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19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Università degli Studi di Cagliari
D.I.M.C.M.
Introduzione al progetto sistematico
del layout di un impianto industriale
Layout
Prof. Ing. Maria Teresa Pilloni
1
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
2
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Definizione di layout
Planimetria stabilimento industriale
Layout: disposizione; tracciato; pianta
5
A
1
F
B 7
10 8
4
E
D
9
3
Reparti produttivi
Servizi
• Disposizione
planimetrica
di
macchine,
apparecchiature, impianti in un reparto
produttivo.
• Disposizione planimetrica dei reparti produttivi
gli uni rispetto agli altri.
• Disposizione planimetrica delle aree di servizio
rispetto ad altre aree di servizio e ai reparti
produttivi.
C
6
11
2
3
4
1
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Definizione di layout
Necessità di progettare un layout
• Plant layout: <progetto della disposizione
plano-altimetrica dei macchinari, degli impianti,
degli addetti e dei materiali>
• Il layout comprende la progettazione e
attuazione della disposizione ottimale delle
attrezzature industriali, ivi comprese la mano
d’opera, il macchinario, le scorte, i trasporti
interni e tutti i servizi accessori, nonché la
progettazione della struttura più adeguata a
contenere e a proteggere tali sistemi
–
–
–
–
–
–
–
Riprogettazione parziale o totale del prodotto
Messa in linea di un prodotto nuovo
Sensibili variazioni della domanda
Obsolescenza delle attrezzature esistenti
Eccessiva frequenza di infortuni sul lavoro
Ambiente di lavoro insoddisfacente
Variazioni nell’ubicazione o nella concentrazione
dei mercati
– Riduzione dei costi
5
6
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IMPIANTI INDUSTRIALI
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Layout
Elementi base progetto layout
Elementi fondamentali
per il Progetto di un Layout
•
•
•
•
•
Prodotto
Volume di produzione
Ciclo produttivo
Servizi ausiliari
Tempo
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Layout
Prodotto: materiali di partenza (grezzi/parti di
acquisto), semilavorati, prodotti finiti.
P
Q
C
S
T
G
A
S
7
P.F.
8
2
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PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
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Layout
Elementi base progetto layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Servizi ausiliari
Elementi base progetto layout
Attività e funzioni a sostegno del personale e della
produzione. Esempi: manutenzione; officina; mezzi di
trasporto; magazzini attrezzi; servizi igienici; posti di
ristoro; pronto soccorso; uffici vendita; binari di
raccordo e svincoli stradali; magazzini con aree
accettazione e spedizione; etc. ....
Quantità (o volume di produzione)
Complesso dei prodotti fabbricati o impiegati
[pezzi/anno]; [tonn./anno]; [mc/anno]
Ciclo produttivo
Tempo
Insieme delle operazioni (di trasformazione o di
assemblaggio) che concorrono alla realizzazione
del P.F.
9
Layout
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IMPIANTI INDUSTRIALI
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Variabile indipendente legata alle funzioni
citate.
Layout
Elementi base progetto layout
sopra
10
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Elementi base progetto layout
P = f(T) => Evoluzione del prodotto nella forma
e dimensioni
C = f(T)
Q = f(T) => Evoluzione della domanda
=> Evoluzione della tecnologia
S = f(T)
=> Evoluzione sistemi contabili;
evoluzione magazzini con produzione J.I.T.
Previsioni di Q(T):
breve termine (3 - 6 mesi)
medio termine (1 - 2 anni)
lungo termine (5 - 10 anni)
11
12
3
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PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
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Fasi del layout
Foglio dati sul prodotto e sulle quantità
Ubicazione: ricerca di area esterna; più spesso
ridestinazione di aree interne resisi disponibili.
Prodotto singolo
Molti prodotti
1A
Layout dettagliato: collocazione di ogni singola
unitá del macchinario e delle attrezzature
( impiego di modelli o di sagome in scala)
Layout
1A
1B
3
2A
2B
4
Requisiti sulla
produzione
Layout generale: disposizione generale dell’area
in funzione del flusso dei materiali e delle attivitá
piú importanti.
Installazione: disegni dettagliati della installazione;
programmazione temporale degli spostamenti; etc. ....
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
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Layout
Informazioni sul
prodotto
Layout
13
14
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INFORMAZIONI SUL PRODOTTO SINGOLO
Layout
1B
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INFORMAZIONI SUL PRODOTTO SINGOLO
Trasformazione / trattamento
Montaggio/smontaggio
nome del prodotto e descrizione ...................
nome del prodotto e descrizione :..........................
condizioni finali:............dimensione e forma:.........
unità di misura:........... peso unitario:..........
condizioni di ingresso:(delicate, pericolose, etc..)
dimens. e forma:.........unità di misura:........... ...
peso unitario:.......... come si riceve:..........
componenti cond. mat. dimens./forma
condizioni finali:......................................................
dimens. e forma:...............unità di misura:.........
peso unitario:................... come si spedisce:................
peso unitario
a....................................................................................
b....................................................................................
c. ..................................................................................
15
16
4
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PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
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Layout
REQUISITI SULLA PRODUZIONE
PRODOTTO SINGOLO
2A
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
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Layout
2B
REQUISITI SULLA PRODUZIONE
PRODOTTO SINGOLO
2B
Tendenza nel prodotto
Quantità
dimensioni...................diversificazioni.......................
peso.............................semplificazioni.................
materiali...............................................................
dimensione dei lotti...................................................
frequenza di produzione .........................................
Quantità prodotta quest’anno …...........
Quantità prevista anno sucessivo: .......
Variazioni stagionali ......
Piani di espansione
Periodo di produzione del modello..........
17
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Layout
3
condizioni
dimensioni
forma
peso
unitario
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Layout
4
INFORMAZIONI PER PRODOTTI DIVERSI
Nome del
prodotto
18
REQUISITI PRODUZIONE PRODOTTI DIVERSI
4
Prodotto
anno anno anno % Prod.
prec corr pros
A. ...................................................................
B. ...................................................................
C. ..................................................................
A.
B.
C.
Tendenza nei prodotti.....................................
Variazioni stagionali...............................................
Piani di espansione................................................
Altre informazioni
.................................................
19
......... ........
......... ........
......... ........
........ ......... ...........
........ ......... ...........
........ ......... ...........
20
5
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IMPIANTI INDUSTRIALI
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Layout
Layout
Analisi del volume di produzione
e delle varietà prodotte
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IMPIANTI INDUSTRIALI
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Quantità
Curva Prodotto-Quantità
1 - Suddivisione (o raggruppamento) dei vari
prodotti, componenti o modelli in esame
sulla base di:
- processo di lavorazione (natura oper. e loro seq.)
- dimensioni, peso, forma e natura del prodotto;
- lavorazioni pericolose o inquinanti; - etc. .......
2 - Calcolo (o conteggio) delle quantità per ciascuna
suddivisione e inoltre per ciascun prodotto
all’ interno di ciascun gruppo
3 - Stesura curva P-Q
Layout
Prodotto
21
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
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Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
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Curva Prodotto-Quantità
zona II
zona I
zona I
Quantità
Curva Prodotto-Quantità
Quantità
22
Q’
Q’
Q’’
AB ........
Prodotto
23
A B ........
Prodotto
24
6
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Layout
Quantità
Curva Prodotto-Quantità
Curva P - Q
ripida
zona II
zona III
zona I
Quantità
Curva Prodotto-Quantità
Q’
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
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Layout
I
II
Q’’
A B ........
Prodotto
Prodotto
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Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
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Layout
I principali tipi di layout
Curva Prodotto-Quantità
Quantità
26
• Esistono quattro tipi principali di layout
• Negli stabilimenti moderni si individua in
genere una combinazione di questi quattro
tipi:
Curva P - Q
piatta
–
–
–
–
layout
layout
layout
layout
per prodotto (Zona I)
per processo (Zona II)
a punto fisso
a isole
• Raramente essi si trovano attuati nelle loro
forme pure
Prodotto
27
28
7
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Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
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Layout
Layout di prodotto
Layout per prodotto
• Il macchinario è disposto nell’ordine in cui viene
utilizzato nel ciclo di lavorazione
• Caratteristico delle industrie manifatturiere di
grandi produzioni di serie
(es. automobilistiche, di elettrodomestici, etc.)
• Ogni area dello stabilimento è destinata alla
produzione di un solo prodotto o di prodotti similari
• Il prodotto è standardizzato e deve essere costruito
in grandi quantità
• Le materie prime arrivano a un estremo dell’area
di fabbricazione e passano da una operazione
all’altra con tempi minimi di trasporto fino all’altro
estremo, da cui esce il prodotto finito
29
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Layout
- Elevata produzione di poche varietà
( produzioni di massa)
Fr
1
Ta
3
4
Is
Ver
Ret
Linea B
2
Fr
3
Re
4
5
Im
5
Is
Prodotti finiti
Materiali grezzi
Linea A
2
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Zona I : Layout per prodotto
Layout per prodotto (linea)
1
Layout
- Elevato grado di meccanizzazione o automazione
( macchine e attrezzature dedicate)
- Sistemi di trasporto continui (prodotti ad alto grado di
rotazione)
Im
Fr: Fresatura- Ret. : Rettifica - Ver.: Verniciatura
Ta: Taglio - Is. : Ispezione - Im. : Imballaggio
- Investimenti elevati (soprattutto per sistemi di
movimentazione e trasporto)
31
32
8
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Layout
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PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
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Layout
Punti di forza layout per prodotto
Punti di forza layout per prodotto
- Ridotti tempi di ciclo
- Minor costo totale dei trasporti di materiale
- Possibilità di buon bilanciamento della linea
(elevata saturazione della linea)
- Maggiore incentivazione collettiva per i vari reparti
alla produttività
- Ridotto WIP (minori aree di stoccaggio;minori
scorte di produzione)
- Minore superficie di stabilimento richiesta per unità
di prodotto
- Ridotto fabbisogno di manodopera
- Semplificazione controllo produzione
- Qualità piú uniforme
Layout
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PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
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Layout
Layout per processo
Svantaggi layout per prodotto
• Il layout per processo o funzionale, riunisce
in un unico reparto tutte le lavorazioni dello
stesso tipo
• Esempio:
- Notevole rigidità
- Elevato tempo di avvio nuove produzioni
–
–
–
–
–
- Rischi di rapida obsolescenza
- Vulnerabilità ai guasti
- Investimenti elevati
35
reparto di stampaggio
reparto di tornitura
reparto di saldatura
reparto di galvanica
ecc.
• Tutte le operazioni simili e il macchinario
relativo sono riuniti nella stessa area
36
9
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Layout
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Layout
Layout di processo
Esempio - Layout di processo
Produzione organizzata secondo schemi
di Layout di processo (Fase 2)
• Il layout di processo è particolarmente
indicato per produzioni in modesta quantità
• Utile quando i prodotti hanno cicli di
fabbricazione differenziati
• Permette una maggiore flessibilità rispetto al
layout di prodotto
37
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Layout
Layout per processo (reparto)
Fr
1
Re
2
3
Ta
Ve
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Layout
Linea “A”
Fr
1
Is
4
5
Im
2
Re
2
3
1
3
Ta
Ve
Layout per processo (reparto)
Is
4
4
5 5
Im
Linea “B”
Fr: Fresatura- Ret. : Rettifica - Ver.: Verniciatura
Ta: Taglio - Is. : Ispezione - Im. : Imballaggio
39
Fr: Fresatura- Ret. : Rettifica - Ver.: Verniciatura
Ta: Taglio - Is. : Ispezione - Im. : Imballaggio
40
10
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Layout
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Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
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Punti di forza layout per processo
Zona II: Layout per processo
- Investimento ridotto (minor duplicazione
di macchine e apparecchiature fisse)
- Piccole produzioni di molte varietá
- Prodotti a bassa rotazione
- Maggior flessibilità di produzione (rapidi avvii di
nuove produzioni)
- Macchine universali
- Maggiore incentivazione individuale ad aumentare la
produttività
- Piccoli investimenti in attrezzature
e sistemi di trasporto
- Scarsa obsolescenza
41
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
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Punti di forza layout per processo
42
Layout
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Svantaggi del layout per processo
- Controllo e supervisione più specializzati e quindi più
efficaci
- Maggiore incentivazione individuale ad aumentare la
produttività
- Migliore controllo di processi ad alta precisione o
complessi
- Elevati tempi di attraversamento dei materiali
(bassa rotazione)
- Migliori possibilità di ovviare ad avarie del macchinario
- Maggiori costi di manodopera
- Più possibilità di applicare metodi incentivanti
- Qualità meno omogenea
- Elevato WIP (maggiori aree di stoccaggio
e immobilizzi di scorte)
- Scarsa saturazione delle macchine (difficoltà di
gestione della produzione)
- Scarsa prevedibilità tempi di consegna
44
11
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Layout
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Layout
Layout a punto fisso
Layout a punto fisso
• In questo tipo di layout, i materiali, o il
componente principale del prodotto,
rimangono in una posizione prefissata nello
stabilimento
• Gli attrezzi, il macchinario, il personale ed i
componenti del prodotto, confluiscono verso
tale posizione
• Esempio: produzione artigianale o grandi
manufatti (aeromobili, imbarcazioni)
• Tra i vantaggi del layout a punto fisso
possiamo citare i seguenti:
– ampliamento delle capacità professionali dei
dipendenti
– responsabilizzazione degli addetti
– flessibilità su:
• caratteristiche del prodotto
• varietà dei prodotti
• volume di produzione
– investimenti di capitale nel layout minimi
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Layout
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Layout
Layout a isole
Esempio - Layout a isole
IN
B
F
E
D
OUT
Prodotto 1
47
A
C
• Il layout per isole, riunisce in un unico spazio
tutte le lavorazioni su una famiglia di prodotti
• Sono presenti macchinari diversi, disposti di
solito a U, capaci di soddisfare i cicli di
lavorazione di prodotto simili
• Le sequenze di lavorazione possono essere
differenti per i vari prodotti
Prodotto 2
48
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Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
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Layout
Layout misti
• Ogni layout reale si può scomporre in termini
di layout elementari, appartenenti all’uno o
all’altro dei tipi precedentemente descritti
• Demarcazione incerta generalmente tra un
tipo di layout e l’altro
• Layout misti sono caratteristici della zona III
della curva P-Q – Group Technology
Analisi del flusso dei materiali
50
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PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
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Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
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Layout
Flusso dei materiali
Flusso dei materiali
Q
Conoscenza del ciclo produttivo
Foglio del processo operativo
monoprodotto
A
Esame critico di ogni fase del processo:
Foglio del processo operativo
multiprodotto
B
-
eliminazione operazione
combinazione operazioni
cambio sequenza
miglioramento dettagli
I
51
III
Raggruppamento modelli
Selezione modelli
Carta origine
C
destinazione
D
II
P
52
13
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Layout
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Layout
F.P.O. monoprodotto - simboli A.S.M.E.
American Society of Mechanical Engineers
Flusso dei materiali
A - Per uno o pochi prodotti (max. 4 o 5):
F.P.O. monoprodotto ( lavorazione o montaggio).
classificazione
operazioni
simbolo
risultati
principali
trasformazione
B - Per pochi prodotti (~ 5 - 10) F.P.O. multiprodotto.
C - Per molti prodotti è opportuno, a seconda dei casi:
1. Raggruppamento di modelli simili
2. Selezione
trasporto
lavorazione/
montaggio
spostamenti
controllo
verifiche
attesa
interferenze
magazzinaggio
D - Per moltissimi prodotti: foglio origine/destinazione
conservazione
53
54
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
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Layout
Foglio processo operativo
Fusione
lamiera acciaio
Foglio processo operativo
4
Numero
0.024
ore/pezzo
Intensità
flusso
Simbolo
4
2 t/h
Descrizione
lavorazione
2
4 t/h
Tornitura
3.3 t/h
0.7 t/h 5
Verniciatura
truccioli
Tempo
lavorazione
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Layout
0.3 t/h
Prova
55
trapanatura
3 t/h
0.5 t/hbulloni
F.P.O. tranciatura
lamiere
1
10 t/h
tranciatura
1 t/h
ritagli
2
formatura
9 t/h
3 sbavatura
2 t/h sfridi
7 t/h
10.5 t/h
6 montaggio
7
magazzinaggio
56
14
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Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
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Layout
tempo
distanza
stoccaggio
quantità
stoccaggio
attesa
controllo
trasporto
attività
operazione
Diagramma del processo di montaggio
70
asta eccentr.
22
25
trasporto
basamento
11
note
33 manovella PM1
3
44
manopola
55
stantuffo
perno
99
57
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
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Layout
Diagramma del processo di montaggio
10
10
M1
M2
M2
pattino di press.
58
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Layout
Diagramma del processo di montaggio
11 snodo sfer.
11
12
12
rondella
PM2
PM2
14 14
M3
M3
nastro adesivo
13 vite
13
66
7
7
88
M5
vite
coperchio
15 15
M4
M4
16 16
isolante
verniciatura
imballo
M6
1
59
prodotto finito
60
15
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PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
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Foglio del processo operativo multiprodotto
C
E
D
1. in base alle caratteristiche
fisiche (forma, dimensioni)
F
2
5. Piegatura
6. Finitura
2
1
Raggruppamento
di modelli simili
1
4
2
3
2
3
3
4
1
2
3
3. Tracciatura
4. Punzonatura
1
1
2
4
3
4
5
4
5
5
4
Poi si applica il metodo A o B
61
62
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
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Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
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Layout
From-To-Chart (foglio origine-destinazione)
Fase C (zona III curva p-Q):
3. Modelli rappresentativi
di interi gruppi
A
Selezione
DA
4. Modelli nelle peggiori
condizioni per il layout
(peso, forma, dimensioni,
fragilità, pericolosità,
qualità, etc......
1.Tranciatura
2. Dentellatura
ABC
EF
BD
3. Tracciatura
4.Punzonatura
5. Piegatura
Quindi si applica il metodo A o B
2. in base al processo
produttivo
3
2. Dentell.
2. Dentellatura
1
1.Tranciatura
1.Tranciatura
63
6. Finitura
6. Finitura
B
Operazione
5. Piegatura
A
Fase C (zona III curva p-Q):
4.Punzonat.
Prodotto
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
3. Tranciat.
Layout
AC
BDEF C
CEF
A
BDE
64
16
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Diagramma del flusso dei materiali
Diagramma del flusso dei materiali
2
3
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
3
5
5
4 prodotti si muovono da 3 a 5
1
4
6
65
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
1
3
4
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
GROUP TECHNOLOGY (G.T.)
Diagramma del flusso dei materiali
2
66
E’ una filosofia di produzione nata con lo scopo di
identificare e raggruppare parti simili, di una determinata
popolazione di pezzi, da un punto di vista del progetto
e/o della fabbricazione.
5
6
67
68
17
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Famiglia di parti con simili cicli di lavorazione
e attributi progettuali diversi
Similarità delle parti sulla base di:
- attributi di progetto
( forma geometrica e dimensioni)
- attributi di fabbricazione
( sequenza delle operazioni)
69
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Modalita`di costituzione delle famiglie
70
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Ispezione visuale :
Il raggruppamento in famiglie è basato sulla
osservazione delle parti o delle loro fotografie.
- Ispezione visuale
Classificazione e codifica delle parti
- Classificazione e codifica sui dati di progetto
e produzione
Classificazione: si distinguono tre sistemi:
- Analisi del flusso produttivo
(PFA : Production Flow Analysis)
- Sistemi basati su attributi progettuali
- Sistemi basati su attributi costruttivi
- Sistemi misti
71
72
18
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Attributi progettuali usati negli schemi di classificazione
forma esterna
forma interna
rapporto L/D
tipo di materiale
funzione del pezzo
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Attributi costruttivi usati
negli schemi di classificazione
dimensioni maggiori
dimensioni minori
tolleranze
finitura superficiale
processo principale
operazioni secondarie
dimensioni maggiori
rapporto L/D
finitura superficiale
M.U. necessarie
sequenza delle operazioni
tempo di produzione
dimensioni del lotto
produzione annuale
attrezzature necessarie
utensili necessari
73
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
74
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Raccolta ed organizzazione dati
Analisi del flusso produttivo (PFA)
a - Scelta del campo di intervento
A
B
b - Scelta del codice e del ciclo di lavorazione
Raccolta ed organizzazione dei dati
Stesura ed analisi della carta PFA
Tabella codici
75
Processo
Codice
Taglio
01
Fresatura
Processo
Codice
Tornio
02
Alesaggio
08
Tornio a t.
03
Rettifica sup.
09
Posa nel m.
04
Rett. cil. est.
10
Forat. man.
05
Rett. cil. int.
11
Foratura N.C
06
Rett. s.centr.
12
07
76
19
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Raccolta ed organizzazione dati
Raccolta ed organizzazione dati
a - Scelta del campo di intervento
b - Scelta del codice o del ciclo di lavorazione
a - Scelta del campo di intervento
c - Dati addizionali
b - Scelta del codice o del ciclo di lavorazione
dimensione del lotto
c - Dati addizionali
tempi standard di lavorazione
d - Ordinamento dei cicli di lavorazione
77
Layout
78
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
codice identificazione pacchi
numero codice macchina
numero codice macchina
codice identificazione pacchi
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
79
80
20
19/09/2014
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Vantaggi del metodo
SCELTA DELLA MIGLIORE DISPOSIZIONE DELLE
MACCHINE ALL'INTERNO DELLA CELLA
facilita`di individuare parti geometricamente
diverse ma con simili o analoghi cicli di
lavorazione
pezzi simili, ma con processi produttivi
totalmente differenti
La sistemazione delle macchine all'interno di una
singola cella può essere effettuata con il metodo di
Hollier, basato sulle tabelle origine destinazione (from
to chart). Il metodo consiste dei seguenti tre passi:
Svantaggi del metodo:
Non fornisce un meccanismo per
razionalizzare i cicli produttivi
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
81
82
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Metodo di HOLLIER
Esempio metodo Hollier
1. Sviluppo della from to chart basandosi sui
dati di movimentazione interni alla cella.
Siano assegnate 4 macchine con i seguenti dati
di movimentazione:
2. Determinazione del rapporto A/DA (to/from)
per ciascuna macchina.
DA
3. Sistemazione delle macchine in ordine
crescente
del
rapporto
A/DA
precedentemente ricavato.
83
1
2
3
4
1
0
30
10
10
A
2
5
0
40
0
3
0
0
0
0
4
25
15
0
0
input M3
output M4
output M1
=> 50
=> 30
=> 20
84
21
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Esempio metodo Hollier
Esempio metodo Hollier
A
1
2
3
4
macchina
somme
DA
A
DA
A/DA
"DA"
1
0
5
0
25
30
1
50
30
1.67
2
30
0
0
15
45
2
45
45
1.0
3
10
40
0
0
50
3
0
50
0
4
10
0
0
0
10
4
40
10
4.0
50
45
0
40
somme
"A"
86
85
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Esempio metodo Hollier
Disposizione delle singole macchine :
3 - 2 - 1- 4
15
Studio delle attività di servizio per
il progetto del lay-out generale
10
50 in
3
40
2
30
5
1
25
30 out
4
10
20 out
87
88
22
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Fattori che possono ridurre il
peso del flusso dei materiali
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Tabella dei rapporti
Elenco delle attività
1.
Ubicazione e presenza di servizi ausiliari
2.
Flusso dei materiali poco importante o inesistente
Segreteria
3.
4.
Esigenze di controllo di qualità, salvaguardia
persone, materiali, etc..
5.
6. Fotocopiatrice
7.
89
Layout
90
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Tabella dei rapporti
Tabella dei rapporti
A
Elenco delle attività
Elenco delle attività
1.
1.
2.
Segreteria
3.
2.
A
Importanza
rapporto
Segreteria
3.
1
4.
4.
5.
5.
6. Fotocopiatrice
6. Fotocopiatrice
7.
7.
91
1
Ragioni
rapporto
92
23
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
CODIFICAZIONE MOTIVAZIONI
SIMBOLOGIA IMPORTANZA DEL RAPPORTO
VALORE
RAPPORTO
A
Assolutamente necessario
E
Eccezionalmente importante Arancione
I
Importante
Verde
O
Di ordinaria importanza
Azzurro
N
Non importante
Non colorato
X
Indesiderato
Nero
Fortemente indesiderato
Nero
XX
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
CODICE
COLORE
Rosso
RAGIONI
1.
Necessità di contatti personali
2.
Uso degli stessi dispositivi o mezzi
3.
Esigenze specifiche di direzione
4.
Supervisione e controllo
5.
Rumore, polvere,etc....
6.
Flusso dei materiali
7.
Etc. ..... etc.
93
Layout
94
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Importanza procedura
Perfezionamenti nella stesura della tabella
1 - Conoscenza ed esperienza progettista layout
2 - Studio dettagliato con calcoli progettista layout
3 - Opinione risultante persone interessate
(colloqui diretti - questionari)
Variazioni tipo di lavoro
A
4 - Stima comparativa sulla base dei dati forniti
dai metodi 1, 2, 3.
95
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Metodo a
Foglio del
flusso dei
materiali
C
B
Metodo c
Tabella
combinata
dei rapporti
D
Metodo b
Tabella rapp.
attività di
servizio
96
24
19/09/2014
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Attività tipiche delle singole zone
Procedura di compilazione tabella
combinata dei rapporti
Zona A : acciaierie, industria di processo, industria
manifatturiera con produzione di massa
1
Zona B : industrie manifatturiere di generi speciali,
fabbriche di utensili, etc.....
Layout
identificare tutte le attività di servizio e produzione
ed elencare nella medesima tabella
- reparti
- operazioni
- centri di lavoro
- gruppi di macchine
- fabbricati e loro caratt.
- pericoli per il vicinato
Zona C : reparti e servizi di ispezione e
manutenzione, laboratori di prova, etc..
Zona D : aree di uffici in genere,
biblioteche, sale disegni, etc...
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
98
3
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Simbologie identificazione attività
Simbolo Colore
2
- fonti di energia
- raccordi ferroviari
- svincoli stradali
- autostrade vicine
- aree
97
Procedura di compilazione tabella
combinata dei rapporti
1
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Identificazione attività
identificare tutte le attività di servizio e produzione
ed elencarle nella medesima tabella
Rosso
Operazione (prem., montaggio)
Verde
Produzione (lavorazione)
convertire i dati sulle intensità di flusso in
giudizio letterale
Aranc.
Attività di trasporto (ric., sped.)
Aranci.
Magazzino
Blu
Ispezione, esame, controllo
Blu
Servizi (manut., personale)
assegnare un giudizio letterale fra le
attività e le attività e i reparti produttivi
Marrone Edifici aree collaterali
99
100
25
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Codice importanza collegamenti
Collegamenti
Valut.
A
Colore linea
Assol. necessario
E
Rosso
Eccez. importante
I
Importante
O
4
Arancione
Verde
Ord. importanza
N. linee
Blu
1 Uffici
2
2 Capo officina
3
3 Sala riunioni
4
4 Uf. sped. pacchi
Non importante
----
0
X
Indesiderabile
Marrone
Estrem. indesid.
Nero
O
E
I
O
N
N
5 Sped. pezzi
5
1
N
XX
1
3
2
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
6
6 Rip. e manut. pezzi
7
7 Area manutenzione
8
8 Accettazione
1
9
9 Collaudo
2
10
N
E
N
O
I
N
N
N
I
N
N
I
N
O
N
N
N
N
N
I
N
E
N
A
N
N
N
O
N
I
I
N
I
N
N
N
A
N
E
10 Magaz. generale
101
102
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Rapporti tipo A ed E
Rapporti tipo A ed E
8
5
8
10
10
103
5
3
9
7
1
6
104
26
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Rapporti tipo A ed E ed I con riaggiustamento
Rapporti tipo A ed E ed I
5
8
1
3
3
1
4
5
2
10
9
6
6
4
10
9
7
7
7
2
8
105
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Rapporti tipo A , E, I ed O
1
4
3
5
2
10
9
8
66
106
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Rapporti tipo A , E, I ed O definitivi
4
7
107
3
1
5
2
10
9
8
6
7
108
27
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Metodi di calcolo spazio richiesto
Metodo dei calcoli diretti
Calcoli diretti
Q
Numero di macchine o
attrezzature
Qu
Conversioni
Area occupata
fisicamente da ogni
macchina
k
Spazi standard
Layout schematizzato
Qu
Numero di operatori o
addetti/macchina
Tendenza ed estrapolazione dei rapporti
109
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Metodo dei calcoli diretti
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Determinazione della potenzialita`
Q(pezzi/ora) ad ogni stadio del processo
Area richiesta per
ciascun operatore
Area per la
manutenzione
110
Q (pezzi/ora)
Area per il deposito
materiali in lavorazione
k
generico reparto produttivo
SPAZIO
RICHIESTO
111
112
28
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Determinazione della potenzialita`
Q(pezzi/ora) ad ogni stadio del processo
Q (pezzi/ora)
Esempio: determinare i flussi produttivi ai
vari stadi del processo assegnato in figura
Qu = 180.000 pezzi/anno ==> 200.000 pezzi/anno
S = p .Q
S
k
T = 2.000 ore/anno
Qu = Q - S = Q (1 - p )
% di scarto previste alle stazioni di controllo :
Qu
1-p=
Qu
Q
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
= K1
p1 = 3%; p2 = 2%; p3 = 4%
Qu = 200.000/2000 = 100 pezzi/ora
Q = Qu/K1
113
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
4
1
5
2
2
p=2%
Produzione
in linea
3
1
114
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
4
1
5
2
2 p=2%
3
104
p=3%
1
6
6
7
7
Produzione
in linea
p=3%
104
104
p=4%
Qu/0.96=104=Q
p=4%
3
Qu=100pezzi/ora
115
3
Qu=100pezzi/ora
116
29
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
4
1
2
5
2
107pezzi/ora
p=2%
3
104
1
6
4
Produzione
in linea
107
106pezzi/ora
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
1
106pezzi/ora
106
Qu/0.97=107=Q
2
5
2
107pezzi/ora
p=2%
3
104
p=3%
1
104
6
104 pezzi/ora
7
p=4%
p=3%
104
104 pezzi/ora
Qu/0.98=106=Q
7
Qu/0.96=104=Q
Qu/0.96=104=Q
3
p=4%
Qu=100pezzi/ora
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
3
Qu=100pezzi/ora
117
Layout
Produzione
in linea
107
118
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Rendimento di produzione di una macchina
Determinazione del numero delle
macchine per la valutazione delle
aree di processo
η =
Q
u =
Q n
119
Pot. effettiva (pezzi/ora)
Pot. nominale (pezzi/ora)
120
30
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Rendimento di produzione di una macchina
η =
T *
T
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Rendimento di produzione di una macchina
Tempo teorico di produzione
(ore/pezzo)
η = K1 K 2 K 3 K 4
Tempo medio effettivo di
produzione (ore/pezzo)
=
=
Qu
Q
= 1- p
T * = 1/Qn
con
Coefficiente che tiene conto degli
scarti imputabili alla macchina
T = 1/Qu
121
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Rendimento di produzione di una macchina
UT
UT + DT
η = K1 K 2 K 3 K 4
Tiene conto della
inaffidabilita` della
macchina
Tiene conto del rendimento
dell’operatore
UT (Up-Time): tempo di disponibilità effettiva per il
funzionamento della macchina
(esclusi i tempi di manutenzione)
DT (Down-Time): tempo di fuori servizio
(manutenzione, guasti, etc.)
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Rendimento di produzione di una macchina
η = K1 K 2 K 3 K 4
=
122
Perdite di tempo per :
123
- mancanza di motivazioni;
- condizioni di lavoro sfavorevoli;
- condizioni ambientali non gradite;
etc.....
124
31
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Rendimento di produzione di una macchina
DETERMINAZIONE DEL NUMERO DELLE MACCHINE
η = K1 K 2 K 3 K 4
K4 =
PT
UT
Tasso di utilizzazione
del macchinario
Caso della produzione per reparti
PT : Tempo di effettiva produzione della
macchina (esclusi i tempi di attrezzaggio)
UT : tempo di disponibilita` effettiva per il
funzionamento
125
126
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Determinazione n°macchine - produzione per reparti
Determinazione n°macchine - produzione per reparti
Job da lavorare
Tipi di macchina
1
1
2
2
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Matrice delle operazioni
i
m
i
1
2
1
X 11
X21
2
X12
j
....
i
....
m
Xm1
Xi2
Xm2
X2j
X ij
Xmj
X2n
Xin
....
j
j
...
n
127
n
X1n
128
32
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Determinazione n°macchine - produzione per reparti
Determinazione n°macchine - produzione per reparti
M
Qij : Produzione richiesta
del prodotto (i) sulla
macchina (j) (Pezzi/anno)
Qij
Tij
Nij
Numero di macchine di tipo ( j )
per far fronte alla produzione Qij
ij
M ij =
Tij : Tempo medio effettivo di produzione del prodotto
(i) sulla macchina (j) (ore/pezzo)
Q ij
=
N ij
pezzi / anno
ore / anno
ore / pezzo
T
1/Tij : Numero effettivo di pezzi(i) prodotti con
una machina di tipo(j) pezzi/ora
N
Nij : numero ore disponibili per la produzione dei prodotti
(i) sulla macchina (j) nel periodo considerato (1 anno)
T
129
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Determinazione n°macchine - produzione per reparti
ij
ij
Pezzi / anno realizzati da una
macchina
ij
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Determinazione n°macchine - produzione per reparti
Esempio:
Matrice delle macchine
Qij = 1200 pezzi/anno
Nij = 200 ore/anno
Tij = 30 minuti = 0.5 ore/pezzo
i
1
2
1
M11
M21
2
M12
j
....
i
....
m
Mm1 M’1
Mi2
Mm2 M’2
....
....
M
ij
=
130
1200
200
0 .5
=
pezzi / anno
ore / anno
j
= 3 macchine
M2j
M ij
M2n
Min
...
n
ore / pezzo
131
M1n
Mmj
M’j
....
M’n
132
33
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Numero totale di macchine di tipo (j) per far fronte alla
intera produzione Q j
m
Intera produzione da
Q
Q = ∑
realizzare sulle
j
ij
macchine di tipo j
i =1
Numero totale di macchine di tipo (j) per far fronte alla
intera produzione Q j
Qij×Tij
M j= ∑
Mij= ∑
i=1
i=1 Nij
,
m
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
m
,
M
Numero effettivo
minimo di macchine
j
≥ M
j
,
M
Tasso di
utilizzazione
In forma esplicita, ponendo j=1:
M’1 = M11+M 21+ M31+... + Mm1
M
j
133
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
j
u =
134
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Esempio
Esempio
Q
i
job
1
Qij
1/Tij
Nij
Mij
p./mese pezzi/ora ore/mese Macch.
6000
120
150
2
9000
150
150
3
15000
100
150
4
2000
100
150
5
8000
120
150
6
4000
80
150
Qj = 44000
M
ij
=
ij
N
T
ij
=
pezzi
/ anno
ore / anno
ore / pezzo
ij
M11 = 6.000/(150.120) = 0.333
M21 = 9.000/(150.150) = 0.40
135
136
34
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Esempio
i
job
1
Esempio
Qij
1/Tij
Nij
Mij
p./mese pezzi/ora ore/mese Macch.
6000
120
150
0.333
i
job
1
Qij
1/Tij
Nij
Mij
p./mese pezzi/ora ore/mese Macch.
6000
120
150
0.333
2
9000
150
150
2
9000
150
150
3
15000
100
150
3
15000
100
150
4
2000
100
150
4
2000
100
150
5
8000
120
150
5
8000
120
150
6
4000
80
150
6
4000
80
150
Qj = 44000
137
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Qj = 44000
i
job
1
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Esempio
Qij
1/Tij
Nij
Mij
p./mese pezzi/ora ore/mese Macch.
6000
120
150
0.333
2
9000
150
150
0.400
3
15000
100
150
1.000
4
2000
100
150
0.133
5
8000
120
150
0.444
6
4000
80
150
0.333
Qj = 44000
138
Layout
Esempio
0.400
M’j = 2.643
M’j = 2.643
Mj = 3
u = 2.643/3 = 0.88
139
140
35
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Determinazione n°macchine - produzione per linea
DETERMINAZIONE DEL NUMERO DELLE
MACCHINE
Q (pezzi/ora)
Tj : tempo effettivo (minuti/pezzo)
Tj* :tempo teorico (minuti/pezzo)
j
η = T * T
j
j
Caso della produzione in linea
141
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Rendimento di produzione
della macchina in linea
Q T
j Numero (non intero)
n , = Q 60=
j 1 T
60 di macchine necessarie
j
142
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Determinazione n°macchine - produzione per linea
Numero minimo
(intero) di macchine
necessarie
n
≥ n ,
j
j
STUDIO DI FATTIBILITÀ PER
PASSAGGIO DA PRODUZIONE
Tasso di utilizzazione
teorico delle macchine
presenti nella stazione j
INTERMITTENTE A PRODUZIONE
n
u =
j
n
,
j
j
Q T*
j
=
η
n
60
IN LINEA
j
143
144
36
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Passaggio da produzione per reparti a produzione in
linea
Passaggio da produzione per reparti
a produzione in linea
3
1
2
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Strumenti utilizzabili
4
Tasso di utilizzazione delle macchine
Curva caratteristica del prodotto
145
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Tasso di utilizzazione reale stazione j-esima
Tasso di utilizzazione delle macchine –
produzione in linea
*
Q ⋅ Tj
⋅
=
u u j K 4j
60⋅ K1j⋅ K 2j⋅ K3j⋅ n j
*
j=
Tasso teorico stazione j-esima:
,
Q T*
n
j
j
u =
=
j
η
n
n
j 60
j
146
Tasso di utilizzazione medio della linea
con
N
U *L=
η j = K1 j K 2 j K 3 j K 4 j
147
*
∑1 uj
j=
=
N
N = numero
di stazioni
148
37
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Tasso di utilizzazione delle macchine - produzione
per reparto
Tasso di utilizzazione medio del reparto
Tasso di utilizzazione reale macchina i-esima
M
∑ u *i
PTi
K 4i = ui*=
UTi
U *R = i=1
M
PTi : tempo di effettiva produzione della macchina
(esclusi i tempi di attrezzaggio)
UTi : Tempo di disponibilità della macchina
(esclusi i tempi di manutenzione)
*
*
R>
*
L
numero di macchine del
reparto destinate alla
produzione Q
U* = 15 ÷ 60 %
R
149
Confronto
*
i = 1,2, ....M
Nella maggior parte delle aziende:
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
150
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
PASSAGGIO DA PRODUZIONE INTERMITTENTE A
PRODUZIONE IN LINEA
Produzione continua in linea
UL > UR
Strumenti utilizzabili
U U
Produzione per reparto
Tasso di utilizzazione delle macchine
*
*
UR ≅ UL
Approfondimenti con
curva caratteristica di prodotto
Curva caratteristica del prodotto
151
152
38
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
CURVA CARATTERISTICA DEL PRODOTTO
CURVA CARATTERISTICA DEL PRODOTTO
, q .t i
n
u i = i=
n i 60⋅ n i
q (pezzi/ora)
stazione
i-esima
i
,
q .t i
u i = n i=
n i 60⋅ n i
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
ui
Se:
Tasso utilizzazione della stazione
i-esima con: i = 1, 2, ......N
=
Tasso utilizzazione della stazione
i-esima con: i = 1, 2, ......N
q . ti
60 ⋅ ni
<1
Quantità che satura la
stazione i-esima
q
<
qis
=
60. n i
ti
60⋅ n i
ti
153
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
154
Tasso di utilizzazione medio della linea
N
N
∑ ui ⋅ n i
U=
i=1
=
N
∑
ni
i =1
=
CURVA CARATTERISTICA
DEL PRODOTTO: esempio
q⋅
ti ⋅
∑
ni
i=1 60⋅ n
i
N
Staz. i
1
=
2
∑
ni
i =1
3
N
4
q ∑ ti
5
i=1
N
U=Aq
6
60 ∑ n i
i =1
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
7
155
Apparecchiatura
ti [min]
Valore ec.
Tornio automatico
1.02
35.000.000
Rettifica superficiale
0.45
32.000.000
Trapano
0.4
3.000.000
Rettifica senza centri
0.923
21.000.000
Pulitrice
0.923
1.350.000
Rettifica senza centri
1.5
Pulitrice
0.75
32.000.000
1.350.000
156
39
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Volumi produttivi (q) che saturano ciascuna stazione
Volumi produttivi (q) che saturano ciascuna stazione
qis
caso
i=1
=
60⋅ n i
n i = 1 per ogni i
i = 1, 2,...... 7
ti
q1s =
60⋅ n 1 60⋅ 1
t1
=
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
q
=
is
q1s = 59
q2s = 133
q3s = 150
q4s = 65
= 59 [pezzi/ora]
1,02
60 ⋅ n i
t
i
[pezzi/ora]
“
“
“
“
“
“
n i = 1 per ogni i
i = 1, 2,...... 7
q5s = 65 [pezzi/ora]
q6s = 40 “
“
q7s = 80 “
“
157
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Valori della capacità produttiva q*s per
i quali bisogna aggiungere macchine
q* s [pezzi/ora]
40 (=q 6s )
59 (= q 1s )
65(=q 4s=q 5s)
80 (=2q 6s =q 7s)
158
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Curva caratteristica del prodotto
U(%)
56.8 - 49.7
73.1 - 65
71.8 - 58.8
72.3 - 61.2
118 (=2q 1s )
120 (=3q 6s )
90
- 83.6
130 (=2q 4s=2q 5s )
133 (= q 2s )
86.2 - 76
150 (= q 3s )
82.9 - 78.5
85.2 - 79.6
77.8 - 73.5
159
160
40
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Curva caratteristica del prodotto
Tasso di utilizzazione medio del capitale
100
N
∑ Ci ⋅ ui
=
80
i =1
N
U[%]
Uc
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
∑ Ci
60
40
U(%)
20
i =1
Uc (%)
0
0
20
40
60
80
100
120
Livello di produzione [pezzi/ora]
140
160
161
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
162
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
DETERMINAZIONE NUMERO DI
OPERATORI PER OPERAZIONI
DI ASSEMBLAGGIO MANUALE
Determinazione
del numero di operatori
nell’assemblaggio manuale
Caso della produzione per reparti
163
164
41
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Determinazione n°operatori per assemblaggio manuale
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Determinazione n°operatori per assemblaggio manuale
Matrice delle operazioni
Tipo di prodotto
1
2
i
m
1
Operaz. di montaggio
i
1
2
1
X 11
X21
2
X12
j
2
....
i
m
....
Xm1
Xi2
Xm2
X2j
X ij
Xmj
X2n
Xin
....
j
j
...
n
n
165
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Determinazione n°operatori per assemblaggio manuale
qij
t*ij
tij
nij
q ij : Produzione per l’operazione
di montaggio (j)da eseguire sul
prodotto (i) (pezzi/giorno)
t*ij : Tempo nominale dell’operatore per eseguire
l’operazione (j) sul prodotto (i) (min./pezzo)
t ij : Tempo effettivo dell’operatore per eseguire
l’operazione (j) sul prodotto (i) (min./pezzo)
n ij : numero minuti disponibili per l’esecuzione della
operazione (j) sui prodotti (i) nel periodo di produzione
considerato (min./giorno)
167
X1n
Layout
166
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Determinazione n°operatori per assemblaggio manuale
η
0 =
t*
ij
t
1
t*
ij
ij
η
0
=
*
t
t
ij
ij
1
rendimento dell’operatore
capacità teorica dell’operatore
(pezzi/min.)
capacità effettiva
dell’operatore (pezzi/min.)
168
42
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Determinazione n°operatori per assemblaggio manuale
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Determinazione n°operatori per assemblaggio manuale
Matrice degli operatori
i
j
1
2
1
A 11 A21
2
A12
....
i
....
m
A ij
Am1
Ai2
Am2
A ij
Amj
Numero di operatori per eseguire
l’operazione ( j ) sul prodotto (i) per
far fronte alla produzione qij
....
j
A2j
q
A
...
n
A1n
A2n
Ain
169
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Numero totale di operatori necessari
nel reparto di assemblaggio (j) per far
fronte alla produzione q j
,
m
m
A j= ∑
A ij= ∑
i=1
i =1
ij
=
ij = pezzi / giorno
n
min. /giorno
ij
min. / pezzo
t
ij
170
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Determinazione n°operatori per assemblaggio manuale
m
q j = ∑q ij
Intera produzione da
montare con attività (j)
q ij⋅ t ij
n ij
i=1
Numero effettivo
minimo di operatori
In forma esplicita, ponendo j=1:
,
≥
A j A j=
A’1 = A11+A 21+ A31+... + Am1
171
q ij⋅ t*ij
∑
i=1 η 0 n ij
m
172
43
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Conclusioni sul metodo dei calcoli diretti
Conclusioni sul metodo dei calcoli diretti
Area richiesta per
ciascun operatore
Numero di macchine o
attrezzature
Area occupata
fisicamente da ogni
macchina
Area per la
manutenzione
Numero di operatori
o addetti/macchina
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Area per il deposito
materiali in
lavorazione
SPAZIO
RICHIESTO
173
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Conclusioni sul metodo dei calcoli diretti
174
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Conclusioni sul metodo dei calcoli diretti
Legislazione
Area totale per reparto
Suggerimenti
ergonomici
Spazi minimi per
ogni operatore:2 m2
- Semplicita`dei movimenti mani e braccia
- Minimi spostamenti del corpo
- Posto fisso utensili e materiali
- Organi di manovra, utensili, materiali
di fronte all’operatore
- Evitare lavoro in piedi
- Ridurre al minimo gli sforzi necessari
175
ft : coefficiente correttivo > 1
( vie di accesso, aree di servizio, etc..)
176
44
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Metodo delle conversioni
urgenza del progetto
Metodi empirici per la valutazione
delle aree di processo
determinazione spazio ai soli fini ubicazionali
lavorazioni molto varie e complicate
(inadeguatezza di calcoli dettagliati)
conoscenza troppo generica degli elementi
fondamentali per il calcolo (P ; Q; qualita`)
177
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Metodo delle conversioni
Magazzino
Àrea attuale
30 mq
N
100 mq
Increm. / decrem.
+ 20 %
Area disponibile
Artot = ∑ Ari
+ 70 mq
Area necessaria
Area richiesta
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Metodo delle conversioni
Attivita`
Ridisposiz. (+ o -)
178
i = 1, 2, .......N
numero di attivita`
i =1
Quando:
Artot > Ad tot
120 mq
Necessita` di ridistribuzione delle varie aree
179
180
45
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Metodo degli spazi standard
Spazi standard per industria manifatturiera
Si ricorre a spazi standard
prestabiliti
nella pratica industriale
Descrizione
Tornio tipo Dittler
Tornio Dania
Spianatrice
Rettifica Woumard
Rettifica Zocca
Fresatrice Cincinnati
Fresatrice Oerlikon
Brocciatrice verticale
Brocciatrice Forst
Precauzioni
utilizzare spazi standard calcolati dalla
medesima industria
utilizzare spazi standard sviluppati da altri
solo come guida per sviluppare i propri
Area minima
richiesta m2
7.40
7.00
5.00
6.25
9.00
10.00
9.50
8.50
9.00
181
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
182
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Metodo del layout schematico
N
A tot = fc ⋅ ∑ A i
Sono necessari
i =1
fc
fc
= 1.3
Pianta in scala dell’area
disponibile
Modelli o sagome delle
attrezzature o macchine
per layout normali
= 1.8 per layout con consistenti problemi
di trasporto e accatastamento
183
184
46
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Layout dettagliato schematico
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Metodo della tendenza ed estrapolazione dei rapporti
CIFRE INDICE
-
m2/persona
m2 /ore lavorative anno
m2 /unita` prodotta
Superficie uffici / superficie utile
Superficie utile / operatore
Superficie servizi / superficie utile
etc. ....
185
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Metodo della tendenza ed estrapolazione dei rapporti
186
Progettazione del layout
Confronto
Elementi da includere
nelle cifre indice
-magazzino materie prime
- magazzini semilavorati
- magazzino prodotti finiti
- corridoi
- ricezione e spedizione
- deposito mezzi trasporto
- deposito utensili
- rastrelliere utensili
- reparti manutenzione
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
- ispezione qualità
- supervisione
- pronto soccorso
- mensa
- servizi
- uffici
- parcheggi
- etc. .....
Spazio richiesto
187
Riduzione aree
associate attività
Spazio
disponibile
Recupero spazi
equivalenti
188
47
19/09/2014
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Progettazione del layout
Progettazione del layout
93 m2
33
Riduzione aree
associate attivita`
Aree generali,
all’aperto, senza
attrezzature fisse
Recupero spazi
equivalenti
12
12
163
- Aumento ore lavoro
- Miglioramento metodi prod.
- Modifica politica scorte
- Sviluppo verso l’alto
- Acquisto di componenti
7
46
46
189
19
53
53
190
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI
IMPIANTI INDUSTRIALI
A.A. 2014-2015
Layout
Progettazione del layout
19.8 m
24.4 m
4
1
3
10
9
2
6
5
8
7
191
48
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