Modelli per l'ottimizzazione integrata di produzione e manutenzione. Analisi, classificazione e valutazione dell'applicabilità industriale

To ensure competitive advantage a company has to be cohesive in every decision-making process, and functional strategies have to be oriented towards a common business goal. It is clear the fundamental role that the integration of production and maintenance covers in the pursuit of business strategy. Integrated production and maintenance optimization models overcome conflicts between area-specific plans towards a joint optimization and are a remarkable tool supporting the planning process. The aim of the first research question of the Thesis is to classify the models, through the state-of-the-art analysis and cataloging, according to representative fields. Due to the scarcity of studies approaching the theme from an applicative point of view, one asks about the possibility to set absolute preference criteria for the models, and at last, about the possibility to build a framework for their evaluation and choice in different industrial scenarios. Tests on models by Sitompul & Aghezzaf (2011), Najid et al. (2011), and the one created for this Thesis, constitute the base of this research. System and product typology, manufacturing strategy, level of demand unpredictability and production mix variability identify the application-contexts, while the KPIs for the models’ evaluation are of economic (costs) or technical nature (utilization and availability). General conclusions on choice-factors among models are deducted from the simulation analysis. The results, also, highlight the need to orientate to different modeling characteristics according to the context. The effectiveness of the proposed model is tested through a case study, and a sensitivity analysis enables to verify the impact on the resulting plan of changes on: plant capacity, financial-economic consequences of maintenance and reliability parameters.

Per essere competitiva è essenziale che l’impresa sia organica nelle fasi operative e decisionali e che le strategie funzionali si orientino all’obiettivo comune di business. Si evince l’importante ruolo che l’integrazione tra Produzione e Manutenzione assume nel perseguimento della strategia aziendale. I modelli di ottimizzazione integrata di produzione e manutenzione tentano di superare gli “attriti” tra i piani funzionali attraverso l’ottimizzazione congiunta e rappresentano uno strumento di supporto per il processo di pianificazione. La prima domanda di ricerca della Tesi ha il fine di classificare i modelli secondo alcune dimensioni rappresentative, attraverso l’analisi dello stato dell’arte e l’operazione di catalogazione. Data la carenza di lavori che trattano il tema dell’integrazione da un punto di vista applicativo, ci si interroga, in secondo luogo, sulla possibilità di stabilire dei criteri assoluti di preferenza di un modello di ottimizzazione, ed infine, sulla possibilità di strutturare un quadro di valutazione e scelta dei modelli al variare dello scenario industriale. L’indagine si avvale del test su diversi scenari operativi dei modelli di Sitompul & Aghezzaf (2011), Najid et al. (2011) e di un modello ideato per questa Tesi. Il tipo di sistema e di prodotto, la strategia di manufacturing, il grado di imprevedibilità della domanda e di variabilità del mix sono le dimensioni che identificano i contesti applicativi, mentre gli indicatori di prestazione di valutazione sono di carattere economico (costi) e tecnico (utilizzo e disponibilità). L’analisi simulativa consente di giungere a conclusioni generali sui parametri di scelta dei modelli, mettendo in luce la necessità di orientarsi su differenti caratteristiche e logiche modellistiche al variare del contesto applicativo e la scarsa rilevanza della dimensione di variabilità del mix in assenza di imprevedibilità della domanda. Grazie ad un caso di studio, si testa l’efficacia del modello ideato e attraverso alcune analisi di sensitività si verifica l’impatto sui risultati di variazioni di: capacità dell’impianto, conseguenze economico-finanziarie della manutenzione e parametri affidabilistici.