MRP e sue estensioni

Gestione dei Sistemi Produttivi
Material Requirements Planning e sue
estensioni
Ing. Lorenzo Tiacci
1

L’assemblaggio/produzione multistadio
Nei sistemi di assemblaggio/produzione multistadio di prodotti complessi, la domanda dei diversi
componenti di un assemblato è determinata quando vengono schedulate le quantità di
produzione degli assemblati stessi.
In questo caso è necessario coordinare e prevedere il reperimento di un gran numero di parti.
Per raggiungere un prodotto finito (in forma di assemblato di diversi componenti) è richiesto il
passaggio attraverso diversi stadi di assemblaggio/produzione. Durante questi passaggi le
scorte create possono essere:
1. Materie prime
2. Work-in-process da materie prime a componenti
3. Componenti
4. Work-in-process da componenti a sub-assemblati
5. Sub-assemblati
6. Work in process subassemblati-assemblati
7. Assemblati
La richiesta di ciascun componente è dettata dalla produzione programmata del successivo (più
vicino verso il prodotto finito)

L’assemblaggio multistadio
Anche una domanda relativamente poco variabile di prodotti finiti può generare picchi di domanda
dei componenti.

Debolezze dei sistemi di riempimento
tradizionali nell’assemblaggio/produzione
multistadio
I sistemi di riempimento cosidetti “tradizionali” consistono in regole decisionali che determinano la
grandezza e il momento dell’ordine per diversi articoli come se la domanda di tali articoli
fosse indipendente
indipendente. indipendente
Questo porta ai seguenti inconvenienti:
1. Non c’è bisogno di previsioni statistiche delle richieste di componenti: una volta cnosciute le
richieste dei prodotti finiti, quelle di tutti i componenti e sotto componenti sono determinate
(domanda dipendente dipendente)
dipendente
2. Il dimensionamento delle scorte di sicurezza viene di solito fatto su una domanda variabile,
ma non erratico, quale può risultare la domanda di un sottocomponente
3. Nei sistemi tradizionali l’ordine copre la domanda per un certo numero di periodi. Nel caso
di componenti però è facile che si verifichi una domanda in un periodo, e per i successivi
periodi domande nulle. Se comunque si ordina una quantità elevata, si andrà incontro a
costi di mantenimento a scorta elevati
4. Quando diversi componenti sono necessari per uno stesso assemblato, le scorte di tali
componenti non devono essere trattate separatemente. Ad esempio, se si dimensionano le
scorte di ciascun componente di un assemblato (composto da 20 componenti) con un
livello di servizio P 2 =95%, la probabilità che tutti i componenti siano presenti
contemporaneamente sarà pari a (0.95) 20 =0.36, e cioè con il 64% di probabilità mancherà
almeno un componente e non si potrà procedere all’assembalggio.

• L’MRP (Materials Requirements
Planning) non è stato sviluppato
senza tener conto di vincoli sulla
capacità
• Il “Closed Loop” MRP è un
miglioramento che prevede un
procedimento iterativo (trial and
error) per rispettare i vincoli di
capacità, anche perché in ambiente
multiprodotto e assemblaggio è
difficile stabilire il collo di bottiglia
• L’MRP II (Manufacturing Resources
Planning) cosidera i vincoli di
capacità e contiene una caratteristica
aggiuntiva di convertire gli output di
programmazioni in output finanziari
• L’MRP prende il MPS, esplode le
quantità aggregate, ed esegue la
pianificazione (quantità e tempi) degli
approvvigionamenti di tutti i
componenti, sottocomponenti e
materie prime
Due strategie estreme: “level” e “chase”

• Nella sua forma modulare, la “Bill of
material” (BOM) di un particolare
item (chiamato “parent parent parent”) parent mostra tutti i
componenti primari e le loro quantità
necessarie per assemblare la singola
unità parent.
• Se ci sono molti prodotti finiti, con
diverse personalizzazioni finali, non
si sviluppa una BOM per ciascun
prodotto finito, ma lo si fa per il subassemblato
più grande in comune
(analogamente a quanto fatto nel
MPS)
Bill of material – forma modulare

Bill of material – forma a livelli
• Livello 0: prodotto finito, non viene usato come
componente di nessun altro prodotto
• Livello 1: componente diretto dell’item di livello
0. Anche un componente di livello 1 può essere
un prodotto finito, se però è anche componente,
comunque sarà classificato come livello1.
• Livello 2: componente diretto dell’item di livello
1. Anche un componente di livello 2 può essere
un prodotto finito
• …
• Livello N: componente diretto dell’item di livello
N-1.

Bill of material – forma a livelli
• Livello 0: prodotto finito, non viene usato come
componente di nessun altro prodotto
• Livello 1: componente diretto dell’item di livello
0. Anche un componente di livello 1 può essere
un prodotto finito, se però è anche componente,
comunque sarà classificato come livello1.
• Livello 2: componente diretto dell’item di livello
1. Anche un componente di livello 2 può essere
un prodotto finito
• …
• Livello N: componente diretto dell’item di livello
N-1.

• Nello schedulare la richiesta di componenti
bisogna tenere in considerazione il lead
time di approvvigionamento
Lead time – Offsetting
• L’approvvigionamento può avere tempi
lunghi per la produzione, soprattutto perché
i componenti vengono prodotti a lotti, e
dall’ordine all’arrivo il macchinario che li
produce può non essere sempre a
disposizione
• Nel caso di materie prime, il lead time è
quello di arrivo dal fornitore fino alla
disponibilità per il primo processo

Gli INPUT di un sistema MRP
• Master Production Schedule (MPS), esteso all’orizzonte di
pianificazione, per ciascun prodotto finito
• Posizione di inventario di ciascun item (compresi possibili
backorders). L’accurato stato delle scorte è fondamentale perché con
l’MRP, al contrario di altri metodi, si tenta sempre di tenere le scorte
ai livelli più bassi possibili. Errori di rilevamento possono quindi
portare a notevoli problemi di sottoscorta.
• Il timing e le quantità coinvolte in tutti gli ordini già emessi o pianificati
• Previsioni della domanda di ciascun componente proveniente
direttamente dal cliente finale (componente considerato come level 0)
• Tutte le BOM e tutti i codici di livello ad esse associati
• Lead times di approvvigionamento o di produzione per ciascuna
operazione
• Percentuali di scarto previste per alcune operazioni

L’approccio MRP (I)
• L’MRP comincia con gli output dell’MPS, che
fornisce i tempi (date di lancio ordini, o “order
releases”) e le quantità di produzione di tutti i prodotti
finiti (livello 0) su un orizzonte temporale a intervalli
discreti (di solito pari a 1 settimana)
• La BOM del prodotto finito indica quali sono i suoi
componenti principali (livello 1)
• Viene generata una serie di richieste (o “order
requirements”) per ciascun componente di livello 1,
richieste che portano la data pari alla data di lancio
ordine dell’item di livello 0.
• Per ciascun item di livello 1, alle richieste di natura
dipendente, vanno aggiunto le richieste generate
esternamente direttamente dal cliente (o ad esempio
come parte di ricambio).
• Il risultato è una nuova serie di requirements per
ciascun periodo, che prende il nome di GROSS
REQUIREMENTS.
• Quindi l’inventory position (on hand – on order) di
ciascun item viene confrontata con i gross
requirements, per produrre una nuova serie di
requirements per ciascun periodo, che prendono il
nome di NET REQUIREMENTS

L’approccio MRP (II)
• Lo step successivo è quello di programmare il rispetto dei NET requirements così calcolati per gli
item di livello 1, andando a modificare eventuali ordini di replenishment già lanciati, o andando a
lanciarne di nuovi.
• Le possibili azioni su ordini già lanciati sono in dettaglio:
• Aumentare (o diminuire) una quantità di riempimento
• Anticipare (o ritardare) una data di arrivo dell’ordine
• Cancellazione di un ordine
• Nel selezionare le date e le quantità di riempimento, siamo di fronte a domande deterministiche, con
andamento variabile nel tempo. Possono quindi essere utilizzate le tecniche di lot sizing viste (Silver
Meal, L4L, etc…)
• Da notare però che le decisioni prese ad un certo livello hanno influenza anche ai livelli inferiori,
mentre nelle tecniche di lot sizing si considera come costo di setup solo quello del livello di analisi.
Per questo, sarà possibile ottenere solo un ottimo “parziale”.
• Una volta completati gli item di livello 1, le BOM di ciascun item indicano quali sono gli item di livello
2 direttamente collegati. Le date di lancio ordini (order releases) degli item di livello 1, generano
quindi delle date di requirements (order requirements) degli item di livello 2.
• Come prima, a queste quantità richieste andranno aggiunte le domande esterne, per ottenere i
GROSS REQUIREMENTS, andrà sottratto la posizione di inventario, per ottenere i NET
REQUIREMENTS, e andranno coperti i net requirements richiesti modificando o lanciando ordini.
• Questo procedimento si ripete fino ad esplodere tutta la distinta base, arrivando cioè alle materie
prime, che vedranno i loro requirements soddisfatti dagli acquisti dai fornitori.

Punti di debolezza dell’MRP
• Lead times: vengono considerati deterministici, e sono una proprietà dell’item. In realtà i lead time
sono variabili perché sono una proprietà dell’impianto di produzione, e dipendono da quanto i
macchinari e le risorse presenze sono impegnati in altri compiti. Usualmente si tende quindi a
sovrastimare i lead times, ma questo porta ad un aumento di Work in Process
• Lot sizes: La determinazione delle quantità ottimali in presenza di molti items e di capacità finita è
difficilmente risolvibile in maniera ottima. Si può risolvere attraverso euristiche. Nella pratica però le
regole implementate sono molto semplici, e questo porta a costi superiori a quanto possibile
• Scorte di sicurezza: il loro calcolo non è previsto con metodi che ottimizzino i costi; il loro valore è
introdotto, componente per componente, in maniera manuale, e questo può portare a costi di
mantenimento a scorta più elevati del necessario
• Incentivi al miglioramento: A causa della complessità e del numero di input richiesti (lead times,
safety stocks, lot sizes, etc.) una volta settati, c’è molta riluttanza a rivedere i valori. Solitamente
quando l’MRP è installato, i valori presi sono spesso sovrastimati per evitare problemi di startup.
Purtroppo poi raramente vengono rivisti