Pianificazione della produzione Flashcards

1
Q

fasi della pianificazione della produzione

A
  • pianificazione di lungo periodo
  • programmazione aggregata (sales and operation planning)
  • piano principale di produzione (master production scheduling MPS)
  • pianificazione dei fabbisogno (material requirement scheduling MRP)
  • programmazione operativa (scheduling)
  • controllo avanazamento

rispondono alle domande cosa, quanto, quando, dove produrre, secondo un approccio gerarchico

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2
Q

approccio gerarchico

A
  • orizzonte temporale considerato: le fasi di pianificazione sono ordinate per periodo di tempo di interesse decrescente
  • grado di dettaglio: scendendo di livello diminuisce l’aggregazione di tempi, risorse, attività e aumenta quindi il grado di dettaglio
  • impatto economico: maggiore ai livelli superiori, perché basato puramente su fatturato
  • numero di vincoli: aumenta scendendo di livello, perché ai piani alti l’unico vincolo è finanziario, nella programmazione operativa ci sono molti vincoli tecnici, economici, fisici
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3
Q

pianificazione di lungo periodo: obiettivo

A

definizione di un piano produttivo di lungo termine, che preveda mobilitazione/smobilitazione di risorse produttive in accordo con la strategia aziendale

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4
Q

pianificazione di lungo periodo: aggregazione

A
  • tempi: 2-5 anni
  • risorse: intero stabilimento
  • prodotti: macrofamiglie di prodotti
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5
Q

pianificazione di lungo periodo: input

A

elementi della strategia aziendale come

  • obiettivo fatturato
  • mercati da servire
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6
Q

pianificazione di lungo periodo: vincoli

A
  • dimensione mercati da servire

- disponibilità finanziarie

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7
Q

pianificazione di lungo periodo: leve

A
  • make/buy strategico: produzione interna o affidata a terzi
  • dimensionamento capacità produttiva
  • tecnologie di prodotto/processo
  • livello di automazione
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8
Q

pianificazione di lungo periodo: output

A
  • budget di produzione per famiglia di prodotto o stabilimento
  • piano investimenti in produzione
  • piano assunzione o riduzione del personale
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9
Q

programmazione aggregata: obiettivo

A

fare incontrare domanda e capacità produttiva, conciliando esigenze:
- commerciali: vendite massime, creare nuovi clienti, garantire alto livello di servizio
- produttive: ritmo produttivo costante, costi minimi, ottimizzazione delle risorse
- finanziarie: scorte ridotte per avere poco capitale immobilizzato
- del personale: utilizzo livellato nel tempo
è facile intuire che le varie esigenze sono inevitabilmente in conflitto

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10
Q

programmazione aggregata: aggregazione

A
  • tempo: 6-18 mesi, un mese alla volta
  • risorse: reparti, linee
  • prodotto: famiglie di prodotti
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11
Q

programmazione aggregata: input

A
  • previsioni di domanda

- capacità produttiva disponibile (decisa nella fase precedente)

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12
Q

programmazione aggregata: vincoli

A
  • capacità produttiva in orario regolare
  • capacità produttiva in orario straordinario
  • giacenze a magazzino
  • subforniture: capacità, dimensione minime lotti
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13
Q

programmazione aggregata: leve

A
  • adeguamento capacità produttiva
  • ricorso, anche temporaneo, a terzisti
  • modifica numero di turni
  • lavoro straordinario per richieste stagionali
  • mobilità interna della manodopera
  • pianificazione delle scorte
  • pianificazione grandi interventi di manutenzione preventiva
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14
Q

programmazione aggregata: output

A
  • sales and operation plan

- calendario lavorativo

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15
Q

elaborazione del sales and operation plan

A

allocazione dei quantitativi da produrre ai periodi temporali, in modo da

  • soddisfare la domanda: vincolo sempre presente
  • rispettare vincoli di disponibilità delle risorse produttive
  • minimizzare somma dei costi rilevanti, da valutare caso per caso, ad esempio
    • costi di mantenimento a scorta, sempre presenti
    • costi setup e avvio produzione
    • costi produzione in orario normale, straordinario, subfornitura
    • costi di ritardo o stockout, più spesso espressi come vincoli di servizio, dato che sono difficilmente valutabili come costi
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16
Q

S and OP: approcci possibili

A
  • piano chase
  • piano level

il piano che minimizza i costi rilevanti è un compromesso tra i due piani

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17
Q

piano level

A
  • sfrutta risorse produttive in modo costante
  • > costi di produzione (setup, straordinari) contenuti
  • usa scorte per assorbire differenze tra domanda e produzione
  • > costi di mantenimento a scorta elevati
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18
Q

piano chase

A
  • sfrutta flessibilità produttiva per inseguire da vicino la domanda
  • > scorte e costi conseguenti contenuti
  • > maggiori costi di produzione
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19
Q

S e OP: caso multiprodotto

A

nel caso multiprodotto non è possibile una pianificazione indipendente, perché durante la produzione di un prodotto bisogna aver accumulato scorte sufficienti per soddisfare la domanda degli altri prodotti

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20
Q

modello di Magee e Boodman: ipotesi e output

A

ipotesi:

  • considera 1 macchina (impianto produttivo modellizzato come black box) e K prodotti (famiglie) realizzabili sulla macchina
  • piano di domanda regolare
  • ritmo produttivo costante
  • produzione per campagne: in una campagna viene prodotto in sequenza un lotto di ogni prodotto, con tempi di setup trascurabili

output:

  • numero annuo di campagne ottimale, cioè che minimizza la somma dei costi di setup e di mantenimento a scorta
  • sulla base del numero di campagne si determina il piano di produzione, definendo la sequenza dei lotti all’interno delle campagne
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21
Q

modello di Magee e Boodman: andamento qualitativo dei costi

A

costo di setup: andamento lineare con il numero di campagne, numero di campagne elevato corrisponde a alto numero di setup
costo di mantenimento a scorta iperbolico: aumentando il numero di campagne a parità di domanda, diminuisce la dimensione del lotto, e quindi la scorta media data dalla sua metà

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22
Q

modello di Magee e Boodman: numero ottimo di campagne

A

costo di mantenimento a scorta = sum(k=1,K) pkCmDk(1-Dk/Hrk)/2n

costo di setup = n*sum(k=1,K) ak

numero ottimo di campagne no = rad(sum(k=1,K)pkCmDk(1-Dk/Hrk)/2*sum(k=1,K)ak)

lotto ottimale di produzione, per ciascun prodotto:
Qok = Dk/no

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23
Q

modello di Magee e Boodman: deviazioni dal modello

A

le ipotesi alla base del modello sono molto limitanti, ma in base alle ipotesi non soddisfatte si possono trovare soluzioni alternative

  1. campagne degeneri: non sempre è conveniente produrre in ogni campagna prodotti con domanda limitata e costi di setup elevati
  2. domanda non stazionaria
  3. incertezza nelle previsioni della domanda
  4. costo di setup dipendente dalla sequenza
  5. vincoli di capacità produttiva
  6. tempi di setup rilevanti
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24
Q

modello di Magee e Boodman: campagne degeneri

A

si procede per tentativi:

  • si calcola Qk lotto economico per prodotti problematici considerati singolarmente
  • se Qk > > Qok si considera possibilità di produrre a campagne alterne o occasionali
  • si sceglie opzione a minor costo
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25
Q

modello di Magee e Boodman: domanda non stazionaria

A

si utilizza il modello come se la domanda fosse stazionaria, segmentando il periodo di pianificazione tra periodi con domanda regolare e irregolare, e producendo il massimo della domanda prevista nei periodi con domanda irregolare. Questo porta a un numero di campagne maggiore, ma ad un aumento di costo comunque contenuto

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26
Q

modello di Magee e Boodman: incertezze previsione della domanda

A

si utilizzano scorte di sicurezza opportune

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27
Q

modello di Magee e Boodman: costo di setup dipendente dalla sequenza

A

si ottimizza la sequenza a priori, e si utilizza il costo di setup ricavato con questa sequenza

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28
Q

modello di Magee e Boodman: vincoli di capacità produttiva e tempi di setup rilevanti

A

si sottrae il tempo di setup dal tempo disponibile, riducendo se necessario il numero di campagne: la presenza di questi vincoli genera una zona di ammissibilità per la soluzione, data da una retta n = - a * D (numero di campagne diminuisce proporzionalmente alla domanda); dato che qualitativamente il numero ottimo di campagne ha andamento come la radice della domanda, sopra un certo valore di domanda è necessario ridurre il numero di campagne rispetto all’ottimo, seguendo la retta

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29
Q

MPS: obiettivo

A

il piano principale di produzione (master production scheduling) definisce quali prodotti, con le relative quantità, devono essere fabbricati in ogni periodo.

  • definisce politica produttiva per i singoli articoli
  • consente stima nel tempo delle scorte dei singoli articoli (PAB projected available balance)
  • facilita negoziazione degli ordini (ATP available to promise)
  • consente verifica di massima della capacità produttiva (RCCP rough cut capacity planning), che già dovrebbe essere adeguata per progetto ai livelli superiori, ma deve comunque essere verificata
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30
Q

MPS: aggregazione

A
  • tempo: 3-12 mesi, discretizzato in settimane o mesi
  • prodotti: spesso non presente (prodotti finiti)
  • risorse: centri di lavoro con risorse simili
31
Q

MPS: input

A
  • previsioni di domanda
  • portafoglio ordini
  • capacità produttiva disponibile
32
Q

MPS: vincoli

A

sono decisioni prese ai livelli superiori e non più modificabili

  • capacità produttiva in orario regolare e straordinario
  • giacenze a magazzino
  • subforniture
33
Q

MPS: leve

A
  • piccoli adeguamenti di capacità produttiva
  • ricorso a terzisti
  • lavoro straordinario
  • mobilità interna manodopera
  • pianificazione delle scorte
34
Q

MPS: output

A
  • MPS

- aggiornamento calendario lavorativo

35
Q

MPS: PAB e ATP

A

spesso i clienti avanzano richieste informali prima di ufficializzare l’ordine: grazie alla conoscenza dell’ATP, l’ufficio commerciale può conoscere fino a quale quantità l’ordine può essere coperto in un certo periodo

36
Q

MPS: formule PAB

A
  • PAB(1) = OH + MPS(1) - ORD(1) -FOR(1)
  • PAB(n) = PAB(n-1) + MPS(n) - ORD(n) - FOR(n)
dove 
PAB(n) giacenza prevista al periodo n
OH giacenza iniziale
MPS(n) MPS al periodo n
ORD(n) ordini al periodo n
FOR(n) residuo previsionale al periodo n

nota:
- non si pianifica utilizzo di scorte di sicurezza
- per la domanda da soddisfare usare il massimo tra previsioni e ordini confermati

37
Q

MPS: formule ATP

A
ATP(1) = OH + MPS - sumORD(k) , k = 1,j-1 , j è successivo periodo con MPS ! = 0
ATP(n) = 0 se MPS(n) = 0
ATP(n) = MPS(n) - sumORD(k) se MPS > 0, k=1,j-1, j successivo periodo con MPS ! = 0

note:

  • se in un periodo non si produce, ATP = 0
  • attenzione alle scorte, che entrano nel calcolo solo nel primo periodo, altrimenti sarebbero contate più volte
  • per il calcolo dell’ATP si può usare anche scorta di sicurezza
38
Q

MPS: arrivo ordine dopo redazione del piano

A
  • MPS non cambia ogni volta che arriva un ordine
  • vengono ricalcolati gli altri dati
  • scorta di sicurezza può essere usata, è stata prevista apposta
  • ATP non assume valori negativi, si mette a 0
39
Q

MPS: rough cut capacity planning

A

verifica della capacità produttiva in due modi:

  1. si confronta, in ogni periodo, la produzione complessiva pianificata con un valore massimo. metodo utilizzabile solo per prodotti simili che condividono le stesse risorse
  2. per ogni prodotto si stabilisce un ciclo tecnologico semplificato (rough cut routing) con elenco dei centri di lavoro necessari. si verifica poi che la produzione prevista per ogni centro di lavoro soddisfi un valore massimo in ogni periodo
40
Q

Pianificazione dei fabbisogni: obiettivo

A

traduzione del MPS in ordini di produzione degli articoli e ordini di approvvigionamento dei componenti e delle materie prime

41
Q

Pianificazione dei fabbisogni: aggregazione

A
  • tempi: plurisettimanali, con discretizzazione in settimane o giorni
  • prodotti: ogni articolo della distinta base
  • risorse: centri produttivi con risorse simili
42
Q

Pianificazione dei fabbisogni: input

A
  • piano principale di produzione
  • scorte esistenti
  • ordini emessi e non ancora eseguiti
  • dati tecnici e gestionali di produzione
43
Q

Pianificazione dei fabbisogni: vincoli

A

tutti quelli derivanti da decisioni prese nelle fasi precedenti, se non modificabili:

  • capacità produttiva disponibile
  • calendario lavorativo
  • vincoli legati ai fornitori
44
Q

Pianificazione dei fabbisogni: leve decisionali

A
  • politiche di lottizzazione

- utilizzo delle scorte di sicurezza, comunque da reintegrare il più presto possibile

45
Q

Pianificazione dei fabbisogni: output

A
  • ordini di produzione

- ordini di approvvigionamento

46
Q

ordini di produzione/approvvigionamento: approcci possibili

A
  1. sistema PULL (a scorta)
    - tradizionale
    - JIT (Just In Time)
  2. sistema PUSH (a fabbisogno)
47
Q

sistema PULL: caratteristiche

A
  • informazione derivante da un ordine del cliente non si propaga istantaneamente in tutto il sistema produttivo, ma ha un effetto ritardato: infatti l’assemblaggio di semilavorati per fare prodotti finiti avviene solo quando la quantità a scorta di PF scende sotto il punto di riordino; analogamente la produzione dei semilavorati a partire dalle materie prime avviene solo quando il WIP scende sotto il punto di riordino
  • il flusso di materiali avviene solo per reintegrare le scorte
  • il reintegro delle scorte avviene in base al livello delle scorte
  • non vengono considerate le relazioni di dipendenza che legano la domanda ai diversi livelli della distinta base
48
Q

sistema PULL tradizionale

A

il riordino è gestito da modelli a quantità fissa (EOQ-OP) o a intervallo fisso (IE)

49
Q

sistema PULL JIT

A

consiste nell’ordinare piccole quantità a intervalli ravvicinati, solo quando necessario
per essere applicato, è necessario che
- tempi e costi di setup siano ridotti
- domanda e tempo di approvvigionamento poco variabili, per rendere scorte di sicurezza molto basse

50
Q

sistemi PULL: limitazioni

A

il sistema presenta limiti in caso di prodotti complessi, cioè con diversi livelli di distinta base: in questi casi

  • la domanda dei diversi componenti non è indipendente
  • a causa della lottizzazione, la domanda non è stazionaria e l’utilizzo dello stock non è graduale
  • > rischio di accumulo di scorte elevate o di stockout
51
Q

sistema PUSH: caratteristiche

A
  • flusso di materiali calcolato sulla base della domanda e della scorta attuale
  • considerate relazioni di dipendenza tra le domande ai diversi livelli di produzione
  • emissione ordini di produzione e approvvigionamento dipende anche dai lead time
52
Q

procedura MRP

A
  • metodologia di riferimento per la fase di pianificazione dei fabbisogni
  • Materials Requirements Planning: identifica i fabbisogni per ogni componente della distinta base
  • definisce il piano di produzione a tutti i livelli della distinta base
  • consente verifica della capacità produttiva (CRP)
53
Q

MRP: input

A
  • piano principale di produzione
  • dati tecnici
  • dati gestionali
54
Q

MRP: righe della tabella

A
  • fabbisogno lordo interno: richiesta all’interno della composizione del prodotto finito
  • fabbisogno lordo esterno: richiesta del mercato
  • fabbisogno lordo totale: somma dei precedenti
  • disponibilità di inizio periodo
  • fabbisogno al netto della disponibilità
  • fabbisogno corretto per scarti
  • ordini in corso
  • fabbisogno al netto degli ordini in corso
  • lottizzazione
  • piano ordini
55
Q

MRP: risultati

A
  • piano degli ordini di produzione e approvvigionamento
  • ordini urgenti (che dovrebbero essere emessi nel passato)
  • ordini da sollecitare (già emessi ma con scadenza che deve essere anticipata)
  • situazione di avanzamento degli ordini cliente, se l’applicazione software lo permette
56
Q

MRP: vantaggi

A
  • rispettare le scadenze
  • produrre solo ciò che serve
  • indirettamente, minimizzare i costi di setup e scorte
57
Q

MRP: aspetti critici

A

criticità gestionali:

  • scelta orizzonte di pianificazione
  • scelta periodi temporali: periodi molto brevi necessitano previsione della domanda molto precisa
  • scelta frequenza di pianificazione: frequenza troppo elevata crea confusione
  • scelta politiche di riordino: lottizzazione o fabbisogno netto
  • valutazione dei lead time: è un punto fondamentale perché spesso i lead time sono causa di stockout o eccesso di stock
  • definizione delle scorte di sicurezza

criticità legate al sistema informativo:

  • grande mole di dati in input, che devono essere inseriti e mantenuti. sistemi automatizzati possono aiutare
  • scarsa robustezza a errori nei dati, che possono essere dovuti a errori o ritardi di inserimento
  • importanza di un sistema informativo integrato, in cui i vari programmi condividono lo stesso database, annullando i possibili errori di sincronizzazione tra i programmi
58
Q

MRP: valutazione dei lead time

A
  • lead time sono per natura variabili, la scelta di un valore medio può portare a sottostime o sovrastime
  • sottostimare i lead time porta a stockout
  • sovrastimare i lead time porta a eccesso di stock e aumento dell’orizzonte di pianificazione
  • lead time sono sia parametri in input (vengono usati per la pianificazione) sia valori in output
59
Q

funzione CRP

A
  • modulo CRP (Capacity Requirements Planning) sulla base del MRP e dei cicli tecnologici calcola fabbisogno di capacità produttiva
  • elaborazione molto onerosa, spesso svolta in parallelo al MRP
60
Q

campo di applicazione MRP

A
  • prodotti complessi, relativamente ai molti livelli di distinta base
  • prodotti e componenti costosi, che necessitano di stretto controllo delle scorte
  • componenti comuni a più prodotti
  • lead time di approvvigionamento, fabbricazione, montaggio relativamente lunghi, dato che il modello a periodo fisso di riordino non è applicabile perché sposterebbero punto di riordino a livello di scorte troppo alto
61
Q

Programmazione operativa: obiettivo

A

massimizzare efficienza e efficacia del sistema produttivo, sulla base delle decisioni prese nelle fasi precedenti
obiettivi non strettamente legati a guadagni in denaro, anche se hanno impatto economico non semplice da quantificare, ad esempio:
- massimizzare utilizzazione risorse produttive (minimizzare tempi morti)
- minimizzare numero e tempo complessivo dei setup
- minimizzare i lead time di produzione
- minimizzare ritardi di consegna

per il grande numero di funzioni obiettivo e vincoli, un modello in programmazione lineare sarebbe troppo difficile da risolvere; in letteratura si trovano algoritmi che massimizzano una delle funzioni

62
Q

programmazione operativa: input

A
  • ordini di produzione
  • stato di avanzamento della produzione
  • stato delle risorse produttive
63
Q

programmazione operativa: vincoli

A

vincoli derivanti da decisioni prese nelle fasi precedenti:

  • capacità produttiva disponibile
  • calendario lavorativo
  • materiali disponibili
  • utensili e attrezzature disponibili
64
Q

programmazione operativa: output

A
  • programma di lavoro giornaliero
  • fabbisogni di materiali (per prelievo da magazzino e trasporto ai reparti)
  • fabbisogni di utensili e attrezzature
  • assegnamento degli operatori alle macchine
65
Q

programmazione operativa: tipiche decisioni

A
  1. scelta del momento e della sequenza di lancio in produzione
  2. assegnamento dei prodotti alle risorse produttive (scelta tra macchine uguali)
  3. sequenziamento sulle singole macchine
66
Q

programmazione operativa: diagramma di Gantt

A

linea temporale per ogni macchina
si assegnano lotti dei prodotti alle varie macchine nel tempo
in questo modo si risolvono i tre problemi di programmazione operativa
equivalente a uno scheduling di processi

67
Q

programmazione operativa: aggregazione

A
  • tempi: orizzonte plurigiornaliero, discretizzato in giorni o turni
  • prodotti: singolo prodotto
  • risorse: singole risorse
68
Q

programmazione operativa: regole di carico

A

sono regole che permettono di prendere singole decisioni all’ultimo momento, secondo un criterio semplice (ad esempio FIFO); non permettono la creazione di un piano.
con le regole di carico si possono risolvere separatamente i tre problemi principali della programmazione operativa

69
Q

programmazione operativa: vantaggi regole di carico

A
  • soluzione semplice, risultato buono
  • flessibilità: si possono applicare regole diverse a macchine diverse; si può variare facilmente regola sulla singola macchina
  • reattività: la regola viene applicata all’ultimo momento, quindi considera lo stato più aggiornato del sistema
70
Q

programmazione operativa: svantaggi regole di carico

A
  • locale: vale per situazione isolata, senza considerare possibili effetti sul resto del sistema
  • miope: non considera eventuali effetti future
  • non essendoci un piano, non si hanno informazioni future, ad esempio su completamento ordini
  • impossibile ottimizzazione matematica, approccio basato sul buon senso
71
Q

controllo avanzamento: funzioni

A

ultima fase della pianificazione, storicamente solo teorica, ultimamente sempre più usata anche nella pratica, grazie a informatica e automazione, che permettono una efficace raccolta dati dal campo
serve per
- verificare allineamento tra piano di produzione ed effettivo avanzamento della produzione
- raccolta dati per valutare le prestazioni:
– lead time
– tempi di occupazione delle risorse
– quantità prodotte e scartate
- raccolta dati per valutare i costi
- rapido feedback alla programmazione
- visibilità ai clienti, nel senso che è possibile fornire informazioni relativamente a un ordine in corso

72
Q

controllo avanzamento: informazioni raccolte

A
  • quantità prodotta e scartata per ogni operazione e per ogni ordine
  • tempo dedicato al completamento di ogni ordine e operazione
  • macchine e operatori che hanno realizzato le operazioni
  • causali dei fermi macchina
73
Q

applicazioni MES

A

Manufacturing Execution Systems: applicazioni che permettono di realizzare il controllo avanzamento integrando funzioni gestionali e attività di produzione.
oltre al controllo avanzamento, permettono
- gestione di accensione e spegnimento macchine, per necessità o risparmio energetico
- monitoraggio e raccolta dati dalle macchine, per qualità e diagnostica e manutenzione
- gestione flussi materiali
- istruzioni per assistenza operatori