Progettazione Robusta

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1 Progettazione Robusta Perdita Consumatore qualità = f 1 (perdita Perdite di reputazione e quote di mercato Costi di garanzia per il produttore La qualità di un prodotto è la (minima perdita impartita alla società dal momento che il prodotto lascia la fabbrica dr. Genichi Taguch (199 Insoddisfazione del consumatore 1 ZERO DIFETTI TAGUCHI Un prodotto è difettoso quando il valore di una sua caratteristica esce dalle tolleranze I fattori non controllabili nell utilizzo di un prodotto sono maggiori di quelli controllabili Definizione di robustezza: un prodotto è tanto più robusto quanto più riesce a mantenere la prestazione nominale al variare di fattori non controllabili. 1

2 3 Significato di Robust Design Per progettazione robusta si intende una tecnica finalizzata all individuazione della combinazione dei parametri del progetto, fattori di controllo, che renda le prestazioni di un sistema (prodotto o processo quanto più insensibili all effetto dei fattori di disturbo (che tendono ad ampliare la variabilità delle prestazioni oltre a deviare la media dal valore obiettivo. Progetto di sistema: Selezione materiali, Componenti, macchine attrezzature Progettazione parametrica: Test per individuare la migliore combinazione di parametri in modo da minimizzare i fattori di disturbo Progettazione delle tolleranze: Vengono ridotte le tolleranze dei parametri con maggiore impatto sulle variazioni delle prestazioni 4

3 PRESTAZIONI DI PRODOTTO FATTORI CONTROLLABILI FATTORI CASUALI Selezionare i fattori controllabili che rendono il prodotto/processo meno sensibile ai cambiamenti dei fattori casuali PIANO DEGLI ESPERIMENTI EVITARE FATTORI DI DISTURBO EVITARE DI PERDERE L INDIPEN- DENZA DELLE PROVE A CAUSA DI EFFETTI DISTORSIVI ISOLARE FATTORI INFLUENZANTI temperatura vibrazioni umidità usura abilità dell operatore disallineamenti difetti processo fabbricazione 5 FUNZIONE DI PERDITA la prestazione effettiva del prodotto la prestazione nominale del prodotto L( funzione di perdita che dipende dallo scostamento L''( L'''( 3 L( = L( + L'( ( + ( + ( ! Ipotesi : L( =, L'( = L''( L( ( = K( (parabola massimo scostamento tollerato per rispetto a C costo sopportato quando tale valore è superato K = C/ 6 3

4 Azioni on-line (controllo statistico di qualità, off-line (progettazione riduzione della variabilità 7 Medie X = µ + Z Z N(, σ Controllo statistico di qualità - in produzione impurezze potenza = = L( K( K K E[ L( ] ( µ [ + σ ] ( µ + σ ( 1 K 1 + 3σ 4 K K µ µ Negli ultimi due casi, lo studio delle interazioni tra fattori riveste una minore importanza perché il loro effetto è inferiore a quello semplice dei vari fattori in esame. 8 4

5 Per individuare la combinazione più robusta dei livelli di fattori di controllo, viene analizzata la funzione monotona rapporto segnale/rumore che evidenzia gli effetti dei fattori sulla variabilità della prestazione. Il rapporto segnale/rumore è inversamente proporzionale al costo valutato con la funzione perdita. se massimo di S/N = 1log se = massimo di SN = -1 log se = massimo di SN = -1 log ( / S i i i / n 1 / n i 9 1 5

6 11 Gli scostamenti dal valore ideale della prestazione di un sistema infliggono sempre una perdita economica. Ne consegue che qualsiasi sforzo per ridurre tale variabilità costituisce sempre un buon investimento. Per ridurre gli effetti della variabilità dei fattori secondari, questi ultimi vengono inclusi nella lista dei fattori da esaminare con una progettazione fattoriale. In laboratorio si tenta di riprodurre le cause di variabilità esterne in modo da rappresentare le effettive condizioni in cui evolve il sistema o si verifica il processo produttivo. 1 6

7 Esempio: La prestazione principale di un utensile di lavoro è la sua vita utile, alla cui lunghezza possono contribuire due fattori controllabili: il trattamento termico (A e il tipo di metallo (B. I fattori ambientali che influenzano la vita di questo utensile sono la durezza del materiale da lavorare C e la velocità da taglio (D. C1 C -1-1 C A B 1-1 D T TC11 TC1 T -1 1 TC1 TC T3 1-1 TC3 TC33 T4 1 1 TC43 TC44 A B C D TC TC TC TC TC TC TC TC COSTRUZIONE AEREOPLANO DI CARTA 14 7

8 15 IL PROGETTO 16 8

9 TABELLA DEI FATTORI CONTROLLABILI 17 TABELLA DEI FATTORI DISTURBO 18 9

10 RISULTATI 19 FATTORI DI CONTROLLO 1

11 FATTORI DI DISTURBO 1 FUNZIONE PERDITA 11