34431 - SISTEMI DI PRODUZIONE AVANZATI M

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2018/2019

Conoscenze e abilità da conseguire

Automazione logistica dei flussi fisici ed in particolare dei flussi informativi come strumento di integrazione operativa dei sistemi di produzione, movimentazione, stoccaggio e distribuzione dell’industria e del terziario al fine di ottenere prodotti e/o servizi di elevata qualità e di costo contenuto con ridotti tempi di risposta al cliente: criteri di scelta, progettazione e gestione.

Programma/Contenuti

Il presente corso ha lo scopo di fornire elementi innovativi ed avanzati, in ottica di LEAN MANUFACTURING SYSTEM, di LEAN SUPPLY CHAIN e di Industry 4.0, per la progettazione di un sistema di produzione e di tutto ciò che concerne la gestione del sistema produttivo stesso, in termini di approvvigionamento, di gestione delle scorte e di logistica distributiva. Lo sviluppo completo di un caso aziendale che tocchi tutti gli aspetti sopra citati e l’introduzione di strumenti software funzionali alle analisi e alla progettazione permettono di valutare l’applicazione ad un contesto reale degli aspetti teorici analizzati.

Prerequisiti/Propedeuticità consigliate:

L'allievo che accede a questo insegnamento conosce le nozioni fondamentali di Impianti Industriali e di Logistica Industriale e padroneggia le principali terminologie di un sistema produttivo e della supply chain.

Tali conoscenze sono acquisite di norma superando l'esame di Impianti Industriali T AB e Logistica Industriale T AB.

Inoltre padroneggia l'utilizzo del calcolatore e dei principali pacchetti Office (i.e. Excel).

Tutte le lezioni saranno tenute in italiano. Quindi è necessaria la comprensione della lingua italiana per seguire con profitto il corso e per poter utilizzare il materiale didattico fornito.

Programma:

MODULO 1

INTRODUZIONE ALLA LEAN MANUFACTURING E ALLA LEAN SUPPLY CHAIN (5h)

Lean Manufacturing Systems e Cell Design: la nascita e l'evoluzione della lean manufacturing; il cambiamento culturale. Il Toyota Production System (TPS). Gli strumenti della lean production; I dieci steps della lean production: 1. re-engineer the manufacturing system; 2. setup reduction; 3. integrate the quality control into the system; 4. integrate preventive maintenance; 5. level, balance, sequence, synchronize; 6. production control; 7. reduce WIP; 8. integrated suppliers; 9. autonomation; 10. CIM.

Il World Class Manufacturing: i dieci pilastri tecnici e manageriali.

Introduzione e principi dell'Industry 4.0.

PROGETTAZIONE DI SISTEMI DI PRODUZIONE AVANZATI IN OTTICA LEAN (45 h)

Lo sviluppo completo della progettazione di un sistema di produzione: dallo studio di fattibilità al progetto esecutivo: analisi di un caso aziendale articolato nelle diverse fasi:

  • CELLULAR MANUFACTURING: Sistemi di ausilio al cellular manufacturing (CM) nella progettazione di sistemi di produzione avanzati. Metodi di clustering per la Group Technology e il CM. Matrice di incidenza. Diagonalizzazione matrice di incidenza: flussi intercellulari, flussi intracellulari ed eccezioni. Indici di similarità per il clustering: (Jaccard, Simple Matching) Relative Matching, Yule, Hamman, Baroni Urbani, Sorenson, Rogers and Tanimoto. Coefficienti di similarità tipo Problem Oriented: indice di Gupta-Seifoddini. Algoritmi gerarchici per il CM: (Clink, Slink) UPGMA. Il dendogramma. Valore di taglio; taglio in base al percentile del numero di aggregazioni. Raggruppamento di parti/prodotti. Indici di performance per il cell formation problem: problem density, inside cells density, outside cells density, REC, RE, EE, Grouping Efficency, Grouping Efficiency con Quality Index. Esemplificazioni numeriche e applicazione al caso. Modello di cellular manufacturing con ridondanza delle macchine. Piattaforma software per il cellular manufacturing (Cluster Calculator) (18h)
  • La riconfigurabilità delle celle in ottica Industry 4.0: caratteristiche generali; approccio per la formazione di famiglie di prodotti nei sistemi produttivi riconfigurabili; modello di Galan: modularity, commonality, reusability, product demand. (4h)

  • LIVELLAMENTO DELLA PRODUZIONE. Livellamento di mix produttivo e di volume. Esemplificazioni (3h)

  • Progettazione e dimensionamento delle risorse (4h)
  • Progettazione del Layout aziendale con l’ausilio di strumenti informatici. Il software LRP. Strategie di inserimento dei reparti nel layout. Metodi di definizione della sequenza di inserimento dei reparti (metodo del rapporto pesato, metodo del massimo flusso totale, metodo del massimo flusso puntuale). Esemplificazioni. Applicazione al caso (3h)
  • Analisi dei flussi di materiale e progettazione dei sistemi di trasporto interni (flotta di carrelli). Il software LFAS. Definizione degli input e degli output di un sistema di material handling (dal punto di vista del prodotto e del veicolo); Indice di saturazione della aree; Indice di flusso; Indice di traffico. Esemplificazioni e applicazione al caso (8h)
  • Progettazione degli impianti di servizio (impianto di cogenerazione energia termica e elettrica) e applicazione al caso (3h)
  • Valutazione economica del progetto e incidenza sul prezzo del prodotto finito (2h).

LEAN SUPPLY CHAIN (10 h)

Sistemi logistici avanzati per la gestione della scorte: strategie per la gestione integrata delle scorte nella catena logistica. Il modello del lotto economico congiunto: confronto con il modello classico del lotto disgiunto (“make” e “buy”), impostazione e definizioni delle voci di costo da considerare. Caso delle spedizioni (o trasferimenti) a quantità costante (modello di Lu). Caso delle spedizioni (o trasferimenti) a quantità variabile (modello di Goyal e modello di Hill). Esemplificazioni. Cenni ad altre forme di collaborazione tra venditore e fornitore e relative potenzialità (collaborative planning, Supplier Managed Inventory - SMI). Il modello del conto deposito o “consignment stock”: modalità, condizioni applicative e principali vantaggi rispetto al caso del lotto economico congiunto. Impostazione e definizioni delle voci di costo da considerare. Esemplificazioni. Valutazione dei costi aggiuntivi di stock out e di giacenza nel caso di domanda stocastica.

MODULO 2

L'EVOLUZIONE DA LOGICA PUSH A LOGICA PULL (18 h)

I 5 principi della lean manufacturing; IMPLEMENTAZIONE DELLE LINEE A FLUSSO CONTINUO. La mappatura del flusso del valore (VALUE STREAM MAPPING): le linee guida per la realizzazione; lo stato corrente e lo stato futuro; il takt time, la produzione a flusso, il supermarket pull system, la FIFO lane (CONWIP), il pacemaker, il load leveling box: livellamento di mix e di volume, il pitch. Esempi applicativi (Il caso ACME, il caso TWI Industries).

LOGISTICA DISTRIBUTIVA (8 h)

La distribuzione snella per il pull. Definizione e gestione di una rete logistica. Decisioni di lungo termine, di medio termine, di breve termine. Modello decisionale e strumenti di supporto. Strategie di distribuzione e classificazione delle reti distributive: caratteristiche, vantaggi e svantaggi delle configurazioni principali (consegna diretta al cliente (direct shipment); consegna effettuata da azienda di trasporto; distribuzione tramite magazzino intermedio; pick-up point). Modelli di progettazione e gestione di un network distributivo multilivello. Impostazione del Location Allocation Problem (LAP): definizione dei parametri e delle variabili, della funzione obiettivo, dei vincoli del problema. Criticità dei modelli LAP. Modello consegna diretta monoprodotto-monoperiodo con domanda frazionata e non frazionata. Modello monoprodotto-monoperiodo multilivello. Esemplificazioni ed esercitazione sulla modellizzazione di una rete logistica. Il risolutore Excel.

PROVA DI GRUPPO (4h)

Esercitazione di gruppo Logistic Game 

 

 

Testi/Bibliografia

Materiale necessario per la preparazione dell'esame:

- dispense redatte dalla docente e pubblicate su AMS Campus e sulla piattaforma Insegnamenti Online

- esercitazioni in preparazione alla prova d'esame redatte e pubblicate su AMS Campus e sulla piattaforma Insegnamenti Online

-capitoli di libro e articoli:

J.T. BLACK, S.L. HUNTER, “Lean Manufacturing Systems and Cell Design”, SME-Society of Manufacturing Engineers, 2003 - capitoli 1 e 2

M.ROTHER, J. SHOOK, “Learning to See-value stream mapping to add value and eliminate muda”, The lean enterprise institute, Massachusetts (USA), 1999

M.BORTOLINI, R.MANZINI, R.ACCORSI, C.MORA, “An Hybrid procedure for machine duplication in cellular manufacturing system” (2011) International Journal of Advanced Manufacturing Technology.

R. GALAN, J. RACERO, I. EGUIA and J.M. GARCIA, A sistematic approach for product families formation in reconfigurable manufacturing systems" (2007), Robotics and Computer-Integrated manufacturing, vol. 23 (5), pp. 489-502.

 

Testi e articoli consigliati per approfondimento su alcune parti del programma:

- propedeutici:

A.PARESCHI, E.FERRARI, A.PERSONA, A.REGATTIERI, “Logistica Integrata e Flessibile”, Ed.Esculapio, 2002;

PARESCHI A., “Impianti industriali”, Progetto Leonardo, Soc. Editrice Esculapio, Bologna, 1994.

GRANDO A., “Logistica e produzione”, UTET, Milano, 1996.

DEL MAR D., “Operations and industrial management”, McGraw-Hill, 1985.

TERSINE R.J., “Production/operations management”, North Holland, New York, 1985.

MORTIMER J., “Logistics in manufacturing”, Ed. IFS Ltd, UK/Springer Verlag, 1988.

LAMBERT D., STOCK J., “Strategic Logistics Management”, McGraw-Hill, 2001

BOARIO M., DE MARTINI M., DI MEO E., GROS-PIETRO G.M., “Manuale di Logistica”, UTET, Torino, 1992, Voll. 1-2-3.

FERROZZI C., SHAPIRO R.D., HESKETT J.L., “Logistica e strategia”, 1-2, ISEDI, 1993, Torino.

BOWERSOX D.J., “Logistica, strategia e integrazione in azienda”, Tecniche Nuove,1989, Milano.

TOMPKINS J.A., WHITE J.A., BOZER Y.A., TANCHOCO J.M.A., “Facilities Planning”, John Wiley & Sons, Inc., 2003.

HARTLEY J., “FMS at work”, IFS (Publications) Ltd., Bedford (UK), 1984.

WARNECKE H.J., STEINHILPER R., “Sistemi flessibili di produzione”, Edizioni Tecniche Nuove, Milano, 1987.

- di approfondimento

J.T. BLACK, S.L. HUNTER, “Lean Manufacturing Systems and Cell Design”, SME-Society of Manufacturing Engineers, 2003.

J.P.WOMACK, D.T.JONES, “Lean Thinking. Come creare valore e bandire gli sprechi”, Edizione Guerini e Associati spa, 1997.

J.P.WOMACK, D.T.JONES, D. Roos, “La macchina che ha cambiato il mondo”, Macmillan Publishing Company (USA), 1990.

M.ROTHER, J. SHOOK, “Learning to See-value stream mapping to add value and eliminate muda”, The lean enterprise institute, Massachusetts (USA), 1999

R.HARRIS, C.HARRIS, E.WILSON, “Making Materials Flow”, The lean enterprise institute, Massachusetts (USA), 1999

M.ROTHER,, R.HARRIS, “Creating Continuous Flow”, The lean enterprise institute, Massachusetts (USA), 1999

A.SMALLEY, “Creating Level Pull”, The lean enterprise institute, Massachusetts (USA), 1999

J.BICHENO, A. PORTIOLI STAUDACHER, “Metodologie e tecniche per la lean”, Pitagora editrice, Bologna, 2009.

R.MANZINI, A. PERSONA, A. REGATTIERI, “Framework for designing and controlling a multi-cellular flexible manufacturing system” (2006) International Journal of Services and Operations Management (ISSN: 1744-2370), vol. 2, No. 1, pp. 1-21.

R.MANZINI, M.GAMBERI, A.PERSONA, A. REGATTIERI, “Framework for designing a flexible cellular assembly system” (2004) - International Journal of Production Research (ISSN: 0020-7543), vol. 42, No.17, pp. 3505-3528.

T. GUPTA and H.I. SEIFFODINI "Production data based similarity coefficient for machine-component grouping decisions in the design of a cellular manufacturing system" (1990) International Journal of Production Research, vol 28, Issue 7, pp. 1247-1269.

M.BORTOLINI, R.MANZINI, R.ACCORSI, C.MORA, “An Hybrid procedure for machine duplication in cellular manufacturing system” (2011) International Journal of Advanced Manufacturing Technology.

Z.M.BI, S.Y.LANG, W. SHEN and L. WANG, " Reconfigurable manufacturing systems: the state of the art" (2008), International Jourmal of Production Research, vol. 46 (4), pp.967-992.

R. GALAN, J. RACERO, I. EGUIA and J.M. GARCIA, A sistematic approach for product families formation in reconfigurable manufacturing systems" (2007), Robotics and Computer-Integrated manufacturing, vol. 23 (5), pp. 489-502.

HILL R.M., “The single-vendor single-buyer integrated production-inventory model with a generalised policy”, European Journal of Operational Research (1997) vol. 97, pp. 493-499.

BRAGLIA M., ZAVANELLA L., “Modelling an industrial strategy for inventory management in supply chains: the ‘Consignment Stock’ case”, International Journal of Production Research, 2003, vol. 41, no. 16, 3793–3808.

R.MANZINI, A. CASSARINI, A. PARESCHI, A. REGATTIERI “Progettazione e gestione di un network distributivo multilivello”, XXXI Convegno Nazionale ANIMP/OICE/UAMI. 2004, Monastier di Treviso (ISBN: 88-88198-05-9).

MANZINI R., BINDI F., PINI S., “Distribuzione. La rete della ceramica”, Logistica, Settembre 2008.

Altri testi di consultazione per eventuali approfondimenti:

CHASE R.B., JACOBS F.R., AQUILANO N.J., GRANDO A., SIANESI A., “Operations Management nella Produzione e nei Servizi”, McGraw-Hill, Milano, 2004.

GARETTI M., TAISCH M., “Sistemi di produzione automatizzati”, Ed. C.U.S.L., Milano, 1997.

HURRION R.D., “Simulation: applications in manufacturing”, Springer-Verlag, Berlin, 1986.

CAVALIERI S., PINTO R., “Orientare al successo la supply chain. Strategie, processi e tecniche per gestire la complessità della rete logistica”, ISEDI, 2007.

Metodi didattici

Il corso è composto da:

  • lezioni frontali teoriche ed esercitazioni applicative.
  • Seminari, testimonianze aziendali con case studies di successo ed eventuali visite aziendali.
  • Logistics Game svolto in gruppi mediante il supporto di software/documentazione fornita dalla docente

La frequenza del corso non è obbligatoria, tuttavia risulta particolarmente importante per una migliore comprensione degli argomenti e della modalità di svolgimento delle esercitazioni.

Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso un esame finale che accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite lo svolgimento di una prova scritta della durata di 2,5 ore senza l'aiuto di appunti o libri. E' possibile l'utilizzo di calcolatrice non programmabile.

La prova scritta consiste di norma di 4 quesiti di cui 2 domande di teoria e 2 esercizi (con un quesito facoltativo). Il superamento dell'esame richiede la sufficienza di tutti e 4 i quesiti.

Il voto finale viene definito dalla media dei voti di ogni quesito. A questo si potrà aggiungere un punteggio pari a 2 punti per il gruppo primo classificato al Logistic Game o progetto di gruppo e 1 punto per i secondi e terzi classificati.

La lode viene assegnata in caso di totale correttezza ed eccellenza nello svolgimento di tutti i quesiti (compresa la parte facoltativa degli esercizi) o in caso di voto 30/30 alla prova scritta e bonus del Logistic Game.

Il superamento dell'esame sarà, inoltre, garantito agli studenti che dimostreranno padronanza e capacità operativa in relazione ai concetti chiave illustrati nell'insegnamento. Un punteggio più elevato sarà attribuito agli studenti che dimostreranno di aver compreso e di essere capaci di utilizzare tutti i contenuti dell'insegnamento, attraverso la capacità di relazionare in modo tecnico sui contenuti teorici e di risolvere in modo brillante problemi numerici anche complessi. I quesiti facoltativi permettono di testare la capacità dello studente in tal senso.

Il mancato superamento dell'esame potrà essere dovuto all'insufficiente conoscenza dei concetti chiave, alla mancata padronanza del linguaggio tecnico, alla insufficiente capacità di risoluzione di problemi complessi ne tempo a disposizione.

Gli studenti devono iscriversi alla lista d'esame mediante Alma Esami.

 

 

Strumenti a supporto della didattica

Nell'ambito delle lezioni saranno inseriti seminari specifici di approfondimento sugli argomenti trattati, anche attraverso la presentazione di software di supporto alla trattazione teorica. Verranno inoltre proposte ed inserite una o due testimonianze aziendali inerenti gli argomenti del corso, nonchè una visita aziendale presso uno stabilimento produttivo (non obbligatoria).

Materiale a supporto della didattica e dello studio:

- dispense redatte dalla docente e pubblicate sulla piattaforma Insegnamenti Online

- esercitazioni in preparazione alla prova d'esame redatte e pubblicate sulla piattaforma Insegnamenti Online

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Cristina Mora