VALUTAZIONE DEI PARAMETRI E DELLE LOGICHE DI FUNZIONAMENTO DEL WORKLOAD CONTROL (WLC) TRAMITE SIMULAZIONE DI UN SISTEMA PRODUTTIVO COMPLESSO

The aim of this thesis is to deepening the knowledge of the Production Planning and Control System known as Workload Control (WLC). It is commonly recognized that production management techniques such as Just-In-Time (JIT) are not easy to apply in highly complex production environment with low repetitive operations and a very high product variety. In the late '70s, in many countries, researchers have begun to develop and implement methods for order release control, known as ORR systems (Order Review and Release). These methods try to limit the work-in-process level avoiding the need of complex and expensive scheduling software. Although the WLC has been developed since the early 80s, only a handful of successful case studies have been reported so far. This thesis aims to achieve the following objectives: • deepen the theoretical knowledge of some methods and rules that are part of the WLC model applied in a complex system, considering the whole product structure and routings, material flow and distribution of customer orders arrivals. • evaluate the effect and the interaction of various operating parameters and different methods defined within the WLC model on a number of operational performance indicators. • To test the performance of a new order release method that is part of load balancing category. This work, through a simulation approach, examines the parameters which make up the WLC method in an existing manufacturing job shop. The simulation approach allows to test some methods and to change these methods and the parameters’ values without intervening directly in the company. The uniqueness and value of this thesis comes from the complexity of the model developed, which reproduces very closely the manufacturing structure. The size of the experimental plan developed, in terms of number of factors and levels is a further value element. The extension of the experimental plan makes it possible to assess the effects and interactions of many parameters which make up the WLC model. The analysis of experimental data and further analysis of relevant scientific literature, helped to deepen the theoretical knowledge and operational issues concerning the implementation of Workload Control in a complex manufacturing system and identify some possible levers of intervention. Some results depart significantly from those discussed in the literature. This fact is mainly related to the complexity and the likelihood of its model, which is clearly different from those “theoretical” used in simulation studies.

La tesi ha come obiettivo l’approfondimento del sistema di pianificazione e controllo della produzione noto come Workload Control (WLC). Da tempo infatti è stata riconosciuta l’idea che tecniche di gestione della produzione come il Just-In-Time (JIT) non sono di facile applicazione in ambienti fortemente complessi con produzione poco ripetitiva e molto estesa in termini di varietà offerta al cliente. Alla fine degli anni ‘70, in più parti del mondo, i ricercatori hanno iniziato a sviluppare ed implementare alcuni metodi per il rilascio controllato degli ordini, noti come ORR systems (Order Review and Release), che consentissero di limitare il work-in-process in produzione ottenendo un reparto snello, prescindendo dall’utilizzo di complessi e costosi software per schedulazione. Benché il WLC sia stato sviluppato a partire dai primi anni ‘80, fin ora sono state riportate solamente una manciata di casi applicativi di successo. Il progetto di ricerca condotto ha permesso il raggiungimento dei seguenti obiettivi:  approfondire le conoscenze teoriche di funzionamento di alcuni metodi e regole facenti parte del modello WLC in un sistema complesso, considerando integralmente la struttura di prodotto e dei cicli tecnologici, dei flussi di materiali e la distribuzione degli ordini cliente.  valutare l‘effetto e l‘interazione dei vari parametri di funzionamento e delle differenti logiche di WLC definiti all‘interno del modello proposto su alcuni indicatori di prestazione operativi.  Testare le prestazioni di un nuovo metodo di rilascio degli ordini facente parte della categoria del load balancing. Il lavoro di tesi, attraverso un approccio simulativo, esamina i parametri costituenti il metodo WLC in un ambiente manifatturiero esistente di tipo job shop operante con logica to-order. L‘approccio simulativo consente in primo luogo di testare alcune logiche e in secondo luogo di variare tali logiche e i valori dei parametri di funzionamento del modello senza intervenire direttamente in azienda. L‘unicità ed il valore del lavoro di tesi deriva dalla complessità del modello adottato, che riproduce molto fedelmente quello aziendale. Le dimensioni del piano sperimentale sviluppato, in termini di numerosità dei fattori e dei livelli considerati costituisce un ulteriore elemento di pregio. L‘estensione del piano sperimentale consente infatti di valutare gli effetti e le interazioni di molti dei parametri costituenti il modello WLC. Le analisi dei dati sperimentali, nonché un’ulteriore analisi della letteratura scientifica di riferimento, hanno permesso di approfondire le conoscenze teoriche e le problematiche di funzionamento inerenti l’implementazione del Workload Control all’interno di un sistema manifatturiero complesso, e di individuare alcune possibili leve di intervento. Alcuni risultati si discostano fortemente da quanto presente in letteratura; questo fatto è principalmente legato alla complessità e alle verosimiglianza del modello impiegato, che si distingue nettamente da quelli stilizzati di sovente impiegati nelle ricerche di carattere simulativo