Sistemi di pianificazione e controllo della produzione
Per ordinare i materiali o pianificarne la produzione esistono due filosofie di riferimento:il punto d'ordine e la pianificazione del fabbisogno dei materiali
Il punto d'ordine stabilisce, per un dato periodo di pianificazione, in base al consumo medio dedotto da statistiche ,ai tempi di approvvigionamento o produzione e ad uno stock di sicurezza stimato per far fronte ad una richiesta superiore alla media, quando ordinare o far produrre i materiali. Questo sistema è per sua natura statico e basato sul passato e male si adatta ad un mondo in continuo mutamento quale è quello della produzione industriale. Presenta il vantaggio dell' estrema semplicità di attuazione ma se applicato ad un sistema complesso e dinamico provoca, nel tempo, uno sbilanciamento delle scorte con stocks diversi per componenti dello stesso prodotto finito e mancanza di particolari quando c'è necessità di utilizzo.
La pianificazione del fabbisogno dei materiali(MRP acronimo di Material Requirements Planning ) determina i tempi di ordinazione o produzione in base ai programmi relativi ai prodotti che li utilizzano o alla data di consegna se si tratta di un prodotto finito. Se supportato da dati di base corretti e costantemente aggiornati un sistema di pianificazione su logica MRP determina simultaneamente:
per rispettare un dato programma in un dato orizzonte temporale. L' MRP è un sistema dinamico, basato sul futuro, che tiene conto delle variazioni per minimizzare le scorte ed ottenere stock di componenti bilanciati.E' dunque notevolmente superiore al sistema di pianificazione a punto d'ordine ma richiede una forte volontà della direzione nell'applicarlo, una organizzazione formalmente perfetta, un trattamento e una qualità dei dati ineccepibili.
Filosofia e evoluzione del sistema MRP
La filosofia MRP si sviluppò negli Stati Uniti negli anni '60 come tentativo di superare il sistema del punto d'ordine nella gestione degli ordini. L'impulso fondamentale fu dato dallo sviluppo dei computer che permise di attuare quello che era stato individuato come il nodo fondamentale: pianificare suddividendo i periodi in incrementi limitati e ricalcolare frequentemente i fabbisogni per mantenere date reali tenendo conto delle variazioni. Contemporaneamente si sviluppò l'esigenza di avere uno strumento che indicasse ciò che doveva effettivamente essere fatto dall' azienda in un dato orizzonte temporale e nacque il concetto di programmazione generale della produzione e di piano principale di produzione. Nel MRP si applicò la logica esistente dell' elenco dei mancanti:preso il piano principale di produzione (che cosa dobbiamo fare ?)lo si esplode tramite la distinta base determinando l'elenco dei materiali(cosa occorre per farlo ?) e lo si confronta con i rapporti inventariali e le forniture ordinate(che cosa è disponibile) per determinare i fabbisogni di materiale(che cosa dobbiamo procurarci?).L'elenco dei mancanti veniva calcolato manualmente allo stesso modo già in passato con previsioni anche molto estese nel tempo(uno o due anni) e risoluzioni temporali molto fini(settimane o giorni) ma l'elemento sempre presente delle variazioni comprometteva anche i programmi più precisi. Il punto di forza del MRP ,elaborato sfruttando la capacità di calcolo dei computer, è quello di poter correggere continuamente le previsioni iniziali reiterando i calcoli ad ogni variazione del piano principale di produzione al fine di determinare i mancanti con anticipo tale da permettere di impostare il lavoro per evitare ammanchi futuri e non essere costretti a rimediare dopo che si sono verificati .La filosofia di base del MRP è, come si vede, molto semplice e non si discosta dalla logica dell' elenco dei mancanti ma il sistema deve essere supportato da una distinta base e da registrazioni inventariali precise e da una potenza di calcolo sufficiente a poter ripetere le simulazioni ogni volta che se ne presenti la necessità dando risultati in tempi brevi e comunque tali da essere operativamente validi e non obsoleti già all' emissione. Risolto il problema della pianificazione dei materiali e delle priorità il passo successivo fu estendere il sistema MRP alla pianificazione della capacità produttiva(era infatti inutile conoscere i fabbisogni di materiale se ,mancando la capacità richiesta, la produzione risultava impossibile) e all'area produttiva e dei fornitori(era infatti necessario passare i programmi dei fabbisogni a chi li doveva eseguire). Nacque così il sistema complessivo chiamato MRP a ciclo chiuso che è illustrato nello schema seguente
Il programma aziendale di produzione pianifica i tassi di produzione per singole famiglie di prodotti in base agli ordini in portafoglio, a quelli desiderati e alle previsioni di vendita.Il piano principale di produzione indica quali famiglie di prodotti si devono effettivamente approntare e sarà successivamente esploso, tramite distinta base, per ottenere l'elenco dei mancanti e eseguire la pianificazione dei fabbisogni di materiali e la pianificazione dei fabbisogni di capacità. Dopo aver verificato che i fabbisogni siano realistici, vale a dire assorbibili dal sistema, si passa alla fase esecutiva controllando le capacità ed emettendo schedulazioni per i reparti e i fornitori. Risulta evidente che il sistema MRP mette in collegamento elementi provenienti da diverse funzioni aziendali e come tra questi debba esserci un continuo scambio di informazioni sulle variazioni o i problemi che nascono nell'esecuzione del piano affinché tutto funzioni al meglio. L'evoluzione del sistema MRP a ciclo chiuso partì dalla considerazione che probabilmente era possibile utilizzare i dati elaborati anche per scopi contabili e che non era corretto elaborare i piani di produzione e i piani commerciali separatamente essendo il piano commerciale, nella sua forma fondamentale, la somma dei piani di produzione espressi in valore.Ci si accorse inoltre che il piano principale di produzione,elemento fondamentale di ingresso del MRP, se elaborato in stretta collaborazione tra l'area commerciale e produttiva era un' ottimo strumento di marketing in quanto poteva rappresentare il miglior adeguamento alle esigenze di marketing nei limiti di ciò che la produzione poteva fare. La naturale conseguenza fu quella di collegare il sistema amministrativo al MRP e di sfruttare la base dati comune per mettere in fase le attività delle diverse funzioni aziendali. Nacque così l' MRPII un sistema che abbraccia produzione, amministrazione, marketing, progettazione, acquisti, distribuzione e che diventa un piano strategico aziendale con le seguenti caratteristiche:
Il sistema MRPII è illustrato nel seguente schema:
Pur essendo basato su logiche semplici il sistema di pianificazione MRPII diventa tanto più conveniente quanto più è complesso l'ambiente dove è applicato. Questo perché, se i dati da trattare sono molti e variano dinamicamente, è fondamentale avere a disposizione uno strumento che permetta di eseguire velocemente le simulazioni per determinare i fabbisogni e di ripeterle ogni volta che intervengono variazioni che lo richiedano. Il costante aumento della potenza di calcolo dei computer ha rappresentato un fortissimo incentivo allo sviluppo del sistema MRPII e alla sua applicazione operativa nelle aziende.
Per essere introdotto e utilizzato efficacemente MRPII , essendo un sistema lineare e formale di procedure e tecniche e comportando una reale modifica nelle pratiche operative interne di un'azienda che usa un sistema non formale, ha bisogno del verificarsi di determinate condizioni:
In mancanza di tali condizioni il sistema fallisce nella sua funzione di pianificazione di richiesta di materiali e capacità in quanto non è in grado di supportare procedure informali.Si verificano, a questo punto, eccessivi volumi di scorta e/o mancanze di scorte nei tempi necessari. Applicare un sistema di pianificazione basato su logiche MRP ad un ambiente che non abbia tutti i requisiti per supportarlo diventa sempre controproducente.
Per pianificare la richiesta dei materiali riducendo sia le scorte che il rischio di rottura delle scorte l'industria giapponese, e in particolar modo la Toyota, ha sviluppato un sistema di gestione" a vista" che tende a far giungere i materiali e i componenti nel momento preciso in cui sono necessari alla lavorazione ( da cui il nome Just-in-time) avvalendosi, anziché di complessi sistemi di programmazione, di semplici cartellini (Kanban in giapponese). L'obbiettivo del sistema è avvicinarsi il più possibile al limite di "scorta zero" e alla trasformazione delle materie prime in prodotti finiti con tempi di consegna "uguali" a quelli di processo eliminando con ciò tutti i tempi di accodamento dei materiali.
Funzionamento del sistema a cartellini Kanban
Ogni centro di lavorazione è fornito di un punto di stoccaggio all'ingresso per i materiali necessari ed in uscita per il prodotto finito del centro stesso. Lo stoccaggio dei componenti avviene in contenitori standard che avranno sempre applicato un singolo cartellino di uno dei seguenti tipi:
I contenitori pieni nel punto di stoccaggio all' ingresso del centro di lavoro hanno applicato un KB-T. mentre i contenitori pieni nel punto di stoccaggio in uscita hanno applicato un KB-P. Quando un componente si esaurisce l'operatore preleva il contenitore pieno dal punto di stoccaggio all' ingresso, stacca il relativo KB-T ,lo attacca al contenitore vuoto e lo manda al reparto a monte autorizzando così il trasferimento di un contenitore.Nel punto in uscita del reparto a monte viene tolto un KB-P da un contenitore pieno , sostituito con il KB-T arrivato e spedito a valle. Il KB-P rimane nel reparto e autorizza la produzione di un lotto di particolari(si noti che le dimensioni dei lotti sono uguali al contenuto dei contenitori). Ogni cartellino deve riportare tutte le indicazioni necessarie a identificare e produrre il componente e il numero dei pezzi nel contenitore , viene usato per un solo particolare e circola tra una coppia ben definita di centri di lavorazione. Per maggior chiarezza si veda lo schema seguente dove è sintetizzato il flusso dei cartellini tra reparti includendo anche un fornitore esterno di particolari:
Il sistema ha il suo inizio logico nel punto di stoccaggio all'ingresso della linea finale di assemblaggio. La produzione inizia da una richiesta di prodotto finito e ogni centro funziona da fornitore per il centro a valle e da cliente per quello a monte. L'avanzamento della produzione è di tipo "tirato" in quanto il Kanban,partendo dalla programmazione del prodotto finito, tira lungo il ciclo di trasformazione le quantità di sottoprodotti necessarie dosandone esattamente la richiesta in funzione dell' ordine finale. Rispetto ai normali sistemi di programmazione che "spingono" i materiali lungo le varie fasi fino al prodotto finito il sistema Kanban è più snello e graduabile ed evita i "rigonfiamenti" in linea. Non necessita di programmazioni intermedie in quanto il solo programma esistente è costituito dall' ordine dei prodotti finiti. Mantiene inoltre il livello di scorte molto basso e sempre controllabile tramite il computo dei cartellini. Ogni centro di lavoro ha una dotazione di materiale calcolata tenendo conto del lead-time dei particolari in modo di minimizzare la quantità senza andare fuori scorta ; se il sistema funziona correttamente non ci dovrebbero esserci scorte a magazzino ma solo nelle aree di stoccaggio dei centri di lavoro(dove risultano anche fisicamente ben visibili) . L' aspetto forse più interessante della filosofia Just-in-time/Kanban è che, grazie alla semplicità formale e al coinvolgimento richiesto ad ogni singolo operatore, promuove una procedura di miglioramento continuo della produttività collegando ,allo stesso tempo, i diversi centri di lavoro e rendendo fluido il flusso dei materiali in linea. Infatti se immaginiamo di volere applicare il sistema Just-in -time a un ambiente di produzione normalmente non formale dovremo necessariamente, per farlo funzionare, realizzare preventivamente un'opera di linearizzazione e riorganizzazione del flusso produttivo e creare la mentalità negli operatori di linea di essere una parte di un sistema governato da regole precise e di avere delle responsabilità nei confronti dei centri di lavoro a valle e dei diritti nei confronti di quelli a monte.Ottenuti questi presupposti fondamentali si potrà iniziare ad inserire i cartellini dosandone il numero con una certa percentuale di sicurezza. Con il sistema a regime si potrà iniziare a ritirare qualche cartellino nei reparti in cui ciò sembra possibile, diminuendo così il work in progress. Questo potrà provocare dei problemi di rottura di scorte ed allora i responsabili di reparto ,gli operatori di macchina e in genere tutti coloro che sono coinvolti nel processo sono chiamati a trovare le soluzioni variando, ad esempio la procedura operativa, riducendo i tempi di attrezzatura o intervenendo sugli impianti o sui cicli programmati.E' interessante notare come i problemi vengano affrontati esattamente dove nascono e dalle persone che li vivono senza essere demandati a "specialisti" esterni che spesso non hanno le competenze necessarie o la possibilità di intervenire tempestivamente .Risolto il problema si lascia passare un certo tempo per consolidare i miglioramenti e poi si procede a togliere dal ciclo altri cartellini e si ricomincia l'analisi in un ininterrotto tentativo per arrivare ad avere il minor numero di cartellini possibile, il che significa ottenere il minor livello di scorte e il minor lead-time possibili per ottenere il prodotto finito. Dal punto di vista psicologico il sistema Kanban, responsabilizzando gli operatori e coinvolgendoli nello studio dei problemi di processo, è un forte stimolo all' aumento della professionalità sia individuale che di gruppo e fornisce motivazioni e gratificazione agli operatori che si sentono parte attiva del processo superando il concetto di esecuzione passiva dei comandi. Requisito fondamentale perché il Just-in -time / Kanban funzioni e la disponibilità degli addetti a farsi permeare dalla giusta mentalità. Tecnicamente inoltre devono essere ridotti a livello molto basso tutti i difetti sia dei componenti che degli impianti. Fermi macchina o non conformità di lavorazione frequenti quando si inseriscono in un sistema "tirato" al limite provocano rotture di scorte e, psicologicamente, abbassano la fiducia di ogni gruppo nel lavoro del gruppo a monte facendo fallire il sistema. Se applicato correttamente invece oltre ad essere un sistema di programmazione operativa molto semplice ed efficace e a spingere ad un miglioramento costante della produttività, permette di utilizzare meglio gli spazi fisici di produzione eliminando i magazzini intermedi e abbatte la copertura dei problemi provocata da un elevato livello di magazzino stimolando il sistema alla risoluzione degli stessi nel momento in cui compaiono.