ARCHITETTURA DI PRODOTTO

Transcript

1 ARCHITETTURA DI PRODOTTO 174 Cos è l architettura di prodotto La scelta dell architettura di prodotto consiste nella definizione dei seguenti aspetti: elementi funzionali; corrispondenza (mappatura) tra elementi funzionali e componenti o moduli del prodotto (componenti fisici); interfacce tra i componenti o moduli Progettazione e Sviluppo Prodotto 175 1

2 Definizione degli elementi funzionali La definizione degli elementi funzionali può essere effettuata a diversi livelli di dettaglio; Esistono linguaggi formali ed informali per la descrizione delle funzionalità (es.: IDEF -Integrated DEFinition- o UML -Unified Modeling Language-) Si possono raffigurare gli elementi funzionali con diagrammi allo scopo dei evidenziarne le relazioni esistenti tra loro e con elementi esterni Progettazione e Sviluppo Prodotto 176 Definizione degli elementi funzionali. Esempio. Consideriamo un carrello di trasporto per autoveicolo. Possiamo individuare le seguenti funzioni: Supportare il peso del carico Minimizzare la resistenza dell aria Connettersi al veicolo Trasferire il carico alla strada Proteggere il carico dalle intemperie Sospendere la struttura del carrello Progettazione e Sviluppo Prodotto 177 2

3 Corrispondenza tra elementi funzionali e componenti fisici Consiste nell associare funzioni a componenti. L associazione può essere di diversi tipi: Uno a uno (a ciascuna funzione corrisponde un solo componente e viceversa) Molti a uno (a più funzioni corrisponde un solo componente) Uno a molti (a ciascuna funzione corrisponde più di un componente) Progettazione e Sviluppo Prodotto 178 Le interfacce fra i componenti Le interfacce rappresentano il collegamento tra componenti. Possono essere di tipo meccanico (es.: collegamento filettato) o di altri tipo (es.: collegamento tramite infrarossi). Per alcune interfacce possono esistere degli standard internazionali (es.: elementi filettati, pneumatici / cerchi, porte USB, etc.) In alcuni casi può essere utile definire degli standard a livello aziendale, con conseguente maggiore intercambiabilità e riduzione del numero di componenti. Progettazione e Sviluppo Prodotto 179 3

4 Componenti accoppiati e disaccoppiati Due componenti si dicono accoppiati se la modifica di uno dei due comporta modifiche anche sull altro. Viceversa due componenti non sono accoppiati se la modifica di uno non comporta modifiche sull altro. Progettazione e Sviluppo Prodotto 180 Architettura modulare L architettura modulare si basa su: mappatura uno a uno tra funzioni e componenti; interfacce disaccoppiate tra i componenti Progettazione e Sviluppo Prodotto 181 4

5 Tipologie di architettura modulare Si possono identificare tre tipologie di architettura modulare: slot, bus e sectional. Slot: ogni componente ha un interfaccia diversa dagli altri (i componenti non possono essere scambiati). Esempio: autoradio (implementa una funzione, è disaccoppiata dai componenti circostanti ed ha un interfaccia specifica). Bus: ogni componente si connette ad un elemento centrale comune. Esempio: bus di un PC (tutte le schede, la RAM e la CPU si connettono ad esso). Sectional: tutti i componenti hanno la stessa interfaccia (modello tipo Lego) Progettazione e Sviluppo Prodotto 182 Architettura integrale L architettura integrale si basa su: mappatura complessa (non uno a uno) tra funzioni e componenti; interfacce di tipo accoppiato Progettazione e Sviluppo Prodotto 183 5

6 Scelta dell architettura In molti casi l architettura di prodotti esistenti non è una scelta deliberata, ma piuttosto il risultato di successive modifiche Teoricamente si ritiene l architettura modulare superiore alle altre, per i motivi riassunti nella trasparenza successiva Progettazione e Sviluppo Prodotto 184 Vantaggi dell architettura modulare Il prodotto è costituito da moduli indipendenti che possono essere progettati e realizzati separatamente; Si possono ridurre i tempi di progettazione e produzione parallelizzando il processo (ognuno progetta e realizza il proprio componente); Il singolo progettista deve preoccuparsi soltanto dell interfaccia di ciascun modulo, e non di come questi è al suo interno (strategia black box); Si può ottenere una vasta gamma di prodotti combinando i componenti esistenti; I componenti comuni possono essere realizzati con volumi elevati conseguendo economia di scala; È più facile modificare e migliorare il prodotto agendo sui singoli moduli. Progettazione e Sviluppo Prodotto 185 6

7 Svantaggi dell architettura modulare Nella pratica una modularizzazione completa è difficilmente realizzabile. In generale si ottengono prodotti con un peso maggiore, dal momento che ciascun componente implementa una sola funzione. La progettazione modulare richiede uno sforzo maggiore ed è intrinsecamente più difficile di quella integrale Possono aversi prodotti con una minore qualità estetica Progettazione e Sviluppo Prodotto 186 Standardizzazione dei componenti Uno dei risvolti positivi dell architettura modulare è che facilita la standardizzazione dei componenti. La standardizzazione consiste nell utilizzo dello stesso componente in più prodotti. Un componente standard è normalmente meno costoso e più affidabile di un componente costruito ad hoc. L uso della standardizzazione può ridurre i tempi di sviluppo prodotto (utilizzare al massimo quello che già esiste) D altro canto: la standardizzazione può frenare l azienda nel processo di innovazione, a causa della necessità di retrocompatibilità con i prodotti esistenti. Progettazione e Sviluppo Prodotto 187 7

8 Carry over Il carry over rappresenta la percentuale di componenti utilzzata sui nuovi prodotti che è già presente sui prodotti commerciali ( do not reinvent the wheel ). I vantaggi del carry over sono: Minimizzazione dell investimento (lo sforzo è concentrato solo sui componenti nuovi); Economia di scala (se il componente è utilizzato su più di un prodotto è maggiore il suo volume di produzione); Focus dell azienda (il lavoro si concentra sullo sviluppo dei core components) Maggiore affidabilità (grazie all utilizzo di componenti ampiamente testati) Progettazione e Sviluppo Prodotto 188 Sviluppo di componenti specifici Lo sviluppo di componenti specifici è la tendenza opposta al carry over. Presenta i seguenti vantaggi: Possibilità di massimizzare le prestazioni (realizzando componenti ad hoc abbiamo un tuning più fine) Realizzazione di componenti tecnologicamente più innovativi (se il componente è utilizzato su più di un prodotto è maggiore il suo volume di produzione); Ottimizzare il peso del prodotto Ottimizzare l aspetto estetico Progettazione e Sviluppo Prodotto 189 8

9 Relazione tra performance e architettura di prodotto Si distinguono due tipi di performance di prodotto: Performance locali: dipendono dalle proprietà di uno o di un gruppo ristretto di componenti (es.: efficienza dei fari di un auto); Performance globali: dipendono dalle proprietà della maggior parte dei componenti (es.: consumo di un auto). Le performance locali possono essere ottimizzate tramite un architettura modulare. Le performance globali possono essere ottimizzate tramite un architettura integrale. Progettazione e Sviluppo Prodotto 190 Function sharing e geometric nesting Function sharing e geometric nesting sono due approcci per l ottimizzazione delle dimensioni e del peso. Il function sharing consiste nell eliminare componenti facendo svolgere a ciascuno più di una funzione (es.: nella moto BMW R1100 RS il motore è parte della struttura portante della moto). Il geometric nesting consiste nel disporre i componenti in modo da occupare minor spazio possibile ed occupare un volume con una determinata forma. Una conseguenza è l accoppiamento delle interfacce con perdita della modularità. Progettazione e Sviluppo Prodotto 191 9

10 Definizione dell architettura di prodotto È il processo che porta alla definizione dei seguenti aspetti: configurazione geometrica del prodotto; definizione dei blocchi principali; definizione delle interazioni tra i blocchi I passi per definire l architettura di prodotto sono: 1. creare uno schema del prodotto; 2. raggruppare gli elementi dello schema; 3. creare una configurazione geometrica; 4. identificare le interazioni fondamentali e secondarie. Progettazione e Sviluppo Prodotto 192 Generazione dello schema del prodotto Consiste nella definizione degli elementi (< 30) del prodotto. Alcuni possono essere descritti solo funzionalmente, altri possono essere componenti fisici. Progettazione e Sviluppo Prodotto

11 Raggruppamento degli elementi dello schema Consiste nell assegnare ogni elemento dello schema ad un blocco funzionale. Progettazione e Sviluppo Prodotto 194 Aspetti da tenere presenti nella definizione dei blocchi funzionali Integrazione geometrica e precisione. Raggruppare elementi che richiedono stretta integrazione geometrica. Function sharing. Es.: incorporare display e controlli nella stampante. Capacità dei fornitori. Raggruppare gli elementi per fornitori (dei quali si conosce l affidabilità) Similitudine nel processo produttivo. Raggruppare elementi realizzati con la stessa tecnologia. Localizzazione delle modifiche. Attribuire un blocco unico agli elementi sui quali si prevede di apportare modifiche. Tenere conto delle varianti. Es.: differenti voltaggi a seconda del mercato Favorire la standardizzazione. Raggruppare in un unico blocco un insieme di elementi utilizzato in altri prodotti. Progettazione e Sviluppo Prodotto

12 Creare una configurazione geometrica Consiste nel definire il layout fisico del prodotto. Si possono utilizzare semplici modelli di cartone o modelli CAD 3D, o anche prototipi. Valutare la fattibilità delle interfacce geometriche tra blocchi (possibile feedback sulla fase precedente) Stabilire le relazioni dimensionali di massima tra i blocchi Coordinarsi con i designer industriali per migliorare l estetica. Progettazione e Sviluppo Prodotto 196 Identificare le interazioni tra blocchi Le interazioni tra blocchi possono essere primarie o secondarie. Le interazioni primarie sono quelle volute dai progettisti. Es.: foglio di carta che passa dal vassoio al rullo di stampa (passaggio di materiale). Le interazioni secondarie sono quelle non volute (side effects). Es: le vibrazioni del meccanismo di prelievo carta influiscono sul posizionamento della cartuccia I blocchi con un numero elevato di interazioni dovrebbero essere progettati da gruppi con grande capacità di comunicazione. Progettazione e Sviluppo Prodotto