Sistemi di controllo produzione e qualità

I sistemi di controllo produzione e qualità sono parte delle soluzioni informatiche gestionali specifiche per la gestione centralizzata delle aziende e utili, in particolare, ad ottimizzare i processi e a consentire il governo dell'impresa sulla base di dati certi e oggettivi. I sistemi informatici di questo tipo rappresentano i diretti sostituti dei dati raccolti a mano da operai e impiegati, dei fogli di calcolo con le loro elaborazioni e dei software di prima generazione in grado di elaborare una mole esigua di dati.

Nello specifico i sistemi di controllo produzione e qualità sono adatti alle aziende manifatturiere. Ogni azienda che produce può infatti trarre giovamento da questi sistemi i quali permettono la tracciabilità completa della produzione e dei controlli qualità e, con il dato così raccolto, fornire informazioni tempestive sugli andamenti e sui correttivi da apportare per ottimizzare i processi e quindi risparmiare tempo e denaro.

Storia

Origini e caratteristiche attuali

La diffusione dei sistemi per la gestione automatica della produzione risale a circa 30 anni fa, indicativamente, quindi, negli anni '80 del secolo scorso. In precedenza alcune realtà informatiche erano già all'opera per la creazione di questo tipo di soluzioni, ma sono gli anni '80 a sancire l'apertura del vero mercato e la nascita di un buon numero di società operanti nel settore. Il fattore determinante che ha portato alla sempre più ampia diffusione e applicazione è sicuramente la diffusione informatica su larga scala che ha portato i PC poco alla volta in ogni azienda e simultaneamente in moltissime case private.

Questa fondamentale evoluzione tecnologica, accompagnata dalla diffusione del PC a prezzi sempre più contenuti, ha condotto all'informatizzazione aziendale e dei processi produttivi e quindi alla crescita, sia a livello numerico, sia a livello di fatturato delle aziende operanti in questo settore.

Oggi i sistemi di controllo produzione e qualità vengono ritenuti una parte dell'informatica al servizio dell'intera catena del valore (Supply Chain) e della gestione completa dell'azienda. In realtà, oggi, per ciascuna necessità aziendale esiste un corrispondente software gestionale e tutti insieme concorrono all'informatizzazione completa delle aziende e a quella che in gergo si definisce PLM: Product Lifecycle Management.

Dimensione del mercato

Da un punto di vista del mercato e della sua dimensione, queste tipologie di sistemi informatici, rimangono, attualmente, in una nicchia. Le motivazioni di questa (almeno apparente) dimensione ridotta sono essenzialmente due: uno di carattere "tecnico" e uno di carattere "culturale".

Da una parte i software maggiormente diffusi sono sempre stati quelli di gestione amministrativo contabile. Molto spesso le case produttrici di questi software hanno "potenziato" la propria offerta con moduli specifici per la gestione delle operations, dei magazzini/logistica e della qualità, per quanto, non essendo il proprio core business, non hanno mai ottenuto l'efficacia e la qualità dei software specifici nati in seguito. Alcune aziende hanno dunque accettato l'ampliamento del sistema amministrativo/contabile in uso verso la gestione della produzione, altre si sono affidate al loro fornitore già in uso per sviluppare delle soluzioni ad hoc. L'altro aspetto che ha penalizzato e tuttora penalizza il settore, è quello culturale. Molto spesso il responsabile produzione, il responsabile qualità, il titolare di un'azienda di produzione, qualora si tratti di un'azienda di piccole dimensioni, o addirittura alle volte anche il responsabile informatico, ovvero i quattro tipi di interlocutori a cui si rivolgono le aziende informatiche produttrici di queste soluzioni, ritengono un'azione e una spesa inutile il dotarsi di questo tipo di sistemi. Non trovano la percezione di quello che realmente accade nei propri reparti, di quali siano i problemi produttivi (o meglio, si ritiene che tutto sia sotto controllo) e quindi dell'utilità di questo tipo di prodotto informatico.

A livello numerico il mercato si presenta dunque come una nicchia, la quale è tuttavia ben lontana da raggiungere la propria maturità. L'Italia, infatti, è un Paese a forte vocazione manifatturiera. Secondo alcuni studi le aziende manifatturiere italiane sono circa 500 000. Il dato citato risale al 2009, quindi questo andrà sforbiciato dagli esiti nefasti della crisi economica, ma è molto indicativo. Non tutte le 500 000 aziende possono essere clienti dell'azienda informatica specializzata in soluzioni per la produzione e la qualità (le aziende famigliari, le carpenterie con due addetti, chi fa lavorazioni meccaniche con una sola macchina utensile, chi ha meno di 5/10 dipendenti sono aziende che non sono in grado di reggere lo sforzo di questo tipo di investimento o comunque non è utile alla loro causa), ma anche tagliando un numero assai elevato di esse, il potenziale di mercato rimane decisamente consistente. A fronte di questi dati, il numero di aziende informatiche storiche operanti nella nicchia, è intorno alle 20 unità. È sufficiente effettuare una visita al motore di ricerca preferito e verificare le occorrenze per vagliare come questo sia un numero attendibile. Considerando, secondo quanto le stesse aziende dichiarano nei propri siti, che la loro dimensione massima si aggira (per un numero ristrettissimo di esse) intorno alle 30-40 unità tra dipendenti e collaboratori, è presumibile che ciascuna di queste (almeno le più grandi) possano contare su qualche centinaia di installazioni in essere. Ciò significa che se le aziende manifatturiere decidessero realmente di superare le barriere culturali e di scegliere interlocutori specifici, questi numeri direbbero che l'offerta non è in grado di soddisfare la domanda e che quindi il mercato è lontano dall'essere maturo.

Le specificità dei sistemi di controllo produzione e qualità

Ciascun sistema informatico per la produzione e la qualità si compone di due parti inscindibili: la componente software, atta all'elaborazione del dato raccolto, alla generazione di informazioni per i responsabili produzione e qualità sulle quali prendere decisioni anche in tempi molto brevi, alla generazione delle statistiche e delle previsioni sul reale andamento della produzione (e della qualità di processo e dei prodotti realizzati) e la componente hardware, composta da PC o terminali industriali, i quali si installano direttamente nel reparto produttivo, a bordo macchina, oppure a muro o piantana collegando ad essi più macchine (e gestendo anche la produzione manuale), i quali si occupano della raccolta del dato in tempo reale.

La funzione della raccolta dati in tempo reale tramite i terminali industriali

La funzione di raccolta dati in tempo reale tramite il terminale/PC industriale è una delle caratteristiche principali di questo tipo di sistema. Il terminale industriale, infatti, è l'interfaccia intelligente del sistema che dialoga direttamente con le persone che nei reparti produttivi svolgono la produzione, o direttamente o attraverso le macchine utensili. Al terminale industriale, tramite un semplice segnale di ingresso (elettrico, digitale, ecc.), vengono passate le informazioni oggettive di quanto sta avvenendo in reparto. Essenzialmente il segnale, l'input generato, viene anticipato dalla digitazione sull'apposita tastiera del terminale del codice di identificazione dell'operatore che sta iniziando la lavorazione, dal codice della lavorazione stessa e quindi dal raccolto dalle macchine utensili, ma anche dai lettori ottici di codice a barre, dai lettori di TAG RFID, dalle stampanti, dalle bilance, dalle sonde analogiche e così via, e viene elaborato, in seguito, dal software. L'elaborazione, sfruttando analisi statistiche, ma anche semplicemente una trasposizione grafica intuitiva, restituisce il reale andamento della produzione e consente di verificare l'aderenza tra quanto sta avvenendo nella realtà dei reparti e quanto era stato (presumibilmente) stabilito nel piano di produzione. Come si vedrà, un software dedicato alla produzione, può/dovrebbe sommare in sé sia la capacità di elaborare un piano di produzione, sia la capacità, per definizione, di controllarlo e gestirlo.

I terminali industriali, sul mercato ne esistono di diverse tipologie forniti da diverse aziende (salvo, almeno in Italia, nel caso di un'azienda specifica che fornisce sia il software sia l'hardware con tutte le dovute conseguenze positive del caso), sono in grado di collegare, in base alla loro capacità di calcolo, un numero crescente di macchine utensili, siano esse disposte in linea, ad isola, o nelle altre configurazioni possibili nei reparti produttivi, di strumenti di misura, di "segnali" e grazie a questa capacità consentono di "misurare" sia la produzione sia di effettuare i controlli qualità. Tramite i terminali industriali è dunque possibile imputare anche il controllo effettuato all'ingresso della materia prima in magazzino, i controlli effettuati sulle lavorazioni intermedie affidate all'esterno/conto terzi, i controlli effettuati sulla qualità finale dei prodotti ed infine, il controllo qualità degli strumenti di misura e, non ultimo, dei fornitori, ovvero il cosiddetto vendor rating.

Le funzioni del software e i suoi componenti

I risultati che si possono ottenere da questi software specifici sono di gran lunga migliori quando la gestione della produzione è integrata alla gestione della qualità, quando dunque le due tipologie di software lavorano all'unisono e si "influenzano" l'un l'altro in maniera costruttiva, favorendo la nascita di circuiti virtuosi. L'azienda dotata di queste soluzioni è infatti in grado di:

• Ottimizzare la produzione;
• Rispettare i tempi di consegna ai clienti;
• Realizzare prodotti di qualità verificata sul campo durante l'intero processo produttivo;
• Contenere i costi di ogni tipo: produzione, approvvigionamento, rilavorazione, scarti e malfunzionamenti;
• Migliorare complessivamente l'efficienza dell'intera impresa;
• Aumentare fatturati e profitti.

È la somma dell'azione combinata del sistema per la produzione e del sistema per la qualità a permettere il raggiungimento di questi obiettivi.

Ottimizzare la produzione significa conoscere in tempo reale alcuni dati fondamentali riguardanti ciò che accade nel reparto produttivo: indice di produttività e di efficienza delle risorse, siano esse macchine o uomini, in funzione del dato raccolto dal terminale industriale collegato alle macchine, fermi macchine con rispettivi tempi e causali, percentuale e numero degli scarti, resa del processo produttivo, costi del processo in funzione dei materiali impiegati, dei tempi di produzione e delle variabili di produzione, tempi di attrezzaggio, manutenzione e gestione delle macchine con le rispettive ricadute sul processo produttivo e così via. Le informazioni così raccolte e aggregate in forma centralizzata consentono all'azienda sia di monitorare gli andamenti, sia di apportare le necessarie modifiche per rispettare i propri piani produttivi e le consegne ai clienti.

Attraverso la raccolta e l'elaborazione dei dati il sistema di controllo produzione fornisce le risposte "aziendali" più utili, come, ad esempio, dove intervenire per aumentare la produttività, la resa e l'efficienza dei processi, quali materiali o risorse servono per evadere gli ordini entro una certa data, quali sono le cause più frequenti di fermo macchina e quindi dove intervenire, dove risiedono i colli di bottiglia e così via.

Un sistema per il controllo produzione, per rispondere a tutte queste esigenze, si presenta modulare e composto quindi da più "componenti" in grado di soddisfare le esigenze di informatizzazione del mondo manifatturiero. Un buon software per la produzione annovera in sé, infatti, la capacità di gestire i fabbisogni di materiali secondo le più importanti logiche (MRP, Just in time, lean manufacturing) e di effettuare una completa analisi di produzione, di gestire la logistica di magazzino e con essa, quindi, le ubicazioni e le spedizioni, di gestire le manutenzioni e la loro pianificazione.

Effettuare a sua volta il controllo della qualità con uno specifico sistema informatico significa avvalersi di uno strumento specifico per la gestione di tutte le informazioni aderenti alla qualità aziendale, siano esse operative o di carattere gestionale. Un sistema di controllo qualità, sempre tramite la connessione ai rispettivi terminali industriali che effettuano la raccolta dati durante i diversi controlli e nelle diverse fasi del processo produttivo, è infatti in grado di stabilire sia la qualità del processo a livello complessivo, e con essa la qualità del prodotto che è in corso di realizzazione, sia la qualità di tutte le variabili che nel processo intervengono.

Esattamente come accade per il controllo della produzione, un buon sistema di controllo qualità è composto da moduli che sono in grado di raffrontare il dato raccolto con specifici modelli matematico-statistici (come le carte XR, ad esempio) e di rappresentarlo in modalità grafica di rapida e intuitiva comprensione: questi dati sono la base per la comprensione e l'analisi di tutto il processo e permettono di comprendere come la qualità del processo stia influendo su tutta la produzione. I componenti che offrono le informazioni in termini di qualità in modalità modulare, restituiscono informazioni specifiche inerenti ai controlli statistici di processo, l'identificazione delle non conformità, la rintracciabilità del prodotto, la taratura e manutenzione degli strumenti di misura, al controllo della materia prima e del prodotto finito, l'identificazione dei materiali, la quantificazione degli scarti, alla identificazione di errori di progetto, alla valutazione e gestione della qualità dei fornitori, cioè il vendor rating.

Perché integrare i due tipi di soluzioni informatiche

Spesso si considera che la qualità e la produzione siano due aspetti distinti della stessa materia, ovvero del processo produttivo. Nei fatti non è assolutamente così ed anzi gli indicatori della qualità restituiscono chiari segnali sull'andamento della produzione. Proprio per questo motivo i professionisti consigliano di integrare le due tipologie di soluzioni, proprio per portare al massimo l'azione combinata dei due software.

Nello specifico è sufficiente considerare come le aziende manifatturiere (ma nei fatti anche tutte le altre) gareggiano su tre campi distinti: i tempi di produzione e consegna (lead time), la costante riduzione dei costi di produzione (che corrisponde, nelle caratteristiche sopra enunciate ad un miglioramento di produttività, efficienze, rese, e ad una diminuzione di scarti, rilavorazioni ecc.) e qualità, intesa sia a livello di prodotto, ma anche di servizio (tipo il rispetto dei tempi di consegna, che contraddistingue un'azienda con un vendor rating elevato).

La qualità dei prodotti ha un notevolissimo impatto sulla competitività di un'azienda. Migliorare la qualità dei prodotti, attraverso la serie di controlli concessi dai sistemi informatici specifici significa infatti ridurre i costi di tutto il processo.

I motivi che infatti possono far aumentare i costi di un processo produttivo e quindi ridurre la qualità, sono:

• Errori di pianificazione della produzione;
• Errori nella valutazione dei fornitori;
• Errata gestione dei dati di produzione e di qualità;
• Produzione di prodotti non conformi, aumento degli sprechi e delle rilavorazioni;
• Errori di progettazione dei prodotti;
• Mancata o errata calibrazione e manutenzione degli strumenti di misura.

Da questi punti si evince come monitorare l'andamento statistico della produzione, la qualità di fasi intermedie e finali e della materia prima, gestire gli strumenti di misura e misurarne l'efficacia, è dunque la via per mantenere sotto controllo i costi e ottenere produzioni efficienti e corrispondenti ai desiderata dei clienti.

Integrare dunque le soluzioni per la produzione e la qualità appare essere la via migliore per ottenere i maggiori benefici da questo tipo di soluzioni informatiche.

I vantaggi di unire pianificazione e controllo della produzione

Sebbene può esistere il controllo produzione senza la pianificazione (ma non il contrario), l'integrazione tra le soluzioni specifiche per schedulare e programmare la produzione e quelle per il monitoraggio e la gestione della stessa, rappresenta un altro atout che solo le migliori soluzioni informatiche mettono a disposizione delle aziende manifatturiere. Se infatti al controllo della produzione si associa la pianificazione, il vantaggio che se ne trae è molteplice: da un lato si è in grado di determinare le azioni produttive in base alle effettive necessità derivanti da ordini e commesse, dall'altra, una volta intrecciati i dati emergenti dai reparti e confrontati in tempo reale con il piano di produzione, diventa possibile orchestrare tutta una serie di modifiche al piano che hanno lo scopo di mantenere intatti i tempi di consegna e di andare a contenere gli eventuali costi o le perdite di efficienza dei processi, mantenendo così inalterata la resa. L'integrazione, dunque, tra pianificazione e controllo produzione e tra queste soluzioni e quelle per il controllo qualità, rappresenta un vantaggio concreto da sfruttare per tutte le aziende manifatturiere che decidono di puntare sull'informatizzazione e sull'automatizzazione di impresa.