Capitolo 1. Programmazione della produzione
2
Il sistema MPC può variare molto per aziende differenti, ma deve
comprendere comunque tre distinte fasi (Figura 1.1):
• Creazione di un piano di produzione generale.
In questa fase si stabiliscono gli obiettivi del MPC e si coordinano
tutte le attività che richiedono capacità produttiva:
¾ Ordini effettivi (acquisiti)
¾ Previsioni di vendita
¾ Ordini e fabbisogni interni
¾ Livelli di scorta desiderati dei magazzini
Questi dati sono l’input della pianificazione. In questa fase si colloca
il MPS (Master Production Schedule) che è la versione disaggregata
del piano produttivo generale. Il MPS deve integrare e gestire
efficacemente la domanda, presupposto per dar luogo ad un piano di
produzione/acquisto bilanciato e fattibile.
• Dettaglio del piano con le richieste di materiali e capacità
Tramite il MRP (Material Requirement Planning) si determinano le
richieste per ogni periodo di tutte le parti (siano essi materie prime e
semilavorati) per soddisfare il MPS. Inoltre, questo piano di materiali
può essere ulteriormente utilizzato per calcolare la richiesta di
capacità dei centri di lavoro (CRP: Capacity Requirement Planning).
• Esecuzione del piano
L’esecuzione del piano dettagliato di materiali e capacità deve essere
tradotto nella programmazione (scheduling) dei centri di lavoro.
Questi, devono avere delle procedure definite per iniziare e portare a
termine gli ordini di lavoro rilasciati e per i casi di guasti o assenza del
personale. Quest’attività di scheduling deve però sempre essere
aggiornata.
Anche per le parti acquistate si deve procedere alla programmazione
per minimizzare i costi finali per i clienti. I fornitori devono essere
considerati come risorse di capacità produttiva esterna e quindi si
devono stabilire regole di collaborazione che permettano l’esecuzione
del piano.
Capitolo 1. Programmazione della produzione
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Figura 1.1 – Sistema MPC
Il sistema MPC presentato è generale e deve presentare le tre fasi; esso
varierà in base agli specifici bisogni dell’azienda e dovrà essere in
grado di evolvere per adattarsi alle mutate richieste del mercato, della
tecnologia, dei prodotti e dei processi.
Piano delle
risorse
Piano di
produzione
generale
Richieste
management
Piano
Principale
(MPS)
Distinta
base
Piano
dettagliato dei
materiali
Informazioni
giacenza
Piano
dettagliato
capacità
(CRP)
Richieste per
periodo
Piani materiali
e di capacità
Sistema di
controllo
della
produzione
Sistema di
fornitori
Esecuzione
piano
Piano di
produzione
generale
Dettagliare il
piano con le
richieste di
materiali e
capacità
Capitolo 1. Programmazione della produzione
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1.2. Il problema della programmazione della produzione
1.2.1. Il problema
Nonostante la numerosità dei settori produttivi e la diversità delle
tecnologie, le problematiche inerenti alla programmazione della
produzione sono sostanzialmente costanti.
Bisogna fronteggiare il problema dell’utilizzazione efficace delle
risorse interne e/o approvvigionare efficacemente le risorse esterne per
rispondere alle richieste del mercato con un livello di servizio
adeguato.
Obiettivo principale della programmazione della produzione è
ottenere il coordinamento delle attività (ossia stabilire in quale
intervallo temporale esse vanno svolte) sia nel rispetto dei vincoli e
delle relazioni di precedenza delle stesse attività, sia in modo da
minimizzare il tempo/costo di completamento.
1.2.1.1. Attività
Le attività (o fasi) sono caratterizzate da alcuni attributi:
™ Durata (eventualmente funzione della quantità di risorse utilizzate)
™ Richiesta di risorse
™ Relazioni di precedenza con le altre attività
1.2.1.2. Risorse
Le risorse sono:
™ Materie prime e semilavorati
™ Personale
™ Impianti
™ Attrezzature
La richiesta di risorse per un’attività può essere fissa (come nel caso di
materie prime per costruire una parte standard) o variabile (ad
esempio per il personale). Nel caso di variabilità della richiesta, la
relazione che lega la quantità di risorsa alla durata dell’attività è
spesso non lineare.
Capitolo 1. Programmazione della produzione
5
1.2.1.3. Relazioni di precedenza con le altre attività
Le relazioni di precedenza fra attività sono di varie tipologie.
Analizziamo le tre principali:
™ Finish to Start: l’attività 2 deve aspettare la fine dell’attività 1
prima di poter essere iniziata.
™ Finish to Finish: l’attività 2 deve aspettare la fine dell’attività 1
prima di poter essere terminata.
™ Start to Start: l’attività 2 deve aspettare l’inizio dell’attività 1 prima
di poter essere iniziata.
1.2.1.4. Utilizzare efficacemente le risorse
L’utilizzo efficace delle risorse significa:
™ Assegnare il lavoro alle risorse più adatte
™ Sfruttare gli investimenti negli impianti
™ Mantenere bassi i livelli di magazzino
™ Non generare materiali obsoleti
™ Diminuire i lead time
™ Aumentare il fattore d’utilizzo delle risorse
1.2.1.5. Il livello di servizio
Rispondere al mercato con un livello di servizio adeguato significa:
™ Avere tempi di risposta accettabili
™ Essere in grado di prevedere la consegna
™ Mantenere le consegne promesse
Il mercato si mostra attraverso gli ordini dei clienti, le richieste
interne, gli obiettivi di scorta, le previsioni di vendita. Secondo le
situazioni compaiono tutti o parte di questi fattori.
1.2.2. Programmazione
Programmare con successo significa anticipare i problemi e non
subirli quando è tardi per porvi rimedio.
Gli obiettivi del nostro problema sono l’ottenimento dei seguenti
output:
Capitolo 1. Programmazione della produzione
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Che cosa chiederà il mercato? Piano previsioni
Che cosa acquistare? – Quando e dove
acquistare? – Acquistare o produrre?
Piano degli
acquisti
Che risorse sono a disposizione ora e quali in
futuro? Sono sufficienti per coprire il
fabbisogno? Bisogna procurare nuove risorse?
Piano disponibilità
ed impegni risorse
Come usare gli impianti ed il personale in
modo economicamente conveniente? Che cosa
fare prima e cosa dopo?
Piano di lavoro
delle risorse
Quando avverrà la consegna al cliente? –
Quanto avverrà la spedizione?
Piano delle
consegne
Tabella 1.1 – Obiettivi del problema della pianificazione
Rispondere a queste domande non è facile, soprattutto quando non si
ha sotto controllo pienamente la situazione.
1.2.2.1. Difficoltà del problema di programmazione
Sono molti i fattori che rendono difficile la risoluzione anche parziale
del problema:
™ Variabilità e complessità dei prodotti e del mercato
Il mercato impone di:
¾ diversificare l’offerta di prodotti
¾ avere prodotti con cicli di vita sempre più breve
¾ utilizzare tecnologie complesse e diverse tra loro.
Tutto questo si ripercuote sui sistemi di gestione della produzione.
™ Complessità intrinseca del sistema
Il numero di fattori, le relazioni tra loro e i vincoli presenti nel
sistema fabbrica rendono complicata l’analisi e la modellazione
dell’ambiente.
™ Volumi dei dati in gioco
Nelle produzioni industriali, la numerosità degli ordini cliente, il
numero di materie prime, di semilavorati e di finiti sono spesso
talmente elevati che, anche disponendo di un metodo certo per
Capitolo 1. Programmazione della produzione
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ottenere la soluzione, il tempo per applicarlo potrebbe non essere
accettabile.
™ Non univocità della soluzione
Le ipotesi e gli scenari possibili sono numerosi e talvolta ci si deve
accontentare di una soluzione fattibile ma non ottimale. L’ideale
sarebbe poter ottenere e confrontare più soluzioni per scegliere
quella migliore.
™ Variabilità del reale
Il mercato non è stabile, così come non lo è la fabbrica stessa. La
soluzione trovata oggi potrebbe non essere più accettabile domani.
Questo ci costringe a riprogrammare in continuazione.
1.2.3. La soluzione
Il problema di programmazione in azienda si pone su diverse scale
temporali: c’è un problema di programmazione a medio - lungo
termine ed uno a breve.
A lungo termine, bisogna prevedere l’andamento del mercato e
procurare le risorse produttive e i materiali necessari a soddisfare gli
obiettivi di consegna.
A breve termine, il problema è sfruttare in modo efficiente le risorse
produttive disponibili, fornendo le sequenze ottimali delle attività
sugli impianti / persone.
Il primo è un problema di pianificazione, il secondo di scheduling.
Come in tutte le questioni complesse, l’approccio risolutivo è quello
di scomporre il tutto in sotto problemi per poi individuare gli
strumenti adatti per affrontarli.
Esaminiamo i moduli fondamentali della programmazione della
produzione con gestione “a fabbisogno” (o tecniche “push”),
mantenendo la suddivisione in fasi introdotta nel Paragrafo 1.1.
Capitolo 1. Programmazione della produzione
8
1.2.3.1. Piano di produzione generale
PIANO PRINCIPALE (MPS)
Il piano principale di produzione stabilisce quali elementi devono
essere prodotti, quando essi sono necessari e in quale quantità.
Gli input del MPS provengono da varie sorgenti: ordini effettivi dei
clienti, previsioni di vendita, pianificazione strategica e richieste dei
manager per quanto concerne qualità e costi della produzione.
Il primo problema è stabilire a medio/lungo termine quali siano i
fabbisogni di prodotti finiti. A costituire questo fabbisogno
contribuiscono gli ordini clienti acquisiti e qualora essi non coprano
tutto l’orizzonte di pianificazione, le previsioni commerciali ed i
livelli di scorta desiderati.
L’orizzonte temporale di pianificazione deve necessariamente coprire
il lead time cumulativo per produrre i prodotti finiti (comprende i lead
time di rifornimento, produzione, assemblaggio e controllo).
Il modo con cui si manifestano i fabbisogni non sempre sono
compatibili con le capacità produttive della fabbrica: il piano è
generato in termini di ciò che è necessario e non di ciò che è possibile.
L’andamento della domanda, inoltre, può essere non uniformemente
distribuito nel tempo (esempio: stagionalità) e comunque irregolare,
mentre idealmente l’obiettivo della produzione sarebbe tenere
pressoché costante il livello produttivo.
Integrare domanda effettiva con previsione e ridistribuire la domanda
nel tempo in modo da ottenere un profilo compatibile con la capacità
produttiva della fabbrica sono le attività di pianificazione a
medio/lungo termine che costituiscono il piano principale di
produzione. L’output generato sarà l’input della successiva fase di
dettaglio di materiali e capacità.
Capitolo 1. Programmazione della produzione
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INPUT OUTPUT
Piano produzione
generale
Domanda
Globale
Ordini
acquisiti e previsti
Disponibilità alla
vendita
Livello di servizio e
Costi manutenzione
MPS
Profilo giacenza
simulato
Tabella 1.2 – Flusso delle informazioni Master Production Schedule
1.2.3.2. Dettaglio del piano con le richieste di materiali e capacità
Quando la domanda deriva da piani di produzione di determinati
prodotti (come avviene per materiali grezzi, parti e componenti)
utilizzati per costituire il prodotto finale, questi articoli sono soggetti
a domanda dipendente. Le parti e i materiali che entrano nella
produzione di un’automobile sono esempi di domanda dipendente,
poiché la somma totale di parti e materiali grezzi necessari durante
un qualsiasi periodo sono funzione del numero d’auto che saranno
prodotte. Al contrario, la domanda d’auto finite è indipendente,
poiché l’auto non è membro di un altro oggetto.
CALCOLO FABBISOGNI MATERIALI (MRP)
Stabilita la distribuzione della domanda indipendente nel tempo,
devono essere generati gli ordini di produzione dei finiti necessari a
coprire la domanda per gli stessi.
La produzione dei finiti comporta un fabbisogno di domanda
dipendente (quindi sui componenti, semilavorati e materie prime). I
componenti di produzione interna vanno fabbricati per tempo qualora
non siano disponibili in magazzino e le materie prime vanno ordinate
ai fornitori con sufficiente anticipo.
Conoscendo i parametri caratteristici dei materiali è possibile generare
un piano tempificato dei fabbisogni e degli ordini d’acquisito e
produzione necessario a soddisfare la domanda indipendente.
Capitolo 1. Programmazione della produzione
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Il calcolo dei fabbisogni (MRP – Material Requirement Planning) è la
procedura d’ordine e pianificazione delle scorte a domanda
dipendente.
Un piano di produzione per un determinato numero di prodotti finiti è
tradotto nell’esigenza di parti componenti e materiali lavorando
“all’indietro”, usando le informazioni della struttura della distinta base
e del lead time per determinare rispettivamente quanto e quando
ordinare.
INPUT OUTPUT
Distinta base e
lead time
Ordini di lavorazione
Pianificati
Domande
indipendente (MPS) e
dipendente
Ordini
di
acquisto
Date consegna e
Giacenze
MRP
Fabbisogni
per ogni fase
Tabella 1.3 – Flusso delle informazioni Material Requirement
Planning
PIANIFICAZIONE FABBISOGNO DI CAPACITA’ (CRP)
Non necessariamente, il piano generato dal MRP è fattibile. I problemi
che s’incontrano sono dovuti all’impossibilità di ordinare per tempo le
materie prime e alla mancanza di risorse per realizzare gli ordini di
produzione. Calcolando l’impatto che ha il piano MRP sulle risorse, è
possibile capire dove sussistono delle criticità e dove esiste della
capacità produttiva in esubero. Ciò consente di prendere (per tempo)
importanti decisioni: produrre in modo alternativo, ricorrere a risorse
esterne, procurarsi risorse aggiuntive.
La pianificazione del fabbisogno di capacità (CRP) è la procedura che
consente di calcolare i profili di fabbisogno di capacità delle risorse
(centri, personale).
E’ importante notare che al livello corrente (pianificazione) si ragiona
come se le risorse fossero a capacità infinita. Se si vuole scendere ad
Capitolo 1. Programmazione della produzione
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un livello maggiore di programmazione si deve tenere presente la
reale capacità delle risorse (capacità finita).
INPUT OUTPUT
Cicli di
lavorazione
Operazioni
datate
Ordini Profili di capacità
delle risorse
Risorse
CRP
Situazione di carico
delle risorse
Tabella 1.4 – Flusso delle informazioni Capacity Requirement
Planning
PIANIFICAZIONE A CAPACITA’ FINITA (FCP)
Le procedure descritte sopra consentono di arrivare ad una
pianificazione delle attività produttive / acquisto e alla pianificazione
della disponibilità delle risorse.
I moduli MRP e CRP non sono in grado di distinguere fra un piano
principale possibile ed uno impossibile. Nel caso il piano risultasse
non realizzabile si dovrebbe modificarlo od aumentare la capacità.
Modificare un piano comporta un gran numero di revisioni, computer
potenti (per utilizzare il MRP in tempi ragionevoli) e un programma
con capacità di simulazione.
Per pianificazione a capacità finita (FCP – Finite Capacity Planning)
s’intendono gli strumenti e le procedure che consentono di simulare i
piani di lavoro e di consegna ai clienti. Questi piani sono datati
tenendo conto di tutti i vincoli significativi (materiali – impianti collo
di bottiglia) nel medio periodo e degli obiettivi prefissati
(principalmente il mantenimento del livello di servizio).
SCHEDULING A CAPACITA’ FINITA (FCS)
Nel breve periodo è necessario scendere in maggior dettaglio nella
pianificazione, stabilendo esattamente quali risorse utilizzare per
ciascun’attività e stabilendo le sequenze ottimali di lavorazione.
Capitolo 1. Programmazione della produzione
12
Per scheduling a capacità finita (FCS – Finite Capacity Scheduling)
s’intendono gli strumenti e le procedure che generano i piani di lavoro
di dettaglio delle risorse. Tali piani sono generati tenendo conto di
tutti i vincoli significativi (impianti – personale - attrezzature)
coinvolti nel sistema e degli obiettivi prefissati (principalmente la
massimizzazione dell’utilizzo delle risorse).
1.2.3.3. Esecuzione del piano
L’ultimo step del sistema di programmazione è rendere operative le
decisioni prese e i piani definitivi.
L’obiettivo finale della programmazione è alimentare i reparti
produttivi con la lista dei compiti da svolgere a breve e di avviare il
processo di riordino dei materiali necessari a produrre.
Tale attività è formalizzata dal rilascio degli ordini in produzione e
dall’invio di proposte d’acquisto all’Ufficio Acquisti. Gli ordini di
produzione sono presi in carico dai reparti e tracciati dal sistema
d’avanzamento produzione.
E’, inoltre, molto importante controllare i fornitori in modo che i loro
prodotti giungano secondo le date prefissate.
La fase di controllo, mentre presenta elevate criticità per la
realizzazione, non presenta (da un punto di vista concettuale) problemi
ai fini della programmazione della produzione.
1.3. Closed Loop
In seguito al perfezionamento della tecnica d’esecuzione del piano,
l’attenzione è tornata sulla prima fase del sistema MPC, quindi sulla
scelta del piano: si ricerca di generare e mantenere un piano che possa
essere effettivamente eseguito.
Nel momento in cui questi piani migliorati sono stati integrati in
sistemi MPC (basati su MRP), si è iniziato a parlare di sistemi MRP
Closed Loop. La soluzione integrata proposta è schematizzata in
Figura 1.2.
Capitolo 1. Programmazione della produzione
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Il Closed Loop è uno schema logico d’integrazione delle procedure
per la generazione e gestione del piano di produzione.
Lo schema segue una logica d’esecuzione / verifica fattibilità /
retroazione: le informazioni e indicazioni ottenute da una certa fase
servono a correggere gli input della fase stessa e di quelle precedenti.
Sistema CLOSED LOOP
Master Plan Schedule (Piano Principale): gestisce
e determina la date obiettivo di consegna pilotando
il MRP, sulla base delle richieste esterne e delle
previsioni di vendita.
Material Requirement Planning (Calcolo
Fabbisogni Materiali): genera il piano di
produzione e d’acquisto per soddisfare gli obiettivi
di consegna.
Capacity Requirement Planning
(Programmazione del Fabbisogno di Capacità):
evidenzia il fabbisogno di risorsa necessario a
rendere fattibile il piano MRP.
Finite Capacity Planning (Pianificazione a
Capacità Finita): crea un piano operativo fattibile e
ottimale nell’utilizzo delle risorse disponibili.
Esecuzione del Piano Principale
Figura 1.2 – Schema riassuntivo logica Closed Loop
MPS
MRP
CRP
FCP
Esecuzione
Piano
Capitolo 1. Programmazione della produzione
14
1.4. MRP II
Con successivi miglioramenti nei tre livelli del sistema MPC (Figura
1.1), gli utenti hanno cominciato a considerarlo un sistema aziendale
invece di un sistema relegato alla produzione.
Infatti, è oggi possibile includervi piani finanziari e di marketing
dettagliati e la possibilità di simulazioni su migliaia di codici materiali
diversi (grazie anche all’utilizzo della tecnologia dei computer a costi
ridotti).
Questa visione “totale” di sistema di pianificazione e controllo va oltre
il concetto originario di MRP: per rendere chiara l’evoluzione, è stato
coniato il termine MRP II. L’acronimo MRP ora non sta più per
Material Requirement Planning, ma per Manufacturing Resource
Planning, ossia pianificazione delle risorse produttive.
Il proposito del MRP II è di integrare, nel processo di pianificazione,
le funzioni principali dell’azienda con altre funzioni quali
amministrazione, personale, ricerca e sviluppo in modo da far
conoscere e condividere il progetto comune dell’azienda e motivare il
personale.
Marketing e finanza sono le due più importanti aree influenzate ed
hanno un notevole impatto sul piano industriale. Infatti, in troppi casi
vari settori quali produzione, marketing e finanza operano senza avere
una completa conoscenza di quello che altre aree dell’azienda stanno
facendo: per essere più efficienti è necessario che tutti i settori
dell’azienda siano focalizzati sugli stessi obiettivi.
In aggiunta alle risorse manifatturiere, devono, infatti, essere definiti
in termini quantitativi e temporali i mezzi finanziari che occorrono e
le risorse del marketing. In base alla disponibilità dei diversi mezzi
necessari, la pianificazione iniziale deve essere rivista prima che si
possa definire in modo più rigoroso la programmazione della
produzione.
A questo punto entra in gioco il MRP, introducendo richieste più
specifiche al sistema che possono richiedere ulteriori aggiustamenti
del piano definito.
Capitolo 1. Programmazione della produzione
15
Si tratta, quindi, di un processo continuo dove la produzione
pianificata può essere rivista per perseguire gli scopi predefiniti.
I manager si trovano a disposizione numerosi elementi che consentono
di controllare il processo e di effettuare simulazioni grazie alle quali
stimare le opzioni disponibili e le relative conseguenze.
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