Case history – Produzione

1- Analisi carico macchina

Un’azienda metalmeccanica ha problemi a rispettare i tempi di consegna dei pezzi. Il plant è diviso in reparti omogenei per lavorazione, i lotti di pezzi, seguono un ciclo complesso (decine di operazioni) che li porta più volte nello stesso reparto. Dov’è il problema?

C’è la convinzione che il reparto di rivestimento sia il collo di bottiglia dell’azienda e la produzione chiede l’acquisto di una nuova macchina per aumentare i volumi. Investimento che sfiora il milione di Euro.

Al corso di Ricerca Operativa mi hanno insegnato che il problema di flusso massimo è il duale del problema di taglio minimo: la maggiore portata di acqua in una rete idrica sarà in corrispondenza del tubo più stretto. Quindi mi chiedo se quel reparto sia effettivamente il bottleneck del plant. Dall’analisi dati delle ore di utilizzo (carico macchine a consuntivo) emerge che la percentuale sul turno di lavoro è circa 60%. Come dire che delle 7 cabine di rivestimento presenti, almeno 2 non sono mai utilizzate. Dall’osservazione sul campo e dal confronto con il caporeparto riscontro che:

• Ogni cabina ha un operatore dedicato: quando è in ferie o in mutua la cabina è spenta;
• I pezzi richiedono una pulizia pre-rivestimento da fare subito prima, capita che l’addetto alla cabina (qualificato) debba pulire i pezzi quando manca il personale (meno qualificato) per la pulizia, intanto la cabina è ferma;
• Tutti i pezzi di un cliente, diventato negli anni importante, sono qualificati su una sola cabina, quando arrivano più lotti insieme, alcuni devono aspettare;
• La programmazione della produzione è fatta a mano su un excel, a grandi linee, capita che lotti, per cui la cabina è prenotata, non possano essere rivestiti per difetti riscontrati al collaudo che richiedono la ripetizione di fasi precedenti, se nel frattempo non c’è altro disponibile, la cabina rimane ferma.

Prima di fare un investimento, vale la pena di chiedersi se si è efficienti o no.

In questo caso sono intervenuto sulla distribuzione di carichi (qualificando pezzi su altre cabine) e personale (addestrando operatori per sostituzioni). Inoltre ho spinto per l’assunzione di personale alla preparazione: è illogico che l’operazione banale faccia da tappo a quella qualificante per l’azienda e con investimenti importanti.

2- Analisi posti allevamento

Un’azienda di allevamento bovino, opera con un dozzina di stalle per 4.500 posti , con una permanenza media dei capi di nove mesi. Il numero di posti equivale alla capacità produttiva delle macchine di un’azienda metalmeccanica. Per un periodo di tempo definito, ho calcolato i giorni complessivi di ingrassamento dei capi e li ho rapportati alla potenzialità di ogni stalla, ottenendo così un KPI da tenere sotto controllo costantemente come tasso di occupazione. Per alcune stalle è stato sotto al 70% medio annuo.

Nel caso specifico, a differenza di un impianto industriale ci sono ragioni per cui difficilmente si può arrivare oltre al 95% perché i capi sono collocati in box omogenei per età, quindi se uno va in infermeria o viene meno non può essere rimpiazzato. Inoltre gli arrivi e le uscite non sono mai simultanee, ma devono tenere conto delle disponibilità in acquisto e degli ingrassamenti effettivi per la vendita

Ciò chiarito, se alcune hanno il KPI sopra 85%, significa che altre hanno un problema di sottoutilizzo che si ripercuote in un aumento del costo medio giornaliero di accrescimento (ripartizione dei costi fissi su meno beneficiari). Anche in questo caso, la costruzione di nuove strutture può servire in una logica di miglioramento, rinnovo o potenziamento di lungo periodo. Se il problema è un altro, nello specifico si sta rilevando a livello europeo una forte difficoltà di approvvigionamento di capi da accrescere, è meglio cercare l’efficienza, migliorando il KPI e riducendo i costi, piuttosto che investire in un ampliamento che rischia di rivelarsi costoso quanto improduttivo.

3- Programmazione efficiente

Un’azienda alimentare ha un reparto di produzione hamburger con una decina di operatori, che lavorano su un turno allungato di 12 ore per aumentare la produttività della linea. Confeziona cinque/sei referenze di hamburger sulla linea principale ed altri prodotti su quella secondaria.

Dal monitoraggio delle lavorazioni eseguite e relativi output di prodotto in kg (ho creato un report dedicato), emerge una produzione a singhiozzo con molti cambi di prodotto al giorno. Per ogni cambio la linea deve essere smontata e lavata, con un’interruzione da trenta minuti ad un’ora.

Con osservazione in loco e riunioni periodiche, mi sono interfacciato con capireparto ed addetti ed individuato le due cause principali: approvvigionamenti difficoltosi di materia prima dal reparto a monte ed ordini clienti volatili ed inseriti dai commerciali con consegna il giorno successivo (a per b). La scelta è stata ottimizzare la produzione, impostando prevalentemente un monoprodotto al giorno, lavorando non sugli ordini, ma su una scorta di prodotto finito di un paio di giorni. Per questo è stato creato un magazzino posizionato con gestione analitica.

Di conseguenza ho elaborato un modello di calcolo fabbisogni (con excel) a cura del caporeparto per impostare la programmazione a due giorni ed anticipare la richiesta di carne in ingresso. Per questo è stata organizzata una breve riunione di coordinamento ogni mattina.

Il risultato è stato notevole: a parità di linea e personale l’output è salito da 8 a 12 tonnellate/settimana e l’ambiente di lavoro è diventato più sereno. Un esempio di come sia l’organizzazione a fare la differenza.

4- Analisi flussi di lavorazione

Un’azienda del settore elettronico è consapevole di avere dei problemi nel flusso di produzione. Ha diversi reparti omogenei per macchina ed i flussi ritornano più volte in alcuni reparti, in funzione del tipo di prodotto. L’officina lavora 24/7 con soli due giorni di fermo all’anno, quindi la manutenzione è il primo incriminato per perdite di produttività. Si vorrebbe aumentare l’output riducendo i lead time, (nell’ordine di grandezza di alcune settimane). In particolare un reparto, costituito da tre macchine, presenta croniche code in ingresso ed è considerato il bottleneck della produzione. L’azienda si è dotata di un MES che registra per ogni lavorazione i tempi, di ingresso ed uscita, e le causali (ad esempio se in uscita da una fase è richiesta rilavorazione). Un altro set di dati registra gli interventi di manutenzione.

Su base annua, sono state registrate oltre 200.000 lavorazioni, da cui, con attenta analisi ho potuto ricavare: i tempi di lavorazione ed attesa di ogni lotto ed il carico macchine, a consuntivo, di ogni reparto.

I dati riscontrano che il reparto in questione ha effettivamente dei tempi di attesa nettamente superiori a tutti gli altri ma, contrariamente a quello che ci si potrebbe aspettare, il tempo di utilizzo delle macchine  è al 70%.

La produzione spinge per acquistare una nuova macchina, come sempre. Non è che sia sbagliato investire, aumentare la capacità produttiva in un’ottica di crescita, o rinnovare il parco macchine presente con modelli più efficienti, tuttavia è meglio prima fare una riflessione sulla necessità effettiva. In questo caso ogni macchina lavora mediamente 1,5 ore ed attende più di 30’ che un operatore cambi i pezzi e la faccia ripartire. I tempi di attrezzaggio sono minimi. Il problema è la mancanza di operatori più che di macchine, nel caso specifico gli operatori sovraintendono a più reparti: quando vedono un fine lavorazione, sostituiscono il prodotto e la fanno ripartire. La soluzione immediata è stata assegnare loro priorità di intervento sulle tre macchine critiche, rispetto alle altre. Tanto è bastato a fluidificare il processo.

5- Funzionalità macchine

In un’azienda alimentare, il reparto di confezionamento prodotti pronti alla vendita da banco (fettine, hamburger, salsicce, spiedini, …) ha cinque linee di confezionamento, impostate per quattro tipologie di vaschette, con dimensioni diverse. Una trentina di operatori preparano gli alimenti e li portano alle confezionatrici con carrelli spinti a mano o ponendoli su nastri trasportatori.

Le produzioni sono contate sugli ordini dei clienti ed avanzano a gruppi.

Non ci sono tempi di lavorazione rilevati, per cui le mie considerazioni si basano sull’osservazione diretta di ore di funzionamento del reparto. C’è un forte squilibrio tra le prime due confezionatrici e le altre tre, in particolare noto che la terza è guasta da mesi. Il che è grave perché elimina l’unico possibile backup delle prime due e costringe gli operatori ad attraversare il reparto con i prodotti in mano in modo assolutamente non efficiente. Il problema era stato trascurato, perché considerato non urgente. Ho spinto per la sostituzione della macchina, essendo difficile ripararla in quanto un modello vecchio prodotto da un’azienda che è stata assorbita da un altro produttore. Il problema di situazioni come questa, non è solo il rischio che un altro guasto possa inchiodare il reparto, ma l’impatto che un mancato intervento ha sull’allungare tempi morti e demotivare il personale.

6- Layout di stabilimento

Al momento di progettare il layout generale dell’azienda (disposizione dei reparti nel capannone) è opportuno minimizzare gli spostamenti di materiale, sempre onerosi, anche solo in termini di ore uomo.

È quindi necessario mappare i flussi tra reparti (spaghetti chart), dimensionandone i volumi, dislocando le aree di conseguenza. Se, come spesso accade, l’azienda non lavora il linea, ma ha flussi che attraversano più volte alcune zone di lavorazione, bisogna tenerne conto.

Il caso tipico è il collaudo, a cui i lotti in genere afferiscono, per la difficoltà di portare ai reparti la strumentazione necessaria. La sua collocazione naturale è tra il baricentro del capannone e la zona imballaggio e spedizione, poiché sicuramente vi è anche un’importante operazione di collaudo finale.

7- Layout di reparto omogeneo

Con quali concetti disegno i layout interni di ogni reparto? In cui ogni reparto è omogeneo per macchine e lavorazioni, non per linea di prodotto. Le aziende devono sempre darsi una prospettiva di crescita: se sto progettando una nuova sede, più grande, magari pensata per un futuro ipotetico raddoppio, mi troverò ad avere il doppio dello spazio che avevo prima dove collocare lo stesso numero di macchine.

Sarebbe un errore allargarsi a macchia d’olio solo perché lo spazio è disponibile. Gli spazi riservati alla manutenzione devono essere ridotti al minimo indispensabile, privilegiando la zona di chi lavora tutto il giorno, non un paio di volte all’anno.

Ferma restando la necessità di movimento ed ergonomia di ogni singola postazione, lo spazio deve consentire l’installazione di nuove macchine, senza dover, ogni volta, ridislocare le preesistenti. Operazione che può comportare onerosi interventi di impiantistica ad asservimento (elettrica, aria compressa, raffreddamento, gas tecnici, …) ed eventualmente la necessità di ricalibrare o riqualificare la macchina.

Traducendo in concreto, se devo collocare cinque macchine in uno spazio pensato per dieci, devo considerare un’occupazione potenziale di dieci, lasciando degli slot vuoti, eventualmente utilizzabili come appoggio per pedane e materiali di consumo (magazzini polmone). Allargarsi troppo subito, significa non saper dove collocare la sesta macchina, quando un aumento dei volumi la rende necessaria.

8- Layout di reparto non omogeneo

Un caso di layout approssimativo è quello di un’azienda di trasformazione alimentare. Negli anni il lavoro è cresciuto e così il personale, ma la disposizione mancava di razionalità aumentando caos ed inefficienza. Erano state messe linee di produzione, senza tener conto dei passaggi, con il risultato che gli operatori si muovevano autonomamente intralciandosi gli uni con gli altri. Inoltre nastri trasportatori inutilizzati, se non come appoggio, costituivano ingombro, forzando tutti ad allungare i percorsi, utilizzando come passaggio le zone di lavorazione.

Ho dedicato un po’ di tempo all’osservazione degli spostamenti ed ho impostato la soluzione con i seguenti criteri:

• Eliminazione degli ingombri inutili (nastro trasportatore)
• Apertura di corridoi e delimitazione delle zone di lavorazione
• Riposizionamento delle macchine

Nelle zone di lavorazione, ridisegnate in funzione delle numerosità del personale, si possono muovere solo gli operatori della zona stessa. In tal modo i flussi sono diventati più coerenti, le zone di lavoro più tranquille, il personale più sereno e concentrato, la produttività è aumentata.

9- Industrializzazione reparto

Un’azienda di macellazione ha un reparto di confezionamento frattaglie (fegati, animelle, code, lingue, …) in cui il prodotto è messo sottovuoto ed in cartone per la spedizione al cliente. L’operatore procede evadendo gli ordini ed assemblando i cartoni sulla base della richiesta (es. 2 lingue, 1 fegato, 4 animelle, …). I tempi di esecuzione sono molto lunghi, quindi la direzione decide di aumentare l’efficienza standardizzando il prodotto finale, inteso come confezionato con quantità minime (es. cartoncino con 10 animelle, cartone con 20 animelle, …).

Questo ha comportato dover definire le quantità in base alle dimensioni delle scatole in uso, riscrivere l’anagrafica relativa codificando tutti i nuovi articoli e, di conseguenza, modificare i listini di vendita. Parallelamente convincere i commerciali (non senza resistenze) ad adottare i nuovi articoli, vincolando i clienti sulle quantità minime.

Notevoli i risultati ottenuti: si è passati da una gestione artigianale ad una industriale del reparto; si è ridotto il tempo di confezionamento delle macchine sottovuoto, con conseguente risparmio energetico; si sono tagliati di tempi di inscatolamento, anticipando la disponibilità della merce al reparto spedizioni; si è poi creato un magazzino analitico e posizionato dei prodotti finiti.

10- Industria 4.0, monitoraggio spostamenti

Un’azienda metalmeccanica, volendo migliorarsi e beneficiare dei contributi pubblici, si trova a dover assolvere al requisito di integrazione di fabbrica, previsto dalla normativa. Nel caso specifico, non è dotata di MES (Manufacturing Execution System), non ha linee di produzione, ma reparti indipendenti; non ha nemmeno obbligo di tracciabilità del prodotto con etichettatura, come le aziende alimentari.

La soluzione è stata progettare ed installare, con un fornitore terzo, un sistema di localizzazione in tempo reale per tracciare le pedane, su cui sono allocati i pezzi. Ogni pedana è dotata di un tag che, tramite una rete di 38 antenne a soffitto, consente di determinare la posizione in tempo reale della pedana ed i relativi spostamenti. Si ottiene un flusso di dati tramite cui fare analisi dei tempi di attraversamento e delle soste.

Il lavoro è stato fatto a quattro mani: io ho definito i reparti e le relative aree, incluse quelle di stazionamento, nonché le modalità operative di come vengono posizionati e spostati i pezzi sulle pedane, durante tutto il flusso di lavorazione. Inoltre abbiamo costruito un’interfaccia utente user friendly ed ho istruito gli operatori all’utilizzo. Il progetto, beneficiando dei contributi, si è ripagato velocemente ed ha creato un set di dati per analisi su soste, code e tempi di attraversamento. È un case study di Quuppa la società finlandese che fornisce l’hardware.

https://www.quuppa.com/case-studies/case-study-atla/

11- Schedulazione della produzione

Un’azienda metalmeccanica con lavorazioni su reparti omogenei ha un grosso problema di programmazione della produzione che si riflette in ritardi nei tempi di consegna al cliente e, in cascata, nella fatturazione. La direzione decide di acquistare un pacchetto software di schedulazione, integrabile con l’ERP. Ho l’incarico di implementarlo e, nel farlo, riscontro molti problemi.

All’arrivo di un lotto di pezzi, l’ufficio tecnico apre una commessa di lavorazione cui è associato un ciclo di molte fasi (da 30 a 60). Per ognuna è previsto un tempo di lavorazione (complessivo o unitario, uomo o macchina) e di attrezzaggio. Il sw è in grado di calcolare l’ammontare complessivo di lavoro per ogni postazione e di decidere l’ordine di lavorazione in base ad un set di priorità date.

Come sempre il primo problema è la pulizia del dato. Tutte le commesse non chiuse a sistema e tutte le fasi di lavorazione con tempi residui sporcano la programmazione perché sono considerate in ritardo e le prime da eseguire. Quindi è stato necessario pulire le commesse aperte ed impostare procedure per la chiusura a saldo delle fasi, man mano che avanzano in officina. In seconda battuta, l’enorme quantità di dati è di difficile comprensione, quindi ho ritenuto di riscrivere tutti i cicli di lavorazione, usando delle fasi standardizzate (nell’anagrafica dell’ERP), verificando tutti i codici macchina e le denominazioni. Nel farlo ho accorpato il più possibile le lavorazioni consecutive effettuate nello stesso reparto, in modo da ridurre il set di dati da programmare.

È il tipico esempio di come non ci si possa illudere che il sw, da solo, risolva i problemi, ma di quanto sia indispensabile costruirgli un ambiente di dati puliti che lo alimenti. Avendo particolare cura che si mantenga nel tempo, cosa che implica non poca formazione e convincimento del personale operativo, in genere ostico, se non ostile a qualsiasi cambiamento.

12- Un problema di qualità

Una tipografia realizza etichette alimentari di varie fogge e dimensioni con ampia diversificazione di qualità, da quelle bianche semplici per le pesoprezzatrici, a quelle colorate con logo metallizzato per vasetti pregiati. Ha due reparti, nel primo stampa con tre macchine, nel secondo effettua un controllo difettosità al 100% passando tutte le bobine sotto un lettore ottico. Ogni qualvolta si rileva un difetto l’operatore lo evidenzia, quindi procede al taglio e scarto prima della spedizione.

Noto subito che gli scarti sono elevati: non c’è bobina che ne sia esente. Inoltre ci sono più addetti al controllo che allo stampaggio. I costi della non qualità sono notevoli non solo in termini di materiali (costi visibili), ma anche in termini di personale dedicato al controllo e di percentuale tempo di produzione sprecato, per non parlare dell’impatto sul cliente (costi non visibili).

Il problema deriva dal fatto che basta che un granello di polvere si posi nel processo di stampa per buttare via metri di prodotto. L’azienda, nella sua fase di crescita, ha trascurato aspetti secondari, quale la pulizia e l’ordine dei locali. Nel primo reparto le stampanti sono poste al centro, addossati alle pareti intorno si trovano scaffali con magazzino attrezzature (stampi) e materie prime (inchiostri), decisamente non compatibili con i desiderata. Ho visto aziende che lavorano in camera bianca in campo medicale o elettronico; quelle alimentari devono lavare e schiumare quotidianamente le superfici. Anche nelle aziende metalmeccaniche uno scarso livello di pulizia può influire sulla bontà del processo.

In questo caso, senza arrivare alla camera bianca, investendo qualcosa sull’isolamento della stampante, sui ricambi d’aria, sul comportamento del personale e sulla ricollocazione del magazzino, si sono ottenuti risultati significativi.