Controllo del carico di produzione: quando rilasciare gli ordini

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La macchina di taglio ha capacità libera, quindi si manda in produzione un altro ordine. Il taglio termina nei tempi previsti. Poi, però, i pezzi si aggiungono a una coda sempre più lunga in attesa delle lavorazioni meccaniche, insieme a ordini che dovrebbero già passare all’assemblaggio.

Iniziare prima ha aumentato il lavoro in reparto senza avvicinare la consegna al cliente.

Il controllo del carico di produzione affronta questo problema prima che un altro ordine entri in reparto. Anziché rilasciare tutti gli ordini pronti, si valuta il carico che ciascuno aggiungerà lungo il proprio ciclo di lavorazione. È un approccio particolarmente utile nella produzione su commessa, dove due ordini apparentemente simili possono impegnare le risorse produttive condivise in modo molto diverso.

Decidere il rilascio è solo metà del lavoro. Per gli ordini ammessi in produzione occorre ancora coordinare la sequenza delle operazioni sulle risorse produttive coinvolte. SkyPlanner APS li integra in un unico programma di produzione, riducendo il lavoro necessario per raccordare l’elenco degli ordini rilasciati con le code delle singole macchine e rendendo più chiare le conseguenze sulle consegne.

Che cos’è il controllo del carico di produzione?

Il controllo del carico di produzione (WLC) è un approccio alla pianificazione e al controllo della produzione che regola l’ingresso del lavoro in produzione in base al carico delle risorse produttive. Nel rilascio degli ordini basato sul carico, gli ordini restano in attesa fuori dal reparto finché una regola di rilascio non ne autorizza l’ingresso in produzione. Le soglie di carico dei centri di lavoro contribuiscono a determinare quali ordini possono essere rilasciati.

L’obiettivo è controllare il lavoro in corso (WIP), cioè il lavoro già rilasciato ma non ancora completato. Un centro di lavoro può essere una singola macchina oppure un gruppo di risorse produttive adeguatamente intercambiabili. Il suo carico è il lavoro che gli è assegnato, spesso espresso in ore di lavorazione stimate. La sua capacità indica quanto lavoro è in grado di svolgere. La soglia di carico è un limite usato dalla politica di rilascio, non un altro nome per la capacità disponibile.

Il WLC è particolarmente utile quando i prodotti hanno cicli e tempi di lavorazione diversi, come nelle lavorazioni meccaniche su commessa, nella carpenteria e in altri job shop con un’elevata varietà produttiva. Il solo numero di ordini dice poco su questa varietà. Un ordine può richiedere un breve passaggio al taglio e molte ore di lavorazione meccanica; un altro può saltare del tutto le lavorazioni meccaniche.

Nella sua accezione più ampia, il WLC può supportare anche la gestione delle richieste di offerta e le decisioni sulle date di consegna. Qui ci concentriamo sulla domanda quotidiana legata al rilascio: quali ordini in attesa devono entrare in produzione adesso?

Guardare oltre la coda alla prima macchina

La coda visibile davanti a una macchina non mostra tutto il lavoro in arrivo. Gli ordini già rilasciati possono trovarsi ancora a monte, in attesa delle operazioni precedenti o già in lavorazione. In seguito si contenderanno la stessa capacità a valle.

Per controllare il rilascio occorre distinguere tra:

• Carico diretto: lavoro già presente al centro di lavoro, in attesa o in lavorazione.
• Carico indiretto: lavoro relativo a ordini già rilasciati, ancora a monte ma destinato a passare per quel centro di lavoro.
• Carico degli ordini in attesa di rilascio: lavoro relativo a ordini non ancora rilasciati. Quando si valuta il rilascio di un ordine, il suo carico diventa un possibile incremento da verificare.

Supponiamo che questa mattina il centro di lavorazione meccanica sembri poco impegnato, ma che domani vi arriveranno diversi ordini di carpenteria già rilasciati. Riempire la carpenteria con altri ordini destinati alle lavorazioni meccaniche significa ignorare quel carico in arrivo. Al contrario, un ordine in attesa che non prevede lavorazioni meccaniche potrebbe essere un buon candidato al rilascio.

È questo il valore di un controllo basato sui cicli di lavorazione: distingue gli ordini che alimentano una coda in crescita da quelli che seguono un percorso diverso. «C’è spazio per iniziare» diventa «c’è margine per il carico di questo ordine nei centri di lavoro controllati che dovrà attraversare».

Definire il calcolo del carico prima di fissare il limite

Il WLC è una famiglia di approcci, non una formula universale. I metodi di rilascio differiscono per il modo in cui contabilizzano il lavoro a valle, per il momento in cui riesaminano gli ordini in attesa e per come intervengono quando un centro di lavoro sta per esaurire il lavoro disponibile.

Uno dei metodi documentati utilizza il carico aggregato corretto. Ogni operazione contribuisce con il proprio tempo di lavorazione stimato diviso per la posizione che occupa nel ciclo di lavorazione originale dell’ordine. La prima operazione contribuisce con l’intero tempo, la seconda con la metà e la terza con un terzo. Il contributo così assegnato resta nel carico del centro di lavoro corrispondente fino al completamento dell’operazione.

La correzione distingue il lavoro già presente su una risorsa produttiva da quello che, dopo il rilascio, trascorrerà parte del tempo nelle fasi a monte. È una convenzione per contabilizzare il carico, non una riduzione del tempo di lavorazione che la macchina dovrà effettivamente dedicare all’operazione.

Le convenzioni non vanno mescolate. Con questo metodo, una seconda operazione della durata di sei ore contribuisce con tre ore di carico corretto, ma nel programma di produzione richiede comunque sei ore di lavorazione. Una soglia calibrata sul carico corretto non può essere semplicemente riutilizzata con un registro che conteggia per intero il tempo di ogni operazione a valle.

Prima di applicare un limite di rilascio, occorre mettere per iscritto l’unità di misura del carico, le operazioni che vi contribuiscono, il calcolo dei loro contributi e l’evento di completamento che elimina ciascun contributo. Queste definizioni rendono la decisione ripetibile tra pianificatori e turni diversi.

Decidere il rilascio in base al carico, passo dopo passo

Immaginiamo un ordine in attesa di rilascio con questo ciclo di lavorazione: due ore di taglio, sei ore di lavorazione meccanica e tre ore di assemblaggio. Applicando la convenzione del carico aggregato corretto appena descritta, i contributi sono rispettivamente di due, tre e un’ora di carico.

Supponiamo che il registro dei carichi attuali e le soglie definite in azienda siano quelli riportati di seguito. Questi numeri servono a illustrare la decisione, non sono valori di soglia consigliati.

Centro di lavoro controllato	Carico corretto attuale	Contributo dell’ordine da valutare	Carico in caso di rilascio	Soglia di carico
Taglio	5	2	7	8
Lavorazioni meccaniche	8	3	11	10
Assemblaggio	4	1	5	6

Taglio e assemblaggio restano entro le rispettive soglie. Il carico delle lavorazioni meccaniche, invece, supera la propria soglia. Se la regola richiede che ogni centro di lavoro controllato lungo il ciclo resti entro la propria soglia, l’ordine rimane in attesa di rilascio. La disponibilità della macchina di taglio non annulla il limite delle lavorazioni meccaniche.

Al riesame successivo, supponiamo che il completamento di alcune lavorazioni meccaniche abbia eliminato dal registro due ore di carico corretto. In assenza di altre variazioni, il carico attuale delle lavorazioni meccaniche è ora di sei ore; aggiungendo le tre dell’ordine da valutare si arriva a nove. L’ordine supera quindi tutte e tre le verifiche.

Una procedura pratica di rilascio periodico segue questa logica:

1. Aggiornare il carico attuale. Sottrarre i contributi assegnati alle operazioni completate e allineare il registro alle modifiche degli ordini già rilasciati.

2. Ordinare per priorità gli ordini in attesa idonei al rilascio. Dopo aver verificato che siano pronti, applicare una regola concordata, ad esempio la data di consegna o la data di rilascio pianificata.

3. Verificare il ciclo di lavorazione dell’ordine successivo. Aggiungere al registro attuale i contributi previsti per l’ordine e confrontare i carichi risultanti con le rispettive soglie.

4. Registrare solo i rilasci approvati. Aggiungere al registro i contributi dell’ordine. Se l’ordine non supera la verifica, mantenerlo tra quelli in attesa senza lasciare nel registro il carico ipotizzato.

5. Proseguire con gli altri ordini candidati al rilascio. Ogni verifica successiva deve utilizzare il registro aggiornato con i rilasci già approvati.

Quest’ultimo dettaglio è importante. Due ordini, valutati singolarmente rispetto al carico di inizio giornata, possono entrambi rispettare le soglie, ma superarne una se rilasciati insieme. Inoltre, un ordine respinto non deve necessariamente bloccare tutti i rilasci: un ordine con un altro ciclo di lavorazione potrebbe rientrare nei limiti, a seconda della regola scelta per selezionare gli ordini in attesa.

Quando un’operazione termina, sottrarre dal carico del relativo centro di lavoro il contributo che le era stato assegnato. Il completamento della prima operazione non giustifica la rimozione del carico dell’intero ordine da tutti i centri successivi.

Scegliere una frequenza di rilascio che tuteli il flusso produttivo

Il rilascio periodico prevede la valutazione degli ordini candidati a intervalli prestabiliti. Il rilascio continuo interviene invece al verificarsi di condizioni di carico definite. Alcuni metodi WLC combinano i due approcci: una decisione periodica bilancia i carichi, mentre una regola integrativa interviene quando un centro di lavoro resta senza lavoro da eseguire.

Una coda vuota dovrebbe quindi far scattare la procedura concordata, non un’indicazione informale di rilasciare qualsiasi ordine disponibile. La regola per evitare la mancanza di lavoro deve specificare quale ordine può entrare in produzione e come registrarne il carico. In caso contrario, le eccezioni possono gradualmente vanificare il controllo.

Lo stesso rigore vale per gli ordini urgenti. Occorre mantenere visibili sia il tempo di attesa prima del rilascio sia il rischio di ritardo nella consegna. Se un ordine prossimo alla scadenza continua a non rispettare una soglia, bisogna decidere se intervenire su capacità, ciclo di lavorazione, priorità o impegno di consegna. Limitarsi a dichiararlo urgente non crea tempo di lavorazione disponibile.

Una soglia non può nemmeno risolvere un sovraccarico persistente. Se la domanda accettata continua a superare la produzione realizzabile da una risorsa produttiva chiave, trattenere più ordini fuori dalla produzione cambia soltanto il luogo in cui attendono. Restano comunque da affrontare i problemi di capacità e di impegni assunti con i clienti.

Tarare le soglie sul lead time totale, non solo sull’ordine in reparto

Una soglia molto permissiva facilita l’ingresso degli ordini in produzione, ma lascia crescere le code. Una soglia molto restrittiva può ridurre il tempo trascorso in reparto, prolungando però eccessivamente l’attesa prima del rilascio. Gli ordini di grandi dimensioni possono diventare particolarmente difficili da rilasciare.

Per un ordine che entra nel portafoglio in attesa di rilascio, valutare il tempo fino al completamento come somma di due componenti collegate:

Tempo di attesa prima del rilascio + tempo dal rilascio al completamento.

Spostare una settimana di attesa dal reparto produttivo alla fase precedente al rilascio non significa automaticamente far risparmiare una settimana al cliente.

Per prima cosa, rendere affidabili il registro dei carichi e le segnalazioni di completamento. Introdurre o abbassare le soglie gradualmente, verificando poi che tasso di produzione, puntualità delle consegne e lead time totale degli ordini migliorino insieme. Oltre alle medie, monitorare gli ordini in attesa da più tempo e analizzare i casi in cui i centri di lavoro restano senza attività, anziché considerare un successo la sola riduzione del WIP in reparto.

Non esiste un numero di ore di carico universalmente «corretto». La combinazione dei cicli di lavorazione, la capacità, la qualità delle stime e il metodo di contabilizzazione scelto influiscono tutti sul livello adeguato. Occorre rivederlo quando queste condizioni cambiano.

WLC, BOA, CONWIP e POLCA: obiettivi di controllo diversi

Tutti questi metodi riguardano il flusso produttivo, ma i segnali che utilizzano non sono intercambiabili.

Approccio	Oggetto del controllo
Rilascio WLC basato sul carico di produzione	Verifica se i contributi dell’ordine candidato al rilascio rientrano nelle soglie di carico dei centri controllati lungo il suo ciclo di lavorazione.
BOA	La tradizione tedesca della belastungsorientierte Auftragsfreigabe: rilascio degli ordini di produzione in base al carico assegnato alle risorse produttive e a un limite di carico definito.
CONWIP	Autorizzazione regolata da un limite al WIP totale entro un perimetro produttivo definito.
POLCA	Autorizzazione basata sulla capacità tramite circuiti di cartellini sovrapposti assegnati a coppie di celle, in aggiunta all’autorizzazione dell’ordine.

Il BOA classico e i diversi metodi di rilascio WLC non vanno considerati come un unico algoritmo. In particolare, non bisogna applicare una percentuale di carico BOA a un esempio di carico corretto senza definire come quel metodo misura il carico e ne stabilisce il limite.

La scelta dipende dalla decisione che si vuole controllare. Un tetto al WIP totale limita la quantità di lavoro all’interno di un perimetro; le soglie dei singoli centri di lavoro tengono invece conto di dove si distribuirà il carico dei diversi cicli di lavorazione. Nessuno dei due approcci, da solo, stabilisce la macchina e l’ora di inizio di ogni operazione.

Trasformare gli ordini rilasciati in un piano coordinato con SkyPlanner

Superare una verifica del carico significa che un ordine può entrare in produzione secondo la politica di rilascio scelta. Non significa che la sua prossima operazione possa iniziare subito o che la data di consegna sia garantita. Le macchine hanno turni di lavoro, i materiali hanno date di disponibilità e le operazioni dipendono dal completamento di quelle precedenti.

SkyPlanner APS mette in relazione questi vincoli per tutti gli ordini accettati. Arcturus, la sua intelligenza artificiale per la schedulazione, assegna le fasi di lavorazione alle postazioni idonee in base a capacità, turni, dipendenze e priorità configurati. Quando è abilitata la schedulazione che tiene conto dei materiali, anche la loro disponibilità rientra nel calcolo. La vista Gantt mostra il piano risultante per le diverse risorse produttive.

Tornando all’esempio: la soglia del centro di lavorazione meccanica ora consente il rilascio dell’ordine, ma occorre ancora trovare spazio per la sua operazione di sei ore tra quelle già previste. SkyPlanner ne calcola il posizionamento insieme al taglio, all’assemblaggio e agli altri ordini. È possibile vedere la data di completamento prevista e l’effetto delle modifiche alle priorità senza ricostruire manualmente la coda di ogni macchina.

Sei tu a guidare il piano attraverso priorità, regole e blocchi; Arcturus esegue il calcolo della schedulazione. È questo il vantaggio pratico di affiancare SkyPlanner a una politica di rilascio basata sul carico: meno lavoro manuale per riallineare i piani e una visione più chiara dell’impatto degli ordini accettati sulle consegne.

Quando la relativa regola è abilitata, la data a partire dalla quale un ordine può essere avviato permette di recepire nella schedulazione il vincolo concordato: l’ordine non può iniziare prima di quella data. Si tratta di un vincolo di schedulazione, non della prova che l’ordine rispetti le soglie WLC attuali. Nel progettare il flusso di lavoro, occorre mantenere espliciti sia la decisione di rilascio sia il registro dei carichi.

Anche il report delle operazioni e il report delle righe d’ordine di SkyPlanner aiutano a esaminare le attività registrate e gli scostamenti di durata. Offrono una base per migliorare le stime dei tempi utilizzate nella pianificazione; la politica di rilascio richiede comunque regole definite per la segnalazione dei completamenti e la contabilizzazione dei carichi.

Che cosa è cambiato in Mamec avviando le lavorazioni al momento giusto

Mamec, produttore di impianti di miscelazione industriale e di prodotti ad alta tecnologia per conto terzi, riferisce di una netta riduzione del lavoro necessario per pianificare la produzione dopo l’adozione di SkyPlanner. La sua testimonianza descrive anche lead time più ragionevoli e meno capitale circolante immobilizzato inutilmente nel WIP, grazie all’avvio delle lavorazioni al momento giusto.

È questo il risultato da perseguire con la schedulazione, affiancandola al controllo del rilascio: avviare il lavoro quando può procedere, anziché aggiungerlo semplicemente a un’altra coda. La stessa distinzione conta per chi pianifica applicando soglie di rilascio: un avvio controllato dovrebbe inserirsi in un piano coordinato, non richiedere l’ennesima riorganizzazione delle code.

Parti da una decisione di rilascio e segui l’ordine fino alla consegna

Per una prima implementazione, scegli un insieme significativo di centri di lavoro da sottoporre a controllo e alcuni cicli di lavorazione rappresentativi degli ordini. Verifica che le macchine raggruppate possano effettivamente ripartirsi il lavoro, definisci come raccogliere le segnalazioni di completamento e concorda come gestire un ordine che non riesce a rispettare le soglie di rilascio in tempo utile. Verifica poi che le decisioni di rilascio siano coerenti con il programma di produzione.

SkyPlanner si integra con qualsiasi ERP o MES tramite la sua API REST aperta: per migliorare il programma di produzione non occorre quindi sostituire il sistema che gestisce gli ordini.

Per vedere questo collegamento nella tua realtà produttiva, prenota una demo di SkyPlanner. Porta il ciclo di lavorazione di un ordine in attesa, i carichi attuali dei centri di lavoro e la regola di rilascio che intendi applicare. Segui nel programma di produzione il lavoro di cui è stato autorizzato il rilascio ed esamina l’effetto sulle date di completamento e sugli altri ordini che richiedono le stesse risorse.

Preferisci esplorare prima il software? Prova SkyPlanner con i dati dimostrativi oppure usa il percorso guidato «Primi passi», assistito dall’intelligenza artificiale, in SkyPlanner Assistant. Scopri quanto diventa più semplice pianificare quando la schedulazione dell’intero ciclo di lavorazione viene calcolata in un unico ambiente, mentre tu mantieni il controllo delle priorità.