Università degli Studi Guglielmo Marconi

Insegnamento
Modelli di sistemi di produzione
Docente
Prof. Stecca Giuseppe
Settore Scientifico Disciplinare
ING-IND/35
CFU
6
Descrizione dell'insegnamento
Il corso analizza i sistemi di produzione ed introduce modelli e metodi per la soluzione delle problematiche più comuni di gestione e pianificazione sia a livello strategico che tattico ed operativo.

Il corso è composto da 5 moduli.
Nel primo Modulo vengono introdotti concetti fondamentali dei sistemi di produzione e della catena logistica, considerandone l’evoluzione storica, e il ciclo di vita. Vengono definiti i processi primari e di supporto, il concetto di flessibilità ed efficienza, il paradigma push-pull e i livelli decisionali strategici tattici ed operativi.
Nel secondo Modulo vengono trattate previsione della domanda e gestione scorte. Si propone in particolare lo studio dei metodi causali e temporali di previsione, il concetto di inventory pooling, il metodo di decomposizione della domanda. Si analizzano i diversi modelli di gestione delle scorte a singolo punto e singolo prodotto, in presenza di domanda costante o variabile e si introducono i modelli di Wilson e i modelli a quantità o periodo costante, di tipo (s,S) o basati sul concetto dei due contenitori.
Il Modulo 3 è dedicato alla Pianificazione. Si analizzano in particolare il ruolo di pianificazione e pianificazione aggregata nei sistemi di produzione, l’MRP (Material Requirement Planning) ed il sistema JIT (Just in Time.). Inoltre vengono trattati alcuni metodi di pianificazione multiperiodo tra cui l’euristica Silver – Meal. Come contrapposizione ai sistemi basati su MIP si introduce la pianificazione basata su Kanban ed i metodi lean quali il CONWIP e il metodo basato su theory of constraints.
Nel Modulo 4 si studiano i problemi di Scheduling. Vengono analizzati i principi dello scheduling e le diverse tipologie di scheduling e layout (fisso, per prodotto, per processo o group technology). Si studia inoltre la notazione a tre campi e le principali misure di prestazione. Vengono proposti alcuni problemi di scheduling su macchina singola e su flow shop. Infine si studierà il problema di scheduling per sistemi di produzione flessibile e linee di assemblagio mixed models in ambito TPS (Toyota Production System).
Il Modulo 5 è dedicato a Logistica e Organizzazione. Tale modulo contiene l’analisi di problematiche di Facility Location, Trasporto, e Lean Six Sigma. Si analizzeranno in particolare le relazioni tra costi e numero di magazzini; problemi UFLP (Uncapacitated Facility Location Problem). Viene dettagliato il problema di trasporto a breve distanza con particolare riguardo al TSP (Travel Saleseman Problem) con relativo algoritmo di soluzione. Vengono descritti i principali problemi di trasporto a lunga distanza e altre problematiche operative (quali il vehicle scheduling e il crew scheduling). Nella parte di Organizzazione viene illustrata la metodologia Lean Six Sigma e il DMAIC.
Obiettivi formativi (espressi come risultati di apprendimento attesi)
Al termine di questo corso, lo studente sarà in grado di:
  • comprendere i concetti fondamentali sottostanti i sistemi di produzione;
  • classificare i sistemi di produzione in base a caratteristiche peculiari quali ad esempio la modalità di evasione dell’ordine cliente;
  • conoscere i principi fondamentali della pianificazione e della gestione delle scorte dei sistemi produttivi e dei sistemi logistici;
  • conoscere i principi dello scheduling e della pianificazione operativa dei sistemi logistici;
  • conoscere le tecniche di management dei sistemi produttivi, in particolare quelli collegati all’approccio lean e alla gestione della qualità;
  • risolvere problemi di pianificazione aggregata e di dettaglio dei sistemi di produzione, di previsione della domanda e di gestione delle scorte;
  • risolvere problematiche di scheduling;
  • analizzare e progettare sistemi di gestione della produzione basati su tecniche lean;
  • valutare in autonomia i vantaggi e gli svantaggi di configurazioni di sistemi di produzione o di servizio, modalità di pianificazione e gestione in relazione alla tipologia di sistema di produzione;
  • saper analizzare ed integrare testi su sistemi di produzione, di servizio o logistici;
  • saper interpretare indicatori di performance e modelli matematici rappresentativi di problemi classici di sistemi di produzione;
  • esprimere con opportuno linguaggio e formalismo gli argomenti del corso.
Prerequisiti
Non si richiedono conoscenze particolari per sostenere questo esame. Si rimanda tuttavia alle indicazioni contenute nella guida dello studente.
Contenuti dell'insegnamento
Modulo 1: concetti fondamentali dei sistemi di produzione e della catena logistica [2 LEZ.]
• Il sistema di produzione e la sua evoluzione storica (1 lezione)
• Ciclo di vita e catena logistica (1 lezione)

Modulo 2: Previsione della domanda e gestione scorte [4 LEZ.]
• Previsione della domanda (1 lezione)
• Gestione delle scorte parte (3 lezioni)

Modulo 3: Pianificazione [3 LEZ.]
• Sistemi di produzione e pianificazione (1 lezione)
• Pianificazione della produzione e MRP (1 lezione)
• Pianificiazione della produzione e JIT (1 lezione)

Modulo 4: Scheduling [4 LEZ.]
• Principi di scheduling e scheduling su macchina singola (1 lezione)
• Scheduling EDD e flow shop (1 lezione)
• Scheduling flow shop (1 lezione)
• Scheduling per linee di assemblaggio mixed – model (1 lezione)

Modulo 5: Logistica ed organizzazione [4 LEZ.]
• Facility location (1 lezione)
• Algoritmi per facility location (1 lezione)
• Trasporto (1 lezione)
• Lean Six Sigma (1 lezione)
Attività didattiche
Didattica erogativa
L'insegnamento prevede, per ciascun CFU, 5 ore di Didattica Erogativa, costituite da 2,5 videolezioni (tenendo conto delle necessità di riascolto da parte dello studente). Ciascuna videolezione esplicita i propri obiettivi e argomenti, ed è corredata da materiale testuale in pdf.
L’insegnamento prevede videolezioni (in ognuna sono specificati gli argomenti e gli obiettivi organizzate in moduli. Alcune videolezioni sono più teoriche con lo scopo di far conoscere le funzionalità principali nei sistemi di produzione e logistici. Altre videolezioni hanno un carattere più pratico al fine di favorire la capacità di applicare le conoscenze teoriche da parte dello studente, presentando anche casi applicativi ed esempi di organizzazione di sistemi di produzione, di servizio e logistici in casi di studio. Al fine di favorire l’apprendimento, si presenteranno dei casi ed esempi di previsione della domanda, gestione delle scorte, pianificazione e scheduling della produzione in diversi contesti. Inoltre lo studente avrà modo di analizzare in modo autonomo i principi organizzativi e di management di sistemi di produzione e logistici. Tramite l’utilizzo di adeguati formalismi e tecniche di rappresentazione lo studente sarà in grado di rappresentare autonomamente sistemi di produzione analizzati in casi di studio.

Didattica interattiva
L'insegnamento segue quanto previsto dalle Linee Guida di Ateneo sulla Didattica Interattiva e l’interazione didattica, e propone, per ciascun CFU, 1 ora di Didattica interattiva dedicata alle seguenti attività: lettura area FAQ, partecipazione ad e-tivity strutturata costituita da attività finalizzate alla restituzione di un feedback formativo e interazioni sincrone dedicate a tale restituzione.
Tra le interazioni sincrone, sono utilizzate le aule virtuali in genere così strutturate:
  • il docente rende disponibile un testo di esercitazione agli studenti di solito basato su domande aperte;
  • lo studente svolge in autonomia gli esercizi;
  • durante l’aula virtuale, il docente dà un “feedback formativo” ovvero valuta il livello di apprendimento degli argomenti del corso, raccoglie i dubbi e fornisce chiarimenti ed eventuali approfondimenti in base alle scelte effettuate sulle strategie di design, pianificazione e gestione dei sistemi di produzione e alle difficoltà riscontrate. Il docente favorirà la discussione e il confronto al fine di sviluppare competenze critiche.
Modalità di verifica dell'apprendimento
Per superare l’esame, lo studente deve dimostrare di aver acquisito conoscenze sufficienti sui concetti introduttivi sui sistemi di produttivi, conoscere i metodi principali della previsione della domanda, della pianificazione, dello scheduling, della logistica e dell’organizzazione dei sistemi logistici. Tale conoscenza deve essere dimostrata sia per ciò che riguarda i metodi teorici che per quanto riguarda i modelli e gli algoritmi di soluzione dei problemi di ottimizzazione relativi agli argomenti sopracitati. Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso e di essere in grado di applicare i concetti teorici a sistemi di produzione oltre che ha saper risolvere praticamente problemi di ottimizzazione negli argomenti sopracitati.
La prova orale consiste nel richiedere chiarimenti e approfondimenti allo studente riguardo imprecisioni o carenze concettuali nelle risposte fornite alle domande durante lo scritto oppure di altri argomenti del corso al fine di completare la valutazione della preparazione dello studente.

L’esame si svolge in forma scritta e/o orale. Il punteggio della prova è espresso in trentesimi.
La prova scritta ha una durata massima di 120 minuti e consiste nel sottoporre allo studente 3 domande che possono essere di tipo teorico o di tipo applicativo (risoluzione di esercizi) alle quali lo studente dovrà rispondere in maniera soddisfacente attenendosi all’argomento richiesto senza dilungarsi su argomenti collegati ma non centrali nella domanda. Le domande richiedono di norma la spiegazione o la descrizione di argomenti ben precisi trattati durante il corso, che mirano a dimostrare la conoscenza e comprensione dei sistemi di produzione e la capacità dello studente di applicare tali conoscenze in casi applicativi ed esempi notevoli di Sistemi di Produzione. Gli esercizi proposti riguardano argomenti trattati nelle videolezioni nelle quali sono presenti esempi di soluzione.

Le domande possono riguardare sia argomenti teorici che applicativi. Di solito le difficoltà presenti (e di conseguenza il punteggio massimo conseguibile, se non diversamente esplicitato) sono equidistribuite tra le varie domande. Tuttavia, al fine di valutare il conseguimento degli obiettivi formativi del corso, il docente terrà conto nella valutazione finale dell’esame:
  • della capacità di apprendere e quindi di esporre l’argomento richiesto;
  • della padronanza di linguaggio dello studente;
della capacità di applicare metodi e modelli per organizzare ed ottimizzare il design, la pianificazione e l’operatività di sistemi di produzione e logistici, oltre che analizzare in modo critico scelte di management in situazioni reali.
Libri di testo
Le lezioni realizzate dal Docente e i materiali didattici pubblicati in piattaforma contengono tutto il materiale necessario a superare l’esame. Per approfondimento si può fare riferimento ai testi elencati di seguito in base agli argomenti trattati. Inoltre si consiglia fortemente di fare i test proposti sulla piattaforma di e-learning. Infine si consiglia di esercitarsi sulle formulazioni dei problemi e di svolgere tutti gli esercizi proposti nelle videolezioni.
  • Ghiani, G. Laporte, R. Musmanno. Introduzione alla gestione dei sistemi logistici.
  • S. Chopra e P. Meindl. Supply Chain Management: Strategy, Planning, and Operation
  • M.L. Pinedo. Scheduling Theory, Algorithms, and Systems
  • R. Chase, F.R. Jacobs, N. Aquilano. Operations Management for Competitive Advantage
  • R.G. Askin, C.R. Standridge. Modeling and Analysis of Manufacturing Systems
  • D.F. Pyke, R. Peterson, E.A. Silver. Inventory Management and Production Planning and Scheduling
Ricevimento studenti
Da concordare con il docente, previo appuntamento (g.stecca@unimarconi.it).