Capacità finita o infinita?

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Capacità finita
o infinita?
La procedura MRP presenta degli svantaggi
superabili con l’adozione di alcune tecniche
complementari e/o alternative
DANIELE CATTANEO
T
MRP input
MRP processing
MRP output
Changes
Order releases
utti i sistemi di pianificazione e
Order
Modular
Planned-order
schedulazione della produzione si
schedule
Forecast
schedules
basano su un modello dello stabiliPrimary
reports
mento e rappresentano in modo
Secondary
MRP
Exception reports
Design
List
reports
approssimato quanto accade durancomputer
changes
of materials
Planning reports
programs
te il processo di produzione. La reattività verso i
Performance
clienti, richiesta oggi dal mercato, esige tuttavia
control
reports
Receipt
Inventory
cambiamenti rapidi; il modello dello stabilimenrecords
Withdrawals
to non si adegua però altrettanto rapidamente,
Inventory
cosicché si crea una crescente disparità tra il
transaction
mondo della produzione reale e il modello utilizzato per la pianificazione della stessa. Un modo
per gestire la differenza tra previsioni e realtà La procedura MRP elabora gli ordini cliente per
consiste, allora, nel modificare le modalità di pia- emettere ordini di produzione e ordini di acquisto,
senza considerare i vincoli di capacità delle macchine
nificazione sul breve periodo. Molti sistemi MRP
II (Manufacturing Resource Planning) si basano
su una logica di schedulazione MRP ad anello chiuso te incrementano i costi di magazzino ma, al contrario, fre(un’evoluzione della procedura MRP) e non colgono le quenti variazioni delle operazioni di produzione aumentavariazioni degli ordini, non considerano i costi associati no i costi di set-up e diminuiscono il ritmo produttivo
alla modifica delle operazioni sulle linee di packaging, sostenibile. Quando la schedulazione non è in grado di
assumono lead time fissi e non tengono conto dei vincoli valutare rapidamente le differenze tra questi obiettivi, le
di capacità delle macchine. Per queste ragioni le condi- decisioni potrebbero basarsi semplicemente sulla convezioni e le sequenze delle operazioni di produzione sono nienza piuttosto che sui costi.
spesso rifinite manualmente. L’attività di schedulazione
della produzione deve necessariamente bilanciare i livelli La schedulazione MRP
di servizio al cliente, gestione magazzino ed efficienza Le procedure MRP e CRP (Capacity Requirements
nelle operazioni di produzione; i benefici ottenuti rag- Planning) sono generalmente processate in serie e in due
giungendo uno solo di questi obiettivi dovrebbero evi- fasi ben distinte. Prima si esegue la procedura MRP, a
dentemente superare i costi sostenuti nel tralasciare gli fronte di un piano principale di produzione (MPS, Master
obiettivi rimanenti. Un elevato livello di servizio al clien- Production Schedule) o per risolvere la pianificazione dei
te, infatti, potrebbe richiedere scorte elevate o frequenti materiali; successivamente è eseguito il CRP per determivariazioni nelle operazioni di produzione; le scorte eleva- nare se il piano di produzione sia realizzabile dal punto di
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Finished chair
Assembly
diagram
Back supports
Front legs
Cross
bar
Seat
Cross Bar
Side rails
Product
structure
tree
Chair
Leg
Assembly
Legs (2)
Back
Assembly
Seat
Cross
Bar
Side
rails (2)
Cross
bar
Back
supports
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momento in cui è richiesta la lavorazione su quel centro.
In questo modo, le date d’inizio e di fine delle operazioni
sarebbero determinate dai carichi sui centri di lavoro. Il
piano di produzione ottenuto con questa modalità è fattibile, perché i fabbisogni dei materiali sono sincronizzati
con una schedulazione a capacità finita.
FCS consente quindi una schedulazione più vincolata,
con intervalli di tempo più brevi, lead time variabili e una
simulazione di dettaglio più raffinata; esistono tuttavia
alcuni contesti in cui lead time fissi e capacità infinita
sono assunzioni valide. E’ il caso, per esempio, dei sistemi DRP (Distribution Requirements Planning) e di alcuni
sistemi di acquisto. Per essere competitivi il mercato
richiede oggi la compressione dei lead time, la riduzione
delle giacenze e la massimizzazione dell’utilizzo delle
risorse (riducendo i costi); MRP è una soluzione da tene-
L’esplosione della distinta base consente
di determinare il fabbisogno necessario
per ciascun articolo
Procurement
of raw
material D
Fabrication
of part E
vista della capacità produttiva. Nel caso in cui il piano di
produzione non sia realizzabile, è necessario impostare
diversamente i requisiti del sistema, eseguire di nuovo la
procedura MRP, la procedura CRP e così via, sino a ottenere un piano di produzione fattibile. Questo modo di
procedere si è rivelato, però, inefficace.
Alcuni rivenditori di sistemi MRP II hanno implementato
una logica di schedulazione a capacità finita (FCS, Finite
Capacity Scheduling) per migliorare il processo di pianificazione; nonostante essa incrementi l’efficacia della
schedulazione locale sui centri di lavoro, non riduce
significativamente il lead time necessario per consegnare
il prodotto finito al cliente. Per essere ancora più efficaci
FCS e MRP avrebbero bisogno di interagire in un unico
processo. Dalle precedenti considerazioni sulla capacità si
può dedurre che gli sfasamenti tra i lead time si possono
calcolare dinamicamente in base al carico effettivamente
schedulato su ciascun centro di lavoro, proprio nel
Nei sistemi a capacità finita si possono
emettere ordini d’acquisto per le materie prime
basandosi sulle date di effettivo inizio delle
operazioni di produzione
Subassembly A
Procurement
of raw
material F
Final assembly
and inspection
Procurement
of part C
Procurement
of part H
Subassembly B
1
Procurement
of raw
material I
2
3
Order point
Fabrication
of part G
4
5
6
7
Week number
8
9
10
11
Available
for delivery
I materiali e gli assiemi, prodotti o acquistati
dall’azienda, sono sincronizzati e resi disponibili
per l’impiego sui centri di lavoro
re in considerazione per aziende con distinte base profonde, che operano in modalità ‘make to stock’ (produzione
per il magazzino). Le società che, invece, avrebbero meno
da guadagnare con questa procedura, sono quelle che
hanno distinte base snelle e poco profonde, dove tipicamente la puntualità di consegna e la gestione delle risorse
rappresentano elementi cruciali. Si tratta generalmente di
fornitori di altre aziende o realtà con una produzione dedicata esclusivamente a un cliente. Esistono due strategie da
seguire nei casi in cui si abbia a che fare con lead time
brevi e frequenti variazioni del piano di produzione: i fornitori possono anticipare i fabbisogni dei clienti oppure
produrre in modalità ‘make to order’ (produzione su commessa). Anticipare la produzione significa spesso sostenere alti costi di magazzino, mentre produrre strettamente su commessa porta frequentemente a elevati costi di
set-up, al ricorso al lavoro straordinario e alla terzializzazione della produzione. Nella maggior parte dei casi soddisfare il cliente al minor costo possibile è una soluzione
che combina entrambe le strategie.
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Un punto debole
La visibilità e la disponibilità di tutte le informazioni necessarie all’elaborazione del piano di produzione sono oggi un fattore determinante e la procedura MRP presenta, in questo senso, alcuni
svantaggi evidenti. Innanzitutto, il disaccoppiamento tra ordini cliente e ordini di produzione.
MRP, infatti, è costruito su un modello di fabbisogni ‘esterni’ (ordini cliente) e fabbisogni ‘interni’
(ordini di produzione). Nei prodotti con distinta
base semplice (tipicamente descritti con un solo
ciclo di produzione), situazione tra l’altro non
ideale per la procedura MRP, gli ordini del cliente
sono disaccoppiati dagli ordini di produzione. Per
identificare quali clienti siano influenzati da un
ritardo di produzione è necessario ricorrere all’intervento umano, perché il sistema si limita a indi- La schedulazione diretta degli ordini cliente, senza
care semplicemente uno sfasamento tra approvvi- aggregazione, permette di avere la visibilità di come
gionamenti e domanda. Dopo che l’MRP ha lan- eventuali modifiche del piano incidano su un ordine;
ciato gli ordini di produzione - senza considerare i è poi compito della procedura di schedulazione
mantenere elevata l’efficienza delle macchine
limiti di capacità produttiva delle macchine - gli
ingranaggi del sistema produttivo si mettono in
moto e, in particolare, vengono fissate le date di rilascio riguardanti la capacità delle macchine, lacuna peraltro
degli ordini, viene definito il profilo del magazzino congenita della procedura.
secondo i fabbisogni e comincia l’approvvigionamento Una prima analisi sulla capacità produttiva può essere
dei materiali. Il secondo svantaggio della procedura MRP anticipata a livello del piano principale di produzione, ma
consiste proprio nella totale assenza di informazioni non può necessariamente essere risolta a tale livello, in
quanto si considerano principalmente
i prodotti finiti. Per testare la capacità produttiva nel dettaglio è necessario esplodere la distinta base e i cicli
di produzione analizzando le risorse
coinvolte nella realizzazione del pro• CRP (Capacity Requirements Planning): processo per stabilire, misurare e rifinire i
dotto finito. Infine, se a valle della
limiti e i livelli di capacità; determina quante risorse sono necessarie per eseguire
procedura MRP viene eseguita una
un’operazione di produzione
procedura FCS, quest’ultima non può
• MRP ad anello chiuso: è la procedura MRP che include il CRP e le informazioni di
che intervenire ottimizzando le risorritorno con cui sono descritti i progressi degli ordini in corso di lavorazione; in sostanse a livello dei centri di lavoro.
za, è l’interfaccia tra il piano principale di produzione (MPS) e il processo di pianifiPiuttosto di eseguire prima la procecazione della produzione. Utilizza la procedura MRP per sviluppare un piano CRP;
dura MRP, poi la FCS, sarebbe più
confronta quindi la capacità pianificata dall’MPS e dall’MRP con la capacità disponiefficace integrare i materiali e la
bile, determinando la fattibilità del piano di produzione
capacità produttiva delle macchine in
• DRP (Distribution Resource Planning): procedura di pianificazione delle risorse in
un unico processo di pianificazione e
un sistema distributivo: spazio necessario nei depositi, mezzi di trasporto, approvvischedulazione. In questo modo, si
gionamento ai diversi livelli di magazzino, ecc.
potrebbero sciogliere simultanea• FCS (Finite Capacity Scheduling): schedulazione della produzione con il vincolo di
mente i vincoli relativi al fabbisogno
capacità finita
dei materiali e alla capacità produtti• MRP (Material Requirements Planning): tecnica di calcolo del fabbisogno materiava, propagando al contempo in tutto
li utilizzando distinta base, scorte di magazzino e MPS
il sistema gli effetti portati da even• MRP II (Material Resources Planning): metodo di pianificazione delle risorse che
tuali problemi (o variazioni) nelle
relaziona tra loro diverse funzioni: MPS, MRP, CRP, ecc.; l’output di questi sistemi è
operazioni di produzione. La pianifiintegrato con la reportistica finanziaria
cazione e la schedulazione dettaglia• MPS (Master Production Schedule): piano principale di produzione (quantità di prota, allora, permetterebbero la formuduzione per data e risorsa)
lazione di un piano di produzione fat• lead time: tempo che intercorre tra l’emissione di un ordine di produzione o di un
tibile sia in considerazione dei fabbiordine di acquisto e l’istante in cui l’articolo è disponibile per l’impiego
sogni di materiale, sia in relazione
alla capacità delle risorse produttive.
Alcune definizioni
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Organizzare gli ordini cliente
Si è accennato al disaccoppiamento tra ordini cliente e
ordini di produzione. E’ prassi comune aggregare gli ordini di produzione di parti comuni per elaborare un solo
ordine di produzione perché l’aggregazione consente la
gestione del lotto economico; una volta che il lotto è stato
completato, però, si perde l’integrità dell’ordine, dato che
i sottoinsiemi del lotto generati da diversi ordini cliente
proseguono per differenti cicli di produzione. A causa di
questo processo di aggregazione l’MRP non riflette esattamente quello che accade nella realtà. Esso, infatti, pianifica l’ordine di produzione di una certa quantità, basandosi sulle informazioni del lead time e considerando
esclusivamente gli ordini cliente già presenti a magazzino; la procedura non considera gli ordini cliente in processo o quelli che devono ancora essere eseguiti e sono
stati pianificati. L’aspetto meno pratico della procedura
consiste nel fatto che se si individua un problema sulla
consegna di un prodotto è necessario effettuare manualmente un’azione per riorganizzare la produzione. Per
valutare l’effetto dell’azione sugli altri ordini di produzione si devono rielaborare le date di scadenza e si deve
verificare la presenza di eventuali problemi gestionali
(inattività delle macchine, fabbisogno dei materiali, ecc.).
Dunque, MRP non solo inibisce la visibilità sugli ordini
cliente ma, trascurando la capacità dell’impianto di produzione, non è neppure di supporto nella schedulazione
degli ordini. La visibilità sul completamento degli ordini
è probabilmente uno degli aspetti più importanti per eliminare le scorte di magazzino superflue; la procedura
MRP non riconosce il completamento di un ordine cliente fino a quando non viene effettuata una transazione a
magazzino. Così, nella variazione di un ordine cliente la
procedura non trasferisce la produzione già completata
nell’ordine successivo ma, semplicemente, in modo
miope, alloca nuovamente la produzione su quell’ordine
cliente. MRP non ottimizza nemmeno la pianificazione
dell’acquisto di materiali e materie prime, dal momento
che sono ritenuti lead time di produzione fissi; dovrebbero essere considerate, piuttosto, le date in cui esiste effettivamente la capacità per la produzione degli ordini; i lead
time fissi portano invece ad approvvigionare i materiali in
anticipo o in ritardo.
Le alternative
E’ possibile adottare alcuni accorgimenti e seguire
approcci alternativi alla procedura MRP. Un primo modo
di procedere suggerisce di semplificare il più possibile la
struttura del prodotto, in modo che la maggior parte degli
articoli possa essere descritta con un ciclo di produzione.
Il secondo approccio consiste nell’adozione di un modello a capacità finita; in questo modo è possibile valutare
immediatamente gli effetti portati dalla modifica di un
ordine o da problemi di produzione sugli altri ordini cliente. La pianificazione ottenuta è certamente più realistica
dal punto di vista della capacità produttiva e del magazzino, senza considerare, poi, la possibilità di emettere ordi-
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ni d’acquisto per le materie prime basandosi sulle date di
effettivo inizio delle operazioni di produzione (e non sui
lead time fissi). Un terzo approccio consiste nella schedulazione diretta degli ordini cliente, senza aggregazione,
per poter vedere come eventuali modifiche incidano su un
ordine; sarà poi compito della procedura di schedulazione
mantenere elevata l’efficienza delle macchine, non dell’aggregazione in un unico ordine di produzione come
avviene per l’MRP.
Questa alternativa è particolarmente utile per produzioni
su commessa (make to order), dove viene riservata particolare attenzione proprio agli ordini cliente. In questo
caso, vi è sempre visibilità sullo stato dell’ordine: tutte le
operazioni necessarie vengono mostrate come parte dell’ordine (non a livelli inferiori del prodotto), la produzione già completata di un’operazione può essere riallocata
agli ordini cliente, secondo criteri di priorità, e tutte le
operazioni successive portano date di completamento realistiche, calcolate considerando il vincolo di capacità finita. Le alternative alla procedura MRP sono spesso in
grado di ottimizzare il carico sulle macchine, i vincoli di
capacità e di materiale, le variazioni nelle operazioni di
produzione, il bilanciamento delle linee (nel caso di più
linee di produzione) e un’efficiente allocazione delle
scorte a magazzino.
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