Appunti cicli produttivi e innovazione tecnologica

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APPUNTI CICLI PRODUTTIVI E INNOVAZIONE
Di Dario Scardino

Oggi finiamo di parlare dell’AUTOMAZIONE, e essenzialmente vediamo un po’ la situazione attuale in cui devono gestirsi le aziende per poter sopravvivere.
- SPECIALIZZAZIONE/STANDARDIZZAZIONE
All’inizio dell’industrializzazione il problema è stato quello di rivolgersi alla meccanizzazione spinta, di utilizzare sistemi automatici, in modo tale da gestire tutta la produzione in maniera tale da poter essere standardizzata, e quindi, focalizzata su pochi prodotti che potessero essere prodotti in grande quantità; tutto questo permetteva all’azienda di risparmiare i costi dell’impianto, standardizzare la produzione, produrre in grande serie e alla fine avere una certa leadership proprio grazie al fatto di poter avere una aumentata produttività e una politica di prezzo. Quindi quello che era importante fare era specializzarsi, standardizzarsi, ridurre i costi e aumentare la produttività. Questo era il sistema utilizzato fino a qualche anno fa.
- SISTEMI PRODUTTIVI TRADIZIONALI
I sistemi produttivi tradizionali erano caratterizzati da:
- FLESSIBILITA’ = FATTORE DI SUCCESSO
Attualmente però la situazione è modificata radicalmente. In fatti l’ambiente esterno in cui le aziende operano, in cui si trovano a dover gestire le proprie politiche è completamente mutato. Quella che è la situazione di oggi è quella di una instabilità dei mercati e per quanto riguarda la domanda, non si richiede più lo stesso prodotto in grandi quantità, ma molto importante, a parte la qualità che è molto importante oggi nella produzione, è la diversificazione. Quindi, vi rendete conto, che rispetto a un modello di produzione impostato su standardizzazione, specializzazione, produzione di massa, economia di scala, ritrovarsi in un mondo completamente cambiato, turbolento, in cui cambiano le esigenze, non è facile per chi ha impostato il ciclo produttivo in un certo modo e si deve trovare a cambiare completamente il modo di produrre. Per cui a differenza di come era prima il fattore di successo, quindi l’alta produttività e bassi costi, quello che risulta fondamentale oggi, è adattarsi rapidamente e a basso costo, per cui bisogna concepire tutto il sistema produttivo come un sistema flessibile. Diciamo che è facile dire bisogna essere flessibili, bisogna adattarsi, modificare continuamente e a basso costo, però passare dalla teoria alla pratica... ce ne vuole.
- FLESSIBILITA’, PRODUTTIVITA’, BASSI COSTI
Per cui le aziende si sono dovute adattare a una serie di fattori completamente nuovi e, che vedremo, hanno modificato anche i fattori strategici della produzione. L’ambiente in cui oggi si trovano ad operare le imprese è caratterizzato da:
- Turbolenza ambientale, che richiede strutture e modelli organizzativi adattabili in tempi brevi alla flessibilità; ricordiamoci che abbiamo bisogno non soltanto di tecnologie e quindi macchinari, sistemi di produzione, il modo quindi di trasformare materie prime in prodotti finiti, ma diventa fondamentale il modo di concepire il processo, e quindi anche tutti gli aspetti gestionali e l’organizzazione della produzione stessa;
- Condizioni di mercato, che obbligano un miglioramento della produttività e un abbassamento dei costi; quindi alla fine bisogna innovare sulla via della flessibilità senza subire cali di produttività, che fino a qualche tempo fa sembrava dire una bestemmia perché o si faceva una cosa o l’altra.
E’ necessario aumentare la produttività mantenendo costante la flessibilità e agendo sui vari fattori di produzione, non solo su quelli classici (capitale e lavoro), ma agendo su tutta la struttura, l’organizzazione e il concepimento dei processi produttivi stessi.

Quindi, il processo produttivo attuale, si deve fondare su due principi fondamentali, che sono:
- La razionalizzazione dei processi
- La riduzione degli sprechi
Tutto questo per aumentare la produttività e essere allo stesso tempo flessibili. Quindi il processo produttivo attuale diventa un sistema intelligente e flessibile (ricordiamoci del discorso del sistema, quindi non più una serie di fasi, ma tutto concepito come un unico sistema, però organizzato e gestito in modo flessibile e intelligente, quindi con l’utilizzo di tutte le tecnologie informatiche che abbiamo visto, più avanzate, anche di intelligenza artificiale) nel quale l’incremento di produttività si realizza con la razionalizzazione dei processi e con la riduzione dei tempi morti e delle scorte; abbiamo già visto che le tecnologie informatiche ci consentono di ottenere, tra i vari risultati, anche quello della riduzione dei tempi morti e la riduzione delle scorte, quindi tutto quello che per i giapponesi è uno spreco e che quindi non aggiunge valore al prodotto.
I nuovi processi innovativi e di mutamento hanno manifestato i loro effetti, nel corso del tempo, di stabilizzazione qualitativa e decremento delle quantità inutilizzate, eliminando costi derivanti da pause, tempi morti e discontinuità produttive varie; quindi c’è una massimizzazione nell’uso delle risorse, ottimizzazione dei tempi e quindi un ottimizzare tutto il flusso e il ciclo produttivo.
Vi ho detto che con l’evolversi della situazione e con il cambiamento delle condizioni esterne all’impresa, sono cambiati i parametri strategici della produzione, in relazione non solo alla dinamica tecnologica ma anche per quello che è l’accorciamento del ciclo di vita dei prodotti, quindi la differenziazione nelle richieste dei consumatori.
Secondo alcuni studiosi i parametri nuovi divenuti importanti sono focalizzati:
- Sulla soddisfazione del cliente (lead time di produzione (tempo necessario affinché il prodotto arrivi al consumatore), qualità, livello di servizio al cliente, flessibilità);
- Sulle prestazioni finanziarie (ROI-Return On Investiment-, rotazione delle scorte, sprechi, tempo di introduzione di nuovi prodotti);riguardano in maniera più specifica la gestione del ciclo produttivo, quindi tutto quello che riguarda la “caccia agli sprechi”.
Sono tutti parametri divenuti importanti soprattutto per quelle che sono le basi del total quality management o della qualità totale, del just in time ecc.
Per cui oggi si è passati da un modello, un paradigma economico definito fordista, quindi focalizzato sulla produzione di massa, standardizzazione, a un nuovo modello che utilizza al massimo gli ICT, in cui ci sono mix di prodotti elevati, resti di aziende, integrazione, più che strutture verticali, essenzialmente una integrazione orizzontale, competenze multiple ed essenzialmente la differenza tra pianificazione e vision; quindi pianificazione si parte da un progetto iniziale, si organizza la produzione così come il management all’inizio stabilisce, e alla fine si possono aggiustare i parametri, tipo anche agire sul marketing, in modo tale che possa poi risultare vincente tutto quello che noi abbiamo fatto; vision vuol dire invece una visione prospettica, quindi non si parte con degli standard che bisogna seguire ma è un miglioramento continuo.
La flessibilità è un termine ampio che può assumere diversi significati; la possibilità di un sistema di produzione può essere scomposto in tre dimensioni:
- Dimensione tecnologica: fornita dalla tecnologia che io utilizzo, la struttura del mio processo produttivo;
- Dimensione economica: mi dice il costo dell’adattabilità;un sistema molto flessibile dovrà spendere poco per risultare adattabile alle condizioni ambientali;
- Dimensione temporale: anche il tempo dell’adattabilità.
Ovviamente costo e tempo sono dei parametri strettamente connessi l’uno con l’altro e che poi mi danno realmente la possibilità di essere flessibile.

Per costo della flessibilità si intende:
- Il costo della variazione pura e semplice;
- Il costo da affrontare per rendere il sistema disponibile alle variazioni.
C’è un costo che dipende, per esempio, dal riattrezzaggio delle macchine, dal fatto di modificare la struttura dell’impianto, il modo di organizzare la produzione, che sono costi effettivi, reali, facili da valutare; ci sono altri costi che, invece, sono meno facilmente identificabili; quindi il costo più direttamente connesso alla flessibilità è il primo.
Quando parliamo di flessibilità dobbiamo far riferimento alle macchine che utilizziamo. Anche nella scelta delle macchine è importante la strategia che dobbiamo utilizzare, perché se utilizziamo macchine specializzate, queste saranno più adatte per produzioni standardizzate o comunque in grande serie; se invece utilizziamo macchine in grado di fare più cose, saranno più adattabili per produzioni flessibili, che cambiano tipologie di prodotti. Quindi anche con la scelta delle macchine possiamo modificare o adattare il mio processo, ciclo produttivo sia agli obiettivi interni, sia alle condizioni che mutano all’esterno.
In determinate situazioni di prodotti e di mercato, la tecnologia programmabile e quella flessibile risultano essere le scelte migliori, rispetto a una produzione standardizzata e a economie di scala, dato che permettono risposte continue, precise ed economiche alle variazioni di mercato. Abbiamo detto all’inizio che impostare il sistema produttivo con la produzione standardizzata e macchine specializzate e poi decidere all’ultimo di arrivare alla flessibilità, non è semplice. Per cui la struttura più semplice da poter utilizzare per arrivare alla flessibilità è quella che utilizza tecnologie flessibili e programmabili, quindi automazione non rigida, ma programmabile e flessibile.
La configurazione di processo in tutto questo è molto importante; abbiamo detto che è fondamentale la scelta delle macchine ma ancora di più come organizzare il processo, come disporre le macchine, come gestire i flussi di materie prime - semilavorati - prodotti finiti; questo perché scegliere una configurazione assume un’importanza per un tempo molto più lungo rispetto a quello che è il tempo necessario, per esempio, per cambiare i prodotti o meglio il tempo che i consumatori hanno nel cambiare le proprie richieste; quindi ovviamente scegliere una configurazione mi prevede che per un tempo abbastanza lungo io debba usare quella configurazione e quindi adoperare quel processo e ottenere quei prodotti; quindi anche il modo di organizzare le macchine, il sistema mi dà una certa spinta verso la più o meno flessibilità.
Infatti, oltre alla configurazione di processo indubbiamente dobbiamo fare i conti con i sistemi informatici, con un flusso di dati, però una cosa è aggiornare dei dati, un’altra è aggiornare tutto quello che è a supporto del flusso informativo; ovviamente bisogna fare i calcoli anche con i tempi necessari non solo a cambiare il sistema di informazioni ma anche il flusso di materiali, e quindi quello che dicevamo prima essere fondamentale la configurazione di processo.
Possono essere organizzate in base a vari criteri; possiamo distinguerla in 4 tipologie fondamentali:
- Indipendenti dal progetto del prodotto, e questo accade per esempio con macchinari semplici o che vengano utilizzati per qualsiasi altro scopo, comunque non macchine specializzate;
- Programmabili, in cui esistono una serie di macchine in grado di fare più operazioni e di portare ad una gamma molto ampia di prodotti;
- Flessibili, che permettono di avere una certa variabilità, standardizzata anche, però nell’ambito di famiglie più o meno di prodotti, che poi vedremo essere la conseguenza logica del sistema utilizzato nel CAD (ad esempio linea di produzione mista, che spesso evolve verso un FMS);
- Rigide, in cui abbiamo un unico progetto, quindi non ci sono necessità di cambiare il mio prodotto ma sono configurazioni stabili, organizzati in modo tale che un impianto = un prodotto (esempio produzione di energia elettrica, petrolchimica), quindi non abbiamo bisogno di cambiare il mix di prodotti, per cui ci standardizziamo utilizzando delle macchine specifiche.
A seconda di quella che è la configurazione del processo cambiano una serie di parametri che possono essere fondamentali nella scelta. Se noi su un asse mettiamo il numero di prodotti per ciascuna parte e sull’asse delle ascisse la varietà delle parti che possono essere prodotte, essenzialmente il mix, vediamo che a seconda del sistema che noi andiamo a scegliere ci sarà un range di numero di prodotti e mix di prodotti. I sistemi specifici avranno un numero elevatissimo di unità, però un unico tipo di prodotto, prodotto in grande quantità; per arrivare ai sistemi indipendenti, che sono in grado di produrre tante varietà, però un unico prodotto di una varietà, sono sistemi fatti ad hoc per produrre un prodotto x; tra i due estremi abbiamo i sistemi flessibili e i programmabili. Quello che vedete che cambia sono: investimento di capitali, per i sistemi specifici quindi quelli con produzioni standardizzate, alla fine abbiamo un investimento alto, al contrario all’inizio abbiamo un investimento basso; la flessibilità, per i sistemi standardizzati è bassa il contrario alta; la capacità alta, quindi a livello di quantità di prodotti che noi possiamo produrre, e quanto più andiamo verso i sistemi ad hoc, indipendenti è bassa; il costo per unità basso/alto. Se noi abbiamo un sistema standardizzato avremo raggiunto degli obiettivi, al contrario avremo raggiunto degli altri. E’ fondamentale considerare che quello che è importante non è dire è meglio una configurazione o è meglio un’altra, dipende da quali sono gli obiettivi che io voglio raggiungere.
Strettamente connessa alla tipologia di processo, alla configurazione abbiamo il layout, ossia il modo in cui organizziamo le macchine all’interno della nostra struttura, quindi la successione delle fasi che devono essere seguite dal processo e come i vari pezzi verranno smistati all’interno del processo stesso. Possiamo distinguere le varie tipologie di layout in:
Nella scelta dei layout importanti sono le macchine che possono essere o monoscopo, cioè macchine in grado di fare un'unica cosa, o multiscopo, sono macchine che hanno più utensili, possono avere più programmi e quindi di gestire i flussi di materiali che passano attraverso le macchine stesse in maniera automatica per garantire la flessibilità.
- PROCESSO ORIENTATO AL PRODOTTO
In questo caso il processo è condizionato dalle caratteristiche del singolo prodotto, questo porta a costruire uno stabilimento in modo da ottenere la massima produttività dei macchinari per quel tipo di prodotto. In tali stabilimenti il processo produttivo è dedicato e facilmente automatizzabile, perché tutto è lineare, le fasi o il processo è sempre lo stesso, quindi è facile automatizzare e collegare tutto il sistema; il sistema è inoltre standardizzato, quindi grandi volumi e prodotti standardizzati.
- PROCESSO ORIENTATO ALLA FUNZIONE
Vincola le operazioni compiute dalle macchine con i prodotti, per cui il tutto è organizzato intorno alla centralità, funzionalità delle macchine, quindi non è il prodotto che domina, ma la funzione delle singole macchine che domina l’organizzazione del processo. I macchinari sono raggruppati per compiti funzionali, quindi tutti i prodotti condividono gli stessi impianti e il flusso di materiali è molto complesso, molto complicato proprio perché se i macchinari sono gli stessi e devono fare anche cose diverse, immaginate tutta l’organizzazione che ci deve essere per gestire tutto il flusso di materiali diversi che devono andare a produrre cose diverse.
- LAYOUT PER PROCESSO
Il massimo di questa organizzazione è quella dei processi intermittenti che si basano su linee spezzate, in cui il tutto è deputato alla gestione di questi flussi, per cui non è una sequenza ben definita di operazioni, ma ci sono le macchine e poi ci sono i materiali che vanno da una parte all’altra a seconda di quello che è il proprio progetto per arrivare alla produzione del prodotto finito. I ritmi sono più bassi rispetto a una produzione standardizzata, automatizzata, proprio perché qui dobbiamo fare in modo le macchine multiscopo agiscano contemporaneamente. Quindi è vero che abbiamo il massimo della flessibilità, perché produciamo tutti i pezzi che vogliamo, però in tempi maggiori, con costi superiori e ritmi più bassi.
- Disegno: ESEMPIO DI LAYOUT DI IMPIANTO
Possono essere:
- GROUP TECNOLOGY
L’ altra volta quando abbiamo parlato di CAD abbiamo parlato di group tecnology. Il CAD insieme al CAE e al CAM, ha come funzione, oltre a progettare ecc., quella di supporto per produrre…o meglio per la group tecnology, ossia tramite il sistema CAD noi siamo in grado, mediante l’analisi degli elementi finiti, ricordate…esplosione, ogni singolo pezzo viene codificato e viene immagazzinato in memoria con un codice preciso per cui alla fine possiamo raggruppare tutti i pezzi in un gruppo che ha caratteristiche simili, e una volta che facciamo un prodotto nuovo che ha un pezzo simile, andiamo a richiamare quel pezzo stesso. Partendo dal CAD, dalla progettazione per arrivare alla produzione, secondo questa logica della group tecnology, possiamo organizzare tutta la produzione mediante un layout, appositamente scelto, che mi supporti questa suddivisione di gruppi di pezzi anche nella produzione, con i macchinari disposti in piccoli gruppi, in modo che ciascun gruppo mi consenta di fare quella famiglia di pezzi.
- PRODUZIONE MODULARE
Questo perché alla fine riusciamo a raggiungere una produzione modulare; quello che cambia nel prodotto non è tutto il prodotto, ma il modo di assemblare i pezzi, quindi aumentiamo la flessibilità mettendo insieme più pezzi e facendo produzioni nuove, prodotti che possono sembrare nuovi ma che in realtà condividono gli stessi pezzi (ad es. nell’industria automobilistica molti modelli hanno gli stessi pezzi, visibili o non visibili; e quindi questo vuol dire flessibilità però riduzione dei costi e standardizzazione).
- Grafico: TIPOLOGIA DI PROCESSO
Le tipologie di processo possono essere o tipologie di processo continue, essenzialmente un prodotto, un impianto; in linea, per cui le varie linee con più pezzi; in lotti oppure secondo il job shop, cioè tutti i macchinari raggruppati secondo la loro funzione. E’ un altro disegno come quello di prima.
- FUNZIONI FONDAMENTALI DI PROCESSO
Ricordiamoci che per qualsiasi tipo di processo, esistono delle funzioni che devono essere valutate e gestite nella maniera più ottimale.
Quindi queste sono tutte funzioni che devono essere prese in considerazione nel momento in cui organizziamo il nostro processo.
Oggi abbiamo diverse opzioni tecnologiche che ci consentono di raggiungere differenti scopi, gli obietti prefissati con strutture altamente produttive che possono essere ai due opposti; quello che abbiamo detto all’inizio…esistono una serie di tipologie, organizzazioni di processo che mi danno sempre la massimizzazione del processo stesso, mi consentono di raggiungere gli obiettivi prefissati che però possono essere al massimo della standardizzazione e al massimo della flessibilità, questo soprattutto grazie alle tecnologie che utilizziamo nella produzione. Quindi o produzione standardizzata in serie o prodotti altamente specializzati, ad hoc per un unico prodotto.
Grafico: LA MATRICE <<PRODOTTO – PROCESSO>> (manca)

All’inizio quando è cambiato il mondo intorno alle aziende, che si erano standardizzate sulla loro produzione, economie di scala, produzione di massa, che cosa è successo? Cambiando il mondo esterno hanno capito che i fattori strategici non erano più quelli, dovevano giocare sulla flessibilità, però essere flessibili a bassi costi risultava impossibile, da qua il dilemma della produttività, ossia se io voglio aumentare la produttività non posso aumentare la flessibilità, e questo è stato fino a qualche anno fa; adesso con i sistemi flessibili di produzione, con l’integrazione, con le tecnologie informatiche, si raggiungono dei compromessi.

Se noi mettiamo in una matrice il mix di prodotti con i modelli di processo, vediamo che ciascun modello di processo ha un massimo di produttività nel produrre un determinato mix di prodotti, perché è fatto in modo tale che raggiunge la massima produttività per quel determinato mix di prodotti, con quel determinato volume di prodotti, che può essere uno singolo o migliaia di prodotti.

Man mano che andiamo verso giù, lungo la diagonale, quello che cambia è essenzialmente la flessibilità, perché partiamo da un flusso frammentario, per arrivare per esempio a un flusso continuo rigido automatizzato, e quello che cambia è anche il volume e il mix di prodotti, che ovviamente siamo in grado di organizzare, ottenere un singolo prodotto, quindi un sistema ad hoc per arrivare a un sistema standardizzato, massimizzazione della produzione.

Quello che dobbiamo valutare, e che poi ci dà la risposta a questo dilemma, è che è vero si che la produttività in senso tradizionale aumenta nei sistemi standardizzati, nei sistemi in cui produciamo lo stesso pezzo in volume enorme, quindi tanti prodotti tutti uguali, però dobbiamo considerare più che la produttività reale, quello che è l’efficienza, ossia dobbiamo vedere che per ogni singola tipologia di processo noi possiamo comunque raggiungere una efficienza teorica massima rimanendo sulla diagonale per ciascun tipo di processo che noi facciamo. Se andiamo al di sotto o al di sopra della diagonale, per qualsiasi tipologia di processo che noi abbiamo scelto, non siamo al massimo della produttività di quel processo, quindi non raggiungiamo l’efficienza (cioè il massimo teorico = massimo pratico che otteniamo); infatti, se per esempio, noi scegliamo di produrre tanti pezzi con un sistema standardizzato, focalizzato su un unico prodotto, ovviamente stiamo facendo una fesseria perché ci stiamo sobbarcando di costi enormi, perché dobbiamo riattrezzare totalmente il nostro sistema per modificare i nostri prodotti; se invece noi utilizziamo un sistema flessibile per produrre un unico prodotto ci stiamo muovendo lo stesso in direzione sbagliata perché stiamo perdendo l’occasione di aumentare la produttività inutilmente utilizzando invece un sistema standardizzato, quindi costi e opportunità. Quindi non esiste un processo meglio dell’altro, dipende dagli obiettivi che vogliamo raggiungere, l’importante è che per ciascuna tipologia di processo noi rimaniamo sulla diagonale.
Quindi a seconda di quelli che sono gli obiettivi critici del management, cambia il modello di processo che noi vogliamo fare. Questo grafico è al contrario, quello che prima avevamo sopra adesso è sotto. Quindi vedete che per quel che riguarda l’organizzazione del processo, il layout, la sistemazione dei macchinari, a seconda di quello che è l’obiettivo da raggiungere, il processo scelto noi adotteremo una configurazione specifica del nostro processo; e vedrete che alla fine noi siamo in grado di raggiungere obiettivi o di prezzo e quindi economie di scala o economie di scopo, nel senso che siamo in grado o di produrre tanti prodotti diversi, quindi flessibilità, o essere più vicini alle richieste dei consumatori producendo ad hoc, quindi specifica.

Fonte : digilander.libero.it/darioscardino

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