LEAN MANUFACTURING, LEAN PRODUCTION, TPS

Il termine produzione snella (dall'inglese Lean manufacturing o Lean production) identifica una filosofia industriale ispirata al Toyota Production System, che mira a minimizzare gli sprechi fino ad annullarli.

Nel secondo dopoguerra, la grave crisi in cui gravava il Giappone uscito sconfitto dal conflitto mondiale, spinse a studiare nuovi processi produttivi altamente efficienti che potessero ottenere buoni risultati con l'impiego di risorse limitate.

Merito del nuovo approccio e della sua evoluzione è da attribuire a Taichi Ohno, Yasuhiro Monden, Shigeo Shingo, Sakichi e Kiichiro Toyoda. La teoria si fonda sul concetto di produrre quanto apprezzato dal cliente (beni e servizi) usando il minimo quantitativo indispensabile: costi, tempo, spazio, risorse umane e finanziarie. Il sistema si avvale di un certo numero di tecniche per identificare ed eliminare tutte le forme di spreco ("muda" nella terminologia giapponese) dal processo di fabbricazione, comprese tutte le attività indirette che non producano valore aggiunto per il cliente.

Oggi gli sprechi che si cerca di annullare sono i più vari. Elenchiamo i più importanti:

  • sprechi di materie prime;
  • sprechi dovuti a tempi morti;
  • giacenze di magazzino inutilizzate;
  • sprechi dovuti al non aver interpretato correttamente i desideri del cliente
Il TPS identifica sette tipi di sprechi:
  • prodotti difettosi (mancanza di qualità);
  • produzione eccessiva (maggiore di quella richiesta in quel momento);
  • trasporti inutili (spostamenti inutili);
  • movimenti manuali inutili;
  • attese, fermi e ritardi (materiale fermo in attesa di essere lavorato);
  • giacenze (in generale lo stock è sempre uno spreco);
  • lavorazioni non necessarie o inefficienti (operazioni inutili che non producono valore aggiunto).
In quest'ottica, si può indicare come spreco l'insieme di tutte le risorse/energie che non aggiungono valore al prodotto, dove il valore è stabilito dal cliente finale. Infatti è proprio il cliente finale che deve "tirare" il prodotto nei tempi, nella quantità e qualità necessaria mediante un processo che si può definire di tipo Pull in contrapposizione ai sistemi tradizionali (Push) basati su prodotti e programmi di produzione definiti a monte.

Per perseguire l'eliminazione dei difetti si opera su tutti gli aspetti del processo produttivo con un approccio basato sul miglioramento continuo e a piccoli passi, detto Kaizen.

Il processo produttivo, quindi, viene trattato in modo globale al fine di ridurre al massimo la complessità della produzione puntando sulla sua flessibilità coinvolgendo fin dall'inizio tutte le funzioni aziendali. Ad esempio, in progettazione, il prodotto viene studiato considerando i problemi inerenti la sua produzione, evitando la sua riprogettazione, e quindi gli sprechi dovuti al non essere riusciti a "fare bene fin dalla prima volta".

Creare valore eliminando gli sprechi. Sembra banale e scontato, ma in realtà rappresenta un modo di vedere (spesso rivedere) la produzione, dalla progettazione alla gestione degli ordini, teso ad accrescere la flessibilità ed il valore dell'impresa. Il nocciolo è l'abbattimento degli sprechi insiti nel tradizionale processo produttivo, volto così al raggiungimento della perfezione, limite a cui tendere, ma ovviamente inarrivabile.

Il processo volto a ridurre sforzi, tempi, spazi, costi ed errori non ha mai fine ed il prodotto offerto si avvicina sempre più ai desideri del cliente. La perfezione deve essere intesa come obiettivo che seppur irraggiungibile deve essere un riferimento costante, allo scopo di mantenere attivo un processo di miglioramento continuo e sistematico.

Si possono ottenere risultati sorprendenti in tempi contenuti: drastica riduzione del "time-to-market" dello sviluppo di nuovi prodotti, drastica riduzione di costi logistici, riduzione di spazi, scorte e "lead time" di produzione.

La Produzione Snella (Lean Manufacturing o Lean Production) è una filosofia di gestione del processo (process management) che deriva dal modello giapponese TPS (Toyota Production System), un metodo di organizzazione della produzione derivato da una filosofia diversa e, per alcuni aspetti, alternativa alla produzione di massa, vale a dire la produzione in serie e spesso su larga scala basata sulla catena di montaggio di Henry Ford. Il termine Lean production è stato coniato dagli studiosi Womack e Jones nel loro libro "La macchina che ha cambiato il mondo", in cui i due studiosi hanno per primi analizzato in dettaglio e confrontato le performance del sistema di produzione dei principali produttori mondiali di automobili con la giapponese Toyota, rivelando le ragioni della netta superiorità di quest'ultima rispetto a tutti i concorrenti.

La lean production è dunque una generalizzazione e divulgazione in occidente del sistema di produzione Toyota (o Toyota Production System - TPS), che ha superato i limiti della produzione di massa (sviluppato da Henry Ford e Alfred Sloan) applicata allora (ed ancora oggi) dalla quasi totalità delle aziende occidentali.

L' approccio è riconosciuto per il suo focus sulla riduzione dei "sette sprechi" originali della Toyota al fine di migliorare il valore per il cliente. La Produzione Snella (lean manufacturing) è spesso collegata con il Six Sigma Design per l'enfasi sulla riduzione delle variazioni nel processo. L'impiego congiunto dei due approcci passa sotto il nome di Lean Six Sigma.

Il nome deriva dal fatto che essa è stata inventata negli anni 1940-1950 presso la Toyota, da Sakichi Toyoda, Kiichiro Toyoda, ed in particolare dal giovane ingegnere Taiichi Ohno. Alla base del TPS si trova l'idea di "fare di più con meno", cioè di utilizzare le (poche) risorse disponibili nel modo più produttivo possibile, con l'obiettivo di incrementare drasticamente la produttività della fabbrica. La Toyota, nell'immediato dopoguerra, si trovava in condizioni gravissime di mancanza di risorse, come peraltro gran parte dell'industria del Giappone, uscito sconfitto e stremato da una guerra devastante.

Nel 1950 l'ingegnere giapponese Eiji Toyoda soggiornò a Detroit, in America, per visitare lo stabilimento Rouge di Ford, che era la più grande ed efficiente struttura produttiva del mondo. Quell'ingegnere era un membro della famiglia che nel 1937, in Giappone, aveva fondato la Toyota Motor Company: in quegli anni la sua azienda era in crisi ed egli sperava di scoprire un metodo per risollevarla. Ritornato in patria, non tardò a concludere che il Giappone non avrebbe mai funzionato la produzione di massa realizzata da Ford. Toyoda decise di sfidare il colosso americano adottando una strategia del tutto diversa dalla sua: invece di produrre una serie di auto tutte uguali (produzione di massa) avrebbe costruito una gamma completa di automobili, con una gran varietà di modelli diversi. La soluzione fu trovata in un nuovo modo di organizzare la fabbrica che sarebbe poi stato chiamato produzione snella. Alla base di questa nuova concezione stava la convinzione che un'industria in cui si producevano quantitativi ridotti di manufatti dava maggior profitto di uno stabilimento che ne produceva quantitativi enormi; produrre di meno significava eliminare le spese d'immobilizzo di immensi stok di pezzi finiti e garantire una più alta qualità del prodotto.

Nelle sue fabbriche il lavoro fu organizzato con metodi del tutto diversi da quelli occidentali. Innanzitutto si fece molto affidamento sul senso di responsabilità dei lavoratori e per ottenere la loro collaborazione attiva, si organizzò l'azienda come una comunità: ad ogni dipendente si assicurò il posto di lavoro a vita in cambio di una assoluta fedeltà. In seguito si superò la divisione del lavoro introdotta da Ford con il lavoro di squadra che eliminava gli sprechi di fatica, di materiali e di tempo. Ad ogni squadra veniva affidata una parte di linea di montaggio e il caposquadra doveva coordinare il lavoro svolgendo però le stesse attività degli altri operai. Tra il 1950 e il 1970 cambiò completamente anche l'organizzazione della catena di approvvigionamento. La Toyota affido la costruzione di quasi tutti i pezzi e i componenti ad altre aziende che diventarono sue fornitrici abituali. Sviluppò poi un nuovo modo di coordinare il flusso giornaliero dei pezzi nella fabbrica in cui avveniva l'assemblaggio inventando il sistema just-in-time (giusto in tempo). Con esso si ottenne che i pezzi arrivassero solo nel momento in cui servivano: in questo modo eliminò i magazzini necessari per il loro stoccaggio.

Elemento chiave per eliminare le scorte del TPS è il just in time ovvero un sistema di governo del flusso logistico basato sul concetto di produrre solo quando serve, vale a dire quando si manifesta la domanda da parte del sistema che sta immediatamente a valle seguendo il flusso del processo. Unitamente alla metodologia SMED per la riduzione dei tempi di setup, permette la riduzione dei lotti, il materiale che staziona in attesa di lavorazione ed il tempo di attraversamento (lead time).

Negli anni ottanta tale approccio si afferma negli Stati Uniti con il nome di "Lean". Da allora questo metodo è stato applicato non solo all'industria manifatturiera ma anche al settore dei servizi e delle attività d'ufficio. Inoltre l'introduzione di sempre più sofisticate tecnologie informatiche per la gestione della produzione e per il controllo qualità hanno favorito un rapito affinamento delle teorie di base e una loro migliore attuazione. Il TPS si basa su alcuni principi chiave, puntando su un concetto apparentemente semplice: l'eliminazione di ogni tipo di spreco (muda) che inevitabilmente accompagna ogni fase di un processo produttivo. I principi Lean possono essere così sintetizzati:
  • Eliminare lo spreco;
  • Specificare precisamente il valore ponendosi dalla prospettiva dell'ultimo cliente;
  • Identificare chiaramente il processo che genera valore al cliente (the value stream), ed eliminare le fasi che non aggiungono valore;
  • produrre le rimanenti fasi che aggiungono valore in flusso senza interruzione organizzando le interfacce tra differenti fasi;
  • lasciare che sia il cliente a "tirare il processo" (approccio "pull") e non produrre niente fino a che non ce ne sia bisogno, poi produrre questo velocemente;
  • Perseguire la perfezione tramite continui miglioramenti.
Per perseguire l'eliminazione del Muda si opera su tutti gli aspetti del processo produttivo con un approccio basato sul miglioramento continuo e a piccoli passi, detto Kaizen. Gli straordinari risultati ottenuti utilizzando questa nuova filosofia produttiva hanno portato all'affermazione planetaria del TPS, ribattezzato anche Lean Production (Produzione Snella) per evidenziare l'aspetto di eliminazione di tutto ciò che essendo superfluo appesantisce il sistema generando costi anzichè valore.

Un aspetto fondamentale del TPS, finalizzato all'eliminazione degli stock e delle giacenze di materiale in fabbrica, è il just in time, ovvero un sistema di governo del flusso logistico basato sul concetto di produrre solo quando serve, vale a dire quando si manifesta la domanda del cliente che sta immediatamente a valle seguendo il flusso del processo. Questo modo di organizzare il lancio della produzione, unitamente all'adozione di lotti sempre più piccoli permessi dall'introduzione delle tecniche di set-up rapido (SMED), elimina o riduce drasticamente lo stazionamento del materiale fermo in attesa di essere lavorato, riducendo quindi il tempo totale di attraversamento che passa da giorni a ore.

Questo modo di produrre è definito di tipo Pull in contrapposizione ai sistemi tradizionali (Push) basati su programmi di produzione fissati in un tempo precedente e quindi inevitabilmente destinati a non rispecchiare l'effettiva domanda. Lo strumento pratico utilizzato è il Kanban, ovvero un sistema basato sulla standardizzazione delle unità prodotte e trasportate e l'uso di un cartellino che accompagna il contenitore pieno. Quando si inizia a consumare il materiale dal contenitore il cartellino viene liberato e funge così da segnale per la stazione a monte per indicare l'immediata necessità di provvedere ad una nuova consegna di un contenitore pieno. Il sistema non permette quindi la sovrapproduzione perchè è limitata dal numero totale di cartellini circolanti per ogni singolo articolo.

Kanban è un segnale (cartellino) che viene dunque utilizzato per evitare la sovrapproduzione. Il processo kanban è un sistema di reintegro creato per controllare le quantità in produzione. I particolari sono prelevati quando servono e nella quantità necessaria. Il processo collegato produrrà solo particolari nella quantità prelevata. Usando questo sistema preveniamo le sovrapproduzioni.

Insieme alla riorganizzazione della produzione per celle esso consente minori scorte/minore tempo di consegna, prelievo del prodotto sulla base del suo utilizzo, riduzione delle scorte e della movimentazione, aumento della flessibilità.

Peculiarità del Just in time è l'estensione del meccanismo logistico presso i fornitori, che vengono completamente integrati nel sistema Pull. è evidente che il sistema funziona se il materiale fornito è conforme alle prescrizioni di qualità, altrimenti si bloccherebbe: si spiega quindi in questo modo la necessità di un livello altissimo della qualità, come se Just in time e Qualità fossero due facce della stessa medaglia.

La filosofia alla base del "just-in time" non è di vendere particolari prodotti, ma di produrre particolari per ripristinare quelli che sono stati venduti. La produzione just-in time fornisce i pezzi giusti al tempo giusto nella quantità giusta in ogni step del processo, con l'obiettivo di eliminare gli sprechi e la sovrapproduzione, eliminare la produzione per lotti e code, ottimizzare l'utilizzo degli spazi, Ridurre il WIP, ridurre il lead time.

Perla messa in pratica della Lean manufacturing (production) quale metodologia che porta alla riduzione delle dispersioni, sprechi, sui processi produttivi, migliorando il tempo di attraversamento del prodotto (Lead Time) e riducendo i costi occorre l'impiego sinergico di un insieme di strumenti che portanoad una vera rivoluzione culturale. Allo scopo, per l'avvio della sperimentazione, su specifiche linee produttive pilota / uffici vengono organizzate sessioni di lavoro in team su base settimanale (settimane Kaizen). Il personale viene formato ed assistito sull'impiego di strumenti quali:
  • la value stream mapping: per identificare le fasi del processo che portano ad un effettivo valore aggiuntoe minimizzare al massimo possibile il lead time;
  • la Campagna "5S" (SEIRI: Eliminare l'inutile - Componenti, attrezzi, scatole, confezioni, macchinari, attrezzature che non servono subito. Etichettare con "cartellini rossi" ciò di cui non si ha bisogno e le anomalie; SEITON: Sistemare in ordine: spazi di servizio, scaffali, armadi, banchi di lavoro, altro. Chiedersi Di che cosa si ha bisogno? In che quantità? Per quale motivo se ne ha bisogno? Sistemare vicino al punto di uso: un posto per ogni cosa e ogni cosa al suo posto. SEISO: Pulire il proprio posto di lavoro ed i macchinari per evidenziare le anomalie: contaminazione, sicurezza, perdite, attrezzi e materiali fuori posto; SEIKETSU: Standardizzare: Rendere standard la nuova situazione creata. Uno standard è il modo più semplice, più facile e più sicuro per fare nel modo migliore ogni tipo di lavoro! Da adesso! SHITSUKE: Sviluppare autodisciplina. Gli standard hanno ragione di esistere solo se mantenuti. La verifica viene realizzata tramite check list, piani di pulizia e manutenzione, audit autonomi ed esterni. Sono rinforzati dal comportamento coerente di tutti),
  • il metodo One piece flow, il calcolo del takt time,
  • il cartellone heijunka, per livellare i picchi di volume e del il mix evitando sovrapproduzionedello stesso articolo;
  • l'analisi del tempo ciclo, calcolo dell'OEE,
  • lo SMED (Single Minute Exchange of Die: tecniche per effettuare operazioni di messa a punto (set up) al di sotto dei dieci minuti, vale a dire in un numero di minuti espressi da una sola cifra. Il sistema SMED è il metodo più efficace per raggiungere il J.I.T. L'obiettivo è di controllare le fonti di variazione ed eliminare la necessità di regolazioni su attrezzature, macchine e impianti),
  • il TPM (Total Productive Maintenance: è uno strumento utilizzato in azienda per il ripristino delle macchine, delle loro condizioni ottimali e modifiche dell'ambiente di lavoro. è un procedimento di acquisizione di capacità professionali e di addestramento per il personale. Identifica le perdite di produttività e coinvolge tutto il personale dell'azienda nell'eliminazione degli sprechi), Visual management, Riorganizzazione della produzione per celle, Gestione dei materiali a kanban, altro.
  • I professionisti dello Studio Qualità Insieme, vantando notevoli competenze e già diverse esperienze di sperimentazione del lean manufacturing in aziende del comparto delle medio-grandi, potranno fornire un'assistenza qualificata alle aziende che intendano sviluppare progetti lean personalizzati, calati sulle singole realtà ed adeguati alle dimensioni e peculiarità.


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