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ENGLISH
18-10-2025 - Mechanical Systems - Machines in Line Production [EN]-[IT]
With this post, I would like to provide a brief introduction to the topic in question.
(lesson/article code: EX_LZ_26)
Image created with artificial intelligence, the software used is Microsoft Copilot
Introduction
Identifying the correct number of machines in line production is important for minimizing production costs and maximizing production efficiency.
Let's recall the concept of a production line. It is a linked sequence of workstations that perform a given operation in equal amounts of time.
Optimizing the use of production line machines
Image created with artificial intelligence, the software used is Napkin.ai
Optimizing the use of production machines is an important activity, and we can divide this activity into three main choices.
-Increasing the number of machines with the highest operating times
-Operating overtime on the same machines
-Combining fast machines with other production lines.
Key Concepts
The number of machines in a production line has three key concepts, which are listed below:
1-Line cadence. It is the time between the exit of two consecutive pieces from the production line, and this determines the production rate.
2- Objective of in-line production. This means maximizing machine saturation, that is, making them work at their maximum capacity.
3- Machine production efficiency
4- Theoretical number of machines required
5- Theoretical station utilization rate
6- Station efficiency
7- Line efficiency
Exercise
Given the table below listing the processing machines and processing times, let's calculate the percentage of work, called saturation, for each machine and optimize machine use to achieve good saturation of the various workstations.
Saturation
To calculate saturation, we need to consider the following formula.
Let's apply this calculation to turning, milling, drilling, and grinding. We will then have the following situation.
The slowest machine is the grinding machine, with 12 minutes.
Optimization
To improve saturation and increase production, several strategies can be adopted. We can consider the following:
-Increasing the number of machines for slower operations
-Using faster machines (drill, mill) in parallel on multiple lines.
-Working overtime on slower machines.
-Balancing the load between stations.
Overall Yield
To calculate the overall yield of the production line, we can use the following formula:
Where.
Htl = overall efficiency of a production line
hj = efficiency of the individual machine
N = total number of machines
In our case, each machine has the following efficiency levels:
The overall efficiency calculation will therefore be: following:
Therefore, the overall efficiency of the line in question is 67.7%.
This value indicates that, on average, the line operates at 67.7% of its theoretical capacity. To increase efficiency, we can add machines or modify the timing.
Conclusions
Studying the number of machines in a production line is an important factor for manufacturing. It helps optimize production by reducing wasted time and resources. This type of study also helps design efficient assembly lines and plan investments effectively. A good study of the number of machines in a production line will certainly reduce operating costs and increase production capacity.
Question
Finding the correct number of machines/stations in a production line is part of the study of line balancing. Did you know that one of the first practical methods for assigning tasks to workstations and estimating how many workstations are needed was developed in 1954 by American Wallace B. Helgeson while working for General Electric Company (GE)?
ITALIAN
18-10-2025 - Impianti meccanici - Macchine nella produzione di linea [EN]-[IT]
Con questo post vorrei dare una breve istruzione a riguardo dell’argomento citato in oggetto
(codice lezione/articolo: EX_LZ_26)
immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Microsoft Copilot
Introduzione
Individuare il corretto numero delle macchine nella produzione in linea è importante per minimizzare i costi di produzione e massimizzare l’efficienza stessa della produzione.
Ricordiamo il concetto di linea di produzione. Essa è una successione concatenata di posti di lavoro che eseguono una data operazione in tempo uguale.
Ottimizzare l’uso delle macchine della linea di produzione
immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Napkin.ai
Ottimizzare l’uso delle macchine destinate alla produzione è un’attività importante e possiamo dividere questa attività in tre scelte principali.
-Aumentare il numero di macchine che hanno il tempo operazione più alto
-Lavoro straordinario delle stesse macchine
-Abbinare le macchine veloci con altre linee di produzione.
Concetti chiave
Il numero di macchine nella produzione di linea ha tre concetti chiave e sono riportati qui sotto:
1-Cadenza della linea. È il tempo tra l’uscita di due pezzi consecutivi dalla linea di produzione e questo determina il ritmo produttivo.
2-Obiettivo della produzione in linea. Questo significa massimizzare la saturazione delle macchine, cioè farle lavorare al massimo delle loro capacità.
3-Rendimento di produzione della macchina
4-Numero teorico di macchine necessarie
5-Tasso di utilizzazione teorico della stazione
6-Rendimento della stazione
7-Rendimento della linea
Esercizio
Data la tabella qui sotto dove sono riportate delle macchine di lavorazione e dei tempi di lavorazione proviamo a calcolare la percentuale di lavoro, detta saturazione, di ciascuna macchina e ottimizzare l'uso delle macchine in modo da raggiungere una buona saturazione dei vari posti di lavoro.
La saturazione
Per calcolare la saturazione dobbiamo prendere in considerazione la seguente formula.
Applichiamo questo calcolo alla tornitura, alla fresatura, alla trapanatura e alla rettifica. Avremo quindi la seguente situazione.
La macchina più lenta è la rettifica con 12 minuti
Ottimizzazione
Per migliorare la saturazione e aumentare la produzione, si possono adottare diverse strategie. Possiamo considerare le seguenti cose:
-Aumentare il numero di macchine per le operazioni più lente
-Utilizzare le macchine più veloci (trapano, fresa) in parallelo su più linee.
-Lavoro straordinario sulle macchine più lente.
-Bilanciamento del carico tra le stazioni.
Rendimento complessivo
Per calcolare il rendimento complessivo della linea di produzione possiamo usare la seguente formula:
Dove.
Htl=rendimento complessivo di una linea di produzione
hj=rendimento della singola macchina
N=numero totale di macchine
Nel nostro caso risulta che ogni macchina ha i seguenti rendimenti
Il calcolo del rendimento complessivo risulterà quindi il seguente:
Quindi il rendimento complessivo della linea in questione è 67,7%
Questo valore indica che, in media, la linea lavora al 67.7% della sua capacità teorica. Per aumentare il rendimento possiamo aggiungere macchine o modificare i tempi.
Considerazioni finali
Per ottimizzare la linea dobbiamo fare le seguenti considerazioni.
La rettifica è il collo di bottiglia per cui potremmo duplicarla o affiancarla con un buffer. Le macchine più veloci, cioè il trapano e la fresa possono essere riutilizzate in altre linee o accoppiate con operazioni aggiuntive.
Conclusioni
Lo studio del numero di macchine nella produzione di linea è un fattore importante per la produzione. Serve per ottimizzare la produzione in quanto si possono ridurre sprechi di tempo e risorse. Questa tipologia di studio inoltre aiuta a progettare linee di assemblaggio efficienti e a pianificare bene gli investimenti. Un buon studio del numero di macchine nella produzione ridurrà sicuramente i costi operativi e aumenterà la capacità produttiva.
Domanda
Ricercare il numero corretto di macchine/postazioni in una produzione in linea rientra nello studio del line balancing. Sapevate che uno dei primi metodi pratici per assegnare compiti alle postazioni e stimare quante postazioni di lavoro servono fu ideato nel 1954 dallo statunitense Wallace B. Helgeson mentre lavorava per la General Electric Company (GE)?
THE END