Blog

efficienza del processo produttivo
Industria 4.0 Lean 4.0 Manufacturing Engineering Tecnologia Tecnologie produttive

Efficienza del processo produttivo: come misurarla?

Una delle metriche, anche chiamate Key Process Indicator (KPI), che vengono spesso utilizzate per il calcolo dell’efficienza produttiva è il cosiddetto OEE, acronimo per Overall Equipment Effectiveness. Tale metrica è diventata ormai uno standard industriale e dunque ampiamente diffuso negli stabilimenti ed implementata nei vari MES.

Tuttavia tale metrica viene per lo più utilizzata per valutare l’efficienza di utilizzo di un asset industriale, quindi molto spesso una parte limitata dell’intero processo produttivo, per lo più costituito da una serie di lavorazioni meccaniche, trattamenti, operazioni manuali, trasporti e collaudi.

Nella mia esperienza passata ho lavorato in contesti industriali nei quali l’OEE degli impianti era superiore al 70-75%, tuttavia il tempo totale di attraversamento era di mesi, a fronte di un tempo ciclo di ore.

  • Possiamo definire tale processo un processo produttivo efficiente? A mio parere assolutamente no.
  • Possiamo dunque affidarci solo all’OEE come parametro di controllo? Ovviamente la risposta è no.

In questo post proviamo a definire quali posso essere le metriche e gli strumenti per dare una risposta più esaustiva alla misura dell’efficienza di un processo.

Efficacia, efficienza e tempo di attraversamento

Prima di addentrarci nel cuore della questione, occorre a mio parere chiarire due concetti che vengono spesso confusi: efficacia ed efficienza.

Un processo è efficace quando è in grado di soddisfare le richieste del cliente, quindi è in grado di produrre beni rispettando le consegne, al costo, nei tempi e con la qualità pattuita.

Un processo è invece efficiente quando è in grado di soddisfare tali requisiti utilizzando il minor numero di risorse possibili.

Sebbene siano concetti distinti, efficacia ed efficienza risultano fortemente correlati e una delle metriche che evidenzia tale correlazione è il Lead Time (LT), o tempo di attraversamento. Quando il LT è elevato, ci possono essere diverse cause alla radice, tra cui:

  • Scarsa efficienza del sistema (macchinari, flussi, manodopera)
  • Scarsa qualità (controlli di processo aggiuntivi, gestione delle non-conformità, rilavorazioni ecc)

Ciò comporta quindi anche scarsa efficacia, in quanto evidentemente ci saranno maggiori costi associati al processo e difficilmente verranno rispettate le consegne previste. Lead Time elevati dunque in genere corrispondono a scarsa efficacia ed efficienza del sistema.
Al contrario, LT ridotti spesso significano elevata efficienza del sistema ed elevata efficacia nel soddisfare il cliente.

Si può soddisfare il cliente (quindi essere efficaci) senza essere efficienti? Nel caso di un mercato di scarsa competitività, certamente sì. Infatti, un’azienda può consegnare I prodotti alla qualità richiesta, nei tempi richiesti e a costo pattuito nel caso le marginalità sono elevate. Ciò significa che a fronte di scarsa efficienza (quindi costi e LT elevati) è possibile comunque soddisfare il cliente. Tuttavia, oggi la competitività a livello globale è in forte crescita e le aziende sono obbligate a migliorare la propria efficienza se non vogliono essere tagliate fuori dal mercato.

Per soddisfare il cliente occorre essere efficaci, ma per essere efficaci serve anche efficienza.

Come misurare l’efficienza del sistema produttivo?

Arriviamo dunque al cuore della questione. Un sistema produttivo è composto da una serie di operazioni che in linea del tutto generale possono essere riassunte nei seguenti punti:

  • Lavorazioni: asportazione di truciolo, piegature, pressofusione, colata ecc
  • Processi speciali: trattamenti termici, chimici, lavaggi ecc
  • Flussi logistici: trasporto dei particolari da un’operazione a quella successiva (sia interna che esterna presso un fornitore)
  • Operazioni manuali: lavorazioni di banco, assemblaggi ecc
  • Controlli di processo e collaudi finali: automatici o manuali

Come misurare l’efficienza degli impianti?

L’OEE viene di solito utilizzato per misurare l’efficienza di un asset industriale, sia esso un impianto o un macchinario. Ci sono diversi articoli che spiegano come misurarlo, ad esempio questo, per cui non ci soffermeremo oltre. Oggi l’OEE può essere calcolato in maniera automatica grazie alla connessione e all’integrazione degli impianti con i sistemi informatici che sono in grado di raccogliere informazioni dall’asset e calcolano tale valore in tempo reale.

Come misurare l’efficienza del flusso logistico?

Molte volte infatti ci si concentra sui macchinari senza considerare il fatto che spesso un semilavorato passa almeno l’80% del tempo in spostamenti e attese.

Un modo semplice per misurare l’efficienza di un flusso produttivo è quello di stimare quanto debba durare idealmente il trasporto tra due operazioni successive, considerando tempi e strumenti per il sollevamento senza considerare alcun tempo di attesa. Il rapporto Tideale / Treale, per ogni parte di flusso, fornisce una stima dell’efficienza.

Nella realtà pratica, diventa molto difficile se non impossibile calcolare tale valore, in quanto occorrerebbe misurare ogni tratto di flusso per ogni componente, cosa di difficile implementazione senza l’utilizzo delle nuove soluzioni tecnologiche.

La tecnologia principale che ci viene in aiuto in questo senso sono i sistemi di geolocalizzazione in tempo reale, in grado di calcolare automaticamente e appunto in tempo reale il tempo effettivo di trasporto o altrimenti di attesa.

Una volta raccolti questi dati, l’utilizzo di simulazioni ad eventi discreti (DES) rappresenta certamente uno strumento fondamentale per poter fare analisi di flusso, identificare colli di bottiglia ed inefficienze causate da tempi di attesa e linee sbilanciate, soprattutto in presenza di mix produttivo elevato. Per sapere come bilanciare una linea produttiva e quindi minimizzare i buffer, leggi qui.

Come misurare invece l’efficienza delle operazioni manuali?

Anche in questo caso, è possibile stimare il Tideale richiesto per l’operazione e dividerlo per il Treale impiegato. Il Treale sarà maggiore del tempo ideale in quanto spesso vi saranno attività a non valore aggiunto che spesso saranno richieste da parte dell’operatore e che quindi andranno ad inficiare l’efficienza.

  • Tideale: Tva
  • Treale: Tva + Tnva
  • Efficienza: Tideale / Treale

dove Tva sta per “tempo delle attività a valore aggiunto” e Tnva sta per “tempo delle attività a non valore aggiunto”.

La misura dell’efficienza delle operazioni manuali in tempo reale oggi può essere eseguita in maniera facile e tutto sommato economica grazie all’utilizzo della computer vision, ovvero una branca dell’intelligenza artificiale. Grazie all’utilizzo di telecamere, infatti, il sistema è in grado di identificare le attività a valore aggiunto e non a valore aggiunto e quindi stimare in maniera accurata l’efficienza delle operazioni manuali. Ne abbiamo parlato qui.

Come misurare l’efficienza dei controlli di processo e dei collaudi finali?

Come detto in precedenza, i controlli di processo e I collaudi si dividono in 2 categorie:

  • Controlli automatici, ad esempio mediante CNC. In questo caso si può utilizzare l’OEE come metrica di controllo
  • Controlli manuali, ad esempio i collaudi di banco. In questo caso si può utilizzare la formula indicata in precedenza

Efficienza complessiva del processo produttivo

L’efficienza complessiva del sistema non sarà altro quindi che la media delle efficienze calcolate per ogni fase del processo. Ai fini pratici l’efficienza complessiva può risultare poco utile in quanto non ci dice dove andare a focalizzare le nostre attenzioni per migliorare l’efficienza del processo. Al contrario, la scomposizione per sottoprocesso permette di agire in maniera puntuale laddove l’inefficienza è maggiore, o laddove inficia maggiormente la sua efficacia.

Da dove cominciare?

In questo post abbiamo sottolineato come il solo utilizzo del parametro OEE non ci fornisce un valore affidabile dell’intero processo produttivo, a meno che ciò non implichi l’utilizzo di soli asset automatici.

Utilizzando un approccio di sistema, possiamo calcolare l’efficienza di ciascuna fase del processo in maniera estremamente semplice, così da intervenire in maniera puntuale per migliorare efficacia ed efficienza del processo produttivo, soddisfando così al tempo stesso cliente, che vedrà soddisfatte le proprie richieste e management aziendale che vedrà utilizzate le proprie risorse in maniera opportuna.

Per fare ciò, le nuove tecnologie proprie dell’industria 4.0 ci vengono in aiuto:

  • Connessione ed integrazione degli asset al sistema informatico aziendale
  • Utilizzo di sistemi di localizzazione in tempo reale
  • Utilizzo di simulazioni ad eventi discreti (DES)
  • Computer Vision

In questo senso, SkillS4i mette a disposizione sulla propria piattaforma una serie di contenuti per aiutare le aziende a migliorare le proprie conoscenze:

Hai competenze industriali e vuoi contribuire nel nostro blog o creare corsi? Leggi qui, oppure contattaci!

Nicola Accialini

Hi there! I am Nicola, founder and admin of SkillS4i. Aerospace Engineer, technology enthusiast and industrial expert. I live in Spain and I like travelling, cycling, hiking and reading.

Iscriviti
Notificami
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x