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Scheduling della produzione

La produzione nell’industria è oggi modellabile e ottimizzabile, grazie alla disponibilità sul mercato di prodotti informatici che si configurano come strumenti di supporto alla gestione e alla pianificazione. Concepiti come sistemi modulari, si presentano altamente differenziati per fasce di costo, obiettivi e capacità di rappresentazione di diverse realtà e meccanismi produttivi, per potersi facilmente adattare alle specifiche caratteristiche ed esigenze di ogni tipo di schema produttivo e di organizzazione gestionale.

Applicano metodi evoluti di risoluzione e di calcolo, per la trattazione di problemi ad elevato numero di variabili, vincoli e dati, con tempi di elaborazione estremamente rapidi; descrivono i più complessi sistemi industriali automatici e/o manifatturieri, comprendendo anche elementi stocastici.

COMPONENTI SOFTWARE DI UN SIMULATORE – SCHEDULATORE A CAPACITÀ FINITA

Il funzionamento è basato sull’utilizzo combinato di tre componenti software : il database dei dati di produzione, il simulatore di processo e l’ottimizzatore.
La comunicazione tra il database e il simulatore avviene tramite un modello logico creato ad hoc e rispondente alle reali esigenze del modello decisionale dell’industria. Attraverso la simulazione si valuta l’andamento del processo di produzione e/o di eventuali suoi parametri.
L’ottimizzazione riguarda la capacità di trovare la migliore soluzione al problema con una funzione obiettivo prefissata, in termini di programmazione operativa e dettagliata della produzione.

La modellazione e la simulazione del processo produttivo consentono una razionalizzazione dell’intera catena produttiva e della relativa gestione, attraverso differenti possibili livelli di intervento che includono:

 

    • l’elaborazione di piani previsionali sulla base di analisi statistiche di dati storici [DPF Demand Planning & Forecasting]
    • la pianificazione strategica della produzione su periodi di medio-lungo termine, elaborata sulla base della disponibilità ‘macroscopica’ delle risorse e delle priorità impostate dall’utente (evasione date di scadenza, massimizzazione utilizzo risorse, disponibilità materiali e magazzino, etc.) [MPS Master Production Schedule; CRP Capacity Requirements Planning; FCP Finite Capacity Planning]; questa funzione consente l’allocazione a capacità finita delle risorse, tramite analisi di dati aggregati.
    • la gestione coordinata dei materiali, delle scorte e del magazzino [MRP Material Requirements Planning]
    • l’individuazione dei colli di bottiglia, dei punti critici e degli elementi limitanti del flusso produttivo, con soluzioni migliorative prospettate di tipo statico (incremento macchine, riallocazione risorse macchine e personale)
    • lo scheduling vero e proprio della produzione, ovvero il posizionamento temporale dettagliato degli ordini di produzione e delle sequenze di lavoro sulle singole risorse, elaborato rispetto a funzioni obiettivo prefissate quali: la massimizzazione dei fattori di utilizzo delle risorse, il livellamento dei fattori di carico, la minimizzazione delle code e delle attese, etc.
    • la gestione di eventi perturbativi quali variazioni priorità commerciali, inserimento ordini urgenti, variazioni disponibilità risorse, fermi macchina, etc.

 

Le suddette funzioni possono essere implementate in maniera completa o semplificata, simulando la realtà aziendale attraverso una “copia virtuale” del processo produttivo e degli schemi di flusso delle entità ‘lavorate’. Il modello va sviluppato con livelli di semplificazione differenti, in funzione degli obiettivi e dell’architettura produttiva dell’industria. Lo sviluppo del modello è attuato secondo le linee guida di un adeguato livello di decomposizione, per una semplice formulazione matematica del problema, in un approccio estremamente operativo rispetto alla realtà aziendale: allo scopo è necessario individuare le relazioni fra gli elementi del processo più rilevanti, su più livelli gerarchicamente connessi. Le piattaforme di pianificazione si interfacciano in maniera versatile con i sistemi informativi interni presenti in azienda, configurandosi come strumenti di controllo e programmazione coordinata.

OUTPUT

Gli Output utilizzano strumenti e animazione grafica evoluti, anche in 3D. Offrono la possibilità di realizzare funzioni/oggetti personalizzati mediante processi grafici (un oggetto può essere una macchina, un robot, un cliente, un serbatoio o qualsiasi altra entità fisica, in funzione della quale si decide di realizzare la rappresentazione del sistema) e di visualizzarne l’evoluzione nel tempo.
Profili di carico, Diagrammi di Gantt, Piani di lavoro e Istogrammi di utilizzo risorse, per stimare le prestazioni nel tempo e in differenti condizioni di lavoro.
Disponibili funzioni specifiche di modellazione e rappresentazione di sistemi di movimentazione e linee di produzione continue, sistemi di assemblaggio, complessi cinematismi di attrezzature e robot.

APPROFONDIMENTI TECNICI

La pianificazione ha l’obiettivo di elaborare il piano principale di produzione, a partire dagli ordini e dalle distinte base, coerentemente con la disponibilità di materiali e risorse: programma la produzione su un orizzonte temporale di medio termine, dell’ordine delle settimane o dei mesi. La pianificazione può essere effettuata con simulatori ad eventi discreti (DES) che utilizzano metodologie di calcolo semplificate, per la schematizzazione dei processi.

La schedulazione, o programmazione operativa, si propone invece di ottimizzare nel dettaglio e su un orizzonte temporale più limitato, che può andare da qualche giorno ad alcune settimane, la sequenza delle lavorazioni degli ordini di produzione da eseguire. Viene definito il preciso ordine delle operazioni, l’assegnazione alle risorse, il programma di lavoro dei reparti. La schedulazione tiene conto di un numero elevato di vincoli relativi a: caratteristiche delle macchine (capacità nelle diverse condizioni di carico e mix prodotti, tabelle di compatibilità, tempi di attrezzaggio e di setup per cambi produzione), risorse di personale (qualifiche, turni di lavoro), date di consegna, disponibilità di materie prime e semilavorati, vincoli di precedenza tra diverse attività o lavorazioni, disponibilità di attrezzature ecc. La schedulazione viene realizzata con moduli ottimizzatori che utilizzano tecniche euristiche o di programmazione lineare e a vincoli.

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