DFMA. Introduzione al Design for Manufacture and Assembly. Contenuti. Concetti preliminari. Design for Manufacture and Assembly.

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1 DFMA Introduzione al Design for Manufacture and Assembly Contenuti Concetti preliminari Riferimenti: G. Boothroyd, P. Dewhurst, W. Knight, Product Design for Manufacture and Assembly, Marcel Dekker, 2002, chap 1 1

2 Premesse Nel sistema di produzione ci sono numerosi processi e attività che influenzano: la qualità ed il costo del prodotto il tempo e lo sforzo richiesto per la produzione il periodo di tempo necessario per introdurre nel mercato il prodotto Questi processi devono essere monitorati costantemente e gestiti in modo ottimale Premesse Nel ciclo di sviluppo del prodotto si deve ricercare sino dall inizio la coerenza tra FUNZIONALITÀ e PRODUCIBILITÀ Ovvero il prodotto deve soddisfare le specifiche funzionali, ed essere agevole ed economico da fabbricare, assemblare e manutenere. E importante sottolineare che decisioni razionali prese durante la concezione del prodotto ne influenzano, in modo positivo, il costo più che anni di continui e successivi miglioramenti. 2

3 Premesse Non tenere conto della producibilità può dar luogo a numerosi problemi come: incompatibilità con le strutture produttive incremento dei costi raggiungimento della qualità a costi elevati esigenza di particolari attrezzature incremento del time-to-market insoddisfazione del cliente minori possibilità di miglioramento Premesse La fase iniziale del processo di sviluppo prodotto è di fondamentale importanza Le prime decisioni di progetto sono quelle più efficaci, ma sono prese con un certo grado di incertezza Una conseguenza ineliminabile della progettazione sono i progressivi e continui cambiamenti del progetto (miglioramenti) Il progetto è in continua evoluzione fino al raggiungimento di un risultato soddisfacente 3

4 Premesse Attuare un cambiamento in una fase avanzata della progettazione del prodotto può portare ad una variazione delle caratteristiche prestazionali e delle funzionalità. Nel peggiore dei casi il risultato è un prodotto parzialmente o totalmente non conforme alle specifiche di progetto iniziali. Il costo di un cambiamento di progetto attuato in fase concettuale è dato dal costo del lavoro Il costo di un cambiamento di progetto introdotto nelle ultime fasi e particolarmente dopo la produzione o la vendita include: - costi diretti - costi indiretti - costi invisibili (perdita di reputazione, inefficienza interna) Premesse APPROCCIO TRADIZIONALE DESIGN MANUFACTURING 4

5 Premesse APPROCCIO A UNA PROGETTAZIONE EFFICIENTE DEL PRODOTTO Prendere le migliori decisioni di progetto e di processo sino dall inizio per: ridurre il numero dei cambiamenti di progetto necessari per ottenere un prodotto ottimale concentrare i cambiamenti nelle fasi iniziali dello sviluppo prodotto quando le variazioni costano poco e non penalizzano i costi, la qualità, l affidabilità e la producibilità. Premesse NUMERO CAMBIAMENTI DI PROGETTO Progettazione tradizionale Introduzione mercato CICLO DI SVILUPPO PRODOTTO (espresso in mesi) 5

6 Premesse NUMERO CAMBIAMENTI DI PROGETTO Progettazione tradizionale Progettazione DFMA Introduzione mercato CICLO DI SVILUPPO PRODOTTO (espresso in mesi) Premesse Costo del Prodotto nel Ciclo di Vita (Valore %) RELAZIONE COSTI ATTIVATI - COSTI DECISI COSTI DECISI COSTI ATTIVATI Progettazione Preliminare Progettazione di Dettaglio Produzione e Assistenza Fasi del Ciclo di Vita del Prodotto 6

7 Premesse RELAZIONE COSTI ATTIVATI - COSTI DECISI 70% 20% Influenza sui costi decisi 5% 5% Progettazione 5% Materiali 50% Manodopera 15% Costi attivati Overheads 30% Premesse FASI DOVE ESISTONO LE MAGGIORI OPPORTUNITA DI OTTIMIZZAZIONE E DI RIDUZIONE DEI COSTI Progettazione Preliminare 50% Fabbricazione 20% Progettazione Dettagliata 30% 7

8 Premesse DFMA/CONCURRENT ENGINEERING COST DRIVERS Costi di + Costi di + Costi del + Vantaggi Assemblaggio Fabbricazione Ciclo Vita Competitivi Tempo di Ass. Materiale Manutenzione Cliente Metodo di Ass. Tempo ciclo Qualità Processo Volume Qualità Stampi Distribuzione Certificazioni Requisiti Valore aggiunto Affidabilità Standards di Ass. Manipolazione Inserimento Tolleranze Finitura Attrezzaggio Fornitori Prototipazione Imballaggio Assistenza Smaltimento Riciclaggio Tests Prezzo Caratt. attrattive Tecnologia Mercato intern. Contenuti prog. Premesse Progettazione tradizionale COSTO Introduzione mercato CICLO DI SVILUPPO PRODOTTO (espresso in mesi) 8

9 Premesse Progettazione tradizionale COSTO Progettazione DFMA Introduzione mercato CICLO DI SVILUPPO PRODOTTO (espresso in mesi) E un metodo strutturato e sistematico per l analisi di un progetto al fine di: RIDURRE I COSTI MIGLIORARE LA QUALITÀ RIDURRE IL TIME-TO-MARKET OTTIMIZZARE LA STRUTTURA DEL PRODOTTO Il compito del DFMA è perciò facilitare la realizzazione di un prodotto che sia: funzionale, superiore alla concorrenza, soddisfi le esigenze del cliente e che sia: caratterizzato da affidabilità operativa e una efficiente produzione, vendibile tempestivamente 9

10 OBIETTIVI Risparmio nei costi di assemblaggio Risparmio nella fabbricazione Aumento della flessibilità e velocità di distribuzione Risparmio nei costi per ottenere la qualità richiesta dal mercato Riduzione dei costi e tempi di sviluppo prodotto Maggiore competitività nel proprio segmento di mercato Soddisfazione delle esigenze del cliente Progettazione robusta del prodotto/sistema APPROCCIO Tenere conto delle necessità di fabbricazione del prodotto, ottimizzando le soluzioni costruttive in funzione dei processi di lavorazione e assemblaggio DFM - DESIGN FOR MANUFACTURE Progettazione dei componenti in funzione dei processi di lavorazione Valutazione dei costi di produzione Serie di accorgimenti mirati a introdurre informazioni sul processo produttivo già in sede di progetto DFA - DESIGN FOR ASSEMBLY Progettazione dei componenti e dei sistemi mirata alla semplificazione dei processi di assemblaggio Valutazione di tempi e costi di assemblaggio e/o altre metriche Metodi strutturati (Hitachi, Lucas, Boothroyd & Dewhurst) 10

11 APPROCCIO Vantaggio Competitivo - Innovazione + Current Design Approccio tradizionale Sviluppo di un progetto realizzabile Miglioramento incrementale del progetto - Fattibilità + Ultimate Design Approccio DFMA FATTORE CHIAVE DELLA PROGETTAZIONE Il DFMA consente di realizzare un prodotto con il numero ottimale di componenti necessari a soddisfare le specifiche funzionali richieste. Il prodotto sarà: più affidabile qualitativamente superiore più competitivo nel suo mercato La riduzione anche di un solo componente può comportare la eliminazione di stazioni di lavoro, di operazioni complesse, di attrezzature e di rischi per la qualità del prodotto. 11

12 FATTORE CHIAVE DELLA PROGETTAZIONE Un componente eliminato non si rompe mai e non sarà mai... Progettato Modellato Collaudato Prodotto Smaltito Testato Modificato Acquistato Inventariato Ricevuto Controllato Scartato Immagazzinato Obsoleto Svalutato Inaffidabile Riciclato in ritardo dal fornitore! FATTORE CHIAVE DELLA PROGETTAZIONE 12

13 FATTORE CHIAVE DELLA PROGETTAZIONE GUIDELINE WRONG RIGHT Avoid complex bent parts (material waste); rather split and join (a) Misleading producibility guideline for the design of sheet metal parts Set-up Process Material Piece part Tooling Total manufacture Assembly Total (b) Estimated costs in dollars for the two examples if 100,000 are made Linea guida sbagliata ALTRI ACCORGIMENTI PER LA PROGETTAZIONE System level 13

14 ALTRI ACCORGIMENTI PER LA PROGETTAZIONE Component level RISULTATI Lo sviluppo di un prodotto partendo dal progetto ideale Le migliori scelte di progetto dal punto di vista funzionale, tecnico, tecnologico, della qualità e dei costi Il migliore prodotto nel minor tempo possibile 14

15 RISULTATI Processo di progettazione/produzione tradizionale Progettazione preliminare 5% Progett. di dettaglio 25% Prototipazione test 50% Documentazione tecnica/tecnologica 20% 20% 15% 15% 5% 45% riduzione Processo di DFMA/Concurrent Engineering Tempo ESEMPIO APPLICATIVO 15

16 IMPOSTAZIONE DELL INTERVENTO PROGETTUALE Fasi progettuali in cui la soluzione si concretizza in dettaglio (Detail) Effetto specifico sulle fasi di fabbricazione componenti e assemblaggio sistemi IMPOSTAZIONE DELL INTERVENTO PROGETTUALE Fasi progettuali in cui la soluzione si concretizza in dettaglio (Detail) Effetto specifico sulle fasi di fabbricazione componenti e assemblaggio sistemi Analisi (metriche) e miglioramento (linee guida) 16

17 IMPOSTAZIONE DELL INTERVENTO PROGETTUALE IMPOSTAZIONE DELL INTERVENTO PROGETTUALE Necessaria una piena integrazione tra DFA e DFM 17