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Università di Bergamo – DIGIP

Tecnologie e Sistemi di Lavorazione

Studi di Fabbricazione– 2016.1.a

Aspetti economici nello sviluppo prodotto

Costi di produzione

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Classificazione dei costi su base funzionale

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Il significato dei costi

I costi di produzione hanno due significati distinti anche se

complementari:

• Significato economico: valore dei fattori produttivi produttivamente

consumati per ottenere i volumi produttivi e limite inferiore al di sotto

del quale i ricavi non dovrebbero scendere

• Significato finanziario: misura dell’investimento attuato per produrre i

volumi di prodotto e da recuperare tramite i ricavi di vendita tramite

prezzi opportuni

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Costo di produzione

• Definiamo costo di produzione C(QP) di una data produzione P, da ottenersi per

il volume QP, la somma dei valori degli N fattori, C(Fn, P), che si ritengono

consumati per ottenere P:

• La produzione P si denomina anche oggetto di costo.

• I fattori Fn impiegati per ottenerla si indicano anche elementi di costo.

• I valori degli elementi di costo C(Fn, P) si denominano costi elementari.

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Analisi dei costi elementari

• Gli elementi di costo si distinguono in:

- fattori operativi cioe’ fattori a consumi variabili, denominati anche

fattori a contatore

- Diretti: si attribuiscono a ciascuna produzione

- Variabili: variano al variare di QPm

- fattori di struttura macchinari, impianti, stampi, brevetti, lavoro degli

impiegati amministrativi, ecc. cioe’ fattori a capacita’ fissa

- Indiretti: si attribuiscono a ciascuna produzione per quote di

imputazione o di riparto

- Fissi: non variano al variare di QPm all’interno della capacita’

produttiva

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La matrice F/P

• Se supponiamo di calcolare i costi per M produzioni Pm e supponiamo

N fattori Fn

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Esempio

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Tipologie di costi

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I costi fissi e i costi variabili

• Costi fissi (o costi di struttura): costi la cui entita’ non dipende dal

volume della produzione. Scaturiscono in gran parte dall’uso dei fattori

produttivi strutturali (impianti, fabbricati, autoveicoli, etc).

Non variano al variare del volume di produzione ma solo entro certi

limiti fino al raggiungimento della massima capacita’ produttiva

• Costi variabili: costi la cui entita’ dipende dal volume della produzione.

Relativi a fattori produttivi che vengono acquisiti in misura tanto

maggiore quanto piu’ elevato e’ il volume della produzione da

ottenere.

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L’andamento dei costi fissi

• L’andamento dei CF e’ un andamento a «gradoni»:

Nel lungo termine tutti i costi tendono alla variabilita’, in quanto la

stabilita’ del costo rimane tale entro un definito limite di capacita’

produttiva, il che significa che se la produzione cresce oltre quel

determinato limite occorre dotare l’azienda da altri fattori produttivi

generatori a loro volta di costi fissi entro la propria capacita’

produttiva.

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L’andamento dei costi variabili

I costi variabili sono quei costi la cui entita’ dipende dal volume della

produzione. L’entita’ dei CV, riferita a un dato volume di produzione, viene

determinata moltiplicando il costo variabile unitario (cvu) dei fattori impiegati

per la quantita’ di produzione (q)

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Il Costo suppletivo

I costi fissi e variabili hanno un effetto sulla dimensione aziendale sia in

un’ottica attuale che prospettica in quanto e’ necessario avere certezza di poter

collocare quanto con essi si produce e, dall’altro, tenere presente che un

eventuale accrescimento della domanda, oltre i limiti della capacita’ produttiva

installata, comporta un brusco salto dei costi fissi. E’ fondamentale partire con

una dimensione economicamente efficace nel presente ma che consenta anche

di disporre di una riserva di capacita’ produttiva

Se la produzione cresce da qn a qn+1, in costanza di costi fissi, il costo supplettivo e’ pari alla differenza V2-V1 ed e’ solo funzione dei costi variabili, rimanendo i costi fissi per definizione costanti fino al massimo della capacita’ produttiva

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Costi speciali e costi comuni

• Costi Speciali: costi di quei fattori produttivi e delle attivita’ impiegati

specificatamente ed esclusivamente per ottenere un oggetto

‒ RIFERIBILITA’ ESCLUSIVA

‒ MISURAZIONE OGGETTIVA

• Costi Comuni: costi dei fattori produttivi e delle attivita’ impiegati per

svolgere piu’ produzioni

‒ RIFERIBILITA’ NON ESCLUSIVA

‒ NO MISURAZIONE OGGETTIVA

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I costi diretti e i costi indiretti

• Costi diretti (attribuzione oggettiva): costi riferibili in modo specifico a

un dato oggetto di costo. Cio’ si verifica quando quel dato fattore

produttivo da cui scaturisce il costo e’ impiegato in via esclusiva nella

produzione che riguarda l’oggetto del costo.

‒ Sono collegati strettamente a un determinato oggetto di costo

‒ Sono tali da poter essere imputati in maniera specifica a quel dato

oggetto

• Costi indiretti (attribuzione soggettiva): costi sostenuti per l’utilizzo di

risorse riferibili, contemporaneamente, a piu’ oggetti di costo (linee di

prodotti, reparti, commesse, etc.)

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Altre classificazione dei costi elementari

• Costi controllabili: sono influenzabili da parte dell’organo preposto alla

loro realizzazione

• Costi non controllabili: non sono influenzabili da parte dell’organo

preposto alla loro realizzazione

• Costi parametrici: e’ determinabile a priori il fabbisogno unitario del

fattore

• Costi discrezionali: non si possono adottare parametri tecnici

• Costi vincolati: dipendono da scelte strategiche

• Costi effettivi: corrispondono ad un effettivo impiego di fattore

• Costi ipotetici: si basano su ipotesi di gestione

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Costo unitario di produzione

• Il costo unitario di produzione è costituito da tre sottocategorie:

1. Costo dei componenti

2. Costo dell’assemblaggio

3. Spese generali

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1. Costo dei componenti

• I componenti utilizzati possono classificarsi nelle seguenti categorie:

‒ Componenti standardizzati (o unificati)

• Bulloneria, ingranaggi, riduttori, valvolame, motori elettrici,

transistor, condensatori, resistenze, ecc.

‒ Componenti non standardizzati (custom)

• Realizzati da terze parti secondo le specifiche fornite dai

progettisti

• Realizzati direttamente dal settore produttivo dell’azienda

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Stime dei costi dei componenti

• La stima dei costi dei componenti è diversa se il componente è di tipo

standardizzato o personalizzato (custom)

‒ Componente standardizzato

• Il costo dipende principalmente dal volume di acquisto (maggiori

volumi = minori costi). La stima può ottenersi tramite cataloghi on-

line o richiedendo preventivi. Es. bulloneria

‒ Componente personalizzato

• Buy: il componente viene acquistato da terze parti

Richiedere preventivo

• Make: il componente viene realizzato in azienda

Stimare il costo di fabbricazione

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Stima dei costi di fabbricazione

• Concorrono a determinare il costo di fabbricazione le seguenti voci.

‒ Spesa per la materia prima impiegata. Si valuta considerando il

volume del componente + volume di scarto (per esempio da

modello CAD) ed il costo della materia prima.

‒ Spesa per la manodopera direttamente impiegata. Si valuta

considerando il tempo unitario di lavorazione.

‒ Quota di ammortamento del macchinario usato per la

produzione. Anche questo dipende dal tempo unitario di

lavorazione.

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Ciclo di lavorazione e tempo di operazione

• Per la fabbricazione di un componente, questi è sottoposto ad un ciclo

di lavorazione

• Un ciclo di lavorazione è composto da un certo numero di operazioni

• Un’operazione è un insieme di lavorazioni eseguite sul componente

senza cambiarne il piazzamento

• Il tempo di operazione è quello necessario ad essa, computato tra

l’istante in cui il pezzo da lavorare viene prelevato e quello in cui viene

prelevato il successivo

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Stima del tempo di operazione

• Il tempo di operazione si compone di tre parti

‒ tempo impiegato per il prelevamento e piazzamento del pezzo

‒ tempo impiegato per l’esecuzione dell’operazione vera e propria

‒ tempo impiegato per togliere il pezzo dal piazzamento e

depositarlo

• Il tempo di operazione si può stimare

‒ mediante rilevamento diretto

‒ attraverso modelli matematici di preventivazione dei movimenti

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2. Costo dell’assemblaggio

• Il costo dell’assemblaggio è quello che attiene all’integrazione dei vari

componenti ed è composto da:

‒ Costo della manodopera

‒ Costo delle attrezzature

‒ Costo degli utensili

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Stima dei costi di assemblaggio

• Il costo del tempo di assemblaggio richiede la stima dei costi di

ciascuna operazione

• I tempi delle operazioni di assemblaggio si possono ricavare:

‒ mediante cronometraggio delle operazioni stesse

‒ mediante modelli matematici

‒ attraverso software specifici

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3. Spese generali (overhead)

• Le spese generali raccolgono tutti i costi non direttamente legati ai

componenti ed all’assemblaggio.

‒ Costi di supporto

• Dipendono dal particolare prodotto

− Es. movimentazione materiali, controllo qualità, spedizioni,

manutenzione degli impianti

‒ Allocazioni indirette

• Non dipendono dal particolare prodotto

− Es. manutenzione degli edifici produttivi

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Le configurazioni di costo

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Esercitazione

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Esercitazione

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Esercitazione

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Esercitazione

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Esercitazione

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Esercitazione

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• Procedura in grado di misurare i costi dei prodotti o servizi attraverso

l’assegnazione dei costi delle risorse alle attivita’ svolte dall’azienda

• Tali costi vengono poi assegnati ai prodotti o servizi che generano la domanda o

beneficiano delle attivita’ svolte

ATTIVITA’

insieme di operazioni elementari tecnicamente omogenee

Activity-Based Costing (ABC)

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Fasi secondo lo schema ABC

- Imputazione dei costi diretti ai prodotti

- Individuazione delle attività a cui vengono imputati i relativi costi sostenuti

nel periodo

- Individuazione delle determinanti di costo di ciascuna attività e

quantificazione del volume di attività del periodo, in termini di tale unità di

misura

- Calcolo dei costi per unità di attività

- Imputazione ai prodotti dei costi di attività sulla base del fabbisogno di

attività manifestato nel periodo

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Modello di costo per taglio AWJ

C = CA+CW+CE+CU+CH [€/m]

CA: costo per il consumo di abrasivoCW: costi per il trattamento ed il consumo dell’acquaCE: costo per il consumo di energiaCU: costi per ugello primario e focalizzatoreCH: altri costi variabili indiretti (manodopera,

manutenzione, ammortamenti etc.)

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Il costo per il consumo di abrasivo, nell’ipotesi di assenza di riciclaggio, puo’

essere calcolato come:

CA = Ca * ma / NI [€/mm]

Con:

Ca: costo abrasivo [€/kg]

ma: portata dell’abrasivo [g/min]

NI: velocita’ della testa di taglio [mm/min]

Il costo dell’acqua:

CW = Qw * Cw / NI [€/mm]

Con:

Qw: portata d’acqua [m3/min]

Cw: costo unitario dell’acqua [€/m3]

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Il costo per il consumo di energia

CE = Ce * (Qw * P / NI ) [€/mm]

Con:

Ce: costo unitario di fornitura dell’energia [€/kWh]

P: pressione dell’acqua [Pa]

I costi per ugello primario e focalizzatore

CU = (Cu/tu + Cf/tf ) / NI [€/mm]

Con:

Cu: costo ugello [€/pezzo]

tu: tempo di vita dell’ugello [h]

Cf: costo focalizzatore [€/pezzo]

tf: tempo di vita del focalizzatore [h]

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• µEDM is an attractive solution for the manufacturing of

microcomponents.

• Workpiece thermal and electrical properties play a vital role in

determining:

– Material’s EDM machinability,

– Process performances.

• Low knowledge about the effects of materials and process parameters on

the production cost.

• A relevant cost estimation has a direct bearing on the performance and

effectiveness of a business and goodwill in the market.

Model cost for µEDM application

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Variable Costs

Labour

�� = �� + 60%�� · �� ·

Extraordinarily Maintenance

�� = �� + �� · �� · �

Utilities

�� = �� + �� + ��

Tool

Workpiece

FixedCosts

Ownership

Routine Maintenance

Wire

��

= �� · � · ��

Electrode

�� = �� · ��

TOTAL COST

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- �� is the wage rate of manufacturing personnel [€/h];

- �� is the number of manufacturing personnel;

- is the total time needed for machining. It encloses 33% of machining time, setup

time and design time [h].

Labour�� = �� + 60%�� · �� ·

Extraordinarily Maintenance�� = �� + �� · �� · �

- �� is the cost of replacement [€];

- �� is the number of experts necessary to solve the problem;

- �� is the expert hourly cost [€/h];

- � Is the time needed for the failure correction [h].

Utilities�� = �� + �� + ��

- �� is the quantity of water used [m3];

- �� is the unit cost of water [€/m3];

- �� is the quantity of electricity used [kWh];

- �� is the unit cost of electricity [€/kWh];

- �� is the quantity of dielectric fluid used [L];

- �� is the unit cost of dielectric fluid [€/L].

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• Micro-holes performed using Sarix SX-200.

• Workpiece:

‒ Material: Stainless steel plates (AISI 304) and

tungsten carbide

‒ Thickness: 3 mm.

• Tool:

‒ Tubular electrode

‒ �� =0.3 mm and ��! =0.12 mm

‒ Material: Tungsten carbide and Brass

• Dielectric: Hydrocarbon oil

• Variable process parameters:

‒ Peak current (I)

‒ Voltage (V)

‒ Frequency (F)

• Elaboration of progressive machining time (t) and tool wear (tw)

technology window.

Case study

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• The execution of 100 holes was considered.

• Hypothesis assumed:

‒ Machining set-up: 1.5h (start machine, centering, set-up electrode)

‒ Operator’s wage: 25€/h

‒ Attention level of operator: 33%

• Calculation of:

‒ Labour and utilities cost (CL+U)

‒ Tool Cost (CT)

‒ Total Cost (TC)

Case study

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• Brass electrode is faster than

tungsten carbide.

• Brass electrode technology

windows is smaller.

• Tw is lower for tungsten carbide

electrode.


window is larger.

Case study – Stainless steel

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• Labour cost + Utilities cost are higher for the machining performed by

tungsten carbide electrode.

Case study – CL+U – Stainless steel

Higher machining duration

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• Tungsten carbide technology window is higher than the brass one.

Case study – CT – Stainless steel

Higher tool unit cost

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• Directly proportional to hole depth.

• Brass has high tool wear, MRR and low cost Competitive with respect to

tungsten carbide.

• To equal Δd ΔCTBrass < ΔCTWC

Depth

[mm]

Total Cost (min-max) [€]

TW Brass

1 155-230 85-100

2 255-395 110-135

3 350-365 140-175

Case study – CT – Stainless steel

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• Brass electrode is faster than

tungsten carbide.


windows is smaller.

• Tw is lower for tungsten carbide

electrode.


window is larger.

Case study – TC

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• Labour cost + Utilities cost are higher for the machining performed by

tungsten carbide electrode.

Case study – CL+U – TC

Higher machining duration

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• In general, tool cost using tungsten carbide electrode is higher than the one

obtained using brass electrode.

• Overlapping of the two regions

Case study – CT – TC

For few technologies, there

are no differences for the

tool cost using the two

electrode materials

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• Directly proportional to hole depth.

• Brass has high tool wear, MRR and low cost Competitive with respect to

tungsten carbide.

Case study – CT – TC

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Case study - comparison

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