EFFETTO DELL INTRODUZIONE DEL RAPID MANUFACTURING SU UNA TIPICA SUPPLY CHAIN DEL SETTORE AUTOMOBILISTICO

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1 Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica Disegno Tecnico Industriale EFFETTO DELL INTRODUZIONE DEL RAPID MANUFACTURING SU UNA TIPICA SUPPLY CHAIN DEL SETTORE AUTOMOBILISTICO Relatore: Prof. Ing. L. Piancastelli Tesi di Laurea di DANIELE FRANCIOSO Correlatori:Prof. Ing. G. Caligiana Prof. Ing. A. Liverani Dott. Ing. M. Ruffo Dott. Ing. D. Francia Università degli Studi di Bologna Facoltà di Ingegneria A.A. 2004/ /03/2006

2 Scopo tesi Il mio progetto di ricerca mira ad analizzare la possibile interazione tra le nuove tecniche di Rapid Prototyping (RP) chiamate Rapid Manufacturing (RM) e una tipica Supply Chain (catena di distribuzione). Lo scopo finale è quello di aumentare la flessibilità e la rapidità di reazione nelle supply chain delle industrie moderne e di creare così valore aggiunto al prodotto finale. L esigenza di abbreviare il cosiddetto time-to-market è prerogativa di tutte le imprese che operano nei vari settori industriali al fine di ritagliarsi una vantaggiosa posizione nel mercato nei confronti dei concorrenti, di conseguenza una delle problematiche più importanti è quella di riuscire a diminuire i costi e i tempi di attrezzaggio

3 Oggetto dello studio Rapid Manufacturing Il progetto si è prefisso come obiettivo primario la validazione di una nuova metodologia per lo sviluppo dei prodotti: la costruzione diretta da una macchina di Rapid Prototyping di particolari non più considerati come prototipi ma come prodotti finiti, evitando la costruzione delle attrezzature e degli stampi, cioè la fase di attrezzaggio, con conseguenti diminuzioni di tempi e di costi. Il RM è l'uso di una tecnologia additiva per ottenere da un file digitale direttamente un prodotto finito. Il processo avviene inviando il file CAD del componente alla macchina, la quale procede direttamente alla produzione

4 Oggetto dello studio Supply Chain La supply chain è il network di organizzazioni che sono coinvolte, attraverso collegamenti a monte e a valle, nei diversi processi ed attività che producono valore in termini di prodotti e servizi al consumatore finale. E la sequenza di processi che porta il prodotto dai primi fornitori ai clienti.

5 Rapid Manufacturing e Supply Chain Le principali strategie applicabili alla supply chain Supply chain Efficiente Di Risposta Lean RM Agile I concetti di Lean production e Agile manufacturing e di Just in Time possono essere facilmente collegati al RM, cercando di far diventare questo processo economico e affidabile in modo da evitare il possibile processo di rifiuto alle nuove soluzioni. Funzionale Innovativa Tipo prodotto

6 Studio di un caso specifico: Tecniche tradizionali (IM) Il prodotto scelto è di materiale plastico, di piccole dimensioni ed abbastanza complicato nel quale la finitura superficiale non è molto importante PRESA D ARIA Fornitore di materia prima Fornitore A Fornitore B JCB Prodotto finale

7 Studio di un caso specifico: Tecniche tradizionali (IM) TEMPO GRIGLIA Fornitore 1 Fornitore 2 Fornitore 3 Sceglie il miglior fornitore e fa partire l ordine Prodotto finale Chiede i preventivi ai fornitori di JCB $ $ Produzione Consegna a JCB Progettista Responsabile dell approviggionamento Direttore dell ufficio acquisti 3 settimane 2-3 settimane 6-8 settimane Tempo totale 13 settimane

8 Studio di un caso specifico: Tecniche tradizionali (IM) TEMPO DEFLETTORE Fornitore 1 Fornitore 2 Fornitore 3 Sceglie il migliore fornitore e fa partire l ordine Prodotto finale Chiede i preventivi ai fornitori di JCB Progettista Produzione Direttore 1 Responsabile 2 dell ufficio 3 4 dell approviggionamento acquisti $ $ Trasporto a JCB 3 weeks Tempo totale 3 settimane

9 Studio di un caso specifico: Tecniche tradizionali (IM) TEMPO Ricapitolando Griglia Deflettore Dal progetto ai preventivi Scelta del fornitore Produzione e consegna Tempo (Settimane)

10 Studio di un caso specifico: Tecniche tradizionali (IM) COSTI Costo totale = Costo di produzione + Costo di assemblaggio + Costo di inventario + Costo di spedizione e distribuzione Cost ( ) Make costs per parts Number of parts Air intake Deflector Total Stampo Materiale Trasporto da A a B Assem Transporto da B a JCB Costo per parte Costo totale Griglia p Inclusi 1.32 Inclusi 1,86 Deflettore p Inclusi Inclusi 1,

11 Studio di un caso specifico: RM Selective Laser Sintering File CAD SCENARIO DECENTRALIZZATO Vanguard SLS Progettista SLS Trasporto JCB Prodotto finale Resina poliammidica DURA FORM SCENARIO CENTRALIZZATO File CAD Progettista Central data repository SLS Prodtto finale JCB

12 Studio di un caso specifico: Rapid Manufacturing TEMPO TEMPO FINO ALLA PRIMA CONSEGNA Progettista T. Settaggio della macchina T. Costruzione T. Raffreddamento e Pulizia T. Finitura e Verniciatura T. Trasporto 2 ore Settaggio e costruzione 85 ore Raffreddamento e pulizia Finitura e verniciatura Trasporto a JCB 37 ore 5 ore 48 ore Progettista Settaggio e costruzione Raffreddamento e pulizia Finitura e Verniciatura 2 ore 85 ore 37 ore 5 ore

13 Studio di un caso specifico: Rapid Manufacturing TEMPO Scenario 1 (centralizzazione) Scenario 2 (decentralizzazione) Dal progettista al file stl Tempo (ore) Settaggio e costruzione Raffreddamento e pulizia Finitura e verniciatura Trasporto e consegna Tempo totale Scenario centralizzato Scenario decentralizzato 177 ore 139 ore

14 Cost per part ( ) Studio di un caso specifico: Rapid Manufacturing COSTI Costo totale = Costo di produzione + Costo di finitura del prodotto + Costo di inventario (JIT) + Costo di spedizione e distribuzione Costo di produzio ne Costo per dipinger e Costo di trasporto e distribuzio ne Costo totale per unità Scenario 1 (Centralizzazione) Scenario 2 (Decentralizzazione) No parts

15 Confronto dei risultati Costo totale per unità Presa d aria con IM 4.82 Presa d aria con RM (Centralizzazione) Presa d aria con RM (Decentralizzazione) COSTO RM NON CONVENIENTE PER QUESTO VOLUME DI PRODUZIONE (9720) Calcolo del punto di pareggio Cost per part RM IM No parts

16 Confronto dei risultati TEMPO Tecniche tradizionali IM RM (centralised) RM (distributed) Tempo (Giorni) RM ESTREMAMENTE CONVENIENTE

17 Discussione e possibili miglioramenti Vecchia configurazione Nuova possibile configurazione Numero di macchine 1 2 Costo della macchina ( ) Utilizzazione Settimanale (Ore/Settimana) ore 126 ore Riciclo Materiale 50% 66% Il costo scende da 121 a 81

18 Prodotto multiplo Supply chain globale IM Supply chain globale RM Responsabile organizzativo Responsabile organizzativo Responsabile organizzativo JCB Responsabile organizzativo SLS located at the JCB Responsabile organizzativo Designers Managers and buyers Suppliers Transport and warehouses Multiple products Designers Multiple products

19 Sviluppi futuri La Supply chain si semplifica molto sul singolo prodotto ma costa molto Macchine Tempo di costruzione circa 20 parti Costo per parte * SLS Vanguard 83 ore 77 SLS Vanguard HS Sinterstation Pro SLS 40 ore ore 35/40 HSS and other 8-10 ore 7/8

20 Conclusioni Già molto vantaggiosa per i prototipi, con le tecniche di Rapid Manufacturing inoltre si potrà decentrare facilmente la produzione, altro vantaggio, e si potrà spostare la differenziazione del prodotto o servizio il più possibile verso la fine della catena. Avere perciò a disposizione delle tecnologie che non necessitino di attrezzaggio determina un notevole vantaggio in termini economici ed organizzativi. Nell ottica globale la Supply Chain si semplifica molto. Diventa così più facile individuare fonti di guadagno e cercare di migliorarla ulteriormente. Collo di bottiglia.. Futuro per le SME italiane!