A comprehensive approach to re-layout optimization through simulation : the ceramic process industry case study

When taking decisions concerning layout improvements, lean manufacturing principles can be very helpful, but they are necessary and not sufficient on its own in order to obtain optimal results in term of production flows’ optimization and costs’ reduction. For this reason, numerous researches define multiple systematic procedures for layout design’s approach and, among them, Muther’s one is the main representative.These are generally standardized procedures and their aim is the one of generating different layout alternatives and of evaluating them on the basis of a cost function: the main drawback of such an approach is that it only considers the historical flows’ projection without taking into account possible changings in the market demand or in the production needs. This is why, if relevant changes in the production mix or in the production volumes are to happen, this methodology cannot generate a satisfying solution. This thesis has the purpose of introducing an integrated approach between the static and dynamic layout analysis, while in literature the DFLP problem has been singularly addressed with various methods (exact ones, heuristic, meta-heuristic and hybrid ones), each one of them has the aim of developing an adequate solution for the reduction of machines’ rearrangement costs or material handling costs in various scenarios. The aim of this thesis is proposing a structured decision-making methodology that, starting from lean manufacturing principles, takes also into account different static approaches and combines them with a dynamic assessment of each generated alternative through the use of a simulation software called AutoMod. Finally, some evaluation parameters, as key success factors, will be generated in order to obtain an alternatives’ ranking. By generating such a procedure, it will be possible to offer to managers an instrument to be used in every factory or plant when investments on layout improvement must be addressed. The procedure that has been developed in this thesis has been applied in the Geberit ceramic plant in Bromölla, more specifically in the products’ inspection department: different layout alternatives have been generated and a final ranking has been obtained, always taking into account the Company’s needs. Thanks to such an integrated decision-making methodology, the optimal final solution has been approved by the Company’s board and an investment for its realization has been allocated.

Quando a livello manageriale si decide di apportare delle modifiche al layout produttivo, i principi della lean manufacturing possono essere estremamente utili, ma, da soli, sono necessari e non sufficienti ad ottenere risultati ottimali a livello di miglioramento del flusso produttivo e riduzione dei costi. A questo proposito, numerose ricerche definiscono varie procedure sistematiche di approccio al layout design e, tra queste, esemplificativa è quella introdotta da Muther. Tali procedure sono generalmente standardizzate e hanno lo scopo di generare diverse alternative di layout e di valutarle sulla base di una funzione di costo: il principale difetto di tale approccio è che considera solo una proiezione dei flussi storici senza tener conto di eventuali cambiamenti della domanda di mercato o delle esigenze produttive. Per questo motivo, se si vuole tenere in considerazione tale variabilità ambientale e di mercato, l’utilizzo esclusivo di queste metodologie non è in grado di supportare una soluzione ottimale. Quello che questa tesi vuole proporre è un approccio integrato tra analisi dinamica ed analisi statica del layout, mentre in letteratura il DFLP è stato affrontato singolarmente con vari approcci (euristici, meta-euristici, esatti e ibridi), ognuno dei quali ha lo scopo di trovare una buona soluzione che possa diminuire i costi di riposizionamento dei macchinari o ridurre il costo relativo al “material handling” in diversi scenari. Lo scopo di questa tesi è quello di generare una metodologia decisionale strutturata che, partendo dai principi della lean manufacturing, tenga anche conto di altri approcci statici e li combini con un analisi dinamica delle alternative generate tramite l’uso di un software di simulazione chiamato AutoMod. Infine, verrano identificati paramentri di valutazione considerati “key success factors” al fine di generare un ranking delle alternative. Con la creazione di tale procedura, sarà possibile offrire uno strumento per i managers da poter utilizzare in ogni stabilimento produttivo o struttura dove siano previsti investimenti sulla modifica o aggiornamento del layout produttivo. La procedura sviluppata in questa tesi è stata applicata al sito produttivo ceramico Geberit di Bromölla, più precisamente nel dipartimento adibito all’ispezione dei prodotti dopo la fase di cottura: varie alternative di layout sono state generate ed un ranking finale è stato prodotto tenendo conto delle esigenze dell’azienda. Con l’utilizzo di tale medotologia decisionale, la soluzione ottimale individuata è stata avvallata dal board dell’azienda e un investimento per la sua realizzazione è stato predisposto.