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Tempi di set-up e SMED: Approccio tradizionale VS approccio giapponese

Lo SMED, acronimo di Single Minute Exchange of Die, è uno strumento Lean fondamentale per la riduzione dei tempi di attrezzaggio delle macchine degli impianti attraverso l’analisi delle fasi del set up e l’eliminazione sistematica degli sprechi.

La globalizzazione ha reso necessario per le aziende produrre in piccoli lotti per poter rispondere prontamente ad una domanda spesso imprevedibile e con una gamma di prodotti molto ampia. Questo incrementa notevolmente la frequenza dei setup con il risultato che il tempo di fermo degli impianti aumenta.

Per minimizzare i costi derivanti dai cambi spesso le aziende manifatturiere producono seguendo grosse campagne (grandi lotti). Per contro questa pratica gestionale finisce con l’incrementare notevolmente le giacenze e quindi il tempo di attraversamento dei materiali.

Per ridurre i costi di cambio codice e limitare la quantità di giacenze è fondamentale che i set up siano veloci. È possibile in tal modo servire la domanda del mercato in maniera flessibile ed efficiente (Mcintosh et al, 2007).

Negli anni 50 Shingo sviluppa lo SMED in Toyota. L’applicazione sistematica della tecnica ha consentito alla nota casa auto di ridurre drasticamente i tempi di cambio stampo passando da diverse ore a 15 minuti entro il 1960 e da 15 minuti a una media di 3 minuti per cambio entro il 1971.

Ma prima di proseguire definiamo in maniera chiara ed oggettiva che cosa è il set up.


Il tempo di set up è il tempo che intercorre tra la produzione dell’ultimo pezzo conforme del prodotto A e il primo pezzo conforme del prodotto B.


Il termine CONFORME è fondamentale. Difatti tutte le attività di regolazione atte ad ottenere il primo pezzo conforme fanno parte del set up.



Il tempo speso per i set up è considerato uno spreco in quanto non aggiunge valore e fa aumentare il costo dei prodotti. Inoltre il tempo speso per l’attrezzaggio potrebbe essere utilizzato per svolgere attività a valore aggiunto e far funzionare le macchine. Questo punto diventa cruciale quando un impianto è una risorsa critica, o in altri termini un “collo di bottiglia”.

Prestate attenzione ai seguenti passaggi. Set-up lunghi riducono la capacità produttiva disponibile e fanno aumentare i costi dei prodotti (anche la frequenza dei set up ha ovviamente un peso). Quindi la pianificazione e il manufacturing tendono a pianificare e produrre grandi lotti in modo tale da ridurre il costo legato ai cambi e l’incidenza sul costo dei prodotti. Così facendo si ottiene un incremento delle scorte di semilavorati e di prodotti finiti e quindi un allungamento del tempo di attraversato dei materiali, riducendo la flessibilità di risposta alla domanda del cliente. Inoltre l’incremento dello stock porta ad un aumento dei trasporti e gli spazi necessari e quindi i costi ad essi collegati.

Sintetizzando, all’aumentare della dimensione dei lotti di produzione si riduce il costo del set up per unità di prodotto, ma si assiste all’incremento dei costi di giacenza e di movimentazione, nonché di quelli legati allo spazio occupato. Riducendo la dimensione del lotto accadrà l’opposto. Esiste una formala, nota come formula del lotto economico (Qopt), che consente di calcolare la dimensione ottimale del lotto di produzione che minimizza il costo totale, noti il costo di set-up e il costo di mantenimento della giacenza.

La figura mostra come varia il costo unitario sul prodotto (nell’asse Y) in funzione del lotto di produzione (nell’asse X). La curva del costo unitario TOTALE è dato dalla somma della curva del costo di set up e della curva del costo di mantenimento della giacenza.


Costo unitario totale in funzione del lotto di produzione

La formula per il calcolo del lotto economico è la seguente:



Dove:

  • D = Domanda media nell’unità di tempo

  • H = Costo SCORTA

  • S = Costo SETUP

Lo SMED, attraverso la riduzione degli sprechi e dei tempi, porta alla riduzione dei costi del setup e quindi dei costi totali.

La Figura sotto esemplifica due differenti approcci che possono essere adottati quando si tratta di set-up e di costi collegati. Uno lo chiameremo “approccio giapponese” (con riferimento alla Toyota) e l’altro “approccio Occidentale”. La scuola classica sull’Operations Management, nell’affrontare la minimizzazione dei costi totali unitari di produzione, insegna a calcolare il lotto economico di produzione. Applicando la formula è possibile ottenere la quantità economica (del lotto) di produzione, dove il costo totale unitario è il più basso. È importante notare che la formula per il calcolo del lotto economico è piuttosto banale, ma la stima dei parametri come costo di set up e soprattutto il costo di giacenza è tutt’altro che semplice. Inoltre il valore del lotto economico varia da impianto a impianto e da prodotto a prodotto. Il calcolo risulta essere quindi una attività molto laboriosa e spesso poco precisa.

L’approccio giapponese ha un’impostazione molto differente: non si vuole sprecare tempo ed energie a calcolare un lotto economico in condizioni di “dis-efficienza”. Sarebbe un po’ come volere ottimizzare il consumo di carburante di una auto cercando la velocità di crociera ottimale quando il baule della macchina è pieno di piombo. Di certo esisterà una velocità che minimizza il consumo chilometrico, ma stiamo ottimizzando una situazione di totale inefficienza. Per ottenere miglioramenti sostanziali (e non sub-ottimizzazioni) è necessario ridurre gli sprechi.


Approcci al lotto economico di produzione

L’approccio giapponese, cosi come ha fatto Shingo in Toyota, si pone l’obiettivo di ridurre sistematicamente e continuamente il tempo di attrezzaggio in modo da ridurre i costi totali ad esso associati. Dalla figura sotto si evince che riducendo il tempo di attrezzaggio, la curva del costo di set up si sposta verso sinistra e quindi il lotto economico si riduce. Questo significa che possiamo produrre in economicità con un lotto più piccolo. Abbiamo eliminato degli sprechi e introdotto dei del “veri” miglioramenti!

Riduzione del costo di set up


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