The application of the DMAIC methodology within an assembly department optimization project - the MP Filtri S.p.A. case study

This thesis addresses the optimization of the filter assembly department at MP Filtri S.p.A., with the objective of increasing production capacity in alignment with a 10-year demand growth horizon while improving process quality and operational efficiency. The project is guided by the DMAIC methodology, integrating Lean waste-reduction principles with Six Sigma variability control to provide a structured, data-driven problem-solving framework. The Measure and Analyze phases identified critical inefficiencies affecting capacity, productivity, space utilization and quality performance. The department was characterized by undersized production capacity, significant annual backlogs, low workstations utilization, unsatisfactory operational efficiency, excessive work-inprogress and material supply delays originating from the main warehouse, identified as the system bottleneck. To address these issues, the Improve phase focused on the design and sizing of a new production orders consolidation area combined with a Just-in-Time workstations supply system. A high-picking-performance vertical warehouse, a decoupling system buffer and revised intralogistics flow were dimensioned to increase extraction capacity and reduce variability. Process FMEA supported the introduction of process automation solutions and provided a parallel perspective on process quality based on prevention. Further analyses focused on reconfiguring the department processing areas and the respective buffers for material handling decoupling. This ultimately allowed for redesigning the layout, aimed at minimizing intra-logistics efforts. The proposed configuration enables a 63% production increase over 10 years with a 32% resource increase, reduces required floor space for buffers and shortens lead times. Investment analyses show favorable payback periods, confirming the technical and economic feasibility of the proposed system redesign. Methods grounded on well-established engineering and managerial principles, together with Lean Six Sigma tools, were adopted to conduct the aforementioned analytical activities.

La presente Tesi affronta il progetto di ottimizzazione del reparto di assemblaggio filtri condotto in MP Filtri S.p.A., con l’obiettivo di incrementarne la capacità produttiva in coerenza con un orizzonte di crescita della domanda a 10 anni, migliorando al contempo qualità di processo ed efficienza operativa. Il progetto è guidato dalla metodologia DMAIC, che integra i principi Lean di riduzione degli sprechi con gli strumenti Six Sigma per il controllo della variabilità, fornendo un quadro strutturato e data-driven per la risoluzione dei problemi. Le fasi di Measure e Analyze hanno evidenziato inefficienze critiche che impattano su capacità, produttività, utilizzo degli spazi e qualità. Il reparto risulta caratterizzato da una capacità produttiva sottodimensionata, backlog annuali significativi, basso tasso di utilizzo delle postazioni di lavoro, rendimento operativo non soddisfacente, eccessivi work-in-progress e ritardi nell’approvvigionamento dei materiali provenienti dal magazzino principale, identificato come collo di bottiglia del sistema. Per superare questi limiti, la fase Improve si è concentrata sulla progettazione e sul dimensionamento di una nuova area di consolidamento degli ordini di produzione, integrata con un sistema Just-in-Time di asservimento delle postazioni di lavoro. Sono stati dimensionati un magazzino verticale, un system buffer di disaccoppiamento e un nuovo flusso intralogistico, con l’obiettivo di aumentare la capacità di estrazione. La Process FMEA ha supportato l’introduzione di soluzioni automatiche di produzione e ha fornito una percezione parallela sulla qualità di processo basata sulla prevenzione. Ulteriori analisi si sono concentrate nella riconfigurazione delle aree di processo e nei rispettivi buffer di disaccoppiamento dal flusso intralogistico. Queste hanno permesso in definitiva di progettare un nuovo layout di reparto che minimizzi l’impatto sul sistema intralogistico. La configurazione proposta consente un incremento produttivo del 63% su un orizzonte di 10 anni, riduce gli spazi necessari e i lead time di processo. L’analisi sulla profittabilità dell’investimento evidenzia tempi di ritorno favorevoli, confermando la fattibilità tecnica ed economica del redesign di sistema proposto. Le attività di analisi descritte sono state condotte adottando metodi fondati su principi ingegneristici e manageriali consolidati, integrati con strumenti Lean Six Sigma.