Mechanical Engineering - Gestione dei Sistemi Produttivi e Logistica

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Appello del 03 Febbraio 202 2 - Gestione dei Sistemi Produttivi e Logistica – Matteo Casadio Strozzi Regole per lo svolgimento dell ’esame : 1. Non è consentito usare libri, testi o appunti 2. Non copiate, non parlate e non cercate informazioni in giro . Se avete dubbi po tete chiedere direttamente a me 3. Avrete 90 minuti per lo svolgimento . I test non consegnati in tempo, non verranno corretti 4. Siate si ntetici e aderenti alla domanda 5. Scrivete in maniera leggibile: per leggibile intendo che io possa leggere e comprendere cosa scrivete 6. Consegnerete solo il presente modulo : siglatelo ed identificatelo con nome, cognome e matricola 7. Non è previsto l’orale, a meno di dubbi sullo svolgimento dell’esame scritto 8. In caso di grave insufficienza o di un eventuale orale non in linea con lo scritto, mi vedrò obbligato a riprovare lo studente Dati dello studente Nome: XXXXXXXx Cognome: YYYYYYYYYYY Matricola: ZZZZZZZ Accettazione del codice etico Dichiaro di aver letto, compreso ed accettato il codice etico e di comportamento del Politecnico come riportato alla pagina https://www.normativa.polimi.it/ e le sue parti relative al "codice d'onore per gli esami di profitto". Nello specifico: • =n qualsiasi progetto o compito, gli studenti devono dichiarare onestamente il proprio contributo e devono indi care chiaramente le parti svolte da altri studenti o prese da fonti esterne. • Ogni studente garantisce che eseguirà di persona tutte le attività associate all'esame senza alcun aiuto di altri; la sosti tuzione di identità è un reato perseguibile per legge. • Durante un esame, gli studenti non possono accedere a fonti (libri, note, risorse online, ecc.) diverse da quelle esplicita mente consentite. • Durante un esame, gli studenti non possono comunicare con nessun altro, né chiedere suggerimenti. • =n caso di esame a distanza, gli studenti non cercano di violare le regole a causa del controllo limitato che il docente può esercitare. Nel caso di mancata risposta o non accettazione, il compito non verrà corretto. [ ] Accetto il codice [ ] Non posso acc ettare il codice Parte Teorica 1. Spiegate la struttura ed i diversi utilizzi della Distinta Base. Distinta Base o Bill of Materials è una rappresentazione gerarchica della struttura (logica o fisica) del prodotto finito. Es istono diverse logiche di aggregazione dei componenti (materie prime e semilavorati) che costituiscono il prodotto: - Produttiva: i codici ripercorrono la struttura del prodotto per come viene realizzato produttivamente; - Funzionale: i codici sono raggruppati per gruppi funzionali non necessariamente corrispondenti alla struttura produttiva (ad esempio gruppo idraulico, gruppo penumatico, gruppo elettrico…) - Tecnica : i codici sono raggruppati per funzione tecnica (in un’auto gruppo alimentazione, gruppo propulsione, gruppo frenante) - Com merciale : i codici vengono raggruppati per finalità commerciali, tipicamente usata per evidenziare i kit di ricambio In funzione dello schema di raggruppamento la DB ha la funzione di esplicitare i legarmi fra Prodotto Finito e componenti. Nella BoM produ ttiva viene chiarita la sequenza produttiva. L’albero creato individua nelle foglie i codici di acquisto, che vengono così raggruppati progressivamente secondo la logica scelta. Le connessioni dell’albero indicano i coefficienti di utilizzo, necessari per la pianificazione dei fabbisogni e per la pianificazione della produzione. 2. Quale è lambito di utilizzo migliore per le Distinte Basi Modulari (Modular Bills)? Le Modular Bills vengono tipicamente utilizzati in caso di varianti di prodotto costruite su di una architettura fissa. L’utilizzo della MB permette di ridurre il numero di BoM utilizzate, evidenziando la presenza di codici comuni e codici alternativi. Un esempio è la BoM di una cucina: una volta definiti i moduli necessari, questi vengono popo lati in funzione del colore scelto e dei materiali di produzione. La struttura portante della cucina è tipicamente un modulo comune a tutte le cucine con lo stess o schema produttivo, mentre le finiture e la rubinetteria sono codici specifici, alternativi fra loro. L’utilizzo delle MB è la base dei configuratori di prodotto, che vengono costruiti considerando codici comuni (presenti in tutte le MB considerati) e codici specifici, che dipendono dalla configurazione. Alcuni codici specifici possono influenzar e la possibilità di scegliere altri codici specifici: un tipo di top per la cucina (resina o marmo) può escludere lavabi di forma strana (tondeggiante) per questioni produttive o di stile. Appello del 03 Febbraio 202 2 - Gestione dei Sistemi Produttivi e Logistica – Matteo Casadio Strozzi 3. Quali sono gli elementi costitutivi di una rete distributiva? Una rete distributiva di contraddistingue in funzione della composizione di: - Stabilimenti produttivi - Depositi (magazzini) centrali (che raccolgono la produzione degli stabilimenti) - Depositi (magazzini) periferici (che raccolgono giacenze dedicate all’area geo grafica presieduta) - Transit point, ovvero magazzini che non prevedono attività di stoccaggio, ma attività di preparazione e smistamento degli ordini - Eventuali punti vendita o store locali per la vendita diretta al cliente (Business to Consumer) La forma della rete distributiva dipende dall’utilizzo di uno o più di questi elementi, non tutti necessari per una corretta gestione della distribuzione. 4. Quali sono i tratti distintivi di un costo rilevante per le decisioni di un’azienda? Fornire degli esempi di costi rilevanti e costi non rilevanti. I costi per essere rilevanti, cioè da considerare in una corretta decisione aziendale devono essere: - futuri: da sostenersi in futuro - differenziali: dipendenti dalla decisione in oggetto - evitabili: costi che possono essere non spesati in caso di decisione differente - NON affondati: costi che non dipendono da scelte già prese Nella scelta dell’acquisto di un nuovo macchinario i costi dei dipendenti a tempo indeterminano non sono costi rilevanti per la decis ione, perché vengono sostenuti indipendentemente dalla decisione (non differenziali) già decisi (affondati) e non evitabili. Tuttavia, se l’impianto richiedesse l’assunzione di nuovo personale, il costo del nuovo personale è evidentemente un costo evitabil e. Nel caso di sostituzione di una automobile è necessario valutare i costi differenziali rispetto alla situazione attuale , in quanto il caso base rimane implicitamente “mantengo l’auto che ho adesso”, mentre nel caso “acquisto nuova macchina” potrei avere: - costi maggiori di assicurazione - risparmi per il consumo di carburante - costi diversi per bollo - … Appello del 03 Febbraio 202 2 - Gestione dei Sistemi Produttivi e Logistica – Matteo Casadio Strozzi 5. Spiegare il meccanismo di calcolo dell’algoritmo Wagner -Whitin L’algoritmo di WW risolve un problema di pianificazione della produzione in condizioni di capacità produttiva infinita , per cui la domanda viene perfettamente soddisfatta (Domanda totale =Produzione totale) . La soluzione offerta si basa su due lemmi, che rendono indipendenti porzioni conseguenti dell’asse temporale di pianificazione. La solu zione di basa su un principio per il quale ogni periodo può alternativamente produrre, soddisfacendo la domanda di più periodi, oppure consumare scorte di prodotto disponibile. Non è possibile avere un periodo in cui sono presenti scorte non sufficienti a soddisfare la domanda, quindi non è contemplata la soluzione in cui in un periodo si possa consumare scorta e produrre. WW riesce, in queste condizioni semplificate, ad ottimizzare il costo totale differenziale di produzione dato da: costi di se t-up + cost i di mantenimento a scorta. E’ un costo differenziale perché dipende dalla soluzione preposta, mentre il costo di produzione non è considerato perché il sistema è a capacità produttiva infinita e la produzione soddisfa esattamente la domanda. Esercizio n. 1 Il set -up di un processo produttivo impiega 4 operai per due ore, utilizzando 15 € di energia elettrica, 45 € di materiale di consumo e producendo in media 2 Kg di Materia Prima per l’ avviamento. La Materia Prima costa 5.000 € alla tonnellata ed il personale ha un costo aziendale pari a 45 € l’ora, determinato dal contratto a tempo indeterminato . =l prodotto impiega circa 500 grammi di Materia Prima, ha un costo di packaging unitario di circa 5 € ed il processo produtti vo dura 3 minuti su una macchi na dal costo di 1 ,5 mln €, acquistata nel 2018 con vita industriale pari a 10 anni. = giorni lavorativi medi annuali (al netto di chiusure) sono 200 e la macchina lavora indicativamente 7,5 ore al giorno. Nel caso la domanda del periodo indicato (mese) s uperi la capacità produttiva della macchina, vanno considerati i costi di set - up doppi. Si considerino 12 mesi con identici giorni lavorativi. Il costo del capitale è stato stimato nel 3% annuo. 1. Compilare lo schema seguente con i costi calcolati per ogni periodo. 2. Quale algoritmo è stato usato? Wagner Whitin 3. Indicare il costo totale del piano 518,23 € 4. Indicare i periodi di produzione 1+4+6 1 2 3 4 5 6 7 Domanda 1400 1350 1200 1450 1400 1450 1.600 Set-up 70,00 € 70,00 € 70,00 € 70,00 € 70,00 € 70,00 € 140,00 € 1 70,00 € 123,44 € 218,44 € 390,63 € 612,29 € 899,27 € 1.279,27 € 2 140,00 € 187,50 € 302,29 € 468,54 € 698,13 € 1.014,79 € 3 193,44 € 250,83 € 361,67 € 533,85 € 787,19 € 4 257,50 € 312,92 € 427,71 € 617,71 € 5 320,83 € 378,23 € 504,90 € 6 382,92 € 446,25 € 7 518,23 € Appello del 03 Febbraio 202 2 - Gestione dei Sistemi Produttivi e Logistica – Matteo Casadio Strozzi Eventuali commenti: Il costo di set -up comprende: MP, packaging e macchine Il costo di mantenimento a scorta di un prodotto per un periodo è pari a: 0,04€/pz Costo del prodotto: 15,83€, comprende: MP (2,5 €), packaging (5 €) e costo del macchinario 8,33€ . Esercizio n. 2 SI vuole ottimizzare la produzione di una serie di ordini rappresentati in tabella: tempi Data arrivo ordine Data consegna richiesta pezzi Lavorazione reparto A [giorni ] Lavorazione reparto B [giorni ] Ordine 1 28/01/2022 28/03/2022 250 13 8 Ordine 2 26/10/2022 15/04/2022 200 4 12 Ordine 3 31/01/2022 30/04/2022 140 8 14 Ordine 4 02/02/2022 12/03/2022 300 12 8 Ordine 5 30/12/2021 01/05/2022 260 6 4 1. Calcolare il c arico di lavoro totale previsto : 89 ore 2. Quale logica mini mizza il makespan fra F=FO, EDD e l’algoritmo di Johson? Chiaramente la Hohnson, che nasce con quell’obiettivo Appello del 03 Febbraio 202 2 - Gestione dei Sistemi Produttivi e Logistica – Matteo Casadio Strozzi 3. Indicare il makespan delle tre tecniche : I periodi sono considerati compresi gli estremi: il peri odo da 1 a 4 comprende 4 ore e finisce alla fine della IV ora. Per questo motivo il job succ essivo deve iniziare alla V ora. Per il calcolo del giorno di con segna basta aggiungere al la data di inizio produzione (04 /02/2022) l ’intero della divisione della fine produzione per ogni ordine (divisore5 , giorni lavorativi nella settimana ) moltiplicato per 7 ed aggiungere il resto della stessa d ivisione. Quindi, se ottengo 41 giorni per la produzione, devo aggiungere 8 x 7 + 1 = 57 giorni . Si noti che la produzione parte sempre dal giorno 1, quindi 04/02/2022, mentre il girono 03/02 /2022 corrisponde al giorno 0. 4. Quali job sono in ritardo con la tecnica FIFO? Ipotizzando di p ianificare da oggi (03/02/2022), considerando cinque gironi lavorativi la settimana e tempi di co nsegna nulli, gli ordini in ritardo sono l’Ordine 4 e l ’Ordine 2. 5. Volendo minimizzare il quantitativo ordinato andato in ritardo, indicare un possibile algoritmo Si potrebbe seguire l ’EDD, oppure dare priorità agli ordini con maggiore quantità, pianificando così Ordine 4, Ordine 5, Ordine 1, Ordine 2 ed Ordine 3. 6. Svolgendo i calcoli con tale algoritmo, quanti pezzi sono stati consegnati in ritardo? Ordine 3, finale, in ritardo. Quantità in ritardo complessivamente = 140 unità. Saturazione tot 89% da a da a da a da a da a Saturazione Reparto A 1 4 5 12 13 24 25 37 38 43 100% Reparto B 5 16 17 30 31 38 39 46 47 50 92% Data consegna: Saturazione tot 73% da a da a da a da a da a Saturazione Reparto A 1 6 7 19 20 27 28 39 40 43 100% Reparto B 7 10 20 27 28 41 42 49 50 61 75% Data consegna: Saturazione tot 71% da a da a da a da a da a Saturazione Reparto A 1 12 13 25 26 29 30 37 38 43 100% Reparto B 13 20 26 33 34 45 46 59 60 63 73% Data consegna: 03/03/2022 20/03/2022 07/04/2022 25/04/2022 01/05/2022 25/02/2022 17/03/2022 27/03/2022 08/04/2022 14/04/2022 17/02/2022 12/03/2022 01/04/2022 11/04/2022 29/04/2022 Algoritmo Johnson Ordine 2 Ordine 3 Ordine 4 Ordine 1 Ordine 5 FIFO Ordine 5 Ordine 1 Ordine 3 Ordine 4 Ordine 2 EDD Ordine 4 Ordine 1 Ordine 2 Ordine 3 Ordine 5 Saturazione tot 68% da a da a da a da a da a Saturazione Reparto A 1 12 13 18 19 31 32 35 36 43 100% Reparto B 13 20 21 24 32 39 40 51 52 65 71% Data consegna: 03/03/2022 07/03/2022 28/03/2022 15/04/2022 05/05/2022 Priorità alla quantità Ordine 4 Ordine 5 Ordine 1 Ordine 2 Ordine 3 Appello del 03 Febbraio 202 2 - Gestione dei Sistemi Produttivi e Logistica – Matteo Casadio Strozzi Esercizio n. 3 Dimensionare il numero di Kanban per il processo produttivo sintetizzato in tabella: DATI TECNICI E GESTIONALI Sigla U.M . A B C Domanda Annua centro a valle D pz 60.000 80.000 50.000 Resa qualitativa centro a valle R%CV % 90% 90% 90% Resa qualitativa R%CM % 100% 90% 95% Ritmo Standard di produzione RS pz/h 50 120 50 Tempo di setup TSU h 1 1,5 1 Capacità contenitore in pezzi CC pz 50 50 50 Tempo di trasporto contenitori TTC h 1 1 1 Cadenza trasporto contenitori CTC h 4 4 4 Tempo massimo di guasto MDT h 16 16 16 Giorni lavorativi gg 240 240 240 ore /turno h 7,5 7,5 7,5 Turni a giorno n 2 2 2 Disponibilità Macchinari A % 90% 90% 90% Indicare i dati richiesti: A B C 1. Tempo necessario alla produzione 1200 740 1053 2. Domanda annuale da considerare per la produzione 60.000 88.889 52.632 3. Numero di campagne produttive 70 per ABC (in sequenza) 4. Lead time minimo di produzione 21,1 21 21,1 5. Lead time massimo di produzione 51,9 58,8 54,2 6. Numero Kanban zona verde 18 23 15 7. Numero Kanban zona bianca 13 21 11 8. Numero Kanban zona rossa 9 12 8 Eventuali commenti: Arrotondamenti delle cifre (per la domanda in eccesso, ovviamente) sono consentiti. Appello del 03 Febbraio 202 2 - Gestione dei Sistemi Produttivi e Logistica – Matteo Casadio Strozzi DATI TECNICI E GESTIONALI Sigla U.M. A B C Domanda Annua centro a valle D pz 60.000 80.000 50.000 Resa qualitativa centro a valle R%CV % 90% 90% 90% Resa qualitativa R%CM % 100% 90% 95% Ritmo Standard di produzione RS pz/h 50 120 50 Tempo di setup TSU h 1 1,5 1 Capacità contenitore in pezzi CC pz 50 50 50 Tempo di trasporto contenitori TTC h 1 1 1 Cadenza trasporto contenitori CTC h 4 4 4 Tempo massimo di guasto MDT h 16 16 16 Tempo di trasporto contenitori in caso di preemption TTC PH h 1 1 1 Giorni lavorativi gg 240 240 240 ore /turno h 7,5 7,5 7,5 Turni a giorno n 2 2 2 Disponibilità Macchinari A % 90% 90% 90% Tempo Apertura impianto TAI h 3600 3600 3600 Tempo di produzione Lordo TPL h 3240 3240 3240 Domanda annua reale (considerando la difettosità di fase) DAR pz 60.000 88.889 52.632 Ore reali di produzione necessarie OPM h 1200 740,74074 1053 Ore disponibili di produzione ODM h Ore disponibili per set-up ODSU h Ore set-up campagna TSUC h Numero di campagne NCA # Pezzi per ogni campagna (Lotto Minimo) LM pz 851 1.261 747 Numero di Bin AREA VERDE CLM # 18 23 15 Lotto Minimo AREA VERDE LMR AV pz 900 1.150 750 Capacità bin (in ore di produzione) CCH h 1,00 0,46 1,05 Attesa massima in caso debba cambiare senza prehemtpion max attesa h 2,05 2,05 2,00 LT minimo di produzione LT Min h 21,1 21,0 21,1 Domanda orario centro a valle in pezzi buoni DHCV pz/h 20,6 27,4 17,1 Consumo a valle nel LT CVLT Min pz/h 434 577 361 Contenitori LT Minimo CLTMin # 9 12 8 Tempo di produzione del lotto TMPL h 18,0 10,6 15,8 Massima attesa di produzione MAX ATTESA 2 h 28,9 35,8 31,1 Lead time massimo di produzione LT Max h 51,9 58,8 54,2 Domanda orario centro a valle in pezzi buoni DHCV pz/h 20,6 27,4 17,1 Consumo a valle in LT CV LTMax pz/h 1068,6753 1611,8638 929,36865 Contenitori totali CLT Max # 22 33 19 Contenitori Zona Verde KANV # 18 23 15 Contenitori Zona Bianca KANB # 13 21 11 Contenitori Zona Rossa KANR # 9 12 8 TOTALI TOT KANBAN # 40 56 34 3240 247 3,5 70