Lezioni: Appunti di Logistica Industriale

(FAS)!

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I principali elementi presenti in una linea flessibile di assemblaggio FAS sono:!

- attrezzi portanti del pezzo!

- sistema di trasporto dei pezzi!

- sistema di alimentazione dei componenti da montare!

- stazioni di lavoro!

- stazioni di controllo e collaudo dei montaggi!

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Attrezzi portanti!

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Fondamentale è la rilevanza nell’individuazione del pezzo base per un facile montaggio

automatico. Il pezzo base deve essere trasferito fra le stazioni di lavoro in modo da crescere

tramite i successivi montaggi di parti componenti fino a diventare il prodotto finito. Bisogna

assicurare centraggio e riferimento preciso in tutte le fasi di lavorazione. Per ottenere questi

risultati usualmente il pezzo base

viene riferito ad un attrezzo

portante, o pallet/vassoio.!

In alcuni casi il vassoio oltre al

pezzo portante può anche

contenere altre parti del prodotto

finito che poi nelle stazioni di lavoro

verranno via via assemblate. Si

parla quindi di un kit di componenti

disposti sui pallet.!

I vassoi possono contenere un

pezzo base ovvero essere multipli

cioè contenere più pezzi base.!

Sistemi di trasporto degli attrezzi portanti!

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Ipotizziamo linee di assemblaggio rettilinee, perché qualora si trattasse del caso di linee circolari il

sistema di trasporto è rappresentato dalla tavola stessa.!

Il sistema di trasferimento deve essere dimensionato in base ai pesi e alle dimensioni del prodotto

che deve sostenere. In genere le realizzazioni sono modulari e carrellabili in modo da permettere

rapidi allestimenti e riconfigurazioni del sistema. ! !

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Questa figura

mostra una

configurazione atta

a preservare i

componenti da urti

e sollecitazioni,

peraltro richiede

l’impiego massiccio di sensistica e sistemi di attuazione e quindi rappresenta un sistema affidabile,

sicuro ma costoso.!

Un’alternativa industrialmente impiegata è quella dell’impiego di attuatori con trasmissioni “a

frizione” che al raggiungimento di un certo sforzo disaccoppiano il sistema di trasporto

dall’attuatore.!

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Nella pratica industriale i sistemi più impiegati sono a catene, a rulli, a nastro e a tapparelle.!

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Sistemi di alimentazione dei componenti!

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Nelle stazioni di lavoro delle linee di assemblaggio vengono eseguiti dei montaggi fra componenti

e gruppi costitutivi che possono essere direttamente posizionati sul pallet oppure possono

provenire dall’esterno rispetto al vassoio stesso.!

Tendenzialmente i componenti di dimensioni ridotte oppure quelli variabili da prodotto a prodotto

vengono alimentati dall’esterno. In questo caso per semplificare e velocizzare le operazioni è

auspicabile che il materiale sia alimentato in modo ordinato al dispositivo di montaggio, condizione

necessaria in presenza di dispositivi automatici di montaggio.!

Si pensi alle difficoltà operative di un prelievo automatico di una vite disposta alla rinfusa all’interno

di un contenitore. Per questi motivi all’interno delle linee di assemblaggio i sistemi di alimentazione

dei componenti, caricatori, assumono grande rilevanza. Essi si dividono in:!

- caricatori piani!

- caricatori a contenitore!

- vibroalimentatori orbitali!

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! L’esempio A mostra un

caricatore piano per

microinterruttori

preassemblati, che

accoglie 200

microinterruttori

ordinati, disposti in

quattro file. Si tratta di

un supporto a vassoio

impiegato per

particolari dotati di

buona stabilità e

riferibilità propria.!

L’esempio B illustra un

caricatore a

contenitore con

ordinamento a zig-zag,

che accoglie pezzi cilindrici asimmetrici. La speciale disposizione a zig-zag permette di liberare,

all’uscita posta in basso del caricatore, il singolarizzatore (dispositivo la cui funzione è consentire

l’alimentazione di un particolare per volta), dalla pressione di stivaggio esercitata dai pezzi. Questa

geometria consente un maggior numero di pezzi staccabili a parità di ingombro dimensionale.!

L’esempio C mostra un caricatore a recipiente per piastrine. Esso può essere riempito direttamente

durante lo stampaggio e, soprattutto nel caso di pezzi sottili, ha una capacità molto elevata. Il

riempimento dei caricatori durante la fase di produzione rappresenta la metodologia più economica

in quanto si sfrutta il necessario nuovo ordinamento presente nella fase di produzione evitando

così una nuova attività di ricerca dell’ordine.!

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Il dispositivo di alimentazione più diffuso nella pratica è il vibroalimentatore orbitale.!

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Stazioni di lavoro!

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Per quanto riguarda le stazioni bisogna subito evidenziare una grande variabilità e differenziazione

di tipologie.!

Sul piano della funzionalità operativa una prima osservazione riguarda la configurazione della

stazione. ALl’interno delle linee di assemblaggio vi possono essere dispositivi completamente

automatici ovvero operatori umani. Nel caso di manipolatori la disposizione dei mezzi dovrà essere

tale da minimizzare i precorsi di presa e deposizione delle parti, rendendoli simili il più possibile.!

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Le osservazioni appena fatte valgono anche

nel caso di stazioni con operatore manuale

anche se vengono soddisfatte con altre

configurazioni. Di solito per l’uomo vengono

definite due aree di operatività: area dei

movimenti primari (AP) e l’area dei movimenti secondari (AS).!

Altro aspetto rilevante per le stazioni di lavoro riguarda l’attrezzistica. Essa dipende

fondamentalmente dall’operazione da svolgere; nelle linee di montaggio si fa principalmente

ricorso a dispositivi per l’avvitatura, il fornimento ecc.!

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Stazioni di controllo!

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Durante le operazioni di montaggio l’unità in via di costruzione viene sottoposta a dei controlli per

verificare la correttezza dello stato del Work in Progress. I risultati positivi provocano il via libera,

mentre i risultati negativi possono essere interpretati nei modi seguenti:!

- disattivazione immediata!

- disattivazione della macchina dopo un certo numero di errori in sequenza!

- memorizzazione degli errori!

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Progettazione di una linea flessibile di assemblaggio

automatico (FAS)!

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La progettazione di una linea di montaggio automatico FAS richiede un’attività piuttosto complessa

che può essere ricondotta allo sviluppo di alcune fasi tipiche.!

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1. Razionalizzazione del progetto dei prodotti secondo il DFA!

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Per ottenere un agevole montaggio automatico di un prodotto occorre che il progetto del prodotto

stesso abbia delle caratteristiche intrinseche di semplicità che favoriscano le attività di montaggio.

IN fase di progetto bisogna effettuare delle scelte che tengano in considerazione la semplificazione

del successivo ciclo di montaggio riducendo il numero di parti, nonché il numero e la difficoltà delle

operazioni di montaggio da eseguire. Per ottenere tutto ciò si possono seguire criteri di modularità

e di semplificazione dei prodotti.!

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2. Razionalizzazione del processo produttivo!

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Analogamente a quanto fatto per il progetto del prodotto, si tratta di progettare ed approntare

processi di assemblaggio facilmente realizzabili e tecnologicamente simili per prodotti della stessa

famiglia. Si cercano anche qui razionalizzazioni attraverso modularità e la semplificazione. !

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3. Definizione del prodotto caratteristico!

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Per prodotto caratteristico si intende quello reale o fittizio, che presenta tutte le lavorazioni di tutti i

prodotti della famiglia. Tutti i prodotti della famiglia si devono poter ottenere da quello caratteristico

per eliminazione di fasi di lavoro (montaggio).!

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4. Determinazione dei tempi e dei metodi di montaggio!

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Per dimensionare le stazioni di lavoro bisogna definire le metodologie di montaggio e i tempi

corrispondenti. La valutazione dei tempi può essere condotta sperimentalmente attraverso

campagne di rilevazione sul campo. La stima dei tempi di montaggio può essere svolta per via

teorica attraverso la procedura Method Time Measurement - MTM. In base ad essa ciascuna

azione di montaggio può essere scomposta in operazioni elementari; a ciascuna di queste

corrisponde un tempo standard correlato alle distanze da percorrere, pesi da trasportare ecc.!

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5. Scelta della cadenza della linea e dimensionamento delle stazioni!

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Le linee possono lavorare con cadenza imposta o libera. Con linee di elevata produttività e ridotta

incidenza del lavoro umano vengono realizzate con cadenze imposte, mentre dove la presenza

umana è forte sono usate cadenze libere.!

Scelta la cadenza si tratta di distribuire il carico di lavoro in un certo numero di stazioni. L’obiettivo

di questo “bilanciamento” è quello di ottenere il miglior compromesso economico fra costi diretti di

montaggio e i costi indiretti di mancato completamento di alcune operazioni nel rispetto dei vincoli

tecnologici e produttivi presenti.!

Nel caso di linee a cadenza imposta viene impiegato con successo il metodo euristico di Kattas-

Lau; nel caso di linee a cadenza libera si esegue una ricerca del bilanciamento che riduce al

minimo l’ammontare degli ozi per i mezzi produttivi, attraverso bilanciamenti di tentativo oppure

impostazioni analitiche di problemi di minimo vincolato.!

Nella pratica industriale il parametro di valutazione del bilanciamento ottimale è dato dal minimo

costo di montaggio di una unità.!

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6. Scelta del sistema di trasporto e di alimentazione dei componenti!

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Eseguito il dimensionamento del carico di lavoro delle singole stazioni, si passa alla scelta del

sistema di trasporto per la movimentazione dei pezzi e/o degli attrezzi portanti lungo le varie

posizioni di montaggio.!

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7. Verifica della flessibilità e simulazione!

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Le linee di assemblaggio dedicate a famiglie di particolari devono presentare necessariamente un

certo grado di flessibilità, cui contribuiscono peraltro anche le prime fasi di razionalizzazione del

progetto del prodotto e del processo. E’ bene quindi verificare se la linea ideata rispetta le richieste

in termini di flessibilità.!

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8. Valutazione economica dell’investimento!

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Come ogni altro tipo di investimento industriale, la linea di assemblaggio è fattibile se presenta una

adeguata convenienza economica.!

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Capitolo 7 - Sistemi tradizionali di trasporto: carrelli

elevatori e sistemi