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8 Giugno, 2020

Agile Manufacturing, Ramp-Up, OEE, IoT, Productivity

Soluzioni per le 5 sfide chiave della produzione

Janne Kivinen, MMS Product Manager
Written by Janne Kivinen, MMS Product Manager

Il mio precedente post sul blog trattava delle principali sfide produttive odierne nel settore del taglio dei metalli – vi consiglio di leggerlo per primo se non l’avete già fatto. Ora, sulla base della nostra esperienza decennale nell’automazione e nell’ottimizzazione dei processi, ecco alcuni suggerimenti per soluzioni di automazione che possono risolvere queste cinque sfide.

 

Soluzione di automazione per la sfida n. 1: accorciare i cicli di vita del prodotto aumentandone il livello di personalizzazione

Per affrontare questa sfida, l’azienda deve essere in grado di 1) produrre una vasta gamma di varianti dei pezzi e 2) avere anche la capacità di introdurre costantemente nuove varianti nel processo senza intralciare il normale flusso di produzione. Il primo requisito dipende principalmente dall’hardware utilizzato nel processo di produzione: deve essere il più flessibile possibile, per poter essere in grado di lavorare diversi tipi di pezzi senza utilizzare troppi macchinari speciali. Validi esempi di hardware flessibile sono l’utilizzo della lavorazione a 5 assi e il principio universale di fissaggio a punto zero. In questo caso, l’attrezzatura richiesta può essere assemblata a partire da componenti standard, senza dover produrre attrezzature e maschere su misura da fissare al pallet macchina o alla tavola della macchina. A sua volta questo aiuta a mantenere bassi i costi dell’attrezzatura e generalmente riduce anche i tempi di consegna grazie a un allestimento più rapido della stessa. Inoltre, l’azienda deve disporre di una gestione solida di tutti i dati dei pezzi e dei documenti di produzione. Questo perché, con l’aumentare della quantità di varianti dei pezzi, diventa più difficile per il personale della fabbrica ricordare quale configurazione del pezzo, quale programma NC e quale utensile deve essere usato con ogni pezzo.

The second requirement is about how swiftly and efficiently new part variants can be introduced to the production process. To ensure good results, operators must do as much off-line preparation as possible, as opposed to stopping the machine for the setup work. Nowadays, the most commonly used offline tools in the industry are different CAM and machining simulation software, but other tools are also available. For example, virtual production systems allow an even more comprehensive off-line testing of different production scenarios before introducing them to the real process. With Fastems Virtual FMS, it is possible to simulate how the production order would flow through the production system with the current resources. This kind of offline simulation is especially useful when ramping up a completely new production system, and can shorten the ramp-up time remarkably.

Il secondo requisito riguarda la rapidità e l’efficienza con cui le nuove varianti di pezzi possono essere introdotte nel processo di produzione. Per garantire buoni risultati, gli operatori devono eseguire il maggior numero di operazioni di preparazione offline possibile, invece di fermare la macchina per le operazioni di allestimento. Al giorno d’oggi, gli strumenti offline più comunemente usati nell’industria sono diversi tipi di software CAM e di simulazione della lavorazione, tuttavia è disponibili anche altri tipi di strumentazione. Ad esempio, i sistemi di produzione virtuale consentono di eseguire un test offline ancora più completo dei diversi scenari di produzione prima della loro introduzione nel processo reale. Con il sistema FMS virtuale di Fastems è possibile effettuare una simulazione di come l’ordine di produzione attraversa il sistema di produzione utilizzando le risorse attuali. Questo tipo di simulazione offline è particolarmente utile nella fase di avvio progressivo di un sistema di produzione completamente nuovo e può ridurre notevolmente i tempi di avvio.

 

Soluzione di automazione per le sfide n. 2 e 3: tempi di consegna e orizzonte di pianificazione più brevi unitamente all’esigenza di ridurre la merce in giacenza

Per la seconda parte del mio post sul blog, ho deciso di combinare la seconda e la terza sfida di produzione in un’unica soluzione per via delle rispettive caratteristiche interconnesse. Il problema di affrontare tempi di consegna e orizzonti di pianificazione più brevi può essere risolto abbastanza facilmente aumentando le scorte in magazzino – ma questo è sempre rischioso e non rappresenta una soluzione ottimale in termini di operazioni in corso e di efficienza del capitale. L’alternativa più valida è quella di migliorare la capacità del processo di produzione di adattarsi e reagire ai cambiamenti. In altre parole, i cambiamenti nelle richieste dei clienti devono riflettersi immediatamente nelle operazioni di fabbrica.

Traditionally, production planning and execution are two separate processes inside the company: the production planner compiles the production schedule based on received production orders and their delivery dates. After this the schedule is communicated to the factory floor workers so that they know what to do next. This system would be good enough if the production backlog was static and all changes were communicated well in advance. Unfortunately, this is usually not the case, and schedules must be adjusted all the time due to changing delivery dates and new orders. As a result, schedules are always outdated, in spite of the extra effort put in to production planning. A better solution for this is to utilize an intelligent production planning and execution software. This calculates optimized production plans automatically based on released production orders and updates operators’ work queues accordingly, thus streamlining the planning-execution process and shortening lead times. Fastems MMS also takes into account the needed production resources such as tools and raw materials and informs operators if resources are already missing or will be missing in the future. In turn, this decreases the amount of extra hassle and waste on factory floors.

Nella prassi tradizionale, la pianificazione e l’esecuzione della produzione sono due processi separati all’interno dell’azienda: il pianificatore della produzione compila il programma di produzione sulla base degli ordini di produzione ricevuti e delle relative date di consegna. Il programma viene quindi comunicato agli operatori della fabbrica in modo che sappiano cosa fare successivamente. Questo sistema sarebbe sufficiente se l’arretrato di produzione fosse statico e tutti i cambiamenti fossero comunicati con largo anticipo. Sfortunatamente questo di solito non accade portando i programmi ad essere adattati continuamente a causa della modifica delle date di consegna e dei nuovi ordini. Di conseguenza, i programmi risultano sempre obsoleti, nonostante l’ulteriore impegno profuso nella pianificazione della produzione. In questo caso una soluzione migliore è l’utilizzo di un software intelligente per la pianificazione e l’esecuzione della produzione. Il software calcola automaticamente piani di produzione ottimizzati sulla base degli ordini di produzione autorizzati e aggiorna in modo corrispondente le code di lavoro degli operatori, razionalizzando così il processo di pianificazione-esecuzione e accorciando i tempi di consegna. Fastems MMS tiene conto anche delle risorse di produzione necessarie, come gli utensili e le materie prime, e informa gli operatori se le risorse sono già esaurite o lo saranno in futuro. A sua volta, questo riduce la quantità di problemi e sprechi aggiuntivi negli stabilimenti.

 

Soluzione di automazione per la sfida n. 4: carenza di manodopera

La carenza di manodopera rende i produttori incapaci di espandere la loro produzione, perché impedisce loro di trovare la forza lavoro per farlo o, peggio ancora, di trovare sostituti per gli attuali operatori o manager prossimi alla pensione.

Questo problema presenta due dimensioni: 1) come aumentare l’efficienza della forza lavoro e 2) dove trovare le persone giuste?

In primo luogo, l’automazione può fornire una soluzione molto semplice al problema della carenza di manodopera, consentendo la produzione non presidiata, ad esempio eseguendo un terzo turno in modo autonomo. In combinazione con un software intelligente di pianificazione ed esecuzione della produzione, l’automazione aiuta anche ad aumentare la produttività della forza lavoro attuale grazie a una gestione efficiente di utensili, programmi NC, attrezzature e materiali, risparmiando così il tempo prezioso degli operatori. Il risultato finale: aumento della produttività e spesso il bonus aggiuntivo di una maggiore soddisfazione sul lavoro.

In secondo luogo, l’automazione cambia anche la natura del lavoro legato ai processi di produzione. Il lavoro diventa meno pericoloso e più ergonomico, in quanto le stazioni di carico offrono una buona posizione di lavoro e sono facili da raggiungere. Il lavoro includerà anche un approccio più digitale tra l’uomo e la macchina, spesso favorito dalle nuove generazioni. I lavori degli operatori passano poi ai collaboratori e ai responsabili del processo di produzione automatizzato – titoli che si possono passare anche ai millenials!

 

Soluzione di automazione n. 5: implementazione della produzione basata sui dati

Si parla molto dell’internet delle cose e della digitalizzazione, ma come possono questi concetti astratti e fantasiosi fornire un valore reale e tangibile in officina? Questa domanda può essere affrontata in cinque passi:

  1. Creare obiettivi per la raccolta dei dati. Così facendo è possibile limitare i dati necessari. Gli obiettivi potrebbero includere, ad esempio, un aumento della produzione grazie all’eliminazione di rallentamenti della produzione o una diminuzione dei costi di rilavorazione.
  2. A questo punto devono essere creati i dati necessari tramite sensori e tracciamento degli eventi, ad esempio il completamento di alcuni programmi NC o l’utilizzo a fasce orarie della macchina.
  3. Successivamente, i dati raccolti devono essere trasformati in informazioni. Ciò richiede un sistema in grado di combinare diversi tipi di dati e di visualizzarli su una dashboard.
  4. I dati visualizzati descrivono le molteplici relazioni tra le diverse parti della catena di produzione che sono difficili da individuare in sua assenza. Integrate l’uso di questi dati visualizzati come parte del vostro lavoro per semplificare il processo decisionale quotidiano.
  5. Risolvere i problemi in base ai dati!

Un esempio pratico di raccolta dati orientata agli obiettivi è il tracciamento del valore dell’OEE (Overall Equipment Effectiveness). L’OEE fornisce un quadro completo della cronologia operativa di un dispositivo, che tiene conto della disponibilità, prestazione e dei fattori di qualità del profilo operativo del dispositivo combinandoli in un unico indicatore tangibile. L’OEE fornisce una maggiore trasparenza rispetto al semplice tracciamento dell’utilizzo, il quale, ad esempio, non rivela se la velocità di avanzamento della macchina utensile non è stata impostata al 100% o se alcuni dei pezzi lavorati del dispositivo non hanno soddisfatto i requisiti di qualità impostati. La dashboard dell’MMS di Fastems include, tra i molti altri indicatori, il calcolo dell’OEE per tutte le macchine utensili collegate all’MMS. Potete trovare maggiori informazioni sulla dashboard dell’MMS qui.

 

Esiste una via d’uscita?

Finora, ho presentato una serie di misure che possono essere adottate per gestire le 5 principali sfide produttive di oggi. In un modo o nell’altro, molte di queste soluzioni sono da ricondurre all’utilizzo di un software intelligente di pianificazione ed esecuzione della produzione e di una automazione per rendere i processi produttivi quotidiani più agili, produttivi e guidati dai dati. Ci sono certamente molteplici attori presenti sul mercato, ma sulla base della nostra esperienza decennale nella gestione di migliaia di clienti, possiamo affermare con certezza che il Manufacturing Management Software (MMS) di Fastems è la risposta giusta alle vostre sfide. Ad ogni modo, in ultima analisi, spetta a voi decidere se siamo riusciti a catturare la vostra attenzione, refletteteci!

 

Quali sono le 5 sfide principali della produzione di oggi?