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Performance improvement of manual assembly lines in a context characterized by complexity
No full textThe researchers' difficulty at transferring the scientific knowledge to practitioners and the existence of a gap among the methods developed in literature and the real life problem are issues recognized by literature and seems that they have not been solved yet. The aim of the present work is to outline a methodology that is successfully applicable to the industrial context, i.e. that is able to both take in account of the difficulty of managing a high number of different components and materials and assure the correct line balancing to gain performance improvement of the assembly lines as well as the maintain of such better performance over time. Among the techniques presented by literature, the "kaizen assembly" is exploited to perform the line balancing and to be transferred to practitioners. As the methodology addresses a typical industrial issue, it is outlined through its application to the case of an Italian plant of a chocolatier and confectionery company, leader in the market of premium quality chocolate. In order to get such a difficult result, firstly, a methodology to reduce the complexity is proposed and applied to the case study, by identifying groups of components distinct based on commonalities in the job elements and cycle times, rather than on part-IDs. Secondly "kaizen assembly" are performed and lean manufacturing techniques are applied in order to enhance the assembly lines performance and reach a set target. This allowed the company to achieve the performance objective and to maintain changes steady over time, confirming the validity of the approach
An exploratory empirical study of engineering and production decoupling configurations in ETO Machinery Industry
No full textComplexity reduction and kaizen events to balance manual assembly lines: an application in the field
Get PDFNotwithstanding the existence of a broad research base on assembly line balancing (ALB), companies do not use the mathematical approaches developed in the literature to configure assembly lines. This article aims to fill the gap between research and application by presenting and testing in a real industrial context a methodology based on complexity reduction and kaizen events. First, the methodology supports reducing the complexity that affects real-life assembly systems in terms of the variety of, e.g. finished products, materials and parts. Next, the methodology proposes the conduction of kaizen events by using lean manufacturing tools, such as process analysis, time observation, waste identification, workstation standard documents and yamazumi charts. The methodology is successfully applied to a case study that describes its use in the confectionery process for a major chocolatier company along with the results of the application. The main contribution of this paper consists in presenting a method to manage the line balancing activity within everyday industrial realities, helping practitioners to improve and maintain the performance over time
Integrate Customer Order Decoupling Point and Mass Customisation Concepts: A Literature Review
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Coordinating engineering, production and sales before and after the CODP : an empirical study in the machinery industry
No full textLAUREA MAGISTRALETradizionalmente si pensava che tutte le attività di progettazione e produzione svolte da aziende che operano su commessa (ETO) fossero legate ad uno specifico ordine del cliente. Tuttavia, studi recenti hanno dimostrato che le aziende ETO stanno cercando di anticipare le attività di progettazione e produzione prima di ricevere l’ordine dal cliente, con l’obiettivo di ridurre i tempi di consegna, il che porta ad una serie di possibili strategie di disaccoppiamento per le attività di progettazione e produzione. La supply chain di un’azienda ETO è particolarmente complessa e le aziende devono svolgere numerose attività per sviluppare e realizzare un nuovo prodotto, rendendo il coordinamento fra le attività un fattore critico. Gli studi riguardanti la gestione della supply chain nel contesto ETO, hanno più volte evidenziato la necessità di coordinare le attività critiche di progettazione, produzione e vendita, tuttavia l’argomento è stato raramente affrontato, aprendo un divario tra pratica e teoria. Il presente studio mira a colmare questo divario, indagando su come le aziende operanti nel settore dei macchinari industriali, che adottano diverse strategie di disaccoppiamento, coordinano le funzioni di ingegneria, vendite e produzione prima e dopo il punto di disaccoppiamento. Inoltre, questa ricerca mira a comprendere i fattori che portano alla scelta dei meccanismi di coordinamento e i relativi benefici. A tal fine, sono stati condotti casi di studio in nove aziende che realizzano macchinari industriali. I principali risultati di questo studio suggeriscono che i meccanismi di coordinamento cambiano nel tempo, le funzioni coinvolte prima e dopo l’ordine sono diverse e lo sforzo di coordinamento varia a seconda della strategia di disaccoppiamento adottata. In particolare, tutte le funzioni, prima di aver ricevuto l’ordine adottano meccanismi di coordinamento diversi da quelli usati dopo, prima dell’ordine il coordinamento avviene principalmente tra le funzioni di ingegneria e vendite, mentre dopo l’ordine il coordinamento riguarda l’ingegneria e la produzione ed in entrambi i casi la scelta del meccanismo di coordinamento dipende dallo sforzo di coordinamento necessario che varia a seconda della strategia di disaccoppiamento adottata. Analizzando il coordinamento prima e dopo l’ordine, questo studio permette di capire come i meccanismi di coordinamento cambiano nel tempo, colmando il gap riconosciuto in letteratura. Inoltre, tratta complessivamente più interfacce che finora sono sempre state trattate separatamente. Infine, questo studio fornisce ai manager alcune linee guida su come coordinare ingegneria, vendite e produzione prima e dopo l'arrivo dell'ordine del cliente, a seconda della strategia di disaccoppiamento scelta.Traditionally, all the engineering and production activities performed by Engineer-to-order (ETO) companies were believed to be linked to a specific customer order. However, recent studies demonstrated that ETO companies are trying to anticipate engineering and production activities before receiving customer order, with the aim of reducing delivery lead time, this leads to a range of engineering and production decoupling configurations. ETO supply chains are complex and characterized by numerous activities spread over multiple functions and organizations, which poses interesting challenges for effective coordination of these activities. Despite the need for coordinating critical activities of engineering, production and sales has been pointed out in studies concerning supply chain management in the ETO context; the topic has been rarely addressed. This opens a gap between theory and practice. Therefore, this study aims at reducing this gap by investigating how real-world companies operating in the machinery industry coordinate engineering, sales and production functions before and after the Customer Order Decoupling Point (CODP) in different engineering and production decoupling configurations. Moreover, this research aims at understanding the factors leading to the choice of coordination mechanisms and the related benefits. To this purpose, a multiple case study analysis addressing nine companies operating in the machinery industry was conducted. The key findings of this study suggest that coordination mechanisms adopted before the order differ from the ones applied after the order. In particular, before the order, coordination occurs mainly between engineering and sales functions while after the order, coordination regards engineering and production. In both cases, the choice of coordination mechanisms depends on the coordination effort needed which varies according to the decoupling strategies adopted. By analyzing cross-functional coordination upstream and downstream the CODP, this study allows to understand how coordination mechanisms evolve across time, filling the gap recognized in the literature. In addition, it also considers more interfaces that until now have always been treated separately. Finally, this study provides managers with guidelines on how to coordinate engineering, sales and production before and after the customer order arrival, depending on the decoupling strategy chosen
Positioning the two-dimensional customer order decoupling point in Engineer To Order industry : a comprehensive framework
No full textLAUREA MAGISTRALENuovi trend come la globalizzazione e un più alta aspettativa dei clienti sui prodotti e servizi offerti costringono le aziende di tipo Engineer To Order (ETO) di ripensare alla propria strategia al fine di soddisfare un nuovo trade-off: offrire un prodotto completamente customizzato a tempi e costi sempre più competitivi. La letteratura sottolinea più volte l’importanza del Customer Order Decoupling Point (CODP) e dell’allineamento tra New Product Development (NPD) e Supply Chain Management (SCM). Il CODP, definito come il punto lungo il processo nel quale le attività terminano ad essere svolte su previsioni ed iniziano ad essere svolte su ordine, è stato al centro di diversi studi in letteratura che cerchino di definire variabili che ne influenzino il posizionamento. Ad ogni modo, rimane mancanza di chiarezza per quanto riguarda le diverse strategie (2D-CODP, introdotto da Wikner e Rudberg con lo scopo di ottimizzare la relazione tra NPD-SCM) e le diverse tecniche (di coordinazione ed allineamento tra i due progetti, progettazione e produzione) che le aziende ti tipo ETO possono adottare per ottimizzare il nuovo trade-off imposto dal mercato. Di conseguenza, l’obbiettivo di questo studio è quello di chiarire questi punti tramite dei casi studio svolti nel settore delle macchine utensili. Il risultato finale delle analisi è stata una validazione dei di un nuovo 2D-CODP framework, sviluppato tramite una analisi critica della letteratura e di casi studio precedenti, contribuendo a consolidare i driver e i fattori che influenzano il posizionamento e definendo la relazione tra diverse tecniche di coordinamento e i diversi posizionamenti del nuovo framework, aprendo anche possibili punti di ricerca. In conclusione, due modelli riassuntivi sono stati sviluppati, al fine di offrire uno strumento che permetta alle aziende di selezionare il corretto posizionamento e tecniche di coordinamento per essere competitivi nel proprio mercato.New trends like globalization and higher customer expectation force a high number of Engineer-to-order (ETO) companies to redesign their strategy to meet a new difficult trade-off: offering a fully customized product, in a short time and with a low cost. The literature emphasizes the strategic importance of the new product development (NPD) and the supply chain management (SCM) alignment and customer order decoupling point (CODP) for ETO companies. The positioning of the CODP, defined as the point in which the activities stop to be done on forecast and start to be done on order, is the center of many studies in the literature, which bring the definition of different variable influencing it. Anyway, there is still a lack of clarification about the different strategies (2D-CODP, introduced by Wikner and Rudber to optimize the NPD-SCM relation) and techniques (coordination techniques to align the production and engineering activities) that ETO companies can adopt to optimize the presented trade-off, according to the different drivers and factors affecting companies’ decisions. Consequently, this study aims at filling this gap thought an explanatory multiple case studies research of small-medium enterprise in the Machine Tool Industry. The outcome of the study validates a new comprehensive 2D-CODP framework, developed through the analysis of the literature and precedent case studies, provides new empirical evidence about the drivers and factors affecting the positioning and contributes at defining the relations between different coordination techniques and the 2D-CODP positions, offering further research opportunity. Finally, the managerial impactions of the study are focused on two new models which help the companies to select the right positioning and techniques to be successful in their market
Configurator's role and implementation in the strategic shifting from engineer-to-order to mass customisation : a case study research
No full textLAUREA MAGISTRALEIl contesto operativo odierno è caratterizzato da clienti che richiedono, in maniera crescente, prodotti in tempi brevi, di qualità adeguata ed a prezzi competitivi, forzando in questo modo le aziende ad affrontare una sfida che è tutto fuorché semplice: superare il compromesso efficienza – flessibilità tradizionalmente identificato nella letteratura (Adler, Goldoftas, & Levine, 1999). La risposta a questa sfida è costituita dal passaggio strategico verso il modello della mass customisation, il quale permette di fornire prodotti costruiti su misura del cliente a prezzi competitivi, tipici della produzione di massa (Davis, 1989). Questo è ciò che sta succedendo oggi anche nelle aziende che lavorano su commessa (i.e. ETO), dove produttori di beni tecnologicamente avanzati e personalizzabili stanno implementando l’approccio della mass customisation, avendo in questo modo un metodo di lavoro più organizzato e non dedicato esclusivamente allo sviluppo di prodotti su richiesta dei clienti (Hicks, McGovern and Earl, 2000). In particolare, la letteratura ha più volte sottolineato come, all’interno della transizione ETO – mass customisation, giochi un ruolo chiave l’implementazione di un particolare tipo di sistema informativo, ossia il configuratore di prodotto (Piller and Blazek, 2014). Tuttavia, se da un lato il mondo accademico ha analizzato nel dettaglio i benefici ed i problemi che questo sistema può comportare, dall’altro lato molto poco è stato fatto per comprendere come dovrebbe agire un’azienda che lavora su commessa per rendere il proprio progetto di implementazione del configuratore di successo. Perciò, la seguente analisi punta a colmare questa lacuna, attraverso una ricerca basata su casi studio condotti all’interno di aziende operanti su commessa e appartenenti ai settori aerospaziale e delle lavorazioni meccaniche. Il risultato di questa ricerca è rappresentato dallo sviluppo di un modello, il cui obiettivo è quello di descrivere come un’azienda che lavora su commessa dovrebbe organizzare il proprio progetto di implementazione del configuratore di prodotto, partendo dalle basi fino ad arrivare alla gestione giornaliera del sistema. Infine, questo studio ha permesso anche di far luce su una variabile critica che può condurre i progetti di implementazione dei configuratori verso il fallimento, offrendo in questo modo ulteriori possibilità di ricerca.In today’s business environment, customers increasingly demand customized products with short delivery lead times, adequate quality, and competitive prices, forcing companies to face a challenge that is anything but straightforward: i.e. to overcome the flexibility – efficiency trade-off, traditionally identified in the literature (Adler, Goldoftas, & Levine, 1999). The answer that firms are supporting in the last years is the strategic movement towards the mass customisation paradigm, which consists of providing tailor-made products with the low unit costs associated with mass production (Davis, 1989). This is precisely what is happening today in engineer-to-order (ETO) environments, where manufacturers of technologically advanced and customised products are implementing the mass customisation method, having, in this way, a steady approach towards the market, instead of developing products only to meet customers’ requirements (Hicks, McGovern and Earl, 2000). Particularly, the literature has stressed that one of the key factors in the transition ETO – mass customisation is represented by the implementation of a well-determined type of IT system, namely the configurator (Piller and Blazek, 2014). However, if on the one hand, the academic world had analysed in detail the benefits and the drawbacks that this system implies, on the other hand very little has been done to comprehend how an ETO company should act to make configurator’s implementation projects successful. Consequently, this study aims at filling this gap through an explanatory multiple case studies research, carried out in enterprises of the machining and aerospace sectors. The result of this study is represented by a framework, whose goal is to describe how an ETO company should organise its configurator’s implementation project, starting from the fundamentals up to day-by-day management. Finally, this research allowed also to shed light on an important critical variable that may lead to configurator’s implementation projects failure, offering further research opportunities in this field
A comparison of artificial intelligence and queuing theory methods to forecast semiconductor manufacturing cycle time
No full textLAUREA MAGISTRALEPrevedere in modo accurato i tempi di produzione è un fondamentale fattore di successo nei sistemi di fabbricazione dei semiconduttori, caratterizzati da flussi intricati, colli di bottiglia mobili e molte altre difficoltà operative. Perciò, dagli anni ’80, molti modelli quantitativi sono stati sviluppati per affrontare questo problema. In particolare, gli algoritmi di Intelligenza Artificiale (IA) hanno acquisito una grande importanza negli ultimi anni. Tuttavia, il loro potenziale non è stato ancora del tutto sfruttato, perfino negli impianti di produzione più avanzati. Inoltre, non è ancora chiaro quale tecnica di previsione sia la più accurata, dal momento che i risultati degli ultimi studi sono contrastanti. Infatti, le prestazioni di diversi modelli previsionali variano caso per caso. In particolare, un confronto fra l’IA e la teoria delle code sugli stessi dati di partenza non è ancora presente. Perciò, lo scopo di questo studio è capire se le tecniche di IA possono superare un recente modello di teoria delle code nel prevedere i tempi di produzione di lotti descritti da dati provenienti da un impianto reale. I risultati degli esperimenti hanno dimostrato una accuratezza superiore dell’algoritmo “Random Forest” (35.15% di errore medio percentuale) rispetto la teoria delle code (40.65%). Tuttavia, le prestazioni di altre tecniche di “Data Mining” sono risultate peggiori. Dunque, sembra che l’IA abbia il potenziale di superare i modelli previsionali tradizionali, a patto sia scelto il migliore algoritmo, che sia propriamente ottimizzato e che la modellazione matematica del sistema produttivo nel suo complesso sia corretta.An accurate forecast of production cycle times is a critical success factor in semiconductor manufacturing systems, featured by re-entrant flows, shifting bottlenecks and many other operational challenges. Hence, since the 80s, several quantitative techniques have been developed to face this problem. In particular, Artificial Intelligence (AI) algorithms have gained great importance in the last years. However, their potential has not been fully exploited yet, even in the most advanced production plants. Moreover, it is still not clear which cycle time forecasting technique may be the most accurate, since the results of the recent studies are contrasting. In fact, the performance of the different forecasting models varies case by case. In particular, a comparison between AI techniques and Queuing Theory on the same dataset is still missing. Hence, the purpose of this study is to understand whether AI methods can outperform a recent Queuing Theory model in forecasting the cycle time of wafer lots described by data coming from a real fab. The results of the experiments showed a superior accuracy of the Random Forest algorithm (35.15% of Mean Absolute Percentage Error) versus Queuing Theory (40.65%). However, the performance of other data mining methods was worse. Therefore, it seems that AI techniques have the potential to outperform traditional analytical methods, provided that the best AI algorithm is chosen, that such algorithm is properly fine-tuned and that the whole mathematical modelling of the production system is correctly formulated
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