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Blog · Mirko Peters

Value stream management nell'aerospaziale: tempi di attraversamento lunghi, volumi bassi, mix elevato

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La value stream management nella produzione aerospaziale lavora con tempi di attraversamento lunghi, volumi bassi e mix elevato. Scopri come definire le famiglie di componenti, individuare le attese e pianificare i miglioramenti.

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La value stream management nell'aerospaziale significa gestire ogni famiglia di componenti come un unico flusso, dall'ordine alla consegna, con un responsabile e misure condivise, anche quando i volumi sono bassi, il mix è elevato e i tempi di attraversamento arrivano a settimane o mesi. Questo articolo è pensato per i responsabili di stabilimento nella produzione di velivoli e componenti aerospaziali che vogliono capire dove si perdono le settimane e come ridurle. Tratta le famiglie di componenti, gli strumenti lean adatti ai volumi bassi, i risultati riportati da due produttori, un esempio di calcolo inventato e gli errori più comuni. Resta nell'ambito della produzione. I team di sviluppo software e DevOps usano anch'essi la value stream management, per monitorare le metriche di rilascio e di flusso, ma si tratta di un ambito diverso che questo articolo non copre.

Punti chiave

  • I componenti aerospaziali sono prodotti in volumi bassi, con mix elevato e tempi di attraversamento lunghi, quindi il flusso di valore è fatto soprattutto di attese, non di lavorazione.
  • Raggruppa i componenti in famiglie in base al routing e alle attrezzature condivise, non per cliente o programma, così una sola mappa e un solo responsabile bastano per molti codici.
  • Un back shop di Sikorsky descritto in un articolo del Lean Enterprise Institute ha ridotto i cambi da 30 minuti a 2-3 minuti e ha usato un sequenziamento dei componenti a intervalli fissi.
  • Un caso riportato da Lean Post documenta un tempo di attraversamento dall'ordine alla consegna ridotto da 42 a 16 giorni per un flusso di valore, con un aumento del volume del 40 per cento.
  • Considera i fornitori, come il trattamento termico, parte del flusso; in un caso con fornitore esterno il tempo di attraversamento è sceso da 42 a 6 giorni.

Che cosa comprende un flusso di valore in uno stabilimento aerospaziale?

Un flusso di valore è ogni fase, a valore aggiunto o meno, che un prodotto attraversa dall'ordine del cliente alla consegna, insieme alle informazioni che la attivano. La mappatura del flusso di valore, o VSM, disegna questo flusso per una singola famiglia di prodotti. Uno stabilimento di solito ha più flussi di valore, uno per famiglia, e ciascuno di essi richiede un proprio responsabile. La gestione va oltre: assegna al flusso un responsabile, poche misure condivise e una cadenza di revisione, così che i miglioramenti siano pianificati, monitorati e mantenuti nel tempo.

Nell'aerospaziale il flusso è lungo. Un componente può essere tagliato, lavorato alle macchine, sottoposto a trattamento termico, ispezionato, sottoposto a finitura superficiale, ispezionato di nuovo e documentato, spesso in più siti e presso più fornitori. La pagina dedicata all'aerospaziale descrive il settore come caratterizzato da requisiti rigorosi di qualità, tracciabilità e certificazione. Questi requisiti condizionano ogni modifica che apporti, e sono un motivo per mappare il flusso con cura, non per saltare questo passaggio.

Perché la value stream management nell'aerospaziale richiede un approccio diverso?

Gli esempi dei manuali mostrano spesso un prodotto stabile con volumi costanti. Gli stabilimenti aerospaziali di solito sono diversi, e tre caratteristiche contano.

  • Tempi di attraversamento lunghi. Materiali, processi esterni e approvazioni aggiungono settimane. Trattamento termico, placcatura e collaudi sono spesso eseguiti dai fornitori.
  • Volumi bassi. Un codice può essere ordinato solo poche volte all'anno. Il takt time, cioè il ritmo imposto dalla domanda del cliente, è difficile da definire per un singolo codice.
  • Mix elevato. Molti componenti diversi condividono le stesse macchine, quindi i cambi e la pianificazione determinano il tempo di attraversamento.

Un articolo del Lean Enterprise Institute (LEI), The Backbone of Lean in the Back Shops, descrive il back shop del produttore di elicotteri Sikorsky proprio in questo contesto: alto mix, basso volume, domanda irregolare, attrezzature condivise, cambi frequenti e lotti derivanti dal sistema di pianificazione, fino a 70 forgiati. Si tratta di un articolo del 2004 su un solo reparto, quindi va letto come esempio di metodo, non come benchmark per il proprio stabilimento.

Come si formano le famiglie di parti quando il mix è elevato?

Con migliaia di codici articolo non si può disegnare una mappa per ogni singolo pezzo. Raggruppali in famiglie che seguono lo stesso percorso attraverso lo stabilimento. Il quaderno di lavoro LEI Learning to See usa la stessa logica: una famiglia è un gruppo di prodotti che attraversano fasi di lavorazione simili e utilizzano attrezzature comuni.

Per uno stabilimento a basso volume, questo è un insieme pratico di regole. È il mio metodo di lavoro, non uno standard:

  1. Elenca i cicli di lavorazione. Scrivi ogni codice articolo con le sue fasi e le sue macchine.
  2. Ordina per fasi e attrezzature condivise. Le parti che usano le stesse macchine e gli stessi processi esterni vanno insieme.
  3. Verifica la dimensione. Una famiglia deve essere abbastanza grande da contare, e abbastanza piccola perché una sola persona possa percorrere l'intero flusso in uno o due giorni.
  4. Assegna un responsabile. Una persona è responsabile della famiglia dall'ordine alla consegna.

Non raggruppare solo per cliente o solo per programma. Due programmi possono usare la stessa cella di lavorazione, e in quel caso la famiglia è la cella.

Quali strumenti lean si adattano a basso volume e alto mix?

L'articolo Sikorsky mostra come quel reparto utilizzasse insieme diversi strumenti. Ognuno è spiegato qui in termini semplici.

  • Famiglie di parti e celle. Le parti con cicli simili vengono raggruppate, e il reparto viene organizzato intorno a esse.
  • EPEI. Sta per « every part every interval ». Definisce un ciclo fisso in cui ogni parte della famiglia viene prodotta una volta, così una parte ritorna in un momento noto e puoi dimensionare il buffer.
  • SMED. Single-minute exchange of die è un metodo per ridurre i tempi di cambio. L'articolo riporta un cambio ridotto da 30 minuti a un tempo compreso tra 2 e 3 minuti su un'operazione.
  • Corsie FIFO. Le corsie first-in, first-out contengono code limitate tra una fase e l'altra, così il lavoro esce nello stesso ordine in cui arriva.
  • Un responsabile del flusso del valore. Una persona segue l'intero flusso, non un solo reparto.

L'articolo riporta i risultati per un solo prodotto, un mandrino per elicotteri, nel 2003: lead time ridotto del 73% e tempi di cambio ridotti dal 90 al 93%.

I cambi più brevi contano soprattutto in uno stabilimento ad alto mix, perché rendono sostenibili lotti più piccoli, e lotti più piccoli riducono ogni coda.

Che cosa è stato riportato negli stabilimenti aerospaziali?

Un secondo articolo LEI, Launching a Lean Transformation: An Aerospace Manufacturer's Journey, scritto da Matthew Savas nel dicembre 2023, descrive un'azienda di taglio di lamiere che ha iniziato con un solo flusso del valore: il taglio di lamiere in alluminio, mappato dall'inserimento dell'ordine alla consegna. Secondo l'articolo:

  • Il lead time dall'ordine alla consegna è sceso da 42 a 16 giorni, mentre il volume è cresciuto del 40%.
  • L'azienda ha coinvolto un fornitore nel lavoro. Il lead time del fornitore di trattamento termico è sceso da 42 a 14 giorni, poi a 6 giorni, e i difetti sono stati eliminati, mentre in precedenza fino al 60% dei pezzi veniva respinto.
  • Il team ha usato eventi di miglioramento rapido della durata di una settimana e lavagne visive « Mission Control ».

Questi dati provengono da una persona interna all'azienda, pubblicati su una rivista di settore, e non ho potuto verificarli. L'articolo non tratta la certificazione. Due punti restano validi: il team ha iniziato con un solo flusso, e ha trattato una fase affidata a un fornitore come parte del flusso.

Esempio: una famiglia di parti, numeri inventati

Questo esempio è inventato. I numeri non provengono da uno stabilimento o da un cliente reale.

Una famiglia di staffe lavorate ha questo stato attuale, in giorni di calendario:

  • Rilascio dell'ordine e pianificazione: 3 giorni.
  • Taglio: 4 giorni di coda, 0,5 giorni di lavorazione.
  • Lavorazione meccanica: 9 giorni di coda, 1,5 giorni di lavorazione.
  • Trattamento termico presso un fornitore esterno: 14 giorni in totale, di cui 1 giorno di lavorazione.
  • Ispezione: 3 giorni di coda, 0,5 giorni di lavorazione.
  • Finitura superficiale: 5 giorni di coda, 1 giorno di lavorazione.
  • Ispezione finale e documentazione: 2 giorni di coda, 1 giorno di lavorazione.
  • Imballaggio e spedizione: 1 giorno.

Il lead time è 3 più 4,5 più 10,5 più 14 più 3,5 più 6 più 3 più 1, cioè 46 giorni. La lavorazione è 0,5 più 1,5 più 1 più 0,5 più 1 più 1, ovvero 5,5 giorni, pari al 12 percento del lead time. I restanti 40,5 giorni, cioè l'88 percento, sono attese. Le due attese più lunghe sono quella del fornitore di trattamento termico, con 14 giorni, e la coda prima della lavorazione meccanica, con 9 giorni.

Il team definisce uno stato futuro con due modifiche principali. La prima: concorda con il fornitore di trattamento termico un ciclo di 7 giorni, basato su un ritiro settimanale fisso. La seconda: raggruppa le lavorazioni meccaniche della famiglia in una sequenza fissa e ripetitiva, in modo che la coda prima della lavorazione meccanica scenda da 9 a 4 giorni. Il lead time diventa 46 meno 7 meno 5, cioè 34 giorni, con una riduzione del 26 percento. Ispezione e documentazione restano invariate, perché sono passaggi obbligatori. Il team chiede al reparto qualità di approvare il cambio di fornitore prima dell'avvio della prova.

Quali misure dovrebbe monitorare il responsabile?

Meglio un insieme ristretto di metriche. Per un flusso a basso volume, un set utile è questo, secondo il mio suggerimento:

  • Lead time per ordine, dall'inserimento dell'ordine alla consegna, e la sua variabilità.
  • Giorni di attesa in ogni fase, che mostrano dove il flusso si blocca.
  • Cycle time sulle macchine che modellano il flusso, per individuare il collo di bottiglia.
  • Consegna puntuale rispetto alla data promessa al cliente.
  • First pass yield e resi, inclusi quelli imputabili ai fornitori.

In questo contesto la visibilità conta più della precisione. Una bacheca settimanale che mostra questi numeri sostiene il miglioramento continuo, perché il team vede l'effetto di ogni modifica. L'obiettivo è ottimizzare l'intero flusso e il valore che offre al cliente, non una singola macchina. Questo è lean manufacturing applicato ai lead time lunghi.

In cosa si differenzia dal VSM nello sviluppo software?

I team software usano gli stessi termini. Nello sviluppo software, il VSM segue un'idea attraverso sviluppo, test e distribuzione fino al rilascio, di solito con team agile e DevOps, e misura il flusso con metriche prese dai loro strumenti. I suoi stakeholder sono product owner e ingegneri. Uno stabilimento aerospaziale segue il materiale fisico attraverso macchine, fornitori e ispezioni, e il flusso end-to-end richiede settimane. L'idea comune è consegnare valore al cliente più in fretta, individuando ed eliminando le attese. Usa fonti scritte per il tuo settore. I dati in tempo reale dalle macchine possono aiutare in stabilimento, ma non sostituiscono il percorso fisico lungo il flusso e la domanda sul perché i pezzi aspettano. In entrambi i campi l'obiettivo è una maggiore produttività dell'intero flusso, non dei singoli passaggi.

Errori comuni

  • Mappare lo stabilimento, non una famiglia. Una mappa con centinaia di codici articolo non mostra nulla. Scegli una famiglia con un unico percorso e mappa i value stream uno alla volta.
  • Escludere i fornitori. I processi esterni sono spesso l'attesa più lunga. Inseriscili nella mappa e nel perimetro di responsabilità del responsabile.
  • Eliminare i passaggi obbligatori. Ispezione, tracciabilità e registrazioni non sono sprechi ai fini della mappa. Mantienili e riduci l'attesa che li circonda.
  • Usare il takt time per codice articolo. Con volumi bassi ha poco senso. Usalo per famiglia o per cella, oppure adotta un ciclo fisso come l'EPEI.
  • Dimenticare il reparto qualità. Coinvolgilo presto, perché decide cosa serve per approvare una modifica.

Come può aiutare il software

In uno stabilimento con molti codici articolo e diversi processi esterni, disegnare e aggiornare le mappe a mano è lento. Polaris VSM di iFAKT è un modulo di iFAKT Polaris per la mappatura dei value stream basata sui dati. Modella in modo collaborativo i flussi di materiali e di informazioni e rende visibili sprechi e colli di bottiglia. Il software aiuta a vedere il flusso; le famiglie di parti, il responsabile e le approvazioni richiedono comunque le persone.

Prossimo passo

La gestione del value stream in ambito aerospaziale inizia con una famiglia di parti e con una mappa onesta del loro tempo di attesa. Questa settimana, elenca i percorsi delle tue parti più importanti, raggruppale in una famiglia e misura i giorni che ogni parte attende tra una fase e l'altra e presso i tuoi fornitori esterni.

Entities in this article

Polaris VSM Aerospace

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