipt 15 75 Planner order release 15 B Gross requirements 45 LT=1 Scheduled receipts Proj. avail. balance 25 25 25 25 25 25 25 25 On- Net requirements 20 hand Planned order receipt 20 25 Planner order release 20 C Gross requirements 45 40 LT=2 Scheduled receipts Proj. avail. balance 10 10 10 10 10 On- Net requirements 35 40 hand Planned order receipt 35 40 10 Planner order release 35 40 D Gross requirements 100 LT=2 Scheduled receipts Proj. avail. balance 20 20 20 20 20 20 20 On- Net requirements 80 hand Planned order receipt 80 20 Planner order release 80

A(2) C(3) X C(2) Servono 2 C per ogni B B(1) Day: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X Gross requirements 95 LT=2 Scheduled receipts Proj. avail. balance 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 On- Net requirements 45 hand Planned order receipt 45 50 Planner order release 45 A Gross requirements 90 LT=3 Scheduled receipts Proj. avail. balance 75 75 75 75 75 75 75 75 On- Net requirements 15 hand Planned order receipt 15 75 Planner order release 15 B Gross requirements 45 LT=1 Scheduled receipts Proj. avail. balance 25 25 25 25 25 25 25 25 On- Net requirements 20 hand Planned order receipt 20 25 Planner order release 20 C Gross requirements 45 40 LT=2 Scheduled receipts Proj. avail. balance 10 10 10 10 10 On- Net requirements 35 40 hand Planned order receipt 35 40 10 Planner order release 35 40 D Gross requirements 100 LT=2 Scheduled receipts Proj. avail. balance 20 20 20 20 20 20 20 On- Net requirements 80 hand Planned order receipt 80 20 Planner order release 80

A(2) C(3) X C(2) Servono 5 D per ogni B B(1) D(5) Day: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X Gross requirements 95 LT=2 Scheduled receipts Proj. avail. balance 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 On- Net requirements 45 hand Planned order receipt 45 50 Planner order release 45 A Gross requirements 90 LT=3 Scheduled receipts Proj. avail. balance 75 75 75 75 75 75 75 75 On- Net requirements 15 hand Planned order receipt 15 75 Planner order release 15 B Gross requirements 45 LT=1 Scheduled receipts Proj. avail. balance 25 25 25 25 25 25 25 25 On- Net requirements 20 hand Planned order receipt 20 25 Planner order release 20 C Gross requirements 45 40 LT=2 Scheduled receipts Proj. avail. balance 10 10 10 10 10 On- Net requirements 35 40 hand Planned order receipt 35 40 10 Planner order release 35 40 D Gross requirements 100 LT=2 Scheduled receipts Proj. avail. balance 20 20 20 20 20 20 20 On- Net requirements 80 hand Planned order receipt 80 20 Planner order release 80

Pianificazione delle risorse di produzione (MRP II) Scopo: pianificare e monitorare tutte le risorse di produzione di un impresa (anello chiuso): manufacturing marketing finanza ingegneria di prodotto Simulare il funzionamento del sistema produttivo

Vincoli di lottizzazione nelle applicazioni MRP Lot-for-lot (L4L) Lotto economico d acquisto (economic order quantity, EOQ) (produzione) Costo totale minimo (least total cost, LTC) Costo unitario minimo (least unit cost, LUC) Lotto tecnico (per pallettizzazioni e confezioni standard) Copertura temporale fissa Quale usare? Quello meno dispendioso!

Lotto economico La quantità da riordinare si basa sul lotto economico - EOQ Il lotto economico non è pensato per un sistema che emette ordini su periodi discreti come l MRP La dimensione del lotto ottenuta con il modello EOQ spesso non copre tutti i periodi desiderati

Minimo costo totale Metodo Least total cost (LTC): tecnica dinamica di dimensionamento del lotto che calcola la quantità da ordinare in base al confronto tra i costi di mantenimento a scorta e i costi di setup su diverse dimensioni del lotto, scegliendo quella per cui i due costi sono più simili E influenzato dalla lunghezza dell orizzonte

Minimo costo unitario Metodo Least unit cost: tecnica dinamica di dimensionamento del lotto che somma i costi di emissione ordine e i costi di mantenimento a scorta e li divide per il numero di pezzi del lotto, scegliendo poi la dimensione del lotto con il minor costo unitario

FREQUENZA E MODALITA DI RIPROGRAMMAZIONE Sistemi rigenerativi (full explosions) ricalcolano periodicamente l intera esplosione dei fabbisogni. Sistemi incrementali (net change systems)- prevedono interventi su porzioni limitate dell esplosione.

MRP: calcolo fabbisogni Fabbisogno lordo (gross requirements) G t ricavato dalla distinta base Fabbisogno netto (net requirements) N t N t max 0, G t H t 1 S t Projected inventory on hand H t H t H t 1 S t Pt G t Ordini che si prevede di ricevere all istante t (planned order receipts) P t Pt kq ' N t kq Ordini che si prevede di emettere all istante t (planned order releases) R t R t L = P t

Output primari di un MRP Ordini pianificati: si attende la futura emissione dell ordine Avviso di emissione ordine: per eseguire gli ordini pianificati Variazioni nella data di consegna: su ordini aperti, a seguito di riprogrammazione Annullamento o sospensione: su ordini aperti, a seguito di annullamento o sospensione di ordini nell MPS. Dati sullo stato di inventario

Output secondari di un MRP Report di pianificazione, per esempio sul previsto fabbisogno di scorte su un dato periodo Report di controllo prestazioni, usate per valutare la rispondenza tra uso e costi programmati e uso e costi reali Report di eccezione, usate per segnalare gravi discrepanze, quali materiali consegnati in ritardo e/o non in tempo utile.

DISTINTE BASE Distinte combinate- nascono dalla memorizzazione integrate delle distinte base di progettazione e produzione Distinte modulari- vengono generate per prodotti offerti in molteplici varianti Distinte di pianificazione- sono rappresentate da un gruppo di codici non necessariamente corrispondenti a prodotti reali e, possono essere identificate in tre categorie: Family bill Super bill Modular bill

DISTINTA COMBINATA A A B C D E M E F Distinta base tecnica B A M F C D Distinta base di produzione E F C D Distinta base combinata

DISTINTA MODULARE A C B1 B2 D1 D2 D3 Varianti A1 A2 A3 A4 A5 A6 Componenti C B1 D1 C B1 D2 C B1 D3 C B2 D1 C B2 D2 C B2 D3

LEGAMI TRA DISTINTE PER FAMIGLIA, SUPER E MODULARI Fatturato Famiglie Prodotti medi Prodotti finiti Moduli Componenti Materie prime Piano aggregato di produzione Piano principale di produzione Piano finale di assemblaggio Piano principale di produzione a livello dei moduli Ordini di produzione e/o acquisto Distinta per famiglia Distinta super Distinta modulare

Distinte di pianificazione Family bill: gruppi di prodotti omogenei sotto il profilo produttivo o progettuale Super bill: livello zero ultimo livello della family, prodotto medio fittizio, meglio dettagliato nei livelli superiori Modular bill: varianti del modello descritto in family come assemblaggio di moduli differenti

PROCESSI DI SVILUPPO DEI SISTEMI MRP Sistemi di Closed-loop Sistemi DRP (Distribution Requirement Planning) Pianificazione MRP II (Manufacturing Resouces Planning) Reti EDI (Electronica Data Interchange)

Le tecniche di gestione e di controllo dei materiali: l evoluzione M.R.P. I e J.I.T. M.R.P. a ciclo chiuso M.R.P. II APS ERP APS + ERP

MRP ad anello chiuso Pianificazione della produzione Piano principale di produzione Pianificazione del fabbisogno di materiali Pianificazione del fabbisogno di capacità No Feedback Realistico? Yes Esecuzione: Piani della capacità Piani dei materiali Feedback

L M.R.P. a ciclo chiuso: struttura Programma di produzione Piano principale di Produzione Pianificazione fabbisogno materiali Pianificazione fabbisogno capacità Realistico Piani esecutivi di capacità Piani esecutivi dei materiali

Ore 120 Ordini rilasciati Ordini pianificati 80 Capacità 40 Ore 80 40 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Settimane 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Settimane

L M.R.P. II E la naturale evoluzione dell M.R.P. a ciclo chiuso, perché estende la logica di funzionamento dell M.R.P. a tutti gli altri reparti dell azienda come l amministrazione, il marketing, l engineering, la distribuzione ecc. Si tratta di un simulatore della realtà e, nelle imprese manifatturiere dell equazione fondamentale della produzione (che cosa abbiamo, che cosa venderemo, che cosa dobbiamo fabbricare).

Pianificazione delle risorse di produzione (MRP II) Scopo: pianificare e monitorare tutte le risorse di produzione di un impresa (anello chiuso): manufacturing marketing finanza ingegneria di prodotto Simulare il funzionamento del sistema produttivo

I benefici che l M.R.P. II è in grado di apportare In seguito all implementazione dell M.R.P. II l impresa vede: ridurre le scorte di materiali; aumentare il livello di servizio al cliente e la produttività; ridurre il numero di solleciti. Tutto ciò, nel tempo, si traduce in un notevole risparmio e quindi in un aumento dei profitti.

L A.P.S. (Advanced Planning Scheduling) I sistemi A.P.S. sono di supporto alla gestione del ciclo produttivo-logistico, perché supportano l azienda nell elaborazione di pianificazioni di medio periodo, nella programmazione delle attività e degli appuntamenti produttivi e nella schedulazione delle macchine a capacità finita. Implementandoli, inoltre, l azienda vede migliorare le prestazioni interne come pure quelle esterne

L M.R.P. e l A.P.S. a confronto Caratteristiche MRP APS Orientamento di fondo Elaborazione Simulazione Modalità di calcolo Batch Tempo reale Interattività Risultati attesi Risorse considerate Modalità di raggiungimento della soluzione Approccio al problema Assente (mancanza d interfaccia grafica) Piani di produzione solo tendenzialmente fattibili perché non sono verificabili i vincoli di capacità Solo risorse produttive (centri di lavoro, manodopera). Il sistema di schedulazione prende le decisioni Approccio gerarchico top down centralizzato Massima (interfaccia grafica user friendly ) Piani di produzione fattibili grazie alla contestuale verifica dei vincoli sui materiali, sulla capacità e sulle risorse ausiliari Risorse produttive (centri di lavoro, manodopera ) e risorse ausiliarie (utensili, attrezzature, ecc). Il sistema informatico è solo un supporto decisionale E configurabile il grado d accentramento o decentramento delle decisioni Ripartizione del materiale Segue il principio in I prodotti vengono assegnati

L E.R.P. (Enterprise Resource Planning) I sistemi E.R.P. supportano, attraverso moduli dedicati, i diversi processi operativi e gestionali dell impresa, dal ciclo attivo dell ordine alla schedulazione della produzione, dall amministrazione del personale al reporting direzionale. Essi sono fortissimi sull esecuzione di mansioni ripetitive standard, ma le loro capacità di supporto al processo decisionale sono limitate se paragonate a quelle dell A.P.S.

L E.R.P e l A.P.S. a confronto ERP APS Approccio Transazionale Interattivo-simulativo Analisi What is/what was What is/what will be Frequenza d elaborazione Focus Capacità produttiva In batch Gestione e standardizzazione dei database aziendali Infinita e aggregata Piani Rough plan Operativi Modello Controllo Parametrizzazione del business aziendale Gerarchico top down Analisi in tempo reale Simulazioni a livello di reparto; verifiche di materiali, Capacità finita e dettagliata a livello di risorsa Modello di dettaglio della struttura e delle logiche produttive e logistiche Controllo integrato delle risorse produttive, possibilità di avere controllo distribuito per i vari reparti e possibilità d approccio bottom-up

L integrazione tra i sistemi A.P.S. ed i sistemi E.R.P. Le imprese propendono oggi verso questa soluzione, ma ciò vuol dire operare nei seguenti ambiti d intervento: tecnologico, è necessario sviluppare interfacce fra i due sistemi e creare meccanismi di collegamento; organizzativo, l A.P.S. consente di modificare le responsabilità decisionali progettando nuove configurazioni organizzative che altrimenti non sarebbe possibile gestire. E necessario determinare la retribuzione delle attività decisionali e di controllo; gestionale, si devono stabilire le funzioni/processi da affidare a ciascun sistema.