Capitolo 1-Lean thinking
In questo capitolo saranno riassunti gli aspetti fondamentali del “Lean thinking”. In particolare saranno esposti i principi su cui si basa tale filosofia e gli obbiettivi che ci si aspetta di raggiungere applicando tale approccio alle realtà produttiva. Nella prima parte sarà fatto un breve richiamo storico ripercorrendo le tappe del “Lean thinking” mentre nella seconda saranno illustrati gli strumenti per poterlo applicare. Come sarà noto nel corso della tesi parte di essi saranno usati per l’analisi del caso in esame.
1.1 Lean timeline
La storia della lean ha subito una lenta evoluzione che affonda le radici fin dal XVI secolo. Nei secoli, e poi decenni successivi, si sono continuamente aggiunti tasselli fondamentali a quello che è conosciuto come “Lean thinking” nato formalmente nel XX secolo dove poi ha subito una rapido sviluppo e trovando adesso un’ intensiva applicazione trasversale ai processi industriali. La prima testimonianza di un approccio lean al sistema produttivo è italiano.
Nel 1574 il Re di Francia, Enrico III, documentava presso l’arsenale di Venezia, un sistema
costruttivo delle navi basato su un processo a flusso continuo attraverso postazioni di lavoro standardizzate.
Nel 1760 invece, sempre per merito dei francesi e per scopi bellici si capì l’importanza dei
disegni standardizzati per facilitare le riparazioni sul campo di battaglia.
Nel 1799 è ancora per l’industria bellica,statunitense stavolta, che vengono condotti nuovi studi
e si perfeziona l’idea di “parti intercambiabili”.
1807. Viene sviluppato in Inghilterra un macchinario azionato ad acqua che produce pezzi
identici, uno alla volta senza l’uso di manodopera. Tali pezzi saranno forniti alla Royal Navy britannica
Nel 1822 Thomas Blanchard progetta e costruisce 14 macchine, raccolta in una cellula
produttiva per creare fusti per fucili. I pezzi si spostano da una macchina all’altra in un flusso continuo.
1880. Vengono impiegati trasportatori a flusso continuo per muovere le carcasse degli animali
in un processo che prevede la separazione della carne dall’osso.
Nel 1890 F. Taylor analizza il processo manifatturiero con lo scopo di individuare il modo
migliore per eseguirlo. Produce documenti di “analisi del flusso” e introduce la contabilità con lo scopo di individuare il costo del materiale ma soprattutto della manodopera. Il Taylorismo troverà una fondamentale applicazione nella successiva produzione di massa.
Nel 1902 nasce per mezzo di Sakichi Toyoda il concetto di “Jidoka” ovvero autonomazione.
Questo sarà uno dei punti cardine della lean e si concretizzerà successivamente nel TPS (Toyota Production System 1961) con il metodo “Poca Joke” (Letteralmente significa “a prova di scimmia” e consiste nel porre dei limiti al modo in cui una operazione può essere compiuta per forzare l'utilizzatore ad una corretta esecuzione della stesso). Lo scopo dell’autonomazione è quello di far lavorare il macchinario in autonomia, senza necessità di un controllo costante da parte dell’operatore. In caso di guasto o comunque di una situazione anomala il macchinario si ferma da solo.
Frank Gilbreth e sua moglie Lillian nel 1905 iniziano una serie si studi sul “movimento” nelle postazioni di lavoro. I coniugi Gilbreth sono simpaticamente noti per il coinvolgimento dei figli, ben 12, come cavie nei loro esperimenti. Lo stesso Gilbreth si sottopose ad alle tonsille per studiare i movimenti del chirurgo dopo che per il figlio, sottoposto al medesimo intervento, non era stata accesa la telecamera che avrebbe dovuto registrare le azioni del medico.
Nel 1906 l’economista italiano V. Pareto formula il famoso principio di Pareto noto come
80-20:
l’80% di tutta la ricchezza è concentrata nel 20% della popolazione.
A questo economista si devono importanti strumenti lean come il Pareto Diagram che permette di priorizzare le attività.
Nel 1908 nasce il modello T per opera di Henry Ford (fig.1.1). Famose le
sue citazioni:
“Nella Ford non ci sono più lavoratori che operano con le lime.”
Due anni più tardi crea uno stabilimento ad Highland Park basato sulla produzione a flusso, posizionando i macchinari in sequenza nel processo produttivo. Inoltre nasce in quegli stessi stabilimenti il concetto di “cadenza produttiva”. Ad oggi Highland Park è considerato il luogo di nascita della Lean.
Nel 1911 Sakichi Toyoda visita le officine Ford
Nel 1924 S. Toyoda, nella sua industria di macchine tessili, introduce per il modello G un
cambio in tempo “zero”. Questa idea sarà il primo passo verso lo SMED (Single Minute Exchange of Die) Nello stesso anno, nasce la Carta di controllo ad opera di Walter Shewhart, per il controllo appunto del processo produttivo.
Cinque anni pi tardi, nel 1929 Sakichi Toyoda vende i diritti per produrre macchine tessili con lo scopo di convertirsi in industria automobilistica. In quello stesso anno invia Kiichiro Toyoda nelle officine Ford per imparare il business dell’automobile.
1937 Apertura ufficiale della Toyota Motor Corporation
Nel 1946 Ford abbandona la Lean manufacturing adottando il modello gestionale della General Motors basato in assoluto su una logica “Pull”.
Dal 1947 al 1955 un giovane ingegnere della Toyota Motor Corporation, Taiichi Ohno
(fig.1.2), promosso a manager dell’area produttiva introduce una serie di cambiamenti che rispecchiano il concetto di flusso di prodotto, polivalenza degli
operatori e riduzione degli sprechi. In questo modo finisce il concetto: un uomo una macchina. Vengono effettuati importanti studi sui tempi ciclo e analisi dei movimenti e metodi. Si parla per la prima volta di Visual control e programmi di formazione. Vengono ridotti i lotti e i tempi di set up. Si inizia a perseguire una logica pull, ovvero la produzione deve essere “tirata” dalla domanda del cliente e non cercare di spingere il cliente su determinati prodotti (logica push). Si introduce il concetto del Kanban (sistema di reintegro delle scorte man mano che queste vengono consumate). Taiichi Ohno viene considerato il padre fondatore del Lean Thinking insieme.
Figura 1.2 Taiichi Ohno
Negli stessi anni, anche negli Stati Uniti, viene sviluppato e introdotto il controllo statisti stico della produzione.
Nel 1961 sotto la guida di Eiji Toyoda, nipote di Kiichiro, e dell’ingegnere e Shingeo Shingo
viene iniziato il programma che poi sarà conosciuto come Toyota Production System (TPS). Alla base del TPS c’è il concetto di fare di più con meno, cioè di utilizzare le (poche) risorse disponibili nel modo più produttivo possibile con l'obiettivo di incrementare drasticamente la produttività. questo concretamente comporterà un approccio nuovo al problem solving, leadership, organizzazione produttiva, collaborazione con i fornitori, sviluppo e progettazione dei prodotti nuovi e supporto clienti.
Nel 1973 l’intera economia giapponese è al collasso subendo quella che passerà alla storia
come crisi dell’olio. In quell’anno solo Toyota fa profitti.
Da quell’anno inizierà un lento avvicinamento al TPS da parte delle aziende europee ed americane e trova oggi (anni 2000) il massimo momento storico di applicazione con un trend in assoluta crescita. Formalmente il termine Lean Thinking nasce nel 1996 con la pubblicazione del libro “Lean Thinking” di James P. Womack e Daniel T. Jones dove vengono fornite le spiegazioni dei principi lean: valore, flusso di valore, flow, pull, perfezione. L’ultima sezione del libro rappresenta un piano d’azione per trasformare un azienda in azienda lean. Un anno più tardi avviene la fondazione del LEI (Lean Enterprize Institute) da parte di James Womack, un’organizzazione non-profit per educare, pubblicare e fare ricerca per promuovere i principi lean e approfondire la conoscenza delle idee e metodi lean
Nel 2007 Toyota ha sorpassato GM nei produttori globali di autovetture posizionandosi così al
primo posto ed è stata definita come l’organizzazione commerciale di maggiore successo degli ultimi 50 anni
1.2 I 5 Principi del Lean Thinking
Il Lean Thinking si basa su cinque principi, o pilastri, attraverso i quali si definiscono le tappe di un percorso il cui scopo, o meglio, uno degli scopi, è l’abbattimento dei muda. Muda letteralmente significa “spreco” intendendo per spreco qualunque attività che non crea valore (il concetto di valore sarà spiegato più avanti). I Muda sono stati originariamente classificati da Taiichi Ohno in sette tipi:
1. Difetti (nei prodotti) 2. Sovrapproduzione
3. Magazzini di beni in attesa di ulteriori lavorazioni o di utilizzazione 4. Lavorazioni non necessarie
5. Spostamenti non necessari di persone 6. Trasporti di beni
7. Attese dei dipendenti che aspettano che i macchinari abbiano finito il proprio lavoro oppure che si completino le lavorazioni a monte del processo
A questi se ne può aggiungere un altro (secondo James P. Womak) che è la progettazione di beni e servizi che non soddisfano il cliente.
A seconda di come possano essere trattati, i muda si suddividono in due categorie:
• Muda di I specie (quelli per cui non si è trovata ancora una soluzione e quindi non sono immediatamente eliminabili)
Definizione del valore Identificazione del flusso di valore Far scorrere il
flusso Pull Perfezione
Il Lean Thinking (pensiero snello) si pone quindi come soluzione all’abbattimento dei muda, ma non solo, si propone come soluzione per trasformarli in valore. Il pensiero snello è così definito perché indica metodo per “fare sempre di più con sempre di meno”(minor lavoro umano, minori attrezzature, meno tempo, meno spazio ecc.) con l’obbiettivo finale di fornire ai clienti ciò che vogliono esattamente, ed è questo che rappresenta il valore, ossia ciò che i clienti desiderano e per i quali sono disposti a pagare. Il percorso tracciato quindi dal Lean Thinking si basa su 5 pilastri o tappe, che sono (Fig.1.3):
1. Definizione del valore
2. L’identificazione del flusso di valore 3. Far scorrere il flusso
4. Pull
5. La perfezione
Definizione del valore
Questo rappresenta il I punto del Lean Thinking ed è estremamente importante perché su questo si baseranno gli altri. Il valore viene definito esclusivamente dal cliente finale e si concretizza in un prodotto (bene o servizio) che è in grado di soddisfare le esigenze del cliente ad un dato prezzo e in un dato momento. Il creatore del valore è il produttore.
Identificazione del flusso di valore
Il flusso di valore sono l’insieme delle azioni necessarie per produrre un bene così come desiderato dal cliente attraverso i 3 compiti critici del management, ovvero:
• Risolvere i problemi, dall’ideazione fino al lancio in produzione passando per la progettazione del dettaglio e all’ingegnerizzazione del prodotto.
• Gestire le informazioni dall’ordine alla consegna.
• La trasformazione fisica dalla materia prima al prodotto in mano al cliente.
Il risultato finale dell’identificazione del flusso di valore per un dato prodotto è la classificazione delle varie attività in:
• Attività che creano valore
Le 5 tappe del Lean Thinking
• Muda di tipo I e II
In questa fase i muda vanno eliminati e per far questo si usano varie tecniche e strumenti come lo Smed per i set up, le 5s, ecc.
Far scorrere il flusso
Una volta che il valore e il flusso di valore sono stati individuati, i muda eliminati e quindi il flusso ricostruito, è assolutamente necessario far si che le attività creatrici di flusso fluiscano. Il primo a capire l’importanza di questa fase, ma soprattutto a metterla in pratica, è stato Henry Ford che nell’autunno del 1913 ridusse del 90% il lavoro d’assemblaggio di una vettura modello T convertendo la produzione al flusso continuo. Ford allineò nel giusto ordine le macchine necessarie alla produzione e costruì così dei flussi che andassero dalla materia prima al prodotto finito. L’unica pecca che sarà poi perfezionata qualche anno più tardi da Ohno in Toyota era il lotto produttivo. Il costo dell’impianto era giustificato solo se il prodotto rimaneva in linea diversi anni. Ohno invece riprenderà la stessa idea di Ford del flusso produttivo continuo, ma la renderà adatta ai piccoli lotti, ovvero a prodotti la cui richiesta fosse di centinaia o migliaia ma non milioni.
Pull
Questo passo è più un effetto dovuto ai punti precedenti o comunque rappresenta a cui si deve ambire a livello produttivo. Fare una produzione Pull permette di ridurre drasticamente i tempi sotto tutti i punti di vista, dai tempi di sviluppo di un prodotto a quello di completamento di un ordine o quello produttivo. In quest’ottica le previsioni di vendita non servono più in quanto sono direttamente i clienti che dicono cosa, quanto e quando produrre; si può cioè permettere ai clienti di tirare il prodotto dall’azienda anziché spingere verso i clienti i vari prodotti.
Perfezione
Nel momento in cui un’azienda riesce a rispettare i 4 principi precedenti si è già immessa in un circolo virtuoso nel quale non c’è fine al processo di riduzione degli sforzi, del tempo, degli spazi, dei costi e degli errori per avvicinarsi ad ottenere ciò che il cliente vuole. Far scorrere il flusso sempre più velocemente significa far emergere il muda nascosto nel flusso di valore e quanto più si tira quanto più emergono gli ostacoli che quindi devono essere rimossi. Ciò a cui si ambisce è la perfezione.
1.3 Gli strumenti Lean
L’ingegnere o il team ha a disposizione una serie di tecniche e strumenti da applicare che rappresentano la parte pratica e operativa del Lean Thinking. Alcuni di questi sono stati applicati anche in ambito di questa tesi e saranno illustrati nei capitoli seguenti al caso in esame. Fra le tecniche: lo Smed, le 5S, i, Visual Management, la Standardizzazione e la Mappatura del Flusso di valore. Fra gli strumenti che asservono le tecniche si ricordano i “Seven Quality tools” e i “Seven Management tools”.
Lo SMED è una tecnica con la quale è possibile effettuare un set up in meno di dieci minuti; così era stata prevista e pensata da Shingo (Toyota) nel 1985. Tale tecnica trova appunto la naturale applicazione nel set up di un macchinario o di una linea produttiva. La riduzione dei tempi di set up è necessaria per varie ragioni, in particolare:
• Aumentare la flessibilità di un sistema produttivo. In questo modo si può far fronte rapidamente alle richieste del cliente e al contempo essere in grado di garantire una ampia varietà di prodotti.
• Diminuire i “colli di bottiglia”. Il set up rappresenta una leva sulla quale agire per minimizzare o massimizzare la capacità produttiva.
• Diminuzione dei costi. Minore è il tempo in cui la macchina è ferma, minori saranno i costi di produzione.
Lo SMED si articola in diversi passi:
1. Acquisire le informazioni. In questa fase, attraverso anche la registrazione video, vengono acquisite tutte quelle informazioni inerenti alle operazioni da effettuare ( tempi, materiale usato, spostamenti ecc.).
2. Analisi e quindi scomposizione delle varie operazioni in operazioni elementari.
3. Classificare le operazioni in “Interne” ed “Esterne”. Per operazioni interne si intendono tutte quelle operazioni che vengono effettuiate quando la macchina è ferma, per esterne quando la macchina è in funzione.
4. Far diventare esterne quante più possibili operazioni interne
5. Razionalizzare e quindi standardizzare le operazioni interne ed esterne.
5S
La tecnica delle 5S rappresenta un modo per garantire ordine e pulizia nel posto di lavoro. Nel corso della tesi, a tale tecnica sarà dedicato un intero capitolo nell’ambito dell’automanutenzione della linea da parte degli operatori e rappresenta una soluzione pratica a quella che è la “Teoria delle finestre rotte”2 applicata ad un contesto industriale.
2
La teoria delle finestre rotte è una teoria criminologica sulla capacità del disordine urbano e del vandalismo di generare criminalità aggiuntiva e comportamenti anti-sociali. La teoria afferma che mantenere e controllare ambienti urbani reprimendo i piccoli reati, gli atti vandalici, la deturpazione dei luoghi, il bere in pubblico, la sosta selvaggia o l'evasione nel pagamento di parcheggi, mezzi pubblici o pedaggi, contribuisce a creare un clima di ordine e legalità e riduce il rischio di crimini più gravi. Ad esempio l'esistenza di una finestra rotta (a cui il nome della teoria) potrebbe generare fenomeni di emulazione, portando qualcun altro a rompere un lampione o un idrante, dando così inizio a una spirale di degrado urbano e sociale. La teoria fu introdotta nel 1982 in un articolo di scienze sociali di James Q. Wilson e George L. Kelling.
Il metodo delle 5S rappresenta quindi una risposta metodica al degrado del posto di lavoro Le “S” infatti rappresentano l’iniziale delle seguenti parole:
S
eiri: scegliere, separare. Vuol dire che nell’area di lavoro ci deve essere il necessario; tutto ciò che è superfluo va eliminato.S
eition: sistemare e organizzare. Tutto ciò che è necessario deve essere ordinato ed organizzato. Organizzato nell’ottica del flusso della linea. Nell’ambito della tesi quando appunto verranno affrontati i cambio formato e saranno progettati dei set di strumenti necessari questi saranno disposti lungo la linea e nelle relative postazioni in modo da annullare tutta quella serie di imprevisti o errori che sono stati rilevati durante l’acquisizione delle informazioni.S
eiso: controllare l’ordine e la pulizia. Una volta acquisito, l’ordine va mantenuto. Per far questo uno strumento valido è il PDCA e nel capitolo 3 sarà ampiamente illustrato il modo in cui è stato applicato per questo scopo.S
eiketsu: standardizzare e migliorare. Questa fase rappresenta uno dei punti cruciali, in quanto il fatto che sia diventato uno standard vuol dire averlo acquisito al 100%. Per far questo nell’ambito della tesi sono stati creati dei documenti in cui venivano ripartite secondo determinati criteri le varie mansioni da applicare quotidianamente.S
hitsuke: sostenere. Uno volta applicate le 4S precedenti si deve far in modo che non si vada verso un declino rappresentato dal modo di lavorare precedente.Visual Management
Il Visual Management, letteralmente “gestione a vista”, è una tecnica che si pone l’obbiettivo di avere un immediato controllo della produzione. Con il visual management si ha una visione in tempo reale e si rende immediatamente tangibile la situazione dei risultati ottenuti e da ottenere nel processo. In questo modo si possono prendere decisioni immediate o effettuare un’opportuna programmazione.
Standardizzare
Standardizzare, ovvero rendere standard, è una tecnica ma anche un obbiettivo del Lean Thinking. Il fatto che un processo, un’ operazione, sia standardizzato, vuol dire averne definito le modalità di esecuzione nonché la qualità finale richiesta. La standardizzazione permette così di razionalizzare e definire delle procedure a cui tutti si devono attenere e garantendo un determinato risultato. Nell’ambito di questa tesi, la standardizzazione rappresenta un punto chiave non solo perché alcune operazioni di set up sono state riformulate con un nuovo standard ma anche perché i documenti elaborati, con le relative illustrazioni e spiegazioni, rappresentano dei documenti formativi per gli operatori. Questo è molto importante in quanto la polivalenza dell’operatore ovvero il fatto che questo non sia legato ad un'unica macchina o a specifiche ed esclusive mansioni rappresenta uno dei punti chiave del Lean Thinking.
Value Stream Mapping
Per Value Stream si intende la mappatura grafica di tutto quell'insieme di processi ed attività che concorrono alla realizzazione di un prodotto, partendo direttamente dal fornitore, fino alla consegna del prodotto finito
Il presupposto sul quale basare l'analisi della catena del valore non è il miglioramento del singolo processo, ma l'ottimizzazione globale e continua, in particolare:
• Current State Map: descrive la situazione del prodotto nel flusso del valore.
• Future State Map: indica il modo in cui si vuole vedere il prodotto all'interno del flusso
di valore
Al fine di far comprendere da tutto il personale, si fa uso di simboli (figura 1.) anche se non esiste una vera e propria standardizzazione in merito
Di seguito è riportato un esempio di mappatura:
