Scm & operations scorte risorse lean mrp

Fonte: Slack ed al.- Gestione delle operations e dei processi- Pearson - 2007

Supply Chain Management Laurea magistrale in Scienze
Prof. Gandolfo DOMINICI
& Operations economico-aziendali

Determinazione del lotto di riordino
Due logiche diverse:

 Sistema tradizionale basato su l’EOQ (Economic Order
Quantity o lotto economico di riordino);

 Lean production che tende all’ “Ikko nagashi” termine
giapponese che indica l’obiettivo (spesso teorico) di
processare un solo pezzo alla volta.


EOQ: rappresentazione grafica della Formula di Wilson

2 xD
Co Co =costo di ordinazione
EOQ = D =Dom anda
Ch Ch =Costo di stoccag io
g

COSTI

Co to le
sto ta

Co d o in zio e
sto i rd a n

Co d sto g io
sto i cca g

EOQ

Q AN
U TITA' DELL'ORD AZ N
IN IO E


Limiti dell’EOQ
(versione di Wilson)
 La domanda del periodo è prevedibile e costante nel
tempo;
 Non vengono considerati i vincoli logistici che
influenzano la dimensione del lotto (imballaggio,
trasporto, ecc.);
 Tutti i costi sono considerati indipendenti e costanti nel
tempo. In particolare il prezzo unitario del prodotto ed
il prezzo unitario di trasporto sono considerati
indipendenti dalle quantità prodotte ed acquistate;



Limiti dell’EOQ
(versione di Wilson)

 Il tempo di produzione e fornitura è considerato pari a
zero, ipotizzando dunque che le quantità ordinate siano
immediatamente disponibili;
 Le quantità prodotte e comprate sono trasportate in
un'unica soluzione;
 Non vengono considerati i costi inerenti a possibili
rotture dello stock;
 I beni sono considerati come non deperibili.


Lotto economico di produzione

Livello
massimo
di scorte



Economic Batch Quantity (Lotto Economico di
Produzione

 CoD
C m [1− D/ P ]
Dove:
Co= Costi di ordinazione
Cm= Costi di stoccaggio
D= Quantità domandata
P= Tempo di consegna al magazzino


Sistemi ABC
● Si calcola il valore di utilizzo dei diversi articoli da
ordinare (Vu= tasso di utilizzo x valore);
● Il magazzino segue la power rule (Pareto)


Assegnazione carichi ai centri di lavoro
● Caricamento a capacità finita:
– è possibile limitare il carico (appuntamenti per gli studi, ecc.);
– è necessario limitare il carico (caricamento della stiva di un
aereo, ecc.);
– il costo di limitazione del carico è sostenibile.
● Caricamento a capacità infinita:
– non è possibile limitare il carico (ospedali, ecc.);
– non è necessario limitare il carico (fast food, bar, ecc.);
– il costo di limitazione del carico è molto alto (i clienti non
tollerano limitazioni del servizio).


Sequencing (regole di priorità)
● Priorità del cliente (urgenza negli ospedali, cliente
più importante, ecc.);
● Data di consegna (priorità in base alle consegne e
non al ciclo di lavorazione);
● LIFO;
● FIFO;
● LOT (longest operation time first);
● SOT (shorter operation time first).


Theory of Constraints (Goldratt)



Il Material Requirements Planning
Secondo la definizione dell’ APICS (American
Production and Inventory Control Society), l’ MRP è:

“Un insieme di tecniche che usa la distinta base, i
dati di inventario, ed il programma principale di
produzione (Master Production Schedule) per
calcolare il fabbisogno di materiali”


Origine ed evoluzione del MRP
• La paternità del sistema di programmazione MRP è
comunemente attribuita a Joseph Oirlicky [1], che negli
anni settanta sviluppo un programma per il calcolo dei
fabbisogni di materiali necessari per specifici piani di
produzione;

• La logica di base dell’ MRP è la medesima del metodo
CPM (Critical Path Method) creato negli anni
cinquanta dal Ministero della Difesa statunitense e
perfezionato in seguito dalla NASA.
[1] Vedi: Oirlicky J., “Material Requirement Planning, The New Way of Life in Production and Inventory”, McGraw Hill,
1975.


Origine ed evoluzione del MRP
• Il programma di Oirlicky era capace di
determinare soltanto le quantità e non i tempi di
produzione.

• In seguito il sistema MRP si è evoluto fino alla
sua prima applicazione commerciale dell’ IBM
con il programma PICS (Production
Information and Control System) .


Logica di funzionamento del
Material Requirements Planning


Logica di funzionamento del
Material Requirements Planning
• Il Master Production Schedule (programma
principale di produzione) è calcolato a seconda:
– della domanda, composta da due elementi:
» previsione della domanda
» ordini dei clienti
– della capacità produttiva dello stabilimento


Capacity Requirement Planning
(CRP)
E’ la programmazione che deve essere
effettuata allo scopo di tramutare gli
ordini di produzione derivanti dal MRP
in attività operative dei diversi centri di
lavoro considerando i tempi e le capacità
effettive.


Capacity Requirement Planning (CRP)
MRP

Piano degli ordini

Stato dei
Dati di
Produzione
CRP Centri di
Lavoro

Piano dei carichi
di lavoro

Capacity Requirement Planning (CRP)

• Il CRP non è un’attività staccata dal MRP bensì
una sua estensione. Esso infatti non può
prescindere dalla elaborazione dei fabbisogni
ottenuta con il MRP.
• Il CRP converte il piano degli ordini di
produzione in carichi di lavoro (espressi in ore)
per le singole macchine o cellule produttive
impiegate nel processo produttivo.


MRP, note di variazione
• Un altro output del sistema MRP è
rappresentato dalle note di variazione, usate per
indicare le modificazioni delle operazioni
programmate specificandone le date e le priorità.
Le note di variazioni sono di due tipi con due
diverse funzioni: il primo tipo è usato per
accelerare gli ordini (anticipando la loro data)
mentre il secondo tipo è usato per differire gli
ordini (posticipando la loro data).


MRP, report delle eccezioni

• Il report delle eccezioni serve a notificare agli
utenti dell’ MRP gli scostamenti (differenze di
conteggio del lavoro, differenze di inventario,
parti difettose, ecc.) tra quanto si era
programmato e quanto è effettivamente
avvenuto.


MRP e JIT
Il Just in Time della Toyota è un sistema in cui
entrambi i concetti di produzione pull e push sono
presenti ed è composto fondamentalmente da due
parti:

Pianificazione mensile delle quantità di produzione con
i sistemi di programmazione dei fabbisogni
(MRP/MRPII/ERP/APS...);
Produzione giornaliera regolata dal sistema kanban
(sistema pull di sintonizzazione).


MRP e JIT

La relazione tra il sistema di pianificazione MRP e il sistema
kanban può essere schematizzata come segue:

live llo d i sto ck d eterm in ato co n il M R P

C L IE N T I P ro cesso P ro cesso P ro cesso F O R N IT O R I
A B C

R o u tin e d i p ro d u zio n e
tra m ite ka n b a n (p u ll)


MRP, esempio

Supponendo che la quantità domandata rientri nelle capacità
dello stabilimento sviluppiamo un esempio semplificato:

P eriodo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Fabbisogno 30 25 10 5 20 10 30 10


MRP, esempio

La distinta dei materiali si riferisce alla lista di materiali necessari per produrre
un componente. Essa “esplode” il prodotto in tutti i componenti e sub-
componenti da cui esso è composto. Nel nostro esempio:

componenti semi-lavorati per materiali per produrre
Prodotto finito l''assemblaggio del prodotto finito i semilavorati del livello 1
livello 0 livello 1 livello 2

a (quantità 1)
A (quantità 1)
b (quantità 1)
X
c (quantità 1)
B (quantità 1)
d (quantità 1)


MRP, esempio
I dati dell’inventario forniscono le informazioni circa le parti
già in stock, il lead-time ecc. Nell’esempio dato:


Foglio di lavoro MRP


Commenti al foglio di lavoro MRP
Il lead-time del prodotto finito “X” è pari ad 1 periodo ed il
fabbisogno è di 30 unità nel terzo periodo; essendovi 40 unità di
prodotto X in inventario non è necessario ordinare
l’assemblaggio di X prima del terzo periodo (dato che il lead-time
uguale ad un periodo). La distinta base mostra che il fabbisogno del
prodotto semi-lavorato “A” per produrre un prodotto finito “X” è di
una unità di “A” e che il fabbisogno del materiale “a” necessario per
produrre A è anch’esso pari ad una unita. Seguendo la stessa logica Il
fabbisogno di A è pari a 15 unità (necessarie a produrre i 15 prodotti
X necessari) nel terzo periodo ma la produzione del fabbisogno
comincia nel secondo periodo dato che il lead-time di A è pari a due
periodi. Usando la stessa logica per tutti gli altri componenti e sub-
componenti si ottengono i fabbisogni totali ed i tempi di produzione
per tutte le parti.


Manufacturing Resource Planning
(MRPII)
• Il Manufacturing Resource Planning (o MRPΙΙ) rappresenta
l’evoluzione del sistema MRP;
• Nell’ MRPΙΙ gli aspetti di programmazione della produzione del
sistema MRP vengono legati alle altre funzioni aziendali (in una
visione di logistica integrata);
• Garantisce un’ampia struttura di controllo che divide il controllo
di produzione in una gerarchia basata sull’orizzonte temporale
e sul livello di aggregazione del prodotto;
• I sistemi MRPΙΙ sono una estensione dell’ MRP per integrare e
supportare altre attività ma la logica di base per il calcolo dei
fabbisogni dei materiali è la medesima in entrambi i sistemi .


(MRPII)
Le caratteristiche dell’MRPΙΙ sono [1] :

 Integrazione tra sistema operativo e sistema finanziario;
 Capacità di simulazione che rendono possibili predizioni
e preventivi;
 Coinvolge ogni aspetto d’impresa dalla pianificazione
alla gestione.

[1]Higgins P., Leroy P. and Tierney L., “Manufacturing Planning and Control -
Beyond MRP II”, Chapman & Hall, 1996.


(MRPII)
L’ MRPΙΙ include dunque il programma MRP come sua parte fondamentale
integrandolo con:
• Meccanismi di feedback in grado di rivedere rapidamente i piani
di fabbisogno e le tabelle di produzione in caso di cambiamenti;
• Raccolta dei dati delle vendite e dei clienti;
• Possibilità di generare Master Production Schedule revisionali
per prodotti futuri;
• Calcolo del carico e della capacità di lavoro per ogni reparto;
• Produzione della documentazione per le spedizioni e per la
fatturazione;
• Possibilità di generare report direzionali.


(MRPII)
Vi sono diversi tipi di gerarchie nell’ MRPΙΙ,
ma comunemente esse comprendono tre parti
fondamentali:

 Pianificazione a lungo termine;
 Pianificazione a medio termine;
 Controllo a breve termine.


Evoluzione dei sistemi di produzione verso la
lean production
Per un lungo periodo i sistemi produttivi non
si sono curati di diverse problematiche
fondamentali:

• L’organizzazione all’interno della fabbrica di processi
multipli;
• Le problematiche inerenti a ciò che avveniva tra i vari
processi;
• La visione della produzione come sistema;
• Le problematiche inerenti l’esecuzione delle mansioni
da parte dei lavoratori.


Evoluzione dei sistemi di produzione verso
la lean production
• Il processo evolutivo della funzione di produzione
che ha portato alla produzione snella ha origini agli
inizi dell’800 quando uno dei pionieri della
rivoluzione industriale americana: Eli Whitney,
inventore della macchina sgranatrice del cotone,
introdusse il concetto di parti intercambiabili per
aggiudicarsi una commessa di moschetti per
l’esercito ad un prezzo più che dimezzato rispetto ai
concorrenti


la lean production
• La tecnica delle parti intercambiabili di Whitney
si è poi evoluta verso macchine multifunzionali
ed è stata ripresa dai sistemi produttivi nipponici
per rendere il sistema più flessibile e ridurre i
tempi di set-up


la lean production
• Nel 1890 Frederik W. Taylor cominciò ad
osservare il modo di lavorare degli operai e a
dare indicazioni sulle metodologie di lavoro;
• Il risultato delle sue osservazioni è stato lo studio
dei tempi e la standardizzazione del lavoro
denominate Management Scientifico.


la lean production

• Il Management Scientifico rappresentò
un’evoluzione rispetto al precedente disinteresse
per la gestione del processo produttivo pur
avendo il grande limite di ignorare le scienze
comportamentali.


la lean production
• Un ulteriore passo avanti fu compiuto da Frank
Gilbreth che aggiunse all’approccio tayloristico lo
studio delle movimentazioni ed i diagrammi di processo
(Process Charts);
• Sua moglie Lillian Moller Gilbreth introdusse la
psicologia nello studio dei processi produttivi
analizzando la motivazione dei lavoratori e gli effetti del
livello motivazionale sulla produttività.


Evoluzione dei sistemi di produzione verso la lean production
• Con Henry Ford ed il suo
braccio destro Charles E.
Sorensen nasce la prima
strategia manifatturiera che
prese in considerazione tutti gli
elementi del sistema produttivo
a loro noti: persone, macchine,
attrezzature e prodotti che
furono riorganizzati in un
sistema continuo per la
produzione della famosa Ford T



• Il sistema Fordista seppur efficiente per la produzione
di massa di un singolo modello non era in grado di
adattarsi facilmente alle variazioni del mercato;
• La proliferazione dei prodotti dovuta all’evolversi del
sistema industriale unita alle rivendicazioni sindacali
dei lavoratori che lamentavano una eccessiva
alienazione dovuta alle caratteristiche ripetitive delle
mansioni, resero necessaria l’evoluzione del sistema.



• Alla General Motors Alfred P. Sloan creò un approccio
più pragmatico per la gestione della produzione e lo
sviluppo delle strategie aziendali delle grandi imprese
che devono gestire efficacemente ed efficientemente la
varietà;
• Nel secondo dopoguerra il sistema GM era divenuto il
punto di riferimento per la gestione dei sistemi
produttivi. Dal confronto impari con i produttori
automobilistici americani nasce il sistema Toyota ed il
JIT.



• La necessità di competere con i giganti americani
GM e Ford senza avere a disposizione ingenti
capitali ha portato Taichi Ohno e Shigeo Shingo
a creare gradualmente un sistema in grado di
minimizzare gli sprechi di risorse e valorizzare il
capitale umano.


Just In Time – Storia (1)

• Le origini del JIT sono in Giappone. La ricostruzione post-
bellica del settore manifatturiero giapponese dovette fare i
conti con la scarsità di materiali e di risorse finanziarie.
Queste circostanze portarono allo sviluppo di nuove
pratiche gestionali a basso costo nel settore manifatturiero.
Fu creato così un sistema di produzione disciplinato ed
orientato al processo conosciuto come il “Toyota Production
System” (sistema di produzione Toyota). Lo scopo principale
di questo sistema è stato sin dal principio quello di
minimizzare il consumo delle risorse a valore aggiunto nullo
o basso.



• Il Just in time della Toyota (TPS), che è il padre
dei sistemi JIT attuali, ha radici nel periodo tra
la fine degli anni ’40 e l’inizio degli anni ’50,
quando Taichi Ohno, un ingegnere
manifatturiero della Toyota sviluppò, all’interno
degli stabilimenti Toyota, un sistema “pull” con
le schede “kanban” al fine di controllare il flusso
di produzione tra i processi realizzando cosi il
sistema Just in time.



• “E’ avvenuto per caso che, prima degli anni ‘60 il
mercato giapponese era piccolo e le imprese volevano
produrre una varietà di modelli pur non potendo
permettersi grandi forniture di parti o linee di
assemblaggio specializzate. Ciò ha richiesto una
deliberata pianificazione per modificare le dotazioni e le
routine di lavoro, il mix di assemblaggio, e produrre le
parti in lotti più piccoli per i diversi veicoli” (*).

(*) Trad. Intervista a Taichi Ohno riportata da Michael Cusumano in “The Japanese
automobile industry: technology and management at Nissan and Toyota”, Harvard
University Press, 1985, pagina 285.



• Nel 1948, Toyota cominciò a deviare dalla tecnica
manifatturiera fondamentale della produzione
automobilistica statunitense : essa decise di non
“spingere” i materiali ed i componenti ma piuttosto di
avere linee di assemblaggio finali che li “tirano”
attraverso il sistema.
• Ohno sentì il bisogno di trovare un sistema che,
all’interno del piano mensile, fosse in grado di adattarsi
facilmente alle fluttuazioni del mercato senza dovere
ricalcolare e cambiare ripetutamente ogni tabella di
produzione.



• Ohno creò il JIT-Kanban empiricamente, introducendo e
migliorando il sistema gradualmente negli stabilimenti
Toyota. Come dichiarato dallo stesso Ohno: “ Il nostro
approccio è stato quello di investigare una ad una le cause
delle varie “inutilità” nelle operazioni manifatturiere e di
escogitare dei metodi per la soluzione di queste, spesso con
tentativi ed errori” [1].

[1] Trad. dalla prefazione alla prima edizione di “Toyota Production System: An Integrated
Approach to Just-In-Time”, Monden Y Engineering & Management Press, terza
.,
edizione, 1998 pagina xiii .


JUST IN TIME (JIT)- Obiettivi
• Produrre e fornire la quantità necessaria, al tempo e nel posto
necessario.
• L’eliminazione degli sprechi di ogni tipo (tempo, stock, ecc.) è
la via tramite cui i sistemi Just in time pianificano il
raggiungimento dell’obiettivo dell’efficienza. L’eliminazione
degli sprechi deve essere ottenuta non solamente tramite la
riduzione dei costi ma anche attraverso il miglioramento della
produttività e della gestione logistica visti come un unico
sistema integrato;
• Uno dei maggiori sprechi causati dalla gestione del SCM è la
presenza di eccessive scorte WIP (Work in Process Inventory)
che è una delle principali cause di rigidità ed inefficienza.


JUST IN TIME (JIT)- Obiettivi

RIDUZIO NE DEI CO STI

ELIMINAZIONE DEGLI SPRECHI G O AL PRO FITTO

M IG LIO RAM ENTO DELLA PRO DUTTIVITA'


L’eliminazione degli sprechi
Monden (*) classifica gli sprechi in quattro livelli. Dagli sprechi di tipo primario
derivano i secondari e cosi via, fino al quarto livello di spreco:

1° livello di spreco Eccessive risorse produttive

2° livello di spreco Sovrapproduzione

3° livello di spreco Eccesso di stock

4° livello di spreco Inutili investimenti di capitale

(*) Monden Yasuhiro, “Toyota Production System: An Integrated Approach to Just-IN-Time” 3rd edition,
Engineering & Management Press, 1998.


Come l’eccesso di risorse produce sprechi
Analogia del convoglio:

Prodotti Materie
finiti prime

STOCK
WORK IN PROCESS

Il convoglio rappresenta lo stabilimento, le navi le unità produttive che devono navigare in fila
(layout della linea di produzione) verso una destinazione comune (la produzione per il mercato),
la dimensione delle navi indica la loro velocità di navigazione (capacità produttiva), Il flusso dei
materiali scorre dalla prima fila di navi all’ultima poiché l’output dell’ultima nave sono i prodotti
finiti (l’arrivo di tutto il convoglio a destinazione).


Durante la navigazione:

Prodotti Materie
finiti prime

WIP WIP

STOCK
WORK IN PROCESS

Se le risorse produttive (navi) lavorano le materie prime (navigando) sfruttando appieno la
loro capacità produttiva (velocità di navigazione massima), lo stock WIP (la distanza tra le
navi) aumenta. All’inizio della navigazione le navi erano vicine tra di loro (alla distanza
corrispondente alle scorte di sicurezza) quindi il WIP era minimo. Dopo poche miglia di
navigazione la distanza tra le navi aumenta e continua ad aumentare con il proseguire del
viaggio.


Ridurre la distanza tra le navi (WIP) soluzione 1:

Prodotti Materie
finiti prime

STOCK
WORK IN PROCESS

La soluzione sopra può essere valida in una flotta di navi ma non è realisticamente
applicabile in una fabbrica. Cambiare una linea di produzione in questo modo sarebbe
molto costoso e non sempre possibile. In una fabbrica infatti il layout degli impianti non
può essere modificato facilmente perché I processi produttivi della linea di produzione sono
interdipendenti.


(Analogia del convoglio-4)
La soluzione per l’azienda viene dai “segnali informativi” che regolano il
ritmo di produzione:

Prodotti Signal system Materie
finiti prime

STOCK
W ORK IN PROCESS

Nel convoglio la nave più veloce “non deve” navigare al massimo della sua velocità (una
risorsa produttiva non deve essere utilizzata al massimo della sua capacità) ma deve
seguire la velocità decisa dal tamburo.

Quale deve essere il ritmo dei segnali?
Se il ritmo è scandito dalla velocità media delle navi, lo
spazio tra di esse continuerà a crescere.
Goldratt (*) nota che le ragione di questo fenomeno è la
combinazione di “eventi dipendenti” (attività che devono
essere fatte di seguito secondo una sequenza predefinita) e
“fluttuazioni statistiche”. La “fluttuazione statistica” è la
varianza statistica della domanda di uno specifico
componente nella linea di produzione. Gli “eventi
dipendenti” sono un sistema di attività legate tra di loro, in
cui l’output di ogni elemento del sistema è legato all’output
dell’elemento precedente.

(*) Goldratt Eliyahu M. & Fox J., “The Goal, A Process of Ongoing Improvement”, Norton River Press, 1992.


Quale deve essere il ritmo dei segnali?
Dato che alcuni processi sono più lenti di altri (come le navi nel
convoglio), la combinazione di questi due elementi accresce il WIP
oltre la media delle fluttuazioni statistiche. Ciò avviene perché
l’interdipendenza dei processi con gli elementi più lenti previene le
fluttuazioni più veloci della media che dovrebbero compensare le
fluttuazioni più lente della media stabilizzando la media statistica.
Il massimo output deve essere dato dunque dalla capacità
produttiva dell’elemento più lento e non dalla media delle capacità
di tutti gli elementi.
Pertanto il ritmo del tamburo deve essere sincronizzato con la
velocità dell’elemento più lento e non con la velocità media.


I Kanban (schede segnaletiche)

• Il concetto di produzione “pull” nel sistema Toyota è
associato all’uso dei “kanban”. Kanban è un termine
giapponese che significa “scheda segnaletica”. Un
Kanban è un foglio (o talvolta una piastra metallica),
attaccato su ogni imballaggio di materiali o componenti,
che segnala ai processi precedenti l’esatta quantità
richiesta dai processi successivi. Il kanban è mandato
attraverso la linea di produzione ed ai fornitori al fine di
connetterli tra di loro e regolando la produzione, la
fornitura ed il trasporto.


Schema di funzionamento dei Kanban

Kanban di prelievo
Kanban di produzione

Proce p ce e t
sso re d n e M g zzin
aa o Proce su ssivo
sso cce
(produce α) (componente α) (produce A)

α

α

•Il “kanban di prelievo” (withdrawal kanban) è usato per prelevare
materiali e componenti dal magazzino;
•Il “kanban di ordine di produzione” (production-ordering kanban) è usato
per ordinare al processo precedente di produrre le parti prelevate con
kanban di prelievo.


Come è fatto un kanban?


Evoluzione dell’utilizzo dei Kanban

• Al principio la Toyota adoperava i kanban per
tagliare i costi e controllare l’utilizzo dei
macchinari; in seguito cominciò ad usare questo
sistema non solo per la gestione dei costi e dei
flussi ma anche per riconoscere gli impedimenti
ed implementare il miglioramento continuo
(kaizen).


Benefici dell’adozione dei Kanban
Il sistema JIT-Kanban, se efficacemente implementato può portare diversi
benefici all’impresa manifatturiera, alcuni propri del TPS altri tipici di
tutti i sistemi JIT:

• Riduzione degli stock;
• Miglioramento dei flussi;
• Prevenzione della sovrapproduzione;
• Trasferimento del controllo al livello operativo delegando la responsabilità ai lavoratori
di linea;
• Miglior controllo grazie alla capacità di creare una programmazione visiva ed
immediata del lavoro e della gestione;
• Velocità di risposta alle fluttuazioni della domanda;
• Riduzione del rischio di obsolescenza dello stock;
• Miglioramento delle abilità di gestione della supply chain;
• Veloci e precise informazioni;
• Trasferimento delle informazioni lungo la line di produzione a basso costo


Kanban e TPS
E’ importante notare come nel TPS il sistema kanban rappresenta
solamente un semplice ma efficace strumento informativo per il
Just-In-Time. Il kanban da solo non fa il TPS che deve essere supportato
anche dai seguenti requisiti:

– Production smoothing (livellamento della produzione);
– Riduzione del lead-time;
– Standardizzazione delle mansioni e lavoratori multifunzionali;
– Controllo di qualità ed attività di miglioramento
– Jidoka (autonomazione);
– Layout e design dei macchinari.

Tutti questi requisiti alla base del TPS sono rintracciabili nei tratti
caratterizzanti del sistema “lean”.


Tipologie di Kanban


Tipologie di Kanban

I due tipi di kanban più usati sono:
• il “kanban di prelievo” (o withdrawal kanban). indica i
tipi e le quantità di componenti che il processo
successivo deve ritirare dal processo precedente;

• il “kanban di ordine di produzione” (o production-
ordering kanban). Indica l’esatta quantità di prodotto
che deve essere prodotta dal processo precedente.


Tipologie di Kanban

Per i prelievi dai fornitori si usa il “kanban di
fornitura”, il quale include i dettagli del
prodotto, i tempi di consegna e le quantità
che saranno ritirate.


Tipologie di Kanban

Kanban triangolare:

Per quei componenti che necessitano della produzione per
lotti (come ad esempio lo stampaggio) vi è un kanban
triangolare sul box del lotto di produzione al livello del punto
di riordino. Quando i prelievi raggiungono il livello del
kanban triangolare, l’ordine di produzione viene mandato al
processo precedente per iniziare la produzione del lotto.


Tipologie di Kanban
Kanban triangolare:


Tipologie di Kanban

Altri tipi di kanban:

• Il “kanban espresso” (express kanban), usato in situazioni straordinarie quando vi
è mancanza di alcuni componenti;
• Il “kanban di emergenza” (emergency kanban), usato per problemi dovuti a parti
difettose o a errori dei macchinari;
• Il “tunnel kanban”, usato per gruppi di processi che sono fisicamente cosi vicini
ed interconnessi da non esservi alcun bisogno di scambiare kanban tra di essi così
che un solo tunnel kanban è usato tra questi processi e gli altri;
• Il “kanban elettronico” (electric kanban) non è un kanban nel senso proprio del
termine ma si riferisce all’interscambio elettronico dei dati tra processi di
produzione completamente automatizzati basato sugli stessi principi del sistema
kanban.


Le regole del sistema kanban
1. Il processo successivo deve ritirare dal processo
precedente le parti necessarie al tempo necessario.

Questa è la regola generale del Just In Time applicata
alla linea di produzione. In altre parole il kanban è in
grado di limitare lo stock totale del processo agendo da
“autorizzazione” per la produzione di stock.
Essa implica delle sotto-regole: (… continua )



Per la sua efficace implementazione la regola 1
implica le seguenti sotto-regole:

• Ogni prelievo senza un kanban deve essere proibito;
• Ogni prelievo di quantità diverse dal numero dei
kanban deve essere proibito;
• Ogni parte deve avere un kanban attaccato.



2. Il processo precedente deve produrre nelle
quantità ritirate dal processo successivo.



L’implementazione della regola 2 implica le
seguenti sotto-regole:

• Deve essere proibita la produzione di volumi
superiori al numero dei kanban;
• Se devono essere prodotti molti tipi di parti, la
loro produzione deve seguire la sequenza
originaria secondo cui ogni kanban è stato
consegnato.



3. I prodotti difettosi non devono mai essere
consegnati al processo successivo.



L’obiettivo della regola 3 può essere raggiunto
grazie alla delegazione di responsabilità per la
qualità al singolo lavoratore della linea di
produzione. Questa regola è alla base del
concetto di “Autonomazione” (Jidoka).



4. Si deve agire per minimizzare il numero dei
kanban.


Implementazione della regola 4:
Il numero totale dei kanban corrisponde allo stock
totale come conseguenza del fatto che un kanban deve
essere applicato ad ogni componente fisico.
Lo stock superfluo non è un’attività bensì uno spreco
per il sistema JIT; pertanto deve essere ridotto mediante
attività volte a minimizzare il numero dei kanban.
Una volta che viene deciso l’appropriato numero di
kanban esso viene di norma tenuto costante. Il numero
dei kanban è proporzionale alla dimensione del lotto di
produzione ed al lead-time 



Mantenere costante il numero dei kanban significa
dunque che, nel caso di inaspettato aumento della
domanda, il manager incaricato deve decidere se ridurre
il lead-time oppure la dimensione del lotto.
Qualora questo non fosse possibile il problema
emergerebbe immediatamente poiché il sistema kanban
fa sì che, tramite fermi della linea di produzione o
ritardi, sia immediatamente individuabile il processo
dove è sorto il problema.





Alla Toyota la decisione riguardo al numero di kanban
(e dunque dello stock WIP) è delegata al supervisore di
ciascun processo. Il supervisore viene premiato qualora
sia capace di ridurre il numero dei kanban.
Questa riduzione è possibile tramite la riduzione del
lotto e/o del lead-time.
La responsabilità è delegata al supervisore per la sua
posizione privilegiata nel potere notare più rapidamente
i problemi ed eventualmente aumentare il numero dei
Kanban.



• Il sistema kanban dovrebbe essere usato come
“sintonizzatore” per le piccole fluttuazioni
della domanda.


Cycle Time (o Takt Time)
Il Cycle time (tempo di ciclo) è l’intervallo di tempo in cui la
linea di produzione deve produrre un singolo prodotto o parte.

O R E D I SE R V IZ IO G IO R N A L IE R E
C Y C L E T IM E =
P R O D U Z IO N E G IO R N A L IE R A R IC H IE ST A


Livellamento (Smoothing) del processo
produttivo
E’ l’adattamento della produzione alla variabilità della
domanda al fine di minimizzare la varianza quantitativa nella
linea di produzione ed eliminare i tempi morti.
Il livellamento della produzione nel TPS è ottenuto in due fasi:

 Livellamento della quantità di produzione totale;

 Livellamento della quantità di produzione del singolo
modello.


Livellamento della quantità di produzione totale

Mira a ridurre la varianza tra due periodi di tempo successivi,
attraverso la previsione dei picchi e delle depressioni della
domanda, per evitare sprechi nell’intero sistema di produzione.
A tal fine mensilmente viene redatto (utilizzando l’MRP) un
piano aggregato di produzione (Master Production Plan)
fornisce i dati riguardanti i quantitativi mensili di produzione a
seconda della domanda prevista.
Il Master Production Plan deve sincronizzare tutti i processi,
bilanciandoli così che ogni processo precedente termini alla
stessa velocità nel tempo di ciclo (cycle time).


(esempio)
il cycle time è calcolato:
dividendo il tempo di lavoro della giornata
(960 minuti ) per la produzione giornaliera
[1]

programmata nella linea finale di assemblaggio
(350 unità il 1°Aprile):

960 / 350 = 2,74 minuti per unità = 165 secondi per unità

[1] considerando due turni di lavoro di 8 ore: (8x60) x 2 = 960 min.


(esempio)

Esempio (semplificato) di Master Production Plan

APRILE
DATA 1 2 3 4 5 6 7 8 … 18 19 20 2 1 … 30
Quantità di produzione programmata 350 340 340 340 340 340 340 340 … 350 350 305 300 … 305
Numero di lavoratori assegnati alla linea 85 85 85 85 85
75 85 85 … 85 85 54 54 … 54
Numero di lavoratori che lavorano nella linea 83 63 63 63
73 83 63 63 … 61 62 51 52 … 52
Stop della linea (min.) 88 80 53 53 53 53 53 53 … 90 87 83 80 … 84
Cycle time (sec.unità) 165 169 169 169 169 169 169 169 … 164,5714 121 188,9 192 … 189


Livellamento della quantità di produzione del
singolo modello
Determina l’appropriata sequenza di produzione della “Linea
di assemblaggio mista” (Mixed Model assembly line).
La produzione di automobili è molto varia poiché ogni tipo di
automobile ha diversi modelli, colori e specifiche. La quantità
di prodotti finiti sarebbe immensa se ogni linea di produzione
producesse solo un modello nell’intera giornata. Bisogna
evitare che il processo precedente produca componenti
quando ciò non è richiesto dalla domanda. Per ottenere ciò
linea di produzione deve produrre il giusto mix di modelli
minimizzando i tempi morti ed evitando la sovrapproduzione.
Si deve dunque programmare la giusta sequenza di prodotti
finiti livellando la quantità prodotta di ciascun modello.


Livellamento della quantità di produzione del singolo modello

Un esempio:
Si supponga che lo stabilimento debba produrre 8.000
automobili al mese;
di cui:
 4.000 modello A
 2.000 modello B
 2.000 modello C
In 20 giornate lavorative al mese; con un solo turno di
produzione giornaliero di 8 ore (480 minuti).



La produzione giornaliera richiesta sarà dunque :

8.000 / 20 = 400

di cui:
 Modello A: 4.000 / 20 = 200
 Modello B: 2000 / 20 = 100
 Modello C: 2000 / 20 = 100




Il cycle-time medio è dato dal rapporto tra il tempo
di lavoro giornaliero (480 minuti) ed il volume di
produzione giornaliero (400 automobili):

480 minuti
CYCLE TIM E = = 1 min.12 sec.
400 automobili



Il tempo entro cui è richiesta la produzione di un
Modello A è:

T em p o di richiesta 480 m inuti
p er un m odello A = 200 M odello A = 2 m in. e 24 sec.



Confrontando il cycle-time del modello A con il
cycle-time medio si ha:



Il tempo massimo prima che un Modello A sia
richiesto dal mercato è di 2 minuti e 24 secondi,
mentre il cycle-time medio (cioè il tempo medio
necessario per produrre un’autovettura) è di un
minuto e 12 secondi. Di conseguenza prima un
modello A sia richiesto la linea di produzione
può essere utilizzata per produrre un’altra
autovettura.



Considerando il tempo di richiesta di un modello B
e di un modello C:

Tempo di richiesta 480 minuti
per un modello C = 100 Modello c = 4 min. e 48 sec.

Tempo di richiesta 480 minuti
per un modello B = 100 Modello B = 4 min. e 48 sec.



Confrontando il tempo di richiesta dei modelli A, B
e C con il cycle-time medio:



Il livellamento della produzione non si ottiene soltanto
scegliendo l’appropriata sequenza di produzione ma è
necessario estendere il controllo a tutta la linea al fine di:

 Livellare il tempo totale di produzione ed
assemblaggio di ogni processo;
 Mantenere costante il livello di consumo delle
parti lungo l’intera linea.



Per potere livellare il tempo totale di produzione ed
assemblaggio di ogni processo si deve controllare se
qualche prodotto ha un lead-time più lungo del
cycle-time programmato. Dunque uno dei requisiti per
ottenere il livellamento della produzione è che il lead-
time sia inferiore al cycle-time.
Se un prodotto ha bisogno di un lead-time più lungo del
cycle-time sarà allora necessario adottare degli
accorgimenti per ridurre il lead-time.


Livellamento della quantità di produzione del
singolo modello

n

max
∑ Q i T il
i=1 ≤ C
lead time n

∑ Qi
i=1

Dove:
Qi = quantità programmata per il prodotto Xi (i = 1…n) ;
Til = tempo di operatività per ogni unità di prodotto Xi;
C = Cycle-time.


Mantenere il tasso di consumo di ogni parte constante lungo
la linea di produzione
Q a tt d lap re
u ni à el at α

( ; R j)
Q

Rj

Ajn

N x Rj s ra d mi i zr
pe d a i m ae
n z
Q

Rj / Q

0 N Q
Nmr dodn dpo ot
u eo i r i i i r d to

Dv :
oe
Ajn = Quantità totale di αnecessaria alla prduzione della sequenza di ordini da 1 a N
Rj / Q = Quantità media di αnecessaria per ogni unità di prodotto
Rj = Quantità totale di αnecessaria per produrre tutti i prodotti Aj
N x Rj = Quantità media di αnecessaria a produrre N unità di prodotto
Q
n

Q = Quantitò totale di produzione per tutti i prodotti Aj = ∑i
Q
i=1


Significato di MUDA (spreco)


MUDA di Sovrapproduzione

• La produzione non segue la domanda;
• Utilizzo anticipato di risorse aziendali;
• Spreco di spazio;
• Dovuta alla paura dei supervisori di blocchi
della linea;
• E’ il peggiore degli sprechi (secondo Ohno, vedi
anche Monden con la sua gerarchia degli
sprechi)


MUDA per Attese

• Si manifesta ogniqualvolta un operatore resta fermo
rimanendo in attesa di un evento successivo;
• Può essere causata da eventi straordinari come:
mancate consegne, da rottura di un macchinario, da
manutenzione straordinaria;
• Può essere causata da eventi sistematici come: pause
dovute ai tempi di lavorazione, macchine che
necessitano per operare di elevati volumi dei lotti o
supervisioni straordinarie di processi critici


MUDA per Trasporto

Le attività di trasporto non creano valore aggiunto quindi sono
sprechi (anche se necessari). Occorre minimizzare i tempi di
trasporto;
• E’ dovuto a:
– un errato layout delle fabbriche
– eccessivi spazi occupati dalle linee di produzione
– imballi dei materiali di dimensioni eccessive rispetto alle reali
necessità
– organizzazione del lavoro che non prevede precise sequenze di
prelievo
– attrezzature non specificatamente dedicate all’ottimizzazione dei
trasporti interni


MUDA per Scorte

• Il tempo di giacenza delle scorte è muda perché è
un tempo in cui non viene aggiunto ai prodotti
(materiali, semilavorati o finiti) alcun valore.
• Le scorte fanno inoltre aumentare i costi.


MUDA dei movimenti

• Nello svolgimento delle mansioni il movimento “utile” è
quello che crea valore mentre quello che non crea valore
è “inutile” quindi muda;
• I movimenti improduttivi sono dovuti ad un errato
layout ed ad una progettazione non ergonomica delle
mansioni
• I movimenti inutili sono spesso causa di infortuni dei
lavoratori;
• Viene misurato dall’indice di “contenuto di lavoro”
(tempo effetivamente impiegato per aggiungere valore /
tempo totale impiegato per la mansione)


MUDA per Prodotti Difettosi (o muda
degli scarti / rilavorazioni)

• Il mancato raggiungimento degli standard
richiesti comporta costi sia finanziari che di
immagine;
• I difetti rallentano la produzione ed allungano il
lead-time;


Esempio di Muda in ufficio

Continua 

Esempio di Muda in ufficio


Classificazione dei Muda della Canon ltd


Classificazione dei Muda secondo
Womack & Jones
Muda di Tipo 1- Attività che non creano valore
ma, stanti le attuali tecnologie ed impianti
produttivi, sono inevitabili;
-------------------------------------------------------
Muda di Tipo 2- Attività che non creano valore e
possono essere eliminate subito


Shigeo Shingo e la riduzione del tempo di set-up
• Le tecniche di riduzione del tempo
di set-up alla Toyota furono
sviluppate a partire dagli anni ’50
da Shigeo Shingo;
• Shigeo Shingo era un consulente
assunto nel 1955 dalla Toyota per
studiare sistematicamente il set-up
dello stampaggio al fine di ridurre i
tempi di passaggio ed insegnare
queste tecninche ai fornitori;
• Il suo obiettivo era di ridurre il
tempo di cambio degli stampi a
meno di 10 minuti.


Shigeo Shingo e la riduzione del tempo di set-up
• Shigeo Shingo determinò che l’operazione di set-up
più problematica era il cambio delle matrici di
stampaggio usate per le parti del corpo vettura;
• Normalmente le matrici di stampaggio venivano
cambiate manualmente, con chiavi inglesi e piedi di
porco; talvolta si impiegavano diversi giorni per
installare grosse matrici di stampaggio con una
qualità accettabile.


SMED (Single Minute Exchange of Dies)
• Shingo implementò un metodo chiamato “Cambio della matrice
di stampaggio in un minuto” (SMED);
• La qualità degli stampaggi venne standardizzata;
• Il tempo residuo venne usato per trovare gli attrezzi e muovere le
matrici;
• L’accorgimento di spostare le nuove matrici in loco, con l’aiuto di
vani attrezzi dedicati mentre la linea di produzione era ancora
operante, ridusse i tempi di sostituzione delle matrici a circa 40
secondi;
• Quando iniziava il ciclo di produzione le matrici venivano
cambiate in un flusso continuo lungo tutto lo stabilimento.


Il metodo SMED utilizzando strumenti molto semplici
ha cambiato il modo di gestire non soltanto il cambio
delle matrici ma anche di tutte le altre attività di set-up.
Il principio chiave di questo approccio è di dividere il
set-up in due parti:
• Set-up interno: effettuato dall’operaio quando il
macchinario è fermo;
• Set-up esterno: effettuato in anticipo o mentre il
macchinario sta ancora funzionando.


Il metodo viene implementato in 3 fasi:

1. Separando il set-up interno da quello esterno;
2. Convertendo il set-up interno in set-up esterno;
3. Razionalizzando tutti gli aspetti
dell’operazione di set-up.


Cellule di lavoro e layout cellulare

Una cellula di lavoro è una unità di lavoro
più grande di una singola macchina o
stazione di lavoro ma più piccola del solito
dipartimento.
Solitamente è formata da 3-12 lavoratori e
5-15 stazioni di lavoro disposti in un layout
compatto


Cellula di lavoro (workcell)



• Idealmente una cellula di lavoro dovrebbe
produrre una ristretta gamma di prodotti (o
semilavorati) molto simili;
• Essa è autosufficiente avendo a disposizione tutte
le risorse e le attrezzature necessarie ai compiti
ad essa preposti;
• Il layout a cellule di lavoro organizza i
dipartimenti attorno ad un prodotto o una
ristretta gamma di prodotti simili.


Funzionamento della cellula di lavoro
(workcell)
• Iniziato il processo i materiali si muovono
direttamente da un processo all’altro all’interno
della cellula;
• La comunicazione è molto facile essendo ogni
operatore vicino ai suoi colleghi di altri processi,
ciò crea benefici di coordinazione, qualità e
velocità;
• Si rende indispensabile la propensione al lavoro
di squadra di tutti i lavoratori



La produzione cellulare è il cuore della
produzione snella. L’adozione della produzione a
cellule di lavoro apporta diversi benefici:

• Ausilio per le politiche di qualità;
• Semplificazione del flusso di materiali;
• Semplificazione della gestione del ciclo produttivo;
• Semplificazione della contabilizzazione analitica dei
costi.



Il funzionamento della produzione cellulare è
solo all’apparenza semplice ma in realtà
sottintende un sofisticato sistema “socio-tecnico”
(Trist definisce così il sistema di tecnologia e relazioni
sociali della “kaisha” giapponese). Per funzionare esso
necessita di particolare “armonia” tra gli uomini e le
macchine e tra i vari processi in un insieme in cui ogni
elemento si auto-regola e auto-migliora.


Benefici del Layout cellulare

• Benefici nella movimentazione dei
materiali;
• Benefici di riduzione degli stock;
• Benefici per le risorse umane;
• Benefici per i clienti.


Benefici per la movimentazione dei
materiali


Benefici di qualità


Benefici di riduzione di stock e di
programmazione


Benefici per le risorse umane


Evoluzione del sistema di produzione Toyota
(TPS)
• L’apprezzamento dello Yen ha reso (negli anni 90) la
competizione internazionale più dura. Il vantaggio di
produttività del Giappone è stato eroso dall’apprezzamento
dello Yen sul dollaro;

• La rapida crescita d’età della popolazione giapponese ha
avuto rilevanti conseguenze sui risparmi, gli investimenti, la
produzione e la crescita economica [1] . La popolazione da 18
a 28 anni (l’età di assunzione in fabbrica) ha avuto un
drastico declino dal 1990 al 2000, a ciò si è aggiunto dallo
scarso interesse dei giovani giapponesi per il lavoro in
fabbrica.
[1] OECD Economic Surveys: “Japan”, OECD Publications, 1997.


(TPS).
A partire dagli anni ‘90 con il collasso della “bubble economy”
giapponese:
• Le imprese industriali hanno dovuto imparare ad essere più
prudenti nella valutazione degli investimenti di capitale,
poiché non e stato più possibile finanziare gli investimenti
semplicemente sottoscrivendo obbligazioni convertibili
come era invece uso quando le quotazioni del mercato
azionario erano elevate;



(TPS)
La carenza di lavoratori nelle fabbriche è
dovuta allo stereotipo del lavoro in fabbrica
come lavoro “3D”:

1.“Dirty” (sporco);
2. “Damaging” (logorante);
3. “Dangerous” (pericoloso).


(TPS)
Per far fronte allo stereotipo delle 3D la Toyota ha sviluppato un
programma di miglioramento della qualità del lavoro che si basa sui
seguenti punti:

• Processo di assemblaggio autonomo e completo;
• Automazione meccanica di assemblaggio in linea;
• Verifica Toyota della linea di assemblaggio (Toyota Verification of
Assembly Line o TVAL);
• Equipaggiamento a basso costo per una migliore ergonomia;
• Migliore sistema motivazionale per le risorse umane .


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