CAPITOLO QUINTO I MODELLI DI GESTIONE DELLA PRODUZIONE E DEI MATERIALI SOMMARIO: 1. I processi produttivi. - 2. Layout delle macchine operatrici. - 3. I sistemi flessibili di produzione. - 4. La scelta «make or buy». - 5. Programmazione e controllo della produzione. - 6. Il processo logistico. - 7. Le scorte. - 8. Il controllo sulla qualità totale. 1. I PROCESSI PRODUTTIVI La scelta del processo produttivo da realizzare dipende da una serie di fattori, quali (FONTANA, CAROLI 2006): la natura tecnologica del ciclo di produzione da attuare, in base alla quale il processo si distingue in due categorie: il ciclo tecnicamente obbligato (imposto dalla tecnologia di trasformazione) ed il ciclo tecnicamente non obbligato, quando l impresa sceglie liberamente il ciclo di lavorazione e la sequenza delle operazioni; la natura tecnologica-merceologica del prodotto da realizzare, in base alla quale si può effettuare una distinzione tra: produzione a flusso (beni prodotti su larga attraverso modifiche alla materia di origine) e produzione per parti (prodotto ottenuto dall unione di vari componenti); il volume di produzione di uno stesso prodotto da ottenere, che dipende dalle richieste della domanda, in funzione del quale è possibile effettuare un ulteriore distinzione, tra: produzione unitaria («job shop»), che consiste nella fabbricazione di un prodotto unico su progetto o su commessa, come in caso di grandi infrastrutture (dighe, ponti ecc.) e beni di grandi dimensioni (ad es. le navi); produzione intermittente, ossia la fabbricazione di più prodotti della stessa famiglia ottenuti in una certa quantità, definita lotto di produzione (come nel caso degli elettrodomestici, delle autovetture, dei macchinari ecc.);
144 Capitolo Quinto produzione continua, che prevede la realizzazione di una grossa quantità dello stesso prodotto per un tempo indeterminato (ad es. produzioni metallurgiche, petrolifere, chimiche). Tecnologia del prodotto PRINCIPALI TIPOLOGIE DI PROCESSI PRODUTTIVI Tecnologia del processo Ciclo tecnicamente obbligato Ciclo tecnicamente non obbligato Produzione unitaria Prodotto a flusso Prodotto come oggetto composto di diverse parti Produzione intermittente (a lotti) Fonte: FONTANA, CAROLI, Economia e gestione delle imprese, McGraw-Hill Produzione continua Volume di produzione 2. LAYOUT DELLE MACCHINE OPERATRICI Il layout (o disposizione) dei macchinari rappresenta una scelta molto importante ai fini della progettazione del ciclo produttivo. Esistono due tipologie classiche di layout delle macchine operatrici: disposizione «per reparto» (o «funzionale»), che prevede un raggruppamento della macchine in reparti specializzati, indipendentemente dalle operazioni di produzione; disposizione «a catena» (o «in linea»), secondo la quale i macchinari sono disposti in funzione delle operazioni previste dall unico ciclo di lavorazione che viene attuato.
I modelli di gestione della produzione e dei materiali 145 Layout per reparto Raggruppamento indipendente della sequenza di produzione Passaggio a lotti e sincronizzazione dei tempi di lavorazione Flessibilità di percorso, di movimentazione e di dimensione della capacità produttiva Obiettivo da raggiungere: minimizzazione del costo di movimento dei materiali Layout a catena Raggruppamento secondo la sequenza delle operazioni richieste dalla tecnologia Passaggio singolo del pezzo in lavorazione e produttività data dalla durata totale del ciclo Stretta interdipendenza tra le diverse fasi del processo produttivo Maggiore velocità di produzione e riduzione degli spazi interni da raggiungere Obiettivo: bilanciamento della linea di produzione e minimizzazione del tempo di inattività macchine Entrambe le tipologie sopra esposte si riferiscono a situazioni estreme di layout dei macchinari. Spesso nella realtà produttiva si assiste all adozione di un terzo tipo di disposizione delle macchine: quella «a isole» (Group Technology). Tale scelta rappresenta una soluzione intermedia, atta a risolvere i problemi derivanti da produzioni diverse sia dal punto di vista tecnologico sia merceologico. Essa consiste in una combinazione del layout per reparto e di quello a catena; le macchine sono disposte in gruppi (o isole), formati a seconda della sequenza delle fasi del ciclo di lavorazione, e i vari pezzi vengono trasferiti da un gruppo ad un altro durante tutto il ciclo di lavorazione. La Group Technology suddivide le diverse parti, che compongono il prodotto finito, in più famiglie aventi caratteristiche simili e consente di far lavorare ognuna di esse dallo stesso gruppo di macchinari. In tal modo si assiste ad un ampliamento della capacità produttiva e ad una riduzione della durata dei cicli di produzione. Un esempio di Group Technology è fornito dallo stabilimento di stampaggio e carrozzeria della FIAT di Melfi (Frey, 2001). Tale stabilimento prevede cinque unità operative (isole): stampaggio; lastroferratura; verniciatura; meccanica; montaggio. Alcune unità tecnologiche elementari (gestione operativa, manutenzione, gestione della qualità e ingegneria di produzione), che rappresentano le cellule di base dello stabilimento,
146 Capitolo Quinto sostituiscono la squadra tradizionale. Tali unità tecnologiche elementari (UTE) sono composte da: responsabile di UTE; tecnologo di UTE; conduttori di processi integrati (1 operaio qualificato ogni 10-12 operai non qualificati) con compiti di monitoraggio, assistenza, controllo; in media 33 lavoratori per turno (a Mirafiori carrozzeria < 33, a Melfi montaggio 40). Infine, risulta necessario ricordare altre tipologie di layout, quali: «reparti in linea» e «disposizioni a catena con funzionamento per cicli intermittenti». La prima prevede reparti di macchine omogenee per funzione disposti in sequenza, la seconda, invece, consiste nella suddivisione della linea in vari segmenti e nel suo funzionamento ad intermittenza per modelli appartenenti allo stesso gruppo. 3. I SISTEMI FLESSIBILI DI PRODUZIONE L attuale realtà industriale automatizzata è caratterizzata dai «sistemi flessibili di produzione» (Flexible Manufacturing Systems, FMS) che hanno l obiettivo di far fronte a due esigenze contrapposte: raggiungere l elevata efficienza caratteristica degli impianti automatizzati; creare un ambiente dinamico, caratterizzato da impianti general purpose, ossia flessibili. Gli FMS hanno, dunque, lo scopo di introdurre flessibilità negli impianti di produzione. Essi sono dei sistemi complessi di produzione, sviluppatisi principalmente nell industria meccanica ed elettronica, altamente automatizzati (macchine a controllo numerico, «CN», e robot), collegati tra loro da un sistema di movimentazione ed immagazzinamento altrettanto automatizzato, sotto il controllo di un sistema computerizzato distribuito. Vantaggi Flessibilità nella progettazione del prodotto Risposta rapida alle variazioni di domanda Maggiore controllo dei processi Riduzione degli sprechi Riduzione del time to market Riduzione dei costi grazie alla distribuzione del lavoro Svantaggi Elevati investimenti iniziali di acquisto ed uso Limitata capacità di adattamento ai cambiamenti del prodotto o del mix di prodotto
I modelli di gestione della produzione e dei materiali 147 4. LA SCELTA «MAKE OR BUY» Un importante scelta dinanzi alla quale si trova l impresa è quella tra comprare un bene sul mercato (buy) o produrlo in proprio (make). Nell ambito della valutazione circa la convenienza a produrre uno specifico componente, il management aziendale deve considerare le esigenze tecnico-economiche sia del processo da integrare sia del processo terminale. L attuazione di una integrazione verticale ascendente di una certa fase produttiva, si fonda sul rapporto tra la capacità produttiva ottima-minima dell impianto da integrare (= al minimo costo unitario di fabbricazione) ed il fabbisogno interno dello specifico componente. C Costo medio di fabbricazione del componente dove: C = costo unitario di produzione P = prezzo unitario di acquisto X e = capacità produttiva ottima - minima X c, X d, X p = economie di scala X c X p X d X e Capacità produttiva dell impianto (da integrare) P C
148 Capitolo Quinto 5. PROGRAMMAZIONE E CONTROLLO DELLA PRODUZIONE La programmazione della produzione consiste in un insieme di decisioni e di attività, aventi lo scopo di armonizzare le richieste provenienti dal mercato con le potenzialità del sistema produttivo. Le analisi effettuate per tale programmazione si riferiscono al breve periodo (max 12 mesi). Le tipologie di produzione vanno considerate in relazione ad alcuni aspetti fondamentali: il rapporto tra la fabbricazione e la vendita di un prodotto, in base al quale si distinguono due tipi di produzioni: la produzione per magazzino (fabbricazione del prodotto prima della vendita, in funzione della previsione della domanda) e la produzione su commessa (fabbricazione del prodotto successiva alla vendita). In relazione a tale rapporto, inoltre, si attua una distinzione della produzione in base alle modalità di progettazione del prodotto: prodotto standard, progettato dall azienda produttrice in funzione della domanda prevista; prodotto speciale, modificato secondo le indicazioni fornite dall impresa committente; il tipo di processo produttivo, in base al quale si attua la distinzione tra: produzione continua, intermittente ed unitaria; la complessità del prodotto, in funzione della quale la programmazione della produzione risulta tanto più complessa ed impegnativa quanto più numerose e differenti tra loro sono le parti che compongono il prodotto. Quali sono le attività della programmazione? Le attività tipiche sono: stabilire la quantità di pezzi da fabbricare per prodotto; assegnare gli ordini di produzione ai reparti produttivi; pianificare i fabbisogni di componenti e di materie prime; definire la sequenza delle operazioni per le singole macchine. Il processo di programmazione della produzione parte da un analisi della domanda, che si conclude con la compilazione del Piano della domanda, all interno del quale è calcolato il volume di produzione domandato dal mercato ed espresso in unità di capacità produttiva necessaria.
I modelli di gestione della produzione e dei materiali 149 In seguito inizia la fase di programmazione aggregata della produzione, finalizzata a garantire che il sistema operativo abbia la quantità di risorse necessarie alla soddisfazione delle richieste provenienti dal mercato. Nel Piano aggregato di produzione sono calcolate le quantità annuali di componenti da produrre per ogni famiglia di prodotti, oltre che le quantità e la qualità delle risorse produttive che devono essere impiegate nel processo produttivo. Le quantità indicate sono individuate in precedenza nel suddetto Piano della Domanda, che si basa sugli ordini ricevuti da clienti o su previsione della domanda di breve/medio termine a seconda che la produzione sia su commessa o per magazzino. A) Piano principale di produzione In seguito alla fase di programmazione aggregata, avviene la formalizzazione del Piano Principale di Produzione (MPS, Master Production Schedule), che risulta essere più dettagliato del Piano Aggregato. L oggetto dell MPS è la definizione della quantità da produrre per ogni prodotto in un orizzonte temporale, generalmente, trimestrale e suddiviso in settimane. In questa fase si decide il livello di manodopera da impiegare e si stabiliscono gli interventi di manutenzione. Tali decisioni sono fortemente influenzate dalle seguenti politiche di produzione: produzione make to stock, secondo cui la vendita del prodotto avviene in un momento successivo a quello del termine del processo di produzione (ad es. in caso di prodotti alimentari deperibili e detersivi). I prodotti finiti vengono prelevati dal magazzino in funzione delle quantità e dei tempi richiesti dai clienti; produzione assemble to order, caratterizzata dal fatto che l assemblaggio delle componenti dei prodotti viene effettuato dopo la vendita e la loro produzione è programmata sulla base delle previsioni o richieste della domanda (ad es. nel caso delle imprese del settore automobilistico); produzione make to order, in cui la vendita avviene tramite un catalogo elaborato dall azienda prima di ricevere le richieste dei clienti; produzione purchase to order, quando anche l approvvigionamento degli input può avvenire in base agli ordini precedentemente pervenuti; produzione engeneering to order, in cui tutte le attività dipendono dalle richieste dei clienti (ad es. nel caso di grandi opere strutturali). Per quanto riguarda le politiche di produzione purchase to order e engineering to order non vi è un vero Piano di Produzione, poiché non risulta necessario né prevedere la domanda né pianificare le attività, gestite in fase di scheduling operativo.
150 Cos è lo scheduling operativo? Capitolo Quinto Lo scheduling operativo è la programmazione operativa il cui compito consiste nel calcolare l intervallo di tempo necessario per svolgere le attività produttive. Esso rappresenta, dunque, l allocazione delle risorse, in un preciso intervallo temporale, allo scopo di soddisfare determinati compiti. Nella schedulazione si possono distinguere tre momenti concettualmente diversi, anche se generalmente strettamente correlati: la fase di allocazione delle operazioni sulle singole risorse produttive disponibili che nella programmazione di medio termine sono aggregate in «serbatoi» di capacità tecnologica; la fase di allocazione nel tempo della produzione, da risolversi nel rispetto dei limiti fissati dal piano di produzione di medio periodo che, operando su un orizzonte più lungo, lascia generalmente alcuni margini di libertà nella definizione del dettaglio temporale di questa fase; la fase di sequenziamento dei lavori sulle macchine, da affrontare tenendo conto delle caratteristiche dei lavori stessi, delle caratteristiche dell impianto e dell obiettivo della programmazione. B) Il controllo della produzione Lo stato di lavorazione deve essere verificato ogni giorno, ai fini della verifica del rispetto dei piani ed allo scopo di rilevare e correggere eventuali scostamenti. Tanto più rapidamente avviene la correzione in caso di scostamento, tanto più efficace risulta il controllo di produzione. Le informazioni reperite tramite tale controllo sono utili al management per le successive fasi di programmazione. Quanti tipi di controllo esistono? Generalmente, si distinguono due tipologie di controllo (Da Villa, 2000): il controllo di retroazione (o di feedback), con il quale gli scostamenti sono rilevati alla fine del processo produttivo ed ha, dunque, risonanza solo nella fase successiva di programmazione; il controllo della direzione di marcia (o di feedforward), che prevede un intervento precedente l esecuzione del programma, agendo prima che il problema possa inficiare il ciclo produttivo. C) Logiche push e pull In funzione delle caratteristiche dei processi produttivi e della domanda, la programmazione della produzione può seguire due logiche: la logica a spinta (push), secondo la quale il management stabilisce i fabbisogni di acquisto ed il programma di produzione in funzione delle
I modelli di gestione della produzione e dei materiali 151 previsioni di vendita. Tale logica comporta il rischio che la domanda effettiva possa rivelarsi diversa da quella preventivata (rischio di mercato). Un modo per ridurre il rischio è quello di diminuire la durata del processo produttivo, avvicinando il più possibile il momento della previsione a quello in cui la domanda effettivamente si manifesta; la logica a trazione (pull), secondo cui la produzione e l acquisto dei materiali necessari alla produzione dipendono dagli ordini ricevuti. La programmazione della produzione, dunque, dipende dalla domanda effettiva. Tale logica comporta meno rischi, non essendo necessario prevedere la domanda. 6. IL PROCESSO LOGISTICO Con il termine logistica s intende l insieme di tecniche, metodologie, strumenti ed infrastrutture impiegate nella gestione del flusso fisico e del correlato flusso informativo, che si crea nell ambito aziendale dall acquisizione delle materie prime sui mercati d acquisto fino alla distribuzione dei prodotti finiti ai consumatori finali. Nelle aziende con una struttura funzionale pura (organizzazione funzionale), le attività logistiche sono distribuite tra diversi organi, i quali in modo autonomo cercano di ottimizzare lo svolgimento delle attività di loro competenza. A livello organizzativo la funzione logistica è, in alcuni casi, distinta in: logistica degli acquisti e logistica di distribuzione o distribuzione fisica; in altri casi è considerata una funzione trasversale che percorre tutto il processo produttivo: dall acquisizione dei fattori produttivi alla realizzazione della produzione e alla vendita e consegna del prodotto finito. Le componenti del sistema logistico sono (FONTANA, CAROLI 2006): la componente fondamentale, ossia i magazzini e gli stabilimenti di produzione tra i quali i materiali si muovono; la componente informativa, rappresentata dal flusso informativo riguardante la produzione, la gestione dei materiali e la distribuzione dei prodotti finiti; la componente organizzativa, che riguarda il modo in cui le responsabilità ed i compiti sono distribuiti tra le varie funzioni.
152 Capitolo Quinto A) L attività di approvvigionamento L attività di approvvigionamento si sostanzia nel reperimento dei materiali necessari ad alimentare le linee di produzione (nelle aziende industriali) o nella raccolta delle merci da inserire in magazzino in attesa di vendita (nella aziende mercantili). La politica di approvvigionamento implica lo studio di diverse problematiche, quali: la gestione del materiale, riguardante l insieme delle funzioni aventi il compito di procurare il corretto assortimento di materiali e materie prime alle linee di produzione, con la necessaria continuità e stabilità nel rifornimento, ai minori costi possibili e secondo la qualità richiesta; l analisi del lotto economico d acquisto; il ruolo della direzione acquisti. Cos è un lotto economico d acquisto? Il lotto economico d acquisto rappresenta la quantità ottimale di materie, merci o componenti che l azienda determina come entità abituale dell ordine da inviare al proprio fornitore. La determinazione del lotto economico d acquisto implica la determinazione dei relativi costi. A lotti più grandi corrispondono più alti costi di possesso (interessi sul capitale congelato in scorte, costo di affitto dei magazzini e retribuzioni dei lavoratori addetti), e più bassi costi di gestione dell ordine (costi per invio dell ordinazione, attesa, ricevimento e controllo di quanto richiesto) e di setup (costi di attrezzaggio per le sole imprese industriali per predisporre gli impianti alle diverse produzioni). Si delinea allora una situazione di conflitto tra: la direzione finanziaria che tende a contenere i costi di possesso (stoccaggio) mediante cicli di produzione brevi e consumi frequenti; la direzione di produzione che tende a contenere i costi di attrezzaggio e ordinazione, cercando comunque di evitare arresti di produzione con cicli lunghi di produzione e bassa frequenza di cambio del ciclo. La soluzione di questo contrasto è costituita dall individuazione del lotto economico ottimale contrassegnato dalla sigla Eoq (Economic Optimal Quantity). Esso rappresenta il quantitativo da ordinare, non grande tanto da far incorrere in un eccessivo costo di possesso e non piccolo tanto da far sopportare eccessivi costi di attrezzaggio. Può essere rappresentato graficamente:
Costo totale I modelli di gestione della produzione e dei materiali 153 Dimensione del lotto economico L iperbole rappresenta i costi di ordinazione, la retta i costi di possesso; dall intersezione delle due rappresentazioni si individua la dimensione del lotto economico ottimale e si può costruire la curva dei costi totali di magazzino. Le tre funzioni verranno ampiamente spiegate nel prossimo paragrafo. La formula dell Eoq risale al 1916, quando venne sviluppata separatamente da Ford Harris e da R.H. Wilson, e, anche se è stata in passato utile per analizzare le scorte, viene oggi considerata inadeguata per affrontare il problema nella sua nuova complessità. Ai fini della scelta di un adeguata politica di approvvigionamento, generalmente, le aziende utilizzano uno strumento, definito matrice di Kraljic. La matrice di Kraljic è uno schema che permette di suddividere gli acquisti di una azienda in quattro classi, sulla base della complessità del mercato di rifornimento e dell importanza degli acquisti (determinata dall impatto che l articolo acquistato ha sul contesto produttivo ed economico aziendale). Tale suddivisione permette all azienda di definire le strategie di acquisto utili, al fine di ottenere dal sistema di acquisizione vantaggi tali da migliorare la competitività aziendale. La matrice di Kraljic definisce quattro tipologie di articoli: articoli con effetto leva (ad es. utensili, materiale di consumo di valore, combustibili), ossia articoli di abituale gestione, che intervengono direttamente nel processo produttivo e sono collocati su mercati poco rischiosi; articoli non critici (ad es. la cancelleria), caratterizzati da un impatto modesto sull azienda e relativi a mercati a basso rischio;
154 Capitolo Quinto articoli strategici (ad es. materiali rari, componenti di grande valore), che rappresentano i materiali più critici da gestire, poiché sono importanti per l azienda e sono situati in mercati rischiosi; articoli colli di bottiglia (ad es. semilavorati speciali/su misura, servizi esterni), articoli con un impatto aziendale basso, ma ugualmente critici, a causa delle difficoltà connesse all accesso al relativo mercato ed alla negoziazione degli approvvigionamenti. Infatti, la fornitura è soggetta al rischio di essere interrotta e, pur riguardando materiali secondari, la sua interruzione può determinare delle strozzature nel processo produttivo aziendale, senza la possibilità di accedere rapidamente a forniture sostitutive. alta Importanza economica e/o strategica del materiale acquistato bassa Materiali con «effetto leva» Obiettivi della politica di approvvigionamento: ottomizzazione delle variabili economiche; ottimizzazione del flusso dei materiali. Azioni principali da svolgere: ricerca di materiali sostitutivi; creazione delle condizioni per aumentare il potere contrattuale; riduzione delle scorte. Materiali «non critici» Obiettivi della politica di approvvigionamento: efficienza funzionale. Azioni principali da svolgere: standardizzazione dei materiali; ottimizzazione dei volumi di acquisto; utilizzazione del potere contrattuale. Materiali «strategici» Obiettivi della politica di approvvigionamento: disponibilità dei materiali nel lungo periodo; stabilità del rapporto con il fornitore. Azioni principali da svolgere: creazione di rapporti di lungo termine; attivazione di forme di controllo economico o giuridico dell impresa fornitrice; sviluppo di rapporti collaborativi nei progetti di innovazione. Materiali «colli di bottiglia» Obiettivi della politica di approvvigionamento: assicurare il flusso. Azioni principali da svolgere: controllo dei tempi; congruo mantenimento delle scorte. basso rischio di approvvigionamento alto Fonte: adattamento da KRALJIC (1983) MATRICE DI KRALJIC