La pianificazione e l’ottimizzazione del ciclo produttivo in attrezzeria.

Pubblicato da Roberto Clauser in Tecnologia · Giovedì 27 Ago 2020

Mi riferirò al mercato che conosco, in cui operiamo da circa 30 anni, ovvero quello della meccanica di precisione: stampisti, attrezzerie, produzioni di piccole serie con macchine da asportazione di truciolo, realtà medio piccole tipiche del tessuto industriale meccanico italiano.

Con l’avvento dei benefici fiscali legati al piano Calenda, Industria 4.0, ormai giunto al suo quarto anno di vita, siamo stati “bersagliati” ad ogni acquisto di macchinari nuovi, da funzionalità di software legati alla gestione della produzione che devono parlare in modo autonomo con gli impianti per soddisfare la normativa (ricorderete l’interconnessione e l’integrazione col sistema della logistica…) ma abbiamo anche capito che questi software oltre a farci prendere dei quattrini dallo stato, possono risultare utili per avere effettivamente sotto controllo i processi produttivi, conoscendo lo stato di avanzamento delle commesse, i costi di produzione, i margini, i profitti, lo stato del magazzino, la qualità dei lotti prodotti, etc…

Vorrei dedicare una particolare attenzione alla magica parola “Pianificazione” che vorrei approfondire specificatamente legata alla produzione meccanica di precisione in attrezzeria.

La pianificazione svolge sostanzialmente due ruoli:

1) Quello di dare un quadro aggiornato dei carichi/disponibilità macchina/risorsa a partire dalle previsioni di impegno di ogni singola macchina/risorsa e aggiornare questa situazione man mano che le macchine eseguono le varie lavorazioni pianificate, scaricando il carico e rendendo disponibile la risorsa per un nuovo lavoro previsto.

Con un semplice esempio: se abbiamo due centri di lavoro che possono lavorare 10 ore al giorno ciascuno e prevediamo di eseguire 4 commesse che impegneranno in totale 200 ore i centri, la pianificazione ci dirà che le macchine sono impegnate per 10 giornate lavorative (10 ore x 10 gg x 2 macchine) = 200 ore lavorate.

Questo dato sarà costantemente aggiornato con l’esecuzione effettiva delle varie fasi sui centri e durante l’esecuzione delle commesse potremo capire se siamo in ritardo, in anticipo o in tabella di marcia.

Ora già possiamo fare una prima riflessione, se abbiamo poche macchine, poche commesse, che durano ciascuna parecchie ore o giorni (come nel mio esempio) calcolare il carico delle risorse è semplice, non serve un software, si può fare a mente.

Ma se cominciamo ad avere una decina o più di risorse (PC CAD, PC CAM, Fresatrici, Erosioni, Tornio, Banco, Rettifica...), se poi abbiamo numerose commesse che prevedono ciascuna decine o centinaia di pezzi con fasi di durata di poche ore o minuti ciascuno, risulta chiaro che calcolare a mano i carichi sulle risorse e tenere aggiornata la situazione è un lavoro molto oneroso, praticamente impossibile a mente, in questo caso un buon algoritmo ci può aiutare molto.

2) Quello di calcolare un piano produttivo ottimizzato, ovvero stabilire i migliori incastri delle varie lavorazioni (fasi) sulle varie risorse in modo da rispettare tutti i vincoli previsti dal pianificatore e ridurre i tempi morti al massimo, appunto ottimizzando la produzione.

Le fasi tra di loro sono collegate (non posso fare una finitura se prima non ho fatto una sgrossatura), le commesse possono avere priorità diversa, quindi scegliere quali lavorazioni anticipare o posticipare, alcune fasi sono vincolate ad essere prodotte solo su certe macchine (es. pezzi grandi su macchine con campo di lavoro adeguato),
alcune fasi devono essere presidiate, altre necessitano di attrezzaggio, etc…

Risulta evidente che questo servizio non può essere fatto a mente, lo può rendere solo un software robusto con algoritmi dedicati al settore specifico che conosca i vincoli, i limiti e abbia soprattutto la flessibilità necessaria per l’attrezzeria meccanica, che spesso lavora “in pronto soccorso” con continue modifiche al percorso.

Come per ogni piatto cucinato, il risultato finale dipende sia dal processo di impasto e cottura (elaborazione con algoritmi dedicati) che dalla bontà degli ingredienti di partenza, nel nostro caso gli ingredienti sono: le previsioni di ciclatura, i vincoli tra le fasi, le priorità e tutte le informazioni che servono al pianificatore per distribuire il lavoro sulle risorse disponibili.

Poiché la pianificazione /ottimizzazione si aggiorna continuamente sulla base delle ore consuntivate raccolte dalle macchine, è necessario avere una raccolta ore puntuale, precisa e possibilmente il meno possibile legata all’operatore, questo è il secondo ingrediente del nostro piatto che farà la differenza una volta servito.

Riflessione conclusiva:

La pianificazione in attrezzeria può risultare uno strumento utilissimo per stimare i tempi di consegna con cognizione di causa, anche in fase di preventivazione, avere sotto controllo l’avanzamento lavori, avere sempre un confronto tra tempi previsti e tempi effettivi, conoscere l’impegno macchine e prevedere le criticità.

Questi obbiettivi si raggiungono facilmente con un buon software di pianificazione dedicato e un modesto impegno di un operatore che dovrà inserire i dati, le previsioni e dare un’occhiata ai consuntivi. Ancor meglio se la rendicontazione delle ore lavorate è automatica (come richiede Industria 4.0) perché avremo un aggiornamento costante e affidabile, non dipendente da possibili ritardi o errori umani.

L’ottimizzazione del piano produttivo è un obbiettivo più ambizioso che può sicuramente essere raggiunto ma necessita di una risorsa dedicata alla pianificazione che conosca a fondo il ciclo produttivo, le macchine, le priorità, sappia fare le ciclature con accuratezza e mettere i vincoli alle varie fasi di lavoro.

Per sua natura il lavoro in attrezzeria è spesso imprevedibile, l’imprevisto è frequente, le modifiche sono all’ordine del giorno, pretendere una pianificazione “millimetrica” di un processo per sé instabile è un controsenso, bisogna trovare il giusto equilibrio tra il risultato desiderato e il tempo che si può/vuole spendere a descrivere i processi al pianificatore.

Più dettagli io darò all’algoritmo di pianificazione/ottimizzazione (vincoli, priorità, risorsa preferita, macchina secondaria, ciclatura precisa, tempi morti…), maggiore sarà la precisione dell’ottimizzazione, ma se esagero, rischio di passare troppo tempo a inserire dati e mi troverò in realtà a correre dietro agli imprevisti che nel frattempo si saranno verificati che non avrò avuto il tempo di descrivere al pianificatore.

Il corretto equilibrio si trova strada facendo, in base al proprio ciclo produttivo, in base alla durata media delle lavorazioni, in base alla capacità di fare previsioni precise (pezzi già fatti o pezzi unici).

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