Il ciclo di vita del prodotto

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1 Il ciclo di vita del prodotto MERCATO INPUT Bisogni PROCESSO DI DI TRASFORMAZIONE Idea Progetto Produzione MERCATO OUTPUT Clienti Pianificazione Organizzazione CONTROLLO MANAGEMENT Strategia finanziaria Programmazione e controllo in modo da dar luogo ai beni e servizi richiesti L impresa è un sistema asservito al mercato La produzione industriale è alla base del sistema economico di una nazione; con essa le risorse umane, i capitali, i materiali vengono trasformati in beni e servizi di più alto valore.

2 Il ciclo di sviluppo del prodotto Il processo di sviluppo di un nuovo prodotto rappresenta l insieme di attività che un impresa svolge al fine di tradurre un idea originale di prodotto in un bene che possa essere commercializzato. Il successo commerciale di un azienda dipende dalla sua capacità di identificare i bisogni dei consumatori e di progettare e produrre prodotti che soddisfino questi bisogni in modo rapido ed a costi contenuti. Raggiungere questi scopi non è solo un problema commerciale, o un problema di progettazione e produzione: è un problema di sviluppo del prodotto che coinvolge tutte le funzioni aziendali.

3 Le fasi del ciclo di sviluppo del prodotto. L approccio sequenziale

4 La fase concettuale Pianificazione nuovo prodotto Fase concettuale La fase successiva (fase concettuale, (o processo di ideazione) viene suddivisa in: Analisi delle esigenze ed i bisogni dei clienti e del mercato. Specifiche del prodotto che riflettono i bisogni dei clienti, differenziano il prodotto dalla concorrenza e lo rendono tecnicamente ed economicamente realizzabile. Analisi dei vincoli e dei problemi tecnici (massima semplicità dei componenti, facilità di montaggio, minimo numero degli organi). Analisi finanziaria per il calcolo del costo del ciclo di sviluppo del nuovo prodotto. L idea iniziale viene così man mano rifinita, analizzata e migliorata per trasformarla alla fine in un progetto preliminare o avanprogetto, nel quale la soluzione concettuale individuata viene sviluppata dettagliatamente (molte volte si presenta sotto forma di uno schizzo).

5 Lo sviluppo del prodotto Fase concettuale Sviluppo del prodotto La fase sviluppo del prodotto consiste nella definizione dell architettura finale del prodotto, nelle specifiche funzionali di ciascun componente o sottoassieme e la scelta di geometrie, materiali e componenti standardizzati. Questa fase viene anche chiamata fase di ingegnerizzazione e prevede l utilizzo di strumenti di Computer Aided Engineering (CAE) che consentono di simulare il comportamento strutturale, cinematico, termico e dinamico degli organi meccanici. In particolare, la modellazione agli elementi finiti (Finite Element Analysis, FEA) determina le risposte statiche, dinamiche dei componenti sotto diverse condizioni di carico o differenti temperature

6 Le 4 sottofasi dello sviluppo del prodotto 1)Raccolta della lista delle specifiche e delle informazioni del prodotto 2) Analisi globale del prodotto assemblato 3)Analisi dei singoli componenti 4)Formalizzazione del progetto definitivo attraverso il documento disegno dei componenti e la distinta base

7 Lista delle specifiche 1. Specifiche tecniche del prodotto 2. Limitazioni finanziarie 3. Identificazione dei clienti 4. Requisiti funzionali 5. Aspettative di vita 6. Leggi e regolamenti coinvolti, problemi di sicurezza 7. Processi produttivi previsti per ciascun componente 8. Componenti da produrre in azienda o all esterno 9. Volumi di produzione 10. Costi 11.Tempi di sviluppo e produzione 12.Eventuali prototipi Ritorna

8 Analisi globale 1. Determinazione metodi di montaggio (manuale-automatico). 2. Identificare il peso di ciascun componente sui requisiti funzionali. 3. Analisi dell assemblato (analisi FEA, cinematica, dinamica). 4. Semplificazione dei componenti, massimo utilizzo di componenti unificati 5. Identificare e calcolare le catene di tolleranze per assicurare i necessari giochi di funzionamento

9 Analisi dei componenti 1. Analisi della compatibilità della forma, dimensione compatibile con i processi produttivi (spoglie, sottosquadri, sezioni sottili, ecc.) 2. Calcoli necessari per assicurare le dovute prestazioni del componente 3. Conversione dei requisiti funzionali del sistema nelle specifiche del componente (allocazione delle tolleranze). 4. Determinazione dei materiali più appropriati, trattamenti termici, rivestimenti Ritorna

10 Trasferire le informazioni del prodotto Una volta esaurita la fase di progettazione di un certo prodotto, bisogna fornire le istruzione necessarie per la costruzione ed il montaggio. Il problema basilare è quello di catturare, formalizzare e trasferire le specifiche e le informazioni relative al prodotto in modo completo, fedele ed univoco.

11 Disegno dei componenti 1) Specificazione dei riferimenti per il controllo e la funzionalità 2) Specificazione delle quote funzionali 3) Specificazione delle tolleranze geometriche e dimensionali

12 Il disegno tecnico: vantaggi Consente di codificare e rappresentare in modo completo e chiaro le relazioni funzionali e gli errori dimensionali e geometrici Molto standardizzato e conosciuto nella comunità tecnica internazionale Basso costo

13 Il disegno tecnico: svantaggi Richiede una interpretazione, che può essere anche non univoca Difficoltà di comprensione al di fuori della comunità tecnica, poiché come tutti i linguaggi è necessario conoscere la grammatica, la sintassi, e quindi è necessario una conoscenza delle regole del linguaggio grafico. dovrà consentire al destinatario di formarsi un immagine mentale dell oggetto, completa di tutte le caratteristiche, forme e dimensioni.

14 A cosa serve il disegno? Per la progettazione e il ciclo di sviluppo del prodotto oggi vengono utilizzati quasi esclusivamente i modellatori CAD 3D. Al disegno viene oggi affidato un ruolo contrattuale tra chi progetta e chi produce o chi deve controllare i prodotti. Per questo suo ruolo, abbiamo bisogno di stabilire delle regole, dei codici in base ai quali le forme e gli attributi possano essere interpretati in modo corretto ed univoco.

15 Distinta base Definisce tutte le informazioni e la struttura di un prodotto, attraverso la lista dei nomi e quantità dei componenti ( o sottoassiemi), allo scopo di: 1) Comunicare all ufficio acquisti i componenti da ordinare (MRP, Material Requirement Planning) 2) Ottenere la lista dei componenti per predisporre i cicli di lavorazione 3) Calcolare il costo del prodotto Morsa parallela

16 L ingegnerizzazione

17 Il prototipo Molte volte, a conclusione di questa fase, veniva realizzato una versione prototipale del nuovo prodotto per consentire una prima importante concreta valutazione del prodotto ed effettuare dei test di funzionalità ed affidabilità. Il prototipo rappresentava anche la prima opportunità per le funzioni di marketing di entrare in contatto con l area di progettazione. 1) Validazione del progetto 2) Informazione sui problemi di montaggio e lavorabilità

18 Il prototipo Vantaggi: Completo ed affidabile Visibile e comprensibile da tutti Può essere usato per prove Riesce a fornire aspetti qualitativi difficilmente formalizzabili come quello estetico, di ingombro, colore Svantaggi: Lunghi tempi di produzione Costo elevato (pezzo unico) Difficile fare modifiche Difficile ricavare alcune informazioni quantitative

19 Il digital mock-up l Digital Mock-up (DMU) rappresenta uno strumento di simulazione virtuale al calcolatore, delle caratteristiche geometriche e funzionali di un manufatto, nelle fasi di progettazione produzione e manutenzione. Attraverso l'utilizzo di esso è possibile creare, un modello virtuale dell'intero prodotto sostituendo così il Mock-up fisico o prototipo e consentendone ai progettisti di analizzare e di simularne le caratteristiche geometriche e funzionali, di visualizzarne i componenti e di raggiungere una validazione virtuale del progetto

20 Lo sviluppo del processo Sviluppo del prodotto Sviluppo del processo La fase di sviluppo del processo, definita anche industrializzazione (un termine usato è anche Design for Manufacturing, DFM), rappresenta il ponte di collegamento tra l area progettuale e produttiva. Lo scopo dell industrializzazione è capire se i requisiti geometrici e funzionali del progetto possano essere soddisfatti dal processo produttivo in modo da ottenere la maggior precisione e qualità a minore costo. Quasi sempre questa fase origina una serie di richieste di modifiche alla progettazione, legati a costi di produzione elevati, tolleranze ristrette o di incompatibilità del prodotto con le tecnologie produttive disponibili, con un aggravio sui tempi di sviluppo del nuovo prodotto.

21 Scelta del metodo produttivo Confronto fra metodi produttivi: Costo totale di un componente in funzione del numero di unità prodotte per asportazione di truciolo o per pressofusione. Al di sotto delle 1000 unità, la lavorazione alle macchine utensili risulta più economica

22 Pre-serie e lancio produzione Preserie e testing Lancio della produzione Dopo la fase di industrializzazione, molte volte viene realizzato un lotto contenuto del nuovo prodotto (preserie) con lo scopo di testare le funzionalità con utenti specializzati ed esperti e valutare delle nuove richieste di modifiche. Infine viene lanciata la produzione del nuovo prodotto, in genere partendo da livelli iniziali minimi fino ad assestarsi progressivamente su livelli produttivi ottimali.

23 Le richieste di modifica In questo scenario sequenziale le richieste di modifiche avevano un notevole impatto sul costo di sviluppo del prodotto, in quanto si innescava un processo di revisione a ritroso del progetto estremamente lungo e complesso.

24 L ingegneria simultanea Le aziende hanno ricercato nuove soluzioni alternative alla logica sequenziale adottando nuovi modelli di gestione definiti di collaborative engineering, o ingegneria simultanea (concurrent engineering). In questa nuova forma di organizzazione le fasi del ciclo di sviluppo, pur rimanendo sostanzialmente le stesse, non sono più in rigida successione l una rispetto all altra né cronologicamente separate, ma coordinate in parallelo, con una condivisione delle informazioni e uno sviluppo sinergico del nuovo prodotto. Il risultato è una stretta cooperazione di ingegneri e tecnici per integrare le conoscenze tecniche e scientifiche, le conoscenze basate sull esperienza dei precedenti prodotti e processi, i dati di produzione per determinare le soluzioni più idonee per rendere più economica ed efficiente la produzione e l assemblaggio.

25 le grandi aziende sono geograficamente distribuite su diversi paesi, e quindi nasce l esigenza di condividere le informazioni in tempo reale, trascendendo dai limiti di collocazione geografica Concezione prodotto Progettazione sviluppo prodotto Simulazione e analisi Manutenzione e assistenza Marketing e vendita Modello digitale del prodotto Test e qualità Pianificazione processo Produzione

26 I principi fondamentali dell ingegneria simultanea 1. Il più importante requisito per avere un prodotto di successo è la conversione delle aspettative e delle esigenze del cliente nelle specifiche tecniche del prodotto. 2. Tutta l organizzazione aziendale deve essere coinvolta nello sviluppo del prodotto ( progettisti, responsabili della produzione, commerciali, fornitori )