I processi produttivi: classificazione, strategie ed esempi
La scelta del processo produttivo influisce direttamente sulla competitività e sull’efficienza operativa di un’azienda. Un’analisi accurata della domanda di mercato e dei volumi di produzione è essenziale per implementare il sistema più adatto. In questo approfondimento, esploreremo le tipologie di processi produttivi, la loro classificazione secondo la matrice varietà-volume, e vedremo esempi concreti di applicazione nei diversi settori industriali.
Tipologie di processi produttivi
I processi produttivi possono essere classificati in base a diversi parametri, ma i più comuni riguardano volumi produttivi e varietà dei prodotti finiti. Questa distinzione consente di individuare il processo più idoneo per minimizzare i costi e massimizzare l’efficienza.
- Produzione per progetto (One-Off Production): realizzazione di pezzi unici e su misura (es. edilizia, grandi impianti industriali).
- Job-Shop (Produzione ad isola): lavorazioni su commessa con alta flessibilità (es. costruzione di macchine utensili, produzioni artigianali).
- Batch (Produzione a lotti): produzione standardizzata per gruppi di prodotti (es. lavorazioni meccaniche, trattamenti termici).
- Linea (Flow Shop): produzione sequenziale con alta efficienza e standardizzazione (es. industria automobilistica, alimentare).
- Ciclo continuo: produzione ininterrotta con elevati volumi (es. industria chimica, produzione di energia, siderurgia).
Matrice varietà-volume
Una classica rappresentazione è costituita dalla matrice varietà-volume, che evidenzia in che modo la crescita dei volumi è inversamente proporzionale ad una riduzione della varietà del prodotto. La figura mostra la suddetta relazione varietà-volume e la conseguente classificazione dei processi produttivi da prendere in considerazione. Ai due estremi troviamo i “pezzi unici” e il “ciclo continuo”. Le industrie che lavorano per progetto producono essenzialmente dei “pezzi unici“, non ripetibili. Il lotto di produzione è solo uno. All’altro estremo vi sono le industrie che producono a “ciclo continuo”, dove i volumi sono ovviamente elevatissimi, la standardizzazione e la ripetitività del prodotto molto spinta. Non esistono i lotti di produzione, ma c’è una continuità produttiva non essendovi una produzione “discreta”.
Esempi pratici di applicazione nei settori industriali
Alcuni esempi generici di industrie in cui si applicano i processi sopra indicati sono:
- Progetto: industria edile, grandi impianti;
- Job-shop (postazione ad isola): attività artigianali, costruzione di macchine utensili;
- Batch (lotto): lavorazioni meccaniche, trattamenti termici, ecc;
- Linea: industria automobilistica, industria alimentare;
- Ciclo continuo: industria chimica e siderurgica, produzione di energia e gas.
Focalizziamo adesso la nostra attenzione su job-shop, batch e linea, mettendo in evidenza la loro intrinseca complessità, le relazioni tra di essi e quando conviene usare una soluzione anziché l’altra.
Relazioni tra job-shop, batch e linea
Questi tre processi hanno in comune una produzione di tipo “discreto”, ossia hanno la presenza di lotti di produzione, e quindi pezzi.
Vediamo ora quali sono i parametri che li differenziano. Il job-shop ha fondamentalmente la caratteristica di svolgere dei cicli produttivi in una locazione fisica fissa e ben definita, con l’utilizzo di centri di lavoro di utilizzo generico.
Il batch, invece è la tipica produzione a lotti, laddove il lotto è una quantità “standard”, ma durante il processo produttivo il lotto standard può anche essere ulteriormente suddiviso in lotti più piccoli. Nella “linea”, invece, le attrezzature ed i centri di lavoro sono disposti, per l’appunto, in linea, ossia in sequenza secondo le operazioni previste a ciclo, e collegate tra di loro con tubazioni o passerelle per il transito dei materiali.
Parametri per distinguere job-shop, batch e linea
Vediamo ora quali sono i parametri che differenziano il job-shop, dal batch alla linea:
- Lancio di nuovi prodotti: Nel Job-shop il lancio di nuovi prodotti avviene più rapidamente rispetto al batch ed alla linea, grazie alla flessibilità ed alla specializzazione del personale. La linea è generalmente dedicata a prodotti “maturi”, laddove il mercato richiede volumi elevati.
- Flessibilità e ciclo di vita del prodotto: Nel Job-shop vi è maggiore flessibilità sia in termini di attrezzature, che di macchinari e personale, laddove modifiche di ingegneria, esigenze molto specifiche del cliente possono essere soddisfatte; a differenza della linea dove, invece, sono previsti impianti e forza lavoro dedicata e specializzata. A causa di ciò, i prodotti in fase di lancio vanno sviluppati in ambienti di tipo job-shop. Lo stesso job-shop può essere nuovamente adeguato quando il prodotto entra nella fase di declino, laddove la maggiore flessibilità è necessaria per differenziare il fine vita del prodotto stesso.
- Frequenza di set-up: Il job-shop ha un’elevata frequenza di set-up, dovuta alla notevole varietà dei prodotti. Tale frequenza diminuisce verso il batch e la linea.
- Distanze tra i centri di lavoro: Nel job-shop e batch i centri di lavoro sono distanti, ed essa viene coperta da un flusso di materiali che a volte diventa tortuoso e dispersivo.Al contrario, distanze minime tra i centri di lavoro sono tipiche della linea, a causa della disposizione sequenziale dei centri di lavoro secondo il flusso di lavoro ed i cicli.
- Manodopera diretta: Nel job-shop la manodopera diretta è molto versatile, effettua operazioni manuali, ed è quindi più costosa, se rapportata in percentuale al costo del prodotto finito. Tale costo diminuisce verso il batch e la linea.
- Materiale diretto: Al contrario della manodopera, la percentuale del costo dei materiali diretti sui costi totali cresce dal job-shop alla linea, a causa della contemporanea diminuzione dell’incidenza della manodopera diretta.
- Investimenti di macchinari: La linea richiede elevati investimenti in impianti e macchinari per ottenere costi produttivi molto competitivi. Gli investimenti sono bassi invece nel job-shop, dove prevale l’apporto “artigianale” della manodopera.
Da quanto esaminato, la sfida odierna sui processi produttivi consiste nel rendere i processi di linea e batch i più flessibili possibili, facendo accrescere maggiori competenze e capacità, utilizzando macchinari ed impianti meno costosi, e così via.
L’applicazione dei principi della lean production costituisce spesso la soluzione alle accresciute esigenze di flessibilità richieste dal mercato.
Come ottimizzare i processi produttivi
Le aziende moderne affrontano la sfida di rendere i processi produttivi più flessibili per rispondere a un mercato dinamico. Strategie efficaci includono:
- adozione della lean production: riduzione degli sprechi e ottimizzazione dei flussi di lavoro;
- automazione Industriale: utilizzo di macchine e software per migliorare la produttività;
- integrazione della supply chain: maggiore coordinamento tra fornitori e produzione per ridurre i tempi di approvvigionamento;
- manutenzione predittiva: impiego di sensori e IoT per minimizzare i fermi impianto.
Verso una produzione agile e competitiva
L’ottimizzazione dei processi produttivi è cruciale per mantenere un vantaggio competitivo nel settore industriale. La scelta tra job-shop, batch e linea dipende dagli obiettivi strategici aziendali e dal contesto produttivo. Investire in innovazione, automazione e flessibilità consente alle aziende di adattarsi rapidamente alle richieste del mercato, ridurre i costi e migliorare la qualità del prodotto finale. L’applicazione di principi di Lean Manufacturing e la personalizzazione dei processi permettono di coniugare efficienza e adattabilità, assicurando una produzione sostenibile e altamente performante.
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