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Pianificazione e controllo

25 Novembre 2011 • di Luciano Giambartolomei , Francesca Giambartolomei

Come ridisegnare un layout di produzione

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Un nuovo ridisegno del lay-out di produzione agisce sul recupero dell’efficienza della manodopera, sull’efficienza produttiva, in sostanza su un recupero di produttività e una riduzione di tempi morti o sprechi. È una prerogativa basilare sulla vita economica dell’azienda. Eppure si continua ancora a spendere capitali per ridurre i tempi produttivi trascurando il percorso lungo il processo produttivo.

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Sommario

1. La necessità di abbattimento dei costi
2. Obiettivi generali da tenere presente nello studio di un nuovo lay-out
3. Classificazione dei tipi di layout
3.1 Layout per lavorazioni a sequenza continua
3.2 Layout per lavorazioni a lotti
3.3 Layout per lavorazioni sul pezzo
4. Metodologia per affrontare i problemi di layout
5. Considerazione sull’utilizzazione delle aree dei fabbricati industriali

  

1. La necessità di abbattimento dei costi

Come conseguenza di quanto detto in premessa, lo spreco di risorse fa aumentare il costo del prodotto, ma non fa aumentare il valore aggiunto; le cause dell’aumento del costo del prodotto il più delle volte sono dovute a:

  • poca razionalità sulla disposizione degli impianti;
  • sistemi di trasporto poco efficienti;
  • discutibili criteri di deposito (di materie prime, di semilavorati, di prodotti finiti…);
  • un inefficiente livellamento delle produzioni nei singoli posti di lavoro;
  • mancanza di una visione globale della sistemazione dei vari processi produttivi.

L’obiettivo di miglioramento passa attraverso l’abbattimento di costi inutili che non contribuiscono a incrementare il valore aggiunto dei prodotti; un corretto coordinamento planimetrico degli impianti e delle postazioni di lavoro e dei tempi standard delle operazioni del processo produttivo porta ai seguenti risultati:

  • aumento della produttività;
  • riduzione dei costi senza ridurre la qualità e il lead time;
  • diminuzione degli sprechi, soprattutto di tempo;
  • riduzione degli immobilizzi di materiale.

 

2. Obiettivi generali da tenere presente nello studio di un nuovo lay-out

Tali obiettivi generali sono:

  1. Integrazione: analisi di tutti i dati inerenti al lay-out (volume di produzione di ciascun reparto, ore disponibili di manodopera e di macchina, numero dei dipendenti, ciclo produttivo, ecc.).
  2. Utilizzazione: effettiva analisi dell’utilizzo di impianti, macchine, uomini, aree di produzione.
  3. Espansione: in questo caso, analisi degli eventuali vincoli.
  4. Flessibilità: facilità nel rimpiazzare i mezzi produttivi del lay-out.
  5. Versatilità: analizzare tramite studi gli eventuali effetti che un’innovazione sul processo può comportare sul prodotto finito.
  6. Regolarità: divisione netta delle aree o delle zone quando sono separate da pareti, corridoi, camminamenti per uscite di sicurezza, ecc.
  7. Compattezza: per ridurre al minimo gli spostamenti bisogna compattare le fasi produttive, tenendo conto della metodologia di gestione dei semilavorati che è stata prescelta.
  8. Ordine e razionalità: dedicare aree di lavoro ad apposite attrezzature per scarti e rottami.
  9. Convenienza: una disposizione più conveniente per tutti quelli che sono impiegati sia in operazioni giornaliere sia in lavori periodici.
  10. Sicurezza: più che una sufficiente protezione nelle zone pericolose, occorre un’opportuna disposizione delle uscite di emergenza.

Chiariti quali sono gli obiettivi, emerge la complementarietà tra lo studio del lay-out e l’analisi dello schema di procedimento.

 


3. Classificazione dei tipi di layout

Generalmente l’organizzazione della produzione si articola su tre grandi categorie di layout:

  1. layout per lavorazioni a sequenza continua o in linea;
  2. layout per lavorazioni a lotti;
  3. layout per lavorazioni sul pezzo.


3.1. Layout per lavorazioni a sequenza continua

Quando parliamo di lavorazione a sequenza continua, ci riferiamo a quel processo produttivo dove la successione delle operazioni svolte su macchine con caratteristiche diverse ed eseguenti lavorazioni di tipo diverso, sono concatenate in sequenza prestabilita.
In questa tipologia di produzione le attese, i trasporti, gli immagazzinamenti sono ridotti.
Le aree di produzione studiate e impostate secondo questo tipo di lay-out sono omogenee nel tipo di prodotto perché sono specializzate a produrre un bene più o meno standard, ma sono eterogenee nel dettaglio per la varietà di macchine che appartengono al reparto.
Tale sistemazione planimetrica garantisce la gestione di piccole quantità di materiale con conseguente riduzione dell’immobilizzazione finanziaria.
I punti che sono a favore dell’introduzione di una lavorazione in linea sono:

  • bisogna costruire un gran numero di pezzi e prodotti;
  • si deve produrre quel pezzo o quel prodotto per un lungo periodo;
  • è possibile lo sfruttamento completo delle macchine o dell’impianto molto costoso;
  • i materiali o i prodotti permettono lo spostamento o il trasporto continuo con mezzi meccanici;
  • si ha la possibilità, mediante uno studio di metodi e tempi, di cadenzare e livellare le macchine e il lavoro manuale in modo che il flusso del materiale risulti costante lungo tutto il processo produttivo.

 

Esempio pratico

Allego una serie di file Excel dove vediamo lo studio per la realizzazione di lavorazioni a sequenza continua del reparto colaggio per il livellamento delle attività svolte in maniera sequenziale.
Da quest’analisi si realizza lo studio del lay-out per il processo di colaggio. La realizzazione del lay-out ci consente di fare la mappatura in linea delle attività di processo, ottimizzando:

  • i percorsi degli operatori;
  • il livellamento per un avanzamento della produzione costante;
  • il raggiungimento e la misurazione a fine turno della quantità di pezzi prodotti;
  • il rendimento giornaliero della manodopera del reparto colaggio.

File Excel allegati:

  1. Schema di procedimento ( con la rilevazione dei tempi, misurazione del trasporto, misurazione della frequenza attività)
  2. Analisi della saturazione manodopera diretta giornaliera e settimanale
  3. Numero delle attività che ogni operatore svolge nell’arco della giornata lavorativa
  4. Sequenziamento delle fasi viste con il diagramma di Gantt
  5. Tabella nomenclatura postazioni uomo e depositi intermedi di processo
  6. Scheda di livellamento

N.B.: Rimango personalmente a disposizione dei lettori per eventuali chiarimenti inerenti all’utilizzo di questi strumenti.

 


3.2. Layout per lavorazioni a lotti

Quando parliamo di lavorazioni a lotti, intendiamo un processo produttivo con macchine raggruppate o lavorazioni omogenee in determinate aree adibite solo a quel tipo di macchine o a quel genere di lavorazione (esempio: reparto trapani, reparto torni, reparto centri di lavoro, reparto fresatrici, ecc.).
In questo caso gli operatori e il materiale si spostano da un gruppo di macchine a un altro.
Il concetto di gestione per lotti si basa sul seguente metodo: finché l’ultimo pezzo di quel lotto non ha subito quella data operazione, tutto il lotto rimarrà fermo in un deposito intermedio di reparto e non transiterà al successivo reparto di lavorazione.
Pertanto questo ci porterà a una maggiore quantità di materiale in lavorazione con maggiori oneri di immobilizzazioni.
In questo tipo di lay-out gli investimenti in macchinari risultano molto ridotti.
Le interruzioni del flusso produttivo, in questo tipo di lay-out, risultano al minimo per eventuali rotture degli stock perché la grande quantità di materiale nei reparti (nei magazzini intermedi ) funge da “volano” di produzione.


3.3. Layout per lavorazioni sul pezzo

Con la lavorazione sul pezzo i materiali e i componenti del prodotto convergono in un’area prestabilita, dove prende forma il componente più importante, in quest’area operano sia gli uomini sia le macchine.
Punto fondamentale di questa disposizione planimetrica è che il materiale o il prodotto sta fermo mentre si spostano gli uomini e le macchine.

I punti di forza di questo tipo di lay-out sono:

  • riduzione dei trasporti sui pezzi più ingombranti o più pesanti;
  • la responsabilità della qualità del prodotto è facilmente attribuibile;
  • massima flessibilità alla variazione del prodotto, a livello di quantità e variazione di progetto.

Questo genere di lay-out è utilizzato per la costruzione di grossi macchinari quali: grossi motori, locomotori, navi, ecc.; dove il costo per trasportare la parte principale è molto elevato, si producono pochi pezzi ma cosa molto importante è l’abilità dei componenti della squadra per ottenere un prodotto di ottima qualità.

 


4. Metodologia per affrontare i problemi di layout

Per elaborare un buon lay-out si passa attraverso quattro fasi:
Fase 1: Definizione dell’ubicazione e raccolta dati
Fase 2: Definizione della disposizione generale a blocchi o block layout
Fase 3: Elaborazione della disposizione dettagliata
Fase 4: Realizzazione esecutiva del layout studiato


Fase 1: Definizione dell’ubicazione e raccolta dati
L’utilità di eseguire un nuovo lay-out deve essere suffragata dall’analisi economica di parecchie alternative possibili. L’analisi passa attraverso:

  • esaminare i differenti tipi di prodotto che devono essere fabbricati;
  • esaminare le dimensioni, il peso, le forme e la natura dei singoli prodotti;
  • accertare la probabile vita dei prodotti;
  • determinare le parti o i materiali intercambiabili o comuni;
  • analizzare il procedimento di lavorazione e la successione delle operazioni e sentire il parere dei responsabili diretti (capi ufficio,capi reparto,ecc.);
  • analizzare la natura del ciclo produttivo (delicatezza, pericolo, rumorosità, polverosità,ecc.);
  • individuare il peso, le dimensioni, le caratteristiche degli impianti, delle macchine e delle attrezzature;
  • analizzare le caratteristiche dei fabbricati (struttura, luce tra i pilastri, capacità di carico delle solette, altezza libera dei soffitti, scale, ascensori, ecc.);
  • analizzare il carico di lavoro attuale e assicurarsi di avere il carico previsto;
  • suddividere il carico previsto nelle sue parti componenti (mano d’opera, macchine, impianti),
  • analizzare i collegamenti tra le varie aree di alimentazione (reparti alimentatori);
  • analizzare il maneggiamento e il trasporto dei materiali;
  • esaminare ubicazione e metodi di gestione dei magazzini e dei depositi (relazione tra i servizi e le aree servite);
  • considerare la sicurezza e le condizioni ambientali e sanitarie in genere;
  • accertare il fabbisogno e la natura dell’energia e dei servizi ausiliari.

È buona norma nella raccolta dei dati, di non scendere troppo nei dettagli, e di non essere necessariamente precisi e particolareggiati per poter sviluppare un buon lay-out.


Fase 2: Definizione della disposizione generale a blocchi o block layout
Per studiare un block lay-out sono state studiate diverse tecniche, di cui lo scopo fondamentale è quello di:

  • semplificare la raccolta dei dati e dei fatti;
  • sviluppare il lay-out con una sequenza logica;
  • aiutare nella comparazione di più alternative;
  • consentire una presentazione chiara e leggibile a tutti.

Gli strumenti che sono utilizzati per la stesura di un lay-out sono:

  • schema del procedimento;
  • grafico del percorso;
  • schema di attività multiple (diagramma di Gantt).

Tutti questi strumenti sono utilizzati non solo per analizzare le interazioni esistenti tra le varie operazioni del procedimento produttivo, il flusso dei materiali, lo spazio richiesto e quello esistente, ma anche per valutare le interazioni del ciclo produttivo con i servizi ausiliari, gli uffici, i laboratori e i servizi igienici.
Il passo successivo consiste nel determinare, per le varie attività della produzione, i blocchi di aree al fine di confrontare lo spazio richiesto con lo spazio disponibile.

I materiali più usati per determinare i blocchi di spazio richiesto, dopo aver identificato le macchine e gli impianti del progetto sono:

  • mediante la verifica con disegni bidimensionali dell’area analizzata con la visione delle postazioni uomo, dei servizi ausiliari, dei depositi materiali e i corridoi di servizio;
  • mediante valutazione dell’area occupata dal layout attuale e successiva proposta del nuovo lay-out ;
  • mediante la preparazione di un layout di massima che indichi le aree in dettaglio delle varie macchine e impianti;
  • mediante la verifica di un indice, che ci confermi il corretto impiego degli strumenti elencati precedentemente. Questo indice può essere espresso dalla superficie in mq. riferita ad un fattore di produzione. Parte di questi indici gli troviamo nel 5° paragrafo: “considerazioni sull’utilizzazione delle aree dei fabbricati industriali”.

Lo sforzo principale deve essere rivolto a elaborare diversi lay-out in modo che esaminati:

  • i trasporti;
  • gli immagazzinamenti;
  • i posti di lavoro;
  • le esigenze del personale;
  • le caratteristiche dei servizi ausiliari;

ogni lay-out deve soddisfare il maggiore numero dei 10 obiettivi prefissati e riportati nel paragrafo 2: “Obiettivi generali da tenere presente nello studio di un nuovo lay-out”.

La scelta del lay-out definitivo si giocherà sul confronto tra i costi e tra i vantaggi e gli svantaggi rispetto alla soluzione ottimale scelta quale obiettivo.


Fase 3: Elaborazione della disposizione dettagliata
Questa fase è l’operazione di rifinitura dei dettagli in ciascun blocco di area. Ciò significa elaborare nel dettaglio, disegnando l’area che occupa, ogni singolo posto di lavoro, ogni corridoio, ogni scaffale o area di deposito.
Per visualizzare al meglio un lay-out dettagliato, si possono utilizzare tre metodi:

  • mediante disegni;
  • mediante sagome bidimensionali;
  • mediante modelli o sagome tridimensionali.

Prima di passare ai disegni definitivi, l’esperienza ci porta a utilizzare sagome bidimensionali, che sono ritagliate da cartoncino in scala, con il disegno del fabbricato dove sono appoggiate e disposte per lo studio in pianta del lay-out.


Fase 4: Realizzazione esecutiva del layout studiato
Una volta terminato lo studio del lay-out con le sagome bidimensionali sul disegno del fabbricato ed è stato approvato, si passa al disegno definitivo del lay-out.
Colui che ha elaborato lo studio del lay-out sarà il supervisore nella fase di disegno perché è a conoscenza di tutte quelle informazioni e istruzioni per il lavoro.
Egli deve inoltre predisporre tutte le istruzioni relative ai servizi quali energia elettrica e forza motrice, aria compressa, rete di distribuzione del gas, accessori vari come convogliatori, carri ponti, gru a bandiera, banchi da lavoro, tavoli, sedie, salottini, box, ecc., inoltre dispositivi vari per l’estrazione di fumi, odori, calore, ecc.

In ogni caso poi occorre preparare:

  • l’elenco degli equipaggiamenti, diretti e indiretti, interessati dal nuovo layout;
  • un programma di lavoro che comprenda la sequenza di trasferimento e/o di installazione e il periodo di tempo preferito;
  • una pianta dettagliata dove compaiono chiaramente indicate, con schizzi e layout supplementari, tutte le modifiche degli edifici, degli impianti, dei servizi, ecc., ovvero una documentazione dove compaiono tutte le difficoltà che si dovranno superare;
  • un preventivo dettagliato, in materiale e manodopera, della spesa prevista.

Ma oltre alla documentazione esecutiva e tecnica non occorre dimenticare che un nuovo layout rappresenta un trauma per le persone direttamente interessate, per cui è indispensabile metterle al corrente di ciò che sta avvenendo attorno al loro posto di lavoro. Premesso che il layout sarebbe già dovuto essere spiegato, discusso e accettato dagli stessi utilizzatori ai quali peraltro sarebbero già dovuto essere richiesti suggerimenti, consigli e una fattiva partecipazione all’elaborazione del layout stesso, è psicologicamente consigliabile, quando la realizzazione pratica è ormai imminente, interessare ulteriormente gli interessati e i loro diretti superiori, parlare del nuovo layout in modo entusiastico e fornire tutti i dettatagli richiesti in modo che siano perfettamente al corrente di come si trasformerà materialmente il loro posto di lavoro.
Occorre creare quell’atmosfera tale per cui ognuno sia orgoglioso del nuovo layout e lo senta come il “proprio” layout.

 


5. Considerazione sull’utilizzazione delle aree dei fabbricati industriali

Prima di concludere riteniamo interessante riportare una classificazione dell’uso dello spazio industriale. Una superficie coperta si può generalmente suddividere in varie categorie secondo l’utilizzazione cui è destinata.

Una classificazione può essere la seguente:

  1. aree permanentemente occupate da macchine e impianti: mediamente rappresenta il 25 – 30% del totale;
  2. aree temporaneamente occupate da contenitori, deposito di materiali: mediamente rappresenta il 10 – 15%;
  3. aree adibite a posto di lavoro per l’operatore e per le manovre da fare: estremamente variabile perché dipende dal grado di meccanizzazione del lavoro. Si può comunque ritenere che rappresenti mediamente il 10 – 15%;
  4. aree adibite a corridoi di transito tenuti costantemente sgombri e delimitati da strisce indicanti i margini di transito: secondo il tipo di lavorazione eseguita e dell’ingombro del materiale può variare sensibilmente. Si può comunque ritenere che sia mediamente il 25 – 30%;
  5. aree adibite a trasporti interni, a magazzini dei semilavorati: il complemento a 100% della somma delle percentuali delle altre aree.

È anche interessante far notare come in Italia, in media, la quantità di area coperta per ogni unità impiegata è di circa 35 – 40 % mq. per ogni dipendente.
Risulta, inoltre, che mediamente sono destinati per spogliatoi e servizi igienici circa 1,5 mq. per persona; per mensa 1,5 mq. per persona e per parcheggi 20 mq.
Per quanto riguarda, invece, le aree adibite a ufficio, la quantità di area per persona risulta, sempre mediamente, essere la seguente:

  • impiegati 6 - 8 mq.
  • disegnatori 8 - 10 mq.
  • dirigenti 10 - 15 mq.
  • Amministratori e titolari 20 - 25 mq.

Questi dati medi non comprendono scale, servizi igienici, corridoi, mentre comprendono scrivania, sedia e mobilio vario di ufficio (classificatori, armadi, computer, ecc.).

                                                                                                                     DOI 10/4439gc7

 

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