ITIS OTHOCA ORISTANO CARATTERISTICHE DEI PROCESSI PRODUTTIVI LAY-OUT IMPIANTI PARTE 1
Il ciclo di produzione La progettazione e il processo produttivo di un prodotto segue un ciclo di vita che qualunque prodotto può teoricamente avere; il tasso di innovazione del prodotto e il suo contenuto tecnologico dipendono dalla fase di sviluppo in cui si trova; Possono infatti esistere 3 fasi nel tempo: Fase fluida; Fase di transizione; Fase statica.
Il ciclo di produzione La fase fluida comprende il primo periodo di lancio del prodotto sul mercato. In questa fase risulta alto il tasso di innovazione mentre la forma e le prestazioni si evolvono velocemente. In questa fase vengono utilizzate al meglio le attrezzature esistenti e risultano bassi gli investimenti. I calcolatori anni '60 avevano grandi dimensioni e forme diverse, non erano chiari gli sviluppi applicativi e la loro evoluzione tecnica. Il processo produttivo in continua evoluzione e indifferenziato, ma non automatizzato.
Il ciclo di produzione La fase di transizione è quella nella quale il prodotto, diffuso nel mercato, ha già ridotto il suo tasso di innovazione raggiungendo una certa stabilità progettuale; In questa fase cresce la tecnologia e gli investimenti nel processo produttivo al fine di aumentare la produzione. Esempi: la calcolatrice da tavolo, la penna a sfera e l'orologio da polso, sono prodotti che confermano sempre le stesse forme e dimensioni, raggiungendo lo stereotipo Questo comporta una diminuzione del tasso di innovazione del processo produttivo e la sua stabilizzazione consente l'automazione con attrezzature costose ad alto contenuto tecnologico.
Il ciclo di produzione La fase statica è quella finale nella quale il prodotto, non riesce più ad evolversi e non riesce più a soddisfare le esigenze del mercato in continua evoluzione. Il contenuto tecnologico degli investimenti sul processo tende a divenire costante facendo aumentare gli utili. Esempio: la macchina fotografica con pellicola; il prodotto non riesce più ad avere innovazioni (ultimo la gestione elettronica del controllo) Il prodotto rimane stabile e possono essere assorbiti gli investimenti fatti nel passato
Il ciclo di produzione Alla fine della fase statica quando il contenuto tecnologico non cresce più, si possono verificare due ipotesi: la cessazione della produzione; modificare il prodotto individuando una nuova prestazione Esempio da cinepresa a videocamera Molte ditte sono soggette alla sindrome del veliero rimanendo legati per molto tempo ad un prodotto obsoleto senza che si prenda una drastica decisione
Le fasi di progettazione La progettazione di un prodotto è articolata in due fasi di cui una preliminare e una finale. Nella fase preliminare si cerca di individuare: tutte le possibili soluzioni adottabili per quel prodotto l'affidabilità del prodotto le difficoltà riscontrabili in sede di manutenzione e revisione durata del prodotto
Le fasi di progettazione Nella fase finale vengono allestiti i prototipi del prodotto al fine di: Provare i processi produttivi Analizzare le difficoltà riscontrate durante il processo di produzione Verificare le caratteristiche richieste Dalla sperimentazione sui prototipi si procede alle: Eventuali modifiche per minimizzare il costo del prodotto Esecuzione dei disegni complessi e particolari.
Scelta del processo di fabbricazione I principali fattori che influenzano la scelta del processo di produzione sono quelli che condizionano la potenzialità degli impianti di produzione, cioè: la domanda prevista; la standardizzazione dei componenti; il ritmo di produzione; la ripetitività dei cicli delle singole operazioni di lavoro; la difficoltà di lavorazione.
Scelta del processo di fabbricazione La scelta del processo di fabbricazione (continuo, ripetitivo, intermittente) dipende non solo dai fattori su esposti, ma soprattutto da: fattori economici (investimenti fissi di capitale; costi di esercizio e costi unitari di fabbricazione) fattori tecnici (flessibilità e livello di qualificazione della manodopera). Secondo i fattori di produzione esposti, è possibile definire un diagramma che consente di individuare la tipologia del processo in funzione delle specifiche del prodotto.
Scelta del processo
Scelta del processo Qualora ii punto rappresentativo si trovi al disotto della retta si ha che: gli investimenti fissi realizzati sono limitati; il sistema ha struttura flessibile; si hanno costi unitari elevati poiché si utilizzano attrezzature non specialistiche.
Scelta del processo Qualora la condizione operativa si trovi al disopra della retta rappresentativa si può concludere che: sono stati effettuati investimenti consistenti in attrezzature specializzate; gli impianti sono scarsamente flessibili; l'incidenza dei costi unitari è molto bassa.
Tipologie di automazione L'Area CAM (Computer Aided Manufacturing) si articola in 4 settori: 1. Machining Center (MC) - centri di lavoro polifunzionali che prevedono oltre al controllo automatico della macchina anche il cambio dell'utensile e della attrezzatura;
Tipologie di automazione 2. Industrial Robot (IR) è un manipolatore con più gradi di libertà
Tipologie di automazione 3. Flexible Manufacturing System (FMS) integrano le caratteristiche dei centri di lavoro e quelle dei robot con i sistemi di movimentazione automatica (MA)
Tipologie di automazione Affinché possano essere utilizzati in un FMS, i componenti devono avere determinate caratteristiche di modularità che li rendano compatibili tra loro: MACCHINA A CONTROLLO NUMERICO: i cicli di lavorazione vengono svolti su macchine operatrici a C.N; MAGAZZINO INTERMEDIO: consente il deposito dei pezzi in attesa di lavorazione; DISPOSITIVO PER IL CAMBIO UTENSILE: le stazioni di lavoro dispongono di attrezzature per il cambio automatico degli utensili; DISPOSITIVO PER IL CAMBIO DEL PEZZO MONTATO SU PALLET: consente il passaggio dei pezzi dalla stazione di lavoro al mezzo di trasporto automatizzato. Il contributo dell operatore umano si riduce ad aspetti di controllo e non più operativi: preparazione del lavoro (decidere cosa fare e quando); elaborazione del programma di produzione; approvvigionamento dei materiali, degli utensili e delle attrezzature; sorveglianza e manutenzione del sistema (intervento in caso di guasti).
Tipologie di automazione L'FMS consente: la produzione in piccoli lotti a costi contenuti; produzioni variabili funzione della domanda; diversi tipi di produzioni. in
Tipologie di automazione 4. Computer Integrated Manufacturing (CIM) è considerato il quarto settore del CAM. Questa complessa tecnologia persegue la completa integrazione tra processo e informazione, consiste in pratica nello stabilire un dialogo tra i calcolatori di processo e quelli gestionali. Questa completa integrazione consente, ad esempio, che le informazioni commerciali relative alla vendita di un prodotto siano comunicate al processo che varia la quantità di produzione in funzione della domanda realizzando la cosiddetta fabbrica automatica.
Tipologie di automazione
Criteri di scelta del livello di automazione La scelta del tipo di macchine (o attrezzature) va fatta considerando opportunamente : Velocità e qualità di produzione; Facilità e sicurezza d'uso; Tipologia di manodopera richiesta; Flessibilità; Tempi necessari all'attrezzaggio; Facilità e frequenza di manutenzione; Verifica rischio di obsolescenza; l'individuazione del livello di automazione comporta l'analisi tra - macchine con elevata flessibilità ma bassa produttività - macchine poco flessibili (specializzate) ma alta produttività
Piano di produzione Si definisce piano di produzione l'insieme delle procedure necessarie alla realizzazione di un nuovo prodotto in uno stabilimento che può essere già esistente o da costruire. Ed è necessario individuare i seguenti elementi: l'oggetto della produzione (cosa); in quale periodo produrre ed in quanto tempo bisogna attuare la produzione (quando e in quanto tempo); la quantità da produrre (numero esemplari, quanto); il processo di produzione (la tecnologia, come); il luogo in cui produrre (ubicazione, dove).
Piano di produzione La produzione può essere ottenuta: tutta all'interno della stessa azienda; parte in azienda e parte da aziende esterne; tutta da aziende esterne.
Tipi di produzione e processi La produzione, sia esterna o interna all'azienda può essere organizzata: in serie piccola media grande a lotti grandissima definiti ripetibili Just in Time quantità giusta al momento giusto
Tipi di produzione e processi La produzione, considerata secondo altri criteri tecnico-organizzativi, può essere ancora suddivisa in: continua o intermittente per reparti o in linea per magazzino o per commessa.
Tipi di produzione e processi Produzione in serie: consiste nel costruire i singoli elementi di un sistema (complessivo), l'uno indipendentemente dall'altro, assicurandone l'intercambiabilità. Produzione a lotti: si intende la fabbricazione di un numero ridotto di esemplari, al limite solo due.
Tipi di produzione e processi In realtà non esiste una netta separazione tra la produzione in serie e quella a lotti. Infatti si passa dalla: produzione a lotti definiti produzione a lotti ripetibili produzione di piccola serie produzione di media serie produzione di grande serie produzione di grandissima serie
Tipi di produzione e processi Produzione per reparti e in linea Sono definiti reparti quelle zone dell'azienda nelle quali si eseguono delle lavorazioni simili (tornitura, fresatura, verniciatura, etc) Si definisce linea di produzione una successione concatenata di posti di lavoro che eseguono una data operazione in un tempo uguale.
Produzione per reparti I reparti possono essere realizzati in fabbricati diversi o nello stesso capannone con delimitazioni fisse o ideali mediate raggruppamento delle macchine che eseguono lavorazioni simili. Per le varie lavorazioni i pezzi dovranno passare da un reparto ad un altro secondo la frequenza e l'ordine previsto dal cartellino del ciclo di lavorazione. Nella progettazione del lay-out di officina (sistemazione dei reparti) si dovrà fare in modo che risultino minimizzati i percorsi più frequenti dei pezzi in modo che siano ridotti i costi di trasporto.
Produzione per reparti Nel trasporto dei pezzi da un reparto ad un altro si possono seguire le seguenti modalità: FLUSSO DEL LOTTO TOTALE tutto il lotto viene lavorato in un reparto e poi trasportato in quello successivo. FLUSSO DI SOTTOLOTTI il lotto complessivo viene suddiviso in sottolotti che possono essere spostati da un reparto ad un altro appena ultimati.
Produzione per reparti: flusso del lotto totale Il diagramma di carico macchine (o di Gantt)
Produzione per reparti: flusso del lotto totale Si determina che il tempo necessario per completare la lavorazione del lotto risulti essere la somma di tutti i tempi di macchina più quelli di trasporto la lavorazione inizia nel punto A e finisce nel punto B. Si utilizza per lotti piccoli
Produzione per reparti: flusso del sottolotto Il diagramma di carico macchine (Gantt)
Produzione per reparti: flusso del sottolotto Con la suddivisione in sottolotti si hanno i seguenti vantaggi: La durata della lavorazione dell'intero lotto diminuisce (con la stessa occupazione del reparto). Si ottiene l'anticipo di inizio consegna dei pezzi finiti del primo sottolotto, e al limite si può verificare che i pezzi dell'ultimo sottolotto non siano stati iniziati quando si consegnano i pezzi del primo sottolotto. In questo caso i difetti nei primi pezzi si possono correggere negli ultimi. La suddivisione in sottolotti aumenta il numero dei trasporti e quindi il loro costo. Si possono ridurre le spese scegliendo opportunamente la grandezza dei sottolotti.