Progettazione di stabilimento e pianificazione e gestione di sistemi produttivi operanti su commessa

Capoprogetto: Rossi Tommaso

Durata: 2018 – 2019

In letteratura due temi molto importanti per le imprese sono di fatto trascurati: come progettare uno stabilimento in modo da garantire il soddisfacimento della domanda dei clienti e in modo da ridurre il più possibile il lavoro logistico e come pianificare e gestire le operations di sistemi engineering to order (ETO). Il progetto vuole sviluppare un approccio per il dimensionamento delle risorse, la definizione del layout e delle modalità di asservimento dei materiali e uno per la pianificazione e la gestione in ottica lean di un contesto ETO.

L´obiettivo che il progetto si propone di raggiungere è quello di sviluppare due metodologie:

• La prima relativa alla progettazione di stabilimento e, in particolare, a come usare alcuni dei pilastri del paradigma Industry 4.0 (e segnatamente la simulazione, il data analytics, l´industrial IoT e la realtà virtuale) per dimensionare le risorse di produzione, per definire il layout dello stabilimento e quelli delle diverse postazioni di lavoro e per definire le modalità di asservimento dei materiali e dimensionare il corrispondente sistema di logistica interna.
• La seconda relativa a come pianificare in modo integrato progettazione, acquisti e produzione in un contesto ETO mediante il prescriptive data analytics e, in particolare, l´ottimizzazione combinatoria e come gestire il conseguente piano attraverso tecniche lean e il pilastro Industry 4.0 dell´integrazione (ovvero, i manufacturing execution system (MES)).

Un obiettivo di questo genere discende dal fatto che in letteratura sia la progettazione di stabilimento, sia la pianificazione e gestione delle operations in contesti ETO sono di fatto trascurati (Gosling and Naim, 2009 ). Con riferimento al primo aspetto, una più bassa dinamicità dei business faceva sì che, in passato, non fosse troppo sentita dalle aziende l´esigenza di rivedere i propri layout di fabbrica, di ripensare il numero di risorse e/o i metodi e gli strumenti di asservimento dei materiali, ecc. Tuttavia, oggi, cambiamenti sempre più frequenti, sia lato mercato, sia lato fornitura, fanno sì che per un´azienda non sia più così raro dover riprogettare il proprio stabilimento (Cai and Yang, 2014). L´importanza che caratterizza la riprogettazione dello stabilimento è elevata: per quanto concerne il layout di stabilimento, è noto che le sue caratteristiche influenzino consistentemente il lead time di realizzazione fisica del prodotto e la produttività e l`efficienza complessive della fabbrica (Vitayasak et al. 2017)  per quanto concerne il dimensionamento, il numero di risorse impiegate ha impatto diretto sui costi e sull´efficienza del sistema di produzione (Kovalský and Micieta 2017). La complessità del problema è altrettanto nota: il facilities layout problem (i.e. l´organizzazione di aree indivisibili all´interno di uno spazio dato), del quale il layout è l´output, è riconosciuto come NP-hard (Hasan et al. 2012)  le risorse impiegate dal processo sono riconosciute come elemento di complessità dello stesso (Efthymiou et al. 2016).  Di conseguenza, disporre di una metodologia che guidi la progettazione di stabilimento acquisisce crescente importanza. In accordo con la recente letteratura sul paradigma Industry 4.0, che riconosce alle tecnologie abilitanti un impatto positivo sulla progettazione e la gestione dei sistemi (e.g. Salking et al. 2018), la metodologia riguarderà quelle ritenute più adeguate al problema. Con riferimento al secondo aspetto, tutti i testi e i corsi universitari di operations management e lean manufacturing, almeno in Italia, trattano esclusivamente della pianificazione e gestione della produzione in contesti assemble to stock (ATS) e/o make to stock/assemble to order (MTS/ATO) tralasciando completamente la pianificazione e la gestione integrata delle operations (progettazione, acquisti e produzione) in ambienti ETO. Inoltre, diverse delle tecniche proprie del lean manufacturing non sono applicabili a contesti di tipo ETO, facendo emergere la necessità di realizzare tecniche ad hoc (Matt and Rauch 2014). Tale prospettiva dell´operations management appare tanto più scentrata quanto più si pensa al contesto italiano in cui il tessuto industriale è costituito, per la maggior parte, da piccole e medie imprese operanti su commessa.

La metodologia che si vuole seguire per colmare i gap della letteratura sopra riportati è quella della ricerca empirica per mezzo di casi di studio, come spesso accade nell´ambito di studi esplorativi (Mills et al., 2009). In particolare, l´idea è quella di definire i due approcci oggetto della ricerca analizzando come aziende reali hanno affrontato/stanno affrontando i temi del plant design e della pianificazione e gestione delle operations in contesti ETO. I casi riguarderebbero aziende appartenenti a settori diversi, affinché quanto emerga dalla ricerca possa portare a validare i metodi generalizzandoli, slegandoli da un´azienda o a un settore. Gli approcci così definiti sarebbero testati applicandoli a ulteriori casi reali in modo da verificare la loro effettiva efficacia.