Analisi dei guasti e dei difetti mediante la tecnologia PAF

La progressiva diffusione delle logiche di gestione delle singole aziende o delle supply chain basate sui principi del Total Quality Management e del Lean Thinking hanno portato ad un cambio di prospettiva, non più focalizzato sul prodotto, ma sulla customer satisfaction e sulle caratteristiche dei processi (interni o esterni all'impresa, di stampo produttivo o organizzativo o legato alla gestione di servizi per il cliente) che permettono di perseguirla. Tale cambiamento è evidente anche analizzando le novità imposte dalla normativa UNI EN ISO 9001: 2000 e dai suoi successivi aggiornamenti.

Obiettivo quindi di ogni sistema produttivo diventa la proposta sul mercato di prodotti e servizi con requisiti di qualità tali da soddisfare clienti sempre più esigenti. Risultato questo perseguibile solo con un forte orientamento ad esso di tutte le componenti aziendali e con un significativo monitoraggio delle componenti di costo legate alla non completa soddisfazione dei requisiti di qualità. Tali componenti costo nel seguito verranno sinteticamente denominate Non-Conformity-Costs (NCCs).

Il framework di riferimento per lo studio è la normativa ISO 10014:2006 Quality management - Guidelines for realizing financial and economic benefits e la pubblicazione proposta da Feigenbaum nel 1991, che suddivide NCCs mediante il modello PAF - Prevention Appraisal Failure, cioè in base alla loro pertinenza con azioni di prevenzione, controllo o conseguenti alla gestione di un guasto (o più in generale di un difetto). Nello specifico, i costi di prevenzione sono quelli che si verificano nel momento in cui sono implementate azioni volte alla riduzione dei guasti e dei difetti, quali il controllo statistico di processo. I costi legati alle azioni di ispezione e controllo mirano a evitare che il cliente abbia la percezione di guasti e difetti generatisi durante il processo produttivo. Infine, i costi legati ai guasti e ai difetti sono a loro volta suddivisi in due categorie: quelli con un impatto solamente all'interno dell'azienda, quali i costi generati dai periodi di downtime degli impianti, e quelli con un impatto anche all'esterno a causa della loro percezione anche da parte del cliente finale, quali i costi conseguenti a mancate consegne.

I fattori che compongono NCCs sono legati dalle seguenti relazioni:

• mantenendo ipoteticamente invariato qualsiasi altro elemento del processo produttivo, all'aumento delle attività di prevenzione, ispezione e controllo corrisponde una riduzione nel verificarsi di guasti e difetti e quindi nei relativi costi;
• mantenendo ipoteticamente invariato qualsiasi altro elemento del processo produttivo, all'aumento delle attività di prevenzione, corrisponde una riduzione nelle attività di ispezione e controllo richieste e quindi dei relativi costi.

Ovviamente, la scelta ottimale delle azioni di prevenzione, ispezione e controllo è quella che garantisce il valore minimo di NCCs.

Il presente lavoro descrive i risultati conseguenti al monitoraggio dei NCCs all'interno della supply chain di una azienda manifatturiera operante sul territorio nazionale ed internazionale e l'effetto di una corretta formazione degli operatori coinvolti nel processo, al fine di ridurre la frequenza di presentazione dei guasti e dei difetti.

Case study

Il progetto ha avuto inizio con una analisi AS-IS della situazione di partenza. In particolare, sono stati analizzati i guasti e i difetti emersi all'interno dei processi produttivi interni e/o presso i clienti finali. Di essi è stata effettuata una valutazione in termini tecnici, volta alla descrizione del guasto/difetto, ed una analisi economica, volta alla quantificazione della componente di NCCs imputabile.

Successivamente, è stata implementata una Gap Analysis, al fine di identificare le criticità esistenti nei processi e le richieste ai medesimi per raggiungere i benefici attesi in una predefinita condizione TO BE e in un predefinito orizzonte temporale.

Le analisi e le considerazioni, nonché gli scenari futuri sono stati elaborati mediante l'utilizzo di dati disponibili sul gestionale aziendale. Nello specifico, si è partiti con il database contenente i guasti e i difetti emersi durante l'ultimo anno di attività, e più specificatamente, per ciascuno di essi, contenente i prodotti coinvolti, la tipologia di errore, la data di rilevazione del problema e quella di chiusura. Successivamente, per ogni problema evidenziato, si è proceduto alla applicazione del modello PAF. In particolare, i principali costi catalogati come attinenti alle attività di prevenzione includono:

• operazioni per l'implementazione di procedure di qualità, per la gestione delle non conformità, dei guasti e dei difetti, per la definizione di azioni correttive e per la loro gestione, inclusa la successiva implementazione (es. pianificazione di attività di manutenzione preventiva presso l'azienda e/o la propria rete di fornitori);
• operazioni per la revisione dei documenti utilizzati durante le attività di produzione interna e/o per gli approvvigionamenti presso i propri fornitori (i.e. i disegni) al fine di ottenere materiale che rispetta le specifiche e quindi le performance attese durante i processi di lavorazione e al termine di essi.

Nella realtà oggetto del case study, nella situazione AS IS i costi di prevenzione ammontavano a 46.200 euro/anno.

Successivamente, sono stati analizzati i costi di valutazione e ispezione per il controllo dei prodotti lungo il loro ciclo produttivo. Tra essi è possibile classificare:

• costi per il controllo in ingresso delle forniture, al fine di verificare che le specifiche dei materiali e dei prodotti siano compatibili con le richieste e le potenzialità degli impianti inclusi nel sistema di produzione;
• costi per la esecuzione di verifiche presso i fornitori, al momento in cui guasti ai loro impianti e non conformità interne hanno un effetto anche presso i clienti a valle lungo la supply chain o addirittura presso il cliente finale;
• costi per il controllo dello stato del prodotto dopo la esecuzione di operazioni cruciali all'interno del processo produttivo o prima della spedizione finale;
• costi per il controllo dello stato di impianti critici inclusi nel sistema produttivo;
• costi per manutenzione su condizione sugli impianti inclusi nel processo di fabbricazione e/o presso i fornitori.

Nella realtà oggetto del case study, nella situazione AS-IS, i costi per ispezione e controllo ammontano a 100.650 euro/anno.

I costi che infine emergono al momento in cui si verificano o un guasto o un difetto sul prodotto finito, come accennato precedentemente, sono suddivisi in due categorie, l'una focalizzata sugli effetti interni ad una azienda oggetto di studio e l'altra focalizzata sugli effetti con un impatto sugli altri attori della supply chain. Nella prima categoria è possibile includere:

• costi per il ripristino del funzionamento dell'impianto soggetto al guasto o della postazione di lavoro in cui il difetto è stato riscontrato;
• costi per il coinvolgimento dei fornitori nella operazione di ripristino dell'impianto soggetto all'intervento di manutenzione o della regolare esecuzione delle operazioni di produzione nella/e postazione/i interessate dal guasto/difetto, quando tale coinvolgimento risulta cruciale o desiderato per la risoluzione del problema;
• costi per i prodotti scartati in seguito al verificarsi del guasto e/o alla rilevazione della non conformità. In particolare, in tale costo è incluso sia il costo di acquisto di materiali e componenti utilizzati sia il costo del lavoro interno e/o delle lavorazioni esterne già realizzate sul prodotto oggetto di scarto;
• costi per togliere prodotti non conformi dal mercato, prima che un difetto eventualmente riscontrato raggiunga il cliente finale.

Infine, tra i costi che emergono in seguito alla rilevazione di un guasto o di una non conformità e con un effetto sugli altri attori della supply chain è possibile includere i costi per la sostituzione di prodotti in garanzia, includendo in tale voce sia i costi dei materiali e delle lavorazioni che si sono rese necessarie per ottenere gli articoli desiderati sia i costi di trasporto per la consegna al cliente finale.

Nel realtà oggetto del case study, nella situazione AS-IS, i costi conseguenti al verificarsi di un guasto ammontano a 90.200 euro/anno.

Al fine di migliorare la situazione di partenza sono quindi state valutate delle azioni correttive. In particolare, in ottica di applicazione dei principi del Total Quality Management, l'azienda oggetto del case study ha deciso di attuare in prima battuta una attività di formazione dei soggetti coinvolti all'interno della supply chain, per migliorare le attività di prevenzione e controllo dei guasti e dei difetti. Inoltre, dati i rapporti all'interno della supply chain e la volontà comune di soddisfazione delle richieste del cliente finale, le aziende coinvolte hanno optato per una condivisione delle informazioni inerenti alle azioni correttive adottate, sia in termini di azioni preventive sia in termini di modalità per la ispezione e il controllo degli step intermedi e finale. La volontà/capacità di adesione al modello PAF descritto diventa quindi un importante elemento per la selezione degli attori della supply chain e per il loro coordinamento.

In generale, mediante lo studio di scenari alternativi, con la metodologia PAF è possibile identificare il miglior trade-off tra costi di prevenzione e/o di ispezione e controllo al fine di ridurre i costi conseguenti al verificarsi di un guasto e/o di un difetto e con una conseguenza non solo interna ma soprattutto esterna.

Nel primo anno di progetto, l'azienda oggetto del presente case study si è focalizzata sulla gestione di un primo set di guasti e difetti. I risultati ottenuti sono riportati in tabella 1. Si evidenziano riduzioni conseguenti alla applicazione dell'approccio PAF fino al 35%, con un valore medio del 17,1%.

Lo sviluppo su un piano di 5 anni è riportato in tabella 2. L'immagine evidenzia come la tecnica PAF rappresenti una metodologia intuitiva ma efficace, efficiente e immediata per la definizione di politiche di prevenzione e/o di ispezione e controllo dei guasti. In particolare, la metodologia PAF permette sia il controllo di strategie che puntino in maniera significativa sulle azioni di prevenzione e/o di ispezione e controllo sia, come nel caso in esame, il monitoraggio degli stadi intermedi, con una progressiva implementazione delle azioni pianificate.

Bianca Rimini, Rita Gamberini, Marco Bianchi, Francesco Lolli

Dipartimento di Scienze e Metodi dell'Ingegneria - Università di Modena e Reggio Emilia