Domande aperte e risposte Strumenti per la progettazione del veicolo

Time-to-market

2 12 23 Il time-to-market rappresenta il tempo necessario per sviluppare un nuovo veicolo dall’idea iniziale fino all’inizio della produzione in serie. Nel settore automobilistico questo processo dura mediamente 3 anni e comprende diverse fasi: pianificazione del progetto, sviluppo del concept, progettazione del veicolo, realizzazione e test dei prototipi, validazione finale e preparazione della produzione. Negli ultimi anni le case automobilistiche stanno cercando di ridurre questo tempo utilizzando simulazioni digitali e prototipi virtuali per accelerare le fasi di progettazione e verifica.

Il processo di sviluppo è simile per tutte le tipologie di veicoli, ma cambiano i sistemi principali da progettare. Nei veicoli termici lo sviluppo è concentrato soprattutto sul motore a combustione interna, sul sistema di alimentazione, sulla trasmissione e sul controllo delle emissioni. Nei veicoli elettrici o ibridi, invece, assumono maggiore importanza le batterie, i motori elettrici, l’elettronica di potenza e i sistemi di gestione dell’energia.

Raccolta e organizzazione delle informazioni

5 Raccolta informazioni

Si analizza il potenziale dei veicoli elettrici studiando: tendenze dei consumatori (maggiore attenzione ad ambiente e risparmio energetico), aziende (forti investimenti e nuovi competitor) e prodotti (più modelli, batterie migliori, tecnologie avanzate).

Organizzazione informazioni

I dati mostrano un mercato in forte crescita: domanda in aumento, settore competitivo e offerta sempre più evoluta, con buone opportunità di sviluppo futuro.

6 Raccolta materiale

1. Raccolta materiale

Dalle indagini di mercato emergono trend chiari: crescente attenzione alla sostenibilità, necessità di ridurre emissioni e costi di utilizzo, interesse per tecnologie innovative e incentivi pubblici che favoriscono la mobilità elettrica.

2. Bisogni utenti e requisiti

Bisogni: mobilità sostenibile, bassi costi di gestione, autonomia adeguata, ricarica semplice e veloce, sicurezza, comfort e affidabilità.

Requisiti: zero emissioni locali, elevata efficienza energetica, autonomia adeguata, tempi di ricarica ridotti, compatibilità con colonnine standard, sistemi di sicurezza avanzati, comfort interno e connettività digitale.

3. Ordinamento requisiti (MoSCoW)

• Must: Zero emissioni, sicurezza, autonomia minima, affidabilità, compatibilità ricarica.
• Should: Ricarica rapida, efficienza energetica, comfort, bassi costi gestione.
• Could: Infotainment avanzato, guida assistita, personalizzazioni.
• Won’t: Tecnologie costose o non mature.

7 Funzioni del sistema

Funzione globale: Convertire energia elettrica in movimento del veicolo.

Funzioni di primo livello:

• Fornire energia elettrica
• Convertire energia elettrica in energia meccanica
• Trasmettere potenza meccanica alle ruote
• Controllare il funzionamento del sistema

9 QFD

Cos’è il QFD?

Metodo che traduce i bisogni del cliente in specifiche tecniche di progetto.

Caratteristiche

Orientato al cliente, usa matrici, lavoro di team, collega mercato e progettazione.

Benefici

Prodotti più adatti al mercato, meno errori, meno costi e tempi di sviluppo.

Fasi

Bisogni cliente → caratteristiche tecniche → specifiche componenti → processo produttivo → pianificazione qualità.

Casa della qualità

Matrice che collega bisogni cliente e caratteristiche tecniche.

Costruzione

Raccogli bisogni → organizza → traduci in parametri tecnici → crea matrice → definisci priorità.

Struttura

WHAT (bisogni) – HOW (specifiche) – relazioni – pesi – benchmark – obiettivi – correlazioni tecniche.

Correlazioni

WHAT–HOW (bisogni vs specifiche)

HOW–HOW (tra specifiche: positive/negative)

10 Brainstorming e matrice morfologica

Vantaggi brainstorming

Molte idee in poco tempo, stimola creatività, favorisce confronto.

Svantaggi brainstorming

Idee disordinate, rischio dominanza di alcuni, possibile critica implicita.

Problematiche matrice morfologica

Genera troppe soluzioni, assume funzioni indipendenti, possibili combinazioni senza senso.

Perché Brainwriting invece del Brainstorming

Partecipazione equilibrata, niente dominanza, idee tutte registrate.

11 Inerzia psicologica e TRIZ

Cos’è l’inerzia psicologica?

È la tendenza a pensare in modo convenzionale, limitando la ricerca di soluzioni innovative.

Cos’è il metodo TRIZ?

Metodo sistematico per la risoluzione inventiva dei problemi tecnici basato sull’analisi di brevetti e modelli ricorrenti di innovazione.

Principi e cardini del TRIZ

• Le soluzioni esistono già in altri ambiti
• Superare le contraddizioni senza compromessi
• Evoluzione verso l’idealità
• Uso delle risorse disponibili
• Principi inventivi e matrice delle contraddizioni

12 Metodo di Pugh - finestrini auto

Riferimento: finestrini manuali.

Totale + = 3

Totale - = 4

Conclusione: i finestrini elettrici sono più comodi e pratici ma meno prevedibili e più costosi.

13 Embodiment Design e Detailed Design

Cos’è l’Embodiment Design?

Fase in cui il concept viene trasformato in una configurazione tecnica concreta, definendo forma, struttura e disposizione dei componenti.

Cos’è il Detailed Design?

Fase finale in cui si definiscono dimensioni precise, tolleranze, materiali e disegni costruttivi per la produzione.

Cos’è un layout di prodotto?

Rappresentazione grafica dell’insieme dei componenti e della loro disposizione nello spazio.

Obiettivi dell’Embodiment Design

Rendere il progetto realizzabile, verificare funzionalità e costi, ottimizzare struttura, produzione e assemblaggio.

Step dell’Embodiment (sintesi)

• Definire requisiti e vincoli
• Sviluppare layout preliminari
• Selezionare soluzioni promettenti
• Dettagliare moduli e funzioni
• Valutazione tecnica ed economica
• Ottimizzazione e correzione
• Preparazione documentazione per detailed design

Regole principali dell’Embodiment

• Chiarezza funzionale
• Semplicità strutturale
• Sicurezza e affidabilità
• Facilità di assemblaggio e manutenzione

Esempi di principi generali

• Percorso diretto delle forze
• Simmetria per equilibrio dei carichi
• Riduzione numero componenti
• Separazione o integrazione delle funzioni secondo necessità

14 Metodi intuitivi per la scelta dei materiali

• First best material → materiale più familiare
• Same material as for a similar part → materiale usato in applicazioni simili
• Problem solving material selection → materiale scelto per migliorare una