Proposal of a workload control-based model to address uncertain disturbances in production systems

Production disturbances are critical for all manufacturers. They have added particular importance for Small-Medium Enterprises (SMEs) that intend to achieve mass customization and, thus, have to manage the complexity resulting from the high variety of products. Therefore, the ability of companies to timely respond to customer requests has acquired great importance for gaining competitive advantage in the global markets, also in presence of disturbances, leading to unwanted setbacks to operations and risk of a poor operational performance. In literature, the concept of responsiveness has been largely addressed, introduced also to deal with production disturbances. Nonetheless, it has usually remained far from the operational field. To link it more closely to the field, the thesis assumes a context of MTO and ATO strategy, as well as it relies on the fact that SMEs have been associated to the operationalization of workload control concept to plan and control the production. Thus, this work was developed based on a deep literature review over two main topics, disturbances and workload control theory. The overall aim has been the one of giving evidences that the workload control theory can be applied to support SMEs to address disturbances coming from different sources. A workload-based model has been proposed, where different input and output control alternatives have been identified. The model also includes three control levers (i) Load based control; ii) Lead time based control; and iii) capacity based control) that may be exploited in order to react promptly to disturbances. To test the proposed concept, an empirical investigation was chosen: two different practical cases have been analyzed and mapped, SME-A and SME-B, facing diversified recurring unexpected events. The empirical investigation has allowed to verify the feasibility of the proposed model with a conclusion that the workload theory can be used to address recurring uncertain disturbances quickly and effectively.

I disturbi produttivi sono critici per tutte le realtà manifatturiere, ma hanno acquisito maggiore importanza per le piccole-medie imprese inserite nel nuovo paradigma produttivo di mass customization, in particolare modo a causa delle complessità introdotta da un’elevata gamma di prodotti. Le piccole-medie imprese incontrano quotidianamente disturbi produttivi che possono minacciare il raggiungimento di performances desiderate. Questi eventi inaspettati, possono provenire non solo dall’ambiente esterno all‘azienda, (fornitori e clienti), ma anche dall’ambiente interno, come ad esempio la rottura di un macchinario, variabilità nella realizzazione delle attività, assenteismo dei lavoratori. La capacità delle aziende di garantire una risposta tempestiva alle richieste dei clienti, ha quindi grande importanza per poter incrementare il proprio vantaggio competitivo in un contesto dinamico e variabile. Proprio per questo, specialmente le piccole-medie imprese, stanno concentrando maggiore attenzione sul tema della responsiveness. In letteratura questo concetto è stato affrontato sotto diverse prospettive, anche in riferimento a disturbi produttivi, ma sempre mantenendosi distante dalla pratica. Per poter dare un contributo a livello operazionale, questa tesi si focalizza su contesti che applicano strategie di MTO e ATO, tenendo in considerazione che, in letteratura, queste sono state associate alla teoria del workload control per poter pianificare e controllare la propria produzione. Il nostro lavoro nasce quindi da un’accurata analisi della letteratura focalizzata su questi due macro argomenti: i disturbi produttivi e la teoria del worklaod control nelle piccole-medie imprese. In particolare andremo a considerare tutte le possibili perturbazioni che possono minacciare il raggiungimento dei target aziendali, congiuntamente a quelli che sono i due meccanismi di controllo alla base della teoria del workload (controllo dell’input e dell’output). L’obiettivo è quello di dimostrare l’applicabilità della teoria del workload control per poter rispondere a disturbi ricorrenti ma inaspettati, provenienti da diverse fonti. Partendo da questa base, abbiamo quindi proposto un modello concettuale, con lo scopo di andare a dimostrare la relazione tra disturbi produttivi e workload control. Il modello andrà ad includere i tre livelli caratterizzanti il flusso dell’ordine (order entry, order release, dispatching), i due meccanismi di controllo caratterizzanti la teoria di workload control (input e output) e infine tre leve (workload, lead time, capacità) per poter rispondere reattivamente a eventi non pianificati. Per testare il modello abbiamo optato per l’indagine empirica: due casi pratici sono stati analizzati e mappati, PMI A e PMI B, caratterizzate da diversi disturbi produttivi. L’indagine empirica ci ha permesso di verificare l’applicabilità del modello, ma soprattutto ci ha permesso di concludere che la teoria del workload control possa essere applicata a piccole-medie imprese per poter rispondere tempestivamente a disturbi inaspettati ma ricorrenti provenienti da diverse fonti.