ESEMPI APPLICATIVI DI LEAN MANUFACTURING Mappatura e miglioramenti mediante Value Stream Mapping PRIMO ESEMPIO APPLICATIVO: VALUE STREAM MAPPING Il primo punto richiede di andare a rappresentare il current state dell azienda; come noto, la current state map rappresenta il primo passo della mappatura di un azienda da riprogettare in ottica lean: a partire da questa rappresentazione, difatti, sarà possibile andare a ragionare su eventuali miglioramenti. Per farlo, occorre avere presente quelli che sono le tre principali componenti del flusso che devono essere rappresentate: Il flusso dei materiali; Il flusso informativo; La tempificazione, in termini di time line di attraversamento, del processo di trasformazione del prodotto, da materia prima a prodotto finito. Nel caso in esame, occorre anzitutto capire quelle che sono le fasi attraverso le quali il prodotto si muove, partendo da valle (in quanto, ragionando dal fondo, si ha la certezza di non perdersi in possibili percorsi differenti): - Il cliente fa pervenire una domanda giornaliera di 450 pezzi al giorno; - L azienda mette a disposizione 900 minuti al giorno per realizzarli; - Le tre fasi caratteristiche di trasformazione sono la lavorazione meccanica, il trattamento termico e l assemblaggio; - A valle ed a monte dell azienda si trovano il fornitore (che spedisce settimanalmente) e le spedizioni (giornaliere). Per ognuna di queste fasi, sarà necessario mettere in evidenza i tre parametri produttivi fondamentali: - Tempo di ciclo (tempo tra due uscite successive di prodotto); - Tempo di set up (necessario per i cambi produzione); - Disponibilità (parametro tecnico della macchina, calcolato rapportando il tempo di effettivo funzionamento al tempo di apertura dell impianto). A questo punto, prima di poter concludere la prima fase della mappatura, occorre quantificare, in termini di unità, quello che è il livello di disaccoppiamento (unità a scorta) presente tra i vari stadi; come visto in fase di trattazione teorica, questo significa, propriamente, recarsi in azienda ed andare a fotografare quello che è il livello di scorta presente tra i vari stadi. Nel caso, si ha che: 1
- A monte del sistema (quindi, quanto inviato dal fornitore settimanalmente) si ha un quantitativo di materia prima che deve essere tale da coprire la produzione settimanale: = 4500 pezzi - Tra le lavorazioni meccaniche ed il trattamento termico, ci sono 1500 pezzi; - Tra il trattamento termico e l assemblaggio 3200 pezzi; - Nel magazzino prodotti finiti (prima della spedizione) si hanno 10430 pezzi; A questo punto, si è mappato il flusso dei materiali, che dà una chiara visione di quella che è la struttura della supply chain dell azienda che si sta considerando; il passo successivo consiste nell andare a comprendere come, il prodotto, si muove all interno del sistema, informazione che può essere ricavata andando ad analizzare la struttura del flusso informativo (ovvero quel flusso di dati che permette, al prodotto, di passare dalla materia prima al prodotto finito), tenendo presente che: - Il cliente effettua ordini giornalieri, e comunica delle previsioni a 30, 60 e 90 giorni; - Il production control tramuta gli ordini cliente in 1. Previsioni a 30 e 60 giorni al fornitore; 2. Ordini settimanali al fornitore; 3. Piano di produzione aziendale, comunicato ai vari reparti sia in termini di carichi produttivi che di sequenziamento del mix; 4. Scheduling giornaliero della produzione. 2
Infine, per completare la mappatura, è necessario, da ultimo, tempificare il flusso poichè, questo, consente di identificare quelle che sono le attività realmente a valore aggiunto (per il quale il cliente è disposto a pagare) e quelle che, invece, sono spreco : ovviamente, rientrano nella prima categoria solo i tempi di produzione e di processamento dei materiali, e non tutto quello che è attesa per consentire alle macchine di funzionare (stoccaggi, movimentazione, attrezzaggi: saranno proprio queste le attività oggetto di modifica, miglioramento ed eliminazione in fase di riprogettazione). Si ottiene la seguente situazione: Come sono stati tradotti i quantitativi a scorta in tempo di attraversamento? Ci metta nei panni di un prodotto che arriva nel magazzino e si accoda a tutti quelli già presenti; al ritmo di 450 pezzi/richiesti al giorno: - Attenderà - Attenderà - Attenderà - Attenderà = 10 giorni nel magazzino materie prime; = 3,33 giorni nel magazzino a monte del trattamento; = 7,11 giorni nel magazzino a monte dell assemblaggio; = 23,18 giorni nel magazzino prodotti finiti. 3
La time line delinea una situazione abbastanza chiara: sul totale del tempo di attraversamento (43,62 giorni), il tempo realmente a valore aggiunto è di 280 secondi; ciò significa che, il cliente, paga l azienda per 280 secondi di lavoro e l azienda, per soddisfarlo, deve mettere in piedi un organizzazione pari a circa 44 giorni. L indice di flusso (rapporto tra attività a valore aggiunto e tempo complessivo di attraversamento) mostra quindi una grande inefficienza: tutto quello che è attività amministrativa, e che porta 280 secondi ad essere 44 giorni, dovrà essere ridotta il più possibile. Posto questo, bisogna andare a capire quelli che sono i principali miglioramenti che è necessario introdurre per migliorare l organizzazione e l EPE dell azienda. L EPE, acronimo di every part every è una grandezza che dà indicazione su quello che è il livello di flessibilità del sistema, in quanto rappresenta il tempo necessario all azienda per riassortire la gamma produttiva, nel rispetto della domanda cliente e del tempo a disposizione. In particolare, se la domanda media risulta essere di 450 pezzi al giorno, il tempo disponibile per produrre è pari a 900 minuti, ed il catalogo si compone di 68 varianti, produrre con un EPE pari ad un giorno significa, ogni giorno, essere in grado di riprodurre tutte queste 68 varianti nelle quantità richieste dal cliente; in formule, se vale la relazione Tempo di produzione + tempo unitario di set up 68 set up 900 minuti Allora l azienda sarà in grado di produrre con tale flessibilità. Al contrario, nel caso in cui questo non fosse vero e, invece, l EPE minimo risultasse essere pari a 2 giorni, allora significherebbe che, l azienda, avrebbe bisogno di una lottizzazione di due giorni per poter ripristinare l intera gamma. È quindi evidente come, l EPE, dipenda strettamente dal tempo di set up: più il tempo necessario al riattrezzaggio risulta essere basso, più aumenta la probabilità di essere in grado di soddisfare il valore target di ripristino; ipoteticamente, dimezzare il tempo di set up significa dimezzare anche l EPE, nonché dimezzare il quantitativo di scorte di ciclo necessarie a magazzino (nel caso in cui si avesse un EPE pari a due giorni, a magazzino si dovrà avere un quantitativo di scorta tale da garantire una copertura lungo questo periodo; dimezzando il tempo di set up, e dimezzando l EPE, si dimezza conseguentemente il tempo di disaccoppiamento e, con esso, la scorta). La formula dell EPE risulta essere esprimibile come segue: TC D A EPE + T n T EPE Come detto, nel caso in cui si ottenesse un valore di EPE pari ad 1 giorno, allora sarebbe possibile riprodurre tutte le varianti nel tempo disponibile in una giornata (rispettando la domanda giornaliera); altrimenti, sarà necessario aggregare più giorni di domanda. In particolare, per il caso in esame, l EPE uguale ad un giorno risulta essere un valore obiettivo da raggiungere; a quanto dovrebbe ammontare il tempo di set up per ottenere un EPE di questo valore? Ovviamente, bisogna ragionare sullo stadio di lavorazioni meccaniche poiché, allo stato attuale, è quello che crea rigidità (gli altri presentano un tempo di set up nullo); si ottiene: 4
95 sec 450 pezzi gg 0,95 + (T 60 sec min ) 68 900 Da cui un tempo di set up obiettivo (massimo ammissibile) pari a T 9000 = 2,2 minuti 4080 min sec 60 giorno min Per poter ripristinare la gamma in un giorno, bisogna quindi essere in grado di portare il tempo di set up del primo stadio da 10 minuti a 2,2 minuti, ad esempio applicando gli interventi migliorativi previsti dallo SMED. Il calcolo effettuato risulta essere altamente rilevante per un azienda che vuole diventare lean poiché, in tale approccio, obiettivo principale è l azzeramento degli sprechi; poiché, l attesa del materiale tra una fase e la successiva, rappresenta uno spreco, occorre eliminarla quanto più possibile: per farlo, bisogna diminuire le scorte, per diminuire le scorte è necessario minimizzare i tempi di set up e, diminuendo tale tempo, si ha la possibilità di ridurre anche l EPE dell azienda. Il calcolo dell EPE, quindi, risulta essere funzionale all identificazione degli obiettivi di miglioramento da comunicare agli operatori per la diminuzione del tempo di attraversamento; nel caso dell esempio, il calcolo del tempo di attraversamento risulta essere funzionale a comprendere quanto SMED è necessario fare (ovvero, tale da ridurre il tempo di set up del 78%). SECONDO ESEMPIO APPLICATIVO: VALUE STREAM MAPPING Il percorso da seguire è lo stesso fatto con l esercizio precedente: occorre andare a rappresentare il flusso dei materiali, il flusso informativo e tempificare l attraversamento del prodotto. Nel rappresentare il flusso dei materiali, occorre tenere conto che: - Ci sono cinque fasi: pressatura, fresatura, saldatura, foratura, finitura; - A monte della saldatura, vi è una convergenza di due processi produttivi (la saldatura salda insieme un pezzo pressato con due fresati); - La pressa e la fresa non sono macchine dedicate alla famiglia produttiva in analisi (al contrario di tutti gli altri stadi): occorrerà quindi tenere presente che, tali macchine, per una parte del loro tempo si dedicheranno alla produzione della famiglia in questione, la restante a tutte le altre produzioni. 5
Per quanto riguarda la mappatura del flusso informativo, invece, occorre tenere presente che - Il cliente manda un ordine giornaliero, e comunica le sue previsioni a 30, 60 e 90 giorni; - L azienda ha un tempo di consegna pari ad 1 giorno; - La gamma produttiva si compone di 6 prodotti (ed, ogni giorno, il cliente può richiedere uno qualsiasi di questi prodotti che, il giorno dopo, si aspetta di vedersi consegnato); - Il production control utilizza i dati in arrivo dal cliente per inoltrare ordini e previsioni ai fornitori, definire piani settimanali ai reparti ed un piano giornaliero alle spedizioni. Si ottiene la seguente situazione: Infine, è necessario tradurre le scorte in termini di tempo, e definire la time line di attraversamento: per identificare la copertura temporale, in termini di domanda, corrispondente al quantitativo di scorta presente in un dato magazzino, sarà necessario andare a dividere ciascun valore per il valore della domanda 6
Si pone, tuttavia, un problema, per calcolare il tempo di attraversamento, in quanto ci sono due fasi che operano in parallelo (pressatura e fresatura); quale considerare? La logica è quella di andare a calcolare il tempo di attraversamento passando dalla pressa (dall alto) e passando dalla fresa (dal basso), andando poi a prendere il valore maggiore (quindi, quello cui corrisponde il cammino critico). Dall alto si avrà Passaggio dalla pressa: Dal basso, invece Passaggio dalla fresa: 21600 unità 20000 unità 1800 unità + 4 secondi + 1800 unità = 24,11 giorni + 4 secondi giorno giorno 46800 unità 2 1800 unità giorno 21600 unità + 20 secondi + 2 1800 unità = 19 giorni + 20 secondi giorno (si raddoppia la domanda perché sono due i componenti da fresare) L ordine che entra oggi in produzione, quindi, giungerà in saldatura solo dopo 24,11 giorni + 4 secondi (proprio perché, prima di saldare i componenti, è necessario disporre di due componenti fresati, pronti dopo circa 19 giorni, e di un componente pressato, pronto, invece, dopo 24); è questo il tempo che dovrà essere considerato nel calcolo del tempo di attraversamento. In definitiva, risulta un tempo complessivo di 45,78 gg, a fronte di soli 48 secondi per attività a valore aggiunto: c è una grande inefficienza, che dovrà essere risolta. Prima di entrare nel dettaglio delle azioni di miglioramento, si provi a calcolare quello che è l EPE minimo per l azienda; poiché, il sistema in questione, è attualmente organizzato come un sistema disaccoppiato, con magazzini tra una fase e l altra, esisterà un EPE per ciascuno stadio: l EPE dell azienda, ovviamente, sarà 7
dato dal massimo tra i valori che si hanno in ciascuna fase (al contrario, come già visto, in un sistema accoppiato esiste sempre e solo un unico valore). Per ciascuno stadio, occorre quindi andare a calcolare il tempo, in giorni, necessario a ripristinare la gamma produttiva, sotto il vincolo del rispetto dei tempi disponibili e della domanda richiesta dal cliente: Fatto questo, è possibile andare a disegnare il future state per l azienda, ovvero la configurazione in ottica lean che consenta di migliorarne le inefficienze rispetto a quella attuale; per farlo, è possibile rifarsi agli otto punti della filosofia lean. Calcolo del takt time della famiglia di prodotto L identificazione del takt time è fondamentale per comprendere il ritmo produttivo su cui tarare il sistema; tale valore, infatti, rappresenta il tasso di assorbimento dei prodotti da parte del mercato, in funzione del quale l azienda deve organizzarsi per rispettarlo: se l azienda opera al takt time, ha la certezza né di sovraprodurre, né di sottoprodurre (eccessiva scorta o rottura di stock). Bisogna sincronizzare il sistema in funzione del takt time; si sottolinei comunque che, tale valore, guarda solo ad un allineamento in termini di volume, non di mix: un azienda che va al takt time è in grado di buttare fuori una quantità di prodotti tale da rispettare la domanda cliente, ma questo non significa che sia in grado di soddisfare la domanda anche in termini di mix. Ad ogni modo, nel caso in esame, il takt time risulta essere pari a Takt time = Tempo di lavoro disponibile Domanda del cliente = 7,5 h turno 2 turni 1800 unità = 30 sec unità giorno L azienda deve quindi organizzarsi in modo tale da buttare fuori un pezzo ogni 30 secondi: è questo il ritmo produttivo necessario per star dietro alla domanda cliente. Definizione delle modalità di organizzazione della produzione Il secondo punto consiste nell andare a capire in che modo sia possibile organizzare la produzione, in termini di modello gestionale di risposta al cliente: si produce in logica MTO o MTS? È possibile fare riferimento ad alcuni driver di scelta, come: Il tempo impiegato per la consegna al cliente; 8
Le caratteristiche del prodotto (valore del bene, livello e rischio di obsolescenza, livello di standardizzazione del prodotto); Prevedibilità della domanda; Stabilità dei volumi; Anzitutto, si consideri il fatto che, la gamma dell azienda, si compone di 6 differenti tipologie di prodotti: il cliente domanda, ciascuno di questi prodotti, ogni giorno, e bisogna consegnare tale ordine il giorno successivo; la domanda è, in genere, abbastanza stabile: benchè si possa avere una variabilità di mix molto alta, difatti, si rimane sempre e comunque all interno di queste 6 tipologie. Per questi motivi, la soluzione più razionale sembra essere quella di lavorare in MTS; questo, a maggior ragione, se si considera il fatto che, il tempo di risposta richiesto dal cliente risulta essere breve (1 giorno) mentre, alla situazione attuale, il tempo di consegna al cliente risulta essere molto lungo (senza dubbio, maggiore di un giorno). Si provi a quantificarlo; si tratta di calcolare il tempo che intercorre tra il momento in cui il cliente piazza l ordine e quello in cui, teoricamente, il prodotto è pronto per essere spedito; ipotizzando di disporre, sempre, del materiale a magazzino, che potrà quindi essere messo subito in macchina, i passi saranno Pressatura + saldatura: 4 secondi (tempo di ciclo del cammino critico) Saldatura: 11,11 giorni + 10 secondi Foratura: 2,22 giorni + 12 secondi Finitura: 2,78 giorni + 23 secondi Spedizione In sostanza, il percorso in questione prevede un azzeramento dell attesa dal fornitore (si ipotizza disponibilità nel magazzino componenti) ed un assenza di stoccaggio nel magazzino prodotti finiti (una volta realizzato, il prodotto parte immediatamente verso il cliente), ottenendo un valore di circa 16 giorni, evidentemente superiore al tempo di risposta al cliente; come ipotizzato, non ci sono le condizioni per operare in MTO, bensì per un magazzino di prodotti finiti. Un altro fattore che fa propendere per un organizzazione in MTS è il fatto che si hanno solo 6 prodotti a catalogo, ciascuno dei quali di basso valore: lavorare per un magazzino prodotti finiti di tipo supermarket, che dovrebbe contenere tutta la gamma, significherebbe stoccare solo 6 prodotti, richiesti ogni giorno con una domanda stabile; ciò significa essere in una condizione sostenibile, in quanto gli ordini sarebbero tali da garantire un alta rotazione del magazzino. Quindi, in definitiva, il processo logico da seguire ed i parametri da considerare nel prendere questa decisione sono i seguenti: Confronto tra tempo di attraversamento minimo teorico ottenibile e tempo richiesto dal cliente; Ampiezza della gamma produttiva dell azienda (poiché, il supermarket, è tale da avere sempre disponibilità di tutte le tipologie di prodotto, dover riempirlo con 6 codici è diverso che doverlo riempire con 250, soprattutto in termini di costi da sostenere); Valutazione dell indice di rotazione, per ciascuna tipologia di prodotto stoccato: se tutti prodotti vengono richiesti periodicamente, ha senso mantenerli tutti nel magazzino, altrimenti sarà necessario fare altre valutazioni (ad esempio, in termini di rischio di obsolescenza); Valutazione del valore e delle dimensioni del prodotto. 9
Nel caso in esame, una gamma ristretta, richiesta nella sua interezza ogni giorno e, soprattutto, un tempo necessario alla produzione di ordini di grandezza superiori rispetto a quello di risposta atteso dal cliente, fanno propendere per operare in logica MTS, quindi per un magazzino finale. Introduzione di un flusso continuo Adottare un one piece flow significa passare da una situazione disaccoppiata (configurazione per reparti) ad una accoppiata (configurazione a cella, all interno della quale le macchine sono state raggruppate, avvicinate ed i magazzini interoperazionali eliminati). Il criterio di unione, in genere, porta a mettere insieme gli stadi con similitudini in termini di tempi di ciclo, tempi di set up, disponibilità e dedica alla famiglia; ecco quindi che, nel caso in esame, sarà potenzialmente possibile mettere a flusso continuo le fasi di saldatura, finitura e foratura: sono questi gli stadi candidati a poter essere messe a flusso, tenendo presente che, accoppiando un sistema, le rigidità e le inefficienze di uno stadio vanno ad impattare anche sugli altri stadi. Si tenga presente che, cercare di accoppiare e di creare un flusso, è fondamentale perché consente di diminuire il livello di scorta, il che significa - Tagliare i tempi di attraversamento; - Poter fare a meno di tutte quelle risorse che, di quella scorta, si occupano; in sostanza, quindi, passando da un organizzazione per reparti ad una in linea, si ha la possibilità tagliare tempo e costi. Tuttavia, per quanto detto in precedenza, si potrebbe incorrere in un calo di produttività, proprio perché, accoppiando gli stadi, vengono anche fatte convergere tutte le loro inefficienze; tuttavia, come più volte detto, l approccio lean non ragiona nel principio si accoppia solo se si ha la possibilità di farlo, bensì in termini di si comincia con il mettere a flusso e, poi, si va a vedere come sia possibile mitigare le eventuali problematiche. Per capire in che situazione ci si ritroverebbe andando a mettere a flusso queste tre fasi, occorre andare a valutare quelle che sono le condizioni DeCAF, con riferimento ad una cella con le seguenti caratteristiche: Il tempo di ciclo risulta essere pari a 23 secondi, ovvero quello corrispondente allo stadio collo di bottiglia che si è accoppiato, quello di set up a 5 minuti, e la disponibilità del 95% Si noti che, in questa cella, sono sufficienti solo due operatori (a differenza dei tre che erano necessari nel sistema disaccoppiato), poiché, essendo il takt time pari a 30 secondi/pezzo, ciò significa che, questo, è anche il tempo ogni quanto l operatore deve riniziare a compiere il ciclo delle sue attività (in sostanza, ogni 30 secondi l operatore deve ricominciare a supportare il ciclo saldatura + foratura + assemblaggio); poiché, 10
il contenuto di lavoro della cella, risulta essere pari a 10 secondi + 12 secondi + 23 secondi = 45 secondi, il numero minimo di operatori necessari risulta essere pari a numero operatori = 45 30 = 2 operatori Con 3 operatori, si creerebbe uno spreco in termini di risorse umane, con 1 operatore, invece, non si sarebbe in grado di operare al takt time (ogni operatore potrebbe ricominciare il suo ciclo solo dopo 45 secondi); con 2 operatori, valore ottimale, si potrebbe pensare, ad esempio, di bilanciare l allocazione dei carichi di lavoro ad esempio assegnando al primo le operazioni di saldatura e foratura (22 secondi) ed al secondo quelle di assemblaggio (23 secondi). Si verifichino le condizioni: Cella dedicata? Tutte le risorse si occupano solo della famiglia di prodotto in esame Cella con sufficiente capacità produttiva? A questo primo livello, si tratta semplicemente di verificare se la capacità teorica della cella (ovvero, il suo tempo di ciclo) risulta essere inferiore al takt time; nel caso, 23 secondi < 30 secondi, il che significa che la condizione è rispettata. Nel caso in cui, tale relazione, non fosse rispettata, bisognerebbe risolvere il problema andando ad agire sull asse dei tempi di ciclo, o eliminando attività non a valore aggiunto nel ciclo, oppure investendo in un aumento di capacità produttiva, aumento della potenzialità della macchina. Cella con sufficiente disponibilità? A questo secondo livello, si tratta di verificare che, il tempo di ciclo, al netto della disponibilità, risulti ancora inferiore al takt time; nel caso,, secondi < 30 secondi, il che significa che non si hanno problemi di disponibilità. Nel caso in cui, tale relazione, non fosse rispettata, bisognerebbe risolvere il problema andando ad agire sull asse della disponibilità, introducendo delle modifiche ai piani di manutenzione dell azienda. Cella con sufficiente flessibilità? A questo terzo livello, infine, si tratta di calcolare l EPE della cella, comprendendo quello che sarà il quantitativo di scorta che sarà necessario mettere a valle della cella (maggiore è l EPE, maggiore sarà la quantità). Nel caso, risulta un valore pari a 23 1800 + X 5 60 900 60 0,95 X = numero di set up = 34,74 EPE = 6 = 0,173 giorni 34,74 cambi produzione giorno Quindi molto basso: la cella è in grado di ripristinare la gamma più volte lungo la giornata. 11
Nel caso in cui, da tale relazione, emergesse un valore troppo elevato, questo significherebbe essere in una situazione di inefficienza, poiché dovrebbe essere previsto un alto quantitativo si scorta a valle della cella. Per arginare questo spreco, occorrerà andare ad agire sui tempi di set up (direttamente correlati all EPE) che, essendo troppo alti, dovranno essere diminuiti (SMED). In generale, comunque, il valore dell EPE di uno stadio va sempre confrontato con quello richiesto dal cliente immediatamente a valle: - Se il valore risulta essere inferiore, significa che, lo stadio, non sarà in grado di seguire le esigenze di tale cliente in termini di mix, il che aumenta le esigenze in termini di scorta (ad esempio: se lo stadio fornitore è in grado di mettere a magazzino un prodotto ogni tre giorni, ma il cliente lo richiede ogni giorno, sarà necessario tenere una scorta di prodotto proprio pari a questo periodo di rigidità del sistema) - Se il valore risulta essere superiore significa che, lo stadio, butterà a magazzino un quantitativo di prodotti ad un ritmo superiore a quello che è il tasso di assorbimento (quindi, la scorta, si crea ugualmente: lo stadio a valle assorbe e consuma i prodotti ad un ritmo inferiore a quello di produzione); ovviamente, l obiettivo a cui tendere è quello di avere un EPE, tra i vari stadi, il più basso possibile ed allineato e, soprattutto, simile a quello richiesto dal mercato: una situazione di questo tipo, difatti, consente di mettere a flusso i vari stadi, eliminare le scorte, minimizzare il tempo di attraversamento e, di conseguenza, massimizzare la propria capacità di dare al mercato prodotti differenti ad alta frequenza. Costituzione di un sistema supermarket pull L approccio lean prevede che, laddove non sia possibile istituire un flusso continuo, sia necessario istituire un sistema di magazzino prodotti di tipo supermarket ; si tenga presente che, tale soluzione, rappresenta semplicemente un ripiego ad una situazione di inefficienza: l istituzione di un supermarket, difatti, è indice di un problema dell azienda, che dovrà, nel medio periodo, essere risolto (se l azienda non avesse problemi, difatti, potrebbe mettere a flusso tutti gli stadi). In sostanza, si organizza un supermarket laddove le conseguenze, in termini di perdita di produttività e degrado delle performance, sarebbero insostenibili mettendo a flusso: è facile intuire che, questo contesto, lo si trova in tutti gli stadi caratterizzati da risorse condivise, lottizzazioni elevate, bassa disponibilità e alto tempo di set up. Nel caso, è necessario mettere un supermarket tra la pressa e la saldatura e tra la fresa e la saldatura (ovvero, tra la pressa e la fresa e la cella): questi due stadi sono, difatti, risorse condivise tra più famiglie produttive. Ma non è tutto; si pensi, ad esempio, a cosa accadrebbe se si mettesse a flusso la pressa: tale impianto necessita di un tempo di attrezzaggio di 120 minuti, che obbligherebbe gli altri stadi a sacrificare la loro maggiore flessibilità per questo valore; in sostanza, la cella che ne risulterebbe dovrebbe comunque operare con lottizzazioni elevate, per riuscire a spalmare correttamente questi 120 minuti con un piano di produzione fattibile. In sostanza, poiché, mettere a flusso, comporterebbe delle inefficienze maggiori che il disaccoppiamento, si opta per il sistema supermarket che, però, come detto, ha solo funzione di tampone: lo si istituisce nell ottica, in un futuro, di andare a rimuoverlo: nello spirito del miglioramento continuo, si tratterà di dare, agli operatori, una serie di obiettivi di miglioramento, che li porteranno a ridurre progressivamente le scorte nel supermarket fino a che, un giorno, si avrà la possibilità di mettere tutto a flusso. 12
Tale miglioramento può essere controllato e guidato attraverso la progressiva diminuzione dell EPE: in sostanza, si tratta di andare progressivamente ad aumentare la disponibilità e diminuire il tempo di set up, al fine di raggiungere un valore di EPE ed una situazione tale da poter includere, lo stadio, all interno del flusso. L istituzione del supermarket, lo si ripeta, non deve far passare l idea del in quel punto si ha bisogno della scorta ; al contrario, significa si mette la scorta perché si ha un problema che, in futuro, dovrà essere risolto. Si vada a vedere quello che è, attualmente, il valore dell EPE dei due stadi disaccoppiati: Stadio pressa 4 1800 + X 120 60 900 60 60% 0,8 (la pressa è dedicata alla produzione della famiglia per il 60% del suo tempo disponibile) cambi produzione X = numero di set up = 3,25 giorno EPE = 6 = 1,85 giorni 3,25 Attualmente, l EPE della pressa risulta essere pari a 1,85 giorni (contro EPE = 1 richiesto dal cliente e EPE = 0,17 della cella); si istituisce il supermarket a patto che, entro un certo periodo di tempo, sarà necessario aumentare l EPE. Ad esempio, se lo si volesse portare ad 1 giorno Questo è il primo obiettivo da dare agli operatori: per ridurre l EPE di 0,85 giorni, sarà necessario ridurre il tempo di set up fino a 65 minuti (ovvero, sotto il 50%; in generale, comunque, sono considerabili verosimili degli obiettivi di riduzione del set up che si collocano tra il 30% ed il 40% in meno rispetto al valore iniziale). Stadio fresa 20 1800 + X 15 60 900 60 70% 1 (la fresatrice è dedicata alla produzione della famiglia per il 70% del suo tempo disponibile) cambi produzione X = numero di set up = 2 giorno EPE = 6 2 = 3 giorni 13
Attualmente, l EPE della fresatrice risulta essere pari a 3 giorni (contro EPE = 1 richiesto dal cliente e EPE = 0,17 della cella); si istituisce il supermarket a patto che, entro un certo periodo di tempo, sarà necessario aumentare l EPE. Ad esempio, se lo si volesse portare ad 1 giorno Ovviamente, in questo caso, l obiettivo potrà essere raggiunto pensando, magari ad una serie di step intermedi (una riduzione da 3 ad 1 corrisponderebbe, difatti, ad una diminuzione del 200%). A questo punto, si è costruito lo scheletro dell azienda in ottica di future state: si ha una cella produttiva che comprende la saldatura, l assemblaggio e la foratura, a monte della quale si trova lo stadio di fresatura e pressa. Come sono stati determinati i valori delle scorte nei supermarket? Si sottolinei che, il valore preciso, non lo si può conoscere in quanto, tale quantità, è comprensiva delle scorte operative e di quelle di sicurezza (per queste ultime non si dispone di tutti i dati sufficienti per il calcolo: non si è a conoscenza, difatti, della deviazione standard della domanda); tuttavia, è quanto meno possibile calcolare il valore della scorta di ciclo, a partire dall EPE degli stadi disaccoppiati, ed assommargli quello pe le scorte di sicurezza sulla base di un certo criterio. Ad esempio, si potrebbe pensare di definire la scorta come Scorta = Scorta di ciclo + Scorta di sicurezza = f(epe) + f(0,5*epe) Avendo che - Per lo stadio di pressatura, Scorta = 1800 + 900 (si ipotizza di avere già migliorato e di essere stati in grado di portare l EPE ad 1 giorno); 14
- Per lo stadio di fresatura, Scorta = 1800*2 + 900*2 (anche in questo caso, si ipotizza di essere stati in grado di portare l EPE ad 1 giorno; inoltre, si ricordi che sono due i componenti a dover essere fresati). Identificazione del peacemaker e del punto di programmazione Il peacemaker rappresenta lo stadio che detta il ritmo della produzione, dicendo cosa e quanto deve essere prodotto; come visto, per un azienda lean, tale peacemaker risulta essere: - a monte di questo stadio, difatti, le logiche di approvvigionamento sono gestite dai kanban; - a valle di questo stadio, il flusso continuo gestito con corsie FIFO garantisce che, la sequenza di produzione, venga bloccata così come è stata definita dallo stadio peacemaker; in sostanza, il peacemaker rappresenta il punto in cui, il sistema, passa dall essere gestito in ottica kanban a one piece flow: come detto, a monte ci sono i cartellini che dicono, agli stadi fornitori, che cosa deve essere prodotto; a valle, invece, le sequenze sono bloccate dalle corsie FIFO, che non danno nessuna discrezionalità agli operatori nel decidere cosa deve essere prodotto. Nel caso in esame, la soluzione ideale è quella di porre il peacemaker ed il livellamento della produzione in corrispondenza del magazzino prodotti finiti: le spedizioni, difatti, prelevano da esso i prodotti che dovranno essere inviati al cliente e, il sistema di kanban, guida invece il ripristino da parte di tutti gli attori della Supply Chain (cella, fresatura, pressatura e fornitore); in questa configurazione, il sistema è totalmente gestito in logica pull, ed è in grado di riprodurre esattamente tutto ciò che è stato consumato. Si ha, quindi, la situazione seguente: Il magazzino prodotti finiti a monte delle spedizioni, è proprio quello che si era istituito decidendo di andare ad operare in logica MTS, che deve essere dimensionato in modo tale da far fronte alla possibile variabilità negli ordini cliente. È interessante notare la seguente cosa: mentre, il prelievo della cella dai supermarket, avviene per un quantitativo di prodotti esattamente pari ad un kanban, pressa e fresa lavorano con lottizzazioni diverse e più alte; tali stadi non ripristinano ogni kanban che viene prelevato, ma devono aspettare lo stacco di n 15
cartellini prima di cominciare a produrre (il lotto di produzione corrisponde allo stacco di n kanban da parte della cella; questo è altresì evidente ricordando il fatto che, la cella, ha un EPE di 0,17 giorni, mentre lo stadio pressa e fresa di 1 giorno). Attenzione però: arrivati a questo punto, è possibile pensare di rivalutare alcune scelte fatte in precedenza; in particolare: è effettivamente vero che si è obbligati a lavorare in MTS nella nuova situazione? Bisogna calcolare il tempo che, un prodotto, impiega ad attraversare il sistema una volta arrivato l ordine da parte del cliente, tenendo conto che per definizione, un supermarket è tale da rendere sempre disponibile tutta la varietà che si decide di mettere nel magazzino; non è come i buffer tradizionali che, come noto, sono buffer di accumulo di materiale (ovvero, possono contenere un certo quantitativo di pezzi, ma di qualunque mix e tipologia): in un supermarket, anche in totale coerenza con il concetto di sistema pull, sono sempre disponibili tutte le varianti di prodotto. Passando dal current state, dove si avevano buffer tradizionali, al future state, dove si hanno magazzini progettati in logica supermarket, il calcolo del tempo di attraversamento si modifica: - con i magazzini tradizionali, il tempo di attraversamento lo si deve necessariamente quantificare partendo dallo stadio più a monte, fino ad arrivare al momento in cui, teoricamente, il prodotto è pronto per la spedizione; - con i supermarket, invece, il tempo di attraversamento va calcolato dal peacemaker in poi, ovvero dall ultimo supermarket in poi (il che, è evidente: se i magazzini garantiscono sempre disponibilità di qualunque codice, il tempo di attraversamento si partirà a calcolarlo dalla prima operazione di trasformazione e dall ultimo prelievo (componente subito disponibile) in poi. Fatta chiarezza su questo aspetto, è quindi evidente che, il tempo di attraversamento, risulta essere pari a 46 secondi (il tempo di attraversamento, in questo nuovo caso, dipende solo dal lotto della cella): tale è il tempo necessario alla cella di assemblaggio per realizzare un prodotto ed inviarlo alla spedizione (tale è la durata del ciclo di attività della cella, che ha la certezza di poter subito contare sui due pezzi fresati e sul pezzo pressato per poter partire con la trasformazione). Non si hanno più i 16 giorni di prima ma, con questa riorganizzazione, si è tagliato in modo drastico il tempo di attraversamento; è quindi evidente che, nel future state, non si ha più la necessità del magazzini prodotto finito, potendo così operare in logica MTO, e facendo della cella il peacemaker del sistema: 16
Si noti inoltre che, in questo nuovo scenario, la flessibilità della cella risulta essere eccedente quanto effettivamente chiesto dal cliente (0,17 giorni vs 1 giorno): questo fa sì che sia possibile esporre la cella direttamente al cliente finale senza incorrere in troppi rischi poiché, nella stragrande maggioranza dei casi, si sarà in grado di rispondere efficacemente senza dove appoggiarsi al magazzino (come detto, il cliente richiede la gamma produttiva ogni mezza giornata, ma la cella è in grado di ripristinarla ogni 0,17 giorni; nei limiti della domanda media, quindi, il sistema è più flessibile al mix del cliente stesso). Notare che, condizione sufficiente affinchè sia possibile eliminare il magazzino finale è quella di avere una domanda stabile in volume: nel caso in cui, infatti, il mix non risulti stabile, si potrebbe sempre pensare di andare a lavorare in termini di maggiore flessibilità mediante diminuzione dei tempi di set up. Si tenga presente che, 0,5 giorni, è il massimo tempo di attesa che è necessario aspettare per la partenza del camion: in sostanza, è la scorta che fa generare l EPE più alto per il cliente. Il camion, difatti, parte due volte al giorno: nel momento in cui il pezzo viene scaricato dall assemblaggio della cella, non è detto che possa essere subito spedito, ma potrebbe dover attendere; si crea, quindi, un accumulo di materiale non dovuto alla cella, ma al fatto che, la spedizione, lavora su una lottizzazione di 0,5 giorni. Infine, va sottolineato come sia possibile prevedere un ulteriore intervento, verso il fornitore; in particolare, è opportuno concordare una consegna della merce più frequente: se, invece che ogni settimana, lui consegnasse due volte alla settimana, si avrebbe la possibilità di dimezzare la scorta a monte del sistema (proprio perché si avrebbe bisogno di una copertura corrispondente ad un periodo di tempo dimezzato rispetto a prima). In definitiva, i miglioramenti ottenuti sono stati sensibili, come dimostrato dalla seguente tabella: IL CASO STARM INDUSTRIES La Starm Industries è un azienda produttrice di componenti meccanici (bracci dello sterzo), ottenuti per saldatura e sbavatura di un asta. Il suo processo produttivo si caratterizza per una serie di reparti: - in quello di taglio vengono prese le barre dal magazzino, che vengono successivamente tagliate nella forma richiesta dal cliente; - in quello della prima saldatura viene saldato il primo componente sulla barra; - in quello di seconda saldatura viene saldato il secondo componente sulla barra; - vi è poi la sbavatura; - a questo punto, il pezzo viene inviato ad un terzista, con il compito di verniciarlo; in particolare, i pezzi vengono consegnati giornalmente a dei camion, che hanno un lead time di verniciatura di due giorni; 17
- infine, vi è la fase di assemblaggio, dove operano sei operatori in parallelo, ciascuno dei quali è deputato alla lavorazione completa del pezzo (secondo lo schema delle isole di montaggio); è come se fosse una sorta di stadio di imballaggio e confezionamento dove, ciascuno dei sei operatori, compie un ciclo di lavoro di 215 secondi, che lo porta a lavorare completamente un pezzo; a questo punto, il pezzo è pronto per essere spedito, giornalmente, al cliente. Occorre tenere presente che, la macchina di taglio, è dedicata solo al 50% per le lavorazioni sulla famiglia produttiva in esame; inoltre, è importante sottolineare come, i reparti di taglio, saldatura e sbavatura, possano avere dei tempi di set up differenti, in base alla tipologia di pezzo che devono lavorare: in particolari, per pezzi simili il set up richiesto dura solo 15 minuti mentre, quando il cambio di produzione risulta essere sensibile, il tempo di set up è di 60 minuti. Il clienti fa ordini medi di 50 pezzi, ed ogni ordine richiesto può essere diverso da richiesta a richiesta; esistono difatti, come detto, differenti tipologie di pezzi da realizzare, differenti in termini di: 20 diverse possibili lunghezze per la barra; 2 diversi diametri del tubo; 3 diversi possibili raccordi (ciascuno dei quali da saldare su ciascuna estremità); nel complesso, la gamma produttiva dell azienda si compone di 240 possibili configurazioni, che possono essere inseriti in una domanda giornaliera di 1200 prodotti/giorno, che possono essere ordinati in lotti da 50 pezzi tutti uguali. Dati gli alti livelli di personalizzazione richiesti, il cliente usa ordinare con 60 giorni in anticipo rispetto alla data di consegna; poiché, come emerger, il lead time di attraversamento risulta essere di soli 28 giorni, significa che, questi 60 giorni di anticipo che sono stati concordati, devono servire all azienda per bilanciare opportunamente i carichi produttivi: con 60 giorni di anticipo, l MRP aziendale va ad esplodere la tipologia di ordine pervenuta, assegnando le scadenze ai diversi stadi di lavorazione. Esiste, comunque, un chiaro orizzonte di congelamento, pari a due settimane; per questo motivo, fino a due settimane prima della data prevista di consegna, l azienda può andare ad aggiornare i piani di produzione, dandone comunicazione ai vari reparti; oltre, però, non è possibile realizzare cambiamenti. Il supervisore dello stabilimento, oltre che gestire opportunamente i piani di produzione, hanno anche il compito di stabilire eventuali priorità giornaliere. Altra cosa da avere presente è il fatto che, i tempi di ripristino da parte del fornitore, variano in base al componente considerato; entrambi, comunque, mandano il camion di rifornimento due volte al mese (rispetto ad una consegna al cliente finale che, come detto, è giornaliera). Sulla base di queste informazioni, la current state map dell azienda può essere così visualizzata: 18
Da essa, emerge come, il tempo totale di lavoro, risulti essere pari a 320 s (tempo a valore aggiunto), a fronte di un tempo totale di attraversamento di 48 giorni. Ma come è stato calcolato il tempo di attraversamento? Come già emerso dall esercizio precedente, quando si hanno dei processi in parallelo (come il caso del taglio e delle lavorazioni meccaniche), all interno del tempo di attraversamento devono essere inseriti i valori che fanno riferimento al cammino critico. Se si passasse dall alto, si impiegherebbero: - = 20 giorni di attesa nel buffer a monte della macchina di taglio; - 15 secondi per la lavorazione sulla macchina di taglio; - = 5 giorni di attesa nel buffer a valle della macchina di taglio; quindi, un tempo complessivo di 25 giorni + 15 secondi. Se si passasse dal basso, invece, sarebbero possibili due percorsi: lavorazioni meccaniche saldatura 1 saldatura 2, oppure lavorazioni meccaniche saldatura 2. Nel primo caso, il tempo impiegato risulta essere: - = 20 giorni di attesa nel buffer a monte della macchina di lavorazione meccanica (vengono prelevati due componenti alla volta); - 20 secondi per la lavorazione meccanica sulla macchina; - = 2 giorni di attesa nel buffer a valle della lavorazione meccanica (per i pezzi destinati alla saldatura 1; quindi, un tempo complessivo di 22 giorni + 20 secondi. 19
Nel secondo caso, invece, il tempo impiegato risulta essere: - = 20 giorni di attesa nel buffer a monte della macchina di lavorazione meccanica (vengono prelevati due componenti alla volta); - 20 secondi per la lavorazione meccanica sulla macchina; - = 2 giorni di attesa nel buffer a valle della lavorazione meccanica (per poi essere inviati direttamente alla saldatura 2). Il ramo critico, quindi, risulta essere quello in alto (20 giorni + 15 secondi + 5 giorni), e saranno questi i tempi che andranno messi sulla timeline. Attenzione, benchè, lo stadio lavorazioni meccaniche, impieghi un tempo a valore aggiunto di 40 secondi (difatti, quando un prodotto finito risulta essere composto da due o più componenti dello stesso tipo, come tempo di ciclo complessivo è necessario considerare il tempo necessario a produrre tutti i componenti richiesti dal prodotto finito), quindi superiore a quello di taglio, nella timeline si va comunque a mettere i 15 secondi del reparto di taglio poiché, il cammino critico, è l intero percorso magazzino taglio magazzino saldatura, e sono questi i tempi di percorso che devono essere considerati. A partire dalla current state map, risulta quindi necessario andare a riprogettare l azienda in ottica lean, il che è possibile seguendo due passi successivi: 1. Definizione degli interventi migliorativi che si propone di effettuare (con riferimento alle otto domande chiave della filosofia); 2. Calcolo quantitativo degli interventi migliorativi da effettuare (dimensionamento degli interventi). Definizione degli interventi correttivi Qual è il takt time per la famiglia di prodotto considerata? Bisogna anzitutto comprendere quello che è il ritmo al quale sincronizzare i reparti, facendoli produrre al fine di riuscire a mandare il cliente un volume di prodotti che sia allineato alla sua domanda. Per farlo, è necessario collegare la domanda cliente al tempo disponibile per la produzione, di modo da soddisfare le esigenze in base ai tempi massimi; bisogna quindi, anzitutto, calcolare il tempo disponibile per produrre, che si definisce come il tempo di apertura dello stabilimento nettificato delle pause previste dal management; noto questo valore, sarà possibile calcolare il takt time andandogli a rapportare la richiesta (espressa nella medesima unità di tempo) proveniente da parte del cliente: 20
Andando a 45 secondi per produrre ciascun pezzo, l azienda ha la certezza che, nessun reparto, incorrerà in mancanza di capacità produttiva, sovraprodurrà o sottoprodurrà: è questo il ritmo da tenere per essere allineati alle richieste del cliente. Attenzione: come già detto, andare a 45 s/pezzo, significa essere sicuramente in grado di incontrare le esigenze del cliente in termini di volume, ma non è detto che si sia altrettanto capaci di servire il mix da lui richiesto. Si produce per il supermarket prodotti finiti o direttamente per la spedizione? Per prendere questa decisione, ci sono una serie di drivers da considerare, quali: il confronto tra tempo concesso dal cliente per la consegna ed il tempo che, il sistema, impiega effettivamente a portare il prodotto sul mercato; l ampiezza della varietà di gamma dell azienda: più la gamma è ampia, più ha senso avere un magazzino di prodotti finiti di tipo supermarket; il confronto tra l ampiezza della gamma offerta e la varietà effettivamente richiesta dal cliente: se il cliente, effettivamente, richiede, ogni volta che fa l ordine, gran parte della percentuale dei prodotti che compongono la gamma, allora avrebbe senso gestire un sistema di tipo supermarket (al quale, dovendo esso includere tutti i possibili prodotti offerti, si garantirebbe un alto indice di rotazione anche sulla singola tipologia); altrimenti, occorrerebbe ragionarci attentamente poiché, con un sistema di questo tipo, si avrebbe un magazzino che, per la gran parte dei componenti, starebbe fermo (di n prodotti, ne sono movimentati solo un piccolo sottoinsieme); il rischio di obsolescenza del prodotto; la strategicità di servire clienti urgenti; Nel caso in esame - Il lead time richiesto dal cliente è 60 giorni però, fino a 2 settimane prima, egli ha facoltà di modificare il mix inizialmente richiesto; bisogna quindi mantenere una flessibilità minima di mix su questo orizzonte temporale (egli può richiedere modifiche di mix, ma non di volume); - La gamma si compone di 240 possibili configurazioni; - La domanda cliente è pari a 1200 pezzi al giorni, composta sulla base di lotti da 50 pezzi, ciascuno dei quali può riguardare una specifica variante (24 possibili configurazioni diverse richieste ogni giorno); - Il volume, in media, risulta essere abbastanza costante. Stante queste condizioni, se si producesse per un magazzino prodotti finiti di tipo supermarket, ogni giorno, verrebbero movimentate solo il 10% delle tipologie offerte dall azienda; un magazzino con all interno 240 configurazioni differente, movimentato ogni giorno solo per 24 di queste, avrebbe un indice di rotazione troppo basso per non poter essere considerato inefficiente. Questa considerazione, unita alla stabilità dei volumi e della domanda (c è esigenza di flessibilità di mix, non di volume), fa propendere per un organizzazione della produzione in logica MTO; bisogna, tuttavia, andare a verificare se, uno scenario di questo tipo, risulta effettivamente sostenibile in termini di lead time. Poiché, da quando il cliente potrebbe richiedere un potenziale modifica di mix, si hanno 14 giorni a disposizione per poter rispondere: bisogna quindi andare a verificare l effettiva capacità di risposta da questo punto in poi. 21
Per farlo, occorre andare ad identificare il punto in cui si ha l esplosione della varietà di gamma, in quanto è da qui in poi che, eventuali modifiche di configurazione da parte del cliente, potranno determinare dei problemi; si tratta, quindi, di capire quello che è il punto del sistema dove comincerebbe ad impattare un eventuale cambio di mix da parte del cliente e valutare se, da li in poi, si è in grado di rispondere in meno di due settimane. Guardando al current state, tuttavia, si può osservare come, soltanto il tempo che intercorre tra sbavatura ed il magazzino a monte dell assemblaggio raggiunge i 13 giorni: non si sarà quindi in grado di buttare fuori tutta la gamma in meno di due settimane. Nonostante questo però, in totale approccio lean, si decide comunque di produrre in logica MTO (si comincia a produrre e lavorare i materiali solo dopo che è arrivato l ordine cliente): si è difatti confidenti del fatto che, a seguito della riprogettazione, il future state sarà strutturato in modo tale da poter garantire la realizzazione della gamma in meno di 14 giorni. In quest ottica, dunque, il magazzino che si formerà a valle dell assemblaggio non costituirà un supermarket di prodotti finiti, ma semplicemente un accumulo temporaneo di materiale eventualmente dovuto a : - Completamento di un lotto richiesto dal cliente; - Gestione delle spedizioni. Dove introdurre il flusso ed accoppiare maggiormente gli stadi? Questo terzo punto rappresenta uno degli aspetti più critici di una riprogettazione lean: bisogna andare ad identificare dove si hanno le maggiori opportunità per accoppiare gli stadi, al fine di favorire un più veloce fluire del prodotto da monte a valle. Come noto, la convenienza è quella di accoppiare quanto più valgono le condizioni DeCAF: risorse dedicate alla famiglia in esame e cella sufficientemente capace, disponibile e flessibile; ovviamente, affinchè valgano queste condizioni, sarà opportuno valutare l unione di stadi caratterizzati da - Disponibilità, tempi di ciclo e tempi di set up simili; - Risorse facilmente avvicinabili e movimentabili. Per la Starm, si valuta che: Senza dubbio, i due stadi di saldatura e la sbavatura incontrano queste caratteristiche, il che significa che, le tre macchine, sono buone candidate per poter essere messe a flusso; Nel reparto di assemblaggio, ci sono sei risorse che operano nella logica delle isole di montaggio (quindi, indipendentemente l una dall altra); poiché, a livello di questo stadio, non esiste un flusso direzionato, si potrebbe pensare di linearizzare maggiormente tale flusso, passando dalle isole di montaggio ad un unica linea di assemblaggio; Il sistema è caratterizzato da un evidente discontinuità, quella con il reparto esterno di verniciatura; in particolare, il forte disaccoppiamento è dovuto al fatto che, il camion del terzista, preleva e scarica la merce solo una volta al giorno: il buffer interoperazionale che si ha serve, quindi, a cautelare l azienda dalla variabilità connessa all arrivo del camion fornitore con questa cadenza; Per quanto riguarda il reparto di taglio, non si può pensare di realizzare un flusso con altri stadi, trattandosi di una risorsa non dedicata; Per quanto riguarda lo stadio di lavorazioni meccaniche, non lo si ritiene convenientemente inseribile all interno della potenziale cella con la saldatura e la sbavatura causa il tempo di set up troppo elevato (ciò significherebbe obbligare gli altri stadi a sacrificare la loro maggiore flessibilità, operando con lottizzazioni eccessive). 22
Ci si concentri, quindi, sulle prime tre aree: Per quanto riguarda il flusso tra le fasi di saldatura e di sbavatura, occorre tenere conto che, attualmente, le macchine sono localizzate in tre reparti differenti, con un operatore che si fa carico di trasportare il materiale da un reparto all altro; in particolare, tale operatore, impiega 10 secondi per scaricare e caricare ogni macchina, il che fa sì che, nel complesso, abbia un tempo di ciclo di 30 secondi (inferiore al takt time). Si può quindi pensare di realizzare una cella, all interno della quale vengono messe le risorse attualmente disaccoppiate, e farla gestire dall unico operatore che già, attualmente, si occupa di girare tra questi reparti; si ottiene quindi una configurazione con: - Un tempo di ciclo (uguale per ciascuna macchina) pari a 30 secondi/pezzo: l operatore scarica e carica la macchina in 10 secondi, e poi questa lavora per i restanti 20 (attenzione: il tempo di ciclo non è il tempo di attraversamento della fase, ma ogni quanto esce un pezzo a valle della cella; ad attraversare la cella, difatti, ogni prodotto impiega 30 + 30 + 30 = 90 secondi, in quanto deve passare su ognuna delle tre macchine); - Un tempo di set up (uguale per ciascuna macchina) di 15 minuti ogni qual volta bisogna cambiare la tipologia di lunghezza del tubo, di 1 ora se occorre cambiare il tipo di diametro; - Disponibilità pari al 72%. Come detto, a gestione della cella è sufficiente mettere un solo operatore, che, in 30 secondi Carica la prima macchina carica la seconda macchina carica la terza macchina Ed è potenzialmente pronto a riiniziare il ciclo di attività cui è destinato. Questo in linea teorica; bisogna tuttavia verificare se, una cella così strutturata, in grado di far ottenere vantaggi sensibili (impiego di risorse umane, eliminazione delle scorte, mancata esigenza di movimentazione), incontra effettivamente le esigenze produttive: Dedicated: tutte le risorse sono specifiche per la famiglia di prodotti in esame; Capable: per tutte e tre le macchine, tempo di ciclo = 30 s < takt time = 45 s; Available: per le tre macchine, = = 42 s < takt time = 45 s; per ora, quindi, non è, prioritario andare a migliorare i piani di manutenzione fatti sulle machine; Flexible: bisogna andare a guardare a quella che è la flessibilità ottenibile della cella e confrontarla con quella teoricamente richiesta (EPE cella vs EPE valle ). Ci si concentri sull ultimo punto: occorre comprendere quello che è l EPE richiesto dagli stadi a valle. Poiché si è deciso di produrre direttamente per la spedizione, bisogna fare attenzione al fatto che, il cliente, sia in condizione di avere, il mix richiesto, alla frequenza richiesta. 23
Attualmente, egli potrebbe richiedere, con una spedizione al giorno, 24 possibili varianti in ogni ordine: lavorando in MTO, quindi, si deve poter essere in grado di fare, ogni giorno, almeno 24 varianti, di modo da poter avere, quanto meno, la stessa flessibilità richiesta dal cliente; bisogna quindi verificare che, il sistema, sia effettivamente in grado, ogni giorno, di poter dare, in ingresso, alle spedizioni, almeno 24 tipi di prodotto diversi. L EPE richiesto dal cliente al sistema è poi lo stesso che viene ribaltato alla cella (verniciatura ed assemblaggio, difatti, richiedono lo stesso EPE del cliente): avendo deciso di lavorare per la spedizione, difatti, si è deciso di esporre completamente lo stabilimento alle richieste del cliente, al quale si deve essere in grado di fornire non solo i volumi desiderati (rispettando il takt time), ma anche il mix; tutti gli stadi legati al cliente devono allinearsi all EPE da lui richiesto: nel caso in cui non si fosse in grado di farlo, difatti, occorrerebbe mettere a scorta. La cella è in grado di effettuare 24 set up al giorno? Ciò significa, su una domanda di 1200 pezzi/giorno, essere capace di lavorare con una lottizzazione minima di 50 prodotti: 30 sec 0,72 pezzo pezzi 1200 giorno + X 15 min su 60 s min = 15 h gg X SU = 4,44 set up < 24 set up 60 min h sec 60 min La situazione attuale è, quindi, di insufficiente flessibilità (tra l altro, è stato ipotizzato il tempo di set up minimo, ovvero tenendo conto che il cliente richieda solo le tipologie con differente lunghezza, quindi senza dover incorrere nell ora necessaria a settare un nuovo diametro): se si vuole realizzare un flusso continuo mediante una cella, quindi, bisogna necessariamente diminuire questo valore; altrimenti, ai valori attuali, non si sarà mai in grado di fare 24 cambi produzione al giorno, non riuscendo, così, a soddisfare le richieste del cliente. Migliorare il tempo di set up, oltre che a rendere fattibile la nuova configurazione proposta, consente di ottenere una serie di altri vantaggi, quali un risparmio di risorse, una riduzione delle scorte e del tempo di attraversamento, ed una minore incidenza delle attività non a valore aggiunto (quali sono le attività di set up). Nella nuova situazione, il pattern dei tempi risulta essere il seguente: L operatore impiega 30 secondi a caricare le tre macchine; a t = 30 s, lui sarebbe potenzialmente pronto a ricominciare il ciclo ma deve aspettarne necessariamente altri 15, per raggiungere il takt time L operatore deve attendere 15 secondi perché, se ripartisse subito con il nuovo ciclo, la cella produrrebbe ad un ritmo superiore al takt time, il che porterebbe a sovraproduzione, uno dei maggiori sprechi che la filosofia lean cerca di eliminare (il cliente chiede sempre e comunque, in media, 1200 pezzi al giorno: tutto quello che è prodotto in più, diventa scorta da mettere a magazzino). C è quindi un inefficienza nella capacità produttiva: ci sono quei 15 secondi di slack in eccesso che costringono l operatore ad attendere, e che non possono essere impiegati facendolo comunque lavorare 24
perché, come detto, se lavorasse in questo intervallo, farebbe solo scorta, ovvero un inefficienza ancora maggiore (la logica non è quella di ammettere l inefficienza pur di non far star fermo l operatore e renderlo poco saturo ). Attenzione però: questo discorso è valido fino a che, l operatore, non deve eseguire il riattrezzaggio delle macchine; in corrispondenza di quel ciclo in cui, l operatore, deve occuparsi anche del set up, non potrà operare al takt time: in base a questa sequenza temporale, difatti, avendo solo 15 secondi liberi, questo dovrebbe essere il massimo valore di durata ammissibile per il tempo necessario all attrezzaggio; un qualunque valore superiore, gli farebbe sfondare la barriera dei 45 secondi. In particolare, nel caso estremo in cui si riuscisse ad avere una durata del tempo di set up di 15 secondi, la cella potrebbe produrre a lotto unitario: finito il ciclo di attività, l operatore avrebbe esattamente 15 secondi a disposizione per riattrezzare le macchine, potendo così cambiare produzione ad ogni ciclo (sarebbe la situazione ideale: massima flessibilità ed operatore massimamente saturo). Tuttavia, le cose non stanno così, in quanto, il tempo di set up, è di ordini di grandezza superiori a 15 secondi; per capire, in queste condizioni, come sia possibile produrre ad un takt time di 45 secondi, si pensi al seguente esempio: se si ipotizzasse che, l operatore, dovesse effettuare un set up della durata di 150 secondi, avendo 15 secondi in surplus ad ogni ciclo, prima di poterlo effettuare nel rispetto del takt time dovrà avere eseguito 10 cicli uguali, senza mai fermarsi; in sostanza, dopo 10 cicli consecutivi, ciascuno della durata di 30 secondi, l operatore sarebbe stato in grado di crearsi una scorta temporale proprio pari a 150 secondi, sufficiente per potergli far eseguire, nei tempi, il set up richiesto. Poiché, alle condizioni attuali, il tempo necessario al set up non permette la produzione puntuale al takt time, la cella deve produrre più velocemente (ovvero, l operatore non esegue le attività per 30 secondi e poi attende 15 secondi, ma esegue cicli continuamente), al fine di accumulare produzione per il tempo necessario in cui il flusso dovrà essere arrestato per il cambio della tipologia. Si ripeta il ragionamento; il takt time dice quello che è il tempo medio massimo disponibile per la produzione di un pezzo, calcolato sia in funzione del tempo effettivo di ciclo, che di quello di attrezzaggio della macchina: in media, il ritmo produttivo deve essere di 45 secondi a pezzo. Ovviamente, la situazione ideale, come visto, vedrebbe 30 secondi necessari al tempo di ciclo al quale si sommano 15 secondi necessari al set up; poiché, però, questo non è possibile (la situazione è, difatti, ideale), bisognerà organizzare la produzione in modo tale da rispettare questo takt time: poiché, il tempo di set up, dura più di 15 secondi, sarà quindi necessario accumulare cicli di produzione fino a che non si sarà risparmiato un orizzonte temporale sufficiente per poter eseguire, rispettando i tempi, l attrezzaggio (nel caso dell esempio, 10 cicli consecutivi fanno accumulare 150 secondi liberi, che potranno essere utilizzati per fare il riattrezzaggio: come evidente, non si sono impiegati 45 secondi per fare ogni singolo pezzo ma, per 10 cicli consecutivi, 30 secondi, fermando poi la produzione per 150 secondi; la media, tuttavia, è proprio il takt time desiderato). Questo è proprio il concetto di lotto minimo: tale parametro rappresenta il numero di pezzi uguali che la produzione deve accumulare per essere sicura di aver spalmato correttamente il tempo di set up, sfruttando lo slack che si ha a disposizione tra il takt time ed il tempo di ciclo (sempre ritornando all esempio: bisogna mettere insieme, prima di effettuare un set up, 10 prodotti uguali, nel senso di realizzabili con la medesima configurazione, in modo tale da far assorbire, a questo lotto, il tempo di set up che verrà successivamente utilizzato e, mediamente, rispettare il takt time). 25
30 sec pezzo sec 10 pezzi + 150 = 4500 sec 45 sec takt time set up pezzo È ovvio che, in questa situazione, l operatore non ha pause né tempi di attesa: lavora dei cicli consecutivi, accumulando e mettendo da parte quello che dovrebbe essere il suo tempo di attesa, proprio per poter essere in condizione di far rispettare il takt time alla produzione. Ovviamente, più è alto il tempo di set up, maggiore sarà il numero di cicli consecutivi che dovranno essere fatti, maggiore sarà la dimensione del lotto minimo di produzione, più elevate saranno le scorte da accumulare, e più sarà irregolare il ritmo di uscita dei prodotti. Nel caso in esame, l obiettivo è quello di avere un lotto minimo di 50 pezzi; eseguendo 50 cicli consecutivi, l operatore sarà in grado di accumulare 750 secondi (12,5 minuti): questo è il tempo di set up obiettivo, il valore massimo che deve essere ottenuto a seguito del miglioramento continuo, poiché questo è il valore che consente alla cella di produrre con una flessibilità ed un EPE pari a quello richiesto dal cliente. Riassumendo, quindi: Si ponga ora l attenzione alla trasformazione del reparto di assemblaggio, da un organizzazione da isole di montaggio ad una linea di produzione. Che vantaggi si hanno con questo cambiamento? Un isola di montaggio dà il grande vantaggio di poter suddividere la varietà di prodotto nelle differenti postazioni: la domanda di 1200 pezzi al giorno, composta di 24 varianti richieste in un lotto da 50, significa poter assegnare 4 lotti di ogni tipologia a ciascuna isola, che dovrà così eseguire, al massimo, 4 set up; si ha una gestione razionale e corretta degli ordini e della produzione. D altro lato però, lo svantaggio consiste nel dover posizionare, a monte ed a valle dell isola, un buffer che - Consenta all operatore di disporre e prelevare i materiali di cui ha bisogno; - Consenta all operatore di inserire il prodotto correttamente montato ed imballato; inoltre, poiché bisogna decidere quali varianti dovrà produrre ciascuna isola, sarà necessario istituire un responsabile posto a programmatore del reparto di assemblaggio, che si faccia carico proprio di decidere questo scheduling e di distribuire la produzione agli operatori, e di controllare che, effettivamente, ognuno lavori la variante assegnata e rispetti l avanzamento definito della produzione. Inoltre, con un sistema ad isola occorre tenere conto che: - Si ha la necessità di disporre di un sistema di movimentazione che, ricevuto il piano di montaggio di ciascuna postazione, porti i componenti giusti alle varie isole; - C è spazio per una minore standardizzazione delle attività: ogni operatore potrebbe, ipoteticamente, inventarsi un metodo di montaggio ed applicarlo, senza necessariamente essere portato a condividere tale conoscenza con gli altri; - Avendo fissato, a priori, 6 banchi di lavoro, ciascuno dei quali si occupa della produzione di 4 varianti con lotto da 50, risulta estremamente difficile comprendere se, tale decisione, determina 26
uno scenario di sovracapcità o meno, in quanto si va a spalmare omogeneamente il carico sui vari operatori, facendo così perdere il polso della situazione. Con una configurazione in linea invece: Non si ha necessità di effettuare alcuna programmazione (se si devono produrre 24 varianti, tutti gli operatori, in sequenza, realizzeranno le differenti tipologie), risparmiando, così, anche il programmatore del reparto; Serve comunque avere un buffer a monte, dal quale prelevare il materiale da assemblare, ed a fine linea, dove inserire il prodotto finito; Si ha la possibilità di avvicinare i banchi, risparmiando spazio, facendo diminuire le scorte e non avendo bisogno del movimentatore dei componenti (si ha un unico punto di alimentazione e di prelievo); Risulta molto più semplice fissare degli stnadard, per tutta una serie di motivi: - Nelle linee, la tendenza è quella a far ruotare gli operatori ai vari stadi, di modo da formarli nella logica del cross training e renderli più flessibili; - Il montaggio che, prima era svolto nella sua interezza da ciascun operatore, ora viene parcellizzato: nel tempo a sua disposizione, l operatore esegue, quindi, sempre le stesse attività e, all interno di questa ripetitività, si ha la possibilità di definire degli standard nonchè di controllare più facilmente i tempi di esecuzione; - Si ha la possibilità di identificare delle opportunità di recupero delle attività (in genere, la logica porta a caricare di più i primi operatori, e meno gli ultimi, proprio perché, nella logica del miglioramento continuo, nel corso del tempo si potrebbe avere la possibilità di perfezionarsi e poter, così, risparmiare le risorse fisiche meno cariche); È necessario fare più set up rispetto alla configurazione in linea poiché tutti, tutti i giorni, devono realizzare tutte le varianti richieste (tuttavia, questo, nella filosofia lean, non dovrebbe essere un grosso problema poiché, tale approccio ha, nei suoi principali obiettivi, proprio quello di ridurre i set up). Effettuando questo passaggio, la situazione sarebbe la seguente: Come evidenziato, realizzando un sistema di questo tipo, ogni operatore dovrebbe essere nella condizione di poter eseguire 24 set up al giorno; tuttavia, con queste ipotesi 215 6 s pezzi 1200 pezzo giorno + X 10 min sec 60 su min = 54000 sec giorno X SU = 18,33 set up al giorno Bisogna migliorare tale valore, portandolo a quello obiettivo di 24 (cui corrisponde un tempo di set up di circa 7,64 minuti). 27
Infine, la terza area di azione riguarda la possibilità di mettere a flusso lo stadio di verniciatura, il cui problema è rappresentato dal fatto che, questo reparto, non è interno all azienda, ma esternalizzato ad un terzista: ogni giorno, un camion, si reca presso lo stabilimento della Starm, deposita i pezzi verniciati e preleva quelli da verniciare, che riporterà dopo 2 giorni (nonostante consegni giornalmente). Al fine di assorbire la variabilità nei tassi di prelievo dalla sbavatura e versamento dei prodotti all assemblaggio e, quindi, per evitare il blocco degli stadi, è necessario disaccoppiare tali processi mediante una coda di tipo FIFO, che permettono un alimentazione costante allo stadio a valle della verniciatura, e la possibilità a quello a monte di non doversi bloccare inutilmente. Se così non si facesse, e si decidesse di mettere tutto a flusso, tutti gli stadi allineerebbero il loro ritmo produttivo a quello del collo di bottiglia che, nel caso in esame, è quello di verniciatura, che prevede un unico momento di produzione prelievo, corrispondente all arrivo giornaliero del camion del terzista. Lo stadio di verniciatura è quindi come se avesse un tempo di ciclo di una volta al giorno : in corrispondenza di questo momento, il camion versa all assemblaggio tutto ciò che è stato verniciato dal terzista, e preleva tutto ciò che è stato ultimato dalla sbavatura; ciò significa che, per la restante parte del tempo, tutto ciò che la sbavatura produrrà verrà accumulato nel magazzino, mentre invece, l assemblaggio, dovrà produrre solo basandosi su quanto versato dal camion. Il disaccoppiamento minimo da prevedere sarà quindi quello che permette di poter rispettare la domanda; poiché, ogni giorno, bisogna portare al cliente 1200 pezzi, bisogna assicurare che: - La cella lavori 1200 pezzi prima dell arrivo del camion, permettendogli di caricare questa quantità; - L assemblaggio riceva, in ingresso, 1200 pezzi, livello ottimale di alimentazione per poter rispondere al mercato. Ecco quindi che, la scorta di ciclo minima che dovrà essere prevista dovrà essere pari a 1200 pezzi, in quanto questo è il valore necessario ad assorbire la variabilità dei tassi di servizio delle macchine, poiché - La cella produce un pezzo ogni 30 secondi circa (a meno dei periodi in cui viene effettuato il set up); - L assemblaggio assorbe un pezzo ogni secondi; - La verniciatura, in un unico momento della giornata, scarica 1200 pezzi e ne preleva altrettanti; la soluzione migliore, quindi, consiste nell istituire una coda dispatching di tipo FIFO, all interno della quale tutti i prodotti fluiscono alla stessa velocità, e si ha certezza che, la sequenza, venga sempre rispettata: La dimensione massima di questa coda dovrà essere di 2400 pezzi: in generale, saranno presenti 1200 prodotti che dimensionano la scorta di ciclo (e che coprono la variabilità sul lotto temporale del giro fatto dal camion del terzista) ma - Un istante prima che il camion arrivi, la corsia dopo la cella avrà 1200 (scorta) + 1200 (realizzati) prodotti; - Un istante dopo che il camion ha scaricato, la corsia prima dell assemblaggio avrà 1200 (scorta) + 1200 (versati) prodotti. 28
Una corsia di tipo FIFO, in questo caso, risulta essere molto meglio di un semplice supermarket poiché, oltre che a dare un maggiore senso di flusso, non obbliga a stoccare sempre e tutta la varietà presente a catalogo, ma solo i prodotti necessari al disaccoppiamento con lo stadio successivo. Inoltre, come già detto, non deve essere presa alcuna decisione di sequenziamento: il camion arriva e preleva tutto quello che ha prodotto la cella, e scarica nella coda FIFO tutto quello che è stato verniciato. Si ha un flusso pressochè univoco: si parte dalla fase di saldatura con una certa sequenza, e si arriva a valle dell assemblaggio con la medesima sequenza; la cella garantisce il flusso mentre invece, la coda FIFO, garantisce la continua invarianza. Dove si utilizza un sistema di disaccoppiamento di tipo supermarket pull? Come più volte avuto modo di sottolineare, si metterà un magazzino prodotti finiti di tipo supermarket laddove si è deciso di non mettere a flusso ovvero: A valle della macchina di taglio, trattandosi di una risorsa condivisa; A valle della fase di lavorazioni meccaniche, che ha un tempo di set up di un ordine di grandezza differente rispetto agli altri reparti. Come già detto, il sistema supermarket è solo un tampone, in quanto viene istituito solo perché, alle condizioni attuali, non se ne può fare a meno; è evidente che, mettere a magazzino tutte le tipologie e varianti producibili dal sistema, risulta essere uno sforzo ed un onere non da poco: per tale motivo, nel corso del tempo, sarà necessario effettuare dei miglioramenti che consentano di ridurre progressivamente il livello di scorta nel supermarket, di modo, un giorno, da poter mettere a flusso anche questi stadi. Per capire la quantità di scorte da posizionare nel magazzino, occorre calcolare l EPE di ciascuno stadio, a partire dal quale dimensionare il livello di disaccoppiamento che si dovrà avere rispetto al resto del sistema. Per la macchina di taglio, bisogna anzitutto calcolare quello che è il tempo di set up richiesto, tenendo conto che: - A questo stadio, per la famiglia dei bracci dello sterzo, ci sono 20 diverse lunghezze possibili e 3 differenti diametri: ad ogni cambio di lunghezza occorre spendere 15 minuti di riattrezzaggio mentre, ad ogni cambio lunghezza, è necessario un set up di un ora; - La macchina per il taglio lavora sulla famiglia dei bracci dello sterzo per il 50% del suo tempo disponibile. A queste condizioni, il tempo di set up medio risulta essere pari a: settaggio di D 1 = 1 ora + settaggio di L = 15 minuti per ogni tipologia di lunghezza (vengono realizzati i tubi di tutte e 20 le lunghezze); settaggio di D 2 = 1 ora + settaggio di L = 15 minuti per ogni tipologia di lunghezza (vengono realizzati i tubi di tutte e 20 le lunghezze) (si tenga presente che, il set up della prima lunghezza, non risulta nascosto da quello del diametro, perché non possono essere svolti contemporaneamente, in quanto si ha la presenza di un unico operatore: se setta il diametro non può settare anche la lunghezza) T = 2D 60 min D min + 2 20L 15 = 12 h L 29
Questo è il tempo di set up complessivo che serve, alla macchina di taglio, per poter realizzare tutta la gamma, che risulta essere pari a 40 (ciascuna delle 20 lunghezze della barra può essere di 2 diverse dimensioni di diametro), ovvero un tempo di set up unitario di 18 minuti/tipologia. Utilizzando questo valore, si trova che 15 sec pezzi 1200 pezzo giorno + X 1080 sec pezzo = 54000 sec giorno 50% X = 8,33 su gg Lotto minimo = 144 pezzi EPE = 4,8 giorni In cinque giorni (circa), la macchina di taglio è in grado di far ruotare la gamma: ciascuna variante di braccio, quindi, viene messa in macchina una volta ogni cinque giorni, producendo una quantità (144 pezzi) necessaria a coprire proprio il fabbisogno su 5 giorni (lotto minimo). Nel magazzino, quindi, si verrà a creare una scorta proprio pari a cinque giorno, periodo di copertura del supermarket; se si vorrà ridurre questa quantità, sarà necessario andare ad agire sui tempi di set up della macchina (riducendo il tempo di set up, aumenta il numero di set up che la macchina potrà effettuare ogni giorno e, di conseguenza, diminuisce il valore dell EPE e la scorta di disaccoppiamento). Per lo stadio di lavorazioni meccaniche, il ragionamento è lo stesso: questo stadio produttivo può lavorare 3 differenti tipologie di raccordi forgiati, ciascuno dei quali richiede una spesa di set up molto alta (2 ore). Si ha, difatti, che 20 sec pezzi 2400 pezzo giorno + X 7200 sec pezzo = 54000 sec giorno X = 0,83 su gg Lotto minimo = 2880 pezzi EPE = 3,61 giorni Lo stadio di lavorazioni meccaniche richiede lotti produttivi molto grandi, ed ha un EPE di 3,6 giorni (alto per una risorsa dedicata); ciò significa che, ogni 3,6 giorni, una tipologia viene messa in macchina, e ne viene prodotta una quantità pari ad una copertura su questo periodo (2880 unità), che è poi il quantitativo di scorta presente nel supermarket. Poiché, nella situazione corrente, sono richiesti circa 4 giorni, rendendo necessario aggregare la domanda media di circa 4 giorni di produzione per ciascun codice di prodotto (3 varianti, 2400 pezzi/giorno 800 pezzi/giorno per tipologia; lotto minimo per tipologia = 800*3,6 = 2880 pezzi); se si vuole migliorarlo, come auspicabile, sarà necessario andare ad agire nell ottica della riduzione del tempo necessario al set up. Infine, va anche sottolineato come, il sistema supermarket, verrà istituito anche per gestire il magazzino delle materie prime, interfacciandosi con il fornitore mediante un sistema di tipo kanban (in base a ciò che l azienda preleva, vengono staccati cartellini ed inviati al fornitore). Attualmente, difatti, il magazzino materie prime contiene una scorta, in termini di tempo, pari a 20 giorni, ed il fornitore ha una frequenza di spedizione di 2 volte al mese; con un sistema supermarket, si va ad agire sul fornitore, nell ottica di aumentare la frequenza di spedizione (arrivando, ad esempio, a consegne settimanali) e diminuire le scorte: ecco quindi che, per progettare in ottica pull anche una parte della 30
Supply Chain, si potrebbe organizzare il magazzino come un supermarket controllato, come detto, tramite kanban che, una volta staccati, saranno trasferiti al controllo della produzione, il quale si occuperà di inviare al fornitore gli ordini, ad intervalli di tempo prefissati. In quale singolo punto si schedulerà la produzione (peacemaker)? L ultimo passo, per la progettazione del current state, consiste nel definire quell unico punto in corrispondenza del quale verrà ricevuto il piano di produzione, e che avrà il compito di dare il ritmo a tutta l azienda; trattasi del peacemaker, in grado di impostare il ritmo di funzionamento del sistema. La Starm ha bisogno di lavorare con gli ordini cliente in corrispondenza della cella di saldatura e sbavatura poiché, è proprio a partire da questo stadio che, il flusso continuo e le code dispatching di tipo FIFO garantiscono univocità della sequenza; il pezzo uscito dalla cella viene mandato avanti, nel sistema, senza alcuna discrezionalità da parte degli stadi successivi nel decidere che cosa mettere in produzione ed a che ritmo. Al contrario, in corrispondenza della cella, si ha esigenza di conoscere il piano di produzione, poiché, da un lato è a questo livello che esplode la gamma, ed il cliente può scegliere una qualunque delle 240 varianti ma, soprattutto, il movimentatore addetto al prelievo del materiale nel supermarket deve avere una chiara indicazione su ciò che gli sarà necessario prelevare. Quindi: - gli stadi a monte della cella non hanno bisogno di alcun piano, in quanto, la loro produzione, viene gestita attraverso il richiamo dei kanban, che detta i tempi ed i volumi di riapprovvigionamento (nel supermarket c è sempre una quantità di scorta codificata, ed il fornitore lavora sulla base del numero di cartellini staccati); - gli stadi a valle, invece, prelevano semplicemente dalla coda FIFO quello che proviene dalle fasi precedenti e, quindi, il primo prodotto in coda è quello ad essere lavorato; la cella emerge chiaramente come lo stadio che detta il ritmo a tutto il sistema. In definitiva, quindi, ecco come si configura il future state dell azienda Starm: 31
Dimensionamento degli interventi Infine, è necessario calcolare alcuni interessanti parametri di dimensionamento della nuova situazione (alcuni dei quali sono, comunque, già stati calcolati in precedenza). Anzitutto, si può cominciare con il tempo di set up obiettivo che la cella deve raggiungere per poter effettuare i già discussi 24 set up al giorno (numero di cambi produzione richiesti lavorando con lotti di 50 prodotti, con riferimento ad una domanda di 1200 pezzi facente riferimento a 24 possibili varianti). Poiché, come visto, la cella ha il problema che, per alcune tipologie (diversa lunghezza) si impiega solo 15 minuti, e per altre (diverso diametro) 1 ora, non sapendo quali tra queste potrebbero essere richieste ogni giorno, lavorare con la formula 30s 0,72 1200 pezzi gg setup + 24 gg X < 54000 s Obbligherebbe a fare delle ipotesi; per evitare, è allora possibile ragionare come segue: tempo disponibile giornaliero = 54000 s tempo necessario per la produzione = 1200, tempo disponibile per i set up = 4000 s tempo medio di set up unitario = = 166,67 = 50000 s ciò significa che, a prescindere da come questo risulta essere distribuito, il tempo di set up medio speso per ogni cambio tipologia non deve superare (circa) i 165 secondi. Avendo un operatore a gestione della cella, l obiettivo è chiaro: o l operatore è in condizione di riattrezzare la linea in massimo 165 secondi, oppure la cella non sarà in grado di operare alla lottizzazione desiderata (attenzione: non su ogni macchina, ma su tutta la linea!); tra l altro, stante quanto detto, per poter fare questo riattrezzaggio, l operatore dovrà aver compiuto 11 cicli consecutivi di produzione, che gli avranno permesso di accumulare questo tempo. 32
bisogna far in modo che egli sia in grado di impiegare questo tempo; nel caso in cui non si riesca a raggiungere questo livello, si può pensare di: - richiedere l utilizzo di più operatori (ad esempio, due attrezzisti) in corrispondenza dei momenti in cui si ha la necessità di eseguire il set up; - modificare i parametri della cella: tutti questi ragionamenti li si è fatti a condizioni DeCA verificate, quindi senza pensare di andare a modificare nessun altro parametri al di fuori della flessibilità; ovviamente, se il tempo di set up obiettivo non risulta raggiungibile nel breve termine, si può pensare di andare ad agire o in direzione di un miglioramento della disponibilità, o della capacità (ad esempio, se si aumentasse la disponibilità della cella all 85%, il tempo di set up obiettivo diverrebbe 367,65 secondi, quindi molto meno stringente). Si guardi, ora, al flusso continuo pensato per l assemblaggio finale (passaggio dalle isole di montaggio alla configurazione in linea; ci si chieda: alle condizioni attuali, qual è il numero minimo di operatori che servono? Il tempo di ciclo è di 215 secondi, il takt time di 45 secondi; vien da sé che numero operatori = contenuto di lavoro takt time = 215 45 = 4,77 5 operatori Si ha quindi un risparmio rispetto alla situazione attuale; si crea una linea con 5 stadi sequenziali, a ciascuno dei quali è necessario distribuire i 215 secondi richiesti dal tempo di ciclo.ù Come detto, l approccio lean, più che spingere verso un bilanciamento omogeneo, cerca di caricare il più possibile le prime stazioni, e meno le ultime, nell ottica del miglioramento continuo: se, nel corso del tempo, le prime stazioni saranno in grado di diminuire l incidenza delle attività non a valore aggiunto, si potrà pensare di spostare gradualmente il contenuto di lavoro degli ultimi operatori verso i primi (potendo, così, risparmiare risorse). In generale, la regola vuole un allocazione di lavoro di circa il 90 95% del takt time (si tiene uno slack del 5% per gestire eventuali set up e la variabilità del tempo di ciclo, lasciando, quindi, la possibilità di accumulare dei secondi ad ogni prodotti fatto, per poter poi eseguire il riattrezzaggio rispettando i tempi); si ottiene, quindi la seguente situazione: 44 secondi 44 secondi 44 secondi 44 secondi 35 secondi Bisogna, inoltre, guardare alla fattibilità della produzione, in termini di tempo di set up obiettivo: se si vogliono produrre 24 varianti al giorno, lavorando con una lottizzazione di 50 pezzi, il tempo di set up obiettivo non potrà che essere il tempo che, con questa distribuzione dei tempi, si andrà ad accumulare ad ogni prodotto fatto; poiché, ogni lotto, si compone di 50 pezzi, ed i cicli possono ripartire dopo 44 secondi, ad ogni prodotto fatto gli operatori fanno scorta di 1 secondo: arrivati alla fine del lotto, ne avranno accumulati 50, ed è questo il massimo tempo di set up che si deve impiegare per operare nel mix richiesto dal cliente. Si sottolinei che, questa situazione, è molto sfidante; è ovvio che, il tutto potrebbe essere risolto mantenendo 6 operatori e, ad esempio, assegnando un contenuto di lavoro di 40 secondi a ciascuno di essi, 33
facendo ottenere un set up obiettivo più alto: tuttavia, così facendo, non si metterebbe sotto stress il sistema, evidenziando chiaramente quelle che sono le opportunità di recupero sui vari operatori; bisogna mettere 5 operatori e rendere chiaro che, bisogna ridurre il tempo di set up fino a 50 secondi (per ciascuna postazione) per poter effettivamente risparmiare questo operatore, che potrà essere assegnato allo svolgimento di mansioni differenti. Un altro aspetto da dimensionare è la quantità da inserire nella coda di tipo FIFO che, come detto, serve a gestire la discontinuità data dalla fase di verniciatura esterna (il fornitore preleva i bracci non verniciati una volta al giorno e li riconsegna verniciati una volta al giorno); bisogna capire la quantità di scorta che dovrà essere posizionata in tale coda (scorta operativa + scorta di sicurezza), adottando due cautele nel dimensionamento: - il fornitore potrebbe avere una certa variabilità nei tempi di prelievo e consegna della merce; - i volumi prodotti giornalmente potrebbero fluttuare (1200 pezzi al giorno è un valore medio: potrebbero esserci giorni in cui viene richiesto di più, ed altri in cui viene chiesto di meno); è quindi sensato dimensionare la scorta operativa sulla domanda media (un giorno = 1200 pezzi), ma poi maggiorarla con un certo criterio; uno spesso utilizzato è quello che pone SS = 0,5EPE, ottenendo quindi Unità FIFO = 1200 + 600 = 1800 unità Infine (si rimanda ai calcoli), l ultimo aspetto da progettare potrebbe essere già un miglioramento di EPE (ovvero un obiettivo di riduzione della dimensione del magazzino) per i due stadi che producono per un magazzino di tipo supermarket (taglio e lavorazioni meccaniche): imponendo, ad esempio, che, in un certo orizzonte temporale, i due stadi dovranno raggiungere un EPE pari a 2 giorni, si avrà la possibilità di migliorare considerevolmente la dimensione del magazzino, attivando un processo di miglioramento continuo volto a far crescere, con regolarità, la produzione sui due stadi. La gestione del sistema supermarket pull mediante signal kanban Arrivati a questo punto, un ulteriore passo da affrontare è quello di andare a capire come, nelle aziende lean, è possibile organizzare e gestire un sistema di tipo supermarket (da istituire ogni qual volta non si ha la possibilità di mettere a flusso due fasi produttive), che si va ad inserire in una situazione del seguente tipo: Come si può osservare, i due stadi sono disaccoppiati da supermarket: ogni qual volta la cella a valle effettua un prelievo, avviene uno stacco del cartellino verso la fase più a monte; si tenga presente che se, il 34
sistema a monte, ha una politica di lottizzazione differente rispetto alle modalità di prelievo della cella, è evidente come, ad ogni prelievo, non possa corrispondere un conseguente lancio in produzione. Tenendo presente che, in un sistema supermarket, ogni area del magazzino risulta essere codificata, come da seguente rappresentazione Prodotto A 100 pezzi Primo scaffale Prodotto B 60 pezzi Secondo scaffale In un sistema supermarket, ogni area del magazzino risulta essere codificata, sia in termini di tipo di item da stoccare, sia per quanto riguarda la quantità da posizionarci all interno Prodotto C 40 pezzi Terzo scaffale va detto che, un azienda, gestire tale magazzino, ha a disposizione tre differenti modalità di produzione: Pattern production; Lot making with batch board; Triangle kanban. Pattern production Operare in logica di pattern production significa aver definito, a monte, una sequenza fissa di produzione che viene continuamente ripetuta; in sostanza, una volta che, il sistema a monte, ha stabilito l ordine in cui ripristinerà la produzione, il sistema funziona praticamente da solo, in quanto, la scorta nel supermarket, risulta essere funzione della sola lunghezza del ciclo del pattern di replenishement. Si supponga che, il supermarket, possa contenere solo tre prodotti A, B e C; se, il responsabile della produzione nello stadio a monte, ha deciso che la sequenza di produzione risulta essere A B C Il ripristino della scorta nel supermarket avverrà sempre in quest ordine: a seconda di quanto prodotto è presente a magazzino, ed a quelli che sono i livelli obiettivo, il replenishement sarà fatto sempre con questa sequenza. Ad esempio, se il livello obiettivo per A è 100, quello per B 60, e quello di C 40, e, guardando al supermarket ad un dato istante temporale, si vede che: - Quantità di A presente a magazzino: 60; - Quantità di B presente a magazzino: 40; - Quantità di C presente a magazzino: 30; allora lo stadio a monte schedulerà la produzione in modo tale da realizzare, rispettando la sequenza fissa 40 unità di A 20 unità di B 10 unità di C 35
Come detto, il sistema produttivo continua a riprodurre, in modo fisso e regolare, la sequenza prestabilità in fase di programmazione. Benchè si abbia un vantaggio in termini di semplicità gestionale (il sistema è molto intuitivo e, inoltre, la sequenza è prevedibile e fissata a priori), trattasi di un sistema assai rigido: - La sequenza fissa non prevede modifiche; - C è uno scarso incentivo a ridurre i tempi di set up e le scorte; - Se il prelievo dei diversi codici a magazzino cambia in maniera nervosa e/o imprevedibile, il rischio di andare in stock out è molto forte; - La dimensione della scorta da tenere a magazzino cresce al crescere del numero di codici che sono previsti da realizzare all interno della sequenza (si ha bisogno di una maggiore copertura). Lot making batch board Questa seconda modalità è la classica tabelliera dei kanban dove, ad ogni area del magazzino (quindi, ad ogni prodotto) è associato e previsto un certo numero di kanban: La tabelliera, situata presso lo stadio a monte, consente proprio di avere una immediata visione su ciò che c è ancora a magazzino e quello che, invece, deve essere prodotto; nel caso della rappresentazione di cui sopra, ad esempio, per il componente 1 sono previsti, nel complesso, 4 cartellini: 3 di questi 4 cartellini sono attualmente stati staccati ed in attesa di essere ripristinati, mentre un contenitore è ancora nel magazzino supermarket. È quindi chiaro che, questa tabelliera, diventa il sistema di programmazione della produzione per la macchina a monte, in quanto, indicando cosa c è a magazzino ( empty slots ), indica anche, implicitamente, che cosa dovrà essere prodotto. Ogni volta che la cella a valle preleva un contenitore di un qualsiasi prodotto, il suo cartellino viene staccato, e fatto pervenire proprio a questa tabelliera, in grado di dare una visione immediata di quella che è la situazione del consumo da parte del cliente e della scorta ancora presente. Come detto, non è quasi mai vero che, lo stadio a monte, possa lanciare in produzione un contenitore ogni qual volta il cliente effettui un prelievo (se così fosse, difatti, significherebbe possedere una flessibilità tale da poter inseguire le richieste del cliente, quindi, forse, sarebbe stato possibile metterlo direttamente a flusso); poiché, quindi, esso andrà a lottizzare, si ha la necessità di stabilire un livello di trigger, ovvero un valore limite che indica quando, la situazione a magazzino, per un certo componente, sta per diventare critica: se non si vuole rischiare di andare in stock out, è necessario riapprovvigionarlo. 36
Il livello di trigger indica, quindi, il numero massimo di cartellini che possono essere accumulati prima di par partire la produzione: rappresenta, quindi, il lotto di produzione, per ciascun prodotto, con cui lavora lo stadio a monte; questo, una volta di più, rafforza il concetto che, la tabelliera, diventa, a tutti gli effetti, il punto di programmazione di tale stadio. Ci si rifaccia sempre all esempio presentato sopra: poichè, il lotto minimo per il primo componente, risulta essere pari a tre cartellini, significa che, il livello di trigger, è stato superato; il fornitore dovrà obbligatoriamente riprodurre tre contenitori di questo prodotto, andando a ripristinare la scorta di magazzino: nel fare questo, staccherà i tre cartellini dalla tabelliera, e li attaccherà ai nuovi contenitori che manderà a ripristinare il magazzino. Il livello di trigger, quindi, indica il massimo numero di pezzi che lo stadio a monte può mettere insieme per produrre, anche con una politica di lottizzazione, rispettando il takt time: è il massimo numero di kanban che si può attendere a mettere insieme prima di far partire la produzione. Il vantaggio forte di una logica di questo tipo è: - Anzitutto, di permettere alla produzione di avere istantanea informazione sul consumo, in maniera del tutto visuale (nel caso, quindi, emergerebbero chiaramente eventuali problemi nel supermarket); - In secondo luogo, si ha la possibilità di tenere costante il livello del WIP: per ogni prodotto, il numero di kanban è costante e, quindi, più del livello di scorta corrispondente a quei cartellini non può essere previsto nel sistema; - Infine, il produttore ha la possibilità di seguire la domanda del cliente in maniera molto più pull: nel caso in cui il cliente continuasse a staccare cartellini solo per un certo componente, il fornitore continuerebbe a produrre solo quel componente. Di contro, però, ci sono due evidenti svantaggi: - Spesso, è necessario prevedere un elevato numero di kanban (un certo numero per ciascun prodotto), non certo facili da gestire e controllare (perdite, dimenticanze, cartellini che scivolano dalla tabelliera ); - È fondamentale definire delle regole di priorità nel momento in cui due prodotti, contemporaneamente, raggiungono il livello di trigger (si guardi al caso della tabelliera di cui sopra: nel caso in cui, il successivo istante, il cliente stacchi un cartellino del componente 4 ed uno del componente 5, entrambi risulterebbero aver raggiunto il livello di trigger: ma quale lanciare in produzione per primo?) Triangle kanban Il sistema basato su kanban triangolare si basa su una logica del tutto simile a quella del sistema kanban precedente, solo che è strutturato in modo tale da risolvere, alla radice, il problema della gestione dell elevato numero di cartellini e dell esigenza di definire delle priorità: 37
Per ciascun codice presente a magazzino difatti, non sono previsti n kanban (ciascuno corrispondente ad un contenitore), ma un unico kanban, il cartellino triangolare, che rappresenta il livello di riordino allo stadio a monte; in sostanza, tale cartellino viene staccato nel momento in cui, dopo che il cliente ha prelevato un certo quantitativo del tale prodotto a magazzino, viene raggiunto il livello critico (trigger point); lo stacco di tale cartellino rappresenta l input, al fornitore, di realizzare quel dato codice. È quindi evidente come, il problema della gestione dell elevato numero di cartellini, viene risolto: mentre prima doveva gestire un numero X di cartellini che, accumulatisi, facevano raggiungere il trigger level e sorgere l esigenza di produzione, ora si ha lo stacco di un unico kanban, ogni qual volto venga raggiunto il livello minimo di scorta. Viene risolto anche il problema della gestione delle priorità: i kanban triangolari non finiscono su una tabelliera (il che era il problema del caso precedente: l operatore, guardando alla tabelliera ad istanti discreti, poteva trovarsi di fronte a più codici che avevano raggiunto il trigger level, dovendo scegliere quale produrre per primo in base ad un certo criterio), bensì su una rotaia sequenziale, che definisce automaticamente la priorità (in logica FIFO: il primo kanban ad essere stato staccato sarà anche quello corrispondente al prodotto che verrà realizzato per primo). Il punto delicato, per questo sistema, è tuttavia rappresentato dal dimensionamento del signal kanban, in termini di quantificazione del livello di trigger per ciascun componente: quando staccare il cartellino per dare l input di produzione? Anzitutto si cominci col dire che, in maniera molto intuitiva, il livello di trigger (quantità critica di prodotti rimanenti a magazzino) risulta essere in diretta corrispondenza con quello che è il tempo necessario per reintegrare la scorta di ciclo: in sostanza, il quantitativo X di trigger, per un componente a magazzino, equivale al numero di prodotti sufficienti a dare copertura per il tempo necessario di ripristino della scorta nel supermarket; se si scendesse sotto questo livello, quindi, nel tempo necessario per la produzione del codice e l invio dei prodotti a magazzino, la domanda che potrebbe arrivare dal cliente potrebbe non essere soddisfacibile con il quantitativo residuo (a meno che non si decidesse di attingere alle scorte di sicurezza) 38
Trigger level Scorta di ciclo Il quantitativo di scorta appena sotto il trigger level è il numero minimo di prodotti sufficiente a coprire dalle eventuali richieste del cliente nel periodo necessario al ripristino della quantità operativa Scorta di sicurezza Il trigger point è dimensionato in modo tale da dare indicazione sul tempo richiesto per riprodurre il lotto di un generico prodotto presente a magazzino, posto: - Il livello di coda che, il kanban triangolare, potrebbe incontrare sulla rotaia; - Il tempo necessario alla realizzazione del lotto; - Il tempo necessario per il trasporto del lotto al supermarket. Per calcolarlo, il processo risulta essere standard, e si compone di quattro passi: 1) Calcolo del tempo disponibile per poter effettuare dei set up; 2) Calcolo del massimo numero di set up fattibili ogni giorno; 3) Dimensionamento del lotto di produzione; 4) Quantificazione del trigger point di riordino. Si tenga presente che, come poi si avrà modo di chiarire, c è una stretta connessione tra livello di trigger e dimensione dei lotti di produzione (per ciascun componente); in particolare, la dimensione dei lotti che è stata definita va ad incidere su quella che è la lunghezza temporale della coda sulla rotaia: tanto più grandi sono i lotti che devono essere realizzati, quanto maggiore sarà il tempo che, un nuovo kanban triangolare appena arrivato sulla rotaia, dovrà attendere prima che, quelli davanti a lui, vengano prodotti (il tempo di attesa coincide, difatti, con la somma dei tempi di produzione di tutti kanban che, attualmente, precedono quello considerato sulla rotaia). Per capire come è possibile arrivare a questo valore, per ciascun prodotto presente nel supermarket, si consideri il seguente esempio: 39
Come detto, il primo passo consiste nel determinare il tempo disponibile per i set up: poiché l azienda lavora su due turni di 8 ore, ed ogni turno prevede una pausa di 30 minuti, più 15 minuti da tenere in conto per altri eventi (guasti, micro fermate), si ottiene che Tempo disponibile per il set up = Tempo disponibile tempo necessario alla produzione = Poiché, a questo valore, non sono ancora stati sottratti i 15 minuti per turno relativi agli eventi inattesi, occorre correggerlo: tempo effettivo disponibile per i set up = 202 minuti 30 minuti = 172 minuti Sapendo che, ogni set up, richiede un tempo di 55 minuti, è possibile calcolare il massimo numero di set up fattibili ogni giorno: numero di set up = 172 = 3,13 3 set up 55 Ogni giorno è possibile effettuare tre cambi di produzione: poiché, la gamma potenzialmente da ripristinare, risulta proprio essere pari a 3 prodotti, ciò significa che, lo stadio a monte, risulta essere in grado di ripristinarla completamente (EPE produzione < EPE cliente ). Stante le cose, il lotto di produzione per ciascun componente potrà essere esattamente pari alla domanda giornaliera di ciascun codice: Questo è il primo input per la produzione dello stadio a monte: nel momento in cui si ritroverà a fare il replenishement di ciascun codice, sa che dovrà ripristinare un lotto da 400 pezzi del codice 15897, un lotto da 600 pezzi del codice 15898 ed un lotto da 1000 pezzi del codice 15899. L ultimo passo, è quindi quello di stabilire il trigger point di riordino, stante il fatto che, tale valore, corrisponde al livello di scorte che è necessario tenere a magazzino prodotti finiti al fine di non avere problemi di stock out nel periodo che va dall inserimento del kanban triangolare sulla rotaia al versamento dei primi prodotti nel supermarket; è la copertura che è necessario assicurare nel periodo in cui, il fornitore, sta ripristinando i prodotti consumati. Come detto, al fine di comprendere il trigger point per ciascun codice, è necessario conoscere: - Il ritmo di consegna richiesto dal cliente; - Il tempo medio di attesa in coda; - Il tempo necessario a produrre i primi prodotti del lotto del codice richiesto; 40
- Il tempo di trasporto. Si ponga, anzitutto, l attenzione al tempo di attesa sulla rotaia dei kanban; se, come nel caso dell esempio, nel magazzino prodotti finiti si hanno tre differenti prodotti, ciò significa che, il massimo numero di kanban che possono essere previsti nel sistema è 3 (3 kanban triangolari): per una questione puramente probabilistica, quindi, per ognuno dei prodotti, si avrà metà scorta in richiesta di ripristino, e metà scorta ancora presente a magazzino; ciò significa un numero medio di kanban presenti sulla rotaia pari a = 1,5. Ecco quindi che, il generico kanban triangolare che arriva sulla rotaia, sia aspetta di accodarsi ad un numero di kanban pari a Kanban precedenti = dimensione media della coda kanban accodato = 3 1 = 0,5 kanban 2 Trattasi di una stima conservativa del calcolo del numero di kanban in coda, che può essere generalizzata come Numero di kanban davanti all Numero totale di kanban ultimo arrivato = 1 2 Nel calcolo del livello di trigger dovrà quindi essere considerata una situazione di riferimento che prevede questa attesa (in termini di kanban). Ma quali sono i cartellini che si hanno davanti? Avendo fatto una stima conservativa sul numero di kanban che si potrebbero avere davanti, nel definirne la tipologia, si considera di capitare nel caso peggiore: nel caso di 3 kanban, con dimensione media della coda pari ad 1, come nell esempio, si assumerà di avere davanti sempre il kanban che richiede il tempo di produzione maggiore. In generale, in presenza di una coda di n kanban davanti al cartellino in posizione n+1, si assumerà un tempo di attesa corrispondente all avere davanti gli n kanban che richiedono il maggiore tempo di produzione possibile. La logica dello scenario pessimistico A Viene staccato il kanban triangolare del prodotto A, che si andrà ad accodare nella rotaia B A Nella rotaia, con n = 3, A avrà davanti, mediamente, un kanban, sotto due ipotesi: - quello con il tempo di produzione maggiore; - la cui produzione deve ancora essere cominciata Ecco quindi che, per calcolare il tempo di attesa in coda, è necessario anzitutto calcolare il tempo necessario alla realizzazione di un lotto di ciascun componente: 41
A questo punto, si ha che, per ciascun kanban triangolare, il tempo di attesa in coda da considerare sarà quello riferito al caso di attesa maggiore, ovvero: - Per il cartellino dei codici 15897 e 15898 sarà il trovarsi davanti quello del codice 15899 (394 minuti); - Per il cartellino del codice 15899 sarà il trovarsi davanti quello del codice 15898 (278 minuti). A questo punto, al tempo di attesa in coda (massimo) va aggiunto il tempo di produzione del primo quantitativo di materiale che può essere spedito dal movimentatore interno (non è necessario attendere l ultimazione di tutto il lotto: in base a quello che è il lotto del mulettista, non appena vengono realizzati un certo numero di prodotti, è possibile inviarli a magazzino), ed il tempo necessario al trasporto: A questo punto si conosce quello che è il tempo necessario al ripristino del quantitativo ogni qual volta viene staccato il kanban triangolare di una data tipologia; il trigger point si propone di imporre un quantitativo di unità residue che sia proprio commisurato a tale disaccoppiamento temporale: la quantità dovrà essere tale da garantire copertura per questo orizzonte temporale. L ultimo passo è, quindi, trasformare questo valore temporale in un numero di pezzi ; per farlo, è necessario introdurre un nuovo concetto, quello di part takt time, che esprime la velocità alla quale, il mercato finale, assorbe ciascun codice presente nel supermarket prodotti finiti (e, quindi, il ritmo al quale si deve produrre ciascun componente per poter rispettare queste richieste), e si definisce come Part takt time = Tempo disponibile giornaliero domanda giornaliera codice Per il caso in esame, la velocità alla quale i diversi codici vengono prelevati dal magazzino risulta essere pari a A questo punto si dispone: - Del tempo lungo il quale occorre essere coperto dalle scorte; - Della velocità di assorbimento da parte del mercato finale; ovviamente, rapportando queste quantità (tempo necessario al ripristino del materiale e ritmo di consegna richiesto dal cliente per ciascun codice), si ottiene il valore che indica il trigger point: 42
Ovviamente, tale quantità, deve sempre forzatamente risultare inferiore a quello che è il valore del lotto minimo definito per ciascun componente. ESEMPIO APPLICATIVO: DIMENSIONAMENTO DEL TRIGGER POINT IN UN SISTEMA SIGNAL KANBAN Si consideri la seguente situazione: L obiettivo è quello di arrivare a calcolare il trigger level, per ciascun codice, in questo sistema supermarket che prevede la presenza di 7 differenti componenti. Come visto nella fase di introduzione teorica, il primo passo consiste nell andare a calcolare il tempo disponibile, ogni giorno, per fare i set up; si guardi, anzitutto, a quello che è il tempo di produzione settimanale richiesto per realizzare ciascuno dei 7 codici: Il tempo disponibile, invece, risulta essere pari a 43
Tempo disponibile = 460 minuti turno 2 turni giorno 5 giorni settimana = 4600 minuti settimana Il tempo lordo disponibile per effettuare i set up risulta, quindi, essere pari a Tempo lordo per il set up = 4600 31378 = 1462 minuti A tale valore vanno però sottratti i minuti persi a causa di inefficienze varie: tempo netto per i set up = 4600 450 = 1012 minuti qual è il tempo medio per singolo set up? Si tratta di sommare il tempo necessario per realizzare tutte le tipologie e dividerlo per il numero dei codici (media aritmetica): Tempo di set up unitario = 90 3 + 120 4 7 = 107 minuti Posto questo, si ha che, ogni settimana, si potrà fare un numero di set up pari a = 9,445 set up; si ricordi che, tale valore, va preso così com è: alcune settimane se ne faranno 10, altre 9, in modo tale che, la media, dia questo valore. Per il calcolo del trigger leve, ci si metta in un ipotesi conservativa e si ipotizzino 9 set up/settimana; poiché, a magazzino, si hanno solo 7 prodotti, significa che, l EPE dello stadio a monte risulta essere inferiore a quello settimanale richiesto dal cliente; occorre quindi capire come sia possibile sfruttare questa maggiore flessibilità: come allocare i 9 set up ai 7 diversi prodotti? La logica è quella che vuole andare a spezzare le lottizzazioni di quei prodotti che hanno una domanda maggiore; questo, banalmente, perché: - Con riferimento ai due codici con domanda maggiore, questo significa abbassarne le scorte (realizzandolo due volte a settimana, sarà possibile dimezzare la scorta di ciclo); - Con riferimento a tutti gli altri codici, anche: se si riduce il lotto singolo di due componenti, si riduce il tempo di attesa di ciascun kanban triangolare lungo la rotaia, quindi il tempo di disaccoppiamento per il ripristino; in ultima istanza, sarà necessaria una scorta di copertura minore, quindi un abbassamento generale del livello di unità a magazzino. Si sottolinei quindi che, ogni qual volta siano disponibili più set up di quelli corrispondenti all EPE del cliente, non si va a calcolare il trigger point e dimensionare il sistema sulla base del valore richiesto (nel caso, 7), ma su quello possibile (nel caso, 9), proprio per sfruttare al meglio la maggiore flessibilità messa a disposizione dalla produzione. Alla luce di queste considerazioni, una buona scelta potrebbe essere la seguente: 44
Ovviamente, per i codici che saranno messi in produzione una volta alla settimana, il lotto risulterà essere pari alla domanda settimanale; al contrario, per quelli per cui è previsto un lancio di due volte la settimana, il lotto sarà esattamente la metà della domanda settimanale. Attenzione: parlare di dimensione del lotto, a questo punto, significa parlare della quantità di unità che vengono scaricate a magazzino; non è quindi necessario tenere conto degli eventuali scarti. Il passo successivo consiste nel calcolare il tempo di replenishement per ciascun codice, il che passa, inevitabilmente, attraverso il calcolo del tempo che, ciascun kanban triangolare, deve attendere una volta arrivato sulla rotaia; come detto, tale tempo traduce il fatto di trovarsi davanti quel numero di kanban che richiede il tempo di processamento maggiore. Nel caso in esame poiché, nel supermarket, sono previsti 7 kanban, ogni nuovo cartellino si dovrà accodare ad una fila composta da Kanban precedenti = 7 1 = 2,5 kanban 2 È possibile fare tre differenti scelte: - Considerare, propriamente, il valore statistico di 2,5; - Scegliere 3, quindi essere più cautelativi, ammettendo un maggiore quantitativo di stock a magazzino; - Scegliere 2, quindi lavorare più in tensione, ammettendo minore stock a magazzino ma anche un maggiore rischio di stock out nel caso in cui sorgessero problemi. Sempre nell ottica cautelativa, si provi a proseguire il ragionamento ammettendo di avere davanti, mediamente, 3 kanban. Posto questa decisione, per ogni codice, occorre andare a calcolare quello che è il tempo di attesa sulla rotaia, che corrisponde all avere davanti i 3 kanban con tempo di processamento maggiore; per ciascun codice, il tempo necessario alla produzione del lotto (tenendo conto, in questo caso, anche dell effetto dato dagli scarti) risulta essere pari a 45
Posto questo, è possibile definire il replenishement time per ciascun componente, tenendo conto di: - Tempo di attesa (3 kanban con tempo di processamento maggiore); - Tempo di set up per mettere in macchina il componente di cui si sta calcolando il replenishement time; - Tempo necessario a produrre il primo gruppo di prodotti che sarà inviato a magazzino; - Tempo di trasporto; Si guardi, ad esempio, al codice 9918: Il tempo di attesa pessimistico sarà pari al trovarsi davanti il kanban del codice 9922 (695 minuti), del codice 9932 (565 minuti) e del codice 9917 (455 minuti); Il tempo di set up per metterlo in macchina risulta pari a 120 minuti; Il tempo necessario alla produzione dei primi 25 prodotti risulta essere pari a 20 minuti (48 secondi/pezzo); Il tempo di trasporto è stato stimato in 5 minuti; in definitiva, si ottiene un tempo di replenishement pari a 1860 minuti: il trigger level dovrà quindi essere dimensionato in modo tale da garantire questo disaccoppiamento. Da ultimo, per calcolare questo valore, occorre rapportare i vari tempi di ripristino ai part takt time di ciascun codice: 46
ESEMPIO APPLICATIVO: LEAN MANUFACTURING (Primo Esercizio) Analisi della situazione attuale L azienda in questione risulta essere un azienda abbastanza classica, che lavora componenti con un basso grado di ripetitività (nel particolare, si tratta di trattori personalizzati, suddivisibili in due diverse famiglie produttive, una più semplice ed una un po più complessa da realizzare); il focus è posto sul reparto di assemblaggio, organizzato nella logica delle isole di montaggio: sono presenti 10 diverse isole di lavoro a posto fisso, in ognuna delle quale il pezzo viene montato completamente dall inizio alla fine del suo ciclo; ogni isola è presieduta da due operatori (che, come detto, si fanno carico dell esecuzione delle varie fasi di assemblaggio). Poiché si stanno considerando due diverse famiglie produttive, il contenuto di lavoro di ciascuna di esse risulta essere differente: - 160 minuti per ogni prodotto della famiglia più complessa; - 140 minuti per ogni prodotto della famiglia più semplice; ogni operatore è in grado di assemblare qualunque prodotto appartenente a ciascuna famiglia. A fronte di una domanda giornaliera di 50 prodotti/giorno, distribuita su entrambe le famiglie, l obiettivo del programmatore della produzione è proprio quello di assegnare i compiti in modo tale da riuscire a bilanciare i carichi di ciascuna isola. 47
Posto questo, la prima cosa che bisogna fare è, data la configurazione attuale, capire se si è in grado di soddisfare la richiesta da parte del mercato finale senza dover ricorrere a straordinario; in sostanza, si tratta di verificare la fattibilità della produzione giornaliera (in termini di volumi e mix), stante le politiche gestionali impostate dall azienda. Per farlo, il primo è fondamentale passo consiste nell andare a calcolare il takt time per l azienda, ovvero il ritmo al cui, il mercato, assorbe la domanda di prodotti che il sistema realizza; si faccia attenzione a non confondere - Il takt time che caratterizza l azienda nel suo complesso: TT = - Il takt time che caratterizza la singola isola di montaggio: TT = ; ; per effettuare la verifica di fattibilità, in particolare, è questo secondo valore che interesse. Ciascuna isola di lavoro riceve, ogni giorno, sia prodotti appartenenti alla famiglia 1 che prodotti appartenenti alla famiglia 2; poiché, l obiettivo di scheduling è il bilanciamento dei carichi, i 50 prodotti verranno uniformemente ripartiti sulle 10 isole (5 prodotti/isola), in un mix che deve essere ipotizzato nella logica della situazione peggiore : - 3 prodotti appartenenti alla famiglia più complessa; - 2 prodotti appartenenti alla famiglia più semplice; si tenga presente che, non ci potrà mai essere una situazione del tipo 5 0 o 4 1 prodotti, proprio perché l obiettivo è quello di bilanciare i carichi di produzione, non solo in termini di volume, ma anche di mix. Si ottiene, quindi, che h 7,5 2 operatori operatore 15 h 900 minuti minuti TT = = = = 180 (3 + 2) prodotti 5 prodotti 5 prodotti unità Se, ciascuna isola, è in grado di buttare fuori un prodotto ogni 180 minuti, allora non ci sarà alcun problema di capacità (in termini di volumi): andare più veloce significherà, invece, sovraprodurre, mentre andare più lenti significherà non essere in grado di soddisfare la domanda del cliente. È quindi possibile verificare puntualmente la capacità di rispettare questo takt time: poiché, per la famiglia 1 il tempo di ciclo è di 160 minuti/unità, e quello della famiglia 2 di 140 minuti/unità, ed entrambi i valori risultano essere inferiori al takt time, si può concludere che, ogni singola postazione, e l azienda nel suo complesso, risulta essere sufficientemente capace. Tuttavia, questo non basta; dopo aver verificato la capacità sulla base del tempo di ciclo, bisogna tenere anche conto della disponibilità: trattandosi, però, di montatori manuali, si ha un valore A = 100%, il che fa sì che non vi sia incidenza di tale fattore; la fattibilità risulta, quindi, essere verificata anche al netto della disponibilità. 48
Infine, la terza condizione che è necessario introdurre è quella della flessibilità: c è un tempo disponibile tale da permettere la realizzazione della produzione non solo nei volumi, ma anche nel mix richiesto? Come detto, il cliente vuole che, ogni postazione, sia in grado di realizzare un po di prodotti della famiglia 1, un po di prodotti della famiglia 2; in particolare, si è ipotizzata la situazione peggiore, ovvero che, di 5 prodotti, ciascuna postazione si ritrovi a realizzare una quantità maggiore di quelli a tempo di ciclo più lungo (3 F1 + 2 F2). Sapendo che: - Per passare da un prodotto della famiglia 1 ad un prodotto della stessa famiglia 1 sono necessari 10 minuti; - Per passare da un prodotto della famiglia 2 ad un prodotto della stessa famiglia 2 sono necessari 15 minuti; - Per passare da un prodotto della famiglia 1 ad uno della famiglia 2 (e viceversa) sono necessari 60 minuti; per effettuare la verifica di fattibilità tenendo conto della flessibilità bisogna impostare la seguente relazione: 3 160 min u + 2 140 min u + 3 10 min su + 2 15 min su + 1 60 min < 900 min su Poiché 880 < 900, allora si può concludere una sufficiente flessibilità da parte dell azienda. Era anche possibile verificare la cosa in un altro modo più elegante, ovvero andando a vedere se, l azienda, è in grado di lavorare con un lotto unitario, ovvero se, all interno di ogni takt time (180 minuti), si è in grado di effettuare un cambio di produzione (quindi eseguire il tempo di ciclo ed il corrispondente tempo di set up). In sostanza, deve essere verificata la relazione: TC A + TSU Takt Time Dove si parla di tempo di ciclo e tempo di set up medio proprio perché, la gamma produttiva, si compone di prodotti di tipologie differenti; bisogna capire come calcolarli. Per quanto riguarda il tempo di ciclo medio di ciascuna postazione, esso sarà dato semplicemente dalla media pesata dei tempi che descrive il caso peggiore di assegnazione dei carichi che si è avuto modo di ipotizzare: min 160 TC = u 3 + 140 min u 2 = 152 min 5 u u Ciò significa che, mediamente, dall isola esce un pezzo ogni 152 minuti. Per il tempo di set up, invece, bisogna fare alcune ipotesi sulla sequenza produttiva: 49
Da F1 a F1 Da F1 a F1 Da F1 a F1 Da F1 a F2 Da F2 a F2 Da F2 a F2 Ultimo prodotto realizzato di tipo F1 10 minuti 10 minuti 10 minuti 60 minuti 15 minuti 15 minuti TSU = 120 minuti TSU = 120 min = 24 5 u Posto questo, si verifica che 152 + 24 = 176 min u min < 180 u Il che significa che, l azienda, è in grado di produrre a lotto unitario; anche questa verifica, quindi, mostra la fattibilità della produzione alle condizioni correnti. Infine, è possibile andare a calcolare l EPE che caratterizza l azienda: 760 min gg min min EPE + 120 = 900 su gg EPE EPE = 0,86 gg Il che significa che, in meno di un giorno, l azienda è in grado sempre e comunque di realizzare la sua intera gamma produttiva. Riprogettazione in ottica lean Per rimodellare l azienda nel rispetto dell approccio lean (facendo riferimento ai principi caratteristici: focus sul valore, centralità del flusso, importanza del far tirare la domanda dal cliente ), è possibile seguire il seguente procedimento: 1) Cominciare con il ragionare per famiglie produttive, andando anzitutto ad analizzare il flusso che le caratterizza; 2) Introdurre degli interventi per cercare di far scorrere il flusso in maniera unidirezionale; 3) Organizzare lo stabilimento al fine di minimizzare le scorte; 4) Fare in modo che le attività siano totalmente tirate dal cliente, in logica pull. In particolare, emergono in maniera evidente due aspetti: Lo stabilimento lavora su due diverse famiglie di prodotto, con caratteristiche differenti; Non esiste un flusso unidirezionale ed univoco, in quanto l organizzazione avviene per isole di lavoro, i cui carichi di lavoro possono essere ridefiniti e ribilanciati di periodo in periodo (come visto anche nel precedente esercizio). 50
È quindi, anzitutto, necessario passare da un organizzazione ad isole ad una in linea, dei cui vantaggi e svantaggi si è già avuto modo di discutere; in particolare, però, è opportuno ricordare che - L isola di montaggio favorisce la specializzazione delle risorse: ognuno sviluppa il suo modo di lavorare e la sua procedura, della quale diventa quasi geloso e poco propenso a condividerla con gli altri; c è, quindi, una grossa difficoltà nel riuscire a definire e condividere degli standard (aspetto fondamentale delle lean organization); - Al contrario, le linee, rendono molto più ripetitivo il lavoro da eseguire, consentendo, così, di poter definire degli standard diffusi e generici, proprio nell ottica di poterli sempre più raffinare e migliorare. Di contro, però, una configurazione in linea è tale da far ricevere tutti i prodotti a tutte le stazioni: ciò significa che, tutti gli operatori, dovranno eseguire tutti set up della sequenza, il che significa un numero di attrezzaggi superiore a quello delle isole (ognuna delle quali riceve solo un numero limitato di prodotti); d altra parte però, in una configurazione lean, dove uno dei principali obiettivi è quello di ridurre i set up, questo non dovrebbe risultare un grosso problema. Fatto questo, il secondo passaggio consiste nell andare ad operare per singola famiglia di prodotto: un organizzazione di questo tipo, difatti, consente di semplificare e spezzare il problema, andando a dedicare delle risorse che si occuperanno, specificatamente, di migliorare ed ottimizzare il flusso per ciascuna specifica famiglia, nell ottica del miglioramento continuo. Nel caso, si tratta di spezzare l azienda in due sottostabilimenti, due micro aziende caratterizzate da due differenti linee, ognuna delle quali destinata ad occuparsi di una particolare famiglia, ciascuna con il suo responsabile; ovviamente, una configurazione di questo tipo, risulta essere tanto più facile da gestire e realizzare quanto più la domanda di ogni singola famiglia risulta essere stabile, e caratterizzata da bassa variabilità. Ecco quindi che, nell ottica di operare per famiglie ed andare a linearizzare il flusso, bisogna ora andare a dimensionare opportunamente tutti gli interventi necessari per passare dalla struttura attuale a quella desiderata. Dimensionamento degli interventi per la famiglia 1 Per prima cosa, è necessario andare a calcolare il takt time per questa famiglia, inteso come il ritmo al quale, il mercato, assorbe la domanda di questa prima tipologia di prodotti che, nella nuova configurazione, sarà dato dal rapporto tra il tempo messo a disposizione dalla singola postazione della linea (corrispondente al tempo di lavoro erogabile dal singolo operatore presente in ogni stazione; nel caso in cui si decidesse di metterne due, il tempo disponibile, ovviamente, raddoppierebbe) e la domanda per questa famiglia (25 prodotti/giorno): h 7,5 operatore Takt time = 1 operatore 60 min h 25 u gg = 18 min u Questo valore, dal punto di vista del dimensionamento, rappresenterà il massimo contenuto di lavoro allocabile ad ogni singolo operatore (ovvero, ad ogni operatore non potrà essere assegnato un numero di attività il cui carico richiesto superi questo minutaggio poiché, se così fosse, la postazione non sarebbe in condizione si rispettare il takt time); non solo: il takt time dà anche indicazione sul numero minimo di persone che saranno necessarie per rispondere alla domanda cliente. 51
Difatti, se il contenuto di lavoro per realizzare ciascun prodotto della famiglia in esame risulta essere pari a 160 min/u, ed il takt time di 18 min/u, inevitabilmente, tale ciclo di lavoro, dovrà essere spezzettato, al minimo, in 160 = 8,89 = 9 operatori 18 Al minimo poiché, tale valore, risulta essere al lordo di qualunque considerazione sulla variabilità della domanda e dei tempi di set up. Quando queste condizioni risultano essere verificate (variabilità nulla e tempi di set up trascurabili), allora sarà possibile allocare, a ciascun operatore, esattamente un tempo di lavoro pari al takt time, ottenendo una configurazione del seguente tipo: 18 min 18 min 18 min 18 min 18 min 18 min 18 min 18 min 16 min Tuttavia, poiché, quasi mai, queste ipotesi risultano essere valide, è opportuno allocare, a ciascun operatore, un carico di lavoro pari ad una percentuale compresa tra l 80% ed il 95% del takt time, in modo tale da lasciargli del tempo libero per gestire un eventuale variabilità, nonché eseguire i set up. Nel caso in esame, si potrebbe pensare di assegnare, a ciascuno, un tempo di ciclo pari a 16,5 minuti: Come più volte avuto modo di vedere, l approccio lean, in una configurazione in linea, fa sì di saturare completamente le prime stazioni, lasciando più scariche le ultime di modo tale che, in un ottica di miglioramento continuo, in un periodo più o meno futuro sarà possibile andare a migliorare la gestione del sistema, liberando una o più risorse; difatti, con un allocazione di questo tipo: - Basterebbe eliminare, dal flusso, 11,5 minuti di attività non a valore aggiunto per poter risparmiare effettivamente un operatore (passando da 10 a 9); - Il responsabile potrebbe comunque utilizzare l insaturazione dell ultimo operatore per potergli far svolgere attività di altra natura (in tal modo, è possibile sfruttare l intero tempo insaturo del singolo operatore, cosa che non sarebbe possibile caricandoli tutti allo stesso modo in una logica di bilanciamento). Come detto, la differenza tra quello che è il takt time (18 minuti/unità), ed il tempo di lavoro richiesto a ciascuna postazione (16,5 minuti/unità), è tempo che l operatore ha a disposizione per gestire la variabilità e, soprattutto, eseguire i tempi di set up: ne consegue che, se si vuole ottenere questa configurazione, il tempo di cambio produzione non potrà superare la durata di 1,5 minuti. Il nuovo sistema sarà quindi caratterizzato dalle seguenti caratteristiche: 52
Linea di 10 operatori Domanda: 25 u/gg Tempo di ciclo: 16,5 min/u Tempo di set - up 1,5 min EPE: 1 giorno Dimensionamento degli interventi per la famiglia 1 Per la seconda famiglia il discorso risulta essere del tutto analogo; anzitutto, occorrerà calcolare il takt time, che sarà esattamente uguale al caso precedente poiché, il tempo messo a disposizione della linea per la realizzazione di questa tipologia, è lo stesso della famiglia precedente (poiché si realizzano due sistemi produttivi differenti: come si avrà modo di vedere, in altri casi, questo non risulta essere vero, con una stessa linea produttiva che realizza differenti famiglie, a ciascuna delle quali alloca una certa percentuale della sua capacità), a parità di domanda: h 7,5 operatore Takt time = 1 operatore 60 min h 25 u gg = 18 min u Tuttavia, per la seconda famiglia, si ha un contenuto di lavoro si soli 140 minuti/unità, il che significa che, nel configurare le risorse del sistema, sarà necessario un minimo numero di operatori inferiore: 160 18 = 7,78 = 8 operatori Vale, però, lo stesso ragionamento: utilizzare 8 operatori significa andare a realizzare una linea dove, ognuno di essi (a meno dell ultimo) avrebbe un ciclo di lavoro esattamente pari al takt time, senza dargli alcuna possibilità di tempi di recupero per la gestione della variabilità ed esecuzione dei set up; ecco quindi che, mantenendo sempre la percentuale utilizzata nel caso precedente (16,5 minuti), si ottiene la seguente situazione: 53
Risulta quindi evidente come, in questo secondo caso, si abbia un risparmio certo di una risorsa (nel complesso, ne serviranno 19, non 20), potendo così recuperare della capacità produttiva; tutto questo, inoltre, a fronte della possibilità, con il miglioramento continuo, di poterlo ridurre ulteriormente (eliminazione di un operatore dalla linea per questa famiglia e di un altro dall altra). Come in precedenza, lo scarto tra tempo di ciclo e takt time potrà essere utilizzato per effettuare il set up e la gestione della variabilità: solo però portando il tempo necessario al cambio produzione a 1,5 minuti sarà possibile lavorare effettivamente a lotto unitario e risparmiando una risorsa. Linea di 9 operatori Domanda: 25 u/gg Tempo di ciclo: 16,5 min/u Tempo di set - up 1,5 min EPE: 1 giorno Attenzione: non che si debba fare questo salto da un giorno con l altro (attualmente, il tempo di set up risulta essere di 15 minuti), ma l importante è mettere in atto quel meccanismo di miglioramento continuo che faccia sì che, passo dopo passo, si possa lavorare verso questo obiettivo, di modo da poter arrivare, un giorno, al livello di 1,5 minuti, potendo così liberare effettivamente tale risorsa. La gestione della famiglia 2 Infine, ci si concentri sulla configurazione strutturata per la famiglia 2 di prodotti, per la quale, però, i parametri non sono quelli definiti al punto precedente, ma - 10 operatori presenti sulla linea; - Tempo di ciclo di 15 minuti/unità; - Tempi di set up di 3,5 minuti. A questa famiglia appartengono due tipologie di prodotti: Una parte di essi sono speciali (strangers), ovvero altamente personalizzati, che devono essere prodotti su commessa e realizzati in lotti unitari (per i quali, quindi, il lead time di attraversamento risultano essere più elevati); La restante parte della produzione è standard (runners), quindi prodotti a catalogo (in 5 possibili varianti), caratterizzati da un alta ripetitività, e che devono essere evasi e consegnati non appena perviene l ordine da parte del cliente (con un tempo di consegna, quindi, che deve essere il più veloce possibile). Poiché, sulle stesse risorse, vengono fatte passare due categorie di prodotti (appartenenti alla stessa famiglia) con caratteristiche diverse, bisogna capire come organizzarsi, tenendo conto che, in un caso le prestazioni order winners risultano essere la velocità ed il tempo di consegna, nell altro la flessibilità di mix e di prodotto. Ne risulta la seguente configurazione: 54
Il cliente fa arrivare all azienda una domanda che può essere di duplice tipologia, in quanto può riguardare prodotti standard, che si aspetta siano già presenti a magazzino, oppure prodotti da realizzare su commessa, che dovranno, quindi, attraversare l intero sistema produttivo; per questo motivo, sopra il sistema, dovrà essere prevista una cassetta di livellamento, con il compito proprio di distinguere l ordine del cliente per tipologia (standard, da gestire a magazzino, o personalizzato, da gestire su commessa ed attraverso l intero flusso). Per i primi, dovendoli consegnare immediatamente, dovrà esserci immediata disponibilità in un supermarket prodotti finiti a monte della fase di spedizione; questo fatto, tra l altro, non risulta particolarmente oneroso da sostenere, in quanto si tratta di prodotti standard, fatti in poche varianti, movimentate, in maniera stabile, ogni giorno; la gestione del flusso sarà quindi - Arrivo dell ordine cliente; - Inoltro dell ordine al supermarket; - Prelievo del prodotto necessario; - Invio del prodotto al cliente. Per quelli da realizzare su commessa, invece, non avendo la possibilità di stoccarli, si avrà la necessità di eseguire per intero il processo di produzione: una volta arrivato l ordine, occorrerà effettuare una rapida ingegnerizzazione, l approvvigionamento dei componenti e la realizzazione della produzione. Si tenga presente che, il flusso che, da monte, parte e si dirada nel sistema, viene spinto nella logica della coda FIFO, per poi spedirli direttamente al cliente una volta in output dall ultima fase (non avviene alcuno stoccaggio). Due tipologie hanno quindi logiche di gestione, all interno di uno stesso sistema, profondamente diverse. Occorre tuttavia tenere conto di un ultimo aspetto: - I prodotti speciali, essendo gestiti su commessa, devono essere prodotti a lotti unitari: ad ogni ordine cliente corrisponde un diverso lancio di produzione, il che richiede grande flessibilità al sistema; - I prodotti standard, invece, per definizione, possono essere realizzati in grandi lotti (e stoccati), senza particolari problemi (ma, anzi, è opportuno che sia così: solo in questo modo si avrà la possibilità di rispondere velocemente alla richiesta). 55
Ciò significa che, il sistema che ne deriva, è quello che si definisce mixed pull system, nel quale una parte della produzione viene gestita mediante supermarket, e la restante parte in MTO; la cassetta di livellamento di cui si parlava, al suo interno, avrà quindi i kanban relativi ai prodotti che devono essere realizzati ogni giorno, che saranno, in parte quelli su commessa, in parte quelli standard (per il ripristino delle quantità prelevate dal magazzino a seguito dell ordine cliente): ovviamente, però, verrà data assoluta priorità agli ordini personalizzati che devono essere lanciati il prima possibile (al fine di rendere minimo il tempo di attraversamento, già di per sé lungo). Ecco quindi che, la produzione, risulterà essere così organizzata: - L allocazione della capacità verrà anzitutto destinata alla realizzazione degli ordini MTO (tempo di ciclo + tempo di attrezzaggio); - Nella restante parte del tempo, ci si dedicherà invece a riapprovvigionare i prodotti finiti standard da inserire nel supermarket. Bisogna quindi capire quelli che sono i valori caratterizzanti le due diverse produzioni, tenendo conto che, la dimensione del lotto alla quale si va a realizzare ciascuna variante di prodotti standard, risulta essere condizionata da quanto tempo è stato lasciato libero dalla realizzazione dei prodotti su commessa, che devono essere prodotti in lotti unitari (e che hanno priorità, dovendo seguire tutto il flusso di stabilimento). Per farlo, il primo passo consiste nel comprendere quello che è il tempo disponibile per la produzione: h T = 7,5 operatore 1 operatore 60 min h minuti = 450 gg All interno di questi 450 minuti, dovrà starci la produzione dei prodotti da realizzare in MTO, e la restante percentuale del tempo rimasto libero potrà essere utilizzato aggregando i prodotti standard, che verranno realizzati in una dimensione unitaria del lotto che dipende proprio dall entità residuale di tale tempo. Il tempo necessario alla produzione dei prodotti speciali risulta essere pari a Tprod = 15 min u u min min min min 20 + 20 su 3,5 = 300 + 70 = 370 gg su gg gg gg Ciò significa che, ogni giorno, al netto della produzione MTO, restano (450 370) = 80 minuti per la realizzazione dei prodotti standard; è evidente che, siccome, il tempo di ciclo per ciascuno di essi, risulta essere pari a 15 minuti, e le varianti da realizzare sono 5, ed il tempo di cambio produzione tra l una e l altra risulta essere pari a 3,5 minuti: Tprod = 15 min u 5 u min min min min min + 5 su 3,5 = 75 + 17,5 = 92,5 > 80 gg su gg gg gg gg Ogni giorno non è possibile riprodurre tutta la gamma produttiva per questa sottofamiglia (il contenuto di lavoro per realizzare le varianti è di 75 minuti, il tempo disponibile 80 minuti: per poter ripristinare la gamma in un giorno, il tempo di set up necessario, non potrebbe eccedete i 5 minuti cumulati, ovvero 1 minuto a variante, a fronte dei 3,5 attuali). Poiché non è possibile riprodurre tutte le varianti di prodotti standard ogni giorno in lotti unitari, sarà necessario andare a lottizzare la produzione: 56
15 min u 5 u min min + X su 3,5 = 80 gg su gg X = 1,43 su gg EPE = 5 = 3,5 gg 1,43 Lotto minimo = 3,5 unità Per accumulare il tempo necessario per riuscire ad effettuare i 17,5 minuti di set up, sarà necessario realizzare consecutivamente 3,5 giorni di domanda; ecco quindi che, per poter spalmare opportunamente i 17,5 minuti che servono per il riattrezzaggio dell intera gamma, ogni volta che si ripristinerà una variante di prodotto standard, se ne produrrà, mediamente, un lotto corrispondente a 3,5 giorni di domanda. ESEMPIO APPLICATIVO: LEAN MANUFACTURING (Secondo Esercizio) L azienda in questione si caratterizza per una produzione per reparti, e realizza in parte prodotti standard, in parte prodotti customizzati sulle esigenze del cliente: Per quanto riguarda i prodotti a catalogo, ne si hanno 4 possibili tipologie; ogni stadio, passando da una tipologia all altra, deve effettuare un set up la cui durata risulta essere variabile da stadio a stadio; Per i prodotti speciali, invece, occorre fare una distinzione: nel primo stadio, essi vengono realizzati a partire da 5 moduli standard mentre, negli altri stadi, questi moduli possono essere lavorati e trasformati in un prodotto potenzialmente unico; a parte sullo stadio 1, quindi (dove si effettuano solo 5 set up, uno per ciascun modulo), tutti gli altri stadi devono realizzare un attrezzaggio ogni qual volta mettono in produzione un nuovo prodotto speciale; infine, occorre sottolineare come, tutte le macchine, a parte quelle del reparto 1, siano dedicate, e che tutti i reparti lavorano su due turni da 8 ore, eccezion fatta per il reparto 4, che lavora su tre turni da 8 ore. Calcolo delle lottizzazioni minime e dell EPE per i prodotti standard Per rispondere a questo primo quesito, vale la stessa logica dell esercizio precedente: i prodotti standard vengono realizzati in logica residuale rispetto a quelli speciali, che devono essere prodotti a lotti unitari a priorità più alta. A differenza del caso precedente, però, trattandosi di un sistema a reparti, non si avranno valori unici per l intero sistema, ma ogni reparto avrà una sua lottizzazione ed un suo EPE. Lo stadio 1 è quello più semplice da analizzare, perché si limita a realizzare 4 tipologie di prodotti standard, ma anche solo 5 possibili moduli speciali (a partire dai quali verranno prodotti tutti i possibili prodotti customizzati); ciò significa che, solo per questo stadio, sarà possibile lavorare su previsione anche sui prodotti speciali (quindi, è come se esso dovesse realizzare 9 diverse tipologie di prodotti, nel complesso), potendo quindi calcolare l EPE con la classica relazione, che tenga conto di: - Tempo necessario per produrre le 4 varianti di prodotti standard (ciascuna, 5 min/u), richiesti in 85 unità/giorno; - Tempo necessario per produrre le 5 varianti di prodotti speciali (ciascuna, 7 min/u), richiesti in 15 unità/giorno; - Disponibilità dello stadio (90%); - Tempi di set up per realizzare i prodotti standard e speciali (25 minuti ad ogni cambio variante); 57
- Tempo disponibile per la produzione (8 2 Si ha, quindi, che (5 min u u 85 gg + 7 min u u 15 gg ) 1 0,9 60 75% = 720 ) min EPE + (4 su + 5 su) 25 su EPE = 1,72 gg = 720 min gg EPE Ovvero che, ogni volta che si mette in macchina una variante, lo si fa per una domanda equivalente ad 1,72 giorni. Si sottolinei che, solo per questo caso, proprio perché è possibile far lavorare la macchina su previsione su entrambe le famiglie, l EPE dei prodotti standard viene a coincidere con l EPE dei prodotti speciali. Per tutti gli altri stadi, invece, il ragionamento risulta essere differente, e parte dal calcolo del tempo giornaliero disponibile: di questa capacità, anzitutto ne verrà allocata una parte per la realizzazione dei prodotti speciali (alta priorità, lotti unitari), mentre, la restante, verrà dedicata alla realizzazione dei prodotti standard. All atto pratico, il calcolo che occorre fare è analogo al precedente, solo che, al tempo disponibile giornaliero, va sottratto quello dedicato ai prodotti speciali (ai prodotti standard, viene dedicata una capacità decrementata del valore non dedicato alla realizzazione delle commesse): è su questo valore che dovrà basarsi il calcolo del lotto di produzione e dell EPE per le parti standard (che, per ogni reparto, avranno una loro entità). Sulla base dei dati disponibili per ogni reparto (e tenendo conto che, il reparto 4, lavora su tre turni, e non su due), si ottiene la seguente situazione: A questo punto, è possibile calcolare l EPE per ciascun reparto: 58
Ad esempio, per il reparto 2, si ha un EPE = 0,45 giorni, il che significa che, 0,45 è la percentuale di domanda giornaliera che viene messa in macchina ogni qual volta si realizza una variante di prodotti standard; per calcolare il lotto minimo sarà sufficiente impostare la seguente relazione: Lotto Minimo = EPE D 0,45 85 = = 9,5625 u n 4 In maniera analoga si ragiona sugli altri reparti. Riprogettazione dell azienda in ottica future state Per realizzare il future state dell azienda, bisogna, al solito, rispondere agli punti notevoli della check list proposta dall approccio lean. Il primo di questi è il calcolo del takt time, il quale varierà da stadio a stadio, essendo, il tempo disponibile, diverso da reparto a reparto: - Il primo reparto opera su due turni ma dedica ai prodotti in questione solo il 75% della sua capacità: TT = = 7,2 ; - Il secondo ed il terzo reparto operano su due turni: TT = TT = = 9,6 ; ; - Il quarto reparto, invece, opera su tre turni: TT = = 14,4. Posto questo, bisogna capire come gestire le logiche di produzione; nel caso, si tratta di capire che: - Una parte della produzione dovrà essere gestita a catalogo e con un tempo di risposta immediato al cliente, quindi mediante l introduzione di un magazzino prodotti finiti a monte della fase di spedizione; - La parte di prodotti speciali, invece, sarà gestita in logica FIFO, mediante invio ed attraversamento del flusso di tutto il sistema. Ne risulta, quindi, un sistema, misto, di tipo mixed pull: Come si può osservare, la logica vuole di andare a mettere a flusso i soli stadi 2 e 3, poiché: - Mettere a flusso il reparto 4 significa legare i due stadi precedenti ad andare alla velocità di questo stadio, che rappresenta un evidente collo di bottiglia (essendo costretto a lavorare su tre turni); 59
- Mettere a flusso il reparto 1 significa legare gli altri stadi ad una risorsa non dedicata e poco flessibile, forzando una lottizzazione maggiore anche per i reparti successivi. Si sottolinei comunque come, la relazione tra la cella formata dallo stadio 2 e 3, e i reparti a monte ed a valle, risulta essere differente: Con il reparto 1, il problema è di differenza di flessibilità: ciò significa che sarà necessario andare a mettere un supermarket di componenti a realizzare un disaccoppiamento tra le due fasi, in modo tale da non ribaltare la maggior rigidità dello stadio 1 sulla cella; Con il reparto 4, il problema è di differenza di ritmo produttivo (la cella lavora su due turni, lo stadio 4 su tre): la richiesta, quindi, sarà semplicemente quella di andare a bufferizzare per velocità che risultano essere strutturalmente diverse, il che fa sì che non ci sia bisogno di una forma di disaccoppiamento forte di tipo supermarket, ma è sufficiente la logica più soft di tipo FIFO, in quanto (analogamente a quanto si era visto succedere nel caso Starm, con riferimento al reparto esterno di verniciatura) la macchina nel reparto 4 non ha alcuna necessità di dover modificare i sequenziamenti in ingresso per via di una minore flessibilità; al contrario, sarà sufficiente creare un disaccoppiamento tale da garantire un volume di alimentazione tale da permettere al reparto in questione di poter lavorare durante il terzo turno. Attenzione a non fare confusione: questo ragionamento è valido e fa riferimento ai prodotti speciali, che sono gestiti in logica totalmente pull e di tipo MTO; al contrario, per la realizzazione di quelli standard, che possono essere tranquillamente realizzati su base previsionale ed in MTS, tra i vari reparti è sempre previsto un supermarket di prodotti finiti / componenti. Questa è la configurazione alla quale si vuole arrivare: bisogna capire come dimensionare le variabili di cambiamento per poter arrivare ad operare in questa condizione, tenendo presente che si hanno due vincoli da rispettare: - 15 varianti di prodotti speciali da realizzare ogni giorno, in lotti unitari; - Un EPE massimo, per le parti standard, pari a 4 giorni. Per il primo ed il quarto reparto non ci sono problemi: già dai calcoli fatti al punto precedente, si è verificato come si sia in grado di realizzare le 15 varianti di prodotti speciali, pur mantenendo l EPE delle parti standard sotto i 4 giorni (dalla precedente tabella). Al contrario, potrebbe risultare critica la cella creata, per la quale bisogna andare a verificare le condizioni DeCAF, da confrontare con un takt time che, come visto, risulta essere pari a 9,6 min/u: Le risorse risultano essere dedicate; Siccome il tempo di ciclo medio risulta essere pari a TC = cella risulta essere capace; = 7,6 < 9,6, la Per quanto riguarda la disponibilità, si ha che, = 9,412 < 9,6, quindi la cella risulta,, essere disponibile; Infine, bisogna verificare la flessibilità: considerando i tempi di set up, bisogna controllare che, in questa condizione, si sia in grado di realizzare dei lotti unitari per i prodotti speciali, e dei lotti per i prodotti standard con lotti pari a massimo 4 giorni di domanda. Bisogna, in sostanza, verificare che sia rispettata la seguente relazione: 60
min 11 u 0,95 0,85 T (lotto = 1) + T (max EPE = 4 giorni) T 4 gg u min 15 + 10 gg su 960min gg 4 gg 15 su gg min 7 4 gg + u 0,95 0,85 u min 85 + 10 gg su su 85 4gg gg Poiché, tale relazione, non risulta essere rispettata, bisogna capire come sia possibile modificare i tempi di set up al fine di rendere la cella sufficientemente flessibile per rispettare i vincoli imposti; ciò significa risolvere la precedente relazione in funzione del tempo di set up unitario: min 11 u 0,95 0,85 15 u gg + X 15 su gg min 7 4 gg + u 0,95 0,85 X 1,18 min su 85 u gg su 960min + X 85 4gg 4 gg gg gg Ciò significa che, per realizzare il future state a condizioni sostenibili, sarà necessario portare il tempo di riattrezzaggio della cella ad un valore inferiore o uguale a 1,18 minuti; questa grandezza non vale per la cella in generale, ma per ogni specifica risorsa in essa inserita: sia la macchina che prima era nel reparto 2, che quella che era nel reparto 3, dovranno abbassare il loro tempo di set up fino ad un valore di 1,18 minuti. Potrebbe sembrare un obiettivo abbastanza sfidante (attualmente, il tempo di set up è di 15 minuti); benché, raggiungerlo subito, potrebbe essere improbabile, non bisogna dimenticare che, ad ora, si è utilizzata, come variabile di manovra, il solo tempo di set up, senza tenere conto che si potrebbe andare ad agire su altro (ad esempio, la disponibilità). Spezzando l investimento di miglioramento in flessibilità e disponibilità, si potrebbe ottenere una configurazione più facilmente raggiungibile: ad esempio, portando la disponibilità al 95%, la diminuzione dei tempi di set up sarebbe solo al livello dei 7 minuti. Production planning and controlling: sistemi di order review e order release Arrivati a questo punto, risulta interessante effettuare un approfondimento sul processo di pianificazione e controllo della produzione che dovrebbe essere attuato da un azienda che ha deciso di organizzarsi in ottica lean (come visto, difatti, questo rappresenta una delle criticità principali della riprogettazione). È anzitutto possibile guardare a quello che è lo schema di riferimento, che illustra quello che è il flusso, seguito da un particolare ordine, dal momento in cui esso perviene all azienda, fino a quando risulta pronto per essere erogato e spedito al cliente: 61
Come si può osservare, c è una prima fase di production planning, quella di pianificazione della produzione, nella quale ci si occupa di determinare le risorse produttive e gli approvvigionamenti necessari per rispondere alla domanda di prodotti che si manifesta; in genere, tale pianificazione viene effettuata mediante sistema MRP. Si tenga presente che, in un azienda manufatturiera non totalmente ripetitiva, le risorse necessarie dovranno far fronte ad un volume suddivisibile in due classi: - La quota parte di domanda che arriva specificatamente dal cliente finale, che richiede ordini da realizzare su commessa; - La quota parte di domanda che deriva dall esplosione della programmazione della produzione ad alimentare prodotti da realizzare a catalogo. In seguito, si apre la fase di order review & release che, come si avrò poi modo di approfondire, rappresenta uno dei passi più complessi da gestire. È difatti necessario sottolineare che, un qualunque ordine proveniente dal cliente finale, non viene direttamente lanciato in produzione e sugli impianti produttivi, ma necessita anzitutto di essere gestito, mediante tre attività: 1) Order entry: l ingresso dell ordine consiste un un analisi stessa del tipo e della natura dell ordine (si è in grado di soddisfarlo? Si possiede la tecnologia necessaria? Si posseggono i componenti e/o i materiali necessari?); in sostanza, si tratta di una vera e propria verifica della fattibilità della produzione; 2) Pre shop pool management: se si è in condizioni di poter soddisfare la richiesta, l ordine di produzione viene inserito all interno di un area di immagazzinamento (solitamente un database), composta dagli ordini di produzione già processati dalla fase di ingresso ma non ancora rilasciati (il portafoglio di job e di ordini che le macchine dovranno realizzare). Si tenga presente che: - Nessun ordine può raggiungere gli impianti senza essere passato prima nella pre shop pool (all interno della quale, gli ordini, sono disposti in coda secondo diverse regole di priorità); 62
- L inserimento nella pre shop pool significa, semplicemente, informatizzare e ratificare l ordine, senza tuttavia avere ancora impegnato alcuna risorsa; 3) Order release: a questo punto, si tratta di implementare una opportuna strategia e tecnica per andare a selezionare i differenti ordini presenti nella pre shop pool. Tali meccanismi di controllo dell input, per poter risultare efficaci, devono essere alimentati da differenti tipologie di informazioni (come la quantità e la tipologia di ordini presenti nella pre shop pool, lo stato corrente degli impianti, le prestazioni attese dal sistema produttivo), che consentano di determinare se e quando un ordine deve essere rilasciato, affinchè possano essere raggiunte le prestazioni pianificate; come poi si avrà modo di approfondire, è a questo livello che vengono decise, implicitamente, quelle che saranno le prestazioni del sistema produttivo: è qui, difatti che, decidendo cosa andare a lanciare in produzione, vengono determinate le variabili fondamentali (produttività, livello dell output, livello della coda). Infine, si apre la fase di production control: è qui che avviene il controllo dell avanzamento della produzione (ovvero, se gli operatori effettivamente rispettano quanto è stato richiesto e determinato dalle fasi precedenti); gli ordini rilasciati nel sistema passano per le risorse produttive, seguendo il routing assegnato ed il sequenziamento definito: nel momento in cui l ordine si ritrova ad uscire dall ultimo stadio produttivo, lo si parcheggia in un magazzino (job floor), in attesa di poterlo spedire al cliente (job departure). Ovviamente, la fase di controllo serve anche da feed back: nel caso in cui venisse verificato che, qualche cosa, non ha funzionato come si pensava, al successivo giro di rilasci sarà possibile andare ad introdurre delle modifiche. All interno di questa rappresentazione, di particolare interesse è il valore del gross throughput time, che quantifica il tempo di attraversamento dell intero sistema produttivo, in quanto considera sia il tempo di attesa nella pre shop pool, sia quello di attraversamento degli impianti, che quello di stazionamento nel job floor. In tale schema, inoltre, vengono riassunte in maniera estremamente efficace tutte quelle che sono le decisioni che, in maniera più o meno diretta, vanno a determinare le prestazioni del sistema produttivo. L obiettivo è chiaro: a fronte di un silos di ordini iniziali (ed accumulatisi nel tempo), ed una serie di risorse necessarie a gestirlo (macchinari, come torni, frese, rettificatrici e verniciatrici, ed operatori), si tratta di riuscire ad associare ogni ordine alla corrispondente risorsa, necessaria a soddisfarlo, di modo da massimizzare una certa funzione obiettivo definita dal management (carico delle macchine in maniera bilanciata, massima saturazione degli impianti ). Questo si traduce in tre decisioni fondamentali: - Accettare o meno l ordine in ingresso (verifica di fattibilità); - Logica di rilascio degli ordini presenti nella pre shop pull; - Regole di processamento e sequenziamento degli ordini sulle macchine (ovvero, con che logica gli operatori andranno a processare gli ordini rilasciati ed in coda alle macchine: che pezzo sarà necessario lavorare una volta terminato quello attuale?); la fase di controllo della produzione ha proprio l obiettivo di valutare i risultati al fine di identificare possibili problemi legati a tali decisioni (ad esempio, andando a monitorare il livello di coda alle macchine e quello di saturazione), potendo così modificarle mediante opportuni interventi correttivi. 63
LA FASE DI RILASCIO DEGLI ORDINI Tralasciando la decisione connessa alla verifica di fattibilità dell ordine (che riguarda considerazioni più prettamente tecnico progettuali), è anzitutto necessario focalizzarsi sulla decisione di rilascio: tra gli ordini presenti nella pre shop pull, quali immettere nel sistema produttivo? È quindi necessario scegliere quali job, tra quelli disponibili nel serbatoio, si vogliono rilasciare in produzione nel prossimo periodo; l output di questa decisione, quindi, è solo l insieme dei job che dovranno essere rilasciati, ed entreranno in coda ai macchinari. Per farlo, è possibile rifarsi a tre differenti logiche. Strategia dei rilasci immediati La logica sottostante questa tecnica, si basa su un principio abbastanza semplice: l obiettivo è quello di rilasciare l ordine, il prima possibile, minimizzandone il tempo di sosta nella pre shop pull; per tale motivo, una volta che il job è arrivato, sono disponibili i componenti, e sono stati definiti i cicli produttivi e i programmi per le macchine, l ordine viene lanciato nel sistema produttivo per essere realizzato. In tal modo, si minimizza il tempo di attesa nel silos, lanciando l ordine, il prima possibile, nello stabilimento; di contro, questo ha lo svantaggio della formazione di un alto WIP in fabbrica, con formazione di code molto lunghe (non esistono ordini di lavoro fermi ed in attesa nella pre shop pull, ma si cerca, il prima possibili, di immetterli nel sistema: questo ovviamente, fa alzare le code tra i vari reparti). Un maggiore livello di WIP, ovviamente, implica un aumento del capitale circolante, l esigenza di maggiore coordinamento tra gli operatori e, soprattutto, la presenza di un responsabile con il compito di tenere sotto controllo il sistema (che, ad esempio, dovrà andare a ricercare l ordine X per capire se e perché risulta essere in ritardo); in tutto ciò, bisogna, inoltre, tenere conto dell aumento della variabilità nel sistema. Questi aspetti, tuttavia, non sono necessariamente uno svantaggio: l avere un alto livello di coda, difatti, consente di massimizzare gli indici di utilizzo delle risorse (con tanto WIP in fabbrica, infatti, la probabilità che una macchina sia ferma in quanto non ha job da lavorare risulta essere minimizzata); il rilascio immediato, quindi, è la situazione che rende massima il livello di output realizzando, riuscendo così, inoltre, a smorzare la variabilità che impatta sul sistema. Strategia della limitazione del carico di lavoro Alternativamente, invece che rilasciare tutti i job subito e come arrivano, potrebbe risultare conveniente andare a rilasciare unicamente una parte di questi, seguendo una certa logica di priorità, in modo tale da controllare il carico di lavoro all interno del reparto: ciò significa che verranno rilasciati ordini fintantoché non verrà raggiunto il valore di carico di lavoro massimo per le macchine, definito dal management. La tecnica in questione, quindi, mira a tenere sotto controllo il carico delle macchine; questo aspetto è particolarmente importante per tutti quei motivi che si era avuto modo di approfondire parlando di teoria delle code e system physics: l output in uscita da una macchina cresce fino a che, l input/il WIP/il livello di coda non raggiunge un certo valore massimo; in corrispondenza di questo livello, la capacità teorica massima è stata raggiunta, il che significa che, continuare a buttare dentro ordini, non contribuirà ad aumentare l output, ma solo il tempo medio di attraversamento (ed il livello di code del sistema). Il messaggio è quindi quello che, l assunto che l output viene massimizzato con l aumento della coda, è vero solo fino ad un certo punto, oltre il quale, un aumento della coda, non dà come risultato l aumento dell output, ma semplicemente quello dei costi di gestione di un sistema altamente congestionato. La conclusione è presto tratta: mantenere gli ordini all interno della pre shop pull (ovvero, non lanciarli il prima possibile, ma rilasciarli solo a gruppi), quindi, non significa farne aumentare il tempo di attesa, poichè, superato il massimo livello di coda, il tempo che non passerebbero nella pre shop pull sarebbe di 64
attesa a monte delle macchine; è quindi conveniente far formare le code, ma solo fino ad un certo livello di carico massimo, che corrisponde proprio a quel valore (teorico) in corrispondenza del quale l output è massimizzato: occorre identificare il livello ideale di WIP al quale fare lavorare il sistema, raggiunto il quale, gli ordini, non vengono più lanciati in coda alle macchine, ma mantenuti nella pre shop pull (si tenga presente che, la differenza, è sostanziale: un ordine in coda è, a tutti gli effetti, WIP di reparto; un ordine nella pre shop pull è sempre un job in attesa, ma all interno di un sistema informativo, il che significa non comportare oneri per l azienda). Come detto, quindi, la strategia di limitazione del carico di lavoro viene attuata con l obiettivo di portare a lavorare il sistema in una zona ottima, cui corrisponde quel livello di WIP in grado di incontrare la meglio il trade off tra il tempo di attraversamento atteso e l output ottenuto: Un ottima proposta di modello di rilascio basato sulla limitazione dei carichi di lavoro è quella descritta nel modello di workload control proposto da Bechte, che si propone proprio l obiettivo di tenere minimo il WIP nello shop floor, cercando, tuttavia, di ottenere il massimo output possibile ( soddisfacente coefficiente di saturazione e bassi lead time ). L output dell algoritmo, quindi, è rappresentato dalla definizione del livello di carico delle macchine, in termini di WIP massimo da dare in ingresso a ciascuna macchina, nell ipotesi di: - Avere una configurazione produttiva composta da m macchine, sempre disponibili per la lavorazione; - Avere un set di N job, disponibili a t = 0, che compone il portafoglio di ordini presente nella pre shop pull; - Avere tempi di set up indipendenti dalla sequenza. Il modello base di riferimento, quindi, è quello di un job shop puro, composto da m macchine, sulle quali i pezzi possono essere lavorati in una sequenza qualunque, potendo cominciare il loro routing da uno qualsiasi di tali impianti, e potendone saltare un certo numero; benchè sia l ipotesi che permette il massimo livello di generalità, non trova grande riscontro nella realtà (nella quale sono più diffusi i modelli di tipo flow shop che danno, quanto meno, un direzionamento al job: tutti gli ordini partono con l essere lavorati da una stessa macchina, e finiscono sulla stessa risorsa; nel mezzo, poi, possono seguire differenti percorsi). Ad ogni modo, se, ad esempio, venisse fuori un valore di 800 minuti, significa che, tale grandezza, rappresenta il limite massimo di coda del reparto per poter ottenere le prestazioni desiderate. Ovviamente, alla luce di questi valori, il rilascio periodico, prima di essere effettuato, non può prescindere dall andare a verificare quello che è l attuale livello di carico di ciascuna macchina: 65
Reparto Pre shop pool Carico attuale: 400 Carico attuale: 260 Livello di carico massimo: 800 minuti Carico attuale: 350 Carico attuale: 420 Verranno rilasciati, nel sistema, ordini fino a che, su una delle macchine, non verrà raggiunto il livello di carico massimo Come l esempio mostra, si tratta di andare ad esplorare la pre shop pool alla ricerca di quell insieme di ordini che, se rilasciato, non va a superare il livello di carico massimo delle macchine: si continueranno, quindi, a rilasciare ordini nel sistema fino a che, il successivo rilascio, non va a caricare lo shop floor oltre il valore target pianificato. È altresì interessante richiamare quelli che sono i vantaggi di utilizzare una pre shop pull (già diffusamente analizzati descrivendo le differenze tra modello dei rilasci immediati e quello basato sulla limitazione del carico): Possibilità di ridurre il capitale circolante, in quanto non viene scaricato tutto nel sistema, ma si tengono degli ordini immobilizzati a sistema informativo; Istituzione di un buffer a monte del processo produttivo, in grado di disaccoppiare il sistema reale dal funzionamento dell azienda; Lo stesso buffer, può essere utilizzato per facilitare l impatto con la variabilità della domanda del cliente; Possibilità di gestire in maniera più semplice le priorità: senza la pre shop pull, difatti, il rischio sarebbe quello di formazione di lunghissime code che, in presenza di un ordine urgente da realizzare, porterebbe a dover sollecitare tutte le code di tutti i reparti ad accelerare i tempi di lavoro; al contrario, con tale buffer, il livello di coda nel sistema diminuisce, potendo gestire in maniera più celere le urgenze. Il difficile, dunque, consiste nel quantificare tale livello obiettivo di carico, che permetta di contenere la lunghezza della coda ma, nel contempo, di ottenere un indice di saturazione delle macchine accettabile (ovvero, portare il sistema ad un punto di funzionamento sufficientemente alto sulla curva dell output, senza tuttavia andare a determinare un altrettanto elevato tempo di attraversamento). 66
Le variabili del problema da considerare, nel farlo, sono le seguenti: - Il carico in input (espresso in ore) che arriverà sulle macchine nella giornata (ovvero, nient altro che il tasso di arrivo λ); - La coda attualmente a monte sullo stadio (monte ore di lavorazione in attesa sulla macchina); - Il tempo di attraversamento medio, dato (ricordando la legge di Little) dal rapporto tra il livello di coda media (WIP) ed il tasso di servizio della macchina; interessante notare come, tra queste variabili, non figurino le regole di dispatching e sequenziamento degli ordini: queste, difatti, come noto, non fanno cambiare il tempo di attraversamento medio dello stadio, ma limitano a scambiare tra loro dei job in attesa di essere lavorati (ovviamente, però, è chiaro come, tanto più la coda risulta essere elevata, quanto maggiore sarà l impatto derivante dall utilizzo di regole di sequenziamento: aumenterà, difatti, sempre più il tempo di attraversamento di quegli ordini a bassa priorità, a favore di quelli con alta priorità). In tutto questo, interessante è andare ad osservare l andamento delle curve di input ed output, in grado di dare una mappatura istantanea di ciò che entra ed esce da una certa macchina, dando un immediata indicazione sul tempo di attraversamento medio (rappresentato dalla distanza orizzontale tra le due curve) e sul livello di coda (distanza verticale); inoltre, l inclinazione della retta di regressione per le due curve consente di quantificare il tasso di ingresso ed uscita dei pezzi dalle macchine: Il modello di limitazione del carico di Bechte si propone proprio di effettuare un rilascio che consenta di avvicinare quanto più possibile queste due curve, cercando di limitare la coda ad ogni macchina ad un livello tale che sia il minimo possibile, ma sufficiente a coprire il tempo di lavorazione, trasferimento e gli eventuali imprevisti che potrebbero verificarsi. Si tratta, quindi, di dimensionare opportunamente la distanza tra le curve di modo tale che: - Non si verifichino stock out (che si hanno quando, in certi istanti, la curva di input va a superare la curva di output, con una distanza troppo ravvicinata) o, comunque, tempi di attraversamento troppo elevati; - Il sistema non vada in sottoutilizzo. Il principio del load limit mira proprio a dimensionare il livello di coda ad un massimo di X ore di lavoro, al fine di ottenere il livello di output obiettivo con un tempo di attraversamento accettabile (la macchina non deve diventare idle ). 67
Si tenga presente come, il load limit, è un parametro che ha in mano il management e, in base al suo valore, si ha la possibilità di ottenere (o meno) certe prestazioni; per definire il limite di carico, difatti, è anzitutto necessario decidere il lead time obiettivo desiderato: pianificato il tempo di attraversamento sulla macchina, difatti, si potrà definire il conseguente carico che dovrà essere presente a monte della stessa. Nel momento in cui, ad esempio, il desiderio fosse poi quello di diminuire questo tempo di attraversamento, si dovrà, di conseguenza, abbassare il valore del load limit (diminuirà il lead time, ma anche l output del sistema); se, invece, si avessero margini per aumentare il tempo di attraversamento, sarà possibile andare ad alzare il limite di carico (aumentando l output ed il lead time). Le singole macchine, quindi, verranno caricate fino a che non si otterrà la distanza desiderata tra le curve di input ed output, sulla base di quello che è il tempo di attraversamento che si vuole venga registrato nello shop floor; quest ultimo, quindi, rappresenta la variabile decisionale del problema: in base al valore pianificato, sarà possibile effettuare il calcolo del load limit. Una volta definito il periodo di riferimento di pianificazione, sarà anzitutto possibile derivare la capacità produttiva del periodo e, quindi, l output che potrà realizzare la macchina considerata; a questo punto, se si desidera un determinato valore per il lead time medio, sarà necessario pianificare un certo livello di input e di lavorazioni in coda alla risorsa (il carico iniziale). Nell effettuare questa valutazione, grande influenza la ha la variabilità che impatta sul sistema. Si supponga di considerare un tornio che, ogni giorno, vede degli arrivi, regolari e cadenzati, pari a 480 unità / giorno; il tasso di servizio della stessa risorsa risulta essere proprio pari a 480 unità / giorno. Per le ipotesi fatte, in una condizione di questo tipo, il tempo di attesa in coda risulta essere nullo (arrivano sempre 480 unità al giorno, e la macchina è in grado di realizzare 480 unità al giorno): ecco quindi che, su un periodo di pianificazione pari ad una giornata, nel quale l output atteso risulta essere 480 unità, per ottenere un tempo di attesa in coda esattamente pari a 0, sarà necessario dare in ingresso al sistema (con una certa regolarità durante la giornata), proprio 480 unità. Questa è, ovviamente, una situazione ideale, che non ammette alcuna variabilità (i tempi di processamento dei pezzi sono sempre tutti uguali, non occorrono guasti, né difettosità); nella realtà, tuttavia, le cose non stanno così: per tale motivo, si ha esigenza di avere un certo quantitativo di scorta iniziale che, sul periodo di riferimento, consenta di ottenere il livello di output desiderato. Occorre quindi aumentare il livello della coda fino a che, alle condizioni del sistema, non si sarà in grado di ottenere l output desiderato; ci si rifaccia al caso dell esempio di cui sopra: si sa che, per poter ottenere un output di 480 unità al giorno, si ha bisogno di una coda di attesa di almeno un giorno (il lead time è, quindi, come si era anticipato, una variabile decisionale pianificata, in input al modello) Quanto è necessario caricare la macchina affinchè possano essere ottenute le prestazioni desiderate? Se si vuole ottenere un tempo di attesa in coda pari ad un giorno (poichè, evidentemente, è questo il tempo che consente di avere i macchinari saturati all X%), per comprendere quanto caricarla, è possibile utilizzare la tecnica del load limit : dando, in ingresso, una quantità di pezzi pari a 960 unità al giorno, a regime, ci sarà sempre un attesa media pari ad un giorno per ognuno dei pezzi che entrerà nel sistema (difatti, caricando fino a 960 pezzi/giorno, essendo, la macchina, in grado di lavorarne 480, in coda, si avranno sempre, in media, 480 unità, che corrispondono proprio ad un giorno di lavoro, nonché il valore di coda desiderato); 960 sarà quindi il valore di limite di carico per la macchina in questione. 68
Attenzione: della variabilità che impatta sul sistema si tiene conto proprio andando a definire un tempo di attesa in coda dei pezzi non nullo (come visto, ammettendo un assenza di variabilità, il tempo obiettivo dovrebbe essere 0). Generalizzando il discorso, è possibile dire che, il modello in questione, esprime il load limit come percentuale della capacità disponibile nel periodo pianificato (nel caso precedente, un load limit di 960 corrispondeva ad un valore del 200% della capacità produttiva giornaliera della macchina); fissando il valore del limite di carico, quindi, viene decisa la posizione sulla corrispondente curva di input. Principio del load limit: un altro esempio Su un orizzonte di pianificazione nel quale la macchina deve realizzare un output pari a 5 giorni, nel caso in cui si voglia avere un tempo medio di attesa in coda pari a 2,5 giorni, sarà necessario andare a caricare la suddetta macchina fino ad un output equivalente a 7,5 giorni; buttare, nei 5 giorni, un carico di lavoro corrispondente a 7,5 giorni, significa un load limit pari al 150% della capacità produttiva che la macchina riesce a sopportare sull orizzonte temporale considerato (ovviamente, in 5 giorni, riuscirà a fare esattamente 5 giorni di lavoro: buttandogli 7,5 giorni, resterà un attesa di 2,5 giorni). Al contrario, se si caricasse esattamente un ammontare di ordini pari a 5 giorni, il load limit corrisponderebbe al 100% della capacità produttiva, avendo un lead time di attesa esattamente nullo. L imposizione del limite di carico, quindi, porta a definire quelle che sono le performances attese da una certa macchina: trattasi, difatti, del carico massimo a cui la macchina può essere assoggettata (in corrispondenza di un certo istante, la macchina vedrà, davanti a sé, già una certa coda: il successivo rilascio, andrà a buttare dentro pezzi fino a che non verrà raggiunto tale limite di carico). Si tenga presente che, questo ragionamento, deve essere fatto per ogni macchina presente nel reparto; ognuna di esse, all inizio del periodo considerato, si caratterizzerà per un certo livello di coda: pianificato il lead time per ognuna di esse, ogni risorsa avrà il suo limite di carico fissato (valori che possono anche essere molto diversi l uno con l altro: ad una macchina che riceve materiale in maniera regolare e cadenzata, servirà un basso livello di coda per poter realizzare l output obiettivo; ad una macchina che, invece, riceve l input in modo molto più irregolare, servirà un WIP a monte più elevato per ottenere l output previsto). Caricare una risorsa fino al suo load limit significa quindi che, mediamente, si otterrà quel dato tempo di attesa in coda e di attraversamento pianificato; si tenga comunque presente che, il load limit, non è un valore puntuale: durante il periodo di pianificazione, sulla macchina verranno cumulatamente rilasciati un insieme di ordini tale da farle raggiungere il limite di carico (non è che, essi, arrivino tutti in blocco, ma si parla di raggiungimento del load limit lungo l orizzonte di pianificazione: ad esempio, se il limite di carico risulta essere pari a 960 unità, ed attualmente la macchina è caricata con 480 pezzi, sul periodo 69
considerato, da oggi fino al prossimo rilascio, essa riceverà un carico di lavoro che le farà raggiungere i 900 pezzi). La tecnica del load limit, quindi, una volta stabilito il valore del limite di carico, sulla base del lead time pianificato desiderato per ogni macchina, si compone sulle due successive fasi: Rilevazione del carico già presente sulle macchine, all inizio del periodo di pianificazione;ù Rilascio degli ordini, presenti nella pre shop pool, che, aggiunti al monte ore in attesa già presente, non comportano il superamento del load limit della macchina; si tratta, sostanzialmente, di scegliere, con una certa logica, gli ordini in attesa nel sistema informativo, nel rispetto del valore massimo di carico imposto. Ovviamente, l algoritmo di rilascio non viene eseguito sulla singola macchina, ma per l intero reparto: ecco quindi che, il rilascio, avverrà fino a che non verrà ad essere superato uno qualunque dei load limit stabiliti per le risorse presenti nel job shop; si tenga comunque presente che, raggiunta questa condizione, non è che l algoritmo si arresti, ma cerca di scorrere tutti gli altri ordini presenti nel sistema informativo, al fine di trovarne uno che, alle condizioni attuali, permetta di non superare il load limit (quindi, ogni qual volta si incontra un ordine che non può essere rilasciato, in quanto viola la condizione sul limite di carico, la procedura si premura di ricercare la presenza di un altro job che possa essere rilasciato). Questa considerazione fa derivare la conclusione di estrema convenienza ad avere pre shop pool di grandi dimensioni, non solo perché in grado di ridurre la lunghezza delle code del sistema, ma perché, maggiore è tale dimensione, maggiore sono i gradi di libertà nelle scelte da parte dell algoritmo, che riuscirà, così, a fare dei rilasci migliori; in questo modo, si sarà in grado di caricare tutte le macchine approssimativamente al valore del load limit fissato, il che significa far lavorare il sistema esattamente ai valori desiderati dal management, ottenendo l output obiettivo (in quanto, lavorare al load limit, corrisponde a far lavorare il sistema ad una situazione di ideale bilanciamento dei carichi). Si tenga comunque presente che, nella realtà, le cose non stanno propriamente così: in un job shop, il routing dei pezzi è molto variabile; guardare unicamente il carico di una macchina soltanto nella coda diretta (ovvero, nel WIP e nel numero di pezzi che essa ha effettivamente in coda in un dato istante) potrebbe essere poco rappresentativo del livello attuale e reale di carico. In realtà, una macchina non è solo carica dei pezzi che, attualmente, risulta avere in coda, ma è anche carica di tutti quei pezzi che, benchè in coda ad altre macchine, alla lavorazione successiva, dovranno passare su quella considerata. La versione reale del modello, quindi, nel rilasciare gli ordini in base al load limit, viene considerato, come carico iniziale della macchina, non solo l attuale livello di coda, ma anche i carichi che le altre macchine le andranno a scaricare sul periodo considerato. L idea è quindi quella di tenere sotto controllo i livelli di WIP in fabbrica, il che consente di - Lavorare con code più corte; - Ridurre la congestione dello shop; - Aumentare la flessibilità del sistema; - Ridurre la necessità di expediting; - Inoltre, controllando il livello di WIP nello shop, non solo non si va ad aumentare in alcun modo il gross throughput time, né si peggiora l output del sistema, ma è addirittura possibile ridurre tale tempo di attraversamento, diminuendo la percentuale di job in ritardo (proprio perché si è in grado di ottimizzare il tempo di attraversamento da quando il job entra nella pre shop pull a quando viene spedito). 70
Si può quindi concludere che, grazie a queste desiderate implicazioni, i modelli di limitazione del carico di lavoro, risultano essere del tutto in linea con l approccio lean. L approccio lean, mediante l applicazione delle sue tecniche, mira alla riduzione della variabilità (così come l algoritmo di limite massimo di carico), il che consente di ridurre il tempo di attraversamento; o meglio, a parità di tempo di attraversamento, si ha la possibilità di ridurre il livello di WIP, trasferendo questo surplus in pre shop pool, facendo godere l algoritmo di un maggior numero di job tra i quali scegliere per il rilascio, e mettendolo in condizione di fare dei rilasci migliori, aumentando l output con code più brevi. La riduzione del WIP del sistema, con spostamento nella pre shop pool, consente di diminuire il tempo di attraversamento perché, l algoritmo di rilascio, è in grado di bilanciare meglio i carichi nel sistema: implementare l approccio lean e ridurre la variabilità è, quindi, conveniente, perché consente di ridurre il capitale circolante, ridurre la necessità di programmazione e coordinamento nel sistema, ridurre lo spazio occupato in fabbrica e, soprattutto, dà la possibilità di aumentare l output riducendo il tempo di attraversamento (più si è in grado di abbassare il livello di code, più il tempo di attraversamento si riduce: ovviamente, una riduzione troppo elevata porta ad un lead time pianificato troppo basso, che si traduce in una diminuzione dell output, con aumento del gross throughput time; esiste, tuttavia, un punto di ottimo, in corrispondenza del quale andare a far lavorare il sistema). È proprio questo il vantaggio di lavorare con sistemi di limitazione del carico (unito all implementazione di un approccio lean) rispetto a quello dei rilasci immediati: mentre, il rilascio immediato, farebbe lavorare a tempi di attraversamento molto elevati, quello basato sul load limit, riducendo la lunghezza delle code, e spostando questi ordini in pre shop pool, riesce a ridurre il tempo di attraversamento aumentando l output. Strategia di bilanciamento dei carichi di lavoro rilasciati Questa terza classe di tecniche, nella teoria, risulta essere abbastanza simile ai modelli di limitazione del carico, in quanto si prefigge anch essa di andare a controllare il livello di WIP all interno della fabbrica; il rilascio, tuttavia, non punta a fornire un limite rigido al carico di lavoro. Al contrario, l obiettivo esplicito del bilanciamento risulta essere quello di cercare di andare a caricare, in modo uniforme, le diverse risorse del sistema, tramite la regolazione dei rilasci senza considerare, come vincolo insuperabile, il limite di carico della risorsa (in alcuni casi, difatti, potrebbe essere meglio avere una risorsa un po più carica del suo valore massimo, se questo maggiore carico permette di caricare maggiormente un altra risorsa, altrimenti scarica). In sostanza, per ciascuna macchina, vengono stabiliti dei livelli di WIP obiettivo: successivamente, quindi, si andranno a fare dei rilasci in modo tale che, ciascuna risorsa, sia in grado di lavorare a tale livello di coda, minimizzando lo scostamento tra WIP obiettivo e WIP effettivo. La differenza rispetto al load limit è sostanziale: - Con la limitazione, si carica fino a che non viene raggiunto il limite dal basso (si vanno a rilasciare ordini fino a che, il livello di coda, non raggiunge il limite di carico), che rappresenta il valore di riferimento; - Con il bilanciamento, si può sempre avere un livello di carico obiettivo, ma non è detto che, poi, all atto pratico, questo non possa essere superato (si può ammettere uno sforamento sul livello di carico preimpostato se, tale eccedenza, consente di minimizzare lo scostamento, nel sistema, tra WIP obiettivo e WIP effettivo). I rilasci, comunque, vengono fatti sempre nello spirito di andare ad omogeneizzare il carico su tutte le macchine, ovvero facendo in modo che, tutte le macchine, vengano caricate allo stesso modo: in ottica 71
lean, cerca di rilasciare un flusso di carico quanto più possibile simile su tutte le macchine, di modo tale che esse risultino essere caricate, sempre, in maniera simile. Si tenga comunque presente che, l implementazione dell una o dell altra strategia, ha degli impatti, sull azienda, assolutamente non trascurabili: passare da una logica di rilascio ad una di limitazione, oppure semplicemente trasformare la strategia di rilascio in una di rilascio più accorta, permette di ridurre i tempi di attraversamento di percentuali estremamente elevate (circa il 50%), che si traducono in riprese dell output altrettanto elevata (+1% - 2%). Si ha la possibilità di costruire un vero e proprio vantaggio competitivo su questi aspetti (per non parlare della riduzione netta del WIP, che rappresenta nient altro che un vero e proprio risparmio di capitale circolante). LA FASE DI SEQUENZIAMENTO E DI DISPATCHING Una volta deciso l insieme di ordini da rilasciare dalla pre shop pool, a livello più basso, c è un altra, importante, decisione da prendere: come sequenziarli e farli lavorare dalle singole macchine. In tal senso, si possono distinguere due tecniche: La logica di sequenziamento dei job: a priori, viene decida una regola fissa con la quale gli ordini devono essere lavorati dai diversi centri di lavoro; in un unico punto, ed in modo univoco all interno dell azienda, viene definita la sequenza degli ordini, che verrà mantenuta fissa per tutte le macchine destinate all esecuzione dell attività; La logica delle regole di dispatching, ovvero dei criteri locali definiti su ciascuna macchina e/o centro di lavoro; ogni risorsa, quindi, applicherà questa regola, la quale, però, non è detto che determini delle sequenze fisse passando dall una all altra (in questo caso, il prossimo ordine da lavorare è scelto utilizzando una certa regola di priorità definita, che può essere diversa per ciascuna macchina o, addirittura, differente di volta in volta). Ci sono ovviamente dei pro e dei contro derivanti dall utilizzo delle due logiche. Anzitutto, si può dire che, con il sequenziamento, si semplifica in maniera non indifferente l attività di gestione e controllo della produzione: si tratta, in sostanza, di definire una sequenza che resterà valida per tutti gli stadi e che, quindi, tutti dovranno seguire; in tal modo, è molto più facile pianificare e prevedere i tempi di attraversamento, e gestire l avanzamento dei job nel sistema. D altra parte, però, la difficoltà consiste nel riuscire ad applicarlo in sistemi complessi; in un job shop, ad esempio, i vari ordini possono seguire routing e cicli tecnologici diversi ogni volta: per poter prevedere un sequenziamento fisso, sarà necessario prevedere tutti i tempi di processamento dei vari job, potendo così definire le sequenze che dovranno essere mantenute. Al contrario, con il dispatching (che va a definire delle regole che, gli operatori, dovranno applicare nel decidere quale ordine processare a ciascuno stadio), il primo, evidente, svantaggio, consiste nel fatto che, dando una regola, si delega agli operatori la gestione della produzione: in sostanza, si va a decentrare la politica di ottimizzazione della produzione, proprio perché si va a mettere in mano, ad un insieme di persone, una serie di decisioni; per far fronte a questo svantaggio, quindi, sarà necessario un soggetto che, a livello centrale, tiri le fila e faccia una sintesi. Inoltre, risulta molto difficile riuscire a quantificare, a priori, un certo valore di tempo di attraversamento per un certo ordine appena rilasciato nello shop, in quanto, il sistema, risulta essere estremamente sensibile alle sue condizioni puntuali: il tempo di uscita di un ordine appena rilasciato dipenderà, difatti, da 72
come il sistema andrà ad evolvere e come, i diversi job, andranno a capitare sulle macchine (il dispatching non richiede programmazione, essendo delegato agli operatori; tuttavia, sono spesso richiesti notevoli sforzi di coordinamento e di expediting, al fine di evitare ritardi e/o problemi). La regola di dispatching, inoltrei, favorisce un ottica di ottimizzazione locale, senza valutare l effetto sul sistema nel suo complesso, dando, così, una soluzione sub ottimale (la scelta ottima per uno stadio potrebbe non esserla per lo stadio successivo; al contrario, il sequenziamento, cerca di risolvere il trade off considerando la prospettiva di tutti gli stadi della Supply Chain). Infine, non esiste una regola di dispatching ottima, o migliore, delle altre; al contrario, esiste un criterio che, in una data circostanza, risulta essere più o meno adatto rispetto agli altri; inoltre, nessuna regola va a migliorare tutte le prestazioni nel loro insieme, ma si focalizza su un particolare parametro, cercando di ottimizzarlo. D altro lato, però, occorre tenere conto di due vantaggi: - Il dispatching può essere utilizzato semplicemente anche nelle configurazioni impiantistiche più complesse; - Il dispatching non richiede sistemi di programmazione complessi, anche a livello informatico. Di regole, in questione, ne esistono tantissime, e possono essere classificate in base al parametro principale locale dello stadio che esse vanno a considerare ed ottimizzare (tempo di lavorazione, tempo di set up, date di consegna, tempo di processo, situazione dell impianto, situazione dei job, fattori economici, regole composte ); l importante è avere presente che, nessuna di queste, causerà un contemporaneo aumento di tutte le prestazioni (ad esempio, la regola basata sullo shortest process time, minimizza il flow time medio, ma aumenta la varianza dei ritardi, e comunque si ottiene un tempo di attraversamento superiore rispetto a quello che si avrebbe agendo in logica FIFO). La regola di dispatching va trattata con cautela poiché, pur permettendo ottimizzazioni e vantaggi forti a livello locale, potrebbe generare problemi a livelli di altri stadi; molto meglio è cercare di andare ad utilizzare, nel caso, una regola di dispatching di tipo FIFO, alimentata, a monte, da un modello di rilascio che minimizzi il livello delle code. La soluzione vincente, dal punto di vista dell approccio lean, è quella di puntare tanto sulla strategia di rilascio, cercando di sfruttare un modello che, dal pacemaker, rilasci un buon insieme di job, riducendo le code nel sistema; in questo modo, la regola di dispatching successivamente utilizzata, andrà ad avere il minimo impatto possibile sul sistema, rendendo conveniente l adozione di una regola FIFO (come suggerito dal lean). Il percorso virtuoso che dovrebbe seguire un azienda, dopo essersi riprogettata alla luce dei principi di lean management, è quello di passare - Da una situazione ad alta variabilità, con code molto lunghe, nella quale, le regole di dispatching, hanno molto effetto, in quanto fanno variare molto le performances sui singoli job; - Ad una situazione in cui si è stati in grado di togliere variabilità agli stadi grazie alle tecniche lean, potendo utilizzare un modello di rilascio che riesca, dal pacemaker, a caricare, con la limitazione, le varie macchine. Avendo un modello di rilascio più intelligente, è possibile ridurre le code e la quantità di WIP, facendo salire la quantità di pezzi presenti in pre shop pool; aumentare il numero di questi pezzi, come visto, consente di effettuare un rilascio ancora migliore, che permette di aumentare ancora di più l output. A questo punto, il ridotto livello di WIP, rende conveniente l adozione delle regole FIFO come regole di dispatching: la regola FIFO, difatti, è il criterio suggerito 73
dal lean, in quanto funziona molto bene solo se si è stati in grado di ridurre le code (consentendo di omogeneizzare e ridurre la varianza dei tempi di attraversamento dello shop), e permette al supervisore di non doversi preoccupare più di tanto del controllo sull avanzamento della produzione (che è tanto più problematico quanto più è alto il livello di WIP e quante sono le regole di dispatching definite: più si riesce ad uniformare i tempi di attraversamento, e diminuire le code, meno serve una persona che faccia il controllo della produzione). Non deve, comunque, passare il messaggio che, le regole di dispatching, siano necessariamente un male ; ad esempio, risultano estremamente utili nel momento in cui si ha la necessità di gestire uno stadio che rappresenta il collo di bottiglia del sistema: Un criterio di tipo minimizzazione del flow time medio (SPT) risulta essere estremamente utile per gestire un collo di bottiglia interno al sistema: se uno stadio risulta essere particolarmente carico di lavoro, ha senso andare a ricercare, all interno della coda, quegli ordini che richiedono il minore tempo per essere processati, in modo tale da riuscire a portarsi avanti il più possibile, e mandare avanti nel ciclo il numero di lavori più alto possibile, al fine di evitare che, le risorse che seguiranno lo stadio collo di bottiglia, rimangano inutilizzate; Un criterio basato sulla priorità in base alla data di consegna (EDD) risulta essere estremamente utile per gestire un collo di bottiglia immediatamente a monte dello stadio cliente: in questo caso, sarà opportuno processare e mandare avanti anzitutto quei job con data di consegna più imminente. Infine, è anche opportuno fare un cenno a quelle che sono le regole di possibile sequenziamento, che si differenziano dalle precedenti in quanto sono uniche per l intero sistema, e consentono di definire una sequenza prefissata (il loro campo di applicazione, tuttavia, è limitato, poiché risultano essere molto rigide alla configurazione impiantistica: più il lay out del sistema è complesso, più è difficile definirle). Al contrario del dispatching, tali criteri, lavorano per massimizzare un obiettivo globale (che può essere quello di livellamento dell utilizzo delle parti, il bilanciamento dei carichi di lavoro tra i differenti stadi), e risultano particolarmente utili nel caso in cui l azienda punti ad un obiettivo esplicito che risulta essere prioritario; si può quindi pensare di sequenziare a priori, di modo tale da assicurare che la sequenza ottenuta porti a massimizzare tale prestazione. Si tenga comunque presente l esistenza di una gerarchia tra le decisioni produttive e che, quindi, conta sempre di più (8in termini di impatto sulle prestazioni) quella di rilascio che il criterio di sequenziamento/dispatching: sbagliare il rilascio, anche con una regola di sequenziamento ottimale ed un buon controllo della produzione, significa comunque ottenere delle prestazioni subottimali e inferiori rispetto al caso in cui si abbia un buon rilascio, seguito ad un sequenziamento ed un controllo meno accurato. 74