Introduzione DFMA

1DFMA

Introduzione al Design forManufacture and Assembly

Contenuti

Concetti preliminari

Design for Manufacture and Assembly

Riferimenti:

G. Boothroyd, P. Dewhurst, W. Knight, Product Design for Manufacture and Assembly, Marcel Dekker, 2002, chap 1

2Premesse

Nel sistema di produzione ci sono numerosi processi e attivit che

influenzano:

la qualit ed il costo del prodotto

il tempo e lo sforzo richiesto per la produzione

il periodo di tempo necessario per introdurre nel mercato il

prodotto

Questi processi devono essere monitorati costantemente e gestitiin modo ottimale

Nel ciclo di sviluppo del prodotto si deve ricercare sino dalliniziola coerenza tra

FUNZIONALIT e PRODUCIBILIT

Ovvero il prodotto deve soddisfare le specifiche funzionali, ed essere agevole ed economico da fabbricare, assemblare e manutenere.

Premesse

E importante sottolineare che decisioni razionali prese durante la concezione del prodotto ne influenzano, in modo positivo, il costo pi che anni di continui e successivi miglioramenti.

3Non tenere conto della producibilit pu dar luogo a numerosi

problemi come:

incompatibilit con le strutture produttive

incremento dei costi

raggiungimento della qualit a costi elevati

esigenza di particolari attrezzature

incremento del time-to-market

insoddisfazione del cliente

minori possibilit di miglioramento

Premesse

La fase iniziale del processo di sviluppo prodotto di fondamentale importanza

Le prime decisioni di progetto sono quelle pi efficaci, ma sono prese con un certo grado di incertezza

Una conseguenza ineliminabile della progettazione sono i progressivi e continui cambiamenti del progetto (miglioramenti)

Il progetto in continua evoluzione fino al raggiungimento di un risultato soddisfacente

Premesse

4Attuare un cambiamento in una fase avanzata della progettazione

del prodotto pu portare ad una variazione delle caratteristiche

prestazionali e delle funzionalit.

Nel peggiore dei casi il risultato un prodotto parzialmente o

totalmente non conforme alle specifiche di progetto iniziali.

Premesse

Il costo di un cambiamento di progetto attuato in fase concettuale dato dal costo del lavoro

Il costo di un cambiamento di progetto introdotto nelle ultime fasi e particolarmente dopo la produzione o la vendita include:

- costi diretti

- costi indiretti

- costi invisibili (perdita di reputazione, inefficienza interna)

APPROCCIO TRADIZIONALE

DESIGN MANUFACTURING

Premesse

5Prendere le migliori decisioni di progetto e di processo sino dallinizio per:

ridurre il numero dei cambiamenti di progetto necessari per ottenere un prodotto ottimale

concentrare i cambiamenti nelle fasi iniziali dello sviluppo prodotto quando le variazioni costano poco e non penalizzano i costi, la qualit, laffidabilit e la producibilit.

APPROCCIO A UNA PROGETTAZIONE EFFICIENTE DEL PRODOTTO

Premesse

CICLO DI SVILUPPO PRODOTTO (espresso in mesi)- 24 - 18 - 12 - 6 0 + 6

NUM

ERO

CA

MBI

AMEN

TI DI

PR

OG

ETTO

Progettazione tradizionale

Introduzione mercato

Premesse

6CICLO DI SVILUPPO PRODOTTO (espresso in mesi)- 24 - 18 - 12 - 6 0 + 6

NUM

ERO

CA

MBI

AMEN

TI DI

PR

OG

ETTO

Progettazione DFMA

Premesse



Progettazione Preliminare Progettazione di Dettaglio Produzione e Assistenza

100

80

65

50

30

15

0Cost

o de

l Pro

dotto

n

el Ci

clo

di

Vi

ta (V

alo

re %

)

Fasi del Ciclo di Vita del Prodotto

COSTI ATTIVATI

COSTI DECISI

Premesse

RELAZIONE COSTI ATTIVATI - COSTI DECISI

7RELAZIONE COSTI ATTIVATI - COSTI DECISI

Progettazione 5%

70%20%

Materiali 50%

5%

Manodopera 15%

5%

Overheads30%

Influenza sui costi decisi

Costi attivati

Premesse

FASI DOVE ESISTONO LE MAGGIORI OPPORTUNITA DI OTTIMIZZAZIONE E DI RIDUZIONE DEI COSTI

Progettazione Preliminare 50%

Progettazione Dettagliata 30%Fabbricazione 20%

Premesse

8DFMA/CONCURRENT ENGINEERINGCOST DRIVERS

Costi di + Costi di + Costi del + Vantaggi

CompetitiviAssemblaggio Fabbricazione Ciclo Vita

Tempo di Ass.

Metodo di Ass.

Tempo ciclo

Qualit

Standards di Ass.

Manipolazione

Inserimento

Materiale

Processo

Volume

Qualit

Tolleranze

Finitura

Attrezzaggio

Fornitori

Prototipazione

Manutenzione

Stampi

Distribuzione

Certificazioni

Imballaggio

Assistenza

Smaltimento

Riciclaggio

Tests

Cliente

Requisiti

Valore aggiunto

Affidabilit

Prezzo

Caratt. attrattive

Tecnologia

Mercato intern.

Contenuti prog.

Premesse

- 24 - 18 - 12 - 6 0 + 6

COST

O

CICLO DI SVILUPPO PRODOTTO (espresso in mesi)

Premesse



9- 24 - 18 - 12 - 6 0 + 6

COST

O

CICLO DI SVILUPPO PRODOTTO (espresso in mesi)

Premesse



Progettazione DFMA

Il compito del DFMA perci facilitare la realizzazione di un prodotto che sia:funzionale, superiore alla concorrenza, soddisfi le esigenze delclientee che sia:caratterizzato da affidabilit operativa e una efficiente produzione, vendibile tempestivamente


E un metodo strutturato e sistematico per lanalisi di un progetto al fine di:

RIDURRE I COSTI

MIGLIORARE LA QUALIT

RIDURRE IL TIME-TO-MARKET

OTTIMIZZARE LA STRUTTURA DEL PRODOTTO

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Risparmio nei costi di assemblaggio

Risparmio nella fabbricazione

Aumento della flessibilit e velocit di distribuzione

Risparmio nei costi per ottenere la qualit richiesta dal mercato

Riduzione dei costi e tempi di sviluppo prodotto

Maggiore competitivit nel proprio segmento di mercato

Soddisfazione delle esigenze del cliente

Progettazione robusta del prodotto/sistema


OBIETTIVI


APPROCCIO

Tenere conto delle necessit di fabbricazione del prodotto, ottimizzando le soluzioni costruttive in funzione dei processi di lavorazione e assemblaggio

DFM - DESIGN FOR MANUFACTURE

Progettazione dei componenti in funzione dei processi di lavorazione

Valutazione dei costi di produzione

Serie di accorgimenti mirati a introdurre informazioni sul processo produttivo gi in sede di progetto

DFA - DESIGN FOR ASSEMBLY

Progettazione dei componenti e dei sistemi mirata alla semplificazione dei processi di assemblaggio

Valutazione di tempi e costi di assemblaggio e/o altre metriche

Metodi strutturati (Hitachi, Lucas, Boothroyd & Dewhurst)

11

-In

no

va

zion

e +

- Fattibilit +CurrentDesign

Miglioramento incrementale del progetto

Ultimate Design

Van

tagg

io Co

mpe

titiv

o Sviluppo di un progetto realizzabile

Approccio DFMAApproccio

tradizionale


APPROCCIO

Il DFMA consente di realizzare un prodotto con il numero ottimale

di componenti necessari a soddisfare le specifiche funzionali

richieste. Il prodotto sar:

pi affidabile

qualitativamente superiore

pi competitivo nel suo mercato

FATTORE CHIAVE DELLA PROGETTAZIONE


La riduzione anche di un solo componente pu comportare la eliminazione di stazioni di lavoro, di operazioni complesse, di attrezzature e di rischi per la qualit del prodotto.

12

Un componente eliminato non si rompe mai e non sarmai.....

Progettato

Modellato

Collaudato

Prodotto

Smaltito

Testato

Modificato

Acquistato

Inventariato

Ricevuto

Controllato

Scartato

Immagazzinato

Obsoleto

Svalutato

Inaffidabile

Riciclato

in ritardo dal fornitore!





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GUIDELINE

Avoid complex bentparts (material waste);rather split and join

WRONG RIGHT

(a) Misleading producibility guideline for the design of sheet metal parts

Set-upProcessMaterialPiece partToolingTotal manufactureAssemblyTotal

0.015 0.535 0.036 0.586 0.092 0.678 0.000 0.678

0.023 0.683 0.025 0.731 0.119 0.850 0.200 1.050

(b) Estimated costs in dollars for the two examples if 100,000 are made

Linea guida sbagliata


ALTRI ACCORGIMENTI PER LA PROGETTAZIONE

System level

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ALTRI ACCORGIMENTI PER LA PROGETTAZIONE

Componentlevel

Lo sviluppo di un prodotto partendo dal progetto ideale

Le migliori scelte di progetto dal punto di vista funzionale, tecnico, tecnologico, della qualit e dei costi

Il migliore prodotto nel minor tempo possibile


RISULTATI

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Processo di progettazione/produzione tradizionale

Processo di DFMA/Concurrent Engineering

Progett. di dettaglio

25%

Prototipazionetest50%

Documentazione tecnica/tecnologica 20%

Progettazionepreliminare

5%

20% 15% 15% 5%

45%riduzione

Tempo


RISULTATI


ESEMPIO APPLICATIVO

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IMPOSTAZIONE DELLINTERVENTO PROGETTUALE

Fasi progettuali in cui la soluzione si concretizza in dettaglio (Detail)

Effetto specifico sulle fasi di fabbricazione componenti e assemblaggio sistemi



Fasi progettuali in cui la soluzione si concretizza in dettaglio (Detail)

Effetto specifico sulle fasi di fabbricazione componenti e assemblaggio sistemi

Analisi (metriche) e miglioramento (linee guida)

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Necessaria una piena integrazione tra DFA e DFM

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