Cosa è la schedulazione?

Cosa è la pianificazione (schedulazione) a capacità finita?

(cfr. le informazioni sugli schedulatori Siemens SIMATIC IT Preactor che noi implementiamo)

In questo breve testo cercherò di spiegare “a tutti” cosa intendiamo per pianificazione (o – con un termine barbaro – schedulazione) a capacità finita, prescindendo dall’utilizzo di qualsiasi tipo di formulazione matematica. Per chiarimenti teorici approfonditi sul fronte matematico, la rete è ricca di risorse accademiche (ecco un ottimo esempio), non solo in lingua inglese.

Cercherò inoltre di chiarire perché urgenza e pianificazione (schedulazione) non siano due termini tra loro contraddittori: permettono invece di generare quella flessibilità che si dimostra sempre più la qualità chiave per affrontare la complessità imposta dalla competitività globale.

Produrre

Molte aziende attive nell’ambito della produzione si confrontano costantemente con un noto problema organizzativo: a partire da un numero di prodotti e una serie definita di operazioni che trasformano le materie prime in semilavorato o in prodotto finito, si rende necessario compilare liste di attività da distribuire in azienda agli operatori dei centri di lavoro.

Queste liste dipendono da scelte molto importanti che, a partire dalle date di consegna richieste dai clienti, cercano di impegnare al meglio le macchine stesse, tenendo ferme (per quanto possibile) alcune condizioni fondamentali, cioè:

  • la velocità di lavoro delle macchine stesse in relazione alla tipologia del prodotto;
  • gli attrezzaggi (o setup) richiesti per il passaggio da un prodotto a un altro;
  • i turni di lavoro degli operatori;
  • le competenze degli operatori, che a parità di disponibilità possono essere in grado di operare su un centro di lavoro e non su un altro;
  • le attività di manutenzione, programmata e non;
  • i guasti ai centri di lavoro.

E’ facilmente immaginabile che le liste di attività da distribuire in produzione siano piuttosto complicate da preparare, dato l’elevato numero di fattori da tenere in considerazione contemporaneamente, anche con l’aiuto di fogli di calcolo (Microsoft Office Excel, OpenOffice Calc, etc.)

Capacità finita

L’insieme degli elementi sopra elencati è tuttavia assolutamente necessario per comprendere quale sia la reale (e realistica) capacità produttiva dello stabilimento: se si considera la similitudine con un albergo, diventa più semplice comprendere che qualunque albergo non può vendere nello stesso periodo più camere di quante ne esistano. Allo stesso tempo pochi accetterebbero di avere a che fare con un albergatore che NON conosca il numero delle camere ancora disponibili in un determinato giorno dell’anno.
A poco servirebbe confermare una prenotazione a un numero di clienti maggiore delle camere realmente esistenti (le linee aeree lo fanno ed è comunemente noto come overbooking) : la mancata disponibilità di una camera regolarmente prenotata distruggerebbe in breve la reputazione dell’albergo.
Ogni stabilimento produttivo (e in realtà ogni nostra attività) ha dunque una capacità (spesso misurata in ore) e tale capacità è finita, possiede cioè un limite concreto.

Vendere capacità

Se l’immaginario albergatore che vende a più clienti la stessa camera si ritroverà in breve con una reputazione piuttosto negativa, cosa potremmo dire della situazione economico-finanziaria di un albergo le cui camere rimangono sistematicamente vuote perché il gestore non ne conosce – appunto – la disponibilità in un dato giorno dell’anno e dunque ignora che sono ancora libere?

La determinazione della capacità produttiva di uno stabilimento è infatti molto utile non solo per evitare di supporre la disponibilità di capacità già impegnata, ma anche per poter sempre vendere tutta la capacità disponibile, così come la maggior parte degli alberghi cercano di fare con iniziative promozionali di vario genere.

Un passo indietro nel mondo dei software gestionali (la capacità infinita)

Sia che abbiate acquistato il vostro software gestionale negli anni ’80, sia che abbiate diligentemente provveduto ad aggiornarlo in tempi recenti, nella maggior parte dei casi avete a che fare con un ottimo strumento il cui compito è di gestire l’azienda, appunto.

A partire dalle cosiddette “anagrafiche”, il vostro gestionale cataloga con precisione prodotti, materie prime, semilavorati, distinte base, passi di lavorazione (cicli), clienti, fornitori e magazzini allo scopo di aiutarvi a creare ed evadere gli ordini che ricevete: ordini commerciali (vendite) che per essere completati necessitano di materiali da acquistare (ordini di acquisto) poi lavorati internamente (commesse, ordini di produzione) o esternamente (ordini di lavoro a soggetti terzi, i ben noti “terzisti”).

In molti casi l’anagrafica dei vostri prodotti conterrà diversi dati numerici che indicano al vostro sistema gestionale la durata media della produzione di un determinato articolo. Il gestionale si baserà su quel valore per consigliarvi una determinata data di consegna e la gestione delle date degli ordini di acquisto.
Molto raramente il gestionale avrà conoscenza del carico già presente in produzione (la capacità già impegnata, le camere già occupate o prenotate) e sarà dunque in grado di prevedere che le tre settimane (15 giorni lavorativi) che in media sono necessarie per un vostro prodotto andranno invece “spalmate” su una durata ben più lunga di tre settimane consecutive.

Per questi (e altri) motivi, i sistemi gestionali sono normalmente detti “a capacità infinita”.

La realtà supera la fantasia

Ma se le camere già occupate o prenotate non vengono prese in considerazione, come potrà il sistema gestionale suggerire date di consegna realistiche?
O al contrario come sarà possibile calcolare realisticamente la data di inizio lavori così da poter terminare alla data richiesta dal cliente?
Come molti già sanno, la data di consegna confermata al cliente sarà, nel migliore dei casi, calcolata manualmente (o con l’aiuto di un foglio di calcolo) e sarà il risultato dei molti fattori (meglio detti “vincoli”) ricordati all’inizio.

Questo tipo di gestione della capacità dello stabilimento è sicuramente efficace, ma risulta molto complessa sia sul piano del tempo necessario (il vostro tempo o quello dei vostri responsabili di produzione) ed è esposta a errori di ogni genere.

Ciononostante, con un relativo impegno personale e una buona dose di intervento manuale la pianificazione (schedulazione) delle attività produttive è sicuramente fattibile finché non interviene un crescente bisogno di flessibilità.
Considerate questi esempi tratti dall’esperienza quotidiana:

  • il cliente finale ha cambiato le proprie priorità e richiede che la consegna concordata possa essere anticipata di 5 giorni;
  • il fornitore dei semilavorati ha un problema con una materia prima e avvisa che non potrà consegnare le quantità richieste per altri quindici giorni;
  • un guasto alla linea 6 richiede un fermo macchina per riparazioni della durata presunta di almeno 48 ore;
  • a causa di problemi nel reparto consegne l’area H del magazzino è completamente piena. E’ necessario ritardare la produzione delle ultime 40 palette fino al giorno precedente l’arrivo dei TIR per la spedizione;
  • due supervisori delle linee di produzione sono a casa con l’influenza per l’intera settimana. Bisogna ricollocare il carico delle linee di loro competenza e avvertire i clienti che ci saranno dei ritardi (da quantificare con precisione);
  • il nostro cliente più importante ha un’urgenza non pianificata e chiede se possiamo raddoppiare la quantità in consegna la prossima settimana. Potrebbe essere disposto a pagare un prezzo leggermente più alto se noi potessimo aiutarlo a risolvere questo problema improvviso e delicato.

Questi sono solo alcuni dei casi che caratterizzano la realtà quotidiana di uno stabilimento produttivo e che possono richiedere uno sforzo eccezionale per la rielaborazione delle liste delle attività previste, fino a rendere quasi impossibile (umanamente) una visione unitaria del carico dello stabilimento.

Pianificare l’urgenza per essere veramente flessibili

Le tecniche di pianificazione (schedulazione) a capacità finita hanno cercato negli anni di aiutare gli stabilimenti produttivi (e non solo…) a gestire l’urgenza generata da una realtà che non è mai stabile e solo molto raramente prevedibile.

Riunite all’interno di solidi strumenti software – gli schedulatori, appunto – tengono conto dei dati che abbiamo brevemente riassunto e rielaborano costantemente e velocemente la “lavagna di produzione” (generalmente un diagramma di Gantt) suggerendo a chi ha responsabilità di un reparto o dell’intero stabilimento quali sono le sequenze di attività compatibili con la realtà che cambia.

Va da sé che se producete articoli sempre uguali a se stessi per un gruppo di clienti assolutamente privi di urgenze e che sanno comunicarvi con sei mesi di anticipo o più le proprie esigenze, siete tra quei (pochi) fortunati che non solo non hanno bisogno di uno schedulatore, ma forse hanno già raggiunto la vera pace e saggezza.

Per gli altri tra noi, le tecniche di pianificazione a capacità finita sviluppate negli anni da numerose discipline matematiche e ingegneristiche – sapientemente e semplicemente gestite da uno schedulatore – possono significare la differenza tra soccombere all’urgenza e pianificarla.

“Meglio è nemico del bene”

Questo vecchio modo di dire riemerge spesso quando si parla incautamente di ottimizzazione. L’esperienza ultradecennale di molti responsabili di produzione (e dei loro pianificatori) costituisce uno zoccolo duro del quale è praticamente impossibile fare a meno.

Tuttavia le complessità quotidiane che ho cercato di riassumere brevemente in questo articolo si prestano inevitabilmente a un buon lavoro di ottimizzazione.

Ecco alcuni semplici esempi:

  • alcuni prodotti hanno caratteristiche che richiedono lunghe tarature o complesse operazioni di pulizia dei centri di lavoro. Si tratti di colori (plastiche stampate in vari colori) o dimensioni che richiedono misurazioni specifiche, spesso il mantenimento di una specifica sequenza riduce significativamente i tempi di taratura, pulizia o attrezzaggio con la conseguente riduzione dei costi nascosti;
  • la disposizione delle attività di produzione in un certo ordine permette di sfruttare al meglio la disponibilità delle macchine incrociandola con i turni di lavoro degli operatori. La proposta di diverse possibilità permette allo stabilimento una gestione molto più efficace e dunque più economica dei turni di lavoro;
  • la cosiddetta pianificazione “retrograda” (cioè all’indietro, basandosi sulla data di consegna che il cliente finale ha richiesto) permette di tarare tutte le attività produttive così da ridurre al minimo l’accumulo di prodotti finiti e semilavorati a magazzino, riducendo conseguentemente i valori di magazzino e l’eventuale utilizzo di fidi bancari.

Conclusione

Molti altri casi potrebbero essere elencati, ma esulano dallo scopo di questo breve articolo. Non si trattava in questa sede di indicare uno specifico strumento software di pianificazione a capacità finita (schedulatore) quanto di chiarire che proprio la pianificazione a capacità finita è vitale per il mondo della produzione: perché ne domina significativamente la complessità e genera di conseguenza una significativa riduzione dei costi che particolarmente in questi ultimi anni si è rivelata essenziale alla sopravvivenza delle imprese manifatturiere.