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 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 Layout Elementi base progetto layout Elementi fondamentali per il Progetto di un Layout • • • • • Prodotto Volume di produzione Ciclo produttivo Servizi ausiliari Tempo PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 19/09/2014 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 Variabile indipendente legata alle funzioni citate. Layout Elementi base progetto layout sopra 10 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 19/09/2014 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 Layout Informazioni sul prodotto Layout 13 14 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 INFORMAZIONI SUL PRODOTTO SINGOLO Layout 1B PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 19/09/2014 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 Layout REQUISITI SULLA PRODUZIONE PRODOTTO SINGOLO 2A PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 Layout 3 condizioni dimensioni forma peso unitario PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 19/09/2014 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 Layout Layout Analisi del volume di produzione e delle varietà prodotte PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 A.A. 2014-2015 Layout PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 19/09/2014 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 Layout Quantità Curva Prodotto-Quantità Curva P - Q ripida zona II zona III zona I Quantità Curva Prodotto-Quantità Q’ PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 Layout I II Q’’ A B ........ Prodotto Prodotto 25 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 Layout PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 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 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 30 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 19/09/2014 Layout PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 33 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 34 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 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 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 38 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 Layout Layout per processo (reparto) Fr 1 Re 2 3 Ta Ve PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 19/09/2014 Layout PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 Layout PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 Punti di forza layout per processo 42 Layout PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 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 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 45 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 Layout 46 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 12 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 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 49 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 Layout PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 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 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 IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 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 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 IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 Layout Diagramma del processo di montaggio 10 10 M1 M2 M2 pattino di press. 58 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 19/09/2014 PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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 IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 Layout PROGETTAZIONE E GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI A.A. 2014-2015 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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