Automazione industriale

L’automazione flessibile: la transizione dalla produzione di massa a quella one piece flow impone un salto evolutivo per tutte le tecnologie hw e sw

Automated production line in modern Solar silicon factory

Che cos’è la produzione one piece flow

Il modello di produzione originario negli stabilimenti industriali era di messa in serie in base a un’automazione rigida che consentiva di collegare le singole macchine secondo rapporti di interdipendenza reciproca. Tuttavia questo sistema non risulta essere adatto alle modalità contemporanee e quindi si è assistito a una transazione verso la produzione one piece flow.

Tale modello consiste nel realizzare un pezzo alla volta (flusso a pezzo singolo) sulla base della filosofia Lean: un paradigma che permette di passare da un sistema push (tipico della produzione di massa e organizzato per lotti e code) a uno pull, cioè a flusso tirato. Questa soluzione consente di ridurre al minimo l’ammontare delle scorte e ottimizzare i processi interni dell’azienda in tutte le sue fasi. In particolare viene prestata molta attenzione a minimizzare le componenti inter-operazionali perché sono spesso responsabili di sprechi di tempo e di denaro, sia per quanto riguarda la manodopera (sbilanciamenti di attività, rallentamenti e attese) che per i macchinari (perdite).

Per poter essere efficaci il Lean Management e la produzione one piece flow devono riuscire a eliminare le attese e il work in process (WIP), cioè le giacenze di prodotto e materiale destinato alla lavorazione. In questo modo si ottengono livelli di eccellenza per quanto riguarda l’efficienza e la qualità. In pratica il montaggio o la produzione interessano pezzi singoli che attraversano l’intero ciclo aziendale senza dover organizzare scorte oppure giacenze intermedie. Di conseguenza il sistema produttivo può essere convertito in tempi molto rapidi per poter montare in successione prodotti diversi sia in grandi che in piccole quantità numeriche. I vantaggi ottenuti sono:

  • garanzia del follow up del flusso di materiale;
  • riduzione dei tempi di lavorazione e di attrezzaggio;
  • riduzione delle giacenze in produzione, che possono essere regolate grazie a semplici controlli visivi;
  • possibilità di adottare un sistema autoregolante per supportare l’approvvigionamento di materiale per quanto riguarda la fase di montaggio;
  • eliminazione della tendenza all’accumulo di lotti di pezzi provenienti dalle fasi a monte che devono attendere di poter essere lavorati a valle. Il fatto che non si crei più questa sorta di imbuto consente da un lato una maggiore semplificazione dei processi lavorativi, dall’altro non occorre rintracciare o localizzare i lotti stoccati in attesa.

La necessità di un’automazione flessibile: la produzione snella

Il sistema di produzione snella risulta essere l’applicazione evoluta e adattata ai contesti occidentali del modello giapponese just-in-time. Viene definita in questo modo perché consente di minimizzare i processi e, al tempo stesso, gli sprechi, adottando la disciplina dell’ingegneria di processo. Di conseguenza i processi produttivi manifatturieri vanno automatizzati oppure ripensati in maniera flessibile per aumentare il livello di output e mantenere soltanto le attività a valore aggiunto. Il metodo pull oppure one piece flow necessita di una linea molto più semplice e basilare rispetto a quello push di massa.

Da un lato la gestione razionale del sistema risulta essere più veloce e facile, dall’altro gli strumenti di automazione adottati sono meno sofisticati. Infatti i processi a monte sono innescati da quelli a valle in base a relazioni causa-effetto contigui di tipo fornitore-cliente. In questo modo la pianificazione della produzione é molto più semplice ed è possibile adottare modalità di automazione flessibile. Questa soluzione consente anche di:

  • garantire una maggiore varietà di prodotti, che può essere incrementata senza problemi;
  • lavorare per piccoli lotti;
  • avere un flusso efficiente e non “a singhiozzo” attraverso stazioni di processo;
  • avere una minima o nulla movimentazione di processo perché le fasi di lavorazione a valore aggiunto sono intercollegati l’uno all’altro e vicini. Possibilmente i pezzi fluiscono individualmente, uno per volta, tra i punti di processo;
  • non si considerano più le diverse fasi produttive (reparti specializzati) bensì il processo produttivo nella sua interezza con un layout verticale;
  • adottare macchine diverse la cui posizione fa riferimento alla sequenza di processo e al flusso continuo di pezzi. In genere le attrezzature, automatiche e non, sono molto compatte, dedicate oppure specializzate, facili e semplice da mantenere. La loro capacità è ridotta, così da poter adeguare la loro velocità di funzionamento al flusso produttivo, prestando una grande attenzione ai livelli qualitativi. In secondo luogo le macchine sono meno costose rispetto alle strumentazioni caratteristiche della produzione di massa e possono essere riattrezzate in maniera semplice e veloce. In questo modo si possono affrontare cambi e modifiche della produzione senza interrompere il processo produttivo o sostenere spese considerevoli. Infine sono leggere e mobili perché devono poter essere spostate da un punto all’altro della linea produttiva. Anche per questo motivo gli operatori devono saper utilizzare strumentazioni differenti ed essere dotati di multi-abilità. I punti fissi da considerare sono quello di entrata delle materie e quello di uscita dei prodotti finiti;
  • dare maggiore importanza alla qualità del processo rispetto a quella dei lotti. Se sono necessari controlli di qualità, possono essere svolti dagli stessi operatori multi-funzione.

L’evoluzione delle tecnologie hardware e software

È fondamentale per permettere all’azienda di adattarsi alle mutevoli richieste del cliente, così da poter stilare e correggere in maniera tempestiva i piani di produzione e consegna. Questi sistemi di allerta e correzione interessano l’intera filiera produttiva da monte a valle e vede l’integrazione della tecnologia elettronica nelle macchine, ad esempio sistemi di monitoraggio e videoterminali.

Il passaggio da una produzione di massa a una one piece flow consente di dare al lavoratore un ruolo interfunzionale e gestionale, dotato di una grande autonomia e della massima discrezionalità nella gestione del flusso di materiali. Al tempo stesso le tecnologie hardware e software garantiscono un impegno minimo per quanto riguarda l’aspetto logistico.

Infatti, ogni volta che si inizia a prelevare alcuni materiali (suddivisi in contenitori numerati e immediatamente identificabili) per alimentare il processo di produzione, questa operazione attiva in maniera automatica l’ordine, a monte della linea, di fabbricare e rifornire l’azienda degli stessi componenti che si stanno utilizzando. Di conseguenza il flusso della linea risulta essere continuo, grazie a giacenze standardizzate e modalità di automazione flessibile e innovativa per regolare l’approvvigionamento e stabilizzare i processi logistici. Anche per questo motivo devono essere pianificate nuove postazioni di magazzino per avere un impegno di gestione minimo.