Dimensionamento e valutazione economica di un impianto di produzione di sciroppi tramite simulazione ad eventi discreti e analisi costi-benefici

Le linee di produzione automatizzate (o catene di montaggio), utilizzate in innumerevoli contesti produttivi, sono costituite da stazioni di lavoro e macchinari ben organizzati, tutti sincronizzati tra loro, con lo scopo di trasformare materiali o componenti grezzi in prodotti finiti. Tali linee si basano principalmente sull’aumento dell’efficienza, sull’economicità del processo produttivo e sulla riduzione dei tempi di produzione, con l’obiettivo finale di aumentare i ricavi. Per raggiungere tali obiettivi, possono essere impiegate diverse soluzioni ma la più efficace implica l’utilizzo dei buffer interoperazionali tra gli stadi. I buffer interoperazionali sono delle aree di stoccaggio temporanee poste lungo le linee di produzione, che consentono di gestire il passaggio dei materiali o dei prodotti tra diverse stazioni di lavoro. Il loro compito principale è quello di ”assorbire” inefficienze e rallentamenti della linea, consentendo agli stadi di produzione di lavorare a ritmi leggermente diversi senza creare fenomeni di blocking e starving. Essi contribuiscono quindi ad ottimizzare il flusso e a mantenerlo costante lungo l’intera linea. Per tale motivo è necessario che i buffer siano dimensionati correttamente trovando un giusto compromesso tra capacità di immagazzinamento e costi di investimento. La tesi mira a massimizzare l’Overall Equipment Effectiveness (OEE), ovvero il rendimento complessivo della linea e la produttività di una linea di produzione di sciroppi composta da cinque macchinari intervallati da tre buffer interoperazionali, ottimizzando il numero di macchinari e la capacità dei buffer. Inizialmente, vengono calcolate le capacità produttive dei singoli macchinari. Attraverso l’analisi stocastica dei dati con MiniTab e la simulazione ad eventi discreti con FlexSim, vengono identificate stazioni e buffer critici. Il dimensionamento dei buffer considera l’intera linea. Viene poi utilizzato il metodo del serbatoio per determinare le capacità ideali e successivamente l’approccio simulativo, il quale consiste nel variare la capacità dei buffer fino alla stabilizzazione dell’output. Nella fase successiva, si procede con una sostituzione di alcuni macchinari con versioni più nuove, a cui segue un’analisi economica dei costi e benefici.