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Piano principale di produzione (MPS o MS) Cosa fa l’MPS? Fornisce informazioni precise su un orizzonte temporale più breve e con un livello di dettagli più alto su ciò che dev’essere prodotto e quando dev’essere prodotto nonché sui livelli di inventario cioè esattamente quello che avevamo visto con il piano aggregato di produzione che qui semplicemente viene scomposto a livello di prodotto e su orizzonti di pianificazione più brevi. Più avanti vedremo quali sono le reali novità.

RELAZIONI DEL MASTER SCHEDULE

Quindi, il MS non è indipendente dal piano aggregato di produzione come si vede dal disegno. Prende le info dal PP in cui avevamo stabilito in un orizzonte temporale ad es. semestrale quello che doveva essere prodotto mese per mese e va a spacchettare questa informazione aggregata in un mese settimana per settimana e non più a livello di famiglia ma a livello di prodotto. Per fare questo deve avere delle info più dettagliate relativamente alla capacità realmente disponibile settimana per settimana (si deve capire la disponibilità di macchina oltre che di operatori). Deve avere delle info più precise su quelli che sono gli ordini che si sono manifestati periodo per periodo. Quindi, non più solo previsioni di vendita ma anche ordini dei clienti. Perché in realtà sono gli ordini dei clienti che quasi sempre attivano la produzione. Si osservi che in corrispondenza di order vi è una freccia bidirezionale. Questo perché a valle del MS vi sono le cosiddette disponibilità di promesse di vendita cioè la capacità installata e la cui produzione è stata pianificata che è disponibile ancora come ordine di vendita (cioè lancio un certo lotto di produzione ma non tutto il lotto, soprattutto quelli più lontani nel tempo, sono già stati venduti e quindi hanno già un cliente noto ma vengono prodotti su previsione di vendita; la differenza tra ciò che è stato prodotto e ciò che è stato già ordinato costituisce una possibilità di promessa di vendita; cioè se ho una capacità residua di 10 pezzi nel mese di febbraio, la comunico al commerciale, a chi gestisce gli ordini).

Può essere inoltre lanciato, laddove sia indipendente dal piano di produzione, anche il cosiddetto Piano di Assemblaggio Finale. Questo ha molto senso in quei sistemi che lavorano ATO. Quindi ho un piano di produzione che dice che tipologie di moduli e di assiemi io realizzo sulla base delle previsioni di vendita e poi questi saranno i dati di ingresso di un assemblaggio finale che poi verranno fatti solo a fronte di ordini. Quindi il MS prende le info sugli ordini, sulle capacità disponibili e sugli assemblaggi e a valle di questi tirerà fuori dei dati che saranno da input per il MRP. Cioè se io so cosa produrre e in che istante produrre dovrò con un certo anticipo stabilire quando ordinare i materiali in base ad esempio al lead time di approvvigionamento. (es. io oggi so che tra un paio di settimane dovrò realizzare un certo prodotto allora oggi posso realizzare il piano d’acquisto dei componenti che mi servono disponibili tra 2 settimane; i vari componenti hanno diversi tempi di approvvigionamento e devo cautelarmi in modo da mandare gli ordini rispettando tali tempi e non rischiare che non mi arrivino in tempo). Quindi la MRP altro non è che la pianificazione dei fabbisogni di materiali. Ovviamente posso pianificare in modo economicamente vantaggioso gli approvvigionamenti solo se so quando mi servono. Quindi vuol dire che avrò dovuto aver fatto un piano di produzione e l’ho congelato perché se poi lo cambio ed intanto ho fatto partire gli ordini di materiali dovrò pagarli o comunque se magari li metto a magazzino sono un costo.

MASTER SCHEDULING

Il problema del MS è un problema vincolato ovvero ci sono dei vincoli di capacità periodo per periodo e un vincolo che finora non avevamo considerato ovvero bisogna sapere con che anticipo un lotto di produzione va lanciato in modo da averlo disponibile in un certo istante. Quali sono gli input? 1. Piano aggregato di produzione: sapere in un certo orizzonte temporale quanti ne devo produrre in un periodo ma di questi devo capire quanti sono dovuti alle previsioni di vendita e quanti si sono già manifestati sottoforma di ordini 2. Le previsioni a fronte di un piano di produzione 3. L’informazione precisa su quelli che sono gli ordini dei clienti soprattutto nel brevissimo tempo.

Quindi, nel MPS tratterò con due livelli gerarchici differenti quelli che sono gli ordini da quelle che sono le previsioni. L’output atteso sarà appunto cosa produrre, quando produrlo (in che settimana) e quanto (per ogni settimana).

VINCOLI DI CAPACITA Se aumentiamo la capacità sforando la capacità massima avremo a monte un backlog ovvero un accumulo di ordini inevasi che nel tempo tende ad aumentare. Periodo per periodo è una verifica che viene fatta. E può essere fatta vincolando il master scheduling con vincoli di capacità ma molte volte si utilizzano delle analisi di scenario.

Rough-cut capacity planning - RCP

UTILIZZO DEL MASTER SCHEDULE

A che serve il MS e quando e dove viene utilizzato? L’utilizzo del Master Schedule cambia al variare del tipo di sistema produttivo. Se sono in un sistema MTS allora il master schedule pianifica a livello di prodotto finale e quindi sto facendo anche la gestione del magazzino. In realtà quello che capita anche molto spesso nei sistemi ATO in cui ho un’ampia varietà di prodotti realizzati a partire da un numero inferiore di moduli o componenti che riescono a dare vita a un’ampia gamma di combinazioni. In questo caso l’ouput di un MS sarà sui sottoassiemi che dovranno essere prodotti. Infine nei casi MTO in cui da pochi materiali si producono molti prodotti allora se io non faccio nulla se non avvengono gli ordini allora il MS serve soprattutto per anticipare l’acquisizione di materiali che servono per la produzione ovvero lavora per quelli che devono essere i miei magazzini di materiali. In questa tabella si riporta quanto appena detto. Nell’ MTS la previsione e la pianificazione sono sui prodotti finiti e quindi prima che si sia realmente generata la domanda del cliente . All’estremo opposto c’è l’ATO in cui la pianificazione scompone il prodotto finito in % delle opzioni come visto con la distinta base (con l’esempio successivo si capirà meglio ) Il MTO che ha senso è quello in cui il lead time di consegna è < del lead time di produzione. E’ simile all’ATO.

REVISIONI DEL MASTER SCHEDULE

Prendiamo un asse del tempo e supponiamo che all’istante attuale venga effettuato il PP. Il tempo del PP è al massimo il tempo cumulato di produzione e poi vedremo perché. Tutte le modifiche che a valle del piano avverranno avranno un costo. Demand Time Fence (DTF): periodo di tempo per il quale viene considerato il piano congelato ovvero per cui i cambi del piano possono avere degli impatti sostanziali sulla produzione (quindi non sono ammessi) e per cui, ai fini del piano di produzione, si considerano gli ordini della domanda e non le previsioni. The demand time fence is the point in time when unrealized forecast is dropped from demand. The demand time fence marks the drop-dead date for forecast. Inside the demand time fence, the schedule is driven purely by customer demands because the lead time is too short. Typical manufacturers set the DTF at final assembly lead time, but it does not have to coincide with this lead time.

Planning Time Fence (PTF): orizzonte temporale del master schedule e rappresenta il tempo cumulato di produzione (anche se alcune aziende fanno magari piani di produzione a 8 settimane anche se il loro tempo di produzione, che va dall’approvvigionamento all’assemblaggio, ha una durata inferiore) The planning time fence is the point in time after which MS automatically plans master schedule orders (these orders are scheduled by the master scheduler if in the planning time fence or calculated by the program if beyond the planning time fence). PTF is always greater than or equal to the DTF. The master scheduler is responsible for making the decisions of what to produce within the planning time fence. In other words, between today and PTF, the MS system cannot automatically schedule an MS order, that is the master scheduler’s decision. MS can recommend an order but the scheduler must move the order inside the PTF or firm it up. The diagram below shows these time fences:

Con l’andare del tempo le soglie DTF e PTF si spostano in avanti, quindi vuol dire che alcune delle informazioni che erano previsioni si siano trasformate in ordini. Quindi, capite bene che questa è una pianificazione che conviene fare ripetutamente nel tempo ovvero viene generato in modo periodico (dopo un intervallo di tempo pari a PTF).

DEFINIZIONI (input e output) Queste sono le informazioni di cui abbiamo bisogno. Le prime due sono ovvie: Forecast: Domanda prevista in un periodo Actual Demand: Domanda effettivamente manifestata in un periodo (quantità venduta o ordini confermati)  Master Schedule: Quantità di items schedulata per essere disponibile in un periodo I tre su citati sono dati di input per noi. Quello che vogliamo come output sono:  Projected Available Balance (PAB): Valore atteso di items disponibili in magazzino a fine periodo  Available to Promise (ATP): Produzione schedulata e non ancora impegnata disponibile per soddisfare ordini clienti non ancora espressi (perché cosa succede in un certo istante temporale? Che avrò una certa disponibilità di magazzino ma questa disponibilità nei periodi futuri potrebbe essere già impegnata per soddisfare degli ordini. Es alla settimana 3 ho 10 unità a magazzino ma di queste unità ne ho impegnate 3 nella settimana successiva perché ci sono già degli ordini e altre 3 due settimane dopo; cioè di quelle 10 unità a magazzino in realtà 6 le ho già vendute (le ho semplicemente prodotte in anticipo); quindi disponibili ma non ancora impegnate ovvero non ancora assegnate ad un ordine ne ho solo 4. Quindi 6 hanno già un cliente (come fosse un MTO) e 4 libere (come fosse un MTS).  

Quindi quello che dovremo fare, nota la previsione della domanda, noti gli ordini e noto il piano di produzione, è calcolare periodo per periodo l’evoluzione del magazzino (quindi qual è il valore atteso del magazzino per ogni periodo) e per i periodi in cui ho una certa disponibilità di produzione aggiuntiva devo calcolare di quella produzione aggiuntiva + quello che ho a magazzino quanto è ancora libero per poter essere eventualmente assegnato ad un cliente.

FORMATI DI MS Questo è uno dei format più utilizzati per il calcolo di queste grandezze

Come si vede, abbiamo una serie di periodi sulle colonne. Sulle righe bisogna inserire i dati noti sulle previsioni , sugli ordini e sui lotti prodotti periodo per periodo. Poi si calcola con formule molte semplici l’evoluzione del magazzino disponibile alla fine di ogni periodo (PAB) e anche ciò che di quel magazzino è disponibile come promessa di vendita (ATP). Il nostro orizzonte di pianificazione è il PTF che è un dato che dev’essere fornito in input dal pianificatore. Fate attenzione che pur avendo dati relativi alla domanda all’interno dell’intervallo del DTF, questi dati non verranno utilizzati poiché in questo periodo valgono solo gli ordini reali. Di quali altre informazioni abbiamo bisogno? Il lead time di produzione (poi vedremo perché), la dimensione del lotto e la scorta di sicurezza. Per lead time si intende il numero di periodi necessari ad avere disponibile un lotto delle dimensioni riportate (quindi se il lead time è di un periodo avrò un valore di Master Schedule per ogni periodo mentre se il lead time è di 3 periodi io avrò una disponibilità di lotti ogni tre periodi) Es. se produco a lotti di 10 e ho bisogno di 3 periodi per produrre quei 10 (quindi avrò una produzione di 10 in 3 periodi) allora la successiva produzione che andrò a schedulare avrà come termine il periodo 6. Ovviamente questo unito alle domande mi darà una variazione del magazzino. In più tra le considerazioni che sono previste in questo format vi è anche la scorta di sicurezza (la cui presenza farà variare le giacenze del magazzino)

PROCEDURA DI CALCOLO PAB (Projected Available Balance ) Se la domanda fosse “come si calcola al periodo 1 il livello del magazzino?” , allora questo è pari al magazzino all’istante iniziale (quindi alla fine del periodo precedente)+tutto ciò che ho prodotto nel periodo-tutto ciò che viene prelevato dal cliente in quel periodo (la domanda) + la extraproduzione legata alla scorta di sicurezza. Quindi guardando il primo rigo delle formule si osserva appunto che il magazzino al periodo 1 (PAB1) è pari al valore del magazzino disponibile all’istante 0 + il master schedule del periodo 1 (ovvero ciò che produco nel periodo 1) – la domanda reale del periodo 1 – la scorta di sicurezza (che riduce la disponibilità reale del magazzino; es. ho in magazzino 10 ma 2 sono di sicurezza quindi in realtà sono disponibili 8) Nei periodi successivi al primo non considero più la scorta di sicurezza perché sarà compresa nella PAB1. Nel generico periodo i la quantità disponibile alla fine del periodo sarà pari alla quantità disponibile alla fine del periodo i-1 + tutto ciò che è stato schedulato per essere disponibile come produzione nel periodo i – quello che è stato già ordinato nel periodo i questo sarà per tutti i valori di i all’interno del DTF. Al di fuori del DTF, ovvero del periodo di congelamento degli ordini, al valore che abbiamo calcolato come appena sopra proposto dobbiamo sottrarre anche il valore delle forecast ovvero delle previsioni di vendita.

PROCEDURA DI CALCOLO ATP Calcolare il PAB periodo per periodo vuol dire conoscere periodo per periodo la disponibilità attesa della giacenza . Parte di questa giacenza sarà periodo per periodo già impegnata per ordini futuri. Quindi una domanda interessanti da porsi è periodo per periodo quanto di quella giacenza attesa di magazzino è disponibile per le promesse di ordini. Come si fa a calcolarla? Nel primo periodo quanto posso promettere? Quello che ho a magazzino + quello che sarà disponibile in quanto prodotto (quindi ciò che ho schedulato di produrre) – tutto quello che ho già ordinato (che mi sono impegnato a vendere) compresi tra quel periodo e il successivo periodo di produzione. Quindi se ho disponibilità di lotti in tutti i periodi, il valore di A sarà solo quello relativo al periodo stesso; se produco un periodo sì ed uno no perché ho un lead time di 2 settimane cioè riesco ad avere un lotto pronto nella settimana 1, 3, 5 etc allora nella settimana 1 devo produrre per vendere sia nella settimana 1 che nella 2 e quello che avrò prodotto in più sarà disponibile per le settimane successive . In generale nell’i-esimo periodo l’ATP è pari a ciò che ho pianificato di produrre nell’iesimo periodo – tutto ciò che mi sono già venduto fra quel periodo e il successivo periodo di produzione.

Oss. Ovviamente ATP tenderà ad essere via via più alta quanto più ci si allontana nell’orizzonte di pianificazione. Cioè si vuole un ATP vicino basso (vuol dire che nel brevissimo tempo per tutto ciò che si produce già si ha un cliente) e ovviamente ad es all’ottavo periodo ciò che abbiamo pianificato di produrre non ha ancora un cliente.

ESEMPIO1: MPS AD 1 LIVELLO Questa è una tipica scheda di Master Schedule

Le cose più importanti sono il DTF (che stabilisce qual è l’orizzonte con ordini congelati) e il lead time di produzione. Quindi se abbiamo un lotto disponibile a magazzino di 20 unità, il prossimo lotto sarà disponibile solo tra 2 settimane (vedi la riga MS). inoltre sappiamo che il magazzino all’istante = è pari a 6. Qual è il problema nei casi reali ( e nel compito) ? E’ anzitutto conoscere il lead time di produzione e calcolare la dimensione ottima del lotto (ovvero quante ne devo produrre). Questo è un tipico MS a 1 livello (abbiamo un solo item). Cosa vogliamo conoscere? PAB e ATP. Al primo periodo PAB sarà dato da 6+20-15-2=9; nel secondo periodo 9 (quello che abbiamo a magazzino) + 0( quello che stiamo producendo) – 5 =4 e così via. Si osserva, quindi, come fluttua il magazzino avendo una produzione discontinua. E’ da notare come il 20 della produzione nei primi due periodi è già totalmente assorbito dagli ordini dei primi due periodi (15+5) ovvero essendo DTF = 2 settimane si vede che nelle prime due settimane non c’è forecast. Detto questo, è chiaro che l’ATP in questi 2 periodi iniziali sarà dato solo dalle 6 unità del magazzino iniziale. Dopodichè il successivo periodo in cui avete qualcosa di nuovo che vi potete vendere è il periodo 3 in cui producete altri 20. Di questi 20 6 hanno già un cliente, potenzialmente ne avete altri 14 che non hanno ancora un cliente. Quindi, applicando la formula, si vedrà che il valore di ATP è 20-la somma di A3+A4 (6). Al quinto periodo dei 20 solo 5 sono già venduti, gli altri 15 li avete prodotti su previsione (però oggi si è pianificato di avere completo al quinto periodo questo lotto). Nel periodo 7 di ordini non se ne hanno. Quindi il valore di disponibilità ad oggi nel periodo 7 sarà di 20 unità. Quindi delle 20 unità che sto pianificando di produrre in ciascun periodo in realtà ne ho ancora disponibili per la vendita 6, 14,15,20. . si osservi come l’ATP aumenta con l’aumentare dei periodi. Quindi, si spera che con l’andare nel tempo i periodi lontani che avevano ATP elevati presentino una manifestazione di ordini che possano permettere di ridurre l’ATP. Quindi, con il passare del tempo il piano ricalcolato nel futuro cambia.

ESEMPIO 2: MPS A 2 LIVELLI Questo è un tipico caso che richiede un MPS a 2 livelli. Supponiamo di avere un veicolo fatto da 4 moduli principali: motori, interni, trasmissioni e carrozzerie. Ciascuno di questi moduli può essere realizzato in più varianti tra loro indipendenti (ovvero uno qualsiasi dei motori può essere accoppiato a uno qualsiasi degli interni e così via) . quindi il numero totale delle combinazioni possibili sarà 2*4*3*5= 120 combinazioni. Quindi, abbiamo 120 tipologie diverse di prodotto. Gestire 120 diverse distinte base non ha molto senso. E’ molto più semplice gestire quattro distinte base di modulo in cui il primo modulo è costituito dalla distinta base dei motori (A,B), quelle degli interni (C,D,E,F), quelle delle trasmissioni (G,H,I), quella delle carrozzerie (J,K,L,M). Risulta quindi semplificata la fase di previsione perché dal fare 120 previsioni di vendita sui prodotti finiti passo a farne solo 14 sui tassi di uso dei vari modulo. Quindi, nota la domanda aggregata di veicoli e noti i tassi di assorbimento di ciascuna delle opzioni nella costituzione delle 120 differenti tipologie di prodotto finale posso costruirmi la distinta di pianificazione non tanto a livello auto ma quanto a livello di modulo. Quando poi mi arriverà l’ordine dell’auto specifica che deve avere un certo motore, un dato interno, determinate trasmissioni e carrozzeria allora saprò come assemblarli perché avrò già pianificato di avere per una certa data il 60% di motori di tipo A e il 40% di tipo B così come per gli altri moduli. Quindi questo è un esempio di MS per un sistema ATO e quindi lavora bene a livello dei moduli che poi vanno assemblati. Ciò perché quando devo assemblare un’auto devo sapere di avere disponibile un motore ma il motore ha un lead time molto più alto dell’auto (cioè ci può volere 1 gg per assemblare un’auto e 2 gg per assemblare un motore). Proprio per questo motivo è utile un approccio di questo genere.

Partendo dalla domanda dei veicoli andiamo ad esplorare un MS per i motori (tipo A e tipo B). Supponendo di aver fatto un piano di produzione aggregato per il veicolo: ne devo fare 100. Di queste 100 in un certo periodo devo pianificare di fare il 60% di motori di tipo A e il 40% di tipo B. Cioè se io alla settimana 3 devo assemblare 100 auto vuol dire che in quella settimana dovrò avere disponibili 60 motori di tipo A e 40 motori di tipo B. Questo è quello che succede nelle supply chain (cioè può darsi che la fabbrica che fa motori per la FIAT sia localizzata in un altro Stato, noto il piano di produzione delle auto loro devono lanciare il lotto di produzione nella fabbrica dei ...