V - Teca ELIS

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V - Teca ELIS

Corso di Logistica Industriale
M.M. Schiraldi
Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”
Facoltà di Ingegneria – Ingegneria Industriale
Settore Scientifico Disciplinare “Impianti Industriali”
Gruppo di docenza composto da:
Prof. Massimiliano M. Schiraldi, Prof. Vito Introna,
Ing. Bruna Di Silvio, Ing. Caterina Spada,
Ing. Daniele Scorziello, Ing. Andrea Wolski
M.M. Schiraldi – Logistica Industrale – Febbraio 2007
[1 di 254]
Il programma
- Giorno 1: gestione dei materiali; analisi ABC; diagramma di accumulo e decumulo delle scorte;
criteri di gestione delle scorte a ripristino ed a fabbisogno; introduzione alla stima dei costi di
stoccaggio e del circolante in scorta. Analisi del caso Devine Nuts.
- Giorno 2 : scorta ciclo e scorta di sicurezza; dimensionamento della scorta di sicurezza con il criterio
del livello di servizio e del costo di rottura di stock; metodi di gestione ROC, ROL, a livello obiettivo,
a scorta minima e massima. Analisi critica del criterio di gestione della scorta di sicurezza attuato da
Trenitalia per i materiali di ricambio del materiale rotabile, e relativa ripercussione sui costi di
stoccaggio.
- Giorno 3 : organizzazione di un magazzino industriale; funzioni e obiettivi del Material Handling;
tipologie di unità di carico (palette, contenitori e container)metodi di stoccaggio (scaffalature, file,
cataste, ecc); criteri di stoccaggio FIFO, LIFO e NINO; politiche di stoccaggio casuale, dedicata e
per classi e ripercussioni sull’efficienza logistica.
- Giorno 4 : logistica industriale e servizio trasporti; classificazione e caratteristiche dei sistemi di
trasporto interno; cenni sui criteri di scelta e dimensionamento dei sistemi di trasporto rigido (nastri,
rulli, paranchi, ecc.) e flessibile (carrelli, AGV, ecc.). Sistemi informativi per la gestione della
logistica.
- Giorno 5: cenni sul concetto di supply chain management; esercitazione; prova finale.
[2 di 254]
Production and Operations Management
FONDAMENTI DI GESTIONE DEI MATERIALI
[3 di 254]
Modello di Wilson
q
Andamento del livello di magazzino
Modello di R.H.Wilson (1931): grafico a dente di sega
N.B: domanda nota e costante = d
Q
G
tempo
Q
G = giacenza media =
2
[4 di 254]
Dente di sega e dimensione dei lotti
q
Q1
Dtot
= lanci
Q
Q2 = G1
Q3 = G2
G3
tempo
[5 di 254]
Economic Order Quantity - EOQ
Modello di F.W. Harris (1913): è un metodo per scegliere la dimensione del
lotto di approvvigionamento. Si assumono le ipotesi del modello di Wilson.
• Domanda nota e costante
• Tempo di approvvigionamento costante
• Prezzo unitario del prodotto costante
• Consegna del lotto non frammentata
• Beni non deperibili
• Domanda interamente soddisfatta
• Lotto di ordine illimitato
L’ipotesi principale è che solamente due costi variano se si agisce sulla
dimensione del lotto: i costi di immagazzinamento ed i costi di lancio ordine.
Si determina così la dimensione ottimale del lotto Q = EOQ.
[6 di 254]
Economic Order Quantity – costi di immagazzinamento
€
• Per ipotesti i costi di
immagazzinamento variano
linearmente con la dimensione
del lotto
• I beni non sono deperibili
• Cm = costo di mantenimento a
scorta di 1 unità di prodotto per
tutto il periodo di riferimento
Dimensione del lotto
CM = G ⋅ Cm
ovvero
[7 di 254]
• CM = costo di mantenimento di
tutta la scorta nel periodo di
riferimento
CM =
EOQ
⋅ Cm
2
Economic Order Quantity – costi di lancio ordine
€
• Ovviamente i costi di lancio
ordine vengono sostenuti solo
quando si lancia l’ordine
• Cl = costo di lancio di 1 ordine
• CL = costo totale di lancio di tutti
gli ordini nel periodo di
riferimento
• L’andamento del grafico è una
iperbole equilatera
se
• D = totale nel periodo di
riferimento
D
D
⋅ Cl
= numero di lanci ordine, allora CL =
EOQ
EOQ
[8 di 254]
Economic Order Quantity – costi totali
€
• CT costi totali
• Per ipotesi gli unici costi che
variano con la dimensione del
lotto sono CM e CL
• Il punto di minimo cade alla
intersezione tra le curve di CM e
CL
• In prossimità del minimo di CM la
curva è molto piatta (robustezza)
EOQ
CT = CL + CM
ovvero CT =
[9 di 254]
EOQ
D
⋅ Cm +
⋅ Cl
EOQ
2
Economic Production Quantity
E’ un metodo per scegliere la dimensione del lotto di produzione. Si assimila
al metodo dell’EOQ senza l’ipotesi di “approvvigionamento istantaneo”, visto
che i prodotti vengono accumulati al tasso Tp. La domanda è sempre
costante e pari a d.
q
EPQ
d
Tp
EPQ =
2 ⋅ D ⋅ Cl
d
Cm ⋅ 1 −
Tp
Tp - d
t
T
[10 di 254]
EOQ/EPQ – soluzione analitica
EOQ
EPQ
CT = CL + CM
CT =
EOQ
D
⋅ Cm +
⋅ Cl
EOQ
2
∂CT
=0
∂EOQ
Cm
D
−
⋅ Cl = 0
2
EOQ 2
EOQ = T ⋅ Tp
CL = Cl ⋅
CT =
cioè
D
T ⋅ Tp
ed
T ⋅ (Tp − d )
2
T ⋅ (Tp − d )
CM =
⋅ Cm
2
G=
T (Tp − d )
D
⋅ Cm +
⋅ Cl
2
T ⋅ Tp
q
EPQ
Cm
D
=
⋅ Cl
2
EOQ 2
d
Tp
Tp - d
da cui
t
T
EOQ =
2 ⋅ D ⋅ Cl
Cm
∂CT
=0
∂ (T ⋅ Tp )
[11 di 254]
EPQ =
2 ⋅ D ⋅ Cl
d
Cm ⋅ 1 −
Tp
Lotto economico di approvvigionamento a valore
EOQ =
2 ⋅ D ⋅ Cl
V ⋅i
V ⋅ EOQ = V ⋅
Solitamente Cm = V · i
2 ⋅ D ⋅ Cl
2 ⋅ D ⋅ Cl ⋅V
=
V ⋅i
i
Valore del lotto di approvvigionamento
V ⋅ EOQ =
2 ⋅ Cl
⋅ D ⋅V = k ⋅ D ⋅V
i
[12 di 254]
I costi delle scorte
Processo produttivo
MP
PF
SL
Percorrendo
Percorrendo ilil processo
processo
produttivo
produttivo ii materiali
materiali
assorbono
assorbono valore
valore aggiunto
aggiunto
ee si
si specializzano
specializzano
Costi del mantenimento delle magazzino (warehousing)
- Costi di trattamento e conservazione della scorta
- Utenze, energia, manodopera di magazzino, sicurezza, ecc.
- …
Costi del mantenimento delle scorte (stockholding)
-
Costi di immobilizzo
-
Costi di obsolescenza e deperibilità
- …
[13 di 254]
Scorta ciclo: comportamento reale
q
Q
G
G
tempo
giacenza ≠ giacenza = G
G = media
media
teorica
reale
stockout
[14 di 254]
Scorta di sicurezza
Nello stesso caso, se si fosse mantenuto un certo livello di scorta “di sicurezza”
all’interno del magazzino, lo stockout non sarebbe avvenuto….
q
Q
tempo
SS
[15 di 254]
La scorta di sicurezza
Tanto più la previsione della domanda è precisa e tanto più sono puntuali le
consegne dei materiali in ingresso, tanto più alto è il risparmio di capitale
circolante investito in scorta di sicurezza. Ma a che conclusione si deve giungere
se si termina l’esercizio senza aver mai intaccato la scorta di sicurezza ?
Previsione accurata
Livello di
magazzino
Livello di
magazzino
Previsione inaccurata
consuntivo
previsto
consuntivo
SS
previsto
SS
gen
dic
Formula di Hadley & Within (1963)
gen
dic
2
SS = k σ d2 ⋅ TA + σ TA
⋅d 2
[16 di 254]
LA GESTIONE DELLA SCORTA RICAMBI IN TRENITALIA
- ANALISI CRITICA -
[ dati cortesemente forniti da Consorzio ELIS ]
[17 di 254]
Scorta Sicurezza – Analisi del caso Trenitalia
MAGAZZINI RICAMBI REPARTO MANUTENTIVO LINEA LOCOMOTIVE
• Milioni di materiali movimentati su 106 magazzini in Italia
• 150 mln € immobilizzati (materiali di ricambio / locomotive)
• Gestione in gran parte affidata all’esperienza delle singole persone.
CRITERIO DI GESTIONE
• Materiali con “consumo occasionale” gestiti a fabbisogno con MRP (in
particolar modo relativi alla Linea Carrozze)
• Materiali con “consumo costante” gestiti a ripristino con SS e LR.
I dati storici vengono estratti da RSMS (Sistema informatico di Trenitalia)
sulle anagrafiche dei materiali movimentati negli ultimi 2 anni: consumi
storici, Lead Time di ripristino, classe, ecc.)
[18 di 254]
Pratica Trenitalia per la determinazione del valore di SS e LR (N.B. a dic 2006)
Scorte di Sicurezza
SS = giorni di copertura
Livello di Riordino
LR = SS + lead time
consumo medio
consumo medio
GRAVE ERRORE: le scorte di sicurezza NON
si calcolano su valori deterministici o MEDI !
ALEATORIETÀ della
DOMANDA
ALEATORIETÀ del
LEAD TIME
LIVELLO DI SERVIZIO
[19 di 254]
Esempio 1: materiale di CLASSE A (giorni di copertura: 60)
DATI A CONSUNTIVO: gg stock-out = 96
2000
1755
1800
ANDAMENTO SCORTE con SS ATTUALE = 595
1600
3500
3000
1200
2500
1000
2000
905
Q uantità
Consumi
1400
800
592
600
409
350
400
200
522
120 140
110
100
350
243
260
115
42
1
2 3
4
5 6
7
8
0
-500 1
230
105
105
LR
SS
500
360
285
225
25
0
365
Giacenze
1500
1000
43 85 127 169 211 253 295 337 379 421 463 505 547 589 631 673 715
-1000
0
Giorni
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
MESI
SIMULAZIONE(HADLEY & WITHIN): gg stock-out = 6
ANDAMENTO SCORTE con SS PROPOSTO = 933
4000
3500
3000
Quantità
2500
Giacenze
2000
LR
1500
SS
1000
3300
0
-500 1
3450
3000
3150
2700
2850
2400
2550
2100
2250
1800
1950
1500
1650
1200
1350
900
1050
600
750
300
450
0
150
500
44 87 130 173 216 259 302 345 388 431 474 517 560 603 646 689
Giorni
[20 di 254]
Esempio 2: materiale di CLASSE C (giorni di copertura: 120)
DATI A CONSUNTIVO
700
556
502
512
500
473
415
552
488
460
4000
435
417
389
400
352 358
390
3500
354
3000
310
300
273
261
188
188
200
Quantità
Consumi
ANDAMENTO SCORTE con SS ATTUALE = 1429
590
600
2500
Giacenze
2000
LR
1500
SS
1000
102
100
12
0
1
2
3
4
5
6
7
8
500
0
0
1
42 83 124 165 206 247 288 329 370 411 452 493 534 575 616 657 698
Giorni
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
MESI
SIMULAZIONE(HADLEY & WITHIN)
ANDAMENTO SCORTE con SS PROPOSTO = 461
4000
3500
Quantità
3000
2500
Giacenze
2000
LR
1500
SS
1000
500
1
2760
2640
2520
2400
2280
2160
2040
1920
1800
1680
1560
1440
1320
1200
960
1080
840
720
600
480
360
240
0
120
0
44 87 130 173 216 259 302 345 388 431 474 517 560 603 646 689
Giorni
[21 di 254]
Nell’azienda ci sono 4 linee. Nella sola linea locomotive nel mese di giugno 2006
sono stati riportati i seguenti valori:
- N°MATERIALI TOTALI
202’701
- N°MATERIALI IN OVERSTOCK
27’299 (13,5%)
- N°MATERIALI IN STOCK-OUT
8’297
- VALORE TOTALE DEI MATERIALI
150 mln €
- VALORE MATERIALI IN OVERSTOCK
68 mln € (45%)
(4,1%)
[22 di 254]
Nell’azienda ci sono 106 stabilimenti. Nel solo stabilimento di FOGGIA negli
ultimi due anni si sono registrati i seguenti numeri:
- N°MATERIALI MOVIMENTATI
11’121
- di cui, gestiti A RIPRISTINO
3’026 (27,2%)
- LIVELLO DI SERVIZIO (FOGGIA)
81,6%
Dopo simulazione dell’applicazione della corretta teoria sulla gestione delle
scorte, si sono osservati i seguenti risultati:
- A parità di LIVELLO DI SERVIZIO, si potrebbero
ridurre i livello di stoccaggio per un risparmio di
171’544 €/anno
- A parità di investimento in stoccaggio, si potrebbe
raggiungere il livello di servizio del
96,29 %
(risparmiando pure 2’170 €)
[23 di 254]
LA GESTIONE DELLE SCORTE
[24 di 254]
livello di magazzino
Gestione delle scorte a ripristino ed a fabbisogno
- Two bin
- ROC
- ROL
Q
- IR fisso con livello obiettivo
tempo
t*
livello di magazzino
Esempi:
Gestione a RIPRISTINO
(look-back)
- (S,s)
- Kanban
Esempi:
Gestione a FABBISOGNO
(look-ahead)
-Material Requirement Planning
Q
tempo
t*
[25 di 254]
Sistemi di controllo delle scorte: ROL
q
LR
SS
TA
TA
TA
• ROL = Re-Order Level, si ordina appena la
giacenza raggiunge LR
• monitoraggio continuo del magazzino
LR = d ⋅ TA + SS
Lotto= EOQ
2
SS = k σ d2 ⋅ TA + σ TA
⋅d
• quantitativi di riordino fissi, EOQ
t
TA
2
• scorta di sicurezza standard
[26 di 254]
Sistemi di controllo delle scorte: ROC
q
IR
LR’
SS’
TA
TA
TA
t
LR' = d ⋅ (TA + IR) + SS'
• ROC = Re-Order Cycle
• Quantitativi di riordino fissi, EOQ
Lotto= EOQ
• Si può ordinare solo allo scadere di IR
• Si ordina solo se si è sotto il livello di riordino
• Monitoraggio discreto del magazzino
2
SS' = k σ d2 ⋅ (TA + IR) + σ TA
⋅d
• Scorta di sicurezza maggiorata
[27 di 254]
2
Sistemi di controllo delle scorte: IR fisso, con LO
q
IR
IR
LO
SS’
TA
TA
TA
• Intervallo di riordino fisso, con livello obiettivo
• Quantitativi di riordino variabili a seconda
della giacenza
• Si deve ordinare sempre e solo allo scadere
di IR
TA
t
LO = d ⋅ (TA + IR) + SS'
Lotto = LO − Giacenza
2
SS' = k σ d2 ⋅ (TA + IR) + σ TA
⋅d
[28 di 254]
2
Sistemi di controllo delle scorte: (s,S)
S max
S min
SS’
TA
IR
• (s,S) = scorta minima e massima
• Quantitativi di riordino variabili, che tendono ad
EOQ
• Si può ordinare solo allo scadere di IR
• Si ordina solo se si è sotto la scorta minima
TA
t
Smin = d ⋅ (TA + IR) + SS'
IR
2
Lotto = Smax − Giacenza
Smax = Smin + EOQ− d ⋅
2
SS' = k σ d2 ⋅ (TA + IR) + σ TA
⋅d
TA
[29 di 254]
2
Confronto tra i sistemi di controllo delle scorte
ROL
Intervallo di riordino fisso
• Lotto: EOQ fisso
• Lotto: variabile a seconda della distanza
della giacenza da LO
• Monitoraggio: CONTINUO, SS standard
• Si ordina non appena il livello raggiunge
LR, ordini completamente asincroni
• Monitoraggio: DISCRETO, SS’ maggiorata
• Si ordina quando: sempre allo scadere di IR
ROC
(s,S)
• Lotto: EOQ fisso
• Lotto: variabile a seconda della distanza
della giacenza da Smax
• Monitoraggio: DISCRETO, SS’
maggiorata
• Si ordina quando: allo scadere di IR,
se il livello è inferiore ad LR’
• Monitoraggio: DISCRETO, SS’
maggiorata
• Si ordina quando: allo scadere di IR,
se il livello è inferiore ad Smin = LR’
Nota Bene: nell’ipotesi che con il sistema (s,S) il lotto
venga lanciato una volta ogni due IR, si ha che la
dimensione del lotto è proprio pari ad EOQ, visto che:
IR
2
T ⋅ EOQ
=
D
Smax = Smin + EOQ− d ⋅
e visto che
IR =
T
D
EOQ
IR d ⋅ T ⋅ EOQ EOQ
=
=
2
2⋅ D
2
Si ha allora
d⋅
e dunque
Smax = Smin +
EOQ
2
ovvero il lotto medio, lanciato ogni IR, è EOQ/2.
[30 di 254]
LOGICHE PUSH & PULL
[31 di 254]
Due logiche di gestione della produzione
“In prima approssimazione”:
- logica PULL: si compie un’azione in seguito al fabbisogno
- logica PUSH: si compie un’azione in anticipo al fabbisogno
Ad esempio:
In una logica PULL, l’ingresso dei materiali in fabbrica è regolato dagli
ordini che provengono da valle e non è anticipato rispetto a questi.
In una logica PUSH, l’ingresso dei materiali in fabbrica è anticipato rispetto
a gli ordini che provengono da valle, quindi si utilizzano le previsioni
[32 di 254]
Definizioni di sistema PUSH e PULL
Dal punto di vista della pianificazione del processo
- sistema PULL puro: Production Time < Delivery Time
(P<D)
- sistema PUSH puro: Delivery Time = 0
(P>D)
I sistemi PULL puri
- non c’è necessità di effettuare previsioni
- non ci sono prodotti invenduti, non c’è incertezza
- alta rotazione dei magazzini, sia PF che MP
- difficoltà di programmazione, occorre seguire la domanda
- spesso sono considerati un modello di eccellenza
[33 di 254]
Il processo frammentato
E’ necessario aumentare il D-time oppure diminuire il P-time
(frammentiamo il processo produttivo costituendo delle scorte)
P time (20h)
Processo produttivo
Lavorazione 3
Lavorazione 2
P3 time (8h)
P2 time (8h)
Lavorazione 1
P1 time (4h)
D time (15h)
[34 di 254]
NOTAZIONE ASME
Il sistema misto PUSH-PULL
Al confine tra PUSH e PULL si costituisce una scorta
(CERNIERA PUSH PULL)
D time
PUSH
PUSH
PULL
PULL
Pi time < D time
Criticità
Capacità produttiva
Criticità
Gestione delle scorte
[35 di 254]
Le cinque fattispecie produttive
T=0
Tempo di attraversamento
T=0
tempo
di
consegna
secondo
contratto
Make-to-Stock
produzione per magazzino (commodities,
alimentari, beni di largo consumo in genere)
Assemble-to-Order
produzione mista (mobili componibili,
macchine agricole, gruppi meccanici, ecc)
Make-to-Order
produzione standard per commessa
(automobili utilitarie, elettrodomestici,
componentistica ricorrente per l’industria
manifatturiera, ecc.)
Purchase-to-Order
produzione personalizzate per commessa
(manufatti convenzionali, contenenti
optional non ricorrenti)
Engineer-to-Order
produzione speciali non ricorrenti
effettuate in base a nuovo progetto
(grandi cantieri navali, nautica di
lusso, macchinari speciali per industrie)
Area PUSH
Area
PUSH
Area PULL
Progettazione
Approvvigion.
Fabbricazione Assemblaggio
[36 di 254]
Sistemi misti PUSH-PULL e tipologie di processo
molti materiali
in ingresso
pochi materiali
in ingresso
cerniera
P time
P-D
molti materiali
in ingresso
D time
cerniera
molti PF
in uscita
molti PF
in uscita
pochi PF
in uscita
D/P = “indice di programmazione”
[37 di 254]
Il sistema a ripristino della scorta
D ≥ Ai + Pi
Lo stadio i del
processo lavora
in PULL
Flusso informaz.
Flusso fisico
Ordine
Scorta
Ai
Pi
Consegna
D≥P
Lavorazione
Scorta
Assembl. finale
Ultima lavorazione
Penultima lavorazione
Tempo
Terzultima lavorazione
OPP
Catena gestita a ripristino (JIT)
3
P3 time
2
(P2+P1)time > D time
[38 di 254]
1
mercato
P1 time < D time
INVENTORY BUILD-UP DIAGRAM
[39 di 254]
INVENTORY BUILD UP DIAGRAM (1/4)
Sia preso in considerazione il caso in cui il tasso di arrivo delle materie prime in
un magazzino (λ) è costante, ma soggetto a stagionalità nell’arco di un anno…
λ
(tonn/mese)
4800
3600
600
4
Q (tonn)
8
12 mesi
Se la capacità produttiva (µ) è
invece costante tutto l’anno,
e pari a 3000 tonn/mese, si avrà un
andamento di accumulo e decumulo
di scorte nel magazzino MP
9600
2400
4
8
Mesi
Mag
iniziale
Tasso di
arrivo
Tasso di
uscita
Tasso di
accumulo
Mag
finale
0-4
0
3600/m
3000/m
+600/m
600x4
4-8
2400
4800/m
3000/m
+1800/m
2400 +
1800x4
8-12
9600
600/m
3000/m
-2400/m
9600 –
2400x4
12 mesi
[40 di 254]
INVENTORY BUILD UP DIAGRAM (2/4
Q (tonn)
9600
2400
4
8
12 mesi
Giacenza media (tonn/mese)
(2400 ⋅ 4 2 )+ (7200 ⋅ 4 2 )+ (2400 ⋅ 4) + (9600 ⋅ 4 2 ) = 4000
12
Produzione totale (tonn)
3000 ⋅12 = 36000
[41 di 254]
Sia preso in considerazione, nel caso precedente, un vincolo di capacità
sul magazzino pari a 2400 tonn. ferma restando la produzione a 3000 tonn/mese:
λ
(tonn/mese)
4800
3600
600
4
8
12 mesi
Q (tonn)
Mesi
Mag
iniziale
Tasso di
arrivo
Tasso di
uscita
Tasso di
accumulo
Mag
finale
0-4
0
3600/m
3000/m
+600/m
600x4
4-8
2400
3000/m
3000/m
0
2400
8-9
2400
600/m
3000/m
-2400/m
2400 –
2400x1
9-12
0
600/m
600/m
0
0
(2400 ⋅ 4 2 )+ (2400 ⋅ 4) + (2400 ⋅12 ) = 1700
12
2400
4
89
12 mesi
(3000 ⋅ 9) + (600 ⋅ 3) = 28800
[42 di 254]
Fermo restando il limite di 2400 tonnellate in magazzino, si ipotizzi a questo punto un
aumento di capacità produttiva fino a 3300 tonn/mese:
λ
(tonn/mese)
Mesi
Mag
iniziale
Tasso di
arrivo
Tasso di
uscita
Tasso di
accumulo
Mag
finale
0-4
0
3600/m
3300/m
+300/m
300x4
4-4,8
1200
4800/m
3300/m
+1500/m
2400
4,8-8
2400
3300/m
3300/m
0
2400
8-8,88
2400
600/m
3300/m
-2700/m
24002700x0,88
8,88-12
0
600/m
600/m
0
0
4800
3600
600
4
8
12 mesi
Q (tonn)
(1200/0,8m)
(1200 ⋅ 4 2 )+ 1200 ⋅ 0,8 2
12
2400
1200
4
4,8
+ (1200 ⋅ 0,8) + (2400 ⋅ 3,2 ) + 2400 ⋅ 0,88
8
8,88
12 mesi
(3300 ⋅ 8,88) + (600 ⋅ 3,12) = 31176
[43 di 254]
2
= 1048
Esercitazione: il caso Devine Nuts (1/4)
Era autunno e la stagione della raccolta delle arachidi si avviava al termine. Frank Coyne, proprietario della Devine Nuts
(la città di Devine si trova in Texas, circa 30 km a sud-ovest di San Antonio), rifletteva sulla stagione appena conclusa e
meditava se nel prossimo anno avrebbe potuto far fronte alla richiesta di essiccazione delle arachidi, soprattutto se il
raccolto locale fosse realmente cresciuto del 10%, come affermavano molti coltivatori del posto. La Devine Nuts
acquistava le arachidi dagli agricoltori della zona e le vendeva a imprese e a cooperative di trasformazione che
producevano olio, burro, dolciumi e una serie di altri prodotti.
L’attività produttiva della Devine Nuts era ben definita. Durante la stagione della raccolta delle arachidi, gli agricoltori
consegnavano alla Devine Nuts grossi quantitativi di arachidi verdi. I camion con il loro carico venivano pesati e si
rilasciava un documento contabile che attestava gli estremi dell’operazione.
Dopo la pesatura, veniva prelevato un campione: questa fase di controllo era critica, perché le imprese che lavoravano le
arachidi non accettavano un carico senza il relativo certificato ufficiale di analisi, e nessun certificato sarebbe stato
emesso nel caso di un contenuto di umidità superiore al 10,5%. Se un carico di arachidi rispettava quello standard si
rilasciava il certificato, e dopo questa prima verifica si prelevava un secondo campione. Esso veniva pesato e sgusciato
perché le noccioline dovevano essere classificate, a seconda delle dimensione, in quattro categorie: extra, standard,
media e piccola. Il peso e la dimensione determinavano il prezzo da corrispondere all’agricoltore, che in genere era
intorno ai 25 centesimi per oncia. Determinato il prezzo, le arachidi erano caricate in vagoni o camion e spedito ad uno
stabilimento per la sgusciatura.
Non sempre era possibile organizzare un trasporto immediato e le arachidi selezionate dovevano essere immagazzinate
nei depositi della Devine Nuts, capaci di contenere sino a 5.500 tonnellate. Molto spesso però le arachidi non
raggiungevano l’umidità standard e dovevano quindi essere asciugate, prima di una nuova pesatura e della selezione. La
Devine Nuts possedeva numerosi essiccatoi di diversa capacità: 38 da 6 tonnellate, 10 da 11 tonnellate e 14 da 14
tonnellate. La permanenza delle arachidi nell’essiccatoio dipendeva dal suo contenuto di umidità: le arachidi con un
contenuto dal 10% al 15% potevano essere essiccate in 12 ore, mentre quelle con un’umidità dal 15% al 25% avevano
bisogno da 24 a 36 ore. La Devine Nuts non possedeva magazzini per le arachidi verdi che, quindi venivano scaricate dai
camion degli agricoltori direttamente negli essiccatoi. Se non vi erano essiccatoi disponibili, i camion non avevano altra
scelta se non aspettare che diventassero liberi.
[44 di 254]
L’operazione di essiccatura era piuttosto delicata dato che, a partire da 12 ore dopo la raccolta, sulle arachidi umide si
forma un fungo e quindi, per evitare il loro deterioramento, era essenziale che l’essiccatura iniziasse entro quel lasso di
tempo. Un giorno di raccolta iniziava all’alba per terminare al crepuscolo, mentre la consegna alla Devine Nuts avveniva
da mezzogiorno alle 22 circa, con flusso più o meno regolare.
Il successo di Frank Coyne come imprenditore era basato sulle sue doti nel venire incontro alle necessità degli agricoltori
che ogni anno gli consegnavano il loro raccolto. Se Frank non avesse potuto essiccare in tempo le arachidi di un
agricoltore, avrebbe probabilmente perso per sempre il cliente in favore di un altro intermediario. Inoltre, se avesse
lasciato troppi camion per lungo tempo in attesa di essiccatoi disponibili, Frank avrebbe rischiato di inasprire i suoi
rapporti con la clientela, dato che gli agricoltori avevano bisogno di questi camion nel campo per il raccolto del giorno
seguente.
Nella maggior parte dei casi, la capacità degli essiccatoi della Devine Nuts era più che sufficiente per far fronte alla
domanda, perché una consegna media giornaliera si aggirava sulle 120 tonnellate e circa il 50% di queste avevano un
contenuto di umidità tra il 10% e 15%, mentre l’altra metà era tra il 15% e il 25%.
Ciò che preoccupava Frank Coyne erano i giorni di punta, che si verificavano subito dopo un temporale. La pioggia di
solito impediva la raccolta e quindi i carichi, che in condizioni normali si distribuivano nell’arco di alcuni giorni, venivano a
concentrarsi in tempi molto ristretti. In questi casi potevano essere consegnate anche 300 tonnellate di arachidi verdi al
giorno. Ciò che peggiorava ulteriormente la situazione era il fatto che le arachidi erano bagnate dalla pioggia e avevano
un contenuto di umidità che richiedeva 36 ore di essiccamento.
La Devine Nuts era riuscita a far fronte ai giorni di punta della passata stagione senza dover rinunciare a nessun cliente,
anche se alcune volte i camion avevano dovuto aspettare a scaricare. Il problema immediato per Frank Coyne era quello
di stabilire se un aumento del 10% del raccolto locale – che significava un 10% di attività in più nei giorni di punta –
avrebbe sovraccaricato la capacità di essiccamento in modo da costringerlo a prendere una di queste decisioni:
a)
rimandare indietro i camion;
b)
costringerli ad aspettare oltre le 6 del mattino successivo;
c)
costringerli ad aspettare più di 12 ore scaricare.
[45 di 254]
Arrivo dei camion e
pesatura
Controllo umidità
NO
Umidità >
10,5%?
Diagramma di flusso e
rappresentazione ASME
del processo di
essicazione Devine Nuts
Camion
disponibili?
Attesa nei depositi
Essiccatoi
disponibili?
Carico camion
SI
Attesa nei camion
Scarico
NO
SI
NO
Controllo dimensioni
Trasporto
Scarico camion
DESCRIZIONE
FINE
Essiccamento
1
Arrivo dei camion
2
Controllo peso, umidità e
dimensione
3
In attesa
4
Agli essiccatoi
5
Essiccamento
6
Ai depositi
NOTAZIONE ASME
Fase produttiva
Controllo
Trasporto
7
In attesa
Magazzino temporaneo
8
Ai camion
Magazzino permanente
[46 di 254]
SI
Esercitazione: il caso Devine Nuts (4/4) – HINTS !
IPOTESI:
- la verifica è condotta nella condizione più critica;
- la capacità degli essiccatoi è considerata nel complesso e pari a 534 tonnellate;
- il tasso di ingresso e di uscita dagli essiccatoi è uguale e pari a 33 tonn/h;
- la Devine Nuts lavora su due turni dalle 06 alle 22.
OBIETTIVO: verificare se la capacità degli essiccatoi della Devine Nuts è in grado di far fronte
all’aumento di richiesta, o se sarebbe preferibile ad esempio:
- portare i turni di lavoro a 3;
- portare la capacità degli essiccatoi fino a 660 tonnellate;
- portare i sistemi di trasporto per l’immissione e l’emissione delle arachidi negli
essiccatoi ad una velocità di 55 tonn/h
24
20
12
16
4
8
20
24
12
16
4
[47 di 254]
8
20
24
12
16
4
8
24
16
20
8
12
4
20
24
12
16
700
680
660
640
620
600
580
560
540
520
500
480
460
440
420
400
380
360
340
320
300
280
260
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
DALLA PIANIFICAZIONE ALLA GESTIONE DEI MATERIALI
[48 di 254]
Il piano aggregato di produzione
Ha lo scopo di rendere coerenti tra loro la capacità produttiva
necessaria e quella disponibile. La prima è, nei vari periodi
dell’anno, una grandezza tipicamente variabile, mentre la
seconda è una grandezza sostanzialmente costante.
Lo scopo della pianificazione della produzione è definire un
piano di produzione che stabilisca quali e quanti prodotti
produrre lungo un arco di tempo definito e variabile a seconda
del livello di pianificazione.
[49 di 254]
Il piano aggregato di produzione
[50 di 254]
Capacità produttiva necessaria e disponibile
[51 di 254]
Il flusso del processo di pianificazione aggregata
[52 di 254]
La distribuzione temporale
Produzione annua
G
F
M
A
M
G
L
A
S
O
N
D
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
[53 di 254]
Capacità produttiva necessaria e disponibile
Necessaria
• Previsioni
• Ordini
capacità produttiva
domanda
dic
gen
Disponibile
• impianto
• 6 big losses
[54 di 254]
Ancora su CHASE e LEVEL…
Strategia di livellamento delle risorse
Volume di produzione
Volume di produzione
Strategia di inseguimento della domanda
produzione
domanda
domanda
produzione
capacità necessaria
capacità necessaria
dic
dic
gen
Livello di magazzino
Livello di magazzino
gen
giacenza media → 0
gen
giacenza media
gen
dic
Criticità
Gestione delle scorte
Criticità
Capacità produttiva
dic
[55 di 254]
Strategie di produzione level, chase e mixed
[56 di 254]
Confronto tra le strategie
⊗
⊗
⊗
⊗
⊗
⊗
⊗
⊗
⊗
⊗
[57 di 254]
Il Master Production Schedule
Il MPS appare quale
disaggregazione del piano
aggregato, caratterizzata da
maggiore dettaglio, sia sotto
$%
$!
il profilo degli oggetti
considerati, sia sotto il profilo
dell’orizzonte temporale
abbracciato, più breve del
%
precedente.
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[58 di 254]
#%
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Flusso del processo di definizione del MPS
In molte aziende il
processo di definizione del
MPS presuppone
l’esistenza di un sistema di
pianificazione che prevede
una riunione periodica di
organi aziendali di alto
livello.
[59 di 254]
Le TIME-FENCES dell’MPS
'
(
)
-
+, .
Variazioni non
ammesse
*
/
+,01
Variazioni
contrattate
[60 di 254]
Variazioni
libere
+
Il FROZEN PERIOD
5
5
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6
-
-
6
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[61 di 254]
/
Piano di produzione Long Range
Dinamica dei piani LRRP e PP
Piano
Mese
Modifiche
Piano
Mese
Modifiche
OTT
0%
NOV
0%
DIC
10%
LONG RANGE PRODUCTION PLAN Ottobre
GEN
FEB
MAR
APR
MAG
GIU
20%
100% 100% 100% 100% 100%
LUG
100%
AGO
100%
SET
100%
PRODUCTION PLAN Ott
OTT
0%
NOV
0%
PIANO DI
PRODUZIONE
VALIDO IN
OTTOBRE
DIC
10%
MESE CORRENTE
Piano
Mese
Modifiche
NOV
0%
DIC
0%
GEN
10%
LONG RANGE PRODUCTION PLAN Novembre
FEB
MAR
APR
MAG
GIU
LUG
20%
100% 100% 100% 100% 100%
AGO
100%
SET
100%
OTT
100%
Piano PRODUCTION PLAN Nov
Mese NOV
DIC
GEN
Modifiche
0%
0%
10%
Piano
Mese
Modifiche
DIC
0%
GEN
0%
FEB
10%
LONG RANGE PRODUCTION PLAN Dicembre
MAR
APR
MAG
GIU
LUG
AGO
20%
100% 100% 100% 100% 100%
SET
100%
OTT
100%
NUOVO
PIANO DI
PRODUZIONE
VALIDO DA
NOVEMBRE
NOV
100%
Piano PRODUCTION PLAN Dic
Mese
DIC
GEN
FEB
Modifiche
0%
0%
10%
[62 di 254]
PROSSIMO
PIANO DI
PRODUZIONE
VALIDO DA
DICEMBRE
Generazione del Master Production Schedule
Vista “AGENDA”: time fences per la produzione nel MESE 4
100%
Q
saturazione della capacità produttiva
dedicabile al mese 4
Mese 1
Mese 2
open
full
(negoziazione)
Mese 3
fixed
Mese 4
Mese 5
Mese 6
frozen
(minor changes)
Vista “ROLLING”: flessibilità di mix della terza settimana del MESE 1
Mese 1
Mese 2
Mese 3
Mese 4
x
OPEN per il mese 4
Mese 1
x
FULL per il mese 3
Mese 1
x
FROZEN per il mese 2
[63 di 254]
Formulazione MPS
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[64 di 254]
Available to Promise
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NB: ATP POH
ATPi = 0 se MPSi = 0
[65 di 254]
Capable to Promise
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[66 di 254]
Prediligere ATP o CTP ?
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Σ=3150
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Gmedio=251
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Meno scorte
$
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Più rigida in C.P.
Σ=3150
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Gmedio=551
"
$
$
$
$
Più scorte
Più flessibile
'
$
[67 di 254]
Rough-Cut Capacity Plan
3
6
Prodotto
Prod. A
Prod. B
Prod. C
Prod. D
Σ
1
60
AGOSTO
2
3
4
60
60
Σ
1
48
72
96
24
60 240 80
SETTEMBRE
2
3
4
OTTOBRE
2
3
4
NOVEMBRE
2
3
4
80
80
80
80
Σ
1
64
96
128
32
80 320 80
)
80
7
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80
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Σ Volume
64
240
96
360
128 480
32
120
80 320 1200
=
9
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Σ
1
64
96
128
32
80 320 80
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2
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7
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BB C 2"D
[68 di 254]
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.
:
Rough-Cut Capacity Plan
BATCH
MIXED
MODEL
AGOSTO
2
3
Prodotto
Prod. A
Prod. B
Prod. C
Prod. D
Σ
1
48
12
60
60
Prodotto
Prod. A
Prod. B
Prod. C
Prod. D
Σ
1
12
18
24
6
60
4
60
60
1
64
16
60
36
24
60
80
AGOSTO
2
3
12
12
18
18
24
24
6
6
60
60
4
12
18
24
6
60
1
16
24
32
8
80
SETTEMBRE
2
3
4
80
80
80
80
SETTEMBRE
2
3
16
16
24
24
32
32
8
8
80
80
1
64
16
48
32
80
80
4
16
24
32
8
80
1
16
24
32
8
80
OTTOBRE
2
3
4
80
80
80
80
OTTOBRE
2
3
16
16
24
24
32
32
8
8
80
80
1
64
16
48
32
80
80
4
16
24
32
8
80
1
16
24
32
8
80
NOVEMBRE
2
3
48
32
80
Σ
240 20%
360 30%
480 40%
120 10%
1.200 100%
4
16
24
32
8
80
Σ
240 20%
360 30%
480 40%
120 10%
1.200 100%
4
80
80
80
80
NOVEMBRE
2
3
16
16
24
24
32
32
8
8
80
80
>
;
;
Prod. A
M1
M2
M3
M4
Σ
.
ore lav.
1,1
1,1
0,5
0,2
2,90
Prod. B
M1
M2
M3
M4
Σ
ore lav.
1,5
0,6
1,1
0,2
3,40
7
Prod. C
M1
M2
M3
M4
Σ
ore lav.
4
1,4
0,6
1,4
7,40
[69 di 254]
Prod. D
M1
M2
M3
M4
Σ
ore lav.
6
2,3
0,4
0,5
9,20
Media totale
5,73
Rough-Cut Capacity Plan – Profili di carico
BATCH
MIXED
MODEL
M1
M2
M3
M4
somma
AGOSTO
1
2
3
70,8 90 240
60 36
84
37,2 66
36
12 12
84
180 204 444
M1
M2
M3
M4
somma
1
172
71,4
42,6
42,6
329
4
1
288 94,4
106 80
31,2 49,6
62,4 16
487 240
SETTEMBRE
OTTOBRE
NOVEMBRE
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
120 320 384 94,4 120 320 384 94,4 120 320 384
48 112 141 80
48 112 141
80
48
112 141
88
48 41,6 49,6 88
48 41,6 49,6 88
48 41,6
16 112 83,2 16
16 112 83,2 16
16
112 83,2
272 592 650 240 272 592 650 240 272 592 650
AGOSTO
SETTEMBRE
OTTOBRE
NOVEMBRE
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
172 172 172 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230
71,4 71,4 71,4 95,2 95,2 95,2 95,2 95,2 95,2 95,2 95,2 95,2 95,2 95,2
42,6 42,6 42,6 56,8 56,8 56,8 56,8 56,8 56,8 56,8 56,8 56,8 56,8 56,8
42,6 42,6 42,6 56,8 56,8 56,8 56,8 56,8 56,8 56,8 56,8 56,8 56,8 56,8
329 329 329 438 438 438 438 438 438 438 438 438 438 438
'
Profilo di carico delle risorse M1,2,3,4
0
.
/
700
ore macchina settimanali
)>
4
230
95,2
56,8
56,8
438
# "
;
BB
2!D
2
600
500
400
batch
300
mixed-model
200
'
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
.
/
;
100
)> E
.
2!%
.
/
BB C $ D
10 11 12 13 14 15 16
[70 di 254]
Rough-Cut Capacity Plan – Profili di carico
>
* . ;
6
.
1
ore macchina
MIXED
MODEL
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
2
3
4
1
AGOSTO
2
3
4
1
SETTEMBRE
?
(
M2
?
- .
M3
\
1
M1
2
3
4
1
OTTOBRE
2
3
M4
?
somma
?
)
/
)
)
- .
*
/0
4
NOVEMBRE
700
ore macchina
BATCH
600
500
400
M1
?
M2
?
- .
M4
?
- .
somma
?
M3
300
200
100
)* +
)* +
,
.*
+.
**
0
1
2
3
AGOSTO
4
1
2
3
4
SETTEMBRE
1
2
3
OTTOBRE
4
1
2
3
4
NOVEMBRE
[71 di 254]
)
LA GESTIONE DELLE SCORTE A FABBISOGNO E MRP
[72 di 254]
Pianificazione a fabbisogno vs gestione a reintegro
Pianificazione a fabbisogno
Q
DT
DT
DT
t
Gestione a reintegro
Q
LR
DT
DT
DT
t
[73 di 254]
L’approccio MRP
Prodotto finito
DT
DT
Semilavorati
DT
– Gli ordini vengono tempificati
in base ai Lead Time.
DT
Componenti
DT
– L’MRP calcola il fabbisogno
di item a ciascun livello della
BoM.
DT
– L’entità dei fabbisogni
dipende dalle caratteristiche
dell’item e dalla situazione di
magazzino.
Materie prime
[74 di 254]
La pianificazione del fabbisogno di materiali
• Joseph Orlicky (1965). La maggiore diffusione si ha nel 1972 grazie alla promozione dell’ APICS (American
Production and Inventory Control Society)
•
Ha l’obiettivo di esplodere il piano degli ordini di produzione fornito dal MPS, proponendo un piano di ordini di
approvvigionamento e produzione tempificati a tutti i livelli della distinta base, sincronizzando le attività e i flussi
logistici interni ed esterni all’unità produttiva
• Viene svolta livello per livello attraverso l’esplosione della Distinta Base (BOM) sino al massimo livello di dettaglio
• Coinvolge un orizzonte temporale di media lunghezza (solitamente 6 mesi o meno) con dettaglio in genere mensile o
settimanale
• Avviene periodicamente con una cadenza (solitamente mensile o settimanale) che dipende dalla tipologia del
prodotto/mercato e dalla velocità di risposta dell’azienda al mercato
[75 di 254]
Programmazione “al più presto” (forward)
'
E
F
-
9F B G:
5
@
B
B
G
F
1
D
2
B
2
E
1
2
G
1
3
F
1
D
1
-
A
2
E
;
2
3
4
5
6
.
C
7
8
;
7
5
[76 di 254]
Programmazione “al più tardi” (backward)
'
)
;
E
F
@
B
B
G
F
1
D
2
B
2
E
2
2
G
A
E
3
F
1
H')
1
1
C
;
D
1
2
3
4
5
6
7
8
[77 di 254]
'
E
+I
-
'
9
:
'
;
1
2
D
E
2
2
G
1
1
2
3
4
E1
F
D
3
2
5
6
/
1
B
2
B
2
E
A
A
2
1
2
C
7
D
G1
1
8
1
[78 di 254]
2
E1
3
4
5
C
F
D
3
1
6
7
8
9
Input ed output di un MRP standard
)
)
)
9 )>:
)
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F
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E
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9 J):
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"
#
,
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K
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,
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,
[79 di 254]
La Distinta Base (Bill of Materials - BoM)
La Bill of Materials di un prodotto è l’elenco degli item
(semilavorati, componenti, materie prime) che lo compongono,
organizzato in modo da evidenziare le relazioni o legami gerarchici
che esistono tra i vari item ed il prodotto stesso.
La BoM fornisce una serie di preziose informazioni …
– Informazioni anagrafiche di ogni item (codice, descrizione,
unità di misura, ecc.).
– Il coefficiente di impiego, cioè la quantità dell’item “figlio”
necessaria per realizzare un’unità dell’item “padre”.
– Il coefficiente di scarto.
– Parametri gestionali (Lead Time, lotto di ordine, scorta di
sicurezza, codice dei fornitori, ecc.).
[80 di 254]
Esempio di distinta base semplificata
[81 di 254]
Il piano delle distinte base
Simbolo
C2934
Descrizione:
–
COMPOSIZIONE
–
Simbolo
Quantità
Unità di
misura
Altre informazioni
A22908
3
Gr
scarti lav. = 10%
B23340
3
N°
B20734
1
N°
Preproc. su macchina M34
Ogni riga della tabella
rappresenta un item.
Sulla riga sono riportati tutti i
dati dell’item relativo.
Piano delle distinte base
A
LIVELLO 0: prodotti finiti
–
–
–
La struttura è quella di un
albero rovesciato.
I nodi radice rappresentano
i prodotti finiti.
I vari item sono collocati
sui rami, e riportano il loro
codice o part-number (P/N)
LIVELLO 1: semilavorati
LIVELLO 2: componenti
LIVELLO 3: materia prima
[82 di 254]
100
300
B
200
300
500
100
400
300
600
400
MRP – Input & Output
INPUT
OUTPUT
DATI RELATIVI AI FABBISOGNI
ALLA PRODUZIONE
– Production orders del MPS
– Domanda esterna di ricambi o materiali
a vendita diretta
– Fabbisogni tempificati di semilavorati
– Necessità di anticipo o opportunità di ritardo
nelle lavorazioni (change notice: expediting /
deferring)
DATI RELATIVI AL PRODOTTO
– Bill of Materials (BoM) strutturale
– Tasso di scarto nelle lavorazioni
– Scorte di sicurezza
– Lotto di ordine (ad es. lotto minimo)
– Lead time di approvvigionamento e di produzione
– Informazioni circa la possibilità o impossibilità di
rispettare le consegne (exceptions report)
AI FORNITORI
– Fabbisogni tempificati di materie prime e
componenti
DATI RELATIVI ALLA SITUAZIONE
DEI MAGAZZINI
– Necessità di anticipo o opportunità di ritardo
negli approvvigionamenti (change notice:
expediting / deferring)
– Livello di giacenze fisiche
– Quantità prenotate
DATI RELATIVI ALLA SITUAZIONE
NEI REPARTI
– Quantità in arrivo
[83 di 254]
Procedura di base del sistema MRP
(1) Netting
Determinare i fabbisogni netti (net requirement) a partire dai fabbisogni lordi (gross requirements),
tenendo conto la disponibilità di scorte (projected inventory on hand), i fattori di scarto (scrap), gli
ordini in corso (scheduled receipts). I fabbisogni lordi sono distinguibili in fabbisogni esterni o interni
a seconda che si tratti o meno di materiali a vendita diretta. Gli ordini in corso indicano la presenza
di consegne relative ad ordini lanciati nel precedente periodo di pianificazione dell’MRP.
(2) Lot-sizing
Organizzare i fabbisogni netti in ordini di approvvigionamento o di produzione, tenendo conto delle
dimensioni ottimali dei lotti, sulla base dei costi di stoccaggio e dei costi di lancio ordine (e della
situazione relativa alla capacità produttiva…). Si utilizzano criteri generali (lot-for-lot…), soluzioni
ottimizzate (EOQ…), complessi algoritmi (wagner-within…) o euristiche semplificate (CTM…)
(3) Offsetting
Calcolare le dati di lancio degli ordini di approvvigionamento e di produzione, sulla base dei tempi di
lavorazione e di consegna da parte dei fornitori. Occorre tenere anche in conto i relativi possibili
ritardi, sia di produzione che di consegna, derivabili da eventi imprevisti: per questo motivo il calcolo
dell’anticipo con cui lanciare l’ordine è effettuato « in sicurezza » sovrastimando i tempi necessari.
(4) BOM explosion
Generare i fabbisogni lordi degli item al successivo livello della distinta base.
[84 di 254]
Procedura di base del sistema MRP: nota
NETTING
LOT-SIZING
È questo
l’ultimo ITEM
dell’ultimo
livello della
BoM?
NO
Proseguire con il
successivo livello o
ITEM della BoM
SI
OFFSETTING
FINAL PLANNED
ORDER RELEASE
Nota: prima di prendere in analisi un codice, l’MRP
accumula tutta la domanda di quel codice proveniente
dai livelli precedenti della distinta base
A, B → 100
200
300
500
Level 0
Level 1
A
A, B → 200 → 100 → 300
500
…
Level 0
100
300
B
200
[85 di 254]
500
100
400
common items
Level 1
300
300
600
400
Demand
Part A
1
2
3
4
5
6
7
8
Gross requirements
15
20
50
10
30
30
30
30
Netting
A
100
Determinare i net requirement
Initial on-hand inventory = 30 units
No scheduled receipts
300
Part A
1
2
3
4
5
6
7
8
Gross requirements
15
20
50
10
30
30
30
30
Projected on-hand
15
−5
Net requirement
0
5
50
10
30
30
30
30
On-hand inventory + Scheduled receipts – Gross requirement
= 30 – 15 – 0 = 15
max { 0, Gross requirement – On-hand inventory – Scheduled receipts }
= max {0, 15 – 30 – 0} = 0
[86 di 254]
200
400
Lot sizing
Lot size = 75 units
75 = 20 + 30 + 25
5 units rimangono nel periodo 7.
Part A
1
2
3
4
5
6
7
8
Gross Requirements
15
20
50
10
30
30
30
30
Projected on-hand
15
−5
Net requirements
0
5
Planned order receipts
A
50
10
75
30
30
75
30
30
75
100
75 = 5 + 50 + 10 + 10
20 units rimangono nel periodo 5.
Offsetting (Time Phasing)
Lead time = 1 week
300
Part A
1
2
3
4
5
6
7
8
Gross Requirements
15
20
50
10
30
30
30
30
Projected on-hand
15
−5
Net requirements
0
5
50
10
30
30
30
30
Planned order releases
75
75
75
75
75
75
BOM explosion
Genera i gross requirements degli item 100 e 200, e poi degli item 300 e 400
[87 di 254]
200
400
Durante la fase di NETTING, l’MRP può suggerire l’anticipo (expediting) o il ritardo
(deferring) di una consegna (di approvvigonamento o di produzione) per coprire la
carenza di scorta disponibile.
Initial on-hand inventory
t* = 15
Expediting
Part A
1
2
3
4
5
6
7
8
Gross requirements
15
20
50
10
30
30
30
30
Scheduled receipts (SR)
10
10
15
-15
30
30
Adjusted SR
Projected on-hand
20
5
100
20
100
5
55
Net requirements
45
15
Deferring
[88 di 254]
Part A
1
2
3
4
5
6
7
8
Gross requirements
15
20
50
10
30
30
30
30
10
10
15
-15
30
30
Adjusted SR
Projected on-hand
20
5
100
20
100
5
55
45
Net requirements
15
Regola di Lot-Sizing: Fixed Order Period (per 2 periodi)
Net requirement
15
45
[89 di 254]
30
30
30
Net requirement
15
30
30
45
30
45
30
Offsetting: lead time = 2 periodi
Planned order release
45
A
2 unità
B
I planned order release della parte A
generano I fabbisogni lordi (gross
requirements) per i codici 100 e 200
1 unità
100
200
300
30
500
Il prossimo elemento da considerare è B
300
100
400
BoM Explosion
300
Perchè non si prosegue con i 100?
Perchè il codice 100 qui è “figlio “ del
codice 500, quindi anche l’MPR del 500
genererà altri fabbisogni lordi per 100…
600
400
Planned order release (Part A)
45
30
Gross requirements (Part 100)
90
60
Gross requirements (Part 200)
45
30
[90 di 254]
Finished
A
BOM Explosion
Calculation for part B
2 units
Lot sizing: fixed order period (P = 2)
300
Lead time = 2 periods
100
B
200
300
500
100
400
No scheduled receipts, Initial inventory = 40
300
Part B
1
2
3
4
5
6
7
8
Gross requirements
10
15
10
20
20
15
15
15
30
15
5
-15
-
-
-
-
Net requirements
15
20
15
15
15
35
30
30
15
Adjusted SR
Projected on-hand
40
35
[91 di 254]
15
600
400
Esempio di “Late Start”
A
2 units
BOM Explosion
Calculation for part 500
100
300
B
200
300
500
100
400
600
Lot sizing: lot-for-lot
Lead time = 4 periods, No scheduled receipts, Inital inventory = 40
Planned order releases (B)
35
1
Part 500
Gross requirements
2
30
3
35
4
300
400
15
5
30
6
7
8
-
-
15
Adjusted SR
Projected on-hand
40
40
5
5
-25
-
-
Net requirements
25
15
25
15
25
15
Late start
[92 di 254]
Unione di due vettori di ordini
A
2 units
100
B
200
300
500
BOM Explosion
300
100
400
600
Lot sizing: lot-for-lot
300
Lead time = 2 periods, No scheduled receipts, Inital inventory = 40
2 units
Planned order releases (A)
45
Planned order releases (500)
25
15
Part 100
1
2
Gross requirements
25
15
15
0
3
4
400
30
5
90
6
7
8
-
-
60
Adjusted SR
Projected on-hand
40
0
-90
-
-
Net requirements
90
60
90
60
90
[93 di 254]
60
A
B
Unione di due vettori di ordini
2 units
BOM Explosion
100
300
200
300
500
100
400
600
Lot-for-lot, Lead time = 1 period
300
400
Inital inventory = 50, Scheduled receipts (100 in period 2)
35
30
90
60
1
Part 300
2
3
Gross requirements
125
100
Adjusted SR
100
Projected on-hand
50
50
25
4
15
5
90
25
-65
6
-
-
65
15
65
15
65
[94 di 254]
8
-
-
15
Net requirements
7
15
Risultato finale: piano degli ordini output dell’MRP
Transaction
Part Number
Planned order
Release Date
Old due date
Planned order
receipts
Quantity
Change notice
A
-
Week 1
Week 2
10
Defer
Change notice
A
-
Week 4
Week 3
100
Expedite
A
Week 4
Week 6
45
OK
A
Week 6
Week 8
30
OK
B
Week 2
Week 4
35
OK
B
Week 4
Week 6
30
OK
B
Week 6
Week 8
15
OK
100
Week 2
Week 4
90
OK
100
Week 4
Week 6
60
OK
300
Week 3
Week 4
65
OK
300
Week 5
Week 6
15
OK
500
Week 1
Week 4
25
Late start
500
Week 2
Week 6
15
OK
[95 di 254]
Notice
35
-
+
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HBBL
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M !%%
[96 di 254]
-
/
5
>
7
& N
N
/
-
N
/
/
9
J)
J
5
5
:
-
[97 di 254]
H')
Sistema MRP: ri-pianificazione
Frequenza di aggiornamento (updating frequency / refresh)
Elevata frequenza di aggiornamento
trade-off
Il sistema viene sommerso da exception reports e ciò porta
a ripetuti cambiamenti nel piano di lancio degli ordini
Bassa frequenza di aggiornamento
La procedura termina con un piano di ordini inadeguato
Firm Planned Order
Ordini inamovibili, la cui data di lancio non viene modificata nonostante
gli aggiornamenti del sistema
La procedura MRP li considera come scheduled receipts
La loro presenza minimizza l’irregolarità del piano degli ordini,
modificato dagli aggiornamenti
[98 di 254]
A
B
Risalire la procedura MRP
2 units
100
300
200
300
100
400
Analisi della causa dell’ordine (pegging)
300
Il pianificatore deve poter risalire alla domanda
che ha generato il lancio di ogni ordine
35
30
90
60
Gross requirements
1
2
3
125
4
15
5
6
90
15
65
15
7
8
…
65
[99 di 254]
600
400
Parts A and 500
Part 300
500
15
A
Ri-pianificazione bottom-up
2 units
100
B
200
500
100
300
400
Nel week 1 si apprende che la SR del
week 2 non arriverà in tempo.
Reazione immediata: lancio di un nuovo ordine di part 300
auspicabilmente l’ordine arriverà nel week 2, altrimenti nel week 3
ri-pianificazione
300
600
300
400
le 50 unità disponibili all’istante 0 verranno destinate a
soddisfare gli ordini delle part B o delle part 100 ?
35
30
90
60
Part 300
1
2
Gross requirements
125
100
3
4
90
15
5
6
7
8
15
Adjusted SR
Projected on-hand
50
50
[100 di 254]
Ri-pianificazione bottom-up
A
2 units
100
300
B
200
300
100
400
Se le 50 unità di part 300 disponibili sono utilizzate per gli
ordini di part 100, si potranno soddisfare ordini per un totale di
50 delle 90 unità di part 100 richieste nel week 2…
Ciò comporterà poter soddisfare solo 25 dei 45 ordini di part A
richiesti per il week 4…
Planned order releases (A)
45
25
15
Part 100
1
2
Gross requirements
25
15
3
4
90
…
90
90
[101 di 254]
60
500
300
600
400
30
5
6
7
8
60
Occorre verificare se è possibile posporre
la consegna delle rimanenti 20 unità di
60 successivo o accorparle alla
part A al week
consegna nel week 6…
Sistema MRP: principali difetti
Capacità finita
L’MRP lavora con l’ipotesi di capacità infinita
Questo crea molti problemi quando il sistema è prossimo alla saturazione
Moduli inclusi nell MRP II
Rough-cut capacity planning (RCCP) per il Master Production Schedule
Capacity requirement planning (CRP) per la verifica di capacità dell’output dell’MRP
Lead Time deterministici
L’MRP usa Lead Time deterministici, sovrastimati in sicurezza
Ciò porta a incrementi nei livelli di stoccaggio
Ciò porta a dichiarare tempi di produzione più lunghi del necessario
La sovrastima di un lead time, per operare in sicurezza, in realtà porta ad
un’aumento dell’incertezza, considerato che si allunga il periodo di aleatorietà
(negative self-reinforcing loop)
[102 di 254]
Sistema MRP: nervosismo del sistema (1)
Prendiamo un semplice sistema a due livelli prima che si verifichi un cambiamento nell’MPS…
Product A
1
2
3
4
5
6
7
8
Gross requirements
2
24
3
5
1
3
4
50
Fixed order period (P = 5)
Adjusted SR
Projected on-hand
Product
A
1 unit
B
Component
28
26
-1
-
-
-
-
-
Net requirements
1
5
1
3
4
50
14
14
Component B
1
Gross requirements
14
14
Adjusted SR
14
Projected on-hand
2
2
2
50
50
2
3
4
5
6
Lot-for-lot lot
2
2
2
2
-48
48
48
8
50
Net requirements
7
-
-
48
[103 di 254]
Sistema MRP: nervosismo del sistema (2)
… ora la domanda di Product A nel week 2 varia da 24 a 23 unità.
24 → 23
Item A
1
2
3
4
5
6
7
8
Gross requirements
2
23
3
5
1
3
4
50
Fixed order period (P = 5)
Adjusted SR
Projected on-hand
28
26
0
Net requirements
5
63
Component B
14
63
1
2
Gross requirements
2
2
-47
47
47
-
-
1
3
4
50
7
8
50
3
4
5
6
Lot-for-lot lot
14
Net requirements
-
14
Adjusted SR
Projected on-hand
-
63
Late start
3
-
-
-
-
-
-
47
[104 di 254]
Sistema MRP: nervosismo del sistema
Metodi per ridurre il nervosismo del sistema
Uso ragionato del criterio Lot-for-lot
Il lancio di lotti piccoli (al limite L4L) riduce il nervosismo del sistema e la
probabilità che un piano ordini venga stravolto da anche una piccola modifica
nell’MPS, però aumenta i costi di lancio totali (setup/trasporti)
Uso ragionato del frozen period
Aumentare il periodo di congelamento dell’MPS riduce i rescheduling di MRP
Item A
1
2
3
4
5
6
7
8
Gross requirements
2
23
3
5
1
3
4
50
Frozen zone
[105 di 254]
Production & Operations Management
LOT-SIZING NELL’MRP
[106 di 254]
!
J
-
/
--
!
'
'
.
-
>
9
[107 di 254]
:
MRP e Lot-Sizing
Politiche di lot-sizing
Una volta determinati i fabbisogni occorre calcolare la quantità da ordinare:
Politiche di riordino più comuni:
Riordino sul fabbisogno
(Lot-for-Lot, L4L)
Politica elementare, basata sulla propagazione della domanda
senza alcun meccanismo di stoccaggio
Riordino a periodo fisso
(Fixed Order Period)
Formazione dei lotti basata sul raggruppamento dei fabbisogni
in un dato numero di periodi
Riordino a quantità fissa
(Lotto economico)
È l’unica politica che trova un unico valore della dimensione del
lotto, che minimizza costi di lancio e costi di stoccaggio
Riordino su PPE
(Costo Totale Minimo)
Generalmente efficace, talvolta fornisce una dimensione
ottimale dei lotti
Wagner-Within
Metodo oneroso, trova il piano di ordini sempre ottimo,
complessità O(2k) dove k<n
Wagner-Within “ridotto”
Efficace in molti contesti, complessità ridotta O(n)
[108 di 254]
MRP e Lot-Sizing
Obiettivi del lot-sizing
Il problema generale di Lot-Sizing consiste nella determinazione del minimo della somma
del costo di lancio ordine (di produzione/di approvvigionamento) e del costo di stoccaggio
Si ipotizzi che ogni volta che viene lanciato un ordine si sostiene un costo pari a 400€,
ad esempio, per effettuare un setup (produzione) o un trasporto (approvvigionamento.
Si ipotizzi che mantenere un item in stoccaggio comporti il costo di 0,02 €/unità/settimana,
ad esempio per un item del valore di 10 euro.
Lot-for-lot
Part x
1
2
3
4
5
6
7
8
Gross Requirements
5600
8000
10800
14000
9600
11200
2400
3200
Projected on-hand
1000
Net requirements
4600
8000
10800
14000
9600
11200
2400
3200
4600
8000
10800
14000
9600
11200
2400
3200
400
400
400
400
400
400
400
400
0
0
0
0
0
0
0
0
Costo di lancio ordine
Σ= 3200 €
Costo di stoccaggio
Politica adatta ad articoli speciali, di costo elevato, altamente deperibili, prodotti a vendita
certa, tempi di consegna/produzione affidabili ed accurati.
[109 di 254]
MRP e Lot-Sizing
Dtot = 415.000 unità/anno
(2 • 415.000 • 400)
= 17860
0,02 • 52 sett/anno
EOQ =
Lotto fisso (economico)
Part A
Gross Requirements
1
2
3
4
5
6
7
8
4600
8000
10800
14000
9600
11200
2400
3200
8000
10800
14000
9600
11200
2400
3200
Projected on-hand
0
Net requirements
4600
17860
0
17860
17860
0
17860
0
0
400
0
400
400
0
400
0
0
Quantità stoccata (dal periodo prec.)
0
13260
5260
12320
16180
6580
13240
10840
Costo di stoccaggio
0
265,2
105,2
246,4
323,6
131,6
264,8
216,8
400
265,2
505,2
646,4
323,6
531,6
264,8
216,8
Costo totale
Scorte a
fine
periodo!
7640
Σ= 3153,6 €
Articoli con fabbisogni distribuiti in modo molto uniforme, componenti comuni ad un
gran numero di prodotti, periodi lunghi, necessità di definire una unica dimensione
del lotto di produzione o, in questo caso, di approvvigionamento
[110 di 254]
MRP e Lot-Sizing
Fixed Order Period (P= 3)
Part A
Gross Requirements
1
2
3
4
5
6
7
8
4600
8000
10800
14000
9600
11200
2400
3200
Projected on-hand
0
Net requirements
4600
8000
10800
14000
9600
11200
2400
3200
23400
0
0
34800
0
0
6600
0…
400
0
0
400
0
0
400
0
0
18800
10800
0
20800
11200
0
3200
Costo di stoccaggio
0
376
216
0
416
224
0
64
400
376
216
400
416
224
400
64
Costo totale
Σ= 2496 €
Politica adatta ad articoli per cui si rende necessario regolarizzare produzione o consegne
[111 di 254]
MRP e Lot-Sizing
Costo Totale Minimo
Part A
Gross Requirements
1
2
3
4
5
6
7
8
4600
8000
10800
14000
9600
11200
2400
3200
Projected on-hand
0
Net requirements
4600
8000
10800
14000
9600
11200
2400
3200
23400
0
0
23600
0
16800
0
0
400
0
0
400
0
400
0
0
0
18800
10800
0
9600
0
5600
3200
Costo di stoccaggio
0
376
216
0
192
0
112
64
400
376
216
400
192
400
112
64
Costo totale
Alternative
PP in ciascun periodo
Σ= 2160 €
PP Cumulati
1°LOTTO
4600
12600
23400
37400
0
8000
18800
32800
10800
24800
14000
0
8000
29600
71600
PPE = 400€/0,02€
= 20000 unità
2°LOTTO
14000
23600
34800
0
9600
20800
11200
[112 di 254]
0
9600
32000
MRP e Lot-Sizing
Algoritmo di Wagner-Within
Part A
Net requirements
1
2
3
4
5
6
7
8
4600
8000
10800
14000
9600
11200
2400
3200
Per ogni fabbisogno in ogni periodo occorre chiedersi: ordino in questo periodo,
o copro il fabbisogno del periodo con scorte ereditate dai periodi precedenti ?
PROVE
Costo di Lancio
incrementale
Costo di Mantenimento
Ctot = CL + CM
4600;8000;
400
0
400
4600+8000;
0
160
160
ipotesi: lotto1=12600
4600+8000;10800
400
160
560
conferma: lotto1=12600
4600+8000+10800
0
160+432
592
4600;8000+10800
400
216
616
10800;14000
400
0
400
10800+14000
0
280
280
10800+14000;9600
400
280
680
10800+14000+9600
0
280+384
664
10800;14000+9600
400
192
592
Nel week 1
si ordina (400)
Ragiono
sul week 2
Ragiono
sul week 3
Ragiono
sul week 4
Ragiono
sul week 5
Ragiono
sul week 6
Ragiono
sul week 7
Ragiono
sul week 8
14000+9600+11200
0
416+224
640
14000+9600;11200
400
192
592
14000;9600+11200
400
224
624
11200;2400
400
0
400
11200+2400
0
48
48
11200+2400+3200
0
48+128
176
11200;2400+3200
400
64
464
11200+2400;3200
400
48
448
[113 di 254]
MRP e Lot-Sizing
Algoritmo di Wagner-Within
L’algoritmo non compie l’enumerazione completa solo in virtù del principio di W/W:
una volta confermato il lancio di un lotto, la scelta non viene più rimessa in discussione
Part A
Gross Requirements
1
2
3
4
5
6
7
8
4600
8000
10800
14000
9600
11200
2400
3200
Projected on-hand
0
Net requirements
4600
8000
10800
14000
9600
11200
2400
3200
12600
0
10800
23600
0
16800
0
0
400
0
400
400
0
400
0
0
0
8000
0
0
9600
0
5600
3200
Costo di stoccaggio
0
160
0
0
192
0
112
64
400
160
400
400
192
400
112
64
Costo totale
Complessità: O(2k1)+O(2k2)+…O(2km)
ovvero complessità: O(2j)
[114 di 254]
Σ= 2128 €
con k1+k2+…km≅n
con j>Km ∀m
MRP e Lot-Sizing
Algoritmo di Wagner-Within ridotto o backward
Anche qui, per ogni fabbisogno in ogni periodo occorre chiedersi: ordino in questo
periodo, o copro il fabbisogno con scorte ereditate dai periodi precedenti ?
La procedura si compie a ritroso, operando una singola scelta periodo per periodo.
Part A
Gross Requirements
1
2
3
4
5
6
7
8
4600
8000
10800
14000
9600
11200
2400
3200
Projected on-hand
0
Net requirements
4600
8000
10800
14000
9600
11200
2400
3200
12600
0
24800
0
26400
0
0
0
400
0
400
0
400
0
0
0
0
8000
0
14000
0
16800
5600
3200
Costo di stoccaggio
0
160
0
280
0
336
112
64
400
160
400
280
400
336
112
64
Costo totale
Σ= 2152 €
Complessità: O(n) << O(2m)
[115 di 254]
Logistica Industriale
SISTEMI E CRITERI DI STOCCAGGIO DEI MATERIALI
[116 di 254]
Sistemi di stoccaggio
Scopi:
– conservare i materiali greggi, semilavorati, finiti.
– assicurare la disponibilità dei materiali.
– consentire una disposizione razionale dei materiali.
Aspetti dell’importanza dei magazzini:
– peso economico non indifferente (capitale immobilizzato)
• Costi di investimento: terreno, fabbricato, pavimentazione speciale, sistemazione
aree esterne, scaffalature, sistema e supporti di movimentazione, impiantistica
(antincendio, illuminazione, riscaldamento), sistema di gestione
• Costi di esercizio: personale operativo, manutenzione, energia, spese generali
– occupano notevole spazio
– devono rispondere ad esigenze di funzionalità
(flessibilità, rapidità di movimentazione, rotazione dei materiali, condizioni
ambientali, sicurezza, ecc.)
[117 di 254]
Sistemi di stoccaggio
Classificazione in base alla funzione
– magazzini materie prime: assicurare una riserva nell’eventualità di imprevisti nei
rifornimenti
– magazzini semilavorati: funzione di polmone tra lavorazione successive con
cadenze diverse;
– magazzini prodotti finiti: esigenza di adattamento ai tempi di spedizione e
imballaggio, e alla domanda
Classificazione in relazione alla meccanizzazione:
– Non meccanizzati
– Meccanizzati
– Automatizzati
Modalità di immagazzinamento:
– unità di carico (pallets, contenitori)
– colli e materiali vari
– Altre (prodotti speciali, materiale sciolto o alla rinfusa, liquidi e gas)
[118 di 254]
Lo stoccaggio dei materiali
M
'
.
7
9$
M
:
9
:
M
;
(
)
MJ
%
'
%
M>
M)
M
/
&
&
%
(
%
/
%
%
&
M>
[119 di 254]
Formazione dell’unità di carico
M3;
M>
9
M@
9
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:
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*
)
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&
M' 9
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M' 9
M
*
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[120 di 254]
Politiche di gestione operativa dei magazzini
M'
0
&
#
9'J:
9∆ :
'
9∆ :
1
2
'3
"
1
M'
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9' :
2
%
14
&
&
&
M'
'
9' :
"
&
5
(
&
1
[121 di 254]
Valutazione delle prestazioni dei magazzini
M )
M >
M )
9
/
-
/
/
/
0
/
/
!
/
M @
M @
/
-
M @
D
/
/
/
M '
16 7
%
[122 di 254]
1
Esempio di valutazione delle prestazioni dei magazzini
3
5
%
8
%
'
-
9% $%0&
!0& #%: 6
.
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F
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P
2 !% 8& #%QO & 4 # O & 4 !
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@
4 &% 8# $! 4
[123 di 254]
%
8
Esempio di valutazione delle prestazioni dei magazzini
E
3
<
= 9E:
#%
9 :
.
7F
4 % $% 09& ! 0 O
%%: 4 # $!
E7F
4 & ! 09% $% 0 O
2%: 4 ! !%
3
<
=9 :
[124 di 254]
6
-
Storage policies
9
)
:*
(
1
2
!3&
-
)
! 4
9
'
(
5
"
? 3
-
>L
",
>L
*
-
:
-
R
>L
.
[125 di 254]
Storage policies: Dedicated Storage
'
'
5
>L 9 :
.
9 FBF: 6
>L
M DED =
{ }
max I pt = M MAX
p
" #$ %%
/
.
9:
t
9
*
:
" #$ %%
B
[126 di 254]
Storage policies: Randomized Storage
'
'
5
>L 9 :
9 >S : 6
>L
.
MSHA = max
t
9:
I pt
p
" #$ %%
5
*
/
:
" #$ %%
M'
5
>L
/
M@
6
(
.T
>L
>
.
[127 di 254]
Storage policies: Class Based Storage
3
>L
3
>L
5
>L 9 :
9:
. .
'
'
.7
N J = dimensione zona per la classe j − esima = max
N TOTALE =
NJ
t
I pt
p∈J
J
" #$ %%
M 5
6
M-
-
>L
:
" #$ %%
3
/
.
6
#
6
(
/
!
[128 di 254]
Stock handling policies
9
)
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(
303
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6+
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(
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5
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$
6
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5
*
>
'
>L
[129 di 254]
5
*
.
Impianti di stoccaggio per unità pallettizzate
+
+
. ;
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3
.
;
3
)
)
)
5
9
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5
9
5
-
[130 di 254]
+
4:
'
9<
#
-
-
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.
.
3
.
**
9
9
:
(
;
*
-
)
5 ;
-
[131 di 254]
,
Un esempio di disposizione per file di stoccaggio
[132 di 254]
+
+
.
9
**
2
.
9
6
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U
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9
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$0 9
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5
)
303
6
)
-
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5
>
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)
[133 di 254]
:7
.**
Sistemi di stoccaggio - Esempi
[134 di 254]
Impianti di stoccaggio per pallet
%,%;;0 0
20 % 0'0
'%33%(% :-1
-%20;0 %(0
%,%;;0 0%
'%33%(0
50(0
[135 di 254]
%,%;;0 020 % 0'0%
'
- 1 21 ;%
Magazzino Intensivo
E’ costituito da:
– Una serie di scaffalature
(magazzino)
– Un trasloelevatore in grado di
muoversi tra gli scaffali ed
effettuare le operazioni di
prelievo ed immissione
– Un sistema di gestione
•
A differenza degli altri sistemi
consente di raggiungere altezze
superiori ai 12 m
•
Una volta progettato e realizzato,
ha definite sia la potenzialità
ricettiva sia la potenzialità di
movimentazione.
[136 di 254]
Il Trasloelevatore
• Montante/i costituenti la struttura portante,
unitamente alle travi di base (con le ruote di
scorrimento) e superiore
• Telaio mobile scorrevole lungo una colonna
verticale (asse y), che a sua volta può traslare
lungo il corridoio posto tra le scaffalature (asse
x)
• Contrappesi per la riduzione degli sforzi di
sollevamento
• Dispositivo per il prelievo ed il deposito dei
carichi (spesso una piastra porta forche di tipo
telescopico)
• La cabina per il manovratore o per le operazioni
di emergenza
• Il sistema di automazione e di coordinamento
dei cicli operativi
• La linea elettrica di alimentazione.
[137 di 254]
Cicli semplici e cicli composti
-1(01<
-1(01<
.
1
(0'1
0
'
-1(01<
.+
+
0 0
[138 di 254]
1 1
(0'1
'
**
Il sistema di gestione
Il sistema di gestione provvede a:
• Ottimizzare le missioni dei trasloelevatori;
• Ricercare la postazione da raggiungere nel
magazzino;
• Riconoscere il materiale
(codici a barre o magnetici);
• Posizionamento orizzontale e verticale;
• Deposito e prelievo dei carichi;
• Gestire il magazzino (posizioni, codici, quantità,
ecc.);
• Utilizzare in maniera ottimale gli scaffali
[139 di 254]
Magazzino intensivo - Prestazioni
VANTAGGI
– Possibilità di sviluppare il magazzino ad altezze maggiori di quelle raggiungibili
impiegando altri mezzi di movimentazione, con conseguente risparmio di aree
– Rapidità di movimentazione dei materiali immagazzinati
– Facilità di attuazione dei criteri FIFO (First-In-First-Out) e LIFO (Last-In-First-Out)
e di automatizzazione della gestione del magazzino.
[140 di 254]
Scelta di un sistema di stoccaggio automatizzato
/
6
8
5
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.
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5
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4
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Q
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/
[141 di 254]
MATERIAL HANDLING:
CRITERI DI SCELTA E PRINCIPI DI PROGETTAZIONE
[142 di 254]
Il problema della scelta di un sistema di M.H.
Uso del giusto metodo
per per rendere disponibile
la quantità giusta
del materiale giusto
nel posto giusto
al tempo giusto
nella giusta sequenza
nella posizione giusta
nelle giuste condizioni
e al costo giusto
[143 di 254]
Generazioni di M.H.
Prima generazione: manuali
– carrelli a spinta manuale (movimentazione)
– scaffali e cassettiere (stoccaggio)
– etichette e moduli (controllo)
Seconda generazione: meccanizzati
– convogliatori, carrelli industriali, manipolatori industriali (movimentazione)
– scaffalature, caroselli, magazzini con dispositivi di prelievo (stoccaggio)
– dispositivi ad interruttori e solenoidi (controllo)
Terza generazione: automatizzati
– sistemi AGV (movimentazione)
– magazzini automatici (stoccaggio)
– sistemi di identificazione computerizzati (controllo)
[144 di 254]
Generazioni di M.H.
Quarta generazione: integrati
– le operazioni di movimentazione, stoccaggio e controllo dei materiali
avvengono in modo totalmente automatico ed in completa integrazione con il
sistema informativo aziendale che gestisce la produzione (il sistema di M.H.
riceve i comandi e trasmette i risultati);
– nella realtà si osservano in genere sistemi interfacciati, piuttosto che
realmente integrati, ed è inoltre bene osservare come non sia sufficiente
l’integrazione tra hardware e software ma sia necessaria anche una reale
integrazione all’interno della catena logistica
Quinta generazione: intelligenti
– sistemi esperti per la gestione degli AGVS
– sistemi esperti per le aree di ricevimento e di spedizione
– robot adibiti alla pallettizzazione e depallettizzazione di carichi di tipo misto
– sistemi esperti di aiuto al progettista per la determinazione dei tracciati degli
AGVS
[145 di 254]
Fattori per la scelta di un sistema di movimentazione
Caratteristiche dei materiali da trasportare
– Peso specifico
– Forma
– Dimensioni
Caratteristiche dei flussi
– Numero di stazioni
– Distanza fra le stazioni
– Frequenza di movimentazione
– Complessità dei percorsi
– Entità dei flussi
– Direzioni delle movimentazioni
[146 di 254]
Fattori per la scelta di un sistema di movimentazione
Fattori relativi al layout
– Superficie disponibile
– Possibilità di modifiche
– Adattabilità delle strutture
– Possibilità di espansione
N.B.: MH e Layout si influenzano a vicenda
Integrazione del sistema di material handling
– Livello di automazione
– Interfacciamento con stazioni operative
– Interfacciamento tra differenti sistemi
[147 di 254]
Obiettivi della progettazione del sistema di M.H.
Adeguate Prestazioni
– Portata, velocità, tempestività, precisione, …
Massima Flessibilità
– Adattabilità dei mezzi a diversi cariche e diverse movimentazioni
Massima Efficienza
– Massima affidabilità, manutenibilità, disponibilità
– Massima efficienza delle operazioni
– Minimi scarti e perdite (minimi danni, maggior controllo)
Minimi Costi
– di impianto (di acquisto e gestione), di spazio e di movimentazione
(gestione)
Migliori Condizioni di lavoro
– sicurezza, riduzione dello sforzo fisico umano…
[148 di 254]
I 20 principi del M.H.
PIANIFICAZIONE
PIANIFICAZIONE
STANDARDIZZAZIONE
STANDARDIZZAZIONE
SISTEMA
SISTEMA
ADATTABILITA’
ADATTABILITA’
FLUSSO
FLUSSO
PESO
PESOAAVUOTO
VUOTO
SEMPLIFICAZIONE
SEMPLIFICAZIONE
UTILIZZAZIONE
UTILIZZAZIONE
GRAVITA’
GRAVITA’
MANUTENZIONE
MANUTENZIONE
UTILIZZAZIONE
UTILIZZAZIONEVOLUMETRICA
VOLUMETRICA
OBSOLESCENZA
OBSOLESCENZA
UNITA’
UNITA’DI
DICARICO
CARICO
CONTROLLO
CONTROLLO
MECCANIZZAZIONE
MECCANIZZAZIONE
CAPACITA’
CAPACITA’PRODUTTIVA
PRODUTTIVA
AUTOMAZIONE
AUTOMAZIONE
PERFORMANCE
PERFORMANCE
SELEZIONE
SELEZIONEATTREZZATURE
ATTREZZATURE
SICUREZZA
SICUREZZA
[149 di 254]
1
Principio della PIANIFICAZIONE
Pianificare tutte le attività di movimentazione e
stoccaggio allo scopo di ottenere la massima
efficienza operativa.
2
Principio del SISTEMA
Integrare e coordinare le attività di
movimentazione lungo tutta la catena logistica dal
fornitore al cliente finale.
3
Principio del FLUSSO
Ottimizzazione del flusso dei materiali attraverso
un’opportuna sequenza di operazioni ed
attrezzature.
4
Principio della SEMPLIFICAZIONE
Semplificare le movimentazioni riducendo,
eliminando o combinando i movimenti e/o
attrezzature non necessarie.
5
Principio della GRAVITA’
Usare la gravità per lo spostamento dei materiali
quando risulta possibile.
6
Principio della UTILIZZAZIONE
VOLUMETRICA
Ottimizzazione dell’utilizzazione volumetrica degli
edifici.
7
Principio della UNITA’ DI CARICO
Incrementare la quantità, la dimensione e il peso
delle unità di carico movimentate.
[150 di 254]
8
Principio della MECCANIZZAZIONE
Eliminare gli spostamenti manuali mediante
l’utilizzo di attrezzature meccanizzate aventi
proprie fonti di energia, al fine di ridurre gli sforzi
del personale e aumentarne la produttività.
9
Principio della AUTOMAZIONE
Introdurre l’automazione per le operazioni di
produzione movimentazione e stoccaggio
ottenendo la riduzione della manodopera e dei
relativi costi.
10
Principio della SELEZIONE DELLE
ATTREZZATURE
Per selezionare le attrezzature più idonee è
opportuno considerare tutti gli aspetti dei prodotti
movimentati e del metodo di movimentazione
utilizzato.
11
Principio della STANDARDIZZAZIONE
Standardizzare i metodi di movimentazione, le
metodologie e le dimensioni delle attrezzature e
delle unità di carico.
12
Principio della ADATTABILITA’
Preferire i metodi e le attrezzature che meglio si
adattano a molti compiti e applicazioni qualora le
attrezzature speciali non siano giustificate.
[151 di 254]
13
Principio del PESO A VUOTO
Ridurre il rapporto tra il peso a vuoto di
un’attrezzatura ed il carico trasportato.
14
Principio della UTILIZZAZIONE
Pianificare per un’ottima utilizzazione sia della
manodopera sia dell’attrezzatura.
15
Principio della MANUTENZIONE
Pianificare per una manutenzione di tipo
preventivo e per una schedulazione degli
interventi per tutte le attrezzature.
16
Principio della OBSOLESCENZA
Sostituire metodi e attrezzature obsolete quando
ne esistono di più efficienti.
17
Principio del CONTROLLO
Utilizzare i sistemi di handling che consentano di
migliorare il controllo delle giacenze di materiali.
18
Principio della CAPACITA’ PRODUTTIVA
Utilizzare i sistemi di movimentazione che
consentano di conseguire il desiderato livello di
capacità produttiva
19
Principio della PERFORMANCE
Determinare l’efficacia delle prestazioni di un
sistema di handling mediante il costo per unità
trasportata.
20
Principio della SICUREZZA
Utilizzare metodi ed attrezzature appropriate a
garantire la massima sicurezza.
[152 di 254]
MATERIAL HANDLING:
ELEMENTI DI DIMENSIONAMENTO DEI SISTEMI
DI TRASPORTO E DI STOCCAGGIO
[153 di 254]
Dimensionamento sistemi di movimentazione a carrelli
Preventivamente:
Tipo di carrello utilizzato
– in base a portata/unità di carico e ingombro
Percorsi tra le stazioni
– In base a vincoli geometrici
Quindi:
Determinazione del numero di carrelli
[154 di 254]
Determinazione del numero di carrelli
N CICLI ,i ⋅ Ti
nCARR = int
i
η⋅N
+1
•
Ncicli,i è il numero di unità di carico da movimentare del prodotto i nell’unità di
tempo
•
Ti è il tempo ciclo teorico che impiega il carrello per la realizzazione del ciclo di
movimentazione per il prodotto
i-esimo
•
η è l’efficienza del carrello (riconducibile a disponibilità, efficienza delle
prestazioni e tasso di qualità)
•
N è il numero di ore nell’unità di tempo per il quale è previsto che il carrello lavori
[155 di 254]
Calcolo dei cicli (layout per reparti)
P1
P2
P3
Unità/giorno
800
1200
1000
U/U.carico
16
50
32
U.carico/g
50
24
32
MMP
A
B
C
D
E
MPF
: 0 %= 20'%-0'
-% 0(-1 %-
'% 50% 1
' 2
: 0 %= 20'%-0'
%(0
'% 50% 12%(-1 %1
Note le movimentazioni che i sottosistemi devono compiere si passa a
determinare un ciclo di movimentazione
[156 di 254]
Ciclo di trasporto (carrello elevatore)
CICLO SEMPLICE
• Ricevimento dati, posizionamento per il carico del
pallet e ciclo forche
• Percorso di andata (con curve)
• Posizionamento in corrispondenza del vano
assegnato
• Sollevamento forche
• Ciclo forche
• Discesa delle forche
• Percorso di ritorno
T = Tv + T f
Tf: tempi fissi
– indipendenti dalla locazione del vano e quindi
uguali per tutti i cicli (Ricevimento dati, Ciclo
forche, carico/scarico, …)
Tv: tempi variabili
– funzione della traslazione orizzontale del
carrello, della traslazione verticale delle forche
e dunque della posizione di
immissione/prelievo e del vano considerato
(sollevamento/discesa forche, …)
[157 di 254]
Dimensionamento carrelli: sistemi AGV
Vanno preventivamente definiti:
– Tipo di veicolo da utilizzare
– Tipo di sistema di controllo
– Tempi operativi delle stazioni di lavoro
– Percorsi minimi fra le stazioni
Restano da determinare
– Numero di veicoli necessari
– Dimensioni consentite alle code in ingresso ed in uscita presso le stazioni
Sono possibili due approcci
– Approccio simulativo
– Approccio non simulativo
[158 di 254]
Dimensionamento AGV: approccio non simulativo
•
Presuppone l’adozione di ipotesi semplificative ed è utilizzabile per un primo
dimensionamento di massima del numero di carrelli necessari
•
E’ possibile utilizzare una relazione analoga a quella utilizzata per i carrelli
classici avendo cura di tener presente:
– Il numero di cicli totali che gli AGV devono compiere con i relativi tempi di
percorrenza
– Efficienza del sistema condizionata da:
• Interruzioni di funzionamento (guasti, carica batteria)
• Rallentamenti e microfermate, in particolare gli effetti del traffico
• Esecuzione di percorsi a vuoto
•
Generalmente non si tiene conto degli effetti della gestione operativa dei carrelli
(scheduling e routing)…
[159 di 254]
Dimensionamento AGV: approccio simulativo
È possibile effettuare valutazioni preliminari circa le scelte progettuali
È possibile individuare eventuali miglioramenti rispetto alla soluzione base anche
di natura gestionale (scheduling e routing)
[160 di 254]
Impianti di stoccaggio con carrelli industriali
Dati in ingresso:
•
Caratteristiche unità di carico
– Ingombro, peso, ecc.
•
Tipologia del sistema di movimentazione
– Carrelli elevatori di varie tipologie
•
Altezza utile del fabbricato
– Da vincoli geometrici
Risultato del dimensionamento:
•
Layout del magazzino
– numero corridoi, altezza, lunghezza e disposizione delle scaffalature
•
Numero di mezzi di movimentazione
[161 di 254]
Dimensionamento del layout
Dimensionamento del vano pallet
– In base alle caratteristiche dimensionali
dell’unità di carico (u.d.c.)
Scelta del macro-layout
– Longitudinale o trasversale in base
a vincoli geometrici
Numero di livelli di stoccaggio
– In base ad altezza edificio e
altezza forche
Scelta del numero, posizione e
lunghezza corridoi
– In base ai vincoli dimensionali quella che
assicura la migliore saturazione superficiale
e lo sfruttamento più razionale possibile
[162 di 254]
Numero di corridoi: Layout ottimale
IPOTESI
• Nessun vincolo di magazzino
• Pianta rettangolare
(fronte U, profondità V, area A)
• I/O centrale
• Scaffalatura continua
• Equiprobabilità di accesso ai vani
• Cicli di movimentazione semplice
Si può dimostrare analiticamente che la percorrenza attesa r (due volte andata e
ritorno) risulta minimizzata (a parità di area occupata) se:
U = 2 ⋅V
U = 2⋅ A
[163 di 254]
Layout ottimale per altre configurazioni
•
Il rapporto ottimale tra i lati si
modifica al cambiare della
posizione del punto di I/O sul
fronte del magazzino
[164 di 254]
Dimensionamento del sistema di movimentazione
Calcolo del numero di cicli
– A partire dal numero unità di carico in
transito nel magazzino
Calcolo del tempo ciclo di trasporto
– Sulla base del layout delle scaffalature
– Prestazione dei mezzi di movimentazione
– Caratteristiche cicli di movimentazione
(ciclo semplice/ciclo combinato)
– Criteri di gestione operativa
Risultato:
Numero di carrelli
[165 di 254]
Ciclo di trasporto carrello a forche ciclo semplice
CICLO SEMPLICE
B;
- -
/
•
Ricevimento dati, posizionamento per il carico del
pallet e ciclo forche
•
Percorso di andata (con curve)
•
Posizionamento in corrispondenza del vano
assegnato
•
Sollevamento forche
•
Ciclo forche
•
Discesa delle forche
•
Percorso di ritorno
7
5
Vt = velocità media di traslazione
Vs = velocità media di sollevam./discesa forche
L J −1
+
h + 2T f
T=
Vt
Vs
Tf = somma dei tempi fissi relativi al ciclo forche (ricev. dati, posiz.
ciclo forche, …)
L = percorso medio di un ciclo semplice (andata e ritorno)
J = numero di livelli della scaffalatura
H = altezza del vano
[166 di 254]
Magazzino servito da carrelli industriali
Potenzialità ricettiva richiesta: PR = 5.000 u.d.c.
Potenzialità di movimentazione: PM = 50 u.d.c./g in ingresso e 50 in uscita (100 cicli semplici)
DATI
Dimensioni u.d.c. 0,8m x 1,2m x 1,1m
Altezza utile HEDIF = 6,5m;
Altezza massima forche HFORCHE = 5,5m
Ampiezza corridoi 3m
Pianta rettangolare, I/O frontale/centrale, Equiprobabilità di accesso ai vani)
Carrelli
– Vel salita forche a carico: VSC=0,20m/s
- Vel salita forche s. carico: VSV=0,30m/s
– Vel discesa forche a carico: VDC=0,50m/s - Vel discesa forche s. carico: VDV=0,50m/s
– Vel di traslazione a carico: VTC=2,90m/s
- Vel di traslazione s. carico: VTV=3,30m/s
– Efficienza globale del 75%
– Tempi fissi ciclo semplice 100s
Vano
– Spessore montante = 100mm - Distanza in orizzontale tra pallet e montante = 50 mm
– Spessore corrente = 200mm - Distanza in verticale tra pallet e corrente = 200 mm
Tempo carico 7h/g
[167 di 254]
Esempio di dimensionamento: vano dimensionato
)
)
δ>
)
)
)
)
)
τ>
)
[168 di 254]
Esempio di dimensionamento: il calcolo del magazzino
Dimensioni del vano
Numero di livelli di stoccaggio
τ ×ν × δ =1,0m ×1,3m ×1,5m
J = min
Dimensioni del modulo unitario in pianta
[
J = int [H
forche
]
/ δ + 1 = int[5,5 / 1,5] + 1 = 4
τ ⋅ (2ν + LCORR ) = 1,00 ⋅ (1,3 ⋅ 2 + 3,0) = 5,6m 2
Coefficiente di utilizzazione superficiale
Ut.Sup. =
Area di stoccaggio intensivo
]
J = int H edif / δ = int[6,5 / 1,5] = 4
N PALLET
8 pp / mod
2
pp
m
=
=
1
,
43
/
S MOD
5,6m 2 / mod
A=
[169 di 254]
PR
5000
=
= 3497m 2
UtSup 1,43
Esempio di dimensionamento: il calcolo del magazzino
U = 2 A = 2 ⋅ 3497 = 83,6m
Fronte teorico ottimale
Numero corridoi corrispondenti
N CORR =
U
LCORR
83,6
= 14,9
2 ⋅1,30 + 3
15 corridoi
U = N CORR ⋅ LCORR = 15 ⋅ 5,6 = 84m
Dimensione reale del fronte
Profondità della scaffalatura
=
NVANI =
PR
5000
=
= 41,7
N CORR ⋅ N PALLET 15 ⋅ 8
42 vani
V = NVANI ⋅τ = 42 ⋅1 = 42 m
Potenzialità ricettiva
PR = NVANI ⋅ N PALLET ⋅ N CORR = 42 ⋅ 8 ⋅15 = 5040 posti pallet
[170 di 254]
Dimensionamento del magazzino
2:( : 0 %-0
' --02 0
<
:
[171 di 254]
Esempio di dimensionamento: calcolo dei carrelli
Tempo medio ciclo semplice di immissione
Tm (CS )IMMISSIONE =
=
U / 4 + V / 2 ( J − 1) ⋅ δ ( J − 1) ⋅ δ U / 4 + V / 2
+ Tf =
+
+
+
vTC
2 ⋅ vSC
2 ⋅ vDV
vTV
84 / 4 + 42 / 2 3 ⋅1,5 3 ⋅1,5 84 / 4 + 42 / 2
+
+ 100 = 142,9s
+
+
2,9
2 ⋅ 0,2 2 ⋅ 0,5
3,3
Tempo medio ciclo semplice di prelievo
Tm (CS )PRELIEVO =
=
U / 4 + V / 2 (J − 1) ⋅ δ (J − 1) ⋅ δ U / 4 + V / 2
+ Tf =
+
+
+
vTV
2 ⋅ vSV
2 ⋅ vDC
vTC
84 / 4 + 42 / 2 3 ⋅1,5 3 ⋅1,5 84 / 4 + 42 / 2
+
+ 100 = 139,2s
+
+
3,3
2 ⋅ 0,3 2 ⋅ 0,5
2,9
Tempo medio di ciclo (semplice)
Tm (CS ) =
Tm (CS )IMMISSIONE + Tm (CS )PRELIEVO 142,9 + 139,2
=
= 141,1s
2
2
[172 di 254]
Esempio di dimensionamento: calcolo dei carrelli
Numero di carrelli richiesto
N CICLI ,i ⋅ Ti
nCARR = int
η⋅N
i
+1 =
100 ⋅141,1
= 0,75
0,75 ⋅ 7 ⋅ 3600
1carrello
Grado di utilizzazione corrispondente
G.U . =
N CICLI ,i ⋅ Ti
η⋅N
0,75
=
= 75%
nCARR
1
i
Potenzialità di movimentazione
PM = nCARR ⋅
η⋅N
Ti ⋅ 2
[173 di 254]
= 1⋅
0,75 ⋅ 7 ⋅ 3600
= 123,8cicli / g
141,1
Il problema dell’altezza massima presa forche
[174 di 254]
Logistica industriale
MATERIAL HANDLING:
GENERALITÀ E TIPOLOGIA DI SISTEMI DI
TRASPORTO
[175 di 254]
Principali funzioni del M.H.
•
Trasporto
•
Stoccaggio
•
Prelievo frazionato (picking)
•
Separazione (sorting)
•
Smistamento (dispatching)
•
Raggruppamento (merging)
•
Indirizzamento (routing)
•
Alimentazione (feeding)
•
Posizionamento
•
Orientamento
possono essere realizzate a livello di
stazione operativa, reparto o
intero sistema produttivo
[176 di 254]
Trasporti Interni
•
Movimentazioni di materiali di qualsiasi tipo e forma eseguite all’interno
degli stabilimenti, dall’arrivo delle materie prime alla spedizione dei
prodotti finiti
– riguardano sia il trasferimento dei materiali nei reparti di lavoro e nei
magazzini, sia le operazioni di scarico e carico dei materiali in arrivo e
partenza, sia le movimentazioni in corrispondenza dei posti di lavoro.
•
L’ottimizzazione dei trasporti interni è un problema rilevante nelle imprese
di tutte le dimensioni
– hanno diretta incidenza sui costi di fabbricazione, sulle condizioni di lavoro e
di sicurezza degli addetti, sulla produttività, sull’utilizzazione dello spazio e
degli impianti, sul livello tecnico dell’azienda.
– non aumentano il valore dei prodotti finiti, ma ne accrescono il costo; una
buona sistemazione dei reparti produttivi dovrebbe sempre condurre ad un
minimo di trasferimenti e di riprese dei materiali, evitando congestioni, ritardi
e trasporti inutili.
[177 di 254]
Classificazione dei sistemi di trasporto interno
In base al tipo di materiale da trasportare
– Solidi: sotto forma di unità di carico, colli (sacchi, pacchi, recipienti vari, ecc.) o alla
rinfusa (sabbie, terre, granulati, ecc.);
– Liquidi: acqua, oli, ecc;
– Gassosi: aria compressa, metano, azoto, ossigeno.
In base al tipo di energia motrice.
– a movimento manuale (carrelli con traslazione a mano, convogliatori a rulli a spinta,
scivoli, …)
– a movimento motorizzato con motore elettrico, diesel, a benzina (carroponti, carrelli a
motore, trasportatori a catena, a nastro, pneumatici, autogru, trattori, ...);
In base al tipo di comando:
– Con manovratore a bordo (carroponti con comando da cabina, carrelli con
manovratore a bordo, paranchi scorrevoli su monorotaia con cabina per il
manovratore, autogru, trattori, ecc.);
– Con manovratore a terra (paranchi e carroponti con comando da terra, carrelli con
manovratore a terra, ...);
– Senza manovratore (convogliatori a catena o a nastro, trasportatori pneumatici, ...);
– Automatici (paranchi o carrelli automotori scorrevoli su monorotaia, convogliatori
aerei birotaia a scambi prestabiliti, ...)
[178 di 254]
In base al tipo di movimento e funzionamento
discontinu i
mezzi per il sollevamento in verticale
continui
paranchi fissi ( elettrici e pneumatici )
montacaric hi
elevatori a tazze
trasportat ori pneumatici
trasportat ori a rulli a spint a
trattori
discontinu i trasportat ori a carrelli trainati da catena
oppure automatici
mezzi di trasporto in orizzontal e
trasportat ori a rulli o catene
continui
trasportat ori a nastro orizzontal i
trasportat ori a tapparelle orizzontal i
convogliatori orizzontali apron
[179 di 254]
In base al tipo di movimento e funzionamento
paranchi scorrevoli su monorotaia
carroponti e gru
discontinui
carrelli elevatori
mezzi di sollevamento e trasporto
continui
trasportatori a nastro
trasportatori a tapparelle
convogliatori apron
trasportatori pneumatici
discontinui
trasportatori a scos se o canale oscillante
vagli vibranti
continui
piatti dosatori
coclee
tamburi rotan ti
mezzi dotati di movimento vibratorio
[180 di 254]
Classificazione funzionale dei sistemi di trasporto
Mezzi senza vincoli di mobilità
– Orizzontali: transpallet manuali o motorizzati
– Orizzontali e verticali: carrelli elevatori a forche, carrelli commissionatori
Mezzi vincolati a specifiche aree operative
– Carroponti, gru a portale, paranchi, ecc
Mezzi vincolati a specifici percorsi operativi
– Convogliatori a catena, a rulli, a nastro, trasportatori aerei mono o birotaia,
ecc.
– Automated Guided Vehicle System (AGV)
Mezzi ausiliari di handling localizzati presso stazioni operative
– Dispositivi di posizionamento e alimentazione
– Robot utilizzati come dispositivi di carico/scarico
[181 di 254]
Unità di carico - Generalità
•
Raggruppamento di materiali disposto in modo
tale da poter essere movimentato e trasportato
mediante mezzi di trasporto meccanici
– PALLET (a): di legno, metallo, materie plastiche,
cartone o altro materiale di dimensioni unificate.
– CONTENITORI (b/c): in questo caso l’unità di
grado è anche in grado di proteggere i materiali al
suo interno;
– Unità di carico costituite:
• dallo stesso materiale trasportato, raggruppato
mediante reggettatura;
• con accessori a perdere quali cartoni, listelli di
legno, ecc;
• con accessori a recuperare, quali incastellature,
regoli, ecc.
[182 di 254]
Unità di carico – Criteri di scelta
Per facilitare il trasporto è bene che le unità di carico:
– risultino sovrapponibili;
– possano essere movimentate con le forche;
– risultino stabili anche nel caso in cui appoggino solo parte della superficie
teorica di appoggio;
– siano adatte al carico su autocarro o altri mezzi di trasporto interno o
esterno;
– abbiano la resistenza necessaria per resistere agli urti e ai sovraccarichi
– siano resistenti alle deformazioni
[183 di 254]
Le unità di carico
[184 di 254]
Trasportatori a rulli - Generalità
•
Sono costituiti da una serie di rulli
montati su apposite strutture montanti
impiegati per il trasferimento e l’accumulo
di colli rigidi tali da evitare impuntamenti
con i rulli sottostanti (lunghezza
sufficiente da appoggiare su due rulli)
•
Sui materiali movimentati con un
trasportatore a rulli possono essere
effettuate operazioni di vario genere quali
montaggi, lavorazioni, imballaggi,
pesature, ecc.
•
I rulli possono essere anche utilizzati
come elementi di sostegno e di
scorrimento nei trasportatori a nastro
[185 di 254]
Trasportatori a rulli - Dettagli
i rulli dei trasportatori
– solitamente in acciaio, talvolta ricoperti in PVC,
lubrificati, montati su cuscinetti a sfera, calettati
su un albero di sostegno che attraversa il rullo
ed appoggia sulla struttura portante.
le strutture portanti dei trasportatori
– incastellatura in profilati metallici, imbullonate
al pavimento o alla struttura sottostante.
Solitamente elementi modulari accoppiati tra
loro.
dimensioni dei rulli
– vale a dire diametro del rullo, diametro
dell’albero, diametro del cilindro esterno e
interasse tra i rulli sono unificate dalla
normativa UNI 4181
[186 di 254]
Trasportatori a rulli - Tipologie
a rulli orizzontali
– Avanzamento manuale
a rulli a gravita’ (1-6%)
– Avanzamento per gravità
a rulli motorizzati
Avanzamento per:
– Motori accoppiati
– Catene motorizzate
– Nastro di gomma
[187 di 254]
Accessori: Curve e deviatori
•
curve, costituite da rulli normali o
tronco-conici;
•
curve a rotelle montate in genere su
strutture portanti estensibili
•
piattaforme girevoli nel caso di carichi
che consentano adeguati interassi fra
i rulli della piattaforme quelli dei
trasportatori fissi;
•
piattaforme a sfere adatte per colli a
fondo liscio e piano;
•
carrelli sui quali sono installati
elementi di trasportatori a rulli
[188 di 254]
Accessori: Discensori e dispositivi d’arresto
•
Discensori e scivoli sono utili per il trasporto di materiali non fragili da un’altezza
ad un’altra più bassa (ad es. due piani di un edificio)
•
Accessori indispensabili dei trasportatori a rulli sono i dispositivi di arresto che
possono essere automatici o manuali
[189 di 254]
Trasportatori a rotelle
•
•
Sono costituiti da rulli stretti montati su cuscinetti a sfere
Utilizzati per carichi leggeri e a fondo piano
Vantaggi
– leggerezza;
– costo basso
– minima resistenza
d’attrito
Svantaggi
– durata limitata
[190 di 254]
Trasportatori a rulli: applicazioni
[191 di 254]
Trasportatori a catena
•
consistono in due o più catene, ognuna formante un circuito chiuso, mosse da
ruote dentate collegate ad un gruppo motoriduttore, le catene invertono il senso
di marcia in corrispondenza di una testata motrice ed una di rinvio
•
possono essere utilizzati esclusivamente con carichi che possano poggiare sulle
catene
[192 di 254]
Trasportatori a nastro - Generalità
•
Sono impiegati per il trasporto continuo in
orizzontale o in pendenza, di materiali alla
rinfusa e di carichi leggeri
Materiale dei nastri
– Tela e gomma
(per materiali alla rinfusa)
– Fibre naturali e sintetiche
– Acciaio
(materiali abrasivi, alte T)
– Rete metallica
(per altissime T, essiccatoi/raffreddatoi)
[193 di 254]
Trasportatori a nastro - Generalità
Sono costituiti da:
– un nastro trasportatore
– serie di rulli superiori e inferiori di supporto
– una puleggia motrice e una di rinvio
– una struttura metallica di sostegno
Accessori
– Tenditore
– Dispositivi di carico e scarico
– Sponde laterali
[194 di 254]
Trasportatori a nastro - Tipologie
Piani
– destinati a trasportare colli singoli
o materiali alla rinfusa in piccole
quantità
Concavi (2 o 3 rulli)
– destinati a portare elevate
quantità di materiali alla rinfusa
(angolo di inclinazione 20°)
Parametri e prestazioni
– Lunghezza del nastro
– Larghezza del nastro (da 30 cm o meno fino a oltre 1 m)
– Inclinazione del nastro
– Velocità (fino a 1 m/s per nastri piani e fino a 2-3 m/s per nastri a conca)
– Diametro pulegge, rulli, cuscinetti
[195 di 254]
Trasportatori a nastro
[196 di 254]
Paranco - Generalità
•
Utilizzati per il sollevamento dei carichi
•
Sono basati sul principio di funzionamento della taglia
Possono essere
– A mano
– Pneumatici
– Elettrici
E’ composto da:
– tamburo
– riduttore
– comando
– freno
[197 di 254]
Paranco su monorotaia
•
Montando il paranco su carrelli in grado di traslare su
appositi profilati denominati “monorotaie” è possibile
muovere i carichi lungo la direzione delle rotaie oltre
che sollevarli
•
La traslazione può essere:
– Tramite spinta del carico
– Manualmente tramite catena e ruota motrice
– Motorizzata
[198 di 254]
Paranco - Prestazioni
Altezza di sollevamento
(legata a vincoli geometrici del locale e di ingombro del mezzo)
Velocità di sollevamento inferiore ai 10 m/min
Velocità di traslazione inferiore ai 40 m/min
•
Per portate superiori ai 5.000-10.000 kg e per servizi gravosi il paranco viene
sostituito dall’argano (Portata fino a oltre 20.000 kg)
[199 di 254]
Carroponte - Generalità
•
è costituito da un paranco o da un argano mobile su una struttura metallica a
sua volta scorrevole su via di corsa sopraelevate
•
permette di effettuare manovre di sollevamento e traslazione di carichi nello
spazio
[200 di 254]
Carroponte – Area servita e prestazioni
•
Con i carroponte è possibile effettuare
manovre di sollevamento e traslazione
di carichi in uno spazio la cui proiezione
orizzontale ha forma rettangolare,
senza avere alcuno intralcio sul
pavimento.
Valori indicativi delle velocità di
funzionamento sono
– traslazione carrello: 30 m/min per i
ponti comandati da terra,
60 m/min per i ponti con cabina;
– traslazione ponte: 50 m/min per
ponti con comando sia da terra sia
da cabina;
– sollevamento: meno di 25 m/min
[201 di 254]
Paranchi
[202 di 254]
Carrelli - Generalità
•
Mezzi di trasporto e spesso anche di sollevamento discontinui a traslazione
manuale o motorizzata;
•
Possono essere dotati di attrezzature particolari a prelevare il carico (forche o
altri implement);
•
I criteri di scelta si basano sulla portata massima, dipendente dall’entità e dalle
dimensioni del carico e sul tipo di gommatura delle ruote dipendente dalla
pavimentazione e influente sulla resistenza al moto che incontrerà il carrello.
Tipologie
– Carrelli a traslazione manuale;
– Carrelli trasportatori-elevatori azionati manualmente;
– Carrelli trasportatori-elevatori motorizzati
[203 di 254]
Carrelli a traslazione manuale
Ruote pivottanti riducono lo spazio di manovra
La portata massima dipende strettamente dallo sforzo richiesto all’operatore
(pavimentazione).
[204 di 254]
Carrelli trasportatori-elevatori azionati manualmente
La portata massima dipende dallo sforzo richiesto;
Spazi di manovra limitati rispetto ai motorizzati;
Modeste velocità di movimentazione
[205 di 254]
Transpallet
-%
%((1
-%
%((1 $1(1
-0'
-%
%((1 $1(1<%
Utilizzati per la movimentazione di pallet, contenitori o altri elementi forcolabili;
•
Sono caratterizzati da modeste velocità di traslazione, modestissime altezze
di sollevamento, un ridotto ingombro ed un’elevata precisione di
posizionamento;
•
Possono essere potenziati con longheroni sollevabili e abbassabili tramite
gruppo idraulico azionato dal timone (transpallet elettrici);
•
Possono essere dotati di forche per il sollevamento (transpallet elevatori).
[206 di 254]
-1
Carrelli trasportatori - elevatori motorizzati
•
Consentono movimenti di sollevamento e traslazione motorizzati, con motori
elettrici o a combustione interna a seconda dei costi di acquisto, gestione e
manutenzione ed eventuali condizioni ambientali particolari.
[207 di 254]
Attrezzature speciali per carrelli a forche
•
Per la movimentazione di colli non costituenti unità di carico o semplicemente
per limitare l’impiego di palette o di contenitori forcolabili, è possibile installare
sui carrelli apposite attrezzature (implement) adatte per la movimentazione di
specifiche tipologie di carico.
[208 di 254]
Carrelli motorizzati - caratteristiche
PARAMETRI CARATTERISTICI
•
Massima capacità portante (L·Q)
•
Distanza tra asse ruote anteriori e superficie frontale forche
•
Altezza di sollevamento delle forche
•
Dimensioni di ingombro
PRESTAZIONI
•
Velocità di marcia con o senza carico: 10-20 km/h;
•
Velocità di sollevamento forche con o senza carico:
0,2-0,5m/s;
•
Velocità di discesa: 0,4-0,6 m/s;
•
Massima pendenza superabile: 6-9%
•
Problema dell’ingombro e soluzioni
[209 di 254]
Scelta del tipo di carrello
[210 di 254]
Carrelli - Applicazioni
[211 di 254]
Sistemi di trasporto aerei con carrelli automotori (AEM)
•
consistono in carrelli motorizzati che, scorrendo su vie di corsa sopraelevate,
sono in grado di svolgere operazioni di trasporto completamente automatizzate
da uno o più punti di partenza ad uno o più punti di arrivo
[212 di 254]
Sistemi di trasporto aerei con carrelli automotori (AEM)
I principali componenti di tali sistemi sono:
• Carrelli che provvedono al trasporto di materiale;
• Vie di corsa aeree che sostengono i carrelli e li guidano lungo il percorso;
• Sistema di gestione e controllo delle missioni dei carrelli;
• Dispositivi automatici di carico e scarico dei carrelli;
• Sicurezze antinfortunistiche (simili per AGV).
[213 di 254]
AEM - Carrelli
•
Sono costituiti da un elemento motore collegato con più elementi non
motorizzati mediante barre di accoppiamento atte a sostenere il carico da
trasportare e comprendono un gruppo di codificazione e comando delle
destinazioni (costituito solitamente da sistemi di trasmissione dei segnali di
comando e controllo analoghi a quelli visti per gli AGV) ed un elemento di
sospensione del carico.
[214 di 254]
AEM – Vie di corsa aeree
•
Sono generalmente costituite da rotaie in leghe leggere, il cui profilo è definito in
modo da assicurare contemporaneamente funzioni di sostegno e di guida. Infatti
la parte superiore della via di corsa sopporta il carico, mentre le facce laterali
fungono da guida
•
Lungo le rotaie corrono i conduttori di alimentazione elettrica e di trasmissione
dei segnali di comando ai carrelli e di ricevimento delle informazioni riguardanti
la loro posizione, lo stato di carico, ecc.
[215 di 254]
AEM – Sistema di gestione e controllo
•
Negli impianti tradizionali le missioni dei carrelli possono essere comandate
dalle stazioni di partenza o da quelle di arrivo oppure da un calcolatore di
processo
•
Negli impianti più complessi si installano due o più calcolatori per la gestione
delle missioni e dei percorsi dei carrelli, questi calcolatori sono eventualmente
sottesi ad un supervisore interfacciato con un calcolatore dedicato
•
In tutti i casi, l’intero circuito dell’AEM è suddiviso in tratti collegati direttamente
con il calcolatore dedicato (e livello superiore). E’ così possibile:
– Gestire le missioni dei carrelli (tipo di materiale da trasportare,
destinazione secondo il percorso ottimale, cambi di velocità, arresti, ...)
– Aggiornare ed eventualmente visualizzare la situazione dell’impianto
(materiali movimentati, avarie ai vari livelli, fermate od emergenza, ...)
[216 di 254]
AEM – Dispositivi di carico/scarico
•
I dispositivi automatici di carico e scarico dei carrelli devono consentire prelievi e
depositi rapidi e sicuri dei materiali da movimentare oppure il loro trasferimento
da o su altri trasportatori (rulliere, AGV, ecc.), macchine operatrici, magazzini.
•
Il carico e lo scarico automatico dei carrelli automotori hanno via via sostituito le
rispettive operazioni di tipo manuale, ormai adottate solo negli impianti leggeri e
a bassa movimentazione.
[217 di 254]
AEM - Prestazioni
•
Massa del carico trasportato: da 500 a 2500kg/carrello;
•
Velocità massima in entrambi i sensi di marcia: da 1 a 2 m/s (al diminuire del
carico);
•
Pendenza massima superabile: alcuni gradi (fino a 45°per applicazioni
particolari a basse velocità 0,5m/s);
VANTAGGI:
– L’installazione aerea libera da intralci il pavimento;
– Limitati ingombri dei carrelli;
– Elevate potenzialità di trasporto adeguabili alle esigenze operative;
– Attuazione di percorsi complessi, su diversi piani e livelli, con possibilità di
ampliamento;
– Possibilità di accumulo lungo il percorso di carrelli carichi o scarichi;
– Rapidità di montaggio;
– Funzionamento silenzioso
[218 di 254]
AEM - Applicazioni
[219 di 254]
Automatic guided vehicles (AGV)
•
Il sistema di trasporto automatico più flessibile ed innovativo è quello che usa
carrelli a guida automatica AGV lungo una serie complessa di percorsi
•
In campo industriale trovano impiego principalmente negli FMS (Flexible
Manufacturing System)
[220 di 254]
Sistema AGVS - Struttura
Si compone di:
1. Carrelli a guida automatica
2. Impianto che provvede a guidare
i carrelli lungo tragitti
3. Impianto per la trasmissione di
informazioni
4. Sistema di gestione per la
programmazione e
ottimizzazione missioni e
controllo del traffico
[221 di 254]
Carrelli a guida automatica (AGV)
•
I veicoli, o carrelli, che provvedono al
trasporto dei materiali sono costituiti
da:
– Telaio montato su ruote;
– Motori di trazione e sterzatura;
– Microprocessori;
– Tastatori di guida;
– Lettori di codici;
– Dispositivi antiurto e sicurezza;
– Elementi di supporto e bloccaggio dei
carichi trasportati;
– Dispositivi di carico e scarico (se non
sono a terra);
– Eventuali attrezzature per la
movimentazione dei materiali
trasportati.
[222 di 254]
AGVS – Sistema di guida
•
Fa seguire ai veicoli, in modo automatico, i
percorsi richiesti dalle esigenze di
movimentazione proprie dello stabilimento.
•
I veicoli non seguono un percorso unico, ma
devono compiere tragitti diversi ed effettuare
delle deviazioni: il carrello individua il percorso
da seguire attraverso i segnali ricevuti dalle
guide e dal calcolatore dedicato.
[223 di 254]
AGVS – Trasmissione comandi e informazioni
Tastiera alfanumerica
– trasmette messaggi codificati al microprocessore di bordo che attivano
programmi memorizzati comprendenti il percorso da seguire, le destinazioni
da raggiungere, le operazioni di carico e scarico da eseguire
Via induttiva
– attraverso apposito cavo posto sotto il piano di calpestio e percorso da
corrente alternata.
Raggi infrarossi
– che mettono in contatto i sensori collegati al calcolatore dedicato ed i carrelli
mediante impulsi ottici nella gamma dell’infrarosso
Onde radio
– il carrello e la centrale di controllo comunicano continuamente attraverso
onde radio nella gamma UHF.
[224 di 254]
AGVS – Gestione dell’impianto
E’ affidata ad un calcolatore dedicato che:
– riceve le richieste di trasporto provenienti dalle aree produttive e dai
magazzini interoperativi (attraverso segnali analogici o digitali di fotocellule,
pulsanti, interfacce di posti di lavoro, ...;
– memorizza ed assegna ai carrelli le missioni da compiere;
– segue direttamente lo svolgimento delle missioni da parte dei carrelli.
Deve risolvere problemi di:
– Vehicle Scheduling: assegnazione dei compiti di trasporto ai veicoli
disponibili
– Vehicle Routing: determinazione del percorso più opportuno da assegnare ai
singoli veicoli per l’effettuazione del compito di trasporto assegnato
Cercando di:
– Minimizzare i tempi di attraversamento
– Massimizzare il livello di saturazione delle risorse produttive
– Minimizzare il ritardo rispetto alle date di consegna previste
[225 di 254]
AGVS – Gestione dell’impianto
La gestione delle operazioni richieste ai carrelli può essere:
Centralizzata nel calcolatore dedicato
– comporta uno scambio molto intenso di dati tra calcolatore e carrello (in ogni
posizione decisionale deve essere presente un punto di trasmissione dati);
Decentralizzata nel calcolatore del veicolo
– la missione viene trasmessa e memorizzata nel calcolatore a bordo di ogni
carrello e quindi eseguita autonomamente;
Mista tra le alternative di cui sopra
– il calcolatore ha memorizzata l’intera missione e il carrello elabora
autonomamente parti complete della stessa limitando il numero di
comunicazioni con l’unità di gestione.
[226 di 254]
CENTRALIZZATO
CENTRALIZZATO
-
VANTAGGI
SVANTAGGI
-
Situazione nota al calcolatore
dedicato completamente
Elettronica sui carrelli limitata
-
Scambio dati molto intenso
Calcolatore sofisticato
DECENTRALIZZATO
DECENTRALIZZATO
-
MISTO
Minor numero di scambi fra carrelli e
impianto
Calcolatore dedicato meno sofisticato
-
Calcolatore meno potente
Nota la situazione dell’impianto
Situazione impianto nota solo in punti
predeterminati
Tanti microcalcolatori quanti sono i carrelli
-
Calcolatore di bordo più intelligente
Se cade il calcolatore dedicato
l’impianto si ferma
[227 di 254]
AGVS - Prestazioni
•
I carrelli di più corrente impiego sono in grado di fornire le seguenti
prestazioni:
– Massa del carico trasportato: fino a 2000 kg/carrello;
– Velocità massima in entrambi i sensi di marcia: 1,2 m/s;
– Accelerazione/decelerazione media: 0,5-0,7 m/s2;
– Tempo minimo di presa o di rilascio del carico: 20s;
– Tempo medio richiesto per organizzare le missioni ed effettuare le
comunicazioni: 10 s per ogni missione;
– Tempo minimo di attesa agli incroci: 5 s/incrocio;
– Raggio minimo di curvatura: 1500 mm;
– Precisione di avvicinamento alle postazioni di carico/scarico: 5 mm.
[228 di 254]
AGVS – Sistema di sicurezza
•
Pulsanti di arresto ed emergenza in punti accessibili del carrello
•
Segnalatori ottici a bordo carrello
•
Paraurti
•
Distanziatori di sicurezza basati su sensori fotoelettrici, ad ultrasuoni, ecc.
[229 di 254]
ELEMENTI DI DIMENSIONAMENTO DI
TRASPORTATORI A NASTRO, RULLI E PARANCHI
[230 di 254]
Trasportatore a rulli/nastro: dimensionamento
La progettazione di tali sistemi di trasporto richiede preventivamente:
– Determinazione del percorso
– Determinazione del tipo trasportatore
(a rulli, rotelle, nastro, ecc)
– Determinazione degli angoli e delle curve
– Accessori di carico e scarico
E quindi la determinazione di:
– RULLI: larghezza, interasse tra rulli, pendenza
– NASTRI: larghezza, velocità minima, carico distribuito
[231 di 254]
Dimensionamento di un trasportatore a rulli
A
B
L
I
Larghezza rulli
– B A (arrotondamento a valore commerciale)
Interasse tra i rulli
– I L/2 (per consentire appoggio minimo su 2 rulli)
Pendenza
– Tabulata in funzione del peso e del tipo di unità di carico
[232 di 254]
Dimensionamento rulli
diametro albero (d)
larghezza rullo (L)
diametro rullo (D)
interasse (e)
Alcuni valori esemplificativi (da norma UNI 4181-59)
D
d
L
E
55mm
10mm
200mm
80mm
89mm
16mm
500mm
160mm
102mm
25mm
1150mm
315mm
[233 di 254]
Caratteristiche dei trasportatori a nastro
Parametri principali
• Lunghezza del nastro
• Larghezza del nastro
• Inclinazione del nastro (per superare dislivelli)
• Materiale del nastro
• Tela e gomma
• Fibre naturali e sintetiche
• Acciaio
• Rete metallica
• Velocità
• Nastri PIANI (nastri destinati a trasportare colli singoli o materiali alla
rinfusa in piccole quantità): fino ad 1 m/s
• Nastri CONCAVI (nastri destinati a portare elevate quantità di
materiali alla rinfusa; sostenuti da due rulli portanti – o tre se il nastro
supera i 500mm di larghezza – solitamente inclinati con angolo di
20°) fino a 2-3 m/s
• Diametro pulegge, rulli, cuscinetti
[234 di 254]
Nastri trasportatori in tela e gomma
•
Struttura di tela e gomma a forma di nastro chiuso ed anello con giunzione
vulcanizzata e metallica utilizzata per il trasporto di materiali vari (UNI3780-62).
•
Nucleo tela: nucleo per sopportare lo sforzo di trazione conseguente al
trasporto
•
Copertura: per protegger il nucleo dall’azione chimica e meccanica del
materiale
•
Il numero e le caratteristiche dinamometriche delle tele costituenti il nucleo, la
qualità e e lo spessore delle coperture di gomma sono scelti in base alle
sollecitazione del nastro ed al materiale trasportato
•
Sono adatti per il trasporto di materiale alla rinfusa
•
Larghezze unificate (in mm):
300, 400, 500, 650, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000
[235 di 254]
Nastri trasportatori in acciaio e rete metallica
•
Sono costituiti in acciaio inossidabile e carbonio e presentano un elevato
carico di rottura e allungamenti trascurabili
•
Spessore lamiera: 0,8 ÷ 1,2 mm
•
Larghezza nastro: 0,2 ÷ 1,2 m
•
Velocità massima: 0,6 ÷ 1 m/s
•
I nastri in acciaio sono adatti per prodotti o processi con temperature
superiori a 100 – 120°C e per il trasporto di materiali abrasivi
•
I nastri a rete si prestano alla movimentazione in essiccatoi e
raffreddatori poiché consentono il passaggio di aria e realizzano
un’efficace trasmissione termo-convettiva (reti in acciaio al NiCr
sopportano temperature fino a 1000°C.
[236 di 254]
Principi di dimensionamento nastri (1/2)
Potenzialità di trasporto per materiali alla rinfusa
Ap
Q = A⋅ v
b
B
• Q è la portata volumetrica di materiale granulare
trasportato in m3/s;
Ac
• A è la sezione media dello strato di materiale sul
nastro in m2;
B
• v è la velocità del nastro in m/s
b
• b larghezza utile (solitamente = 0,9 ⋅ B – 0,05)
Nastri piani:
Ap
(
B + 4 )B 2
=
110
Risultati sperimentali
Nastri a conca:
[237 di 254]
Ac = 2 A p
20°
Principi di dimensionamento nastri (2/2)
Potenzialità di trasporto per materiali alla rinfusa
• Ipotizzando un angolo di 15°con la
superficie del nastro, la sezione dello strato
di materiale diventa
δ=30°
Ap
α=15°
b
B
b⋅h b b
2 tan(α )
= ⋅ tan(α ) = b ⋅
= b 2 ⋅ 0,067
2
2 2
4
Nastri piani:
Norma DIN 22101
Nastri a conca:
Q ≈ F1P ⋅ v ≈ 0,067 ⋅ b2 ⋅ v = 0,067 ⋅ (0,9B − 0,05)2 ⋅ v
Q ≈ F1C ⋅ v ≈ 0,122 ⋅ b2 ⋅ v = 0,122 ⋅ (0,9B − 0,05)2 ⋅ v
[238 di 254]
Principi di dimensionamento nastri
Potenzialità di trasporto per colli
Portata massima
(
Q max colli
(
Q colli
)≤ Q
sec
max
B
d
=
v
L
)
v
=
sec L + d
Larghezza nastro
A
L
Portata effettiva
Q colli
(
v
)
=
sec L
• v è la velocità del nastro in m/s;
• L è la dimensione del collo nella
direzione in cui scorre il nastro in m;
v MIN = Q ⋅ (L + d
B
A
Carico massimo distribuito
)
(considero le misure commerciali)
δ Ap L δ Ap
PC
q=
=
=
≤ q m ax
L⋅B
LB
B
[239 di 254]
Ciclo di trasporto per sistemi discontinui
Il ciclo di trasporto è composto da quattro fasi:
• Fase di carico (Tc)
• Fase di trasporto (Tt)
• Fase di scarico (Ts)
• Fase di ritorno (Tr)
• Capacità di un sistema di trasporto: quantità di materiale trasportata per
unità di tempo
– sia Q la quantità di materiale trasportata nell’intervallo di tempo T si ha
dunque:
Q
Q
C= =
T Tc +Tt +Ts +Tr
[240 di 254]
Sistema di movimentazione a paranchi
Preventivamente:
Individuazione tipologia sulla base dei vincoli geometrici
Quindi
Determinazione del numero di paranchi
Determinazione della classe FEM
– La classe FEM classifica i paranchi in base alle condizioni di impiego,
favorendo la costruzione degli stessi in modo da garantire la massima
durata dei componenti
[241 di 254]
Determinazione del numero di paranchi
Ncicli i ⋅ Ti
npar = int
i
η⋅ N
+1
•
Ncicli i è il numero di unità di carico da movimentare del prodotto i nell’unità di
tempo
•
Ti è il tempo ciclo teorico che impiega il paranco per la realizzazione del ciclo di
movimentazione per il prodotto i-esimo
•
η è l’efficienza del paranco (riconducibile a disponibilità, efficienza delle
prestazioni e tasso di qualità)
•
N è il numero di ore nell’unità di tempo per il quale è previsto che il paranco
lavori
[242 di 254]
CRITERI DI SCELTA: classe F.E.M.
?-
*
**
3
4
B
M @'@3
M
')
F'
.
V'
)
-
@
7
B
F' @ J'@
)
.
.
'
.
U
@3 >>'
[243 di 254]
Suddivisione sulla base del TEMPO MEDIO DI FUNZIONAMENTO (TMF)
H
H
TMF = N cicli / g ⋅ V + P
VV
VP
2⋅ H
TMF = N cicli / g ⋅
V
HV = tratti di sollevamento percorsi a vuoto
HP = tratti di sollevamento percorsi con carico
VV = velocità del gancio a vuoto
Vp = velocità del gancio con carico
Semplicemente, se
HV = HP=H
VV = Vp = V
si distinguono sette intervalli di TMF (ore di lavoro giornaliere)
V0,25
V0,5
V1
V2
V3
V4
V5
< 0,5 ore
0,5 ÷ 1
1÷2
2÷4
4÷8
8 ÷ 16
> 16
[244 di 254]
k: fattore cubico medio (tipo di carico)
βi =
carico utile i
carico nominale (Qn)
k=
3
(i βi +γ ) ⋅τ i +γ 3 ⋅τ v
3
carico di targa del paranco
γ = peso degli accessori (Qv )
gancio, bozzello, traversa, carrucola…
carico nominale
i=
τ v=
tempo di sollevamento con carico i ed accessori
TMF
tempo di sollevamento con i soli accessori
TMF
[245 di 254]
Qn = Qmax + Qv + Qs
τi +τv = 1
Suddivisione sulla base del TIPO DI CARICO
K coefficiente cubico
k =
3
(
β
i
i
+γ
) ⋅τ i
3
+γ
3
⋅τ
v
si distinguono tre intervalli del fattore cubico K
Leggero - K1
Medio - K2
Pesante - K3
K1 ≤ 0,53
0,53 < K2 ≤ 0,67
0,67 < K2 ≤ 0,85
Ciò
Ciòindica
indicache
cheililparanco
parancoviene
viene
dedicato
ad
un
“uso
leggero”,
dedicato ad un “uso leggero”,
ovvero
ovverosolleva
sollevaprevalentemente
prevalentemente
carichi
molto
più
carichi molto piùpiccoli
piccolirispetto
rispetto
alla
portata
nominale
alla portata nominale
[246 di 254]
noti TMF e k si determina la classe FEM
Classe relativa al tempo di funzionamento
V0,25
V0,5
V1
V2
V3
V4
V5
Tipo di Carico
Tempo medio di funzionamento giornaliero (ore)
≤0,5
0,5÷1
1÷2
2÷4
4÷8
8÷16
>16
leggero
k ≤ 0,53
Ib
Ib
Ib
Ia
II
III
IV
medio
0,53< k ≤0,67
Ib
Ib
Ia
II
III
IV
V
pesante
0,67< k 0,85
Ib
Ia
II
III
IV
V
V
N.B.: il prodotto tra TMF e k3 è costante in ogni classe
[247 di 254]
Passando da una classe FEM alla successiva:
il TMF aumenta del fattore 2, oppure
Il K aumenta del fattore
3
2
Ciò significa che uno stesso paranco può essere utilizzato con un carico
superiore fino al 25%, se si dimezza il tempo medio di funzionamento.
In altri termini, un paranco dimensionato per portare un carico utile
massimo pari a 5000 kg può essere utilizzato per il doppio del tempo se si
tara la portata massima a 4000 kg.
N.B.
N.B.per
perportate
portatesuperiori
superiorii iparanchi
paranchivengono
vengonosostituiti
sostituitidagli
dagliARGANI,
ARGANI,
montati
su
incastellatura
metallica,
spesso
scorrevole
su
rotaie
montati su incastellatura metallica, spesso scorrevole su rotaie
[248 di 254]
INTRODUZIONE AL CONCETTO DI
SUPPLY CHAIN MANAGEMENT
[249 di 254]
Produzione e logistica
zona
a VALLE
CLIENTI
FORNITORI
zona
a MONTE
AZIENDA
reparto
a MONTE
reparto 1
reparto
a VALLE
reparto 2
[250 di 254]
reparto N
Produzione e logistica
Logistica Produttiva
Logistica Distributiva
[251 di 254]
Un esempio: automotive supply chain (“ network” )
Raw Material
Suppliers
2nd Tier
Suppliers
UK
UK
UK
UK
UK
Distribution
Centres
UK
UK
UK
UK
Japan
Automotive
System Suppliers
Germ.
UK
UK
UK
UK
UK
Fran.
Aftermarket
Operations
UK/
Japan
Germ.
Fran.
Vehicle
Manufacturers
Fran.
Fran.
Spain
Germ.
UK
US
UK
UK/
Japan
UK/
Japan
UK
UK
UK
UK
UK
UK
UK
Fran.
UK
Germ.
UK
UK
UK
UK
UK
UK
UK
Germ.
UK
UK
UK
Swed.
UK
Location Key
US
UK
UK
US
Germ.
UK
Germ.
Swed.
Franc.
Japan
US
UK/Japan
= United Kingdom
= Germany
= Sweden
= France
= Japan
= United States
= UK based Japanese
transplant
(Childerhouse, 2002)
[252 di 254]
Riferimenti Bibliografici
RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
- Chase, Aquilano, Jacobs, “Operations Management” (McGrawHill)
- Grando “Organizzazione e Gestione della Produzione Industriale” (EGEA)
- Caron, Wegner, Marchet “Impianti di movimentazione e stoccaggio dei
materiali” (HOEPLI)
- Monte “Elementi di Impianti Industriali” (CORTINA)
LETTURE
- Goldratt, “The Goal” (North River Press)
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Annotazioni
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V - Teca ELIS

Transcript

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