Pianificazione della produzione di cavi: tutti occupati, niente spedito

Giovedì pomeriggio, un giro in un cavificio: ogni reparto sembra andare alla grande. La trafilatura ha raggiunto le tonnellate previste. La cordatura ha lavorato su tutti e tre i turni. Isolamento e guainatura hanno superato entrambi l'obiettivo settimanale. Poi si chiede alla logistica che cosa è pronto da spedire questa settimana, e la risposta è: quasi niente.

È il classico paradosso del cavo. La pianificazione della produzione di cavi consiste nel far avanzare ogni ordine cliente lungo una catena di processi dipendenti, dalla vergella di rame al cavo collaudato sulla bobina, in modo che le pezzature giuste arrivino in fondo al momento giusto. Tenere occupata ogni macchina è un altro mestiere, e spesso le due cose tirano in direzioni opposte.

Il ciclo di lavoro del cavo, fase per fase

Un tipico cavo di energia segue questo ciclo. Le fasi cambiano da prodotto a prodotto, ma lo schema è lo stesso:

1. Trafilatura. La vergella di rame o alluminio viene tirata attraverso le trafile fino al diametro di filo richiesto.
2. Cordatura. I fili vengono cordati insieme per formare il conduttore.
3. Isolamento (estrusione). Una mescola plastica o in gomma viene estrusa attorno al conduttore, ottenendo un'anima isolata.
4. Riunitura. Più anime vengono riunite insieme, spesso con riempitivi.
5. Guainatura. Una guaina esterna viene estrusa sull'intero assieme.
6. Collaudo. Prove elettriche e dimensionali sulla pezzatura finita.
7. Avvolgimento. Il cavo viene avvolto sulla bobina di spedizione ed etichettato.

Ora guardiamo i tempi. Per un ordine di esempio, il tempo macchina si somma così: trafilatura 6 ore, cordatura 10, isolamento 12, riunitura 8, guainatura 10, collaudo 4, avvolgimento 3. Sono 53 ore di lavoro effettivo, poco più di due giorni. Eppure lo stesso ordine può tranquillamente restare in stabilimento tre settimane.

La differenza è l'attesa. Tra una fase e l'altra il prodotto resta su una bobina, in coda. È lì che si trova la maggior parte del lead time e la maggior parte dei soldi.

Perché macchine occupate non significano cavo spedito

Ogni fase ha la sua economia. Trafilatura ed estrusione preferiscono lunghe corse sulla stessa sezione o sulla stessa mescola, perché ogni attrezzaggio costa tempo e scarto. Così ogni reparto costruisce le sue campagne di produzione: tutto il 2,5 mm² questa settimana, tutto il PVC nero domani.

Ogni campagna ha senso a livello locale. Messe insieme, producono semilavorati che non combaciano. La cordatura ha prodotto conduttore per ordini che la guainatura vedrà solo la settimana prossima, mentre l'unico ordine in consegna venerdì aspetta un'anima che l'isolamento ha programmato per lunedì.

Si pensi a una staffetta in cui ogni corridore è velocissimo, ma a ogni cambio il testimone resta a terra per un minuto. Nessuno della squadra è lento. La squadra perde lo stesso.

L'equilibrio tra campagne lunghe e flusso rapido è un tema a sé, trattato nell'articolo sull'ottimizzazione degli attrezzaggi. In breve: dimensionare le campagne in base a ciò che serve alla fase successiva, non a ciò che fa bella figura in questa.

Il rame nel WIP: quanto costa davvero l'attesa

Il WIP (semilavorati in corso di lavorazione) di un cavificio è costoso perché il rame è costoso. Ecco un calcolo di esempio, con un prezzo del rame arrotondato a, diciamo, 9.000 $ per tonnellata. Per il proprio caso basta inserire la quotazione del giorno.

Supponiamo che lo stabilimento faccia passare in produzione 5 tonnellate di rame ogni giorno lavorativo e che il rame resti in media 14 giorni tra la vergella e il cavo spedito. Secondo la legge di Little, il rame fermo nel WIP in ogni momento è:

• 5 t al giorno × 14 giorni = 70 t nel WIP
• 70 t × 9.000 $ = 630.000 $ immobilizzati

Di quei 14 giorni, solo circa due sono di lavorazione effettiva. Ora si riducano le attese in modo che la media scenda a 8 giorni:

• 5 t × 8 giorni = 40 t, per un valore di 40 × 9.000 $ = 360.000 $
• Liquidità liberata: 630.000 $ − 360.000 $ = 270.000 $

Con un costo del capitale del 10% annuo, sono 27.000 $ all'anno di soli oneri di mantenimento, senza contare il rischio di prezzo sul metallo già acquistato ma non ancora fatturabile. Stesse macchine, stessa produzione. È cambiata solo l'attesa.

I quattro tipi di WIP

Non tutto il WIP è negativo, e il rimedio dipende dal tipo. Conviene percorrere le code e classificare ogni bobina in uno di quattro gruppi:

• Buffer intenzionali. Proteggono un'operazione a valle pianificata, di solito il collo di bottiglia. Vanno mantenuti e dimensionati consapevolmente.
• Sovrapproduzione. Prodotta perché la macchina era libera, prima di qualsiasi slot a valle. Bisogna smettere di rilasciarla.
• Lavoro bloccato. In attesa di un materiale mancante, di una bobina libera o di una decisione. Serve qualcuno che lo sblocchi, non più capacità.
• Lavoro scavalcato. Rimandato più volte da priorità che cambiano. Di solito è il segnale che chi promette le date e chi schedula non si parlano.

Si parte dalle bobine più vecchie e di maggior valore. Per ciascuna ci si pone quattro domande: quale ordine ne ha bisogno, qual è la sua prossima fase, che cosa ne impedisce l'avanzamento e quando è schedulata? Se nessuno sa rispondere, produrre di più non aiuterà.

Pezzature e bobine: i vincoli che nessuno pianifica

Nei cavi la quantità non basta. Un ordine da 3 × 1.000 m non equivale a un ordine da 3.000 m. Un cliente che ha bisogno di pezzature continue da 1.000 m non può usare due spezzoni da 500 m, anche se il report di magazzino li somma a 1.000.

Così la lunghezza diventa un vincolo a ogni fase. Il conduttore deve essere abbastanza lungo per l'anima, l'anima abbastanza lunga per l'assieme riunito, e così via lungo tutto il ciclo, con le tolleranze di processo a ogni passaggio. Gli stabilimenti di fibra ottica applicano la stessa regola in modo ancora più rigido, come descritto nell'articolo sulla pianificazione dei cavi in fibra ottica.

Il secondo vincolo è la bobina. Ogni lunghezza intermedia sta su una bobina di processo, e ogni pezzatura finita richiede una bobina di spedizione della misura giusta. Quando la bobina giusta non è libera, la linea si ferma esattamente come se fosse finito il rame. Quanto cavo sta su una data bobina, e come pianificare le bobine come capacità, è spiegato nell'articolo su bobine e contenitori nella produzione di cavi.

Il mito: “Se ogni reparto raggiunge l'obiettivo, lo stabilimento va bene”

Gli obiettivi di reparto misurano la produzione. I clienti misurano gli ordini completi. Uno stabilimento può aumentare le tonnellate in ogni fase e spedire di meno, perché le tonnellate in più sono il mix sbagliato nel posto sbagliato.

Una verifica migliore per la riunione settimanale: quanti ordini si sono avvicinati di una fase alla spedizione e quante bobine aspettano da più di una settimana? Sono numeri molto più difficili da truccare.

Perché l'anagrafica dei cavi complica tutto

Una sola famiglia di cavi può significare migliaia di costruzioni diverse: sezione, numero di anime, mescola isolante, colore, tipo di guaina, armatura. Ognuna ha la propria scheda tecnica, i propri consumi standard di materiale per chilometro e la propria scheda di processo, e piccole differenze cambiano quali macchine e quali trafile possono lavorarla. Come una scheda tecnica si traduce in consumi standard e in una scheda di processo è spiegato in scheda tecnica del cavo, consumi standard e tecnologia.

Come aiuta factory.online

In factory.online ogni lunghezza intermedia può essere tracciata come un lotto a sé in un contenitore, cioè una bobina con lunghezza e ubicazione note, così il pianificatore vede “1.040 m di anima sulla bobina 17 in coda all'isolamento” invece di “3.200 m a magazzino”. Ogni ordine di produzione resta collegato all'ordine cliente da cui nasce, così una bobina in attesa può essere ricondotta al suo cliente, e la schedulazione a capacità finita mostra sul diagramma di Gantt se lo slot di venerdì della guainatura avrà davvero il suo materiale in ingresso pronto.

Per i produttori di cavi, CablePLM riunisce costruzioni, calcoli ingegneristici, BOM e schede tecniche nel processo di progettazione e rilascio. Questi dati ingegneristici offrono una base per verificare le informazioni di prodotto utilizzate nella pianificazione della produzione.

Se il tuo stabilimento è occupato ovunque e comunque in ritardo, prenota una demo e porta l'elenco delle bobine che aspettano da più tempo.