D
IPARTIMENTO DII
NGEGNERIA DELL’E
NERGIA,
DEIS
ISTEMI,
DELT
ERRITORIO E DELLEC
OSTRUZIONIRELAZIONE PER IL CONSEGUIMENTO DELLA LAUREA MAGISTRALE IN INGEGNERIA GESTIONALE
Analisi e Applicazione di Azioni Migliorative ad una
Linea di Compressori in Ottica Lean
RELATORI IL CANDIDATO
Prof. Ing. Gino Dini Giulia Ginepro
Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale, Università di Pisa
Ing. Edoardo Consigli
Responsabile Programmazione e Logistica presso Termomeccanica Compressori S.p.A
Sessione di Laurea del 22/07/2014 Anno Accademico 2013/2014 Consultazione NON consentita
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SOMMARIO
Questo elaborato di tesi è frutto del lavoro svolto dal candidato durante lo stage presso Termomeccanica Compressori S.p.A. svolto nel periodo Novembre 2013 – Maggio 2014. L’obiettivo del tirocinio è stato in primis quello di analizzare il processo di produzione allo stato corrente al fine di identificare problematiche e inefficienze della linea (produzione in serie di compressori) e successivamente di progettare un’azione migliorativa, il tutto in linea con i principi e le metodologie proprie della Lean Production.
L’analisi dello stato corrente ha portato all’identificazione di potenziali ambiti di miglioramento che potrebbero portare l’azienda ad incrementare l’efficienza della produzione. Tra gli ambiti di intervento potenzialmente percorribili, il lavoro è stato focalizzato su una problematica specifica e cioè quella della riduzione dei tempi di attrezzaggio delle macchine , con lo scopo di incrementare la flessibilità della linea relativamente ai cambi di produzione. A tal riguardo è stata studiata una soluzione progettuale nel campo delle attrezzature per il caricamento delle macchine che ha visto l’eliminazione di una serie di operazioni di montaggio svolte in sede di attrezzaggio del robot addetto alle operazioni di pick and place.
ABSTRACT
This thesis comes from the candidate’s internship at Termomeccanica Compressori S.p.A., from November 2013 to May 2014. The target of the internship was firstly to perform an “as is” analysis of the production system (compressors production line) in order to identify production issues and inefficiencies, and secondly to project an improving action, all in a perspective of approach based on the principles and the methodologies of Lean Production. The analysis of the current state has taken to the identification of potential scopes of improvements that could conduce to increase production efficiency. Between the areas of intervention potentially viable , the work has been focused on a specific issue : the reduction of the set up times of machine tools, with the aim of increasing the line flexibility relating to the changes in production.
At this proposal, has been studied a project solution in the field of the pick and place operations done by the robot that loads the machines. The solution proposed regards the elimination of a set of assembly operations that are carried out during the robot tooling.
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Sommario
1.PRESENTAZIONE DELL’AZIENDA E DEL LAVORO DI TESI ... 5
1.1 TERMOMECCANICA S.p.A. ... 5
1.1.1 BREVI CENNI STORICI SULL’AZIENDA ... 6
1.1.2 AMBITO DI SVILUPPO DEL LAVORO DI TESI ... 7
1.2 TERMOMECCANICA COMPRESSORI E LA LEAN PRODUCTION ... 8
2. LA LEAN PRODUCTION : CONCETTI INTRODUTTIVI ... 11
2.1 IL LEAN THINKING ... 11
2.2 LA LEAN PRODUCTION ... 12
2.3 STRUMENTI DELLA LEAN PRODUCTION ... 17
2.3.1 LA CASA DEL TPS ... 17
2.3.2 IL JIDOKA ... 17
2.3.3 IL JUST IN TIME (JIT) ... 18
2.3.4 LA VALUE STREAM MAP... 19
2.3.5 5 S... 20
2.3.6 KANBAN ... 21
2.3.7 TOTAL PRODUCTIVE MAINTENANCE (TPM) ... 22
2.3.8 SMED ... 22
2.4 RELAZIONE TRA STRATEGIE E STRUMENTI DELLA LEAN PRODUCTION ... 23
2.3 OBIETTIVI E ORGANIZZAZIONE DEL LAVORO DI TESI ... 24
3.MAPPATURA DEL VALORE ALLO STATO CORRENTE ... 27
3.1 OBIETTIVI DELLA MAPPATURA DELLO STATO AS IS ... 27
3.2 I COMPRESSORI TM.C. E I MODELLI OGGETTO DI MAPPATURA ... 28
3.2.1 I COMPRESSORI A VITE E IL PORTAFOGLIO PRODOTTI TM.C ... 28
3.3 PROCESSO PRODUTTIVO E PROGRAMMAZIONE DELLA PRODUZIONE ... 33
3.3.1 PROCESSO PRODUTTIVO DEI COMPRESSORI A VITE ... 33
3.3.2 PROGRAMMAZIONE DELLA PRODUZIONE ... 37
3.4 INTRODUZIONE SUL VALUE STREAM MAPPING ... 38
3.5 METODOLOGIA PER COSTRUIRE LE MAPPE DEL VALORE (VSM) ... 40
3.6 CREAZIONE DELLE VSM_CURRENT STATE ... 41
3.6.1 ANALISI DI PARETO ... 41
3.6.2 CREAZIONE DELLE FAMIGLIE DI CODICI PER SOMIGLIANZA TECNOLOGICA ... 42
3.6.3 DEFINIZIONE DEI CODICI DI FORNITURA DA CONSIDERARE NEL FLUSSO ... 44
3.6.4 RACCOLTA DATI PER LA CREAZIONE DELLE VALUE STREAM MAPS ... 44
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4. ANALISI CRITICA DELLO STATO CORRENTE E SCELTA AREA DI INTERVENTO ... 62
4.1 INTRODUZIONE ... 62
4.2 INDIVIDUAZIONE PROBLEMATICHE E POTENZIALI AREE DI MIGLIORAMENTO ... 62
4.2.1 ANALISI QUANTITÀ A SCORTA E VALORE IMMOBILIZZATO ... 68
4.2.2 ANALISI CRITICITA’ DEL FLUSSO DI MATERIALE LUNGO LA CATENA DI FORNITURA... 72
4.2.3 ANALISI PARAMETRI POSTAZIONI DI LAVORO (FLUSSO INTERNO ALLO STABILIMENTO) ... 75
4.2.4 ANALISI VALORI DELLA TIMELINE... 78
4.2.5 CONSIDERAZIONI FINALI RIASSUNTIVE SULL’ ANALISI SVOLTA ... 82
4.3 SCELTA DELL’AREA PRODUTTIVA SULLA QUALE INTERVENIRE ... 84
5. INTERVENTO S.M.E.D. SULLA LINEA ROTORI ... 85
5.1 OBIETTIVI DELL’INTERVENTO ... 85
5.2 ACCENNO TEORICO ALLA TECNICA SMED ... 85
5.3 CAMPO DI APPLICAZIONE E VINCOLI DELL’ANALISI ... 88
5.4.1 ACCENNO SULLA LAVORAZIONE DI RETTIFICA ... 89
5.4.2 RETTIFICATRICE TACCHELLA CNC ... 91
5.4.3 RETTIFICATRICE SAMPUTENSILI CN ... 95
5.5 SVILUPPO DELLA TECNICA S.M.E.D SULLE POSTAZIONI DI RETTIFICA ... 98
5.5.1 ANALISI “AS IS” DEL PROCESSO DI ATTREZZAGGIO DI TACCHELLA E SAMPUTENSILI ... 100
5.5.2 CONVERSIONE OVE POSSIBILE DI ‘IED’ (attività interne) IN ‘OED’ (attività esterne) ... 135
5.5.3 RIDUZIONE/OTTIMIZZAZIONE IED : ANALISI POTENZIALI MIGLIORAMENTI E SCELTA DELL’AZIONE DA IMPLEMENTARE ... 139
5.5.4 SCELTA AZIONE MIGLIORATIVA DA PROGETTARE ... 146
5.6 STUDIO DI UN’AZIONE MIGLIORATIVA : STANDARDIZZAZIONE FUNZIONALE DEI COMPONENTI DEL GRIPPER MECCANICO DEL ROBOT EWAB... 147
5.6.1 PECULIARITA’ DEI COMPONENTI ATTUALI DEL GRIPPER ... 147
5.6.2 INDIVIDUAZIONE DI UNA SOLUZIONE OTTIMIZZANTE ... 155
5.6.3 DIMENSIONAMENTO E RAPPRESENTAZIONE DELLA SOLUZIONE INDIVIDUATA ... 158
5.7 VINCOLI ALL’IMPLEMENTAZIONE E CAMPO DI APPLICAZIONE DELLA SOLUZIONE ... 174
5.8 CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE SULL’AZIONE SMED EFFETTUATA ... 176
6. CONCLUSIONI E SVILUPPI FUTURI ... 178
INDICE DELLE FIGURE ... 184
INDICE DELLE TABELLE ... 186
BIBLIOGRAFIA ... 187
TESI
1.1 TERMOMECCANICA S.p.A.
Termomeccanica S.p.A. è un'azienda del settore industriale metalmeccanico con sede alla Spezia ed è tra i leader mondiali nella produzione di grandi pompe industriali e nell’impiantistica ecologica.
Termomeccanica S.p.A. è la holding del gruppo ed opera in Italia e all’estero attraverso le seguenti Società, specializzate nei rispettivi mercati di riferimento:
TM.E. Spa - Termomeccanica Ecologia
TM.P. Spa - Termomeccanica Pompe
TM.C. Spa - Termomeccanica Compressori
TM.E. Spa - Termomeccanica Ecologia si occupa della progettazione e costruzione di opere di ingegneria ambientale ed industriale per la produzione di energia (da rifiuti solidi urbani e da fonti rinnovabili quali biomasse, biogas, eolico e solare) e per il trattamento tecnologico delle acque ad uso civile ed industriale (potabilizzazione, dissalazione e depurazione).
TM.P. Spa - Termomeccanica Pompe sviluppa e commercializza pompe centrifughe “ingegnerizzate” nei settori della produzione di energia, della dissalazione, della movimentazione delle acque, dell’oil&gas e dell’industria pesante.
TM.C. Spa - Termomeccanica Compressori si occupa di Produzione di compressori a vite per aria e per gas, lubrificati ed a secco.
Termomeccanica ha inoltre sedi operative distribuite sul territorio nazionale (Milano, Napoli, Roma, Taranto) e nel mondo ( Arabia Saudita, Romania, Emirati Arabi Uniti, Cina e Libia.
Di seguito è presente in Fig. 1.1 l’organigramma che mostra la struttura organizzativa delle Società del Gruppo.
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Figura 1. 1 Struttura organizzativa di Termomeccanica S.p.A
1.1.1 BREVI CENNI STORICI SULL’AZIENDA
Termomeccanica nasce nel 1912 a La Spezia. In questo contesto l’Arsenale della Spezia si distingue come stabilimento di altissimo spessore tecnologico, intorno a cui ruota una filiera di aziende di primo livello, fra cui Termomeccanica. L’azienda realizza pompe e macchinari di bordo per le navi e si afferma, negli anni del Primo Conflitto Mondiale e fino alla crisi del ’29, con capitale solo privato, grazie a importanti commesse della Marina Militare e dei grandi cantieri e armatori. In questi primi venti anni fornisce pompe e compressori per numerose unità militari.
Nel 1934, a causa di difficoltà finanziarie dovute dalla crisi economica, entra nell’IRI, divenendo una società a capitale pubblico.
Nel 1940 Termomeccanica istituisce una propria Scuola Aziendale, creando un legame forte con il territorio in cui ha sede e sistematizzando la trasmissione della conoscenza alle nuove generazioni.
Termomeccanica, pur danneggiata nel 1945, riprende a pieno ritmo la propria attività negli anni del dopoguerra.
Entra nel 1949 in Finmeccanica, e investe e amplia la propria offerta produttiva negli anni a seguire: progetta e realizza infatti un’ampia gamma di pompe e compressori, per il trattamento delle acque per qualsiasi utilizzo, anche per l’alimentazione delle centrali
7 idroelettriche, per usi industriali e per impianti di potabilizzazione. Si rafforza in questi anni il know how nella progettazione e realizzazione di grandi impianti che è alla base della leadership di oggi.
Negli anni ‘70 comincia a svilupparsi l’impiantistica ambientale: Termomeccanica opera in settori sempre più ampi del trattamento delle acque e dei fluidi, oltre che nella dissalazione e nella depurazione delle acque reflue.
Gli anni dal 1992 al 1995 sono i più difficili nella storia di Termomeccanica. Inserita all’interno di EFIM, la più debole delle partecipazioni statali, viene messa in liquidazione con essa nel 1992.
Nel gennaio 1995 si concretizza la soluzione: Termomeccanica viene acquisita da una cordata composta da partner industriali e da una pluralità di investitori, interni o esterni all’azienda: società costituite dai dirigenti e dai dipendenti, dai fornitori, dagli industriali e dagli artigiani di La Spezia, il Comune stesso e le banche Cariplo (oggi Gruppo IntesaSanPaolo) e Carispe (oggi Carispezia, gruppo Credit Agricole).
In linea con la globalizzazione, le quattro aziende nate nel 1995 (TM S.p.A., TM.P. S.p.A., TM.C. S.p.A. e TM.E. S.p.A.) espandono sempre più i loro mercati all'estero, a discapito dello stagnante mercato italiano.
Nei primi anni del XXI secolo nascono: TM.P. Romania, studio di progettazione e produzione con sede a Bucarest, TM. Saudia (Dubai) e TM.C. Shangai.
1.1.2 AMBITO DI SVILUPPO DEL LAVORO DI TESI
Il lavoro di tesi presentato è stato svolto presso Termomeccanica Compressori S.p.A
(TM.C), la più piccola delle Società della holding che hanno sede a La Spezia.
TM.C. come business principale, produce compressori a vite (di cui si ha una raffigurazione di esempio in Fig. 1.2) , i quali sono rivenduti ad aziende appartenenti a diversi settori, tra cui spiccano quello dell’ Oil&Gas e dei Trasporti. Il business frutta all’azienda un fatturato annuo medio di circa 6,2 milioni di euro per un volume di vendita che si aggira intorno alle 10.000 unità.
TM.C. , da qualche anno a questa parte, ha inserito nel proprio portafoglio prodotti anche Package industriali (di cui si ha un esempio raffigurato Fig. 1.3) , i quali prevedono i modelli di compressore prodotti da TM.C. innestati in un impianto completo e adattato
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alle esigenze del cliente e del campo di applicazione previsto. Mentre i compressori a vite sono prodotti in serie, seguendo un approccio produttivo in linea e basato su una logica di programmazione per lotti, i Package rappresentano un prodotto di natura customizzata , che segue una produzione su commessa e che prevede attività di progettazione impiantistica proprie degli altri settori aziendali.
Figura 1. 2 Raffigurazione di un Compressore a Vite
Figura 1. 3Raffigurazione di un Package industriale
1.2
TERMOMECCANICA
COMPRESSORI
E
LA
LEAN
PRODUCTION
Termomeccanica Compressori, come tutte le aziende oggigiorno, ha la necessità di difendersi da un mercato turbolento, in cui si hanno sempre meno certezze a livello di domanda di mercato, qualunque sia il settore di appartenenza. In aggiunta alla differenziazione dei prodotti ed alla continua ricerca dell’innovazione, un’azienda deve, per necessità, gestire gli aspetti produttivi con la massima efficienza per evitare ogni tipo e forma di spreco. Questa infatti appare essere al giorno d’oggi la “ricetta ideale” per
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avere successo sul mercato ed il trade-off sempre esistito tra esigenze commerciali e esigenze produttive assume in questo panorama un’importanza decisiva.
Alla luce di questo TM.C si trova oggi nel momento in cui vuole avvicinarsi alla filosofia della Lean Production, che , come già dice la parola, enfatizza una produzione “snella”, privata degli sprechi e di tutto ciò che non concorre alla creazione di valore che , nella terminologia lean , significa ciò per cui il cliente è disposto a pagare.
TM.C. ha avuto negli ultimi anni ed ha ancora la necessità di diminuire l’ammontare di prodotti a giacenza , che, come risaputo, costituiscono una fonte di costo molto elevata e è spesso dovuto ad una gestione della produzione basata su logiche “vecchie” e che guardano più ad una riduzione dei costi sul momento più che ad un ottimizzazione globale e di lungo periodo dell’efficienza produttiva.
In conseguenza dell’abbassamento del livello di scorte si evidenziano le inefficienze di produzione , anche quelle giudicate apparentemente minori; questo perché le scorte, oltre a raggirare il problema della variabilità della domanda del mercato, nascondono inefficienze e problematiche, come per esempio quelle dovute ad una cattiva gestione delle macchine, della manodopera etc… . Se tali problemi vengono “scoperti” possono iniziare a divenire rilevanti e ostacolare il processo di miglioramento dell’efficienza aziendale.
In Fig. 1.4 è presente una vignetta esplicativa del concetto: il livello di scorte è paragonabile al livello della marea sulla quale naviga la barca (che sarebbe appunto l’azienda); quando il livello della marea è alto la barca non ha problemi di navigazione in quanto gli scogli (che rappresentano le inefficienze) sono al di sotto di tale livello; quando invece il livello si abbassa , affiorano gli scogli e la barca si potrebbe incagliare.
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L’obiettivo dell’azienda attualmente è quello di perseguire la strada della riduzione delle scorte , mantenendo l’efficacia a livello di tempi di consegna e inalterata la qualità dei prodotti.
Il lavoro di tesi presentato rappresenta quindi per l’azienda un’opportunità per iniziare a concretizzare i suoi obiettivi e trasformarli in qualcosa di tangibile e raggiungibile, a prescindere dall’estensione del risultato. La filosofia lean si fonda infatti su miglioramenti piccoli e sviluppati in modo incrementale e questo lavoro di tesi ne è l’esempio.
Nel successivo Capitolo si farà una breve introduzione dei concetti e degli strumenti propri della Lean production e si presenteranno gli obiettivi e la struttura del presente lavoro di tesi.
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2. LA LEAN PRODUCTION : CONCETTI INTRODUTTIVI
2.1 IL LEAN THINKING
Il Lean Thinking (Pensare Snello) è una filosofia , un orientamento di gestione , un modo di pensare, nato negli anni ’50 in Giappone e che più precisamente ha avuto origine dall’intuizione e dall’esperienza dall’ ingegnere Taiichi Ohno , il quale lavorava nella nota azienda automobilistica giapponese Toyota. Taiichi Ohno, grazie all’implementazione del cosidetto TPS (Toyota Production System) , si avvale del primato di aver per primo sviluppato un modo di gestire scientifico basato sul raggiungimento della massima efficienza operativa, sull’eliminazione degli sprechi e sull’ enfatizzazione di ciò che crea valore per il cliente.
Oggi tale filosofia è universalmente applicata in settori e ambiti assolutamente diversi tra loro e abbraccia le più svariate aree aziendali.
Il lean thinking è in generale appunto una filosofia ed è dunque riduttivo confinarlo entro l’ambito della produzione.
Un’azienda che applica il lean thinking nella sua totalità lo implementa su tre fronti (Fig. 2.1):
il fronte del management (lean management): pensiero lean applicato ai processi direzionali , alle politiche e alle strategie;
il fronte dell’innovazione di prodotto;
il fronte dei processi (lean production) : il pensiero lean è applicato ai processi operativi, primo tra tutti il processo produttivo.
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Figura 2. 1Fattori che portano un'azienda ad essere lean nella sua totalità
Ciò che è alla base del pensiero lean e che fa comune denominatore è l’attenzione alla creazione del valore e all’eliminazione di tutto ciò che non è necessario ai fini della sua creazione.
2.2 LA LEAN PRODUCTION
I principi base della lean production sono cinque e sono i seguenti:
1.
VALORE : produrre il che il cliente è disposto a pagare : le attività che creano valore sono quelle che aggiungono al prodotto caratteristiche e requisiti che soddisfano i bisogni e le esigenze del cliente finale; le aziende che vogliono rivedere la loro organizzazione in un’ottica Lean devono pertanto partire dalla ridefinizione di ciò che il cliente percepisce come valore.2.
VALUE STREAM : tracciare il flusso del valore : una volta che è stato identificatocosa è il valore, l’azienda deve concentrarsi sul processo che lo crea.
3. FLOW : creare un flusso tirato : il flusso della attività / processi che creano valore
non deve essere discontinuo, strozzato, o interrotto.
4. PULL : far tirare la produzione dal cliente; questo principio esprime la capacità dell’azienda di realizzare esattamente ciò che vuole il consumatore, nelle giuste quantità e nei giusti tempi. La produzione “tirata” dal cliente deve sostituire quella
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“spinta” dall’azienda, che impone la sua offerta sul mercato senza incontrare le effettive necessità del cliente.
5. PERFECTION : tendere alla perfezione adottando una filosofia di continuo miglioramento ; l’azienda deve intraprendere un percorso fatto di piccoli passi
verso il miglioramento continuo (“kaizen”).
La lean production è l’attuazione del pensiero lean avente focus sui processi operativi che portano alla realizzazione e commercializzazione del prodotto.
Gli sprechi aziendali sono classificati in sette tipologie e sono denominati muda, termine giapponese che significa letteralmente “spreco” e che indica tutto ciò per cui il cliente non è disposto a pagare.
Di seguito sono elencate e brevemente spiegate le sette tipologie di spreco:
1. SOVRAPRODUZIONE
: realizzare beni o servizi non richiesti, anticipati o nonnecessari in un determinato momento. La sovrapproduzione è considerata come il peggiore degli sprechi perché rende difficile l’applicazione di un flusso scorrevole e incide negativamente sugli indici di produttività e di qualità delle organizzazioni. Inoltre, si traduce spesso in eccessivi tempi di attraversamento e d’immagazzinamento dei beni e servizi. In pratica, ogni fase è dissociata da quella seguente e “spinge in avanti” il proprio prodotto indipendentemente dal carico e/o dalla richiesta della fase seguente. (I sistema che operano seguendo tale logica sono detti appunto “Push”);
2. ATTESE :
lo spreco in questa categoria è sinonimo di utilizzo inefficace e inefficiente della risorsa “tempo” con conseguente rallentamento del flusso delle persone e delle merci. In una configurazione ottimale, il tempo di attesa delle persone deve essere utilizzato per le attività di addestramento o formazione, manutenzione e si devono evitare le lavorazioni non necessarie che portano alla sovraproduzione.3. TRASPORTI :
lo spreco in questa categoria è legato non solo alla risorsa tempo in modo assoluto (nel caso estremo, ogni trasporto può essere considerato come spreco) ma anche in modo relativo giacché una movimentazione eccessiva comporta il rischio14
di danni e peggioramenti con conseguenti sprechi di tempo e risorse per implementare le dovute azioni correttive.
4. MOVIMENTAZIONI :
si fa riferimento all’ergonomia della postura e del movimento. Le interazioni tra individui e postazioni devono essere studiate in modo da migliorare la soddisfazione dell’utente e l’insieme delle prestazioni del sistema nel suo insieme. I movimenti inutili se non rimossi possono, in effetti, incidere sulle prestazioni degli individui e di conseguenza sulla produttività dell’organizzazione e la qualità dei beni e servizi.5. PROCESSI ECCESSIVI (in inglese “overprocessing”)
: lo spreco avviene ogni volta che si preferisce a processi semplici ed efficienti, soluzioni complesse e di difficile implementazione che trasformano il prodotto ma non generano valore per il cliente finale. In generale, la maggiore complessità si traduce in poca flessibilità, ottimizzazione locale, assenza di comunicazione.6. SCORTE :
Mantenere un alto livello di stock (lavori in corso, merci acquistate, prodotti finiti) incide sui costi di gestione delle scorte, sul tempo di attraversamento dei beni, sugli spazi occupati ed infine sulla competitività globale dell’impresa (immobilizzazione di capitali, rischio di obsolescenza e stagnazione delle scorte).7. DIFETTI :
hanno un impatto non trascurabile sui costi diretti e comportano azioni come scarti o rilavorazioni. Sono tuttavia da considerare come opportunità di miglioramento del processo produttivo.Banalmente si può affermare che un cliente non paga una somma per il prodotto perché questo è stato prodotto prima del tempo o è rimasto in giacenza , se è stato trasportato da un posto ad un altro o se il processo per produrlo è stato più complesso di quello che potenzialmente poteva essere; il cliente paga per i requisiti e le peculiarità del prodotto, le quali dovrebbero tradurre le sue esigenze.
Dunque, visto che nessuno degli sprechi può essere ricompensato, questi rappresentano solo e semplicemente costi da ridurre.
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Inoltre è chiaro che gli sprechi possono essere uno causa dell’altro e dunque abbassandone uno si può provocare un effetto di miglioramento a catena.
Di seguito è presente un semplice grafico nel quale si possono evidenziare indicativamente delle relazioni di causalità tra alcuni degli sprechi. In ogni caso ogni situazione analizzata è a se stante e tali relazioni possono essere oltremodo diverse e altrettanto complesse.
Figura 2. 2Esempio di possibili relazioni causali tra i MUDA
Dal momento che tutti gli sprechi sono da evitare o quantomeno ridurre al minimo , lo stesso vale per le attività che ne sono la causa e che sono ad essi associate.
Anche le attività svolte in azienda sono dunque classificabili in ottica lean come segue (Fig. 2.2).
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Le attività a non valore sono quelle “colpevoli” di essere fonti di spreco; tra le attività a non valore alcune però sono necessarie e dunque non evitabili ; tali attività devono essere però in ogni caso oggetto di ottimizzazione e , se possibile , riduzione.
Esistono fondamentalmente quattro strategie con cui la lean production viene implementata a livello operativo:
1. Livellare la produzione sulla domanda del cliente : la prima fondamentale strategia che un’azienda dovrebbe mettere in atto per ridurre gli sprechi è quella di produrre seguendo il ritmo dettato dalla domanda del mercato, senza produrre più del necessario e senza quindi creare un livello di scorta maggiore di quello realmente necessario.
2. Sincronizzare la produzione internamente : questa strategia esprime il concetto di bilanciamento delle fasi produttive. In altre parole ogni fase del processo di produzione dovrebbe idealmente essere bilanciato e cioè richiedere un tempo , se non uguale, simile. In questo modo si evitano tempi di attesa del materiale lungo il flusso evitando strozzature e colli di bottiglia.
3. Creare un flusso teso : tale strategia richiede di far sì che il flusso di materiali attraverso le fasi di processi che aggiungono valore sia continuo , non interrotto da attese per tempi morti provocati da molteplici fattori, quali giacenze interoperazionali, distanze eccessive , parti difettose che bloccano le linee, tempi di set up etc … .
4. Creare un sistema “pull” : un sistema pull è appunto un sistema che è tirato dalla richiesta del cliente a valle. Ciò significa che ogni stazione del processo deve produrre solo ciò che viene richiesto a valle e non ciò che invece viene programmato a monte (tale concetto è racchiuso nel principio del Just in Time , che verrà spiegato più avanti all’interno del Capitolo).
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2.3 STRUMENTI DELLA LEAN PRODUCTION
2.3.1 LA CASA DEL TPS
La filosofia lean come già accennato ha le sue origini nel Toyota Production System, che viene spesso descritto con l’immagine di una casa (Fig. 2.4) , retta da due pilastri: il Just in
Time e il Jidoka e alle cui basi vi sono gli strumenti operativi necessari per implementare la
lean production nella pratica della gestione aziendale.
Figura 2. 4 La casa del TPS
Di seguito verranno spiegati brevemente i “pilastri” della Casa e alcuni degli strumenti più importanti.
2.3.2 IL JIDOKA
Il concetto fondamentale che viene espresso dal Jidoka è che la qualità deve essere costruita nel processo, affinché l’output sia qualità al 100%.
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l’impianto o la macchina devono fermarsi quando la qualità non è più assicurata: introduzione del concetto di stop della macchina;
l’intervento umano sulla macchina o sull’impianto non deve alterare in nessun modo la qualità dell’output.
Tali condizioni possono essere garantite se vi è l’immissione, nel sistema produttivo, di grandi “dosi di intelligenza”, che consentono di ottenere macchine “intelligenti”. Tale iniezione avviene mediante un intervento attivo da parte dell’operatore, che viene posto pertanto al centro del processo, quale garante del risultato finale, e investito di grandi responsabilità operative.
In questo modo è possibile realizzare l’obiettivo finale del Jidoka, ovvero lo sblocco del legame rigido uomo-macchina e il passaggio da un concetto di automazione ad uno di autonomazione.
2.3.3 IL JUST IN TIME (JIT)
Il Just in Time è l’insieme degli accorgimenti e di tecniche che consentono al sistema produttivo di pulsare come pulsa il mercato e, nello stesso tempo, di ottenere il minimo livello di sprechi e una time line sempre più breve.
Esso si compone di tre fattori fondamentali:
SISTEMA PULL: attraverso tale sistema l’avanzamento del flusso produttivo è
guidato dai clienti e non dall’Ufficio Programmazione. Questo significa che nessuno, a monte, dovrebbe produrre beni o servizi fino al momento in cui il cliente a valle (interno o esterno) non li richiede. Con questa logica, la produzione non potrà essere realizzata seguendo dei piani, ma monitorando i consumi dei clienti.
Quest’ultimi prelevano dallo stock (supermarket) solo ciò che gli occorre, in un qualsiasi istante, mentre il fornitore rifornisce lo stock unicamente perché ha notato un segnale di svuotamento.
SISTEMA ONE PIECE FLOW: è il modo di organizzare la produzione mediante
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modo, i singoli pezzi passano da una fase produttiva all’altra senza accumuli tra le macchine, contribuendo
alla riduzione della Time Line (il materiale attraversa i reparti nel modo più rapido),
all’ottenimento della massima flessibilità,
all’abbattimento in misura importante delle scorte intermedie (Work in Process - WIP),
al recupero di spazio fisico all’interno della linea, grazie all’impiego di macchinari più piccoli, che vengono avvicinati tra loro per la presenza di piccoli lotti.
Purtroppo, non sempre il sistema One Piece Flow è possibile.
In questi casi, è necessario ripiegare verso soluzioni che più si avvicinano al sistema One Piece Flow e che siano caratterizzate quindi da lotti minimi, set-up e spedizioni frequenti, macchine sincronizzate, affidabili e fisicamente vicine.
Lavorare a flusso significa migliorare su tutti questi punti: più flusso, più velocità, più qualità, meno sprechi.
TAKT TIME : viene espresso attraverso un numero e indica il tempo in cui deve
essere ottenuta un’unità di prodotto. E’ pertanto uno strumento che serve a legare la produzione ai clienti finali, uniformando il ritmo della stessa a quello delle vendite.
Caratteristiche Obiettivi
Sistema Pull Il flusso produttivo viene alimentato
dalle richieste del Cliente.
Ottimizzazione degli stock, con conseguente riduzione dei costi.
Sistema One Piece Flow
L’avanzamento del materiale avviene un pezzo alla volta, con flusso continuo.
Riduzione della Time line, massima flessibilità, riduzione del WIP, recupero spazio fisico
Takt Time La produzione viene realizzata
rispettando il Takt Time.
Far pulsare il sistema produttivo allo stesso ritmo del mercato.
Figura 2. 5Elementi del JIT
2.3.4 LA VALUE STREAM MAP
Tra le tecniche essenziali per l’applicazione del Toyota Production System, un’attenzione particolare merita il Value Stream. Esso viene definito come l’insieme di tutte le azioni a
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valore aggiunto normalmente richieste, a partire dalla materia prima, fino alla consegna al Cliente.
La Value Stream Map è la sua rappresentazione grafica e si realizza in due fasi:
seguire il prodotto nel Flusso del valore allo stato attuale, individuando ogni fase che coinvolga materiali e informazioni;
rappresentare lo stato futuro, di come si vorrebbe far fluire il valore, eliminando gli sprechi dello stato attuale.
Gli obiettivi sono molteplici:
aiutare a vedere il flusso, più che concentrarsi sul singolo processo, vedere dove è lo spreco e quali sono le cause,
fornire un linguaggio comune a tutti i livelli dell’organizzazione,
mostrare il legame tra il flusso del materiale e il flusso dell’informazione, visualizzare gli effetti dei miglioramenti pensati per implementare il flusso, costituire la base di un piano di azioni, evitando scelte tecniche casuali.
In sintesi: ottenere il flusso continuo, con il minimo spreco, il minor lead time, la migliore qualità.
2.3.5 5 S
La tecnica delle 5S è un approccio finalizzato a mettere in ordine il posto di lavoro (reparti, linee, uffici) e rappresenta il punto di partenza operativo per qualunque azienda che voglia implementare con successo il Toyota Production System.
Il nome deriva dalle iniziali di 5 parole giapponesi, che indicano le 5 fasi di implementazione di un sistema 5S:
separare: separare le cose utili, da quelle inutili ed eliminare quest’ultime;
ordinare: mettere in ordine le cose utili in modo che tutti possano utilizzarle facilmente e capire rapidamente qual è il loro posto;
pulire: mantenere il posto di lavoro pulito;
standardizzare/comunicare: standardizzare le attività del posto di lavoro e comunicare le modalità operative corrette a tutti, nel modo più semplice ed efficace;
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Obiettivo di tale sistema è quindi la definizione e la standardizzazione delle condizioni ottimali dei posti di lavoro, così da rendere ovvie tutte le anormalità rispetto agli standard definiti.
A tal fine, molteplici risultano gli strumenti a disposizione degli operatori.
2.3.6 KANBAN
Tramite il kanban (letteralmente “cartellino”) si controlla la produzione: ciò si ottiene programmando un solo punto della linea, la fase finale, e riducendo gli orizzonti temporali
dei programmi operativi che vengono consegnati alla produzione.
Si passa così dai programmi settimanali ai programmi giornalieri e oltre. In questo modo, è molto più semplice variare i programmi di produzione, in caso di necessità.
Il kanban è fisicamente un cartellino e ne esistono di tre tipi: kanban produzione
kanban riassortimento kanban fornitori
L’informazione viaggia attraverso il Kanban; è questo strumento infatti che contiene quelle informazioni che fungono da ordine di lavoro:
Cosa produrre;
Quanto produrre;
In quale quantità si deve produrre.
Il Kanban è dunque un metodo di programmazione che segue la logica Pull ed è lo strumento principe con cui si implementa il Just in Time.
Il kanban, contrapposto ai classici metodi di programmazione MRP, è un metodo semplice, che segue poche e semplici regole, come quelle riportate di seguito:
1. Non consegnare materiale difettoso al processo a valle; 2. Il prelievo viene effettuato dal cliente (processo a valle); 3. Produrre solo la quantità prelevata.
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2.3.7 TOTAL PRODUCTIVE MAINTENANCE (TPM)
Il TPM è un approccio alla manutenzione, ideato per minimizzare le fermate indesiderate degli impianti e massimizzare il loro impiego. E’ quindi una filosofia di miglioramento continuo e di lavoro in team, poiché richiede il coinvolgimento attivo e la responsabilizzazione di tutti gli operatori per garantire il corretto funzionamento dei macchinari.
Con questo approccio, si considera l’intero ciclo di vita dell’impianto, dalla sua progettazione, alla sua gestione e successiva dismissione.
L’obiettivo del TPM è quindi il raggiungimento dell’efficienza degli impianti, che viene esplicitato attraverso l’introduzione del Fattore di Efficienza Globale degli Impianti: esso deve essere elevato (maggiore del 90%), per creare le condizioni adatte ad evitare riparazioni d’urgenza e ad enfatizzare la prevenzione dei guasti.
Tale indicatore viene calcolato mettendo in relazione tra loro 2 tempi:
tempo di carico lordo, cioè tutto il tempo durante il quale l’impianto è stato impegnato per produrre i volumi richiesti;
tempo operativo utile, cioè il tempo durante il quale l’impianto ha prodotto i soli pezzi “conformi”.
I principi su cui si basa il TPM sono i seguenti:
ottenere un sistema di manutenzione affidabile, capace di impedire fermate frequenti degli impianti;
l’operatore è la persona che meglio conosce la macchina, di conseguenza è opportuno faccia parte del team di lavoro, apportando preziose informazioni e la propria esperienza;
pulizia, lubrificazione e ispezione sono elementi fondamentali per la riduzione del numero dei guasti;
mantenere il costo di manutenzione sotto controllo.
2.3.8 SMED
Lo S.M.E.D. (Single Minute Exchange of Dies) è un sistema sviluppato per ridurre drasticamente i tempi di set-up fino a portarli ad una durata esprimibile, in minuti, con numeri di una sola cifra o perlomeno abbassarli consistentemente.
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L’obiettivo finale è di consentire al sistema produttivo di produrre solo quanto effettivamente richiesto dal mercato.
Poiché tempi di set-up più ridotti sono associati a lotti di produzione di grandi dimensioni, ma in questo modo ci si allontana dal sistema One Piece Flow, si creano accumuli di WIP e si produce su programma, anziché su impulso del cliente, è necessario modificare la logica di ragionamento e prevedere di produrre i beni al ritmo con cui questi vengono richiesti dal mercato, una produzione “tirata” dal cliente, una quantità di WIP la più bassa possibile, tendenzialmente nulla.
Due sono i principi sui quali la tecnica SMED si basa:
riconoscere che il tempo di set-up non è un dato immutabile, ma può essere migliorato;
rendersi conto che il set-up di qualsiasi impianto è costituito da due fasi:
- un set-up interno, composto da tutti gli elementi del processo di attrezzaggio che possono essere svolti solo quando la macchina è ferma;
- un set-up esterno, composto da tutti gli elementi del processo di attrezzaggio che possono essere svolti solo quando la macchina è in produzione.
Agendo separatamente su entrambe le fasi è possibile minimizzare il tempo di fermo della macchina per arrivare ai risultati voluti.
2.4 RELAZIONE TRA STRATEGIE E STRUMENTI DELLA LEAN
PRODUCTION
Si è visto che la lean production si fonda su quattro strategie principali, utilizza determinate metodologie per implementarle ed il fine è quello di eliminare /ridurre gli sprechi. Di seguito è proposta una tabella (Fig. 2.6) nella quale si mettono in relazione questi tre elementi.
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STRATEGIA
IMPLEMENTAZIONE
LEAN
LINEE GUIDA/ STRUMENTI PER
SUPPORTARE LE STRATEGIE
SPRECHI che si
evitano
1.LIVELLAMENTO
PRODUZIONE SULLA DOMANDA DEL CLIENTE (SINCRONIZZAZIONE ESTERNA)
Calcolare il takt time e stabilizzare il rateo produttivo su di esso
Far tendere il livello di scorte alla sola scorta necessaria
Livellare il mix in base alle quantità richieste
sovraproduzione
2. SINCRONIZZARE LA PRODUZIONE
INTERNAMENTE
Tecniche di Bilanciamento delle operazioni sulle stazioni Standard work ( tecnica per
standardizzare le lavorazioni sulle postazioni di lavoro e sul tutto il processo produttivo in generale)
attese scorte
3. CREARE UN FLUSSO
TESO Celle di lavoro Tecniche di ottimizzazione del lay out
trasporti ; movimentazioni
SMED attese , scorte
Problem solving difetti
Jidoka difetti TPM difetti 4. CREARE UN SISTEMA
PULL kanban sovra- produzione
Just in Time scorte
Figura 2. 6Relazione tra strategie, strumenti lean e MUDA
2.3 OBIETTIVI E ORGANIZZAZIONE DEL LAVORO DI TESI
L’obiettivo del lavoro di tesi sviluppato è stato quello di applicare gli strumenti della lean production per :
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Mappare lo stato corrente del processo produttivo attraverso l’utilizza del Value Stream Mapping e analizzare criticamente la situazione “as is” della linea produttiva identificando sprechi e problematiche;
Identificare un’area della linea produttiva su cui agire per incrementare l’efficienza e sviluppare un’azione migliorativa a livello progettuale .
Il lavoro di tesi , coerentemente con gli obiettivi, è stato strutturato in due fasi :
1. Mappatura a analisi dello stato corrente : tale fase è stata incentrata sull’analisi critica delle mappe del valore (Value Stream Map) conseguentemente all’applicazione di una metodologia per “costruirle”. In questo modo si sono potute individuare le aree più critiche e , conseguentemente ad un’analisi “a cascata” , l’azione migliorativa da implementare. La scelta è ricaduta su un’azione di tipo SMED applicata alla linea di produzione dei rotori, una delle componenti principali del compressore a vite.
2. Progettazione dell’azione migliorativa: l’applicazione della metodologia SMED alla postazione di rettifica ha portato a studiare nel dettaglio un’azione migliorativa , la quale ha riguardato un problema di ottimizzazione delle operazioni di set up del robot addetto alle operazioni di Pick and Place dei rotori.
L’azione migliorativa non è dunque stata decisa a priori ma è stata frutto dell’analisi dello stato attuale ed è stata individuata solo successivamente ad essa, ponderando le problematiche riscontrate con le esigenze dell’azienda.
In Figura 2.7 è presente un grafico che riporta a livello riassuntivo le fasi nelle quali il lavoro di tesi è stato strutturato.
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3.MAPPATURA DEL VALORE ALLO STATO CORRENTE
In ambito del presente Capitolo verrà svolta la mappatura “as is” del processo di produzione dei modelli di compressore prodotti da TM.C. , utilizzando lo strumento lean del Value Stream Map.
Successivamente ad un’introduzione sul prodotto offerto dall’azienda e sul processo produttivo in generale , si illustrerà il percorso logico che è stato seguito per la “costruzione” delle Mappe del Valore.
L’output dell’analisi presentata in questo Capitolo saranno quindi le Mappe del Valore (chiamate d’ora in avanti VSM).
3.1 OBIETTIVI DELLA MAPPATURA DELLO STATO AS IS
Lo svolgimento dell’analisi as is è il primo passo da compiere per l’implementazione delle metodologie lean.
Il primo passo per implementare un miglioramento continuo in azienda è proprio quello di analizzare la situazione presente, molto spesso non chiara e non formalizzata a livello di flusso del valore.
Gli obiettivi di tale analisi sono i seguenti:
Mappare il processo produttivo così com’è attualmente al fine di raggiungere una visione chiara del percorso logico e fisico che il prodotto compie per arrivare ad essere finito e pronto per la spedizione;
dividere ciò che è valore da ciò che non lo è ;
definire il valore di parametri (come livello di scorte, lead time di produzione , tempi ciclo, tempi di fermo macchina etc …) che permettano di evidenziare sprechi e problematiche dell’azienda in ottica di poter migliorare utilizzando le metodologie della lean production.
identificare il tempo totale di attraversamento medio dei componenti , da quando questi entrano in azienda a quando vengono spediti al cliente ed evidenziare la quota parte a valore e a non valore di tale tempo;
divulgare in azienda le mappe del valore al fine di iniziare i dipendenti ad una mentalità più orientata ad una visione per processi.
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3.2 I COMPRESSORI TM.C. E I MODELLI OGGETTO DI
MAPPATURA
3.2.1 I COMPRESSORI A VITE E IL PORTAFOGLIO PRODOTTI TM.C
Come già detto nel Capitolo introduttivo TM.C. produce compressori a vite a catalogo, adattati ad aria o a gas, con possibilità di piccole personalizzazioni (come per esempio il colore della vernice che riveste il compressore), qualora queste siano espressamente richieste dal cliente.
Di seguito si riporta una breve descrizione delle peculiarità del prodotto.
Il compressore a vite (Fig. 3.1) è un particolare modello di compressore nel quale due viti (rotori) a passo inverso e di diametro differente imboccano l'una sull'altra, in modo da creare con il corpo del compressore una cavità che progressivamente si sposta dalla zona di aspirazione a quella di mandata, diminuendo il volume e comprimendo così il gas.
Figura 3. 1Raffigurazione di un compressore a vite
Il funzionamento è molto simile a quello dei compressori alternativi: il gas aspirato viene compresso in una camera di lavoro che viene successivamente chiusa e ridotta di volume, da cui consegue una compressione del mezzo da spostare (aria o altro gas).
Nei compressori a vite le camere di lavoro sono ricavate nei vani interdentali di una coppia di rotori a dentatura elicoidale.
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1. Compressori a vite a secco : sono utilizzati nelle applicazioni “pulite”,e cioè quelle in cui è necessario che il mezzo (aria o altri gas) da comprimere esca dal compressore “pulito” e cioè così come è entrato, senza nessuna contaminazione.
I compressori a secco vengono infatti applicati per esempio nell’industria farmaceutica o alimentare.
Proprio per l’assenza di lubrificazione nella zona di contatto dei rotori (la quale potrebbe appunto “sporcare” il mezzo da comprimere) c’è la necessità di non far entrare in contatto i due rotori ; a tal fine è presente una coppia di ingranaggi (ingranaggi di sincronismo) atti alla trasmissione del moto tra le due viti (la trasmissione quindi non è diretta).
In questo modo non vi è attrito e la trasmissione è comunque garantita.
2. Compressori a vite ad iniezione : in questo caso viene invece utilizzato l’olio per lubrificare la zona di compressione ; benché la sostanza lubrificante venga introdotta nel mezzo compresso in uscita dal compressore, tali macchine hanno il grande vantaggio di consentire il raggiungimento di pressioni più elevate che nei compressori a secco; infatti l’olio, oltre alla sua funzione lubrificante , svolge anche il compito di raffreddare l’aria che altrimenti , con pressioni molto elevate , raggiungerebbe temperature eccessive.
Infine l’olio serve anche a garantire una migliore tenuta riducendo i giochi tra la coppia di rotori. In questo caso la trasmissione del moto può essere diretta e non deve essere presente l’ingranaggio di sincronismo.
TM.C. produce e vende sia compressori ad iniezione che a secco.
Come già accennato nel Capitolo introduttivo, un altro ramo del business dell’azienda è quello dei “PACKAGE”, ovvero compressori (a secco o a iniezione) immessi in un impianto completo e personalizzato a seconda del campo in cui essi verranno applicati.
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Figura 3. 2 Portafoglio prodotti TM.C.
I compressori oggetto dell’analisi (evidenziati in rosso) saranno i modelli SCA (Fig. 3.3) e i
modelli SCI (Fig. 3.4).
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Figura 3. 4Modello SCI
Sono esclusi dall’analisi i modelli SCD, essendo un prodotto più di nicchia e meno rilevante a livello di fatturato rispetto ai modelli ad iniezione; inoltre sono esclusi anche i PACKAGE, data la diversa natura del prodotto e della produzione.
I modelli SCA e SCI sono entrambi compressori a iniezione : hanno dunque stessa modalità di funzionamento, ma si differenziano per quanto riguarda la componentistica.
I principali componenti dei modelli SCA e SCI sono i seguenti :
corpo compressore corpo di mandata
corpo di aspirazione ( presente solo nei modelli più grandi ) coperchio
carter (caso delle macchine a ingranaggi)
I suddetti componenti rappresentano tutto il corpo centrale del compressore e sono definiti “kit”.
AI Kit si aggiungono i componenti principali del compressore e cioè la coppia di rotori (rotore conduttore , detto “maschio” e rotore condotto , detto “femmina”, raffigurati in Fig. 3.5 ) e componenti minori quali cuscinetti e minuteria varia.
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Figura 3. 5Coppia di rotori
I modelli SCI (Screw Compressor Intagrated) in aggiunta hanno tre particolari elementi:
Filtro olio;
Elemento separatore olio – aria;
Serbatoio olio.
I compressori SCI hanno dunque un aspetto più impiantistico rispetto ai modelli SCA, i quali hanno solo la parte pompante senza la presenza di nessun elemento aggiuntivo. A differenza dei package però non hanno elementi come il radiatore e il corpo di trasmissione del moto al motore.
I suddetti modelli si dividono poi in :
Macchine dirette : il compressore è direttamente collegato al motore : essendo la
trasmissione diretta si riescono ad ottenere valori di potenza direttamente proporzionali alla portata del compressore;
Macchine ad ingranaggi : la trasmissione del moto al motore non è diretta, ma
avviene tramite ingranaggi i quali, variando la velocità di trasmissione del moto, variano anche la potenza fornita dal compressore a parità di portata.
I compressori inoltre possono essere , a prescindere dalla tipologia , radiali o assiali , a seconda che il foro di aspirazione dal quale entra il fluido da comprimere sia appunto radiale all’ asse del compressore o parallelo ad esso nel secondo caso.
I codici dei modelli di compressori ( i quali verranno citati più avanti nello sviluppo della tesi) hanno di base tale dicitura :
Rotore “maschio” Rotore
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SCA/I X D/G a/r
3.3 PROCESSO PRODUTTIVO E PROGRAMMAZIONE DELLA
PRODUZIONE
3.3.1 PROCESSO PRODUTTIVO DEI COMPRESSORI A VITE
Di seguito , in Figura 3.6 , è presente il grafico del processo produttivo utile ai fini di inquadrare i macro-processi di lavorazione che portano alla creazione del prodotto finito.
Modello di compressore
N° che indica il calibro del compressore
Compressore diretto o a ingranaggi
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In primis si può vedere come nel processo di produzione vi siano due linee che lavorano in parallelo sino al montaggio del compressore. Tali linee sono una dedicata alle lavorazioni dei kit derivanti da fusione e l’altra dedicata alla lavorazione dei rotori.
Per quanto riguarda la linea di produzione dei kit , le materie prime in input alle lavorazioni interne allo stabilimento sono costituite o da pezzi grezzi verniciati (derivanti appunto da sola fusione e verniciatura) o da pezzi già lavorati e dunque semi finiti esternamente . Mentre i carter vengono sempre approvvigionati già lavorati, gli altri componenti possono arrivare grezzi o lavorati a seconda del modello di compressore e delle esigenze produttive in termini di tempistiche e carico macchine.
Qualora le operazioni di lavorazione dei kit vengano effettuato internamente allo stabilimento di TM.C. , queste avvengono su due Centri di Lavoro diversi (MCM e MANDELLI) a seconda delle dimensioni dei componenti.
L’operazione sui kit che viene invece sempre effettuata internamente all’azienda è quella di “Cleaning” ,e cioè di lavaggio dei componenti, la quale li rende pronti per essere montati. Qualora i pezzi siano lavorati internamente , il cleaning consta anche di un’operazione di sbavatura, svolta antecedentemente all’operazione di lavaggio vera e propria , alla quale tutti i kit devono essere sottoposti prima del montaggio.
Per quanto riguarda invece la linea rotori, il materiale approvvigionato è costituito da barrotti torniti, ovvero cilindri pieni già lavorati al tornio.
Le operazioni che vengono svolte internamente sono invece quelle di dentatura (creazione dell’elica del rotore) e di rettifica del diametro e dei profili dello stesso.
Tali operazioni potrebbero essere svolte nello stabilimento produttivo di Taranto, stabilimento facente sempre parte del gruppo Termomeccanica e specializzato nella lavorazione dei rotori , specialmente se di grandi dimensioni.
Tale stazione esterna consta infatti di un impianto robotizzato in grado di effettuare sia l’operazione di sgrossatura che quella di finitura utilizzando la medesima macchina; in base alle esigenze di programmazione e logistica, TM.C può decidere di mandare i rotori torniti alla stazione di Taranto per effettuare sgrossatura e finitura o solo finitura.
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La stazione di Taranto gestisce in maniera autonoma le risorse (macchinari e risorse umane) , ma è dipendente da TM.C per quanto riguarda invece la produzione: le funzioni Produzione e Programmazione d TM.C. gestiscono infatti il flusso produttivo dei rotori, così come anche i magazzini di componenti.
La stazione di Taranto non può essere dunque considerata come un vero e proprio fornitore esterno a tutti gli effetti , benché comunque per certi aspetti lo sia.
È però da tenere presente (soprattutto nelle fasi successive di analisi) che gli interventi migliorativi non potranno estendersi oltre i confini del controllo che TM.C ha su tale impianto.
Nel caso le lavorazioni avvengano internamente allo stabilimento spezzino, l’officina è fornita di cinque macchine utensili dedicate a Controllo Numerico, tre delle quali riservate alle lavorazioni di dentature (PFAUTER,LIEBHER E HOLROYD) e due (TACCHELLA e SAMPUTENSILI) a quelle di finitura. Le due macchine a CN dedicate alla finitura verranno considerate nelle analisi successive come un’unica postazione di lavoro in quanto , se pur separate fisicamente, vengono trattate a livello di produzione e programmazione come una postazione singola.
Una volta terminate la lavorazioni meccaniche su kit e rotori, inizia l’ultima parte del ciclo produttivo che porta ad avere il compressore finito e pronto per essere spedito .
Le operazioni successive sono quelle di montaggio del compressore, prova (attività di testing finale), e imballaggio. Tali operazioni costituiscono quella che , anche nelle VSM , verrà chiamata “linea finale”, astraendo il concetto di linea.
Il montaggio del compressore può avvenire in linea (linea di montaggio manuale) o fuori linea (montaggio completamente manuale svolto su un banco di lavoro dedicato) a seconda della grandezza del compressore che deve essere montato.
L’operazione di collaudo avviene su tre banchi differenti (CATE , CATE NUOVO e SUPER SYSTEM) ed è l’attività con la quale si effettua il test run del compressore; il test finale viene eseguito in modo automatico dalla macchina e l’esito del test viene registrato; in aggiunta al test vero e proprio (anche quando l’esito è positivo) è previsto un piccolo test visivo per assicurarsi di eventuali anomalie non riscontrabili dai banchi.
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In ultimo l’ imballaggio è un’attività che , se pur svolta internamente allo stabilimento e gestita dalla funzione programmazione di TM.C., viene svolta da personale esterno all’azienda (è dunque un’attività terziarizzata). La manodopera addetta alle operazioni di imballaggio dei prodotti è gestita in maniera flessibile, seguendo le richieste di TM.C. I materiali a magazzino che devono essere prelevati per la spedizione seguono la logica FIFO ; durante l’imballaggio si devono rispettare i criteri di ottimizzazione dei volumi della spedizione: si devono realizzare il minor numero di casse piene secondo i multipli di imballo previsti a contratto.
In aggiunta alle attività presenti nel grafico è da citare anche l’attività di collaudo svolta sui materiali in ingresso ed in progress durante il ciclo produttivo. Nel primo caso esiste una procedura secondo la quale i pezzi in entrata vengono ispezionati a campione (la percentuale di campionamento è variabile e stabilita in base alla criticità dei particolari e all’affidabilità dei fornitori).
Nel secondo caso si tratta invece di ispezioni programmate in progress effettuate in ombra alle lavorazioni e condotte o in stazione metrologica (“ZEISS”) o su appositi banchi dedicati.
All’interno di tali processi ciò che veramente è a valore sono le sole operazioni che in output forniscono una trasformazione rispetto alla fase precedente; la trasformazione sta a significare che è stato aggiunto valore al pezzo.
In genere all’interno di un processo l’aggiunta di valore si ha quando il pezzo viene effettivamente lavorato oppure quando viene aggiunto un qualcosa che, sebbene immateriale, aggiunge valore.
3.3.2 PROGRAMMAZIONE DELLA PRODUZIONE
TM.C è un’azienda che applica i sistemi MRP per gestire la programmazione dei materiali e dunque si basa sulle previsioni e i budget di vendita congiuntamente con gli ordini emessi man a mano dai clienti. Per la gestione dei materiali , della documentazione e del flusso di informazioni viene utilizzato il sistema informativo SAP.
Di seguito in Figura 3.7 è presente il flow chart logico che viene seguito a livello generale per gestire il flusso dei materiali in azienda. Nel flow chart sono presenti i principali
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documenti emessi , i punti di controllo e le funzioni che entrano in gioco nella gestione delle informazioni legate alla produzione.
Un ruolo fondamentale è svolto dalla Funzione Programmazione , la quale funge appunto da funzione centrale e di raccordo tra la Funzione Commerciale, la Produzione e la Funzione Acquisti.
Figura 3. 7Flow chart legato al flusso dei materiali
3.4 INTRODUZIONE SUL VALUE STREAM MAPPING
Come già evidenziato precedentemente (vd Cap. 2) , lo strumento indicato dalla Lean Production per analizzare la situazione AS IS ed evidenziare gli sprechi della catena del valore è la Value Stream Map (VSM) .
La mappatura del flusso del valore è il primo strumento da utilizzare in ordine di tempo, perché indica dove è più opportuno andare ad applicare gli altri strumenti propri del Lean ed è essenziale perché :
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1. Visualizza il flusso, in cui si collocano le singole attività; 2. Evidenzia gli sprechi;
3. mostra il collegamento fra flusso di materiale e flusso di informazioni; 4. e’ uno strumento qualitativo, che descrive però in dettaglio cosa si fa.
La Value Stream Map è uno strumento tramite il quale ci si può metter dal punto di vista del pezzo e ci mette dunque nella condizione di tracciarne il cammino.
Se fosse possibile infatti porre un segno distintivo a ciascun componente del prodotto finito si riuscirebbe a seguirne il percorso e dunque la trasformazione che subisce per arrivare ad essere parte del prodotto finito.
Dal punto di vista visivo la Value Stream Map si presenta come un diagramma di flusso che utilizza una precisa simbologia per mappare e collegare i vari processi ; la simbologia riguarda sia aspetti di percorso fisico e logico del prodotto che informativi.
Di seguito è presente un’immagine (Fig. 3.8 ) nella quale sono mostrati i simboli che verranno utilizzati nella mappatura dello stato corrente.
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Figura 3. 8 Principali simboli della VSM
3.5 METODOLOGIA PER COSTRUIRE LE MAPPE DEL VALORE
(VSM)
Si è voluto a questo punto impostare una linea guida con la quale verranno costruite le VSM . A riguardo dell’utilizzo di tale strumento , è stato deciso di non utilizzare una sola mappa che raffigurasse il percorso del pezzo da materia prima a prodotto finito poiché così sarebbero andate perse informazioni utili e il cammino non sarebbe stato realistico; infatti diverse tipologie di prodotti seguono cammini differenti all’interno dello stabilimento. Riuscendo ad unire il più possibile le casistiche di tali percorsi senza però perdere informazioni , si riesce ad avere un quadro del ciclo di trasformazione del prodotto chiaro e completo.
Il procedimento che è stato seguito per realizzare le mappe è il seguente:
1. Svolgimento dell’analisi di Pareto relativamente a codici e fatturato: si sono individuati i codici che risultano più importanti ai fini del fatturato aziendale; tali codici sono stati poi quelli presi in considerazione nella mappatura del flusso del valore.
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2. Creazione di una matrice codice/postazione di lavoro ai fini di individuare famiglie
tecnologiche di codici: una famiglia tecnologica è un insieme di prodotti che
passano sulle medesime stazioni di lavoro, o che hanno almeno il 70-80% delle stazioni in comune. Le famiglie di codici vengono create allo scopo di semplificare l’analisi senza però sottrarre informazioni utili.
3. Definizione dei codici di fornitura che entrano nelle VSM a livello di flusso di materiale in entrata al processo produttivo.
4. Raccolta dati relativa al flusso fisico del prodotto lungo il ciclo produttivo e delle informazioni ad esso legate.
5. Elaborazione dei dati della timeline, con la quale si evidenzia il tempo a valore
aggiunto e quello a non valore.
6. Creazione delle Value Stream M a livello grafico.
3.6 CREAZIONE DELLE VSM_CURRENT STATE
3.6.1 ANALISI DI PARETO
Come primo passo per lo sviluppo delle VSM si sono raccolti i dati relativi al fatturato di tutto il portafoglio prodotti di TM.C. . In Fig. 3.9 è presente il grafico riportante l’analisi di Pareto svolta sui codici commercializzati dall’azienda in relazione al fatturato di ognuno. I dati riportati sono relativi agli anni 2010÷2013.
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Dall’analisi effettuata i codici che sono risultati maggiormente importanti ai fini del fatturato aziendale sono i seguenti:
1. SCA 8D 2. SCA7L 3. SCA 10 GR 4. SCA 22 DH0000 5. SCA10DR0100 6. SCA 14GR 7. SCI8BM40000 8. SCA14DR 9. SCA13DR 10. SCA13DR
Si ha dunque, in accordo con la regola di Pareto, che il 79,5% del fatturato totale dell’azienda deriva dalla vendita di 10 codici, ovvero del 27% dei codici prodotti dall’azienda.
Tali codici saranno dunque quelli presi in considerazione nelle mappe. In aggiunta a tali modelli si è incluso il codice SCA20GR ; infatti il fatturato derivante da questo codice è aumentato significativamente (circa del 75%) negli ultimi due anni.
Dall’analisi verranno esclusi i modelli SCA 25 e SCA 30 , poco venduti e non rilevanti ai fini dell’obiettivo del progetto; di ciò si può avere evidenza nell’analisi di Pareto effettuata precedentemente. Inoltre il modello SCA 30 è prodotto (eccezionalmente) su commessa e dunque non viene considerato come prodotto seriale.
3.6.2 CREAZIONE DELLE FAMIGLIE DI CODICI PER SOMIGLIANZA
TECNOLOGICA
Al fine di riunire i codici individuati in famiglie tecnologiche somiglianti è stata creata la
matrice codice/postazione (Fig. 3.12).
Le famiglie che si creano con questo semplice strumento non sono basate sulla diversità del loro ciclo produttivo (uguale per tutti i modelli) ma sulla diversità del percorso che seguono lungo le varie fasi del processo. I modelli presi in considerazione per l’analisi seguono lo stesso iter produttivo; ciò che li differenzia sono i percorsi fisici che seguono
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all’interno della fabbrica; infatti diversi modelli possono transitare su postazioni di lavoro differenti.
SCI7/8 SCA 8 SCA7L SCA9 SCA 10 SCA13 SCA 14 SCA20 SCA 22
1. MCM 2. MANDELLI 3. STAZIONE DI CLEANING 4. LIHEBER 5. HOLROYD 6. PFAUTER 7. IMPIANTO ROBOTIZZAT O TARANTO 8. TACCHELLA e SAMPUTENSIL I 9. LINEA DI MONTAGGI O 10. MONTAGGI O FUORI LINEA 11. Banco prova CATE 12. Banco prova POWER SYSTEM 13. Banco prova CATE NUOVO 14. ZONA IMBALLAGGI
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A livello tecnologico i codici individuati possono essere raggruppati in cinque famiglie:
1. Famiglia (SCA7L)
2. Famiglia (SCA 8 + SCI7/8)
3. Famiglia (SCA 9 + SCA 10 + SCA 13) 4. Famiglia (SCA 14)
5. Famiglia (SCA 20 + SCA 22)
Ad ogni famiglia di prodotto verrà dunque associata una Value Stream Map; in questo modo la visione sui flussi sarà completa in quanto si abbracceranno tutte le possibili casistiche e percorsi che un prodotto potrebbe effettuare.
3.6.3 DEFINIZIONE DEI CODICI DI FORNITURA DA CONSIDERARE NEL
FLUSSO
Nelle VSM verranno introdotti solo i codici di fornitura che andranno poi ad essere lavorati :
Barrotti torniti (si andranno a trasformare in rotori finiti con i processi di dentatura e sgrossatura);
Kit grezzi verniciati (verranno poi lavorati e andranno a formare la struttura del compressore).
Non verranno considerati nelle mappe dunque tutti quei codici che non subiscono alcun tipo di lavorazione, ma che sono solo materia di approvvigionamento che entra in un determinato momento del ciclo produttivo (per esempio cuscinetti e altri elementi meccanici di serraggio utilizzati in fase di montaggio del compressore).
3.6.4 RACCOLTA DATI PER LA CREAZIONE DELLE
V
ALUE
S
TREAM
M
APS
I dati per la costruzione delle mappe sono stati riferiti a quattro ambiti e sono stati raccolti temporalmente nell’ordine che segue :
1. Ambito commerciale : si sono raccolti dati relativamente a frequenza e modalità di
acquisizione ordini e di spedizione materiali al cliente.
2. Ambito parametri delle postazioni di lavoro: si è proseguita la raccolta dati con la
