Mechanical Engineering - Gestione dei Sistemi Produttivi e Logistica

Full exam

Appello del 14 Gennaio 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: XXXXXXXXXXXXXXX Cognome: YYYYYYYYYYYY Matricola: 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: • In qualsiasi progetto o compito, gli studenti devono dichiarare onestamente il proprio contributo e devono indicare chiaram ente le pa rti 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, g li studenti non possono accedere a fonti (libri, note, risorse online, ecc.) diverse da quelle esplicitamente consentite. • Durante un esame, gli studenti non possono comunicare con nessun altro, né chiedere suggerimenti. • In 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 accettare il codice Par te Teorica 1. Tempo necessario per coprire completamente la trasformazione di materie prime e componenti in prodotti finiti : [ X ] Lead Time [ ] Lean Time [ ] Process Time [ ] Takt Time 2. Che differenza c’è fra produzione continua e produzione a lotti? Fornire un esempio per tipo di produzione. La produzione continua si caratterizza per l ’output che viene ottenuto senza soluzione di continuità, come potrebbe essere la produz ione di energia elettrica, acqua, vetro, carta , piccoli particolari commerciali e c osì via. Le produzioni a lotti si caratterizzano per la distinzione degli elementi di base per la pianificazione produtti va (lotti), che cos ’ potrebbero anche presentare caratteristiche distinte. 3. Quale è la differenza fra produzione per processo e produzione per parti? Fornire un esempio per tipo di produzione. La produzione per p rocesso è tipicamente irreversibile: le materie prime ed i componenti non sono separabili dal prodotto finito. L a produzione di soluzioni chimiche, la produzione di particolari in gomma rientrano in questo tipo di gruppo. La produzione per parti prevede l ’assemblaggio di componenti per ottenere un insieme, permettendone il disassemblaggio non distruttivo. (Automotive). 4. Un si stema di produzione che preveda alta flessibilità dei processi produttivi, a costo di una notevole complessità di pianificazione con flussi intrecciati è tipicamente un: [ X ] Job Shop [ ] Cella di produzione [ ] Linea di assemblaggio [ ] MTO 5. Quali sono i vincoli determinati dall’MPS sull’MRP ? I vincoli importi dall ’MPS sull ’MRP riguardano le scelte di make or buy strategico (che l ’MRP non può modificare) la disponibilità delle risorse, il dimensionamento dei lotti, la definizione delle politiche di stock -out e di mantenimento a scorta. I dati che vengono forniti per la risoluzione di un esercizio di pianificazio ne indicano i vincoli dell ’MPS sull ’MRP. Appello del 14 Gennaio 202 2 - Gestione dei Sistemi Produttivi e Logistica – Matteo Casadio Strozzi 6. Quale è il fine della VSM e quali sono le quattro parti strutturali in cui viene organizzata? La VSM (Value Stream Map) è lo strumento con cui la Lean mappa i processi produttivi e non. I processi mappati vengono caratterizzati da i quattro elementi : - Flusso informativo - Flusso mappato o processo - Dati di processo - Linea dei tempi 7. Quali sono le attività tipiche di un magazzino? - Ricevimento : scarico merce, cotrollo, eventuale modifica UdC (ventilazione); - Movimentazione interna; - Stoccaggi o: assegnazione ed allocazione Ud C; - Allestimento ordini : pick & pack, consolidamento ordini, controlli finali, allestimento UdC per il carico; - Spedizione : raggruppamento per vettore, carico dei mezzi Inoltre esistono altre attività, sempre di magazzino che riguardano le personalizzazioni (VAS – Value Added Services), Assistenza post -vendita, Reverse logistics. Oltre a queste ogni ma gazzino dovrebbe prevedere attività di manutenzione ordinaria e strao rdinaria degli edifici, servizi di supporto e mezzi di produzione. 8. Qua ndo le scaffalature compattabili sono preferibili ad altri tipi di sistemi di stoccaggio ? Le scaffalature compat tabili sono tipiche di magazzini a bassissimo indice di rotazione, in cui è necessario avere un CUS molto alto. 9. Quale è la differenza fra routing trasversal, return e mid -return? Trasversal: i corridoi di picking vengono percorsi per la loro interezza Return: i corridoi di picking vengono percorsi fino all ’item da prelevare. Dopo di che l ’operatore torna all ’inizio del corridoio Mid -return: L ’operatore (oppure l ’algoritmo di ottimizzazione) decide se percorrere tutto il corridoio di picking (trasversal) oppure tornare indietro (return) in base alla posizione del codice da prelevare. Se il codice è oltre la metà del corridoio, si adotta la logica trasversal. 10. Immaginate di dover fare una spesa casuale in un supermercato. Quale tecnica di routing pensate sia migliore? Perché? In funzione di quale corridoio di divisione sto percorrendo , del posizionamento de i codici e del fatto che io porti con me o meno il carrello le logiche possono cambiare. Se porto con me il carrello e percorro il corridoio divisivo centrale, la migliore potrebbe essere la mid -return, alternativamente la return. Cambiando le ipotesi di comportamento, cambia (ovviamente) la soluzione. Appello del 14 Gennaio 202 2 - Gestione dei Sistemi Produttivi e Logistica – Matteo Casadio Strozzi Esercizio n. 1 A causa delle contingenze sanitarie, un aeroporto vi chiede di verificare il corretto dimensionamento delle risorse per lo scarico dei bagagli, in base ai nuovi parametri del traffico previsto. I dati conosciuti sono i seguenti: - numero di bagagli per velivolo: 260; - velocità del nastro trasportatore: 1 m/sec; - tempo massimo per l'esecuzione dello scarico: 20 minuti; - lunghezza media dei nastri trasportatori 850 m; - distanza dei bagagli sul nastro (media) 1 m; - dimensione considerata per ogni bagaglio: 1,5 m; - velocità dell'operatore nella stiva (lunghezza 35 m) : 3,6 km/h; - tempo fisso per le operazioni di movimentazione per singolo bagaglio: 8 sec; - orario di apertura per le operazioni di sbarco e consegna dei bagagli: dalle 05:00 alle 23:00. Considerando un traffico di 10.000 voli al mese (30 giorni), quale dovrebbe essere il numero di nastri trasportatori (caratterizzati da una affidabilità del 90%) , sapendo che ogni nastro viene fermato per 10 minuti prima di iniziare lo scarico ? 1. Calcolare quanto oggetti possono essere trasportati ogni ora dai nastri : P=Qv/d= (1 oggetto x 1 [m/sec ])/2,5 metri = 0,4 oggett i al secondo => 1.440 oggetti all ’ora 2. Calcolare il tempo necessario per il trasporto 850 metri vengono percorsi in 850 secondi => 14,17 minuti 3. Calcolare le ore giornaliere disponibili per il trasporto dei bagagli per ogni nastro Ogni attività per aeroplano prevede 10 minuti di set -up ogni 30 minuti > T trasporto = 18 h /30 x 20 = 12h 4. Calcolare il tempo di picking dei bagagli all’interno della stiva T picking= 43 sec 5. Calcolare il tempo necessario (minuti) per svuotare la stiva di un aereo T tot = 43 sec x 260 bagagli = 186 minut i circa 6. Calcolare il numero d egli operatori necessari per svuotare la stiva di un aereo Numero operatori = 186 / 20 = 9,3 => 10 7. Calcolare le ore disponibili al mese per l’attività di scarico dei bagagli, considerando l’affidabilità dei nastr i H disponibili = 30 gg/mese x 12 h/giorno x 90% = 324 h 8. Calcolare il numero totale di bagagli da smistare nel mese Totale bagagli = 10.000 voli x 260 bagagli / volo = 2.600.000 bagagli 9. Calcolare il numero di nastri necessari Og ni nastro può servire = 324 h /mese x 1440 bagagli/h = 466.560 bagagli /mese Nastri = 2.600.000 / 466.560 = 5,57  6 nastri 10. Quale è l’affidabilità minima necessaria, dato il numero di nastri considerato? Ore necessarie = 2.600.000 / 1.440 = 1805,6 ore Ore disponibii = 6 x 360 = 2160 Affidabilità minima = 1805,6 / 2160 = 83,59% Eventuali commenti: Calcolo T picking= 43 sec T tot = Tfo + T pick = 8 sec + (35/2*2)/1 [m/sec ] = 43 sec Appello del 14 Gennaio 202 2 - Gestione dei Sistemi Produttivi e Logistica – Matteo Casadio Strozzi Esercizio n. 2 Confrontare una pianificazione chase ed una pianificazione levelled di una produzione con la domanda seguente (valori per periodo ): 1450, 1350, 1460, 1530, 1480 . Si sappia che: - La capacità produttiva dei tre turni è: 1000 pezzi turno 1, 750 pezzi turno 2, 500 pezzi turno 3. La lottizzazione viene arrotondata a multipli di 50 unità; - Il magazzino ha una capacità massima di 500 pezzi; - Ogni turno dura otto ore. Ogni turno conta due addetti del costo base di 36.000€ annui, il turno II e III hanno maggiorazioni di costo della mano dopera, rispettivamente, del 15% e del 20%; - Ogni turno, ove selezionato, va utilizzato per l'intero periodo (la capacità produttiva di ogni turno non è frazionabile); - Ogni set -up richiede il consumo di 560€ di materiale, la perdita di 120 € di particol ari in avviamento, 5 ore di personale esterno per la calibratura delle presse (50 euro all'ora) e l'affiancamento del personale di produzione per tutto il tempo del set -up; - Per calcolare il costo del prodotto si conoscono altri dati per unità prodotta: M aterie Prime (45 €), consumo energetico (5€), MdO interna (10 €), Supervisione diretta (4 €) e Ribaltamento costi generali e di periodo (23€) - Il prezzo di vendita è pari a 150€, ma le scorte eccedenti vengono cedute a rivenditori con uno sconto del 60% - Gli addetti ed i supervisori sono assunti con contratto a tempo indeterminato; - Il costo della produzione viene calcolato partendo dal costo del prodotto, cui viene aggiunto il 10% nel caso venga prodotto al turno I e il 20% nel caso venga prodotto al tu rno II; Il costo di mantenimento a scort a è del 15% 1. Calcolare il costo di SET -UP CSU=930,00€= Materiale + avviamento + personale esterno 2. Indicare il co sto d el prodotto CP= 50 € = MP + Energia (Soluzioni alternative, se giustificate, sono state considerate coerenti) 3. Calcolare il costo di mantenimento a scorte per periodo per il singolo pezzo CM = CP x i% / 12 = 0,63% 4. Calcolare la quantità prodotta per periodo in modalità levelled Lev = Dtot / 5 = 7270/5 = 1454, da arrotondare a 1500 5. Indicare il costo (mancato margine) per la vendita delle scorte eccedenti nel piano chase Il piano chase ha scorte eccedenti nei periodi 2 e 5 (rispettivamente di 200 e 30 unità). 20.700€ date dalla perdita di 90€ per ogni particolare venduto come eccedente 6. Indicare il costo (mancato margine) per la vendita delle scorte eccedenti nel piano levelled Il piano levelled presenta scorte eccedent i pari a: 0, 200, 290, 220, 270, totali zzando così 88.200€ di perdita 7. Calcolare il costo di mantenimento a scorte del piano chase Le scorte ad inizio periodo per il piano C hase sono: 0, 300, 500, 40, 260. Costo totale= 1.000€ 8. Calcolare il costo di mantenimento a scorta del pian o levelled Le scorte ad inizio periodo: 0, 300, 500, 500, 500. Costo totale= 1437,50 € 9. Calcolare il costo complessivo del piano chase Vanno considerati anche i turni di produzione – circa 445.000€ 10. Calcolare il costo complessivo del piano levelled Vanno considerati anche i turni di produzione – circa 555.000 € 11. Quali considerazioni possono essere fatte sulla soluzione? Il piano levelled bilancia uno sforzo produttivo costante con le scorte. Fissando un tetto massimo alle scorte, il piano levelled viene penalizzato: deve così produrre in maniera sblianciata rispetto a quanto calcolato come media di consumo. Appello del 14 Gennaio 202 2 - Gestione dei Sistemi Produttivi e Logistica – Matteo Casadio Strozzi Esercizio n. 3 Un magazzino di stoccaggio ha un fronte di carico (distribuito lungo tutta la dimensione con diverse banchine per il carico e lo scarico) di 60 metri ed una profondità di 68 metri, occupata per 6 metri dall'area operativa di carico e scarico. Il magazzino è alto 14 metri (sottotrave). Si consideri un modulo con quattro pal let affiancati, un corridoio di 2,8 metri (per movimentazione con carrello) e le strutture e gli spazi operativi tutti di 0,2 m. I carrelli sono di nuova generazione e raggiungono una altezza di 12 metri. Esistono due corridoi (uno a metà profondità ed il secondo alla fine) per il passaggio dei carrelli, che sono profondi 3 metri. I pallet vengono stoccato con un'altezza di 1,6 m. I carrelli si muovono a 7,2 km/h e le forche hanno una velocotà di 1 m/s da vuote e 0,5 m/s se cariche. Ogni missione di pickin g ha un tempo fisso da considerare pari a 20 secondi. I carrelli sono disponibili per l'80% del tempo. Il magazzino è aperto 24 ore al giorno per sei giorni lavorativi alla settimana. La saturazione massima consentita è pari al 94 %. Missioni giornal iere 13000 1. Calcolare il numero di livelli per modulo Altezza UdC = pallet + spazio operativo + traversa = 1,6 + 0,2 + 0,2 = 2 m > H mag / h UdC = 7 livelli. 2. Calcolare il numero di livelli utilizzabili Transpallet arriva a 12 metri, quindi può servire fino all ’ultimo livello. 6 livelli + terra. => 7 livelli. 3. Calcolare l’area del modulo Area modulo = 24,64 m2 4. Calcolare il numero di moduli in profondità che possono essere considerati Profondità disponibile: Pdisp = 68 m – 6 m – 2 x 3 m= 56 m Quindi 56/4,4 = 12,73 quindi 12 5. Calcolare il CUS del magazzino totale Moduli lungo il fronte di carico = 10 per 120 moduli totali, per 6720 pallet. CUS = 1,647 pallet / m 2 6. Calcolare la distanza media percorsa per una missione di stoccaggio Essendo il fronte di carico distribuito, la misura è = 2 x (( 68 -6)/2 + 60/3)= 102m 7. Calcolare il tempo per missione T ciclo = 87 sec 8. Calcolare il numero di missioni espletate per ogni carrello Missioni = 794 per ogni carrello 9. Calcolare il numero di carrelli necessari N carrelli = 13.000/794 = 16,3 >> 17 carrelli (si può calcolare il numero dei carrelli usan do il tempo) 10. Calcolare la saturazione media delle risorse 17 carrelli  96%, 18 carrelli  91% Mostrare i calcoli svolti per i tempi di picking: Area modulo: - Larghezza modulo = 2x ( spazio operativo + pallet ) + corridoio = 2 x (0,2 /2 + 1,2) + 2,8 = 5,4 m - Profondità modulo = 4 x pallet + 5 x spazio + 2 x montante /2 = 4x0,8+5x0,2+2x0,2/2= 4,4 m - Area modulo = 24,64 m 2 Tempi di picking: - Tempo fisso = 20 sec - Tempo spostamento = 102 m / 2 [m/sec] = 51 sec - Tempo prelevamento = ( 2 x (7 -1) x 2 metri /2 )/velocità media delle forche = 12 m / 0,75 [m/sec ] = 16 sec - T tot = 20 + 51 + 16 = 87 sec Velocità media delle forche = (1 + 1 + 0,5 + 0,5 ) /4 = 0,75 [m/ sec]