CONFRONTO TRA FAS TRADIZIONALE E FULLY-FAS: COSTI DIRETTI DI PRODUZIONE E ANALISI DI CONVENIENZA

In questo paragrafo sono modellizzati e comparati i costi diretti di produzione dei due sistemi di assemblaggio fino ad ora descritti in modo da analizzare la convenienza nell’introdurre la completa flessibilità in questi impianti.

Costi Diretti di Produzione per il Sistema F-FAS

La produttività oraria (in termini di component manipolati) del sistema F-FAS può essere calcolata come segue:

pp a f fas f t N t Q    1 (1)

dove è il tempo medio di manipolazione e assemblaggio di un singolo componente, è il tempo per acquisizione ed elaborazione immagine, è il numero medio di componenti assemblati per ogni immagine acquisita. Tutti i tempi devono essere espressi in ore. Il parametro influenza direttamente la produttività della cella, perciò deve essere massimizzato per ridurre il numero di immagini acquisite necessarie per evadere un ordinativo. D’altra parte, aumentare eccessivamente il numero di componenti presenti sul piano potrebbe comportare l’aumento del tempo necessario per elaborare l’immagine acquisita . In questo articolo noi considereremo un valore di costante e ragionevolmente stimato.

Il costo orario diretto di produzione della cella di lavoro è:

pb flexfeed camera robot pb plant fas f h C C C h C C      (2)

Figura 5. Produttività (linea tratteggiata) e costo unitario diretto di produzione (linea

dove Cplant è il costo diretto della cella di lavoro, mentre hpb è il numero di ore di lavoro nel periodo di ritorno dell’investimento.

Il costo unitario diretto di produzione del sistema F-FAS, che qui definiamo come il costo diretto per ogni componente assemblato dalla cella di lavoro, è ottenuto dal rapporto tra il costo orario del sistema e il numero di componenti manipolati dalla cella di lavoro in un’ora .

La Figura 5 mostra la produttività oraria (linea tratteggiata) e il costo unitario diretto (linea continua) del sistema F-FAS in funzione del numero di componenti effettivamente assemblati per ogni immagine acquisita ( ). Il grafico è ottenuto per i valori dei parametri mostrati in Tabella 1 (i tempi devono essere espressi in ore prima di inserirli nelle formule). Può essere notato che l’effetto dell’aumento di è maggiore per piccoli valori di . Infatti non appena diventa sufficientemente grande, l’impatto sulla produttività del tempo , necessario per la manipolazione e l’assemblaggio, aumenta rispetto all’effetto dovuto al tempo necessario per acquisire ed elaborare l’immagine.

Costi Diretti di Produzione per il Sistema FAS Tradizionale

La produttività oraria (in termini di componenti manipolati) del sistema FAS tradizionale può essere calcolata come segue:

pp res set c res fas t h t N h Q   (3)

dove tset è il tempo di riconfigurazione per ogni alimentatore flessibile, Nc è il numero di tipologie di componenti (quindi di alimentatori flessibili), hres è il tempo di lavoro medio tra due riattrezzaggi consecutivi della cella di lavoro (cioè il tempo medio necessario per completare un ordinativo). Si può notare, in questo caso, che la produttività è negativamente influenzata dal numero di tipologie di componenti Nc, infatti per maggiori valori di Nc si ha un aumento dei costi unitari diretti di produzione. La produttività della cella di lavoro è mostrata nella Figura 6, dove si può notare che in termini di produttività un sistema FAS tradizionale può arrivare a valori massimi più elevati rispetto al sistema F- FAS.

Il costo orario diretto di produzione di una cella di lavoro FAS tradizionale è esprimibile come: op h res set c pb feed c robot fas C h t N h C N C C  ,   (4) dove Ch,op è il costo orario di un operatore che riattrezza gli alimentatori flessibili. In questo caso il numero di tipologie di componenti Nc ha un effetto determinante sul costo diretto di produzione.

Il costo unitario diretto di produzione del sistema FAS Tradizionale è ottenuto dal rapporto tra il costo orario del sistema e il numero di componenti manipolati dalla cella di lavoro in un’ora .

Analisi di Convenienza:

La Figura 7 mostra i costi unitari diretti di produzione delle due celle di lavoro in funzione di Nc. Le curve colorate rappresentano il costo unitario diretto di produzione per il sistema FAS, le quali sono parametrizzate rispetto al tempo medio necessario per completare un ordinativo (hres).

Tabella 1. Parametri usati per il calcolo. Tutti i valori sono tipici per i sistemi studiati e in

accordo con altri autori [4].

Si può notare che i costi unitari diretti per il sistema FAS aumentano con Nc ( a causa di un maggior costo dell’impianto e del tempo di riattrezzaggio), mentre diminuisce con l’aumentare di hres (grazie alla diminuzione dell’influenza del tempo di riattrezzaggio sulla produttività).

Le linee rosse orizzontali rappresentano i costi unitari diretti di produzione per il sistema F-FAS. Si può notare che in questo caso i costi unitari diretti non sono influenzati dal numero delle tipologie di componenti ( ), ma sono funzione del numero di componenti assemblati per ogni immagine acquisita ( ).

Il confronto tra i costi unitari diretti di produzione dei due sistemi suggerisce che il sistema F-FAS risulta ancora competitivo con il sistema FAS tradizionale per valori relativamente modesti di . La differenza tra i due sistemi diventa sostanziale:

 per valori elevati di Na, cioè per un sistema F-FAS ad alta efficienza;

 per un alto numero di tipologie di componenti Nc, cioè in caso di prodotti molto complessi;

 per piccoli valori di hres, cioè per piccolilotti di produzione.

Figura 6. Produttività del sistema F-FAS (linee rosse orizzontali) e del sistema FAS

Figura 7. Costi unitari diretti di produzione per il sistema F-FAS (linee orizzontali rosse)

e per sistema FAS Tradizionale (linee colorate).

Un confronto diretto tra FAS e F-FAS è presentato in Figura 8, dove il numero minimo di tipologie di componenti per cui il F-FAS diventa conveniente è funzione di . In questo grafico, l’area sotto le curve (in basso a sinistra) indica minori costi unitari diretti di produzione che si ottengono con un FAS tradizionale, mentre l’area sopra le curve (in alto a destra) indica che minori costi si ottengono con un sistema F-FAS. Le curve indicate in

Figura 8 si sposteranno verso il basso se consideriamo che gli alimentatori flessibili usati in un sistema FAS tradizionale possono incepparsi, poichè questo comporta una riduzione della produttività del sistema ed un aumento dei costi unitari diretti di produzione.

Figura 8. Numero minimo di componenti per il quale il sistema F-FAS diventa

Figura 9. Prototipo di sistema F-FAS.