Caso di studio CALDAIE RAVASIO - Unibg degli...progetto di installazione di nuovo impianto, secondo...

13
Riproduzione riservata Università degli studi di Bergamo Facoltà di Ingegneria Corso di Progettazione degli impianti A.A. 2011-2012 Caso di studio CALDAIE RAVASIO Caso di studio a cura di: Prof. Sergio Cavalieri, Ing. Stefano Ierace N.B. i dati ed i fatti relativi alla realtà industriale descritta sono fittizi, ma realistici - Copyright Università degli Studi di Bergamo (Aprile 2012)

Transcript of Caso di studio CALDAIE RAVASIO - Unibg degli...progetto di installazione di nuovo impianto, secondo...

Page 1: Caso di studio CALDAIE RAVASIO - Unibg degli...progetto di installazione di nuovo impianto, secondo le informazioni contenute nel testo, stendendo in fase di partenza un piano di progetto

Riproduzione riservata

Università degli studi di Bergamo Facoltà di Ingegneria

Corso di Progettazione degli impianti A.A. 2011-2012

Caso di studio CALDAIE RAVASIO

Caso di studio a cura di: Prof. Sergio Cavalieri, Ing. Stefano Ierace

N.B. i dati ed i fatti relativi alla realtà industriale descritta sono fittizi, ma realistici - Copyright Università degli Studi di Bergamo (Aprile 2012) –

Page 2: Caso di studio CALDAIE RAVASIO - Unibg degli...progetto di installazione di nuovo impianto, secondo le informazioni contenute nel testo, stendendo in fase di partenza un piano di progetto

Riproduzione riservata

~ 1 ~

1 Introduzione: il caso Ravasio Caldaie

Il caso di studio Ravasio Caldaie è stato realizzato a scopi didattici per introdurre gli allievi alle

problematiche della progettazione di impianti industriali manifatturieri, partendo dalla metodologia classica

del dimensionamento a valori medi, cui si aggiunge, in secondo luogo, l’impiego della simulazione ad eventi

discreti per una parte specifica del progetto.

Il caso di studio è un caso realistico, volutamente complesso nella sua redazione. Infatti con tale complessità

si intende porre gli allievi virtualmente di fronte alla realtà del day-by-day di un’azienda.

L’azienda Ravasio Caldaie è una media azienda italiana che produce caldaie aventi robustezza e prestazioni

superiori allo standard con particolare attenzione al risparmio energetico e alla riduzione delle emissioni

inquinanti.

L’azienda commercializza diverse tipologie di prodotto per venire incontro alle esigenze dei clienti; le più

importanti sono quattro linee commerciali:

o Caldaie a condensazione: generatori di calore in acciaio inox a condensazione pressurizzati ad

altissimo rendimento, abbinabili a bruciatori modulanti di gas-metano.

o Caldaie modulari a condensazione: gruppi termici a condensazione premiscelati.

o Caldaie a tre giri effettivi di fumo: generatori di calore pressurizzati in acciaio ad alto rendimento,

abbinabili a bruciatori di gas-metano e gasolio.

o Caldaie strette: generatori di calore ad acqua calda, a due giri di fumo.

Le linee contengono al loro interno famiglie di prodotti e modelli che si possono così rappresentare secondo

la Figura 1.

A Gennaio 2012, la direzione di Ravasio Caldaie decide di industrializzare e produrre una nuova famiglia di

caldaie, sulla quale sono stati condotti negli ultimi anni degli studi di progettazione. A seguito della

progettazione e dell’industrializzazione del nuovo prodotto, la direzione Ravasio Caldaie decide di avviare in

contemporanea lo studio di fattibilità per la realizzazione di un nuovo stabilimento nell’est europeo, dove

realizzare buona parte dei componenti del nuovo prodotto.

Per la realizzazione di tale studio viene incaricato un gruppo di lavoro, composto da persone provenienti da

diverse aree aziendali.

Page 3: Caso di studio CALDAIE RAVASIO - Unibg degli...progetto di installazione di nuovo impianto, secondo le informazioni contenute nel testo, stendendo in fase di partenza un piano di progetto

Riproduzione riservata

~ 2 ~

LINEE FAMIGLIE

Figura 1 – Linee e famiglie di prodotti

1.1 Obiettivi del caso

Al gruppo studenti si richiede di rivestire i panni del gruppo di lavoro Ravasio Caldaie, gestendo l’intero

progetto di installazione di nuovo impianto, secondo le informazioni contenute nel testo, stendendo in fase di

partenza un piano di progetto e suddividendo i task tra i componenti del team di progetto.

Gli allievi sono liberi di formulare le opportune ipotesi di intervento, purché opportunamente corredate da

analisi costi/benefici e/o riflessioni, arrivando ad una definizione quantitativa del previsto ritorno

dell’investimento e del relativo tempo di pay-back. Nello sviluppo del progetto gli allievi possono avvalersi

di tutte le informazioni e considerazioni raccolte ed elaborate lungo il corso (ed anche in altri corsi/esami).

Tutti gli altri dati mancanti possono essere liberamente ipotizzati dagli studenti.

2 Scenario economico

Nel gennaio di quest’anno (2012), due decisioni importanti sono state prese dal management aziendale:

introduzione di una nuova famiglia di prodotti, denominata Ecowatt, da commercializzare sulla linea

Caldaie strette;

installazione di un nuovo stabilimento in terra estera. Il mercato estero, soprattutto nel centro

Europa, è risultato in notevole crescita negli ultimi anni, rappresentando ormai una quota di fatturato

pari quasi al 50%. Proprio alla luce di questa possibile espansione di mercato estero, la direzione

aziendale ha intenzione di verificare la fattibilità economica di investire in uno stabilimento in terra

straniera, in particolare in Romania.

Nel seguito sono forniti i dettagli sulle due scelte.

Caldaie a

condensazione

Caldaie modulari

a condensazione

Caldaie a tre giri

effettivi di fumo

Caldaie strette

Remix

Sparghet

Zuffer

Mirca

Logic

Remp

Page 4: Caso di studio CALDAIE RAVASIO - Unibg degli...progetto di installazione di nuovo impianto, secondo le informazioni contenute nel testo, stendendo in fase di partenza un piano di progetto

Riproduzione riservata

~ 3 ~

3 Il nuovo prodotto

Il prezzo di vendita della nuova famiglia dovrebbe essere attestato in un valore medio di 2.200 €/caldaia. Il

costo pieno industriale attualmente riferito dall’azienda è pari circa 1.650 €/caldaia. Con la ripartizione dei

costi generali il costo pieno aziendale di riferimento è di circa 2000 €/macchina, comportando un mark-up

netto di circa 200 €/caldaia.

L’introduzione di questa nuova famiglia comporterebbe una cannibalizzazione di altri modelli, anche se le

stime previste non superano il 12% dei prodotti attualmente venduti.

Attualmente la capacità produttiva massima di Ravasio caldaie nello stabilimento italiano si aggira attorno

alle 120.000 caldaie/anno. Il montaggio finale rappresenta una fase particolarmente critica, anche se non è

collo di bottiglia, con 4 linee semiautomatiche per le caldaie a condensazione, modulari e a tre giri effettivi

di fumo ed 1 linea per le caldaie strette. L’ufficio marketing ha fornito la serie storica circa le vendite di

caldaie della linea Strette (modello Logic) in figura (dati per mese di vendita). Si stima che le caldaie della

nuova famiglia Ecowatt avranno un andamento simile.

Anno\Mese Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic

1 1400 1511 1582 1555 1597 1541 1496 1520 1572 1578 1506 1523

2 1502 1600 1721 1528 1547 1632 1542 1528 1486 1507 1460 1490

3 1462 1479 1488 1484 1496 1474 1459 1480 1490 1474 1493 1483

4 1557 1572 1508 1505 1532 1542 1584 1573 1546 1528 1575 1558

5 1622 1609 1611 1643 1629 1646 1656 1672 1615 1667 1608 1620

6 1598 1622 1604 1636 1626 1619 1682 1650 1654 1642 1712 1638

7 1482 1625 1412 1520 1501 1601 1674 1647 1632 1478 1710 1510

8 1505 1547 1496 1512 1482 1516 1532 1500 1484 1521 1541 1538

Tabella 1 – Dati di vendita

La famiglia di caldaie Ecowatt è distinta, al proprio interno, tra i modelli D e RP e i modelli N e ST. Le

previsioni di vendita sono per il 47% prodotti D e RP (ripartiti in maniera pressoché uniforme) e per il

restante 53% di modelli N e ST.

Page 5: Caso di studio CALDAIE RAVASIO - Unibg degli...progetto di installazione di nuovo impianto, secondo le informazioni contenute nel testo, stendendo in fase di partenza un piano di progetto

Riproduzione riservata

~ 4 ~

LINEE FAMIGLIE MODELLI

Figura 2 – La nuova Famiglia di Prodotti ed i nuovi modelli

Un’importante suddivisione tra i modelli riguarda il tipo di camera di combustione presente nella caldaia:

aperta o chiusa. Le caldaie con camera di combustione chiusa hanno un sistema di tenuta stagna (camera

stagna) che isola l’ambiente in cui è installata la caldaia dai fumi di combustione prodotti. Questo tipo di

caldaia può quindi essere installata anche in locali poco areati perché i fumi vengono espulsi all’esterno

attraverso un tubo. Oltre a ciò nelle caldaie a camera stagna si ha una minore dispersione del calore verso

l’ambiente e quindi una minore differenza tra il rendimento di combustione e il rendimento utile. In generale,

tutto il processo di scambio di calore è influenzato dalla presenza della camera stagna e di conseguenza dal

ventilatore: infatti, in questo caso il moto dei fumi è turbolento e si ha convezione forzata tra questo fluido e

le pareti dello scambiatore; al contrario senza ventilatore, e quindi nel caso di camera aperta, la convezione è

naturale.

I modelli che hanno camera di combustione stagna sono D e RP mentre quelli a camera di combustione

aperta sono N e ST.

La famiglia Ecowatt è stata pensata e progettata da un lato per rispondere ad un mercato che richiede livelli

elevati per quanto riguarda le prestazioni, dall’altro per ridurre il più possibile i costi di produzione. Per

quanto riguarda la struttura della caldaia, è stata eseguita la suddivisione in gruppi funzionale, ognuno dei

quali svolge un preciso compito all’interno del prodotto finale. Il risultato ottenuto è la seguente vista di

ingegneria della distinta base:

Caldaie a

condensazione

Caldaie modulari

a condensazione

Caldaie a tre giri

effettivi di fumo

Caldaie strette

Remix

Sparghet

Zuffer

Mirca

Logic

Remp

Ecowatt N

ST

Ecowatt D

RP

Page 6: Caso di studio CALDAIE RAVASIO - Unibg degli...progetto di installazione di nuovo impianto, secondo le informazioni contenute nel testo, stendendo in fase di partenza un piano di progetto

Riproduzione riservata

~ 5 ~

Gruppo combustione Aspiratore fumi

Gruppo bruciatore

Scambiatore primario

Scatola aria

Gruppo idraulico

Distributore gas

Distributore acqua

Pompa di ricircolo

Scambiatore secondario

Tubazioni

Vaso d’espansione

Bollitore esterno

Serbatoio di mini accumulo

Gruppo layout

Cruscotto

Pannellatura

Telaio

Gruppo regolazione e controllo

Cablaggi

Strumentazione

Figura 3 – Partizione della nuova famiglia di prodotti

In termini di fasi del processo medio di fabbricazione la figura seguente fornisce una ripartizione media del

costo totale di prodotto per le diverse fasi, calcolata secondo l’attuale soluzione produttiva italiana.

Fabbricazione scambiatori 25%

Fabbricazione lamierati 10%

Montaggio gruppo idraulico 15%

Montaggio gruppo combustione 10%

Assemblaggio finale 30%

Collaudo 10%

Tabella 2 – Ripartizione dei costi di prodotto tra le diverse fasi del ciclo produttivo

In termini di costo, la figura seguente riporta una ripartizione media dei costi dei diversi gruppi rispetto al

costo totale. a dire dell’ufficio tecnico tale ripartizione vale pienamente anche per la nuova famiglia di

prodotti.

Gruppo combustione 50%

Gruppo idraulico 25%

Gruppo layout 10%

Gruppo regolazione e controllo 15%

Tabella 3 – Ripartizione dei costi di prodotti tra i diversi gruppi

Page 7: Caso di studio CALDAIE RAVASIO - Unibg degli...progetto di installazione di nuovo impianto, secondo le informazioni contenute nel testo, stendendo in fase di partenza un piano di progetto

Riproduzione riservata

~ 6 ~

4 Il nuovo stabilimento

La continua crescita del mercato all’estero ha spinto l’azienda a modificare la sua veduta circa una possibile

espansione nei mercati del centro Europa. La scelta della Romania è invece dipesa dal ridotto costo del

lavoro in quelle aree.

Per questo motivo la direzione stima di ottenere un risparmio complessivo di costo di produzione del 50%

per i componenti fabbricati o montati nel nuovo stabilimento rumeno. Il costo del terreno verrebbe

totalmente sostenuto ricorrendo ad alcuni fondi stanziati dalla UE, mentre i costi di progettazione e di

costruzione resterebbero a carico dell’azienda.

L’intenzione è quella di non realizzare tutti i prodotti all’interno dello stabilimento rumeno, l’attività

produttiva riguarderebbe infatti solo alcuni componenti ed elementi semplici, mantenendo la produzione di

quelli più complessi in Italia. Il montaggio finale sarebbe invece realizzato in loco.

In particolare, l’idea della direzione è quella di installare uno stabilimento composto da due edifici collegati,

ognuno di 4.000 mq più 300 mq di uffici. In un edificio verrebbe installato un gruppo di reparti (SFM00) per

la fabbricazione dei componenti dei gruppi idraulici. Vicino a tale gruppo verrebbe poi installata una linea

per la produzione e la verniciatura dei componenti lamierati (comprese le camere di combustione), esclusi

però gli scambiatori primari e secondari (la cui produzione resterebbe in Italia). Nel secondo edificio

verrebbe installata la linea per il montaggio finale oltre ad una serie di banchi di montaggio per

l’assemblaggio dei gruppi idraulici ed il pre-assemblaggio della camera di combustione e degli altri

componenti e sotto assemblati provenienti dai terzisti italiani.

Figura 4 – Indicazioni di massima del layout dello stabilimento rumeno

La direzione Caldaie Ravasio ha affidato la progettazione del nuovo stabilimento ad un gruppo di progettisti

qualificati, i quali hanno il compito di dimensionare ognuno dei quattro reparti, avendo a disposizione le

seguenti informazioni:

o I giorni di funzionamento medi del nuovo stabilimento sono stimati in 250 giorni/anno, 5 giorni alla

settimana, per turni d 8 ore;

o la scelta del numero di turni è delegata ad ogni reparto o linea;

o lo studio di fattibilità economica è indipendente dal regime di tassazione del paese estero;

o la politica di ammortamento tecnico a quote costanti prevede una vita utile dell’impianto di 15 anni.

Area reparti (SFM00)

fabbricazione componenti gruppo

idraulico

Linea fabbricazione lamierati

Banchi montaggio gruppo

idraulico e premontaggio

componenti

Linea montaggio finale

Page 8: Caso di studio CALDAIE RAVASIO - Unibg degli...progetto di installazione di nuovo impianto, secondo le informazioni contenute nel testo, stendendo in fase di partenza un piano di progetto

Riproduzione riservata

~ 7 ~

Dato che l’azienda si trova in condizioni di credito ancora disponibile, la sezione amministrativa ha suggerito

di considerare un tasso di interesse pari al 10%, relativo al tasso di interesse richiesto dalle banche

maggiorato in una cifra percentuale indicativa del grado di rischio sopportabile.

4.1 Dimensionamento del sistema SFM00

A riguardo del sistema SFM00 che si intende progettare come flow-shop, il gruppo di progetto ha

riesaminato i cicli tecnologici dei pezzi meccanici componenti il gruppo idraulico al fine di individuare le

macchine necessarie; tale analisi ha permesso di evidenziare la necessità di disporre di uno o più esemplari

dei seguenti tipi di macchine:

M1: tornio parallelo

M2: fresatrice

M3 rettificatrice

M4 foratrice

Nel dimensionamento del reparto SFM00, in prima approssimazione si può ritenere che il rapporto tra tempo

di buon funzionamento delle macchine e tempo totale di disponibilità sia pari a 0.95.

Mediamente si ritiene che in tale reparto, tenendo conto dei tempi di lavorazione e di set-up, un operatore

non possa condurre più di due macchine.

I tempi di lavorazione di ciascun pezzo del mix di riferimento sulle varie macchine sono riportati in tabella 4.

In tabella 5 sono riportati i tempi di attrezzaggio delle macchine relativi ai pezzi del mix; tali tempi sono

relativi al se-up della macchina per la produzione di un lotto di pezzi. In pratica, in tali tempi sono comprese

tutte quelle attività che servono a preparare la macchina per lavorare il primo pezzo del lotto. Il set-up

avviene sempre a macchina ferma e perciò rappresenta un tempo improduttivo.

In tabella 6 sono evidenziate le quantità annue che si presume verranno richieste nel nuovo stabilimento;

basandosi sullo storico, mediamente si può ritenere che la percentuale di pezzi di scarto sia pari al 5%.

In tabella 7 è riportato il numero di lotti annui di produzione che si presume verranno effettuati (si tratta di

una stima del caso ritenuto “peggiore”).

Il gruppo di progetto deve quindi procedere al dimensionamento del reparto in termini di numero di

macchine e di operatori per garantire la produzione annua richiesta. A riguardo dei coefficienti di

dimensionamento, il gruppo di progetto ha deciso di attenersi ai seguenti valori:

coefficiente di programmazione (Cp) = 0,82

coefficiente uomo (Cu) = 0,90

coefficiente imprevisti personale (Cip) = 0,94

I dati dei cicli tecnologici sono stati ricavati dal metodista dell’ufficio tempi e metodi.

Tempi di lavorazione dei pezzi (ore/pezzo)

Tempi di attrezzaggio delle macchine

(ore/set-up)

M1 M2 M3 M4 M1 M2 M3 M4

PZ1 0,05 0,055 1 3

PZ2 0,03 0,05 0,04 3 3 1,5

PZ3 0,035 0,055 2 2

DI1 0,035 0,05 0,025 1,5 1,5 3

PZ4 0,025 0,02 0,02 2,5 2,5 3

DI6 0,055 0,025 0,03 3 2,5 1

RO2 0,025 2 Tabella 4 e Tabella 5

Page 9: Caso di studio CALDAIE RAVASIO - Unibg degli...progetto di installazione di nuovo impianto, secondo le informazioni contenute nel testo, stendendo in fase di partenza un piano di progetto

Riproduzione riservata

~ 8 ~

Quantità annue richieste (pezzi/anno)

PZ1 28.000

PZ2 52.000

PZ3 27.840

DI1 35.124

PZ4 70.000

DI6 34.000

RO2 125.481

Tabella 6 e Tabella 7

Costo delle macchine (€/macchina)

Costo unitario delle macchine

M1 M2 M3 M4

155.400 199.800 133.200 244.200 Tabella 8

La movimentazione di reparto è prevedibilmente realizzabile con ceste metalliche (h= 130 cm) su euro-

pallet. L’unità di carico media è in via preliminare calcolabile in 255 pezzi per unità di carico.

Il costo variabile di fabbricazione dei diversi componenti si stima che sarà pari al 85% dell’attuale costo di

acquisto di tali componenti, al momento forniti da aziende italiane. Il valore di acquisto dei componenti

rappresenta il 60% del valore di costo dell’intero gruppo idraulico.

La tabella seguente riporta una stima degli spazi occupati da ogni macchinario, compresi gli spazi minimi di

movimentazione e le strutture di funzionamento (es. armadi elettrici).

Spazio occupato (mq)

M1 M2 M3 M4

30 24 28 35 Tabella 9

4.2 Dimensionamento del sistema SFM00

La fabbricazione dei lamierati, esclusi gli scambiatori la cui produzione è prevista che rimanga in Italia,

dovrebbe essere realizzata in una linea completamente automatica (schematizzata in figura), nei quali i

diversi componenti di lamiera verrebbero stampati (con una pressa a imbutire), tagliati (con una pressa a

taglio) ed infine refilati, mentre le operazioni di carico e scarico in testa, a fondo linea e nelle postazioni

intermedie, dovrebbero avvenire tramite robot. lo spazio occupato da una linea è racchiuso in un’area di

40x5 m.

Il volume complessivo richiesto alla linea dovrebbe coprire una produzione annua di circa 165.000 pezzi,

con la produzione delle seguenti tipologie di lamierati:

o lamierati portanti (struttura rigida della caldaia): 2 per caldaia

o lamierati della camera di combustione così suddivisi:

o fondo camera (1 per caldaia)

o copertura (1 per caldaia)

o pareti laterali (2 per caldaia)

o lamiera esterna (copertura della caldaia): 1 per caldaia

I lamierati sono solitamente movimentati a euro-pallet. Un euro-pallet di materia prima è in grado di

movimentare circa 100 lamiere grezze. I lamierati prodotti sono sempre movimentati con euro-pallet, con un

Numero annuo di lotti (#/anno)

PZ1 12

PZ2 25

PZ3 30

DI1 35

PZ4 40

DI6 30

RO2 54

Page 10: Caso di studio CALDAIE RAVASIO - Unibg degli...progetto di installazione di nuovo impianto, secondo le informazioni contenute nel testo, stendendo in fase di partenza un piano di progetto

Riproduzione riservata

~ 9 ~

carico medio stimabile di circa 50 pezzi stampati. In via programmatica si ipotizzi una resa di 1,5 pezzi per

lamiera di materia prima. I tempi di lavorazione, inclusivi delle operazioni di carico posizionamento e

scarico dalla stazione di lavoro, sono identici per tutte le macchine e per tutti i tipi di lamierati lavorati e pari

a 0,45 minuti/pezzo. La produzione dovrebbe avvenire a batch di 3 giorni: si prevede cioè di lavorare lotti di

lamierati che corrispondano ogni volta alla produzione di 1.900 caldaie. Anche il tempo di cambio

produzione (pari a 30 minuti) è uguale per tutte le macchine e per tutti i tipi di lamiera lavorati.

Il gruppo di progetto prevede inoltre di adottare come coefficienti di dimensionamento i seguenti valori:

Coefficiente di manutenzione (Cm) = 0,93

Coefficiente di resa (Cr) = 0,95

Il reparto di montaggio dovrebbe essere gestito con 2 turni giornalieri di 8 ore ciascuno. Il costo di

installazione “chiavi in mano” è stimato attorno a 690.000 €/linea.

Figura 5

4.3 Dimensionamento dei banchi di montaggio

La soluzione a banchi di montaggio nel secondo edificio dovrebbe essere in grado di rispondere co un livello

di flessibilità adeguato a tutte le richieste di assemblaggio manuale dei gruppi idraulici e di pre-

assemblaggio, sempre manuale, dei componenti e sotto assemblati provenienti dagli stabilimenti italiani.

Il costo d’installazione di un banco di montaggio è stato calcolato attorno ai 32.000 €/banco. Il costo medio

annuo stimato per energia e manutenzione per ogni banco non dovrebbe superare i 3.500 €/anno.

In particolare, il reparto di montaggio dovrebbe essere in grado di soddisfare ad una domanda annuale così

ripartita:

80.000 gruppi idraulici/anno del tipo IZ

30.000 gruppi idraulici/anno del tipo IY

15.000 gruppi idraulici/anno del tipi IX

25.000 gruppi idraulici/anno del tipo IT

75.000 camere di combustione CX

60.000 camere di combustione CY

290.000 sottocomponenti DV

Un banco di montaggio attrezzato occupa in media 6 mq. Attorno al banco di montaggio si consider

solitamente un coefficiente maggiorativo di spazio del 80%.

I tempi totali medi di montaggio per i diversi prodotti sono riportati nella tabella seguente

Componente Tempo medio totale di montaggio (ore/pezzo)

IZ 0,30

IY 0,25

IX 0,42

IT 0,15

CX 0,22

CY 0,30

DV 0,12 Tabella 10

Pressa a

imbutire

Pressa a

taglio

Refilatrice Robot Robot Robot Robot

Page 11: Caso di studio CALDAIE RAVASIO - Unibg degli...progetto di installazione di nuovo impianto, secondo le informazioni contenute nel testo, stendendo in fase di partenza un piano di progetto

Riproduzione riservata

~ 10 ~

Il gruppo di progetto prevede di adottare come coefficienti di dimensionamento i seguenti valori:

Coefficiente di saturazione max dell’operatore (Cu) = 0.85

Coefficiente di imprevisti del personale (Cip) = 0,90

Il reparto di montaggio dovrebbe essere gestito con 2 turni giornalieri di 8 ore ciascuno. le unità di

movimentazione sono ceste (h=130 cm) su euro-pallet. Il carico medio stimabile delle unità di

movimentazione in entrata è pari a 190 componenti/unità di carico. in uscita i gruppi montati sono stoccati

nelle stesse ceste, con un carico medio stimabile di 55 gruppi per cesta.

4.4 Dimensionamento della linea di montaggio finale

il montaggio finale è un’attività di tipo prevalentemente manuale che viene effettuata all’interno

dell’azienda. La soluzione impiantistica che il gruppo di progetto intende installare è una linea sincrona a

trasferimento continuo, installando una catena di scorrimento temporizzata. la gestione della linea è affidata

ad un responsabile di linea che concorda con i suoi operatori come gestire i minuti giornalieri di pausa per

riposo, definiti a livello di trattativa annuale con la direzione aziendale. In base a tale modalità l’operatività

della linea nell’ambito della giornata viene in linea di massima decisa dagli operatori.

Secondo le indicazioni preliminari della direzione, è intenzione del management destinare il montaggio di

tutte le caldaie della nuova famiglia allo stabilimento rumeno.

la movimentazione in linea sarà effettuata con un carrello kit attrezzato (1 carrello = 1 caldaia) in un’area da

prevedere nelle prossimità della linea di montaggio. La tabella successiva contiene l’elenco delle operazioni

di montaggio per le caldaie della famiglia Ecowatt che devono essere montate sulla linea. i campi hanno il

seguente significato:

precedenze: le operazioni che devono essere compiute prima di quella in esame;

tempo medio (min): indica il tempo medio necessario per l’operazione in esame;

deviazione standard (min): indica la deviazione standard relativa all’operazione;

costo fuori linea (Euro): indica il costo per far eseguire fuori linea l’operazione considerata e le

operazioni che sono vincolate da essa.

Il problema progettuale da affrontare è definito dai seguenti dati:

ore contrattuali di lavoro:8 ora a giornata, incluse eventuali pause (lavoro su 1 solo turno/giorno);

costo annuo aziendale per addetto: 60 k€/anno;

coefficiente imprevisti personale (Cip) = 0,90;

coefficiente uomo (Cu) = 0,95;

costo medio di una stazione (comprensivo di costo dell’area, delle attrezzature e del sistema di

trasporto): 20 k€;

costo medio annuo di energia e manutenzione per ogni stazione: 0,70 k€/anno.

Una stazione di linea è solitamente contenuta in un modulo di spazio di 3x3 m.

I tempi di operazione tengono già conto dei tempi di spostamento dell’operatore e di verifica – collaudo ove

previsto; il tempo di ritorno operatore può essere trascurato.

Il gruppo di progetto ha deciso di progettare la linea utilizzando il criterio del tasso limite di saturazione

operatore fissato pari a 90% (il tasso di saturazione di un operatore è definito come il rapporto tra il tempo di

lavoro dell’operatore e il tempo di stazione disponibile). Nel condurre il dimensionamento occorre

considerare il costo atteso di completamento fuori linea per assieme e il costo medio di montaggio per

assieme.

Page 12: Caso di studio CALDAIE RAVASIO - Unibg degli...progetto di installazione di nuovo impianto, secondo le informazioni contenute nel testo, stendendo in fase di partenza un piano di progetto

Riproduzione riservata

~ 11 ~

operazione

Descrizione Precedenze (N°

operazione)

Tempo

medio

(min)

Dev.

stand.

(min)

Costo montaggio

fuori linea cumul.

(Euro)

1

Inizio montaggio

esterno caldaia

(operazione fittizia)

- - - -

2 Montaggio struttura

portante 1 2,60 0,2 3

3 Montaggio spalle 2 0,4 0,05 0,52

4 Montaggio camera

combustione 2 2 0,2 3,50

5 Montaggio

scambiatore primario 4 0,46 0,05 0,57

6

Montaggio

scambiatore

secondario

5 2 0,45 10

7 Montaggio gruppo

idraulico 3,6 2,47 0,72 5,97

8 Montaggio apparato

piezoelettrico 4 1,56 0,57 3

9 Montaggio gruppo

elettrico 7,8 0,73 0,3 2,50

10 Montaggio vaso di

espansione 7 0,51 0,09 0,63

11 Montaggio pressostato

e termostato 10 2 0,3 2,10

12 Montaggio impianto

valvole di sicurezza 11 1,18 0,35 4,24

13 Montaggio apparato

scarico fumi 9,12 2,24 0,41 3,15

14

Montaggio

allacciamenti gruppo

elettrico

13 2,60 0,4 6,20

15

Montaggio

allacciamenti gruppo

combustione

8 0,57 0,12 5,10

16 Montaggio copertura 14,15 1,73 0,48 2,50

17

Fine montaggio

caldaia (operazione

fittizia)

16 - - -

Tabella 11 – Ciclo di montaggio finale caldaia

Figura 6 – Diagramma del ciclo di montaggio finale caldaia

1 2 3

4 5 6

7

8

9

10 11 12

13 14

15 16 17

Page 13: Caso di studio CALDAIE RAVASIO - Unibg degli...progetto di installazione di nuovo impianto, secondo le informazioni contenute nel testo, stendendo in fase di partenza un piano di progetto

Riproduzione riservata

~ 12 ~

4.5 Dimensionamento dei magazzini

I magazzini interoperazionali (buffer) sono da stimare per ogni reparto. È indicazione della direzione gestire

lo stabilimento con il minor numero di wip in stabilimento.

Oltre alle aree di preparazione dei kit di assemblaggio, da dimensionare in via preliminare a bordo linea in

modo tale da soddisfare l’assorbimento della linea per una settimana di montaggio, occorre progettare un

magazzino centrale dove stoccare la materia prima in ingresso ed il wip di lavorazione. In particolare, su

indicazione della direzione, occorre dimensionare un magazzino dei lamierati, dei componenti fabbricati per

i gruppi idraulici, dei gruppi di combustione assemblati in banchi di montaggio e dei sottocomponenti DV

che sia in grado di contenere un mese di produzione/assemblaggio. Tale magazzino è previsto per garantire

un livello di servizio medio di stoccaggio cui possono accedere i diversi stabilimenti del gruppo, secondo

indicazioni del planner centrale aziendale.

le indicazioni fornite per il dimensionamento di tale magazzino, che troverebbe fisicamente spazio nell’area

tra i due capannoni, sono le seguenti:

Dimensioni pallet (L x W x H ) 1,5 x 0,8 x 1,5 m

Spessore montanti e correnti (S) 0,15 m

Larghezza corridoi (D) 2,5 m

Larghezza corridoio centrale (Dc) 4 m

Altezza massima edificio (Hd) 10 m

Numero pallet per modulo 2 Pallet

Coeff. incremento orizzontale (Ch) 5%

Coeff. incremento verticale (Cv) 15%

Potenzialità ricettiva richiesta (PR) 4000 Pallet

Larghezza vano (Wv) 1 m

Profondità vano (compresi giochi) (Lv) 2 m

Altezza vano (compresi giochi) (Hv) 2 m

Primo livello sul pavimento

Figura 7 – Specifiche e schema di progettazione