Industrializzazione rapida. Prof.ssa Wilma POLINI

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1 Prof.ssa Wilma POLINI

2 Orari lezioni: Lunedì (T2) Industrializzazione Giovedì (1.1) e (3.2) Ricevimento studenti: Al termine delle lezioni 2

3 Testi consigliati: Industrializzazione Kalpakjan S., Schmid S.R., Tecnologia Meccanica, Prentice Hall, Gatto A., Iuliano L., Prototipazione, Tecniche Nuove, Bosch J.A., Coordinate Measuring Machines and Systems, Marcel Dekker Inc.,

4 Testi consigliati: Wilson B.A., Design Dimensioning and Tolerancing, The Goodheart-Willcox Company Inc., Meadows J.D., Geometric dimensioning and tolerancing, Marcel Dekker,

5 Per contattare docente: telefono: Industrializzazione Esame: orale progetto da svolgere in gruppo 5

6 L industrializzazione è quel processo di trasformazione della società da un tipo di vita ad economia rurale ad un tipo di vita ad economia industriale. La produzione industriale o manifatturiera è il processo di conversione di materie prime in prodotti; comprende la progettazione e la fabbricazione di prodotti utilizzando varie tecniche e metodi di produzione. 6

7 La produzione industriale può essere: per processo gli elementi originari che costituiscono il prodotto finale non possono essere facilmente identificati; Il prodotto non può essere scomposto a ritroso poiché i componenti originari non sono più distinguibili tra loro o hanno cambiato natura; esempi: acciaio, carta, cemento, prodotti chimici, etc. per parti o manifatturiere 7

8 La produzione industriale può essere: per processo per parti o manifatturiere il prodotto finale risulta composto da un numero finito di componenti discreti (parti); il processo produttivo è compreso da due fasi: fabbricazione ed assemblaggio. esempi: automobili, elettrodomestici, calcolatori, calzature, etc. 8

9 La progettazione di prodotto è un attività molto importante, il 70-80% dei costi di sviluppo e produzione di un prodotto è determinato dalle prime fasi di progettazione. Richiede una chiara comprensione delle funzionalità e delle prestazioni attese. Tale prodotto può essere nuovo o il risultato del miglioramento di un prodotto esistente. Il mercato di riferimento per il prodotto e il suo prevedibile utilizzo devono essere definiti in modo chiaro. 9

10 PROGETTAZIONE Industrializzazione delle CONTESTO Dominio Soluzioni t t Prodotto Tecnologiche Processi Soluzione Tecnologica 10

11 PROGETTAZIONE Industrializzazione ESPLORAZIONE CONCEZIONE SVILUPPO e INGEGNERIZZ. 11

12 PROGETTAZIONE Industrializzazione opportunità potenzialità ESPLORAZIONE CONCEZIONE DNA idea di prodotto prototipo SVILUPPO e INGEGNERIZZ. DNA DNA soluzione tecnologica 12

13 LOGICA TRADIZIONALE DI PROGETTAZIONE PRODOTTO PROCESSO SISTEMA DNA DNA DNA 13

14 LOGICA TRADIZIONALE DI PROGETTAZIONE prog. produz. Progettazione come sequenza di tasks separati AMBIENTE CONSIDERATO: SEPARATAMENTE PROGETTAZIONE, PRODUZIONE (distribuzione, uso, manutenzione) 14

15 PROBLEMI Industrializzazione LOGICA TRADIZIONALE DI PROGETTAZIONE le regole relative alla producibilità e alla supportabilità non sono prese in considerazione se non alla fine del processo di progettazione aumento dei costi e riduzione delle prestazioni 15

16 LOGICA TRADIZIONALE DI PROGETTAZIONE PROBLEMI le singole fasi utilizzano tools e logiche differenti e possono trasmettere solo conoscenza codificata frammentazione, perdita e inconsistenza delle informazioni 16

17 PROBLEMI Industrializzazione LOGICA TRADIZIONALE DI PROGETTAZIONE i progettisti hanno una elevata conoscenza specialistica ma non una visione sistemica ottimizzazione locale delle decisioni che quasi mai coincide con l ottimo globale 17

18 LOGICA INTEGRATA DI PROGETTAZIONE progettazione, produzione, distribuzione, uso, manutenzione, dismissione e riciclo produz. Abbattere il muro Lavoro di gruppo, multicompetenze AMBIENTE CONSIDERATO: SIMULTANEAMENTE TUTTE LE FASI DI VITA DELLA SOLUZIONE TECNOLOGICA 18

19 PUNTI DI FORZA Industrializzazione LOGICA INTEGRATA DI PROGETTAZIONE analisi dettagliata dei processi possibile definizione di schemi di processo alternativi e scelta sulla base delle prestazioni del prodotto 19

20 LOGICA INTEGRATA DI PROGETTAZIONE PUNTI DI FORZA progettazione strategica del prodotto grossa attenzione sulle caratteristiche ultime del prodotto: prestazioni, qualità sostenibile, servizio,... 20

21 PUNTI DI FORZA Industrializzazione LOGICA INTEGRATA DI PROGETTAZIONE progettazione del sistema di produzione coordinata con quella di prodotto analisi economica delle diverse alternative di progettazione ottimizzazione e razionalizzazione dell intero sistema 21

22 La progettazione simultanea (concurrent engineering), detta anche concorrente, è un approccio sistematico che integra la progettazione e la fabbricazione dei prodotti con l obiettivo di ottimizzare tutti gli elementi coinvolti nel ciclo di vita del prodotto. I principali obiettivi del concurrent engineering sono: riduzione numero di modifiche progettuali abbattimento tempi e costi di sviluppo del prodotto, dalla ideazione fino alla commercializzazione. 22

23 La progettazione del prodotto richiede la modellazione analitica e fisica del prodotto come base per l analisi di fattori, quali forze, tensioni, deformazioni e forma geometrica ottimale del prodotto. La definizione e lo studio di modelli analitici è possibile attraverso l uso del calcolatore e delle tecniche di progettazione, ingegnerizzazione e fabbricazione assistiti da calcolatore (CAD, CAE e CAM). 23

24 La simulazione al calcolatore è uno strumento potente ed efficace per la valutazione delle prestazioni del prodotto e la pianificazione del sistema produttivo, in particolare per i sistemi di produzione complessi. La simulazione al calcolatore aiuta nell individuazione tempestiva degli errori progettuali, nell identificazione di possibili problemi in un particolare sistema di produzione e nell ottimizzazione delle linee per la 24 minimizzazione del costo di produzione.

25 Il passo successivo nel processo di sviluppo del prodotto è la realizzazione di un prototipo, ovvero di una prima versione del prodotto, sulla quale effettuare analisi e prove funzionali. Per realizzare tali prototipi si possono utilizzare le tecniche di prototipazione (rapid prototyping) che consistono nell utilizzo di tecniche CAD/CAM e di tecnologie di fabbricazione di tipo additivo per la produzione di un prototipo solido. 25

26 La prototipazione virtuale (virtual prototyping) è una tecnica di prototipazione che consiste nell utilizzo del calcolatore, di grafica avanzata e ambienti di realtà virtuale per permettere ai progettisti di esaminare un componente. Essa contiene al suo interno elementi di realtà virtuale e rappresentazioni grafiche realistiche dei minimi dettagli dei componenti. 26

27 La progettazione simultanea deve prendere in considerazione le metodologie per la progettazione del prodotto per la fabbricazione e l assemblaggio (DFMA). I criteri di progettazione che rendono più efficace la produzione industriale sono: Industrializzazione i prodotti ed i relativi componenti dovrebbero consentire di effettuare facilmente le operazioni di lavorazione, assemblaggio, smontaggio, manutenzione e riciclaggio. i materiali dovrebbero essere scelti in funzione delle specifiche di progettazione e produzione. le specifiche geometriche di prodotto dovrebbero essere più larghe possibile, compatibilmente con la funzionalità del prodotto. le lavorazioni aggiuntive e di finitura dovrebbero essere ridotte o eliminate, in quanto possono aumentare tempi e costi. 27

28 La progettazione simultanea deve prendere in considerazione anche metodologie di prodotto per il riciclaggio (design for recycling) e progettazione del prodotto per l ambiente (design for environment). Tali metodi consentono di tenere conto e di quantificare l impatto ambientale che hanno decisioni relative a materiali, prodotti e processi produttivi. 28

29 Il concetto di produzione sostenibile (sustainable manufacturing) si riferisce a Industrializzazione ridurre lo spreco di materiali alla fonte, migliorando il progetto del prodotto e riducendo la quantità di materiali utilizzati; ridurre l impiego di materiali pericolosi nei prodotti e nei processi produttivi; garantire una corretta manipolazione e dismissione di tutti i rifiuti; migliorare i processi di trattamento dei rifiuti di riciclaggio e di riutilizzo dei materiali. 29

30 La filosofia dalla culla alla culla propone di utilizzare materiali e progetti compatibili con l ambiente, tenendo conto dell intero ciclo di vita del prodotto in modo da ridurre l impatto ambientale complessivo. I materiali compatibili con l ambiente possono essere: parte di un ciclo biologico (organici) parte di un ciclo industriale (es. alluminio) 30

31 CICLO DI VITA DELLE RISORSE CHIUSO progettazione manifattura distribuzione uso manutenzione PRODUZIONE IMMATERIALE PRODUZIONE FISICA RICICLO dismissione PRODUZIONE 31 DI RITORNO

32 ARGOMENTI DEL CORSO: Industrializzazione Progettazione, ingegnerizzazione e fabbricazione assistiti da calcolatore (CAD/CAPP/CAM). Dal prototipo virtuale al prototipo fisico: i sistemi e le tecnologie per la prototipazione (rapid prototyping). Dal prototipo fisico al prototipo virtuale: i sistemi e le tecnologie per il reverse modeling o reverse engineering. Il tolerancing. 32

33 33

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