Appunti ingegnerizzazione e sviluppo del prodotto M

Il prodotto industriale e le tipologie

I prodotti industriali (industrial products) sono quelli destinati a individui o organizzazioni che li usano per produrre altri beni o servizi. La classificazione che solitamente viene attuata per questo tipo di prodotto riguarda il grado in cui esso entra nel processo produttivo: materie prime e componenti, beni strumentali, servizi di consulenza. Si definisce prodotto industriale un bene, ottenuto al termine di un processo produttivo di natura diversa rispetto a quello artigianale e destinato alla commercializzazione.

Le caratteristiche di un prodotto industriale sono strettamente legate a:

• Materia prima dalla quale è ottenuto (qualora esso non sia di natura composita, realizzato quindi dalla combinazione di più materie prime).
• Tipo di tecnologia utilizzata per la sua trasformazione (sistema di produzione).
• Settore di mercato nel quale esso si posiziona.

La definizione degli aspetti sopra descritti avviene attraverso l’industrial design, ovvero quel processo di progettazione teso a soddisfare un determinato bisogno. Alla definizione di quello che è un prodotto si affiancano una serie di aspetti che diventano il suo corredo. Quando acquisto una lavatrice ricevo le istruzioni, l'installazione, la garanzia, il servizio dopovendita, la consulenza, il trasporto.

Le componenti di un prodotto

Il prodotto è composto dalla marca del prodotto (ovvero il suo nome), l’idea del prodotto e l’involucro. Nell’idea del prodotto sono comprese il bene fisico, le caratteristiche, il livello di qualità, garanzia e assistenza.

Il design industriale

Industrial design è il processo di progettazione teso a soddisfare un determinato bisogno. Attraverso la progettazione del prodotto industriale vengono definiti lo scopo, la forma, il materiale e la tecnologia per la realizzazione del bene. Il design, inteso come disciplina, è stato tradizionalmente interpretato sia come competenza disciplinare specifica (attribuzione di struttura, forma e caratteristiche agli artefatti che ci circondano), che come un processo capace di mediare tra le varie componenti intangibili dei prodotti, ovvero i fattori relativi all’uso, alla fruizione e al consumo individuale e sociale del prodotto (fattori funzionali, simbolici o culturali) con fattori associati alla produzione (tecnico-economici, tecnico-costruttivi, tecnico-sistemici, tecnico-produttivi, tecnico-distributivi). Esso funge da elemento cardine per la definizione di una strategia d’innovazione, agendo da mediatore tra le esigenze sociali/contestuali delle persone e quelle tecnico/produttive ed economiche delle imprese.

Parafrasando la citazione di Marcel Duchamp, il design trascende dal puro momento emozionale dato dall’arte, come nel caso della pittura, tuttavia anch’esso consente, in un certo senso, una decodificazione affidata alla fruizione del fruitore. Essa si sostanzia nel carattere individuale del design che si rinviene ogni volta in cui il prodotto di design suscita nell’utilizzatore informato un’impressione generale diversa rispetto ad un prodotto dello stesso tipo precedentemente divulgato. Il parametro per l’individuazione della diversa impressione generale è l’utilizzatore informato, cioè non il consumatore qualunque, ma l’operatore del settore, l’appassionato, l’utente al corrente dell’evoluzione dello stile nel settore di pertinenza.

La disciplina del design

La disciplina del design, che nella sua accezione più comune è associata alla progettazione dei prodotti industriali (industrial design), può essere interpretata anche come un processo organizzato che ha come obiettivo finale quello di creare innovazione. Al di là dunque dello stereotipo di attività che mira alla definizione estetica della forma del prodotto industriale o artigianale, esiste una lettura del design come attività processuale che interagisce con l’impresa e gli utenti nelle diverse fasi del progetto, costituendo uno degli elementi cardine per la definizione di una strategia dell’innovazione. Il suo contributo è perciò finalizzato alla generazione di nuovi prodotti-servizi, rispondenti a nuovi e peculiari modelli di uso e/o stili di vita, che vengono materialmente realizzati attraverso l’uso di tecnologie di fabbricazione appropriate.

Il design è una disciplina in costante evoluzione, anche perché sono in costante evoluzione i contesti in cui opera (il contesto produttivo, il contesto sociale). Accanto ad alcune aree disciplinari storiche come ad esempio il design del prodotto, il design degli interni (il progetto degli spazi interni), il graphic design (oggi evoluto nel più complesso e allargato design della comunicazione), crescono e si affiancano nuove aree disciplinari che si legano ad ambiti come la moda (fashion-design), il mondo dei servizi (design dei servizi), il marketing e i sistemi del management (design strategico, design del management). Da questo quadro emerge uno statuto multidisciplinare del design, ovvero la sua capacità di interagire con discipline differenti (da quelle umanistiche a quelle tecniche, economiche e sociali) per definire nuovi approcci, sistemi di competenze, metodologie, tenendo fermo l'obiettivo finale che resta quello di produrre innovazione.

Quindi prima ho il design del prodotto, poi la progettazione industriale e infine l’industrializzazione dello stesso.

• Richiesta di mercato
• Concept (Studio di fattibilità, definizione delle specifiche, sviluppo di vari concept (schizzi), modelli 3D(concettuali), realizzazione di modelli rapidi (clay)).
• Product development (sviluppo dei componenti e dei materiali, ottimizzazione dei componenti attraverso simulazione, pianificazione della produzione, realizzazione dei prototipi, preserie)
• Produzione

Ingegnerizzazione di prodotto

Per portare un prodotto sviluppato secondo le specifiche funzionali in produzione, questo deve passare per una fase di ingegnerizzazione del prodotto che ha come obiettivo la produzione di massa. Bisogna prevedere la trasformazione delle specifiche di prodotto definite dai designer e dai progettisti per farle combaciare con le caratteristiche, i vincoli, le condizioni e le logiche dei processi previsti nella produzione su scala industriale. In questa fase si ottimizza il posizionamento dei componenti, si definiscono le fasi di produzione e si elaborano tutti quegli aspetti che permettono una produzione efficace in termini di volumi e costi.

Architettura di prodotto

L’architettura è definita dalla valutazione di: elementi funzionari, corrispondenza fra elementi funzionali o componenti o moduli, interfacce fra componenti. L’architettura di prodotto è l’assegnazione di funzioni a parti o moduli o blocchi di moduli del prodotto stesso ("chunks").

Struttura del prodotto

Componente: svolge una o più funzioni, l’insieme strutturato di più componenti, costituisce l’architettura del prodotto. Funzione: Ragion d’essere del componente. Interfaccia: Elemento di connessione dei componenti. Componente “coupled”: Quando la modifica/sostituzione di un componente comporta la modifica dell’interfaccia. Componente “decoupled” o “loosely-coupled”: Quando l’interfaccia non varia al variare dei componenti.

Architettura integrale: Le interfacce sono progettate in modo da interagire solo e specificamente con gli stessi componenti (interfaccia “coupled”) Mappatura complessa fra funzioni e componenti. Architettura modulare: Le interfaccie sono comuni a più componenti. Carry over: Riutilizzo di componenti/sottoassieme già utilizzati su altri prodotti.

Architettura di prodotto modulare

• Ogni modulo assolve completamente ad una funzione.
• Le interazioni tra moduli sono ben definite e normalmente risolvono le funzioni primarie del prodotto.
• L’architettura modulare porta vantaggi nella semplicità e riutilizzabilità per una famiglia di prodotti o gamma.

Architettura di prodotto integrale

• Le funzioni primarie coinvolgono normalmente più di un modulo.
• I moduli principali svolgono più di una funzione.
• Le interazioni tra i moduli sono poco definite.
• L’architettura integrale generalmente aumenta le prestazioni e riduce i costi per un prodotto specifico.

La piattaforma

Il concetto di piattaforma nasce per legare progetti le cui sinergie siano sfruttabili sinergicamente, allo scopo di ridurre il time to market e aumentare il grado di integrazione funzionale del processo di sviluppo dei nuovi prodotti. Piattaforma organizzativa: insieme di prodotti correlati dal punto di vista commerciale, stesso mercato e stesso segmento. La piattaforma organizzativa coincide con il team interfunzionale che presidia il mercato/segmento. Sinergie immateriali (conoscenze e competenze relative ad un mercato e o segmento). Piattaforma di prodotto: insieme di prodotti correlati dal punto di vista tecnologico, cioè stessa soluzione architetturale di base. La piattaforma di prodotto coincide con un set di soluzioni progettuali e di componenti condivisi da un gruppo di prodotti. Elevate economie di scala sulla architettura comune. Esempio sono le case automobilistiche che usano gli stessi telai su auto esteticamente molto diverse tra di loro. L’introduzione delle piattaforme di prodotto consente di scindere il cuore tecnologico dall’estetica e dunque anche una maggiore flessibilità nella definizione dello styling e dei concept di prodotto, perché li rende meno vincolati alla parte tecnica (piattaforma di prodotto → forma tecnologica e design → forma metaforica).

Tipi di prodotto

Prodotti da piattaforma: costruiti attorno ad un sistema tecnologico preesistente (Esempio: il Sistema operativo Macintosh, l’avvolginastro nel walkman Sony, la pellicola ad impressione istantanea nella Polaroid). Simili ai prodotti spinti dalla tecnologia hanno uno sviluppo più facile. Prodotti legati al processo: alimentari, prodotti chimici, carta. Progettazione strettamente legata al processo produttivo (ad esempio un nuovo formato di cereali da colazione richiede parallelamente sia un nuovo sviluppo di prodotto che di processo produttivo). Prodotti personalizzati: rispondono ad una precisa richiesta del cliente. Un generico processo produttivo va corredato da moltissime informazioni ausiliare specifiche. Prodotti ad alto rischio: (rischio tecnico, di mercato, di budget) posseggono incertezza sulla tecnologia utilizzata e sul mercato a cui si indirizzano. Si cerca di far anticipare molto le fasi di testing e prototipazione in modo da avere una risposta dai clienti (più soluzioni proposte in parallelo, uso di grafica e VR/AR). Prodotti a fattibilità rapida: processo di sviluppo prodotto a spirale, le fasi di testing e prototipazione si anticipano subito dopo la generazione del concept e lo sviluppo prodotto si rende molto flessibile (software e prodotti elettronici). Prodotti complessi: prodotti a larga scala, composti da moltissimi componenti, comprensivi di architetture differenti. Si lavora per sotto gruppi. Più team lavorano insieme e parallelamente ai diversi sottogruppi per poi integrarli tutti insieme nel design di dettaglio (automobili, aeroplani).

Valore aggiunto e innovazione

Se il metodo e il processo sono essenziali per sviluppare il progetto, il valore aggiunto è l’elemento che rende le soluzioni proposte competitive sul mercato. Il fattore chiave, quindi, è il “valore aggiunto” che si deve dare al progetto da sviluppare: superare i confini della metodologia. Un prodotto di successo deve tener conto di fattori che altri non avrebbero considerato. Il design del packaging, uno degli aspetti su cui meno si focalizza l’attenzione del marketing, è stato uno degli elementi fondamentali dietro il successo di lanci di nuovi prodotti negli ultimi due anni in Europa. Si è stimato che il 60% delle decisioni di acquisto avviene davanti agli scaffali della grande distribuzione.

Innovazione

La tecnologia è diventata di fondamentale importanza per il vantaggio competitivo dell’impresa, in quanto essa determina profondi cambiamenti nella struttura dei settori industriali e della concorrenza, ma è opportuno che la tecnologia sia integrata nella strategia dell’impresa.

La natura dell’innovazione

Innovazione di prodotto: consiste nella creazione di un nuovo prodotto o nel miglioramento di un prodotto già esistente, di cui vengono modificate alcune caratteristiche e/o prestazioni tecnico-funzionali. Innovazione di processo: consiste nello sviluppo di un nuovo processo produttivo o il miglioramento di un processo già in uso.

L’intensità dell’innovazione

• Innovazione radicale: modifica radicalmente prodotti e processi già esistenti. Solitamente dipende da grandi scoperte scientifiche e tecnologiche.
• Innovazione incrementale: modifica e migliora marginalmente prodotti e processi già esistenti.
• Innovazione modulare: consiste in un cambiamento in una o più parti componenti del prodotto, restano immutati i legami tra di essi.
• Innovazione architetturale: consiste in un nuovo assetto delle relazioni e delle interdipendenze che legano le componenti tecnologiche, quest’ultime restano invariate.

Verso la mass production

Tra Otto e Novecento, alla vigilia della prima guerra mondiale, l’80% delle auto in circolazione erano prodotte negli Stati Uniti, che ormai erano i leader del mercato dell’automobile. Alla fine dell’Ottocento, prima a Londra e subito dopo a New York, si costruirono le prime centrali elettriche e il motore a scoppio fu prontamente applicato all'automobile e, all’inizio del ‘900, all'aeroplano. L’ammontare dei capitali investiti crebbe proporzionalmente allo straordinario sviluppo dell'innovazione tecnologica; si svilupparono industrie, all’epoca rivoluzionarie, fondate su fonti di energia e materiali nuovi: quella elettrica e quella chimica. Lo sviluppo industriale si è avuto grazie all'innovazione tecnologica e, grazie agli stimoli dettati dalla ricerca scientifica, alle innovazioni dei processi produttivi.

Un aspetto essenziale di tale processo fu un impiego sempre più efficiente e razionale delle macchine, per ottenere il quale ingegneri e tecnici vennero assumendo un ruolo sempre più preponderante all'interno delle fabbriche. L’innovazione dei processi produttivi vide una riorganizzazione tendente ad abbassare i costi del lavoro e accrescerne la produttività; si originò una nuova forma di gestione delle risorse che viene applicata per la prima volta nel 1914 in una azienda automobilistica nel Michigan, la Ford Motor Company. Le idee di Ford hanno rivoluzionato il mondo dell’auto, con l’invenzione della prima utilitaria, la Ford Model T, e quello dell’industria, con l’innovazione della organizzazione della produzione orientata, per la prima volta, a un mercato di massa.

Mass production-Fordismo

La prima proposta più importante di organizzazione del lavoro fu l’organizzazione scientifica del lavoro proposta da Taylor. Egli partì dall’idea che per acquistare efficienza, era necessario progettare un’organizzazione centralizzata, nella quale fossero divisi rigidamente i compiti di decisione e pianificazione da quelli di esecuzione. Il processo di lavoro doveva essere smontato in una serie di operazioni (limitate) ognuna delle quali definisse un posto di lavoro. Queste operazioni dovevano poi essere standardizzate fissandone tempi e metodi, in modo da renderle esattamente prevedibili. Opportune tecniche di reclutamento e selezione del personale, avrebbero trovato l’uomo giusto al posto giusto (di quella determinata operazione), remunerato a secondo dell’apporto che dava alla produzione.

Taylor costituì la base dalla quale ripartì Ford, che riuscì ad adattare al lavoro operaio grandi masse dequalificate. E trovò nella catena di montaggio (formata da macchine veloci e non flessibili), il mezzo della sua realizzazione. Dunque, i tempi e ritmi di lavoro vengono dettati dalla macchina, rendendo l’operaio un ingranaggio facente parte della stessa. Celebre è la produzione del modello T che, attuando la politica del vendere tanto a poco prezzo, divenne un mezzo accessibile alle masse e, grazie alle vendite e quantità prodotte in grandi numeri, fu possibile il calo del prezzo dell’auto stessa in poco tempo, da cui derivò un aumento dei salari. Da lì iniziarono a nascere i sindacati industriali che difendono universalmente i diritti di tutti gli operai (qualificati e non), e prese piede la contrattazione collettiva, per il minimo salariale, il minimo orario giornaliero, il diritto alla pensione attraverso la contribuzione ecc.

Mass production vs Customer driven

Nota negativa alla produzione di massa è legata alla limitatezza del mercato: è il mercato che domina la produzione. La produzione di massa ha portato ad una saturazione del mercato. La risposta fu nel cercare un adattamento del sistema produttivo al sempre nuovo contesto, su basi di flessibilità, versatilità e reattività. Una delle alternative produttive al fordismo è il cosiddetto modello giapponese (modello TOYOTA). Tajichi Ohno introduce la politica del break even point: abbassare il punto di profitto dalle economie di scala fordiste ad un’economia flessibile basata su produzioni di breve serie.