Introduzione
Il lavoro seguente è il risultato di un tirocinio presso l’azienda Siemens VDO Automotive di San Piero a Grado. Il reparto di cui ci si occupa è quello relativo alla produzione e Test di prototipi di iniettori a bassa pressione.
Lo sviluppo di prototipi di elettroiniettori richiede sia uno studio di progettazione per la determinazione delle caratteristiche, che il prodotto deve possedere per assolvere a determinate specifiche dettate di volta in volta dalle nuove richieste dei clienti, sia un’organizzazione lavorativa flessibile, che faccia fronte a una diversità di lotti da produrre e test da seguire. Fino ad ora l’importante compito di definire la capacità produttiva del reparto e stabilire i tempi di evasione dei vari lotti era affidata all’esperienza del personale che doveva da un lato ricordare i carichi di lavoro già in corso d’opera e dall’altro dare dei termini di consegna tempestivi.
Il risultato è stato il più delle volte congruo in relazione alle richieste dei carichi di lavoro, ma in alcune occasioni si è dimostrato debole e si è dovuto far fronte con turni di lavoro più pesanti da parte degli operatori per poter rispettare i tempi di consegna stabiliti.
Nel corso della lettura si comprenderà come i flussi dei materiali all’interno delle due sottoaree risultino complessi e di difficile gestione senza strumenti adeguati di pianificazione della produzione.
Percependo l’esigenza di voler ottimizzare il flusso di lavoro per avere un’organizzazione più lineare senza picchi di lavoro, è stato concepito lo studio su cui si basa questa tesi, ovvero la definizione della capacità produttiva del laboratorio e lo sviluppo di uno strumento di pianificazione.
Il primo importante risultato dello stage è stato la determinazione della capacità produttiva. Ottenuta a seguito della mappatura del processo produttivo con la rilevazione dei tempi necessari allo svolgimento delle varie attività.
Sulla base dei risultati di tale analisi è stato sviluppato uno strumento per lo scheduling assistito per la pianificazione della produzione. Lo schedulatore realizzato consente di stabilire i termini di consegna delle commesse sulla base delle risorse disponibili fornendo una visione d’insieme dei lavori in corso d’opera. Con questo strumento è possibile fissare le priorità dei lotti produttivi e risolvere i sovraccarichi di lavoro facendo slittare in avanti i lavori meno urgenti.
In questo modo è possibile gestire in maniera semplice ed ottimale la complessità del reparto produttivo e predisporre e controllare efficacemente un piano di lavoro.
La tipica situazione in cui si opera è quella di dover definire l’impegno delle risorse produttive cercando contemporaneamente un compromesso tra le esigenze commerciali (soddisfare il cliente) e quelle economico produttive (miglior utilizzo degli impianti).
Lo schedulatore si offre come strumento per il raggiungimento di questi due obiettivi dando priorità agli ordini in base a regole, quali ad esempio i termini di consegna, e creando, nello stesso tempo, delle sequenze operative in grado di ridurre i tempi di set-up tra le varie fasi di lavorazione. La conclusione del lavoro è consistita nell’addestramento del personale al nuovo software. Nella prima parte dell’addestramento sono state introdotte alcune migliorie sia nel file di Excel che nell’interfaccia in modo da rendere lo strumento più rispondente ai bisogni del personale. L’addestramento ha previsto la spiegazione di come possono essere risolti i sovraccarichi, della possibilità di specificare gli orari di lavoro delle varie risorse e del livellamento automatico su base oraria impostato. L’attività ha messo in luce l’importanza della comunicazione e della collaborazione fra le persone che cooperano per un unico scopo.
Capitolo 1
L’azienda Siemens VDO Automotive
1.1 La storia
La prima unità Siemens fu fondata nel 1847 a Berlino da W.V. Siemens e da J.G.Halske con il nome di “Telegraphenbavanstalt Siemens & Halske”.
Nel 1850 nasce la prima filiale estera, ma nel nostro paese la Fondazione della Società Italiana Siemens per impianti elettrici si costituisce solo nel 1898.
Negli anni ‘50 si assiste al rilevamento dell’IRI tramite Stet e nel 1959 nasce la Siemens Elettra S.p.A.
Nel corso degli anni ‘60 vengono scorporate tutte le attività delle telecomunicazioni che saranno gestite dalla SIT Siemens, oggi Italtel.
L’unità produttiva della Siemens VDO Automotive di Pisa (fig. 1.0) è nata il 1 gennaio 1987 per merito di alcuni tecnici appartenenti ad aziende satellite (fra cui dipendenti della Spica di Livorno) del gruppo Alfa Romeo, i quali fondarono la Ventec con lo scopo di interessarsi alla produzione di elettroiniettori.
Fig 1.0: Sede di San Piero
Lo scopo era quello di costruire un centro per la progettazione e la produzione degli elettroiniettori per i sistemi di alimentazione degli autoveicoli a benzina che
rispondessero a requisiti sia di elevate prestazioni che di costi contenuti. Inoltre nel 1988 la Siemens acquista la Bendix, un’azienda di cui fa parte lo stabilimento di Newport News, in Virginia, Stati Uniti, che produce l’elettroiniettore (Deka I) alimentato dall’alto (top feed injector).
Nel 1990 si decide di concentrare i propri sforzi su altri tipi di iniettori, abbandonando la soluzione Ventec a favore di Deka II, un iniettore, progettato negli U.S.A. e destinato al mercato Americano ed Europeo, che si differenzia dal Deka I per il fatto di essere alimentato dal basso (bottom feed injector).
Nel 1990 viene formato il Gruppo Prodotto Deka II in Pisa e inizia l’attività di campionatura per i clienti e l’approntamento della prima unità produttiva Clean Room (unità produttiva ad ambiente controllato). Il nome Clean Room deriva dal fatto che queste aree sono estremamente controllate a livello di temperatura, di pressione e di filtrazione dell’aria per garantire la qualità degli stessi prodotti realizzati.
Solo due anni più tardi, nel 1992, la Clean Room diventa operativa e capace di produrre oltre due milioni di elettroiniettori Deka II l’anno ed hanno così inizio le consegne per Chrysler e Renault. Visti gli ottimi sviluppi di mercato del suddetto prodotto, tra il 1994 e il 1995, si decide quindi di ampliare lo stabilimento di Pisa individuando una nuova sede idonea a Fauglia, sita al Km 28 della strada statale 206.
In questo contesto di sviluppo fanno parte l’introduzione di una linea di elettroiniettori Deka I con relativo reparto per la fabbricazione dei componenti critici che sino ad allora si producevano solo negli Stati Uniti.
L’anno successivo, viene ampliato lo stabilimento di San Piero a Grado per permettere la realizzazione di una seconda clean room per l’installazione di una linea di montaggio e taratura di elettroiniettori DEKA I, con capacità produttiva fino a cinque milioni di unità l’anno (la prima grossa fornitura di elettroiniettori avviene nell’anno stesso per la casa automobilistica tedesca Mercedes ).
La sede di Fauglia diventa operativa nel 1996. Il 1996 è un anno importante per la Siemens :
• l’azienda consegna ai propri clienti Deka I i campioni di omologazione del processo produttivo(mese di giugno);
• entrambe le sedi (S.Piero e Fauglia), ottengono la certificazione QS 9000 e ISO 9000 (21 ottobre 1996): la Siemens di Pisa è la prima azienda in Italia ad ottenere la certificazione secondo il modello di Assicurazione Qualità QS 9000 (un’evoluzione della norma ISO 9000 sviluppata da Chrysler, Ford e General Motors specificatamente per l’industria automobilistica).
Nel 1997, in relazione al notevole aumento di vendite in Europa, viene realizzata a S.Piero a Grado una terza clean room per aumentare la produzione di elettroiniettori Deka I; contemporaneamente a Fauglia, in seguito a richieste dei clienti (in particolare BMW), viene lanciata la produzione del Fuel Rail, collettore contenente benzina in pressione sul quale vengono installati gli elettroiniettori, che a loro volta spruzzano nel condotto di alimentazione del motore.
Il 9 giugno 1997 la certificazione QS 9000 viene integrata a seguito del lancio di produzione del Feul Rail.
Il 1998 segna per la Siemens la realizzazione di un’ importante joint-venture con un partner coreano creando la Kemsco. Kemsco è una joint-venture al 50% tra Siemens e Daewoo, casa automobilistica coreana, per la produzione in Corea di elettroiniettori Deka I da fornire al mercato asiatico.
Alla fine del 1998 viene deciso di spostare le attività di sviluppo del sistema idraulico per applicazioni HPDI da Newport News a Pisa, dato che i maggiori clienti di riferimento sono in Europa. A seguito di questo, nell’aprile del 1999 viene creato il primo gruppo di sviluppo prodotto HPDI che si insedia nella nuova sede di Faglia 2.
Nel Maggio del 1999 lo stabilimento di Pisa ottiene la certificazione ambientale secondo le normative ISO 14000.
Lo stesso anno si assiste a lavori di ampliamento della sede di Fauglia con lo scopo di realizzare una Clean Room dove produrre un nuovo tipo di elettroiniettore “top feed” denominato Deka IV che si differenzia dal Deka I per un packaging ridotto.
Nell’arco dell’anno 2001 l’azienda vede cambiare la propria ragione sociale ben due volte in pochi mesi, passando in marzo da Siemens s.p.a a Siemens Automotive s.p.a. e, successivamente in ottobre, assumendo l’attuale denominazione di Siemens VDO Automotive s.p.a.
Oggi il Gruppo Siemens è una multinazionale che riveste un ruolo da protagonista in diversi settori di produzione e di servizi. Siemens è presente con sedi, unità produttive, di ricerca e di assistenza, in oltre 196 Paesi, con circa 420.000 dipendenti. Gli ambiti di cui si occupa sono molteplici. Il gruppo si inserisce attivamente nel settore dell’energia, dell’informatica, delle telecomunicazioni, dei trasporti, delle apparecchiature mediche, dell’illuminazione e dell’automazione e controllo.
Per quanto concerne il Gruppo Siemens in Italia, con un fatturato di 3465 milioni di Euro e circa 10.000 dipendenti, rappresenta una delle più importanti realtà multinazionali operanti nel nostro Paese.
La sede di Fauglia (fig 1.1) con la sede di S. Piero conta oltre 750 dipendenti tra impiegati e operai.
Fig. 1.1: Sede di Fauglia
Oggi i principali clienti della Siemens di Pisa sono le aziende automobilistiche tedesche come Mercedes, Audi/Volkswagen/Skoda, BMW, Opel; a questi si affiancano numerosi altri clienti a livello mondiale come Ford, Chrysler, Volvo, Renault, PSA, Rover, Daewoo e Kia.
1.2 L’organizzazione aziendale
L’organizzazione di un’azienda come la Siemens è molto complessa ed in continua evoluzione.
Le aree di competenza del Gruppo Siemens in maniera approssimativa possono essere così suddivise:
Information and Communications (telefonia fissa e mobile, soluzioni e
servizi IT);
Automation and Control (automazione per l’industria);
Power (produzione, trasmissione e distribuzione dell’energia); Transportation (sistemi di trasporto su rotaia e settore automotive); Medical (apparecchiature per diagnostica e terapia);
Lighting (illuminazione).
Tutti i settori interagiscono in modo coordinato e sinergico con un costante scambio di informazioni e di competenze, al fine di soddisfare le richieste del mercato.
Il settore dei trasporti è a sua volta suddiviso in due aree di competenza:
Transportation System (settore ferroviario); Siemens VDO Automotive (settore automotive).
Il settore automotive si occupa della fornitura di componenti elettroniche e meccaniche per l’automobile. Questa area di business è a sua volta suddivisa nelle seguenti unità (business unit):
Chassis & Carbody (sensori, sistemi di controllo elettronico);
Interior & Infotainment (sistemi multimediali e navigatori satellitari); Powertrain (sistemi di gestione elettronica del motore, tecnologia di
iniezione, sensori e attuatori);
Service & Special Solutions (veicoli commerciali, sostituzione
componenti, sistemi elettronici per scopi particolari). Quindi il settore Powertrain è ripartito in sei divisioni:
− Gasoline System (sistemi a benzina); − Diesel System (sistemi a gasolio); − Air Fuel Modules;
− Engine Actuators & Emission Management; − Fuel Supply System;
− Sensors; − Test Centers.
Gli stabilimenti di S. Piero a Grado e Torretta Vecchia (Fauglia) di Siemens VDO Automotive (denominati anche Pisa Plant) fanno parte della divisione Gasoline
System dell’unità di business Powertrain. Questi due stabilimenti, situati entrambi
nella provincia di Pisa e distanti fra loro circa 20 km.(fig. 1.2), si occupano della produzione di sistemi di alimentazione a bassa ed alta pressione che rappresentano le due aree produttive (focus factory), rispettivamente contraddistinte dalle sigle FC (Fuel Component) e DI (Direct Injection).
Fig. 1.2: Collocazione delle sedi
L’area produttiva FC si occupa dello sviluppo e della produzione di iniettori e fuel
rails per sistemi a bassa pressione a benzina MPI (Multi Port Injection) mentre,
iniezione diretta ad alta pressione per sistemi HPDI (High Pressure Direct
Injection).
Entrambe le sedi di S.Piero a Grado e Fauglia fanno parte dell’azienda Siemens VDO Automotive s.p.a. (SV) facente parte del gruppo Siemens AG, ossia tecnica dell’auto; le aziende Automotive si occupano di fornire i componenti all’industria automobilistica, in particolare Siemens rifornisce le imprese automobilistiche di iniettori o di sistemi di iniezione.
Il settore SV si suddivide in più rami d’affari , tra cui il PT (Power Train) che riguarda tutta la parte della trasmissione di potenza e del motore.
Questa divisione si ramifica ancora in altre sottodivisioni tra cui quella denominata PT GS, dove GS sta per Gasoline System, cioè sistema funzionante a benzina. L’ PT GS si ramifica ancora in:
Fig. 1.3: Organigramma SV P GS
La produzione negli stabilimenti di Pisa è rivolta alla realizzazione di sistemi di alimentazione a bassa ed alta pressione (rispettivamente contrassegnati con le sigle
FC e DI). La Divisione è completata da altri due segmenti che sono il Port Injector e una Qualità Centrale a cui fanno capo i reparti qualitativi dei due segmenti FC e DI.
La marcata presenza dei due segmenti FC e DI all’interno del Plant di Pisa è sottolineata dai due Focused Factories ovvero strutture produttive speculari ma con l’attenzione rivolta a segmenti diversi (FC e DI) e ben distinti tra loro.
Nel Focus Factory FC si contano tre diverse linee di prodotto denominate Componenti (si produce parte della componentistica destinata all’assemblaggio dell’elettroiniettore sia FC che DI), iniettori Deka (le attuali linee di prodotto si dividono in tre grandi famiglie : I, II, IV e VII) e collettori di alimentazione carburante bassa pressione di seguito denominati Fuel Rail (in questo caso viene eseguito il solo assemblaggio del rail con l’iniettore).
Per il segmento DI invece si distinguono attività di produzione relative all’iniettore a solenoide DIXL e al Fuel Rail alta pressione.
Gli stabilimenti sono organizzati per gruppi prodotto: Iniettori Deka, Fuel Rail, HPDI System, HPDI Injectors. All’interno dei gruppi prodotto è presente sia la progettazione che la produzione, eccetto che per il gruppo prodotto HPDI System. La Direzione di Stabilimento gestisce ed è responsabile dei reparti Iniettori Deka, Fuel Rails, Componenti, Servizi di Stabilimento e Personale.
Il presente lavoro di tesi è stato sviluppato in uno dei reparti FC a Pisa denominato Production Product Engineering (PP).
Fig. 1.4: Suddivisione Fuel Components
Il reparto Production Product Engineering di cui si tratta nella tesi possiede un ramo denominato Product Development (PD) dove si trova l’Application Engineering.
A sua volta il gruppo Application Engineering, che fa parte del gruppo GS FC PP PD, è così suddiviso:
1.3 I prodotti della Siemens S.P.A.
La Siemens S.P.A. produce e sviluppa sistemi e componenti che vengono applicati nei sistemi di alimentazione benzina di motori per automobili di tipo MPI (multi port injection) e DI (direct injection ).
In particolare i prodotti sono: • Iniettori Deka
• Fuel rail per motori MPI • Fuel rail per motori DI • Fuel system per motori DI • Iniettori per sistemi DI
Il parco prodotti risulta essere quindi estremamente vario in ragione del fatto che si devono soddisfare le esigenze di numerose case di costruzione automobilistiche, fornendo loro o i singoli iniettori che verranno poi in seguito e a parte installati nel sistema di iniezione competente; oppure, in alternativa, l’intero sistema di iniettori denominato Fuel Rail, comprendente il braccio su cui i singoli iniettori sono adagiati (la fig. 1.3 mostra gli iniettori Deka ed il sistema Fuel Rail). Questo verrà poi montato nella zona della testata del motore in corrispondenza del cilindro di competenza del singolo iniettore, e così pure un regolatore di pressione che serve a compensare gli squilibri di ossigeno che una variazione di quota altimetrica può comportare nel sistema.
Il Sistema Fuel Rail prevede generalmente il montaggio di un numero di iniettori variabile tra quattro e sei in base al numero di cilindri della vettura su cui esso verrà applicato.
Fig 1.6: Serie di iniettori Deka e Fuel Rail.
Fig. 1.7: Iniettore DI e Feul Rail DI
