Simulazione ed Ergonomia di Impianti Produttivi

La disponibilità di software, nonché i recenti sviluppi nel settore informatico, rendono sempre più diffuso l'impiego di metodologie di simulazione nell'ambito della progettazione e dell'analisi dei sistemi di tipo produttivo e logistico specialmente da parte delle aziende. In particolare i modelli di simulazione consentono di valutare a priori le prestazioni ottenibili dal sistema considerato prima ancora di procedere alla sua realizzazione o modifica.

Un tipico caso applicativo riguarda ad esempio i problemi creati dal lancio di un nuovo prodotto in produzione. Può esser necessario in tal caso valutare e confrontare diverse configurazioni dei magazzini interoperazionali inseriti fra le varie fasi del processo produttivo, con lo scopo di massimizzare la capacità produttiva o individuare i possibili "colli di bottiglia" del sistema.

Inoltre, nell'ambito delle politiche di manutenzione da adottare, può porsi il problema di verificare gli effetti indotti sull'impianto da eventuali guasti o malfunzionamenti dei mezzi di produzione, si consideri ad esempio il caso in cui una macchina si blocca dopo un certo numero di ore di lavorazione ed è in attesa di un intervento; problemi di questo tipo possono essere agevolmente affrontati con metodologie di simulazione.

L'impiego della simulazione può riguardare in generale: · la valutazione degli effetti apportati al sistema produttivo da eventuali modifiche della sua configurazione o delle politiche operative adottate; · l'analisi del comportamento dinamico del sistema in esame. Nell'analisi dei sistemi produttivi si individuano i seguenti blocchi, relativi:
configurazione dell'impianto;
prodotti e relativi cicli di lavorazione;
piano di produzione;
mezzi di movimentazione e relative politiche di gestione;
risorse utilizzate per l'effettuazione delle operazioni previste nell'impianto e relative modalità di gestione;
modalità di accadimento di eventuali interruzioni nella continuità del processo produttivo;
politiche di gestione dei flussi dei materiali.

La configurazione dell'impianto solitamente si articola nelle seguenti fasi:
· definizione dei componenti che costituiscono l'impianto quali stazioni di processo, magazzini interoperazionali, convogliatori;
· definizione dei parametri caratteristici dei singoli componenti d'impianto quali risorse utilizzate, efficienza, tempi di set-up relativi alla stazioni di processo, oppure capacità dei magazzini interoperazionali ;
definizione di lay-out di impianto quali disposizione delle stazioni di processo, dei magazzini interoperazionali, dei punti di carico e scarico dei mezzi di movimentazione;
· definizione dei collegamenti fra i diversi componenti dell'impianto, collegamenti se esistenti tra un possibile flusso di materiali da un componente all'altro. Il secondo gruppo di dati necessari per la costruzione del modello di simulazione riguarda la descrizione dei prodotti e dei relativi cicli di lavorazione, i dati richiesti possono essere distinti in due sottogruppi:
· descrizione della sequenza di operazioni prevista per ciascun tipo di prodotto poiché, oltre alle tradizionali operazioni di lavorazione possono essere previste operazioni di tipo speciale: assemblaggio, lavorazione con formazione di scarto o sfrido;
· definizione per ogni operazione e per ogni tipo di entità della durata - deterministica o probabilistica - dell'operazione stessa.

In quest'ultima fase vengono definite le operazioni su ciascuna entità ma non la sequenza delle stazioni attraverso cui l'entità stessa dovrà passare nel corso degli esperimenti. Il piano di produzione riguarda le modalità con cui verrà utilizzata la capacità produttiva dell'impianto (politiche di loading, sequencing, scheduling) cioè le modalità con cui verranno generate le entità in ingresso all'impianto.