LEAN PRODUCTION E CONTROLLO AVANZAMENTO PRODUZIONE

LEAN PRODUCTION E CONTROLLO AVANZAMENTO PRODUZIONE
di Maurizio Boyer (proim s.a.s.)
Come cambia, e si semplifica, questa vitale attività con l'introduzione delle logiche della
Lean production.
Il Controllo Avanzamento Produzione (CAP) costituisce uno dei punti vitali di tutto il
sistema produttivo di un azienda, in quanto è in questa fase che vengono
operativamente gestiti alcuni parametri fondamentali per il lancio degli ordini di
produzione e per il loro sequenziamento.
Questa attività ha, inoltre, il compito di controllare se i piani predisposti siano stati
rispettati e di fornire le informazioni di ritorno alla programmazione perché siano attivate
le opportune azioni correttive nel caso di scostamenti dal piano.
Scopo di questo articolo è di confrontare le metodologie proprie del CAP in un ambiente
tradizionale ed in uno innovativo, ispirato alle logiche proprie della Produzione snella o
Lean production.
Analizzeremo, in particolare il CAP nell'ambiente di produzione noto come JOB-SHOP,
ovvero una organizzazione produttiva tale da privilegiare l'accorpamento fisico di
macchinari e lavorazioni simili.
Tale forma organizzativa privilegia la ricerca dell'efficienza del singolo impianto o
reparto, in termini di miglior utilizzo delle risorse dirette.
Tipicamente vi è una divisione per reparti attraverso i quali fluiscono i vari ordini di
lavorazione ognuno caratterizzato da un proprio percorso all'interno dello stabilimento.
Ogni reparto è gestito autonomamente e il ruolo del responsabile è quello di conciliare
la massima saturazione delle risorse disponibili con il rispetto di un programma
produttivo generato ad un livello organizzativo superiore.
E' l'organizzazione produttiva piu’ tradizionale.
Nel contesto produttivo attuale si è affermata una esigenza ulteriore: l'efficacia del
processo produttivo. Avere un processo efficace significa, tra le altre cose, poter
rispettare le date di consegna al cliente dotandosi il meno possibile di magazzini di
prodotto finito. Si dice, in altre parole, che è necessario che i prodotti "attraversino"
velocemente l'intero ciclo produttivo rispettando gli appuntamenti calcolati attraverso il
sistema di programmazione. E' compito prioritario del CAP determinare, nel rispetto
delle date previste per ogni fase di lavorazione, quali ordini di produzione debbano
essere via via lanciati, in modo da rispettare la data di completamento del prodotto
finito.
Esaminiamo dapprima quali siano i criteri utilizzabili in un ambiente tradizionale che si
basi su una metodologia Push (i semilavorati vengono "spinti" al reparto a valle
secondo le date previste dal programma).
Nella realtà di tutti i giorni i reparti si trovano a dover conciliare attività antitetiche:
recupero di ritardi di produzione, anticipi di produzione, semilavorati difettosi, cambi di
produzione, materiali improvvisamente mancanti e così via.
E' pertanto necessario che in un ambiente così turbolento si stabiliscano delle regole
"del traffico" che permettano di stabilire le priorità corrette.
Le regole che possono venire seguite per determinare la priorità dei vari ordini presenti
all'interno del reparto, sono molteplici e la loro scelta dipende dagli obiettivi che si
vogliono perseguire:
- minor ritardo medio degli ordini
- minor ritardo massimo degli ordini
- minor lead time medio
- minor WIP (Work In Process = lavori in corso)
- massimo utilizzo dei colli di bottiglia
Fortunatamente alcuni di questi obiettivi sono sinergici.
Per esempio ridurre il WIP è un ottimo mezzo per ridurre il lead time e aumentare la
probabilità di rispettare le date programmate.
Le principali regole utilizzate sono le seguenti:
- D.S. = Data Scadenza
Viene data priorità agli ordini di produzione con la data di scadenza piu’ ravvicinata.
E' il metodo piu’ semplice e non presenta inconvenienti quando i tempi di lavorazione di
diversi lotti sono simili.
Questo metodo diventa troppo semplicistico, e pertanto pericoloso, quando i lotti di
produzione hanno contenuti di lavoro sensibilmente diversi tra di loro o per diversità di
ciclo o per dimensione del lotto.
- FIFO = First In First Out
Gli ordini di lavorazione sono eseguiti in base all'ordine di arrivo.
E' un metodo semplice, "equo", ma ha grossi limiti in quanto equipara ordini in anticipo
a ordini in ritardo, alti contenuti di lavoro a bassi.
Trova applicazione nei servizi o per i prodotti facilmente deperibili tra una fase di
lavorazione e l'altra (alimentari, semilavorati con incollaggio, ecc.).
- M.T.L. = Minimo Tempo di Lavorazione
I lotti vengono processati in ordine inverso al tempo di lavorazione all'interno del
reparto. Viene cosi’ mantenuto un basso WIP (relativamente al reparto) e un
conseguente basso lead time medio (sempre del reparto in questione).
Mediamente un numero elevato di ordini di produzione rispetteranno le date
programmate, ma verranno penalizzati molto i lotti con alto tempo di lavorazione.
Va usato congiuntamente al metodo D.S. o al metodo ST (Slack Time) che verrà
illustrato piu’ avanti.
E' in ogni caso un criterio di priorità che si basa sul concetto di efficienza funzionale.
Viene minimizzato il WIP del reparto, non necessariamente il WIP totale di fabbrica.
Ciò è tanto piu’ vero quanto piu’ è differente il contenuto di lavoro, per lo stesso lotto,
tra un reparto e uno successivo, in modo che ciò a cui viene, per esempio, data priorità
dal reparto a monte, perchè povero di lavoro, riceve poi una priorità molto bassa nel
reparto a valle dove il contenuto di lavoro è invece molto alto.
- M.T.T.L. = Minimo Tempo Totale di Lavorazione
E' un miglioramento del precedente.
I lotti vengono processati ancora in ordine inverso al tempo di lavorazione, dove, però,
tale tempo è quello relativo a tutto il processo successivo (reparto in questione + reparti
a valle).
Se il processo produttivo è comune a tutti i lotti, questo metodo è simile al precedente.
- M.N.O = Minimo Numero di Operazioni
La priorità viene assegnata ai lotti con il minor numero di operazioni produttive
necessarie.
Si basa sull'ipotesi che meno operazioni significhino mediamente meno code e, di
conseguenza, un piu’ basso WIP medio, un minor lead time medio e una maggiore
puntualità dei lotti.
Può essere considerata una variante dei criteri MTL o MTTL.
- ST = Slack Time
Misura il tempo rimanente al netto del tempo operativo previsto.
ST = Data di ultimazione ordine-data odierna-tempo operativo totale rimanente
dove:
Tempo operativo = tempo set up + tempo lavorazione totale rimanente
E' un criterio piu’ selettivo della Data di Scadenza (D.S.). Esiste una variante che tiene
conto del tempo operativo del solo reparto considerato che presenta gli stessi
inconvenienti di MTL.
Viene dato per scontato il set up. E' pertanto basato anch'esso su una visione
meccanicistica e immutabile dell'organizzazione produttiva.
Non evidenzia a livello operativo l'importanza (e gli effetti) della riduzione del set up.
- R.C. = Rapporto Critico
data di ultimazione ordine - data odierna
RC = ______________________________________
lead time residuo
Stabilisce la criticità, e quindi la priorità, di un ordine, rapportando il tempo rimanente
con il tempo necessario.
Vengono lanciati prima gli ordini con RC basso.
Un RC = 1 indica che l'ordine è perfettamente in linea con la programmazione, un RC<1
che l'ordine è in ritardo rispetto a quanto programmato.
Un ordine in anticipo rispetto al programma ha un RC>1.
E' un criterio da utilizzare preferibilmente assieme ad un altro criterio, per esempio DS,
altrimenti può fornire indicazioni errate.
Si pensi ad esempio ad una situazione dei seguenti due ordini:
Lead Time Residuo
A
B
2
7
Lead Time Disponibile
3
8
RC
1.5
1.1
In base al RC dovrebbe avere priorità l'ordine B, mentre, a parità di ST (1), à
è evidente che deve avere priorità l'ordine A che ha una data di scadenza (DS) troppo
vicina per poter dare precedenza a B.
Qualunque sia il criterio, o i criteri, che si ritenga opportuno seguire, vi è comunque un
aspetto importante che non va trascurato e che funziona da contro altare al
meccanicismo dei metodi precedentemente illustrati: la situazione dei centri di
Lavoro ai quali sono indirizzati gli ordini.
E' infatti perfettamente inutile, se non addirittura controproducente, dare priorità a un
ordine che debba essere poi indirizzato a un centro che non abbia la possibilità di
lavorarlo. Ciò si verifica quando quest'ultimo è per esempio fermo per guasto o è già
sovraccaricato da ordini che hanno una priorità piu’ elevata.
In queste condizioni una (supposta) ottima conduzione del reparto in termini di rispetto
delle priorità si traduce in una perdita di efficienza del flusso globale.
Un, ad esempio, minore WIP medio del reparto a monte, si traduce solo in un accumulo
a valle (con valore aggiunto piu’ elevato) a scapito di altri lotti che avrebbero potuto
essere lavorati ed immediatamente avviati a centri diversi, non in condizioni critiche.
Un vantaggio consistente presentano i metodi MTL/MTTL e DS (Data Scadenza) per la
loro immediatezza e semplicità che fanno si che siano di facile comprensione e utilizzo
da parte del responsabile dell'officina.
Gli altri criteri hanno in comune una caratteristica: non sono immediati.
Richiedono, infatti, calcoli basati su molti piu’ dati.
Ne deriva, di conseguenza, la necessità di un sistema di Controllo Avanzamento
Produzione computerizzato che elabori i dati ed emetta liste di priorità giornaliere.
Può a questo punto succedere che tale sistema formale venga, a livello pratico,
abbandonato dal personale addetto, anche se continua ad esistere a livello elaborativo
e cartaceo.
Le inevitabili imprecisioni dell'output di tale sistema e i criteri non sempre chiarissimi
che sono alla base del calcolo, vengono subito evidenziati come prova dell'inaffidabilità
del sistema stesso e della necessità di affidarsi a qualcosa di meno "teorico".
Nasce, in questi casi un sistema informale che ha caratteristiche diverse da una
situazione all'altra, ma che spesso si basa sul "mercanteggiamento" tra un reparto e
l'altro o tra i livelli gerarchici.
Con somma frustrazione dei puristi (gli addetti alla programmazione) capita di assistere
al "mercato", spesso su base settimanale, in cui vengono concordati tra gli interessati i
rispettivi impegni in termini di priorità.
Tali organizzazioni, che si tramutano presto da informali a formali, assumono i nomi piu’
stravaganti che svariano dalla piu’ banale "riunione di produzione" al piu’ fantasioso
"navigation team".
E' ovvio che tale situazione non fa che aggravare l'imprecisione insita nel sistema
computerizzato che a propria volta rafforza la convinzione della necessità della gestione
informale.
Vediamo ora come alcuni meccanismi operativi propri della lean production possano
essere di valido aiuto per la semplificazione dei meccanismi di CAP.
Mi riferisco, in particolare, al Controllo di Processo e al coinvolgimento.
Risulta evidente che, nell'azienda tradizionale, i criteri fino a qui esposti hanno in
genere le seguenti caratteristiche:
- meccanicismo
- parzialità (ogni criterio parte da un punto di vista diverso del problema)
- immutabilità nel tempo
- mancanza di coinvolgimento del personale operativo
La tecnica di CAP, propria dell'approccio della lean production consiste nel sistema
Kanban .
Il sistema Kanban è una tecnica operativa per applicare il concetto di produzione "Pull".
La metodologia "Pull" di gestione della produzione si basa sul concetto che quanto deve
essere prodotto non deriva da una previsione del fabbisogno, ma serve soltanto a
sostituire i prezzi prelevati da valle.
Operativamente prevede delle scorte opportunamente posizionate lungo il flusso
produttivo e di entità modesta il cui consumo, in termini quantitativi e di mix costituisce
l'autorizzazione, per il reparto a monte, alla produzione della sola quantità e dell'esatto
mix prelevato dal reparto a valle.
Il sistema Kanban consiste perciò in un sistema di controllo della produzione
estremamente semplificato che può far fronte a variazioni di produzione e mantenere
una funzione autoregolante del flusso produttivo.
Tutto questo avviene in tempo reale attraverso un "sistema a vista" che pilota la
produzione "minuto per minuto".
L'informazione su cosa produrre ha cosi’ una logica molto semplice e visibile dal
personale operativo.
La funzione di controllo avanzamento produzione viene, pertanto, demandata ai livelli
operativi tramite il loro coinvolgimento.
Essendo il livello delle scorte necessarie al funzionamento del sistema, direttamente
proporzionale ai lead times produttivi, risulta evidente, a livello operativo, la relazione tra
scorte e prestazioni del sistema (lead times di produzione).
Questa evidenza e il coinvolgimento degli operatori sono alla base del miglioramento
del processo produttivo stesso.
Il sistema Kanban è pertanto un sistema di CAP che sollecita il miglioramento di tutti
quei fattori (set-up, efficienza impianti, livelli qualitativi) che impediscono una riduzione
dei tempi e, di conseguenza, delle scorte necessarie al funzionamento del sistema.
Tale metodologia fornisce un'efficace feed-back sulle prestazioni del reparto. E'
possibile avere sotto controllo i lotti piu’ critici con strumenti a vista molto semplici che
sfruttano l'informazione fornita dallo svuotamento relativo di un'area ben definita (si
pensi al sistema delle scaffalature dei supermercati) o dal progressivo riempimento di
una rastrelliera con i cartellini via via liberati dai contenitori prelevati da valle.
Il raggiungimento del livello ROP (Re Order Point) autorizza la produzione di un
ulteriore lotto.
E' possibile ora confrontare i metodi CAP nelle due realtà esplorate.
All'interno di un sistema kanban il criterio DS (Data scadenza) non ha piu’ ragion
d'essere, in quanto non esistono piu’ appuntamenti programmati.
In realtà il consumo in tempi differenziati (da parte del reparto a valle) di materiali diversi
costituisce di fatto qualcosa di simile al criterio D.S.. Abbiamo visto come il kanban
rispetti automaticamente questa esigenza.
Le scorte intermedie, necessarie al funzionamento del sistema, sono proporzionali al
lead time di produzione necessario a ripristinarle, dopo che siano state prelevate.
Attraverso il diverso dimensionamento delle scorte relative a due codici con tempi di
lavorazione molto diversi tra di loro, è possibile, automaticamente, tener conto della
data di scadenza (basta rispettare i lead times produttivi previsti) e superare in tal
modo i limiti visti per il criterio D.S..
Rispetto al criterio FIFO, il kanban è altrettanto "equo", in quanto produce nello stesso
ordine in cui i materiali sono effettivamente consumati.
Rispetto ai criteri MTL e MTTL, che privilegiano i lotti con basso tempo di lavorazione al
fine di mantenere basso il WIP medio, il kanban garantisce un maggior rispetto del
livello predefinito di lavori in corso e, al contrario di MTL e MTTL, non è indirizzato solo
alla riduzione costi (basso WIP medio), ma anche ad ottimizzare il livello di servizio
verso il cliente a valle. Non può in altre parole succedere che un ordine con contenuto
di lavoro elevato venga eccessivamente penalizzato per privilegiare un WIP di reparto
piu’ basso.
I criteri ST (Slack time) e RC (Rapporto critico), confrontando tempo a disposizione con
tempi necessari alla produzione, utilizzano, nel fare il conteggio, tempi standard di setup. Vengono quindi introdotti tempi necessariamente "cautelativi" e, soprattutto,
immutabili.
E' pertanto un sistema di ottimizzazione dell'esistente, mentre il kanban è, oltre che un
sistema di gestione, anche un sistema di miglioramento, perchè rende visibile "lo stato
dell'arte" e quindi anche le relazioni tra set-up e WIP.
Inoltre con tale sistema si evita lo spreco di processare lotti teoricamente prioritari, ma
in realtà non utilizzabili a valle per criticità dei centri di lavoro, in quanto, come abbiamo
visto, la produzione viene innescata solo dall'effettivo consumo a valle e non dal calcolo
di un appuntamento.
Questo è un punto cruciale che permette a un sistema kanban di unire i vantaggi
dell'efficienza del flusso (veloci attraversamenti) con l'efficienza stessa del reparto e con
il livello di servizio a valle.
E' evidente che, in termini reali "globali", il reparto sarà tanto piu’ efficiente quanto piu’
lavorerà prodotti "buoni" cioè effettivamente necessari per soddisfare un cliente e non
per aumentare il livello di WIP.
A livello generale possiamo affermare che ognuno dei criteri tradizionali di CAP
privilegia solo uno degli aspetti che è necessario prendere in considerazioni nell'attività
produttiva di tutti i giorni. Tali criteri sono pertanto parziali, tanto è vero che spesso è
necessario considerarne contemporaneamente piu’ di uno.
E', inoltre, da tener presente, che il CAP tradizionale necessita di una attività, a volte
pesante, di gestione delle informazioni di ritorno al sistema di programmazione, per
permetterne un adeguamento tempestivo e corretto.
Da ciò dipende spesso la credibilità dell'output del sistema e in ultima analisi, come
abbiamo visto, la sopravvivenza, non solo formale, del sistema stesso.
Le tecnologie informatiche oggi a disposizione permettono una piu’ facile gestione (ma
non per questo molto meno costosa) dello stato di avanzamento dei semilavorati.
Rimane, comunque, una differenza sostanziale con il sistema kanban: il CAP
tradizionale è orientato al feed-back, vale a dire alla correzione delle situazioni fuori
controllo, mentre il sistema kanban, tramite la gestione a vista e la predefinizione
del WIP, mira a prevenire i problemi.
Non è evidentemente pensabile gestire un flusso produttivo attraverso metodologie
semplici se non facendo leva su:
- semplificazione del processo produttivo
- coinvolgimento del personale ai livelli operativi.
Tali punti trovano piena rispondenza nei concetti di miglioramento continuo e di
coinvolgimento propri della lean production.
Il sistema kanban è pertanto una metodologia di CAP che riesce a perseguire
contemporaneamente obiettivi di costi e livello di servizio e può riuscire in maniera piu’
semplice a fornire risultati migliori che con i criteri tradizionali.
La produzione che segue il sistema "PUSH" è basata su una previsione del fabbisogno
e necessita quindi di una continua attività di confronto tra il prefissato (q.tà/date) e il
fabbisogno reale.
La metodologia kanban è comunque applicabile a produzioni ripetitive e quindi non è
adatta a situazioni dove “cosa produrrò” viene definito di volta in volta dallo specifico
ordine del cliente. Non bisogna però escludere dallo scenario applicativo l’azienda che
produce si’ su ordine cliente prodotti sempre diversi ma ha almeno alcune parti che
hanno un utilizzo abbastanza comune e che possono, quindi, essere papabili per una
gestione con il sistema kanban.
Maurizio Boyer
proim s.a.s.