Pianificazione della produzione con Excel: un'analisi dei limiti strutturali e organizzativi

Excel è lo strumento di pianificazione della produzione più diffuso nelle PMI manifatturiere italiane. Non per mancanza di alternative, ma perché nella maggior parte dei casi è stato il primo strumento disponibile quando l'azienda ha iniziato a crescere oltre la gestione verbale degli ordini.

Questo articolo analizza i limiti tecnici e organizzativi di questo approccio, con l'obiettivo di fornire criteri concreti per capire quando ha senso investire in uno strumento di schedulazione dedicato.

Il modello implicito di un foglio Excel di pianificazione

Un foglio di pianificazione tipico ha macchine o centri di lavoro sulle righe e intervalli temporali (giorni, mezze giornate, ore) sulle colonne. Le celle contengono codici ordine, codici articolo o descrizioni brevi. I colori identificano lo stato: in lavorazione, pianificato, in ritardo, completato.

Questo modello è, di fatto, un diagramma di Gantt statico costruito a mano. Il pianificatore decide l'allocazione ordine-risorsa-tempo basandosi sulla propria conoscenza della fabbrica: sa che la macchina 3 è più veloce per quel tipo di pezzo, che l'operatore Rossi è l'unico certificato per la saldatura TIG, che il materiale per l'ordine 4521 arriva giovedì.

Il sistema funziona perché il pianificatore è il motore di calcolo. Excel è solo il supporto di visualizzazione.

Il problema della complessità

Il limite principale è una questione di numeri.

Schedulare 10 ordini da 3 fasi ciascuno su 5 macchine sembra semplice, ma le possibili combinazioni di sequenze e allocazioni sono già nell'ordine dei milioni. Con 200 ordini su 30 macchine — un caso del tutto normale per una PMI con una cinquantina di dipendenti — le combinazioni diventano un numero con più zeri di quanti se ne possano scrivere in una riga.

Il pianificatore esperto non prova tutte le combinazioni, ovviamente. Usa delle regole pratiche: prima gli ordini più urgenti, raggruppamento per famiglie di prodotto, preferenza per le risorse che conosce meglio. Sono strategie efficaci e spesso producono piani ragionevoli. Ma hanno due limiti intrinseci:

1. Non scalano. Queste regole funzionano bene fino a 50-80 ordini simultanei. Oltre questa soglia, le interdipendenze tra ordini diventano troppe per essere tenute in testa, e il pianificatore inizia a prendere decisioni che sono buone per il singolo ordine ma penalizzanti per il piano complessivo — tipicamente sovraccaricando alcune risorse e lasciandone altre sottoutilizzate.
2. Non sono verificabili. Un piano costruito mentalmente non può essere validato contro i vincoli reali prima di eseguirlo. Se c'è un errore — un sovraccarico nascosto, un conflitto tra ordini — lo si scopre in officina, non al momento della pianificazione.

Capacità finita vs. capacità infinita

Questa è la distinzione tecnica più importante e anche la più fraintesa.

Un piano a capacità infinita determina quando ogni ordine dovrebbe essere lavorato per rispettare la data di consegna, senza verificare se le risorse sono effettivamente disponibili in quel momento. È il tipo di piano che producono la maggior parte dei moduli MRP degli ERP e, nella pratica, è quello che produce un foglio Excel senza un meccanismo automatico di verifica dei carichi.

Un piano a capacità finita considera i vincoli reali: ore disponibili per macchina e per turno, tempi di setup tra lavorazioni diverse, disponibilità degli operatori per competenza e per presenza, fermi macchina programmati. Il risultato è un piano eseguibile — ciò che è schedulato può effettivamente essere prodotto con le risorse disponibili in quell'intervallo.

La differenza pratica è concreta. Un piano a capacità infinita per 200 ordini su 30 macchine mostrerà quasi certamente sovraccarichi nascosti: giornate in cui su una macchina sono pianificate 14 ore di lavoro su un turno da 8. Il pianificatore esperto li individua e li corregge a mano, ma è un lavoro che cresce molto più velocemente del numero di ordini: raddoppiando gli ordini, il tempo per fare queste correzioni più che raddoppia.

Implementare una vera schedulazione a capacità finita in Excel — con VBA, macro e strutture dati dedicate — è teoricamente possibile. Nella pratica, il risultato è un foglio fragile: difficile da manutenere, impossibile da estendere, e completamente dipendente da chi lo ha costruito.

Il problema della rischedulazione

Un piano di produzione ha una vita utile che si misura in ore, non in giorni. In una PMI con produzione su commessa, le perturbazioni sono la norma:

• Un ordine urgente che entra a metà giornata
• Un guasto macchina
• Un operatore assente
• Materiale che arriva in ritardo dal fornitore
• Una lavorazione che richiede più tempo del previsto
• Un cliente che anticipa o posticipa la data di consegna

Ogni perturbazione invalida una porzione del piano e richiede una rischedulazione: riallocare le lavorazioni impattate, propagare l'impatto sugli ordini a valle, ricalcolare le date di consegna previste.

Con Excel, rischedulare significa riaprire il file, individuare manualmente gli ordini impattati, spostare celle, verificare che gli spostamenti non creino nuovi conflitti, aggiornare le date. Con 200 ordini aperti, questa operazione richiede tipicamente 30-90 minuti. Nel frattempo, la fabbrica lavora con un piano che non corrisponde alla realtà.

Un algoritmo di schedulazione esegue lo stesso ricalcolo in pochi secondi, perché conosce tutti i vincoli e tutti gli ordini simultaneamente. Non è una differenza di comodità: è una differenza operativa. Significa poter reagire a un imprevisto in minuti, non in ore, e dare al capo officina un piano aggiornato prima che prenda decisioni basate su informazioni obsolete.

La rete dei vincoli

Una produzione reale è governata da vincoli che interagiscono tra loro. I principali:

Precedenze tecnologiche. La rettifica non può iniziare prima che la tornitura sia completata. In un ciclo di 5-8 fasi, queste precedenze determinano il tempo minimo di attraversamento dell'ordine.

Vincoli di risorsa. Non tutte le macchine possono eseguire tutte le lavorazioni. Una fresatrice a 5 assi può sostituire una a 3 assi, ma non viceversa.

Vincoli di competenza. L'operatore deve essere abilitato sulla macchina per quel tipo di lavorazione. Nelle officine meccaniche di precisione, questo vincolo riduce significativamente le combinazioni possibili.

Tempi di setup. Il tempo di attrezzaggio tra due lavorazioni diverse sulla stessa macchina varia in funzione della sequenza. Tra il prodotto A e il prodotto B possono servire 15 minuti, tra A e C due ore. Ottimizzare la sequenza per ridurre i setup totali è di per sé un problema complesso, perché la scelta migliore per una macchina può peggiorare la situazione su un'altra.

Vincoli di materiale. La lavorazione non può partire se il materiale o il semilavorato non è disponibile. Questo vincolo lega la schedulazione alla supply chain.

Il punto critico è che questi vincoli non sono indipendenti. Un cambio di sequenza per ridurre un setup può violare un vincolo di competenza operatore, che a sua volta impatta la data di completamento di un ordine a valle. In Excel, ciascun vincolo è gestito dal pianificatore nella propria testa o con formule condizionali. Ma tracciare le catene di impatto tra vincoli, oltre una certa soglia di complessità, diventa umanamente impossibile.

Il rischio organizzativo

Un aspetto che le analisi tecniche trascurano, ma che nella pratica è uno dei problemi più concreti.

Il file di pianificazione è costruito incrementalmente nel tempo dalla stessa persona. Contiene formule sviluppate in anni, convenzioni cromatiche non documentate, fogli nascosti con parametri, macro che gestiscono casi particolari. È un sistema artigianale che riflette il modo di ragionare del suo creatore.

Quando quella persona non è disponibile — per qualsiasi ragione — l'azienda si trova con un sistema di pianificazione che nessun altro sa operare. Non è un rischio teorico: è una situazione che le aziende incontrano con regolarità, e il cui costo in termini di inefficienza e consegne mancate è reale anche se raramente misurato.

Non è un problema risolvibile con la documentazione. Un file Excel di pianificazione sufficientemente articolato da gestire una produzione reale è anche sufficientemente complesso da non essere trasferibile in modo completo a un'altra persona. La conoscenza è incorporata nel file e nella testa di chi lo ha costruito: sono inseparabili.

Uno strumento dedicato esternalizza la logica di schedulazione dal pianificatore al sistema. Il pianificatore resta fondamentale — per impostare le priorità, gestire le eccezioni, prendere le decisioni che richiedono giudizio — ma non è più l'unico in grado di generare un piano.

Quando il passaggio è giustificato

Non esiste una risposta univoca. Dipende dalla struttura produttiva, dal numero di ordini, dalla variabilità della domanda, dalla complessità dei vincoli.

In termini generali, le condizioni in cui un foglio Excel diventa inadeguato sono identificabili:

Non tutti questi indicatori devono essere sopra soglia contemporaneamente. Ma se tre o quattro lo sono, il costo di restare su Excel — in termini di tempo del pianificatore, consegne mancate, carico mentale e rischio organizzativo — è con tutta probabilità superiore al costo di una transizione verso uno strumento dedicato.

Dove la soglia esatta sia per una specifica azienda richiede un'analisi del contesto produttivo. I numeri in tabella sono riferimenti basati sull'esperienza con decine di PMI manifatturiere italiane, non valori assoluti.