PIANIFICAZIONE E SCHEDULAZIONE - WORKSHOP INDUSTRY 4.0 MES, INTERCONNESSIONE E ADATTIVITÀ ALLE DERIVE - MACRO GROUP SPA

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PIANIFICAZIONE E SCHEDULAZIONE - WORKSHOP INDUSTRY 4.0 MES, INTERCONNESSIONE E ADATTIVITÀ ALLE DERIVE - MACRO GROUP SPA
WORKSHOP INDUSTRY 4.0
   MES, interconnessione e adattività alle derive
              nei processi industriali
Pianificazione, Schedulazione, Controllo Produzione,
    Qualità, Processo, Manutenzione Predittiva…

      Pianificazione e Schedulazione

                                        Mercoledì 14 Giugno 2017
PIANIFICAZIONE E SCHEDULAZIONE - WORKSHOP INDUSTRY 4.0 MES, INTERCONNESSIONE E ADATTIVITÀ ALLE DERIVE - MACRO GROUP SPA
Contesto

           La crescente competitività e la globalizzazione dei mercati
           hanno portato le aziende a ripensare le proprie strutture
           aziendali per affrontare efficacemente le nuove sfide
           commerciali.

           Ciò che noi osserviamo è una crescente complessità dei
           processi logistico-produttivi al fine di cogliere meglio le
           molteplici opportunità, sia sul fronte commerciale sia
           produttivo.
              Stiamo parlando di aziende di grandi dimensioni?

                             NO!
   Questo processo coinvolge sempre più anche le aziende
               di piccole e medie dimensioni.
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Contesto
  Questo scenario come influisce sul processo di pianificazione della
  produzione?
   La variabilità della domanda scompagina continuamente i piani di
    produzione ma i clienti vogliono risposte veloci e certe diversamente si
    perdono occasioni di vendita
   I processi e gli eventi sono molto più dinamici e le risorse più flessibili:
    è necessario avere sempre in evidenza l’evoluzione e le criticità
    all’interno di un piano di produzione ma anche poter intervenire sulle
    variabili produttive per reagire tempestivamente

   Si devono poter gestire diverse ubicazioni di produzione e/o di
    distribuzione dislocate sul territorio nazionale e internazionale.

   Non è più possibile accettare i costi delle opportunità perse a causa
    di una struttura che invece di pianificare si limita a gestire “l’ordina” e
    a “sollecitare i ritardi”.
PIANIFICAZIONE E SCHEDULAZIONE - WORKSHOP INDUSTRY 4.0 MES, INTERCONNESSIONE E ADATTIVITÀ ALLE DERIVE - MACRO GROUP SPA
APS un sistema a supporto delle decisioni

   Come lo strumento può essere             Ecco le risposte!
   realmente un supporto decisionale?
   Dati gestionali caricati nella memoria   Il processo elaborativo non accede al disco,
   dell’elaboratore                         consentendo modifiche in simulazione di
                                            ogni informazione senza intaccare i dati
                                            gestionali oltre a garantire la velocità di
                                            esecuzione
   Accessibilità e fruibilità del sistema   APS sviluppato con tecnologia Java 2EE
   ovunque ci si trovi                      sistema multipiattaforma (Windows, Unix,
                                            AIX, Linux, OS/400 …)
                                            interfaccia utente tramite «browser», ovvero
                                            un’applicazione web
   Chiarezza dei risultati                  Navigazione in modo efficiente sui
                                            risultati il sistema evidenzia anche
                                            graficamente le criticità che ostacolano il
                                            raggiungimento degli obbiettivi.
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APS un sistema a supporto delle decisioni
  Come lo strumento è realmente un Ecco le risposte!
  supporto decisionale?
  Simulare e confrontare diversi           È possibile eseguire ri-pianificazioni a fronte di
  scenari, applicazione “What if”          modifiche, la velocità di pianificazione
                                           consente di poter creare, valutare e
                                           confrontare diversi scenari produttivi
  Pianificazione multi-deposito            Le correlazioni fra magazzini di utilizzo e di
                                           produzione consentono la pianificazione
                                           degli ordini di trasferimento
  Gestione multiutenza                     Reale gestione di più pianificatori che
                                           operano contemporaneamente e “real time”
                                           informati delle reciproche modifiche in
                                           simulazione
  Un sistema di pianificazione             Diversi moduli in funzione del livello di
  flessibile per governare i processi di   dettaglio delle informazioni che si intende
  approvvigionamento e produttivi          gestire, senza complicare inutilmente il lavoro
                                           del pianificatore Soddisfa le esigenze, dalla
                                           piccola alla grande azienda strutturata.
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Global Planning System
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Moduli software
           • DPF    Demand Planning Forecasting
Previsioni
           • MPS    Master Production Schedule
          • MRP     Material Requirements Planning
Materiali
          • PRM     Pegging Resolution Management
           • RCP    Raw Capacity Planning (Macrovincoli)
Risorse • CRP       Capacity Requirements Planning
produttive • FCP    Finite Capacity Planning
           • PDP    Purchasing Deliveries Planning
           • ESS    Enterprise Scheduling System

Optimization • MOTOM Mathematical Optimization Tools for
                     Operations Management
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Analisi dei materiali
   MRP - Material Requirements Planning
   PRM - Pegging Resolution Management
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Case study:
Contesto: produzione di alimenti conservati

Tempificazione
   Approvvigionamento materiali in periodi
    concentrati dell’anno e non predicibili con
    certezza a priori
   Necessità di lavorare la materia prima con
    determinate tempistiche per garantire la qualità
    del prodotto
   Necessità di gestire anticipi / ritardi
    nell’approvvigionamento della materia prima

Obiettivi
  Definire un piano di produzione coerente con la disponibilità dei materiali
   ma anche delle risorse produttive, migliorando l’efficienza di fabbrica nel
   rispetto delle date di consegna richieste dai clienti
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Case study:

        Come hanno fatto?
         … facciamo un passo indietro …
MRP - Meccanica procedurale

                                                              Fabbisogno di “A”

 Ord. produzione di “A” …………………..

 Giacenza di “B”                                      Fabbisogno di “B”
                   OK

                                                      Fabbisogno di “C”

 Ord. produzione di “C”                                                   “A”

                                  Fabbisogno di “D”          “B”                “C”
 Ord. acquisto di “D”

                                                                           “D”
                          tempo
MRP – Caratteristiche applicative

      Pianificazione multisocietaria e multistabilimento
      Generazione automatica ordini di trasferimento
      Pianificazione per commessa (hard, soft, legame diretto)
      Trasferimento delle priorità dai fabbisogni indipendenti:
      assegnazione delle disponibilità su base priorità
      Articoli in sostituzione (“esaurimento scorte”)
      Articoli alternativi (anche di distinta)
      Gestione delle locazioni “esclusive”
      Messaggi per il pianificatore: anticipi,
      posticipi, eccedenze, …
MRP – Limiti della tecnica MRP

  La tecnica MRP presenta tre limiti principali:

     Con la sua tecnica di esplosione e precessione degli
     eventi può generare proposte nel passato ( fabbisogno
     sotto lead time ).

     La sequenza elaborativa che parte dai prodotti finiti e
     arriva alle materie prime non è in grado di reagire alle
     situazioni di criticità.

     Opera a capacità infinita.

  Per superare i primi due limiti si è sviluppato il modulo PRM.
PRM - Meccanica procedurale
                                  ritardo                         margine
         oggi   Al più tardi                Al più presto

        OK

                                                                       “A”

                                                            “B”               “C”

                               tempo                                        “D”
PRM – Caratteristiche applicative

     Calcolo delle date di inizio e fine “al più presto”
     Determinazione del ritardo o margine di ogni ordine
     e fabbisogno ( con calcolo del percorso critico )
     Generazione del reticolo di pegging ( multilivello ):
     correlazioni tra disponibilità e fabbisogni
     Evidenza dei mancanti e degli ordini da sollecitare:
     solleciti “mirati” in base alla data obiettivo
     Calcolo della destinazione di ogni ordine
PRM – Caratteristiche applicative

     Definizione anagrafica degli articoli critici ( creano
     spinta in avanti ) e non critici
     Ottimizzazione del pegging ( fabbisogni “tassativi” )
     Indicatore di copertura da giacenza ( tutti i componenti
     presenti a magazzino )
     Gestione del “wip certo” come garanzia per il lancio
     degli ordini di produzione
     Individuazione degli ordini fattibili fino al
     prodotto finito
PRM – Fattibilità ordini di produzione

   Il tipo di copertura di un ordine di produzione /
        cartellino ( o di un ordine cliente ) può essere:           “A”

                 0 – giacenza                          “B”               “C”
                 1 – collaudo
                 2 – ordini di produzione rilasciati
                                                                      “D”
                 3 – ordini di produzione pianificati
                                                     ordini in ritardo
                                     giacenza
                 4 – ordini di acquisto   rilasciati
                 5 – ordini di acquisto pianificati       ordini critici
                                           ordini ok
   e costituisce un indicatore immediato della fattibilità e
   quindi dell’opportunità di lancio di un ordine di produzione.
Analisi delle capacità produttive
     CRP - Capacity Requirements Planning
     FCP - Finite Capacity Planning
Case study:
                                      Articoli = 23.093
 Settore: Aerospaziale                Fabbisogni indipendenti: 102.028
 Sede: Somma Lombardo (VA)            Fabbisogni dipendenti: 126.124
                                      Ordini di produzione: 18.692
                                      Ordini di acquisto: 15.690

 Caratteristiche produttive:
 Lead time di produzione e acquisto lunghi (anche un anno)
 Distinta base complessa (fino a 27 livelli)
 Più lavorazioni esterne nello stesso ciclo produttivo (sia in ITA che all’ estero)
 Macchine con tempi di attrezzaggio molto lunghi (fino a una settimana)
 Deep tracking dei lotti produttivi

 Obiettivi raggiunti
 Simulazione dei programmi di consegna delle commesse
 Identificazione di azioni correttive per rispettare la data promessa
 Identificazione degli ordini da completare per raggiungere obiettivi di fatturato mensili
 Tramite la capacità finita, corretto bilanciamento delle attività su macchine equivalenti
Case study:                          gruppo
                                                                    Sovraccarico
 Settore: Calzaturiero
                                 Al più tardi
                          Produzione di calzature di lusso
 Sede: Parabiago (MI)     per diversi marchi

Problema: gli ordini clienti sono posizionati su un’unica
data (finestra di consegna), va determinato il piano di
                          Al più presto
produzione ottimale a capacità   finita.
    Pianificazione a capacità finita su alcune risorse critiche
    (es. montaggio) senza vincoli di materiali
    Riallineamento “al più tardi” delle fasi a capacità infinita
                                              Carico bilanciato
    (es. taglio, giunteria) A capacità finita
    Definizione delle date di consegna degli ordini cliente
    Definizione dei fabbisogni di materiali sulla Call-off
                                                        basemateriali
                                                                del«alpiano
                                                                       più tardi»
    a capacità finita
Case study:                        gruppo

GPS pianifica e gestisce il ciclo di approvazione
  tecnica (industrializzazione):
                  Materiali
   Tempificazione, anche con fasi parallele
   Carico risorse, anche a capacità finita
                                          Vincolo al lancio del primo
   Vincolo per il lancio in produzione del
                                          ordine del modello
     primo ordine del modello (calcolo della
     data di approvazione tecnica)         Approvazione tecnica
CRP – Caratteristiche applicative

     Il piano dei fabbisogni di capacità deriva dal ciclo e
     dagli ordini di produzione in corso
     Calcolo dei profili di carico “al più tardi” e “al più presto”
     Evidenza dei sovraccarichi e dei sottoutilizzi
     Analisi disponibile su gerarchia di risorse (stabilimento,
       reparto, centro di lavoro, macchina, …)
     Evidenza degli strati di carico sulla base di
     attributi parametrici
CRP – Profilo «al più presto»

                  Sottoutilizzo

                           Capacità “usabile”
CRP – Profilo «al più tardi»

                         Sovraccarico
FCP – Logica applicativa
    FCP riposiziona nel tempo le attività produttive, tenendo
    conto dei profili di disponibilità delle risorse in base alle
    indicazioni dei cicli produttivi.

    Per tutte le operazioni degli ordini viene effettuata una
    prenotazione tempificata "al più presto" delle risorse
    richieste, che vengono destinate secondo le priorità.

    Pianificare una operazione a capacità finita significa
    trovare la risorsa che assicuri l'esecuzione ininterrotta
    dell'operazione stessa.

    Prima di mandare in ritardo operazioni, il sistema cerca
    eventuali alternative.
Cicli e risorse
                                       Ciclo principale              MRP-PRM-CRP

                                           TRC.1                                                             VER.1
                                            MDO.1
                                                                              SAL.1                          ATT.2

                                         Troncatura                  Saldatura automatica                 Verniciatura
  Sottocicli alternativi

                                           TRC.2                   SAL.2
                                                                    ATT.1
                                                                                       COL.1                   C/L
                                            MDO.1

                                                                  Saldatura           Controllo            Verniciatura
                                                                   manuale                                   esterna
                                           TRC.3
                                            MDO.2

                                 Risorse alternative                Fasi alternative                  Interno / Esterno
                                                    Tempi                   FCP-ESS                                  Risorse
                                                          6

                                                                        Calendari                 Risorsa primaria
                                   1       2   3      4       5
                                                                                                   macchina, linea produttiva, mdo, …
                           1.   Coda (no FCP, ESS)                                                 tempi
                           2.   Setup ( fisso – matrice di setup )                                Risorse secondarie
                           3.   Lavorazione ( fisso / variabile )                                  manodopera, attrezzatura, …
                           4.   Attesa                                                             tipo occupazione
                           5.   Trasferimento tra reparti                                            (completo, setup, lavorazione)
                           6.   Overlap
FCP – Caratteristiche applicative

     Possibilità di utilizzare calendari di fabbrica diversi
     Classificazione anagrafica delle risorse produttive: a
     capacità finita, a capacità infinita
     Gestione a livello di operazione di ciclo delle risorse
     primarie (es. macchine, manodopera) e secondarie (es.
     manodopera, attrezzature)
     Definizione dei sottocicli alternativi ( risorse alternative )
     Gestione dei rami paralleli di ciclo
     Overlap tra operazioni e tra ordini
FCP - Meccanica procedurale
                        Ritardo     Ritardo     margine
               oggi
                        materiali   capacità

                                                          “A”

                                               “B”              “C”
   Disponibilità
   risorsa
                                                           “D”
Riallineamento al PT degli acquisti
                               Ritardo     Ritardo             margine
              oggi             materiali   capacità

                                                                         “A”

                                                              “B”              “C”

                                                                          “D”
    Invio ordini a fornitori                          tempo
Ottimizzazione matematica
    ESS - Enterprise Scheduling System
Case study:

Leader mondiale nella produzione di macchinari
ed impianti per l’industria dell’acciaio
3,000 persone lavorano a:
• Buttrio, Italia (Danieli headquarters)
• Olpe, Germania (Danieli Fröhling)
• Smedjebacken, Svezia
  (Danieli Morgårdshammar)
• Parigi, Francia (Danieli Rotelec)
 Principali stabilimenti:
 Buttrio (UD), Austria,
 China, Tailandia
Case study:

Produzione di impianti per la siderurgia             Articoli: 1.616.843
Sede: Buttrio (UD)                                   Fabbisogni indipendenti: 50.354
Stabilimenti principali: 6                           Ordini di acquisto: 483.069
(Italia, Tailandia, India, Cina, Turchia, Russia)    Ordini di produzione: 376.209
Fatturato: 2.800 ML €

 Caratteristiche produttive degli stabilimenti
 Copertura schedulazione: 45 giorni
 10.000 operazioni - 90.000 vincoli e 32.000 variabili
 Da 50 a 100 macchine
 Presenza di macchine FMS (Flexible Manufacturing System)
 Obiettivi raggiunti:
 Ottenimento della soluzione ottima
 Drastica riduzione dei tempi per la schedulazione
 Schedulazione globale dello stabilimento
 Gestione delle macchine FMS prima ignorate
 Riduzione tempi set-up
 Miglioramento tempi consegna
Case study:

Centri di lavoro multipallet: ESS schedula a capacità finita
macchina, attrezzature (pallet), manodopera e ottimizza
l’utilizzo dell’impianto (massima produttività)
                                                     Fase 1       Fase 2         Fase 3
    Centro di lavoro multipallet (FMS)

                                Pallet

                                                  Carico                              Scarico
                               Macchina
                                                                   Lavorazione

                                                              Occupazione risorsa

                                          Macchina                                        24h
                     Carico               Attrezzatura                                    24h
                     Scarico
                                                                     Non
                   Uomo                   Uomo                    lavorativo              8h
Case study:
In un reparto Trattamenti termici vanno gestite a capacità
 finita diverse tipologie di risorse:
 Forni ( Portata, temperatura, profondità di cementazione )
 Vasche di tempra ( Cesta appoggiata - appesa )
 Ceste di carico ( Portata, volume )
 Carriponte ( Abilitazione, non sovrapposizione)
 Manodopera
Case study:
FIS è un’azienda con più di 50 anni di attività, leader in Italia e tra le prime in
Europa per produzione di principi attivi per l'industria farmaceutica.

 Principali modelli utilizzati :
     Generico per risorse seriali e parallele
     Risorse seriali con matrice di setup (e impiego
     di risorse secondarie)
     Gestione campagne
     Produzione «batch»
     Produzione continua per il settore alimentare,
     chimico, farmaceutico, plastico …
Case study:
Schedulazione di 100 operazioni in un reparto produttivo
Vantaggi dell’ottimizzazione

    Qualità del risultato
       la soluzione «ottima» è quella che massimizza
         la funzione obiettivo

    Possibilità di risolvere problemi molto complessi
       attraverso la modellazione (variabili e vincoli) è
         possibile descrivere qualunque scenario

    Relativa facilità nella personalizzazione dei modelli
       attraverso l’uso del macro-linguaggio di
         modellazione ILOG la modifica di vincoli
         e funzione obiettivo è semplice
ESS – Caratteristiche applicative

     Allocazione simultanea delle risorse primarie (macchine)
     e secondarie (manodopera, attrezzature)
     Selezione automatica dei sottocicli alternativi
     (es. risorse alternative)
     Rispetto dei vincoli di materiali stabiliti da
     MRP/PRM o ridestinazione dinamica degli
     stessi in modo da ottimizzarne l’impiego
     Definizione parametrica dei pesi per il calcolo della
     funzione obiettivo: ritardo, makespan, setup, costo
     Possibilità di personalizzazione del modello matematico:
     vincoli produttivi e criteri di ottimizzazione
ESS – Vantaggi dell’ottimizzazione
       Vantaggi dell’ottimizzazione basata su modellazione e
        funzione obiettivo rispetto ad uno schedulatore che
             utilizza tecniche tradizionali – euristiche:
               Schedulazione algoritmica - euristica                    Ottimizzazione con funzione obiettivo

                                                    Ritardo
                                                   capacità                                            Consegna
                                                                                                       puntuale

C1     1
     Risorsa
     M1 o M2
                2
C2
     Risorsa
       M1

                                                              Soluzione 2                      Soluzione 1
M1
                                                                                         Soluzione ottima
M2
ESS – Vantaggi dell’ottimizzazione
 Il sistema esplora le possibili soluzioni alternative e seleziona
   quella che massimizza o minimizza la funzione obiettivo
   Soluzione 1                            2 gg
                                                 Ritardo = 2
                 1
                                                 Costo = 5
      Risorsa
        M1                     2                 Setup = 10

   Soluzione 2                     5 gg

                                                 Ritardo = 5
                     Risorsa
                       M1
                                                 Costo = 7
                               2

                        1
                                                 Setup = 2       Obiettivo =
   Soluzione 3                                                 P1* Ritardo +
                                                 Ritardo = 0
                                                 Costo = 10
                                                                P2* Costo +
                                                                 P3* Setup
       Risorsa
         M2
                                                 Setup = 20
Ottimizzazione matematica
    MAO - Materials Allocation Optimization
           Assegnazione ottimizzata dei materiali ai fabbisogni
Case study:
    Prodotti “Stagionali / Collezioni”: rappresentano quei
    prodotti lanciati in funzione delle particolari stagioni
    dell’anno. Ad oggi sono previste 4 sub-stagioni all’anno
    (estate / inverno, anticipi e principale) e circa 20 collezioni
    principali, per un totale di 35.000 articoli (capi finiti)
    Prodotti “Continuativi”: rappresentano i prodotti che sono
    disponibili in tutti i periodi dell’anno; in circa 5 collezioni
    principali, per un totale di 7.500 articoli (capi finiti)
Obiettivi del processi di pianificazione
         Pianificazione MRP con gestione della «riservatezza» dei lotti di
         materiale (tessuto ecc.); componenti alternativi / sostituzioni
         Verifica della fattibilità dei lanci in produzione: disponibilità in giacenza, in
         collaudo, calcolo delle date «al più presto»
         Proposta di un piano fattibile sia per
                                                                                         Volumi di dati gestiti (1):
         materiali che per macro-vincoli di
                                                                                      Numero SKU: 57.835
         capacità (massimo e minimo)
                                                                                      Fabbisogni indipend.: 605.488
         Analisi (CRP) dei carichi in minuti dei
                                                                                      Ordini di produzione: 351.878
         laboratori per «macrofase»
                                                                                      Operazioni: 1.825.320
         Possibilità di simulazione:                                                  Fabbisogni dipendenti: 8.200.848
          modifica priorità per collezione,                                          Ordini di acquisto: 95.185
           serie, modello ecc.
                                                                                      Giacenze: 22.295
          diversa assegnazione ai laboratori
                                                                                      Legami di pegging: 8.815.648
           ecc.
(1)   Dati relativi all’elaborazione del 24 marzo 2014 – Memoria utilizzata: 18 GB   Oltre 20 milioni di eventi gestiti!
Ottimizzazione allocazione materiali
         Problema: materiali e componenti non sempre
         arrivano sincronizzati, ciò determina molto spesso
         l’impossibilità di lanciare le commesse e saturare le
         capacità produttive
         Obiettivi:
         1. massimizzare nel breve il numero di capi finiti
             producibili con le giacenze
         2. ottimizzare il mix taglie e garantire gli
             abbinamenti / parure (es. slip-reggiseno)
         Soluzione: sostituire il meccanismo di
         assegnazione «classico» di MRP (data, priorità) con
         tecniche basate sull’ottimizzazione matematica
         (programmazione lineare)
Ottimizzazione allocazione materiali in
       Obiettivo 1: massimizzare i capi producibili con i materiali
       in giacenza (o collaudo)

Prodotti finiti

Materiali – Componenti
( Distinte multilivello )                              Data richiesta / Priorità

                                              Assegnazione per data / priorità
MAO - Meccanica procedurale
Obbiettivo: massimizzare nel breve periodo il numero di
prodotti finiti producibili con componenti giacenti a magazzino
                                                 F1               F2            F3            F4

                       C1

                       C3
                                        S1                  S2             S3            S4
                       C5

                       C6          C1            2      1          3   4         5   5        6

                                                                                                   tempo

         Logica standard:                        F1Non si ottimizza
                                                                F2 l’impiego dei
                                                                             F3 componenti
                                                                                        F4
  accaparramento per data / priorità

                                            S1               S2            S3            S4

                    copertura da
                    giacenza           C1         2      1         3   4         5   5         6
Formulazione del modello matematico
                                                        F1                    F2              F3               F4
Variabili di decisione
Quantità da produrre per PF e SL
 F1, F2, F3, F4, S1, S2, S3, S4

Funzione obiettivo                                 S1                 S2                 S3               S4
 Max ( F1 + F2 + F3 + F4 )

Vincoli                                       C1        2         1             3    4         5      5         6
PF: Fn = F4
MP: fabbisogni
Ricerca della soluzione ottimale
                                                                          GPS Server
 Il metodo del simplesso è un algoritmo
 iterativo di ricerca dell’ottimo basato su                                  Modello

 direzioni ammissibili, molto efficiente nella                          Ottimizzatore
 pratica (anche in presenza di milioni di
 variabili e vincoli).                                                    Motore di
                                                                        pianificazione

  Risultato con ottimizzatore
                                                    F1        F2        F3                F4

                                               S1        S2        S3                S4

                           copertura da
                           giacenza
                                          C1        2    1    3    4     5       5        6
Ottimizzazione allocazione materiali in
        Obiettivo 1: massimizzare i capi producibili con i materiali
        in giacenza (o collaudo)

Prodotti finiti

Materiali – Componenti
( Distinte multilivello )                                Data richiesta / Priorità

                                               Assegnazione per data / priorità

                                                  Ottimizzazione matematica
                                                    con funzione obiettivo
Ottimizzazione allocazione materiali in
                                                      Scala taglie fabbisogno
 Obiettivo 2: nel caso di copertura
 parziale di una riga ordine o previsione
 (modello – colore), deve essere                      NO
 garantita una fattibilità proporzionale                    SI
 alla «scala taglie» del fabbisogno
                                                           taglie

 Obiettivo 3: nel caso di capi abbinati (parure),
 l’assegnazione dei materiali deve massimizzare la
 fattibilità dell’abbinamento (e la sua distribuzione taglie)

                                                            NO

                                                                    SI
Risultati dell’ottimizzazione in
Fasi dell’ottimizzazione, più in dettaglio:
1. Assegnazione delle giacenze agli ordini di produzione rilasciati
   e determinazione delle disponibilità «nette»
2. Costruzione dinamica del modello matematico
3. Invocazione del motore CPLEX e determinazione della
   soluzione «ottima»
4. Generazione delle proposte d’ordine ottimizzate e dei relativi
   legami di pegging
5. Elaborazione MRP, Fattibilità, Macrovincoli

      Eventi elaborati e risultati ottenuti (1):
      Fabbisogni indipendenti nella finestra di ottimizzazione: 386.000
      Tempo di elaborazione: 4 minuti
      Incremento dei capi fattibili da giacenza: +20%
                   (1)   Dati relativi all’elaborazione del 24 marzo 2014
Ottimizzazione matematica
    SRP - Surplus Reduction Planning
          Riduzione del surplus a magazzino
Case study:

  Azienda fondata nel        Nell'anno 1526, Mastro Bartolomeo Beretta da Gardone
                             (1490 – 1565/68), consegnate all’Arsenale di Venezia 185
       1526                  canne d’archibugio, ricevette in pagamento 296 ducati.

       2017

  Leader riconosciuto nel settore delle armi portatili leggere con partecipazioni dirette
  o indirette in 26 aziende operative con presenza anche produttiva in 5 continenti
Case study:

Wip attuale = 7.831.709 € ( al netto di quanto richiesto dal piano )
                                    Articolo      Piani   Quantità      Wip          Costo di acquisto   Costo unitario      Costo         Delta %
Modello composto da:                                                  assorbito        da sostenere        residuo          standard
                               K0748000000802       N           132         -17.068                131                174            304       -43
   83.221 variabili            K1749111200828
                               K1749111400000
                                                    N
                                                    N
                                                                 29
                                                              2.424
                                                                             -6.581
                                                                           -106.290
                                                                                                    15
                                                                                                24.404
                                                                                                                      139
                                                                                                                      293
                                                                                                                                     366
                                                                                                                                     337
                                                                                                                                               -62
                                                                                                                                               -13

   66.531 vincoli              K1821143120V00
                               K18412$$29911$
                                                    N
                                                    Y
                                                                  7
                                                                 35
                                                                             -2.914
                                                                            -48.019
                                                                                                   576
                                                                                                     0
                                                                                                                      579
                                                                                                                      498
                                                                                                                                     934
                                                                                                                                   1.870
                                                                                                                                               -38
                                                                                                                                               -73
                               K1E211$5499221       N             4          -4.276                178                894          1.943       -54
                               K1E21113499221       Y             1          -1.111                 41                602          1.693       -64
                               K1E32113199A21       N           130         -19.259              7.236                201            348       -42
                               K1E32123299A21       N             2             -429                43                104            319       -67
Soluzione ottima:              K1E51145199241       N            11          -8.407              2.398             1.055           1.798       -41
                               K1E72213499C21       N             8          -6.266                477                442          1.226       -64
                               K2771000000000       N           867        -155.642             60.010                685            865       -21
                               K2771322300PR$       N           329         -33.963             21.454                475            578       -18
costo acquisto = 1.290.653 €   K2772123300000
                               K2772623300000
                                                    N
                                                    N
                                                                 35
                                                                 75
                                                                             -6.700
                                                                            -24.424
                                                                                                 2.031
                                                                                                 5.388
                                                                                                                      298
                                                                                                                      513
                                                                                                                                     489
                                                                                                                                     839
                                                                                                                                               -39
                                                                                                                                               -39
                               K2772624300000       N            16          -5.131              1.154                498            818       -39
                               K277411330000E       N            48         -12.460              3.860                477            736       -35

  wip finale = 3.734.380 €     K277812340000$
                               K3A363B32AA322
                                                    N
                                                    Y
                                                                  1
                                                                  1
                                                                                -612
                                                                                -397
                                                                                                   643
                                                                                                   102
                                                                                                                   1.102
                                                                                                                      367
                                                                                                                                   1.713
                                                                                                                                     763
                                                                                                                                               -36
                                                                                                                                               -52
                               K3A363C32AA322       N            21          -6.423              2.482                460            765       -40
 ( delta wip - 4.097.329 € )   K3A363D32AA322
                               K3C15$$64005TG
                                                    N
                                                    N
                                                                 51
                                                                 18
                                                                            -13.266
                                                                            -11.152
                                                                                                 6.739
                                                                                                 1.489
                                                                                                                      500
                                                                                                                   1.135
                                                                                                                                     754
                                                                                                                                   1.754
                                                                                                                                               -34
                                                                                                                                               -35
                               K3C151D64005BG       N             4          -3.726                347                672          1.603       -58
                               K3C15BD98005T1       Y             1             -412               101                958          1.369       -30
  Risultato in 42 sec.         K3C15T$5600531       N            11          -4.466              1.142             1.134           1.540       -26
                               K3C161HF8422C1       N             1          -1.931                122                388          1.354       -71
                               K3C162VF8422T1       N             3          -2.740                217                388          1.300       -70
                               K3C16B$6643$A1       N             4          -3.474                472                607          1.460       -58
                               K3C16T$66005BG       N            25         -12.660              2.370             1.116           1.622       -31
                               K3C16TL66005BG       N            10          -7.615                949                937          1.698       -45
                               K3C16TL66212B1       N             1          -2.105                 93                293          1.346       -78
                               K3C16TV66212B1       N             2          -3.096                153                307          1.339       -77
                               K3C188D6443$AG       N             8          -3.158                782             1.210           1.597       -24
                               … ( continua ) …
SRP: meccanica procedurale
Problema: determinare il mix ottimale di finiti da produrre
per ridurre il surplus di giacenza di componenti e semilavorati
                    Costo
         Giacenza
                    unitario             F1            F2            F3            F4
  C1        3          3

  C2        0          2
                                    S1            S2            S3            S4
  C3        0          3

  C4        1          2
                               C1        2    1         3   4         5   5        6
  C5        2          6

  C6        3          1

Il problema è molto complesso e può coinvolgere un
numero molto elevato di prodotti finiti, non
necessariamente a piano: il che produce
una crescita esponenziale di variabili e vincoli.
Formulazione del modello matematico

                  a11 a12 a13                                     Funzione obiettivo
                  a21 a22 a23                                      Min ( G_S1 + G_S2 + G_S3 + G_S4 +
              A = a31 a32 a33                                            G_C1 + G_C2 + G_C3 + G_C4 + G_C5 + G_C5 +
                  …                                                      A_C1 + A_C2 + A_C3 + A_C4 + A_C5 + A_C6 )
                  an1 an2 an3

              X = ( x1, x2, …. xn )                               Vincoli
                                                                  quantità da produrre / acquistare >= fabbisogni - giacenza iniziale
                                                                    P_S1 >= P_F1
                                                                    P_S2 >= P_F2
                                                                    P_S3 >= P_F3
    La funzione obiettivo consiste nel                              P_S4 >= P_F4
                                                                    P_C1 >= P_S1 + P_S2 - 3
    minimizzare la somma del valore                                 P_C2 >= P_S1
                                                                    P_C3 >= P_S2

    di magazzino residuo e del costo                                P_C4 >= P_S3 - 1
                                                                    P_C5 >= P_S3 + P_S4 - 2
                                                                    P_C6 >= P_S4 - 3
    di acquisto da sostenere.                                     giacenza finale a valore = giacenza iniziale + versamenti - consumi
                                                                    G_S1 = 0 + 6 P_S1 - 6 P_F1
                                                                    G_S2 = 0 + 7 P_S2 - 7 P_F2
         F1                     F2             F3            F4     G_S3 = 0 + 9 P_S3 - 9 P_F3
                                                                    G_S4 = 0 + 8 P_S4 - 8 P_F4
                                                                    G_C1 >= 9 + 3 P_C1 - 3 P_S1 - 3 P_S2
                                                                    G_C2 >= 0 + 2 P_C2 - 2 P_S1
                                                                    G_C3 >= 0 + 3 P_C3 - 3 P_S2
                                                                    G_C4 >= 2 + 2 P_C4 - 2 P_S3
    S1                S2                  S3            S4          G_C5 >= 12 + 6 P_C5 - 6 P_S3 - 6 P_S4
                                                                    G_C6 >= 3 + 1 P_C6 - 1 P_S4
                                                                  valore di acquisto = costo x quantità da acquistare
                                                                    A_C1 = 3 P_C1, A_C2 = 2 P_C2, A_C3 = 3 P_C3,
1        2        1               3   4        5    5        6      A_C4 = 2 P_C4, A_C5 = 6 P_C5, A_C6 = 1 P_C6
Ricerca della soluzione ottima
 Attraverso simulazioni successive l’utente
 può tarare parametri e vincoli del modello,
 che viene dinamicamente ricostruito, fino
 al raggiungimento dell’obiettivo desiderato.

                              Soluzione che minimizza la funzione obiettivo
           Giacenza    Acquisto   Giacenza e
            iniziale              valore finale
C1            3           0            0                          3                                 1                 1
                                                            F1                 F2              F3                F4
C2            0           3            0
C3            0           0            0
C4            1           0            0              S1                  S2              S3                S4

C5            2           0            0
                                                  1         2         1        3      4        5        5        6
C6            3           0            2

Valore €      26          6            2                   giacenza        acquisto
Una considerazione finale
  >                                                                        per la fisica.

  [http://www.cometa-online.it/index.php?option=com_content&view=article&id=95:la-crisi-secondo-albert-
  einstein&catid=36:etica&Itemid=50]
Q&A
Questions                Answers

 Grazie per l’attenzione
        Marco Gambalunga
      m.gambalunga@mbm.it

            www.mbm.it
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