A simulation approach for production planning in systems with scraps and reworks

The production planning has the objective to plan the product type to produce, quantity, and schedules over a planned period. The key purposes include reducing Work in Progress (WIP), minimizing lead times, lowering stock holding costs and improving responsiveness to changes in demand. In other words, the production planning decisions must ensure that the customer demand is met in the most efficient way. But a manufacturing firm must face up with lot of challenges in order to achieve these goals. Indeed, a manufacturing system may make thousands of part type during the year, also considering that the number of product variants has increased dramatically during the recent times. Moreover, the failures of machine, the arrival of demands, the arrival of raw materials and the scraps production are all random events, which increase the complexity of the production planning decisions. This thesis aims to introduce the computer simulation as a powerful tool, able to deal with such random events. The focus is specially on context in which the percentage of scraps is very high and the possibility of rework operations makes difficult the ability to predict the system performances. Indeed, building an accurate simulation model, the performances of such complex systems can be better evaluated and these lead to a more accurate production planning.

La pianificazione della produzione ha l'obiettivo di pianificare quali tipi di prodotto produrre e la relativa quantità. Gli scopi principali includono la riduzione del Work in Progress (WIP), la riduzione dei tempi di consegna, la riduzione dei costi di gestione delle scorte e il miglioramento nella capacità di risposta ai cambiamenti della domanda di mercato. In altre parole, le decisioni di pianificazione della produzione devono garantire che la domanda dei clienti sia soddisfatta in modo efficiente ed efficace. Ma un'azienda manifatturiera deve affrontare molte sfide per raggiungere questi obiettivi. Infatti, un sistema di produzione può produrre molti tipi diversi di parti durante l'anno, considerando che il numero di varianti di prodotti è aumentato notevolmente negli ultimi tempi. Inoltre, i guasti della macchina, l'arrivo delle richieste, l'arrivo delle materie prime e la produzione di scarti sono tutti eventi casuali, che aumentano la complessità delle decisioni in ambito di pianificazione della produzione. Questa tesi ha lo scopo di introdurre il metodo di simulazione come uno strumento potente, in grado di gestire tali eventi casuali. L'attenzione si concentra soprattutto in contesti manifatturieri in cui la produzione di scarti è molto elevata e la possibilità di rilavorazioni rende difficile la capacità di prevedere le prestazioni del sistema. Infatti, costruendo un modello di simulazione accurato, le prestazioni di sistemi così complessi possono essere valutate in maniera più accurata e ciò porta ad una corretta pianificazione della produzione.