• Tissue
• Converting
• Lean Thinking
• Smed
• 5S
• Standardizzare
• PDCA
• Manutenzione
• Goffratura

Contesto produttivo ed obbiettivi:
Questa tesi è stata svolta in un’azienda leader del settore cartario, in particolare dei prodotti tissue . Nello stabilimento sono presenti due tipologie di reparto: Continua e Converting. Nel reparto Continua viene creata materialmente la carta lavorando la materia prima costituita da “balle di cellulosa”, mentre nel “Converting” la carta prodotta dalla Continua viene trasformata in prodotto finito ovvero rotolini di carta igienica e asciugatutto. Gli obbiettivi posti al candidato sono:
- Aumentare l’efficienza del reparto Converting attraverso la riduzione degli sprechi e delle perdite di tempo legate ai cambi di prodotto (cambio formato). In particolare è stato chiesto di fare un’analisi per la riduzione dei tempi, ma anche in base al numero di operatori coinvolti nel cambio. Il fattore “operatore” è infatti determinante, in quanto nello stabilimento in cui è stata svolta la tesi, il numero di operatori per linea a turno è pari a due. In omologhi reparti del gruppo è invece pari a tre. Il loro impiego deve quindi necessariamente essere razionalizzato.
- Creare un piano di manutenzione di primo livello (da far attuare all’operatore di linea) per portare la linea stessa ad un adeguato standard di ordine e pulizia.
Il risultato auspicato nel lungo periodo (un anno) è quello dell’aumento di flessibilità del reparto, flessibilità intesa come capacità di far fronte ad una domanda sempre più ampia spingendosi verso la produzione di piccoli lotti, nonché portare la linea produttiva ad un adeguato standard di ordine ed efficienza evitando inutili fermate o perdite di produzione per “non conformità” a causa della pulizia della linea o delle sue parti. Questo processo di miglioramento si inserirà nel contesto produttivo in maniera graduale e continua evitando sconvolgimenti o facendo uso di ingenti risorse economiche in accordo con il Lean Thinking.

Conoscenza ad inizio tesi:
Il candidato aveva già avuto modo di conoscere il processo produttivo e i principali macchinari del settore cartario mediante esami specifici nel corso triennale e della medesima tesi ; tuttavia questi erano più inerenti al reparto “Continua” che non al “Converting”. I principali strumenti e metodi Lean invece sono stati studiati nel corso di “Impianti meccanici” di “Processi di produzione innovativi” e nel corso opzionale “Studi di fabbricazione” della laurea magistrale.

Modo di procedere ed attività svolta:
Prima di tutto è stata scelta una delle quattro linee presenti nello stabilimento sulla base della numerosità dei prodotti allocati, diventando così la linea “pilota” a cui applicare le varie tecniche per perseguire gli obbiettivi. Successivamente è seguito un periodo di formazione sulla linea per conoscerne approfonditamente le varie parti, sia a livello costruttivo che funzionale. Una volta acquisita una sufficiente autonomia è iniziata l’analisi dei cambio formato ovvero delle operazioni che lo costituiscono.
Il numero di operazioni è variabile in base all’articolo entrante in produzione.
Per ridurre le perdite di tempo è stato deciso di agire su 3 fronti:
- Analisi delle singole operazioni svolte durante il cambio formato applicando lo SMED.
- Definire una sequenza “ottimale” degli articoli da produrre in modo da minimizzare il numero di operazioni di cambio formato.
- Standardizzare sia i parametri di avviamento che le procedure di montaggio e smontaggio. L’obbiettivo delle procedure che sono state elaborate, è quello di dare una linea guida sia sui componenti da sostituire, sia sulle regolazioni (numeriche e non) da effettuare
Per quanto riguarda il punto I, sono state analizzate, le seguenti operazioni di cambio formato:
-Preparazione della tubiera
-Cambio Culle*
-Cambio piastre
*((La culla è un componente funzionale che si trova sulla testa della macchina e varia in base al diametro del tubo di carta da mettere nel rotolo. La sua funzione è quella di far avvenire lo scambio del velo di carta fra un rotolino di carta igienica formato e quello da formare. L’espressione “cambio culle” per definire quest’operazione di set up è assolutamente gergale, in quanto vengono sostituiti anche altri componenti.)

La procedura seguita è stata la medesima per tutte e tre le operazioni ed è consistita in:
- Registrazione dell’attuale procedura (usando anche registrazioni video)
- Analisi, con scomposizione delle operazioni in operazioni elementari. Di queste è stata rilevata la durata, gli utensili usati ed eventuali osservazioni o imprevisti che si sono verificati.
- Sono state individuate le eventuali operazioni da rendere esterne (quando la macchina è in funzione) oppure da eliminare completamente.
- Valutare sequenza di esecuzione alternative a quella attuale, con un numero diverso di operatori.
Di seguito invece sono riportate le azioni e le analisi specifiche delle tre operazioni di cambio formato analizzate.

Set up della Tubiera:

La tubiera è stata la macchina della linea a cui è stata dedicata maggior attenzione. Questo perché contrariamente alla sua semplicità costruttiva è risultata molto complessa dal punto di vista della conduzione. La riduzione dei tempi di set up è stata attuata attraverso tre punti:
-Annullamento/riduzione delle perdite di tempo legate al reperimento del materiale di cambio (circa il 10% del tempo operativo!) attraverso la creazione di un “kit Tubiera”. Tale kit oltre a raccogliere tutto il materiale, forma delle inequivocabili famiglie di componenti. Un altro vantaggio è la riduzione dello spazio occupato sulla linea (riduzione dei volumi occupati dell’80%!), e degli spostamenti dell’operatore essendo collocato a bordo macchina.
- Rivalutazione della sequenza di montaggio/smontaggio componenti, cercando (dove possibile) di razionalizzarla per minimizzare gli spostamenti. In figura 3 è riportato un esempio di spaghetti chart dei movimenti dell’operatore.
- Cercare di far operare in parallelo due operatori. Precedentemente questo caso non era mai stato messo in pratica, in quanto i due gruppi cinematici della tubiera che vengono modificati durante il cambio risultavano collegati impedendo di operare in parallelo. In realtà, scollegandoli si è resa possibile tale opzione.

Cambio Culle:

Anche quest’operazione di set up è stata analizzata con la tecnica SMED. Dopo la prima fase di “recording” si è passati alla fase di analisi, dove è emerso che un’operazione su tutte (rimozione e montaggio delle culle) occupa circa il 35% del tempo di set up con ben tre operatori impiegati.
Buona parte dell’analisi è stata dedicata a tale operazione. Come soluzione è stata modificata la culla, mantenendone chiaramente la funzionalità ma rendendo più rapido il suo bloccaggio/sbloccaggio. In questo modo non è più necessario rimuovere completamente le viti di fissaggio, ma semplicemente allentarle.
Per ridurre poi le perdite di tempo legate agli spostamenti e valutare il cambio formato con un diverso numero di operatori rispetto al caso consueto (3 operatori), sono state ipotizzate ed analizzate varie situazioni, in particolare:
Set-up con 1 solo operatore
Set-up con 2 operatori in parallelo
Set-up con 2 operatori che cooperano
Per fare questa analisi, sono stati elaborati diagrammi sugli spostamenti.
Le tre situazioni sono state poi valutate tenendo conto di:
-numero di operazioni che il singolo operatore deve fare
-distanza percorsa dall’operatore
-distanza percorsa dall’operatore con carico.

Cambio Piastre:

Il cambio Piastre è risultata un’operazione già ad un buon livello di standardizzazione in quanto il montaggio delle piastre segue una procedura raccomandata (obbligata) dal costruttore. E’stato valutato che la massima riduzione possibile sul tempo totale, fosse del 43% (teorico) e il numero di operatori non può essere inferiore a due. E’ stato valutato che il 43% del tempo riducibile, fosse dovuto alla disorganizzazione e allo stoccaggio delle attrezzature (fornite dal costruttore). E’ stato fatto quindi un kit che rispettasse i seguenti criteri:

- Completezza. Nel Kit devono essere riposti solo gli oggetti utili all’operazione di cambio piastre che quindi devono essere raccolti.

- Fornire un’immediata fotografia della situazione. Ad esempio, il fatto che durante il set-up registrato mancassero delle viti (Viti particolari in termini di materiale e misure) ha portato un’elevata perdita di tempo.

- Minimizzare l’ingombro sulla linea

Sono state provate varie configurazioni di collocazione componenti ed è stata scelta quella che minimizzasse l’ingombro e a parità di questo, quella più leggera in termini di peso box.

Sequenza ottimale di produzione:

Per quanto riguarda la sequenza di prodotti da lanciare in produzione sulla linea in esame, al fine di ridurre il numero di operazioni di set up tra un cambio formato e l’altro, questa è stata individuata applicando tre algoritmi grafici: Nearest Insertion, Sweep e Nearest neighbour.
Per la costruzione degli algoritmi sono stati applicati i seguenti passaggi:
-Preliminare suddivisione del prodotto in famiglie
-Definizione dei nodi (i nodi sono costituiti dal singolo prodotto o da una famiglia di prodotti)
-Definizioni dei pesi. Il peso è inteso come peso del percorso da un nodo all’altro ed è costituito da un tempo di cambio formato. Tale tempo è stato definito suddividendo la linea in due parti (in base alle squadre di operatori che lavorano durante il cambio) e per ciascuna parte è stato trovato il tempo di cambio. La squadra “collo di bottiglia” determina il peso di cambio.
-Collocazione dei nodi nello spazio.
-Applicazione dell’algoritmo rispettando i seguenti vincoli:
Il percorso deve essere chiuso (ciclo)
Non si può tornare indietro
Non si può passare dal solito nodo 2 volte
Si devono toccare tutti i nodi
Tutti e tre gli algoritmi hanno fornito la medesima sequenza di prodotti

Una volta individuato il ciclo ottimo, ossia che minimizza il numero di operazioni dei vari cambio formato, facendo riferimento ai dati storici dell’ultimo anno lavorativo, sono stati valutati i “turni produttivi” che si guadagnerebbero con tale sequenza applicando l’equazione:
tdisp-tst-tMp-tg-tcf-tam=0
Dove:

tdisp= tempo disponibile ovvero i turni al mese
tst= tempo di produttività standard, ovvero il tempo per produrre i codici nella quantità richiesta rispettando la produttività standard che è stata stabilita secondo gli storici, i colli di bottiglia e i tempi di fermo medi
tMP= tempo di manutenzione programmata
tg=tempo di guasto
tcf=tempo di cambio formato, in questo è considerato anche l’avviamento.
tam=tempo di fermo per “altri motivi”, come scioperi, interruzione energia elettrica, aggiustamenti.

Standardizzazione:

Per mettere in pratica la standardizzazione sono stati elaborati due tipologie di documento:

-Procedura generale. In questo documento attraverso immagini e spiegazioni vengono indicati i componenti da sostituire (non entrando in merito sul componente specifico per un dato prodotto) e i criteri generali di regolazione, in modo che l’operatore, se dovesse riscontrare una situazione anomala (es. mandrino più corto della lunghezza standard) riesca comunque ad adattare i componenti. Le operazioni sono riportate nella giusta sequenza da effettuare.

-Schede prodotto. In questo documento vengono riportati i componenti specifici da montare e le regolazioni (distanze, misura dei volantini, inclinazioni ecc.) prodotto per prodotto.

L’obbiettivo di tali documenti è quello di rendere autonomo l’operatore guidandolo passo per passo e velocizzare il cambio formato. Questi documenti sono collocati a bordo linea, dove l’operatore può trovare oltre alle schede già compilate, quelle da compilare per i nuovi prodotti.
Per creare i documenti, oltre a seguire direttamente i cambio formato, sono stati consultati i manuali delle macchine sia del costruttore, che di center line create in altri stabilimenti del gruppo. In occasione dei vari rilevamenti (dove necessario) sono stati rispristinati o installati i vari elementi di misurazione (volantini graduati, comparatori, aste metriche ecc.). In alcuni casi, a seguito di situazioni di malfunzionamento, la giusta regolazione da attuare è stata trovata con i metodi lean, ad esempio con la tecnica dei 5W .

Piano di manutenzione per la linea:

L’elaborazione del piano di manutenzione si è sviluppata in 3 fasi, basate sulle ‘5S’:

La prima fase è consistita nella valutazione dello stato attuale della linea, (partendo dalla tubiera per poi spostarsi) e definire un piano che prevede come linea guida le “5s” (Scarta, Sistema, Spazza, Standardizzare, Sostenere), da attuare in una logica PDCA, riportando, dove possibile, il macchinario alle condizioni iniziali. Per farlo è stato creato un documento in cui vengono riportati:
-Data, macchina/gruppo oggetto dell’analisi, chi l’ha effettuata.
-Rilievi, ovvero componenti ormai inutilizzati ma ancora presenti sulla macchina, oppure componenti attivi, ma il cui stato non è più quello di normale funzionamento.
-Priorità. Ad ogni singolo rilievo deve essere attribuita una classe, per definire se l’intervento è urgente o meno oppure se è rapido e quindi può essere eseguito nella prima data prevista d’intervento attuativo, oppure da pianificare.
-Chi deve eseguire l’intervento migliorativo
-Quando è programmato l’intervento/i
-Lo stato dei componenti alla fine della data indicata.

La seconda fase è consistita in:
-Scomposizione della parte di linea in gruppi e sottogruppi funzionali.
-Individuazione nei vari sottogruppi dei componenti soggetti ad usura o il cui NON funzionamento causerebbe il “fermo linea”.
-Definizione per ciascun componente del tipo di manutenzione (periodica, preventiva e su condizione). Questo punto è stato fatto tenendo conto dello stato attuale della macchina (sensori, controlli già presenti o da installare).
-Elaborazione del piano di manutenzione definendo frequenza, DPI (Dispositivi di Protezione Individuale) secondo la legge 81/08, strumenti da usare e rispettando i seguenti criteri:
-Deve poter essere eseguito da un operatore di linea, non deve richiedere quindi delle particolari competenze.
-Deve essere equilibrato, ovvero cercare di ripartire il lavoro su tutti gli operatori dei 3 turni lavorativi e deve calibrato sui 20 minuti previsti (piano di manutenzione giornaliero)
-Completo. Devono essere pulite tutte quelle parti della linea ritenute necessarie.
-Chiaro ed inequivocabile. Deve riportare i DPI (dispositivi di protezione individuale da adottare) e gli strumenti da usare. In questo modo si può pensare di prevedere un piano che rispecchia gli standard di sicurezza della legge 81/08.

La terza ed ultima fase è consistita, sulla base di quanto riportato nei manuali di manutenzione del costruttore e dei dati storici dei “fermo linea”, nell’elaborazione di un piano di manutenzione ad hoc per le fermate superiori alle 8 e 16h.
Risultati ottenuti e previsti.

Risultati ottenuti e previsti

In linea con il Lean Thinking, tutte le applicazione esposte, si inseriranno gradualmente nel contesto produttivo, attraverso prove e successive rielaborazioni, seguendo il PDCA. Ad oggi si può ritenere che i risultati auspicati siano, per quanto riguarda i tempi di set-up nelle operazioni di cambio formato analizzate, di:

Preparazione tubiera: 2 operatori impiegati-riduzione 58% del tempo di set up rispetto al tempo standard

Cambio Piastre: 2 operatori impiegati-riduzione 43% del tempo di set up rispetto al tempo standard

Cambio culle (I Caso):1operatore impiegato-riduzione dello 0% del tempo di set up rispetto al tempo standard con 3 operatori

Cambio culle (II Caso): 2operatori impiegati-riduzione del30% del tempo di set up rispetto al tempo standard con 3 operatori.

al momento il set up della tubiera è l’unico che è stato provato seguendo la nuova procedura riportata nella tesi, e ha portato una riduzione reale del tempo di set up del 40% rispetto allo standard. I vari Kit sono ancora in fase di costruzione. Una volta pronti, si cercherà di capire se la funzionalità reale rispecchia effettivamente quella prevista, e se l’operatore riesce a:
-mantenere l’ordine degli oggetti nel Kit
-prevenire eventuali contrattempi legati alla mancanza dei componenti come ad esempio guasti non segnalati dei vari strumenti ed utensili tra un cambio formato e l’altro.
Per quanto riguarda i cicli di prodotto da mandar e in produzione, il risultato previsto è di 2 Turni/mese guadagnati sui tempi di set up da destinare ad attività a valore aggiunto per la linea. Attualmente, dopo un incontro con il “Planning produzione” in cui è stato esposto il lavoro svolto e a cui è stato chiesto di attenersi alla sequenza studiata, compatibilmente con le esigenze di mercato, è risultato che il TRS mensile della linea pilota si è mantenuto stabilmente per due mesi pari o sopra al 60%. Tale valore è ritenuto la soglia di “buon funzionamento”.
Per quanto riguarda il piano manutentivo, questo è stato applicato sulla linea, e al momento non è possibile fornire un resoconto dei benefici ottenuti (in termini di riduzione di fermate o di “NON conformità” di prodotto), se non un effettivo riscontro pratico di miglioramento a livello di ordine e pulizia. Questo rappresenta, forse, la parte che richiederà una maggiore revisione, attraverso controlli (Fase Check del PDCA) in modo da dimostrare la reale utilità delle operazioni attuate o eventualmente da aggiungere e della relativa frequenza applicativa.