L innovazione nella Progettazione: il Caso Engineering Parte 2

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Fausta Gaetana Franchi
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1 L innovazione nella Progettazione: il Caso Engineering Parte 2 Università degli Studi di Bergamp soluzione costruttive innovative 1/29 OUTLINE Analisi funzionale di Prodotto e Patent Breaking Caso: Promatech Telaio tessile Innovazione di processo e prodotto Caso 3A: Processo di progettazione di dispositivi medicali Conclusioni soluzione costruttive innovative 2/29

2 CASO 1: ANALISI FUNZIONALE DI PRODOTTO Azienda: Itema Group - Promatech, Villa di Serio (BG) Caso di Studio: Telaio ad aria Obiettivi: Utilizzare una metodologia strutturata per l analisi funzionale e l innovazione di un prodotto industriale complesso Formalizzare il know-how sul telaio Produrre documentazione tecnica funzionale Produrre brevetti soluzione costruttive innovative 3/29 FASI PRINCIPALI soluzione costruttive innovative 4/29

3 MODELLO FUNZIONALE AD ALTO LIVELLO Analisi funzionale del sistema di trasferimento trama Studio del funzionamento della macchina con personale esperto Individuazione del ruolo di ogni componente Modello funzionale trasferimento trama PRODOTTO PROCESSO soluzione costruttive innovative 5/29 Modello di alto livello: prodotto Apparata trasferimemto trama soluzione costruttive innovative 6/29

4 IDENTIFICAZIONE DELLE AREE DI INTERVENTO I modelli di alto livello hanno permesso di localizzare i sottosistemi che più necessitano di essere ottimizzati Telaio ad aria MYTHOS Apparato di trasferimento trama Sistema pneumatico di alimentazione delle staffette soluzione costruttive innovative 7/29 ANALISI FUNZIONALE DI DETTAGLIO soluzione costruttive innovative 8/29

5 RICERCA DELLE SOLUZIONI Configurazioni alternative del modello funzionale di riferimento Semplicazione sistema Bilanciamento funzionale Varianti di trimming 1. No tanks 2. No tanks & no electrovalves 3. No tanks, no electrovalves & active Staffette 4. No tanks, no electrovalves & valve near Staffette soluzione costruttive innovative 9/29 1 X 1 - NO TANKS Eliminazione dei serbatoi delle staffette (Tanks) Funzione principale svolta dai serbatoi (stabilze pressure) viene demandata a un nuovo elemento: Micro compressors 2 - NO ELECTROVALVES & TANKS Eliminazione delle elettrovalvole e quindi anche serbatoi Funzioni delle elettrovalvole vengono demandate a un nuovo elemento: Micro compressors 2 X X soluzione costruttive innovative 10/29

6 X 3 X STAFFETTE ATTIVE Eliminazione delle elettrovalvole e dei serbatoi Funzioni delle elettrovalvole trasferire a: Staffette VALVE NEAR STAFFETTE Eliminazione delle elettrovalvole e dei serbatoi Introduzione di un dispositivo di piccole dimensioni da istallare nelle vicinanze delle staffette X X 4 soluzione costruttive innovative 11/29 RICERCA SOLUZIONI Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4 Effects Principles Prediction SET SOL. 1 (var 1&2) SET SOL. 2 (var 3) SET SOL. 3 (var 4) soluzione costruttive innovative 12/29

7 soluzione costruttive innovative 13/29 ANALISI DEI RISULTATI Per ogni soluzione proposta è stata intrapresa: ricerca di dispositivi in commercio (internet assistant, motori di ricerca internet) ricerca brevettuale di dispositivi basati sulla stessa tecnologia (Delphion, al fine di stimare la reperibilità sul mercato e i costi dei dispositivi individuati soluzione costruttive innovative 14/29

8 RICERCA BREVETTUALE & PATENT BREAKING Numerosi brevetti di dispositivi basati su tecnologia piezoceramica Esempio: Brevetto US B2 Procedimento per la realizzazione di cicli di tessitura con tempi comparativamente identici in telai a getto d aria e realizzazione del procedimento depositato dalla Lindauer Dornier Gesellshaft M.B.H. Gruppo integrato valvola-serbatoio Valvola piezoelettrica all interno del modulo Possibilità di regolazione dinamica dell attuatore per ottenere l esatto profilo di pressione desiderato soluzione costruttive innovative 15/29 US 6,439,271 B2: PATENT BREAKING? Pieno accordo con la metodologia utilizzata per questo lavoro Corrisponde a una variante di trimming del modello funzionale 7.1 Eventuale interesse nell aggiramento del brevetto soluzione costruttive innovative 16/29

9 CONCLUSIONI CASO 1 Modelli funzionali di alto livello e di dettaglio Formalizzazione del Know-how aziendale Proposte di soluzioni innovative Stato dell arte sull applicazione della tecnologia piezoelettrica nei telai tessili dove stanno andando gli altri? soluzione costruttive innovative 17/29 CASO 2: INNOVAZIONE PRODOTTO E PROCESSO Azienda: A3 Health Care Lonato (BS) Caso di Studio: Dispositivi medicali Obiettivi: Re-ingegnerizzare il processo di progettazione di un dispositivo medico per adeguarlo alla UNI CEI EN ISO 14971:2000 Definire un approccio per la progettazione integrata di prodotto/processo che prevede l impiego di: Tecniche IDEF Metodologia AFD (Anticipatory( Failure Determination) ) da metodologia TRIZ Analisi FMEA (Failure( Mode and Effect Analysis) soluzione costruttive innovative 18/29

10 Tecniche IDEF PROCESSO AS-IS TO-BE Gestione del rischio FMEA Individuazione pericoli PRODOTTO Valutazione rischio Riduzione rischio AFD soluzione costruttive innovative 19/29 MODELLO AS-IS & TO-BE Procedure di Qualità Interviste Personale Tecnico MODELLO AS-IS MODELLO TO-BE Riallineamento delle attività già esistenti Introduzione Risk Management soluzione costruttive innovative 20/29

11 RISK MANAGEMENT A3: Gestire rischio soluzione costruttive innovative 21/29 FMEA CARATTERISTICHE Logica bottom-up: studia i possibili effetti sull intero sistema provocati dal malfunzionamento di ogni singolo componente Individua su quali difetti è essenziale intervenire attraverso il calcolo dell indice RPN (Risk Priority Number) = gravità x freq. x rilevabilità LIMITI È legata essenzialmente all esperienza e alle conoscenze personali del progettista Considera solo l assenza o l insufficienza della funzione progettata Non dà indicazioni su come sopperire alle mancanze del progetto soluzione costruttive innovative 22/29

12 AFD (1/2) Anticipatory Failure Determination È un applicazione della metodologia TRIZ Si basa sui concetti dell analisi di sovversione: è necessario causare deliberatamente un guasto Formulazione del problema inverso Perché??? Come??? soluzione costruttive innovative 23/29 AFD (2/2) I difetti potenziali del sistema sono osservati da una prospettiva che permette di tener conto di tutte le debolezze del sistema L utilizzo di diagrammi causa-effetto e della conoscenza di base del TRIZ, fornisce un approccio sistematico che permette: l identificazione sistematica dei rischi relativi al prodotto l individuazione guidata di eventuali azioni di miglioramento soluzione costruttive innovative 24/29

13 PRODOTTO CONSIDERATO Applicazione della procedura proposta al caso di apparecchi per l aerosolterapia soluzione costruttive innovative 25/29 DIAGRAMMA CAUSA-EFFETTO Providing Failure Hypotheses 1. Determine what typical harm can be provided to [the] (compressor + ampoule) a. Explosion i. Chemical explosion ii. Thermal explosion iii.. b. Combustion soluzione costruttive innovative 26/29

14 SCENARIO DI GUASTO Concept Development 1. Consider opportunities for eliminating [the] (Electric arc) to prevent [the] (T increases) and (I increases). a. Remove or change the source of harm b. Modify the harmful effect 2. soluzione costruttive innovative 27/29 TABELLA FMEA soluzione costruttive innovative 28/29

15 CONCLUSIONI CASO 2 La procedura proposta per il Risk Management fornisce un approccio sistematico per individuare le modalità di guasto e le relative azioni di miglioramento grazie all integrazione di FMEA e AFD ha dimostrato di essere abbastanza robusta e di fornire un valido supporto per la gestione del rischio ha dimostrato le sue potenzialità per agevolare un innovazione del prodotto ha lasciato intravedere la possibilità di essere usata come strumento di supporto per la progettazione industriale soluzione costruttive innovative 29/29

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