Appunti delle lezioni di fattibilità sulla progettazione del montaggio

1. Le metodologie DFx
La progettazione è l’insieme delle attività necessarie
all’implementazione delle funzionalità di un prodotto.
(Douglas Daetz, The Effect of Product Design on Product)
E’ un’attività strategica in quanto influenza:
• la flessibilità delle strategie dimercato (flessibilità)
• l’efficienza del processo produttivo (costo)
• l’efficacia dell’assistenza tecnica (manutenibilità)

2. L'attività di progettazione,
obiettivi
● customer satisfaction
● rispetto del time to market
● bassi costi di produzione
● facilità di assemblaggio e di collaudo
● facilità di assemblaggio e di collaudo
● facilità di manutenzione
● sicurezza per l’utilizzatore
● compatibilità con l’ambiente (eco-efficiency)

3. Approccio tradizionale
● La progettazione è svolta a livello funzionale
● Il processo di progettazione è sequenziale
● Coordinamento solo nelle fasi finali
Criticità:
● frammentazione e parcellizzazione delle attività
● burocratizzazione del processo
● eccessiva specializzazione del personale
● conflitti di potere tra gli enti aziendali
● necessità di apportare modifiche che portano
all'allungamento del time-to-market e all'aumento dei costi

4. Design For Assembly
tecinca di analisi
Valutare la
progettazione dal
punto di vista
DFA dell’assemblaggio
Design for
assembly DFMA
(Design For Manufacturing
and Assembly)
Razionalizzazione del
progetto
Utilizza il know-how aziendale
Evidenziare
opportunità di
riprogettazione

5. La DFA è una tecnica di analisi che si può applicare a
prodotti nuovi o già esistenti con l’obiettivo di:
• valutare se i prodotti sono ben progettati dal punto di
vista delle attività di assemblaggio …
• ... e individuare così nuove opportunità di riprogettazione
• generalmente un prodotto nuovo utilizza per l’80%
conoscenze già acquisite e processi già sviluppati

6. Principi e attività
Principi:
• minimizzare il numero delle parti
• orientarsi verso un assemblaggio modulare
• eliminare regolazioni, aggiustamenti e riorientazione
• eliminare i cavi
• usare parti che si fissano e si posizionano da sole
• facilitare la manipolazione delle parti

7. Attività:
● Disassemblare il prodotto e classificare le parti
● Calcolare il tempo di assemblaggio
✔ numero e tipo di operazioni richieste
✔ individuazione della classe di operazione (inserimento
con/senza bloccaggio, aggiustamento, ...)
✔ calcolo dei tempi di manipolazione (con una mano, con
una mano e un attrezzo, con due mani, ...)

8. Tempistiche
Calcolare il numero teorico di parti determinando, per
ciascuna parte:
● se deve muoversi relativamente al resto della struttura
● se deve essere di materiale diverso dalle altre parti
● se deve essere separabile dalle altre parti per
permetterne l’accesso, il collaudo o la riparazione
Ad esempio per un certo prodotto potremmo stabilire che
ciascuna operazione di assemblaggio richiede:
3 sec. se la parte è stata ben progettata
T = numero teorico di parti x 3 secondi

9. Controllo efficacia
L'efficacia del progetto si misurerà alla fine dell'analisi
calcolando la differenza tra il tempo teorico di
assemblaggio ed il tempo effettivamente impiegato
prima dell'analisi per la costruzione del prodotto.
tempo teorico
tempo reale
Prima valutazione delle opportunità di riprogettazione.

10. Esempio
Applicazione del DFA al pannello degli strumenti di
controllo dell’elicottero Longbow Apache AH64D
Boeing Progetto Applicazione %
helicopter originario DFA
Parti 74 9 -87,8
Tempo 305 20 -93,4
L’intervento ha complessivamente determinato:
✔ una riduzione dei costi pari al 74%
✔ una riduzione del peso del pannello pari al 10%

11. Obiettivi DFMA
● funzionalità del prodotto
● qualità/affidabilità del prodotto
● riduzione dei costi lungo l’intero ciclo
di vita
● del prodottodel prodotto
● riduzione del time to market

12. Principi DFMA
✔ minimizzare il numero delle parti
✔ semplificare le attività di assemblaggio
✔ eliminare le attività di regolazione
✔ progettare parti che si fissano da sole
✔ progettare parti che si fissano da sole
✔ usare processi ben conosciuti e ripetitivi
✔ eliminare gli interventi di riprogettazione su prodotti già
esistenti
✔ utilizzare materiali adeguati al processo produttivo

13. Aree di Intervento
• Ridurre il numero di parti di
produzione
• Facilitare le attività di
Affidabilità assemblaggio
• Evitare la necessità di regolazioni
del prodotto • Considerare le condizioni
ambientali in cui avviene
Pr
l’assemblaggio
ti
od
ien
utt
Cl
ore
Fornitore
• ridurre il numero di fornitori
• ridurre il numero di parti di
fornitura
• disegni e specifiche completi e
accurati
• utilizzare componenti già
collaudati e omologati

14. Metodologia: il Team
Obiettivi del team interfunzionale:
✔ disporre di tutte le competenze
specialistiche necessarie
✔ ottenere un livello ottimale di
integrazione organizzativa sin dalle
prime fasi
✔ individuare con tempestività i possibili
vincoli

15. ... per conoscere Attività ... coerentemente con le
in profondità le aspettative del mercato senza
modalità di perdere di vista vincoli tecnici
funzionamento Definire il prodotto e produttivi
di parti e assiemi
Analizzare le funzionalità del prodotto
...per ottimizzare
Condurre uno studio di producibilità
gli aspetti
produttivi senza
compromettere
le funzionalità
... orientato ad ottenere Progettare ille funzionalità del prodotto
Analizzare processo di assemblaggio del prodotto
la conformità
del prodotto
Progettare il sistema di produzione
... in modo da coinvolgere
in modo attivo tutte le parti in causa

16. Definire il prodotto
Le caratteristiche del prodotto devono soddisfare
le aspettative del cliente (“voice of customers”)
Questa fase coinvolge solitamente il/i cliente/i e il marketing,
ma la progettazione e la produzione possono dare un
contributo fondamentale per:
•assicurare che il prodotto sia riparabile
•definire come i clienti possano utilizzare adeguatamente il
prodotto
•decidere se la strategia di mercato debba
essere basata sulla varietà di opzioni o
sulla futura disponibilità di nuove versioni
o aggiornamenti

17. Analizzare le funzionalità del prodotto
Progettazione di un prodotto “robusto”
Gli strumenti Computer Aided Design and Engeneering
consentono di:
•simulare il funzionamento di parti e assiemi
•minimizzare il numero di componenti
•individuare processi di produzione alternativi

18. Design for Producibility
Individuazione delle opportunità di miglioramento
e di riduzione dei costi di processo.
Interventi operativi
• analisi combinatoria del mix di gruppi/assiemi necessari
per ottenere le personalizzazioni desiderate
• analisi orientata alla standardizzazione dei componenti
(dadi, viti, rondelle, ...)
• riduzione e standardizzazione di maschere
di montaggio
Studio di producibilità
Il team analizza il processo di produzione per
individuare opportunità di miglioramento e di riduzione
dei costi di processo e di prodotto, mantenendo
inalterate le funzionalità del prodotto.

19. Esempio NIppondenso
Ci serve a spiegare gli ultimi due punti dello schema,
fornirà un riferimento per la progettazione di assemblaggio
e sistema di produzione
Contesto di estrema variabilità della domanda
Ordini giornalieri di migliaia di item,
in un mix arbitrario di modelli e quantità
La Nippondenso conduce un’analisi di
producibilità:
• analisi combinatoria del prodotto per conciliare il mix dei modelli
con i vincoli produttivi
• sviluppo in-house della tecnologia produttiva
• utilizzo, dove possibile, di metodi per eliminare maschere
e attrezzature di montaggio

20. Il prodotto è stato progettato
per permettere una
qualsiasi combinazione di varianti
di moduli base che si accoppiano
fisicamente e funzionalmente.
Sono state eliminate le maschere di montaggio
Il presidio della tecnologia produttiva ha consentito:
• di riprogettare i serbatoi di plastica in modo che potessero
essere “crimpati” insieme
• di modificare lo stampo di “crimpatura” in modo da poter
essere adattato per serbatoi di qualsiasi dimensione nel
momento in cui il prodotto successivo sta per essere
processato…
... così da produrre radiatori secondo un qualsiasi mix e in
qualsiasi quantità

21. Progettare il processo di
assemblaggio
In particolare occorre:
• stabilire la sequenza di assemblaggio ottimale
• dentificare gli assiemi di montaggio
• definire le modalità di integrazione delle
attività di controllo qualità e di collaudo
• progettare i componenti in modo da rendere
la loro qualità compatibile con i metodi e le
operazioni di assemblaggio
Progettazione del processo di assemblaggio.
Questa attività è particolarmente critica in quanto i fattori
da considerare nelle decisioni sono molteplici e
interdipendenti, oltre che condizionati dal layout di fabbrica.

22. Sistema di produzione
•
Definizione del livello di automazione
L’assemblaggio manuale o misto può essere preferito
alle linee di assemblaggio automatizzate.
•
Concezione del modello di produzione
Scelte tecniche più idonee: mpianti, attrezzature, materiali
e operatori
In questa fase viene definito il livello di automazione necessario
e viene concepito il modello di produzione e scelte le tecniche più idonee:
• un prodotto ben progettato in termini del processo di assemblaggio
non richiede necessariamente l’utilizzo di linee automatizzate
• il sistema di produzione comprende gli impianti, le attrezzature, i
materiali e gli operatori che devono essere coinvolti
• tecniche come la jidoka (controllo autonomo dei difetti), il kanban e
la riduzione/eliminazione di attrezzature devono essere inserite
per supportare il sistema di produzione

23. Benefici
Meno componenti
e assiemi
Meno Meno
Minimizzazione
specifiche possibilità di
del numero delle
qualitative errore
parti
Meno complessità
di assemblaggio

24. Rimane importante durante questa fase
della DFMA curare gli aspetti peculiari
della fase di assemblaggio:
● Usare processi ripetitivi e ben conosciuti
● Progettare per collaudi efficienti e adeguati

25. Impatto sui costi
● Costi di manodopera
(diretti e indiretti) I progetti di DFMA
applicati nell’industria
● Costi dei materiale e giapponese e
componenti americana hanno fatto
● Costi di processo rilevare riduzioni
medie dei costi di
● Costi fissi sostenuti per produzione del
attività produttive
15 - 30%

26. Impatto sui Tempi
0,5
0,45
0,4
0,35
0,3
0,25 0,2 Tradizionale
0,2 0,15 0,15 DFMA
0,15
0,1 0,05
0,05 DFMA
0 Tradizionale
Dettaglio Attività amministrativa
Progettazione Prototipazione e modifica