Quaderni di Management – n.5 Il Rolling Kanban

Il Rolling Kanban (ovvero come “srotolare” il servizio nel tempo)

di Maurizio Boyer

Summary La gestione a vista costituisce un ottimo sistema per regolare le attività, in particolare produttive, in quanto permette la presa di decisioni al livello in cui si generano. Richiede come prerequisito il coinvolgimento del personale e, di conseguenza, la definizione di regole semplici che guidino “minuto per minuto” la programmazione del lavoro. Il sistema kanban ha trovato ampia applicazione nelle produzioni caratterizzate da una certa regolarità e da una capacità, a monte, di ripristinare i consumi a valle indipendentemente dall’ordine con il quale avvengono i consumi. Si ritiene pertanto che, qualora la produzione a monte abbia necessità di ridurre i tempi totali di setup attraverso tecniche di sequenziamento, ciò possa essere fatto solo conoscendo a priori il programma di produzione di un certo periodo (magari anche solo la settimana). Questo richiede una visibilità che il sistema kanban tradizionale, basato sulla conoscenza dei consumi istante per istante, non fornisce con le gestioni tradizionali. Il Rolling kanban è nato per riuscire a coniugare gestione a vista, produzione pull e gestione del sequenziamento. Ma richiede una gestione operativa del sistema a vista diverso da quello tradizionale

Il sistema kanban, per continuare ad usare questo termine ormai universalmente conosciuto, non ha bisogno di particolari introduzioni al lettore, in quanto si tratta di una metodologia che ha trovato ampio spazio da anni nelle aziende italiane. In realtà chi opera in realtà produttive, e i consulenti ne sono una delle componenti, sa che esistono ancora ampi spazi di implementazione di queste tecniche che non sono sufficientemente esplorati. Questo articolo si rivolge, innanzitutto, a coloro che già conoscono il “sistema kanban” e, in seconda battuta, a coloro che lo hanno appena sentito nominare e che ritengono che non faccia per loro. Pochi richiami sul sistema kanban servono solo per ricordare gli aspetti distintivi di tale metodologia e i limiti alla sua applicabilità che sono stati considerati fino ad oggi. Come tutti sanno il sistema kanban è, essenzialmente, un sistema di programmazione della produzione (nel breve termine), basato sui seguenti concetti (Fig 1): • produzione ripetitiva • produzione a monte “pull” (vale a dire sulla base del consumo precedentemente

consuntivato a valle). In sostanza il reparto a monte “ripristina” quanto consumato a valle.

Maurizio Boyer

1

Quaderni di Management – n.5 Il Rolling Kanban

• mancanza di un programma di produzione predefinito a monte (almeno nel breve periodo)

• gestione a vista delegata a livello operativo per potersi adattare in tempi veloci e senza intermediari a produrre quanto consumato a valle (produzione a ripristino)

Come sempre gli stessi termini rappresentano concetti diversi a seconda di chi li legge. Produzione ripetitiva cosa significa? Ogni giorno lo stesso mix di produzione? O ogni settimana? Perché no ogni mese?

FLUSSO DEI KANBAN E DELLE UNITA’ FISICHE

Processoa monte

Processoa valle

A

B

C

1

2

B

= KANBAN per il pezzo A

= KANBAN per il pezzo B

= KANBAN per il pezzo C

Legenda

Fig. 1 Il prelievo a valle di un “lotto” di prelievo scatena, a monte l’evidenziazione di tale consumo. Se i due lotti (prelievo e consumo) sono uguali si presenta la situazione rappresentata in figura, in cui il consumato corrisponde al (ri) prodotto. In genere le situazioni sono più complicate e a monte produco un multiplo di quanto consumato a valle.

Come posso produrre sulla base del consumato a valle quando ho la necessità di produrre a lotti diversi (maggiori) dei lotti di prelievo? Analizziamo ora il sistema classico a cartellini, per comodità di esposizione, anche se esistono molte varianti sul tema. Per le produzioni che abbiano una regolarità di consumo a

valle “abbastanza” costante il sistema kanban classico è basato, sostanzialmente, sull’utilizzo di una rastrelliera dove i cartellini rappresentativi dell’avvenuto consumo a valle sono disposti in file verticali dedicate per codice.

CONSUMOPREVISTONEL LEAD

TIME

ROP

Fig. 2

In tal modo il consumo di ogni singolo codice è immediatamente evidente (Fig.2). Il numero di cartellini è predeterminato ed è funzione del consumo medio nell’unità di tempo (ora, turno, giorno), del lead time necessario a monte per ripristinare il consumo a valle e del grado di regolarità del consumo. Il numero di cartellini può essere paragonato al numero di maglie di una catena di bicicletta. Le maglie saranno tanto più numerose quanto più è lunga la catena che, a sua volta, rappresenta il lead time per ripristinare il

Maurizio Boyer

2

Quaderni di Management – n.5 Il Rolling Kanban

consumato. In sintesi, a lead time lunghi di ripristino corrispondono catene lunghe e quindi un numero di “maglie” (cartellini) che può risultare talmente elevato da sconsigliare l’uso del sistema kanban stesso. Quando si presenta la situazione di un prelievo a valle che è un sottomultiplo del lotto di produzione a monte (situazione che avviene frequentemente), si presenta la necessità di complicare leggermente la gestione a vista. Il produttore a monte, ha concordato che la sua produzione sarà innescata dal raggiungimento di un lotto minimo predefinito. Tale lotto (multiplo di un certo numero di cartellini) dovrà essere opportunamente evidenziato sulla rastrelliera kanban in modo che, raggiunto tale limite, la produzione possa essere immediatamente presa in considerazione. Questa è una delle situazioni classiche nelle quali si trova ad operare il sistema kanban. Mi troverò a produrre (come responsabile del reparto a monte), in termini di precedenza, in ordine di codice nella sequenza nella quale si sono presentati i vari punti di riordino. Essendo un sistema pull basato sul consumo “passato” e non su una previsione di utilizzo nell’immediato futuro devo essere in grado di avere tempi di setup indipendenti dalla sequenza relativa delle lavorazioni. Questo può non essere vero qualora la sequenza di lavorazione condizioni i tempi di setup. Nell’applicazione pratica, nella quale è stata ideata, tale situazione era gestita nella seguente maniera: il capo reparto riceveva un programma di produzione (ovviamente basato su previsioni) ed elaborava una propria programmazione interna mirata, contemporaneamente, alla realizzazione del programma ricevuto (misurato alla fine della settimana) ed all’efficienza dei propri macchinari (leggi riduzione del tempo di setup complessivo). Nel corso della settimana variavano “n” volte i programmi del reparto a valle: ordini dei clienti variati, montaggi sequenziati diversamente a seconda dei componenti mancanti, diversi arrivi dei mezzi di trasporto, ecc. Il livellamento a valle può non essere garantito qualora ci si trovi ad utilizzare codici con consumo irregolare nel breve periodo (1 ÷ 2 giorni), ma abbastanza regolari nell’arco della settimana. Si pensi alla produzione di ordini di clienti con concentrazione di particolari codici. Chiunque non lavori nella “fabbrica dei sogni” sa cosa questo significhi: • c’è sempre troppo di quello che non serve (servirà, forse, domani) • manca sempre quello che serve • manca sempre un singolo particolare per completare un ordine di grandi dimensioni • si generano litigi tra vendite-programmazione-reparto finale-reparto a monte • si ottiene un pessimo livello di servizio al cliente finale (soprattutto nel caso di

spedizione intercontinentali via container) La programmazione anticipata del reparto a monte è però l’unico mezzo per garantire una “sequenziazione” della lavorazione dei vari codici in modo da ridurre al minimo i tempi di setup totali. Ciò avviene perché, nonostante gli sforzi intrapresi dalla gran parte

Maurizio Boyer

3

Quaderni di Management – n.5 Il Rolling Kanban

delle aziende per ridurre i tempi di setup, non sempre si riesce ad arrivare sotto certi limiti inferiori di tempo, e il tempo di setup può essere fortemente differenziato a seconda che si passi da una famiglia di codici all’altra (setup completo di macchina) o da un codice ad un altro della stessa famiglia (setup parziale, sostanzialmente una regolazione della stessa attrezzatura). In tale situazione pensare di istituire una produzione pull, vale a dire passare da codice a codice a seconda del raggiungimento del punto di riordino di ogni singolo codice, senza tenere conto del tempo di setup enormemente incrementato, è improponibile. Era l’eterno conflitto tra efficienza settoriale e efficienza del processo globale. E’ così impossibile fare coincidere le due esigenze e permettere una gestione semplificata di una tale produzione basandosi sulle logiche base del sistema kanban già ricordato? La metodologia “rolling kanban” cerca di coniugare • gestione a vista • produzione solo di quanto consumato (pull) • abbandono del programma di produzione a monte e sua elaborazione • consumi a valle “abbastanza” costanti nel medio periodo, ma “abbastanza” irregolari

nel breve Come in qualsiasi sistema kanban Il “trucco” consiste sempre nella disponibilità al lavoro di squadra e nella comunanza delle informazioni attraverso una gestione a vista dell’effettivo consumato a valle. Questo vale per qualsiasi sistema kanban, con punto di riordino o senza, classico o “rolling”. Sono l’immediata disponibilità delle informazioni, la presenza di regole chiare e facilmente gestibili a vista e la disponibilità del personale a seguire le precedenze di lavorazione evidenziate dal sistema stesso che rendono possibile gestire una produzione tirata. Il “rolling kanban” ha lo scopo di instaurare una gestione a vista laddove esista una elevata necessità di privilegiare delle sequenze di produzione e, nel contempo, di produrre su base pull solo quanto effettivamente consumato. La necessità di sequencing nasce dall’esigenza di minimizzare l’impatto del setup tra famiglie di prodotti e, in seconda battuta, di minimizzarne l’effetto anche all’interno della stessa famiglia. In tali casi la produzione viene avviata sempre e solo sulla base di quanto consumato a valle, ma cercando, nel contempo, di individuare la migliore sequenza possibile tra i codici effettivamente consumati. In sostanza, poiché non è strettamente necessario produrre subito a monte ciò che viene consumato a valle, aumentando inutilmente i tempi complessivi di setup, ma è invece necessario rispettare un lead time di consegna che non metta in crisi le attività valle, l’obiettivo diventa fare un sequencing che rispetti tale lead time massimo riducendo i setup, e farlo attraverso un sistema di gestione a vista che semplifichi le attività di scheduling.

Maurizio Boyer

4

Quaderni di Management – n.5 Il Rolling Kanban

Il lead time massimo è quello stabilito tra reparto a monte e reparto a valle per ciascun codice e costituisce, in base all’esperienza, quel tempo, trascorso il quale, la probabilità di trovarsi una sequenza di produzione accettabile, è molto elevata. Il lead time, se si vogliono limitare gli effetti del setup, può essere considerevolmente variabile, a seconda che quanto consumato in una unità di tempo (UdT) a valle sia: • favorevole per la produzione a monte (lead time molto breve, la produzione si

innesca immediatamente) • molto penalizzante in termini di setup (lead time massimo). La produzione a monte

attende, per un periodo massimo concordato, l’avvenuto consumo di una sequenza favorevole

In tal caso è il reparto a monte che stabilisce quando produrre e in quale sequenza con il vincolo, comunque, di rispettare il lead time massimo (con il quale è dimensionato il numero di cartellini). Tale lead time massimo deve essere rispettato pena il rischio di mandare in rottura di stock il reparto a valle.

Identificativo magnetico dell’ UdT corrente

RASTRELLIERA KANBANLe colonne della rastrelliera non identificano un codice, ma un singolo periodo temporale (UdT) con il quale è misurato il lead time di produzione (reintegro) (Fig.3). Nell’esempio della figura il lead time massimo considerato è di cinque UdT (per esempio cinque giorni).Possono, pertanto, a seconda dei casi, identificare ore, turni, giorni. In ogni colonna vengono deposti i cartellini di qualunque codice sia stato “consumato” in quella specifica unità di tempo Il numero di colonne rappresenta il lead time massimo garantito dal fornitore a monte.

Fig. 3La rastrelliera rolling kanban è divisa per unità di tempo e non per codice. Al termine del lead time massimo previsto (il numero di colonne) il marcatempo “rotola” all’inizio e inizia un nuovo ciclo

Essendo il vincolo sul quale è calcolato il numero di cartellini, il rispetto del lead time massimo (in questo periodo di tempo il consumo è puntualmente irregolare, ma complessivamente regolare), la segnalazione visiva dei cartellini deve contenere l’informazione di quanto tempo (in UdT) sia passato dal posizionamento del cartellino. I cartellini saranno posizionati nella colonna della UdT corrente. Il trascorrere del tempo avviene tramite una segnalazione (magnetica, elettronica, …) di quale sia la colonna corrente.

Maurizio Boyer

5

Quaderni di Management – n.5 Il Rolling Kanban

Allo scoccare di ogni UdT la segnalazione avanza verso destra di una colonna. Arrivata alla fine ricomincia da capo (inizia un nuovo “rolling”) In tal modo i cartellini più urgenti (che devono essere assolutamente prodotti, pena una rottura di stock) sono quello presenti nella colonna immediatamente a destra della segnalazione. Tali cartellini diventano “trainanti” di altri cartellini (in altre colonne meno urgenti) che rispettano le esigenze del sequencing, senza penalizzare il lead time dei cartellini prioritari. Il limite di quando partire e quali cartellini aggregare a quelli prioritari ha la possibilità di essere gestito a vista, tenendo conto del lead time rimanente e della capacità produttiva a disposizione. E’, ovviamente, possibile personalizzare l’identificazione delle famiglie e della sequenza ideale tramite colorazione e numerazione dei cartellini. (vedere l’esempio riportato nelle figure successive). Per esempio con l’utilizzo di colori che evidenzino la famiglia di appartenenza. Nel caso pratico utilizzato in azienda gli operatori non hanno voluto una tale identificazione, in quanto ritenevano per loro sufficientemente agevole aggregare le famiglie attraverso la conoscenza mnemonica dei codici. Questo è evidentemente un caso limite che non deve rappresentare una regola. Qualsiasi metodologia mutuata dalla “visual factory” possa essere utilizzata a tale scopo è benvenuta.

1°

Un esempio applicativo è il seguente, tenendo conto, che si possono ideare diverse varianti sul tema, a seconda delle situazioni reali che vengono a presentarsi (Fig. 4)

famiglia (sequenza ottimale)

2° famiglia (sequenza ottimale)

3° famiglia (sequenza ottimale)

ESEMPIO APPLICATIVO SEMPLIFICATO

LEAD TIME MASSIMO CONCORDATO = 5 UdT

1 2 3

4 5 6 7

8 9 10

Nella prima unità di tempo (per semplificazione supponiamo il giorno) si presenta al reparto a monte la seguente situazione di consumo rappresentata in figura 5.

Fig. 4

1° UdT

IL CdP NON RITIENE CONVENIENTE PRODURRE I CARTELLINIPRESENTI

1

55

87

Il caporeparto non trova una sequenza ritenuta accettabile ed ha a disposizione ancora quattro giorni. Ha altri lavori più urgenti. Ritiene di dovere aspettare. Per esasperare la situazione e rendere chiaro il funzionamento, supponiamo che, per vari motivi, priorità di altri lavori, mancanza di una sequenza accettabile, ecc., il caporeparto aspetti l’ultimo

Maurizio Boyer

6

Fig. 5

Quaderni di Management – n.5 Il Rolling Kanban

5° UdT

P DEVE ASSOLUTAMENTE PRODURRE ALMENO I CARTELLINI DELLA COLONNA 1. NELPRODURLI TIENE CONTO DEGLI ALTRI CARTELLINI VIA VIA MENO URGENTI, PROCEDENDOVERSO DESTRA

3

85

751

1

55

87

9

64

63

2

9

85

16

110

5

36

24

momento possibile. Si presenterà, ad esempio la situazione in figura 6.

Cd

Il reparto deve assolutamente produrre almeno i cartellini della colonna 1 (si sta supponendo in via semplificativa che il lead time rimasto sia sufficiente per produrre quanto necessario). Nel produrli tiene conto degli altri cartellini, via via meno urgenti, procedendo verso destra

Fig. 6

In tale fase è opportuno:

PER ESEMPIO SI DECIDE DI METTERE IN PRODUZIONE:

1 1 2 3 3

888 9 9

4 5 5 6 6 7 7

2/4 1/2 2/3

3/3 2/2 0/1

1/2 2/6 2/4 2/2

1 2 3

4 5 6 7

8 9 10

• valutare l’opportunità di compattare cartellini dello stesso codice (colore)

• sequenziale i cartellini secondo le famiglie

• sequenziale anche all’interno delle famiglie

Il lancio in produzione e le ottimizzazioni devono tenere conto che: • la capacità produttiva è

limitata • sicuramente i cartellini

della colonna 1 devono essere pronti per l’inizio del giorno successivo

Fig. 7

Per esempio si decide di mettere in produzione nella sequenza illustrata nella figura 7.

UNA VOLTA PRODOTTI, IL TABELLONE SI PRESENTERA’ COSI’

5

5 5

5

1 6

6 3

2

4

10

Una volta prodotti i codici scelti il tabellone si presenterà come illustrato in figura 8 Il giorno dopo il marcatempo “ruoterà” ad indicare l’inizio di un nuovo ciclo ed arriveranno altri cartellini relativi ai nuovi prelievi da parte dell’utilizzatore a valle.

Fig. 8

Maurizio Boyer

7

Quaderni di Management – n.5 Il Rolling Kanban

Maurizio Boyer

8

IL TABELLONE VIENE ATTIVATO NUOVAMENTE SULLA PRIMALONNA

NUOVI ARRIVI

6° UdT

5

5 5

5

1 6

6 3

2

4

10

7

1

6

3

10

7

CO

Supponendo una immediata capacità produttiva di sei cartellini si potrebbe, ad esempio, lanciare in produzione la sequenza illustrata nella figura 10 Il rolling kanban trova particolare applicazione qualora il consumo abbia:

A QUEST0 PUNTO, IMMAGINANDO UNA DISPONIBILITA’ PRODUTTIVA DI 6 CARTELLINI, SIPOTREBBE LANCIARE IN PRODUZIONE LA SEQUENZA:

5

5 5

5

1 6

6 3

2

4

10

7

1

6

3

10

7

5 5 5 6 1

2

andamento irregolare nel breve periodo (lavori a lotti a valle/su ordini di particolari clienti)

Fig. 9

andamento sufficientemente regolare nel medio periodo (le vendite sono globalmente prevedibili) In tali situazioni si deve garantire, da monte, un rifornimento basato su consumi medi nel medio periodo e quindi si deve tenere conto dell’anzianità del consumo piuttosto che della sola quantità consumata, come farebbe un sistema kanban tradizionale basato solo su codici e quantità

Fig. 10

Nel kanban tradizionale il lotto di produzione, a monte, è per codice con quantità vincolate (setup completo da codice a codice). Nel “rolling kanban” il lotto di produzione è per famiglia di setup (non vincolante in quantità). Quello che deve garantire è il rispetto del lead time massimo, all’interno del quale la irregolarità del consumo è già prevista. Il “rolling kanban” costituisce una modalità di gestione a vista su base pull utilizzabile anche in situazioni complesse dove esistano situazioni di sequenziamento di una certa complessità.

di Maurizio Boyer Consulente di Festo Consulenza e Formazione

Quaderni di Management

n.5 – Settembre-Ottobre 2003