Riassunto completo esame di "Metodi di progettazione industriale"

METODI DI PROGETTAZIONE INDUSTRIALE

A.A. 2017-2018

Il successo di un azienda sta nell’identificare i bisogni del cliente e creare rapidamente prodotti che

li soddisfino (bassi costi e diversificati dalla concorrenza)

 prodotto: bene che viene venduto da un azienda ad un cliente

 sviluppo di nuovi prodotti: insieme delle attività che partono dall’identificazione di un

opportunità di mercato e terminano con la produzione, distribuzione e vendita del prodotto.

 principali funzioni aziendali: marketing (commerciale), progettazione (ufficio tecnico) e

fabbricazione.

Il profitto di un prodotto può essere valutato attraverso vari fattori: costo di fabbricazione, qualità

del prodotto, tempo di sviluppo rispetto alla concorrenza, costo di sviluppo e capacità dell’azienda.

Se sono elevati l’azienda avrà successo.

 marketing: intermediazione tra azienda e cliente, identifica opportunità di prodotto,

segmenti di mercato, bisogni dei clienti, differenziazione dalla concorrenza, prezzo e

promozione.

 progettazione: ha il compito di definire le caratteristiche fisiche del prodotto, coinvolge sia

progettazione ingegneristica (meccanica, informatica,…) che il disegno industriale (estetica,

ergonomia, …)

 produzione: si occupa di progettare e gestire il sistema produttivo

) )

Il gruppo di progetto ( ha un responsabile ( ed è formato da un

)

nucleo base ( ristretto che si riunisce spesso e un gruppo allargato che può essere

affiancato anche da consulenti, fornitori e membri di aziende partner.

Il costo di sviluppo di un prodotto è proporzionale al numero di persone coinvolte e alla durata del

progetto (anche 3-5 anni). Oltre al costo di sviluppo c’è anche il costo di investimento in attrezzature

per la produzione che è paragonabile a quello di sviluppo (costo fisso).

È difficile creare prodotti eccellenti a causa di:

 →

Compromessi per massimizzare il successo (meno peso più costo)

 Le decisioni sono in continua evoluzione (variano i bisogni del cliente e le tecnologie)

 Si sceglie tra più alternative per ragioni economiche e in tempi brevi

 Grandi investimenti 1

Si possono identificare i nuovi prodotti in base al livello di innovazione:

 Prodotti nuovi per il mercato

 Prodotti nuovi per l’azienda ma non per il mercato

 Prodotti riposizionati (si sfrutta la tecnologia esistente per prodotti simili in altri segmenti di

mercato)

 Miglioramento dei prodotti (per suggerimenti dei clienti e nuove tecnologie per rimanere

competitivi nel mercato)

 Cost reduction (per competizione)

Le dimensioni principali del prodotto sono:

 Prodotto fisico (caratteristiche fisiche che definiscono prestazioni e funzionalità)

 Livello di servizio associato (garanzia, post vendita; dipende dall’affidabilità e dal prezzo e

può differenziare nella fase di maturità)

 Parole e simboli usati per rappresentare il prodotto (nome, logo, pubblicità che devono dare

attributi e funzioni del prodotto e differenziarlo dalla concorrenza)

 Significato razionale (caratteristiche fisiche e funzionali) ed emotivo (parole che ne fanno un

oggetto desiderato) attribuito al prodotto.

Le 4 dimensioni del prodotto si influenzano a vicenda; all’inizio prevalgono le dimensioni fisiche che

danno nuove funzionalità e nella maturità il servizio e le parole che rappresentano i nuovi modelli

Le metodologie strutturate rendono esplicito il processo decisionale riducendo le possibilità di

compiere decisioni innovative, forniscono delle liste di controllo in modo da non dimenticare aspetti

importanti, si documentano tutte le attività per future verifiche e membri che si uniscono al gruppo

in fasi successive

Si può avere mancato successo se c’è:

 Mancato trasferimento di responsabilità al gruppo (dirigente interviene nelle decisioni)

 Una funzione aziendale ha più peso delle altre

 Risorse insufficienti (personale, finanziamenti, competenze)

 Una funzione aziendale non è ben rappresentata

2

FASI DEL PROCESSO DI SVILUPPO DI UN PRODOTTO )

1. Dichiarazione di intenti (

PIANIFICAZIONE 2. Traguardi imprenditoriali

3. Ipotesi

4. Vincoli

1. Identificazione dei bisogni del cliente

2. Definizione delle specifiche obiettivo

3. Scomposizione del problema

PROGETTAZIONE  Albero delle classificazioni

CONCETTUALE  Tabella di combinazione dei concetti

4. Generazione dei concetti ()

5. Selezione concetti

6. Definizione delle funzioni

1. Architettura di prodotto

PROGETTAZIONE A 2. Articolazione in sottoinsiemi

ROBUST DESIGN LIVELLO DI SISTEMA 3. Sistema di produzione

4. Specifiche funzioni per ogni sottoinsieme

1. Geometria

2. Materiali

PROGETTAZIONE DI 3. Specifiche di acquisto

DETTAGLIO 4. Pianificazione prodotto

5. Fascicolo tecnico

1. Prototipazione rapida

COLLAUDO E 2. Verifiche tecniche

AFFINAMENTO

CONTROLLO QUALITA’ AVVIAMENTO DELLA 1. Addestramento

PRODUZIONE 2. Messa in opera delle attrezzature

3

DICHIARAZIONE DI INTENTI

Il gruppo di sviluppo raccoglie le risposte alle seguenti domande:

 Quali segmenti di mercato si devono considerare nel progetto del prodotto?

 Quali nuove tecnologie vanno incorporate nel nuovo prodotto?

 Quali sono gli obiettivi e i vincoli per la produzione e l’utilizzo?

 Quali sono gli obiettivi finanziari, il budget e la tempistica del progetto?

IDENTIFICAZIONE DEI BISOGNI DEL CLIENTE

L’identificazione dei bisogni del cliente è un processo per il quale si presenta una metodologia in

cinque passi, che sono:

1. Raccogliere le indicazioni dei clienti (interviste, gruppi di discussione).

2. Interpretare le indicazioni in termini di bisogni dei clienti (“faccio fatica a tenere ferme le

→

viti quando avvito” l’avvitatore ha la punta magnetica).

3. Organizzare i bisogni in un elenco gerarchico di bisogni primari, secondari e (se necessario)

terziari (il grado di importanza dei bisogni secondari è indicato con un numero di asterischi

che va da 1 a 3 [*;**;***]. I bisogni latenti sono evidenziati con il punto esclamativo [!]).

4. Determinare l’importanza relativa dei bisogni (attribuire un peso ai bisogni analizzati che va

da 1 a 5); può essere fatto con il cliente (più tempo) oppure dal gruppo.

5. Riflettere sui risultati e sul processo

DEFINIZIONE DELLE SPECIFICHE OBIETTIVO

Le specifiche obiettivo sono una descrizione precisa di cosa il prodotto è o cosa deve fare, in

termini tecnici. Una specifica è costituita da una e da un (marginale e ideale). Non

è detto che si riesca a soddisfare tutte le specifiche, a causa di limitazioni tecniche e/o

→ ℎ )

economiche. (ℎ

Come determinare le specifiche obiettivo?

1. Preparare l’elenco delle metriche.

/ℎ,

Posso usare la matrice elemento chiave della

),

H.O.Q. (ℎ tecnica grafica usata nella Q.F.D.

)

(

2. Fissare dei valori per ciascuna metrica (marginali e ideali)

3. Raccogliere informazioni sui prodotti della concorrenza

(ℎ: per la HOQ)

4. Riflettere sui risultati e sul processo 4

Inizialmente, il Brainstorming e il Metodo di Pugh per la selezione delle idee rappresentavano i

principali approcci all’innovazione.

Oggi abbiamo a disposizione 3 potenti strumenti per migliorare il processo di progettazione di una

organizzazione.

Il Quality Function Deployment (QFD) traduce nel linguaggio degli ingegneri tutte le informazioni

rilevanti del cliente, facilitando così la progettazione di un prodotto. Aggiungendo la Teoria per la

soluzione dei Problemi inventivi (TRIZ) al QFD si ottengono miglioramenti drastici nell’area di

innovazione di prodotto e di processo. Tuttavia TRIZ prende come assunto che il problema di

partenza sia appropriato e che, per qualche motivo non si riesca a raggiungere un determinato

obiettivo. L’ultimo strumento, la filosofia di design robusto di Genichi Taguchi, identifica il valore

dei componenti che rendono un progetto in grado di perseguire un obiettivo indipendentemente

da influenze non controllabili.

+ + =

5

QUALITY FUNCTION DEPLOYMENT (QFD)

().

Uno strumento di gestione della qualità è il Con esso si

pone l’attenzione sulle aspettative e i bisogni del cliente, tradotti in linee guida per il processo di

progettazione e di produzione del prodotto.

Con questo approccio, si definisce infatti un metodo per ottenere parametri misurabili in

progettazione che introducano nell'azienda i requisiti fondamentali di un prodotto/servizio secondo

le funzioni d'uso attese dal cliente.

In altri termini significa: prima bisogna conoscere le caratteristiche e/o attributi di qualità di un

prodotto come richiesto dal cliente, poi si deve svilupparne le relative funzioni a tutti i livelli

organizzativi, dalla progettazione sino alla realizzazione e diffusione del prodotto finito.

Gli elementi fondamentali dell'approccio al QFD sono:

 il cliente è la prima priorità aziendale, pertanto bisogna capire esattamente che cosa vuole

 l'azienda deve essere propositiva per guidare e suggerire al cliente come soddisfare le sue

necessità

 il coinvolgimento di tutto il personale assicura l'interiorizzazione e l'assunzione delle

responsabilità nei confronti del cliente

 una corretta metodologia aiuta a lavorare insieme e perseguire obiettivi comuni

Il QFD raggiunge l'obiettivo di:

 trasferire e trasformare le richieste del cliente esterno in richieste ai clienti interni

dell'azienda

 migliorare la comunicazione tra le diverse aree aziendali

 stabilire delle priorità nel miglioramento dei prodotti

 definire specifici obiettivi di riduzione dei costi

 confrontarsi con la concorrenza à

Il QFD viene applicato attraverso un approccio grafico denominato che riunisce

una serie di tabelle in cui convergono dal cliente e da tutti gli enti interessati le informazioni di volta

in volta necessarie allo sviluppo di un nuovo prodotto o servizio.

6

HOUSE OF QUALITY (CASA DELLA QUALITA’)

Si definisce come "Casa della Qualità" una matrice per la pianificazione del prodotto che assomiglia

nelle forme ad una casetta stilizzata e che viene creata utilizzando il Quality Function Deployment

(QFD).

La casa della qualità (House of Quality) è uno strumento grafico che permette di avere una visone

globale (in un campo visivo ristretto) delle caratteristiche tecniche del prodotto, correlate alle

esigenze del cliente. Tale approccio, consente di tradurre le esigenze del cliente in specifiche

tecniche per realizzare o migliorare prodotti e servizi.

Per questo motivo, il QFD pone l'attenzione sulle aspettative e i bisogni del cliente, nel tentativo di

ridurre la possibilità che qualche aspetto essenziale della qualità attesa venga trascurato nel

processo di progettazione. Le aspettative raccolte vengono poi unite, attraverso l'efficace sintesi

rappresentativa della Casa della qualità, a specifiche, obiettivi e priorità in una sorta di guida per il

raggiungimento dei valori attesi. Il tempo speso per l'analisi completa dei bisogni, oltre ad avere

l'obiettivo di soddisfare il cliente, ha poi lo scopo di limitare la probabilità di effettuare modifiche e

correzioni in corso d'opera, eseguendo il lavoro una sola volta, e in modo corretto, per evitare la

richiesta di rielaborazioni.

debole molto forte

forte

La struttura della casa

La casa della qualità è una matrice costituita da più zone o "stanze". La sua struttura può variare

molto in relazione al tipo di impiego e alla completezza delle informazioni da rappresentare. In

linea di principio, essa è costituita da 8 stanze principali, ciascuna delle quali è adibita a una

funzione. 7

 Stanza 1 Esigenze del cliente: “cosa occorre fare”

Contiene le esigenze del cliente (max 30 voci) sia implicite sia esplicite, questa zona rappresenta la

cosiddetta voce del cliente. Quest'ultima deve essere ricordata per tutto il processo di

progettazione e produzione. In sostanza, essa indica cosa occorre fare. La compilazione della

stanza 1 prevede l'individuazione dei bisogni, la loro precisa definizione e la valutazione di

importanza, e di priorità la quale può essere fatta in diversi modi.

 Stanze 2 e 6 Requisiti tecnici del prodotto: “come bisogna fare”

Nella stanza 2 vengono inseriti i requisiti tecnici del prodotto. Prende forma in quest'area il come

agire dal punto di vista tecnico per appagare i bisogni del cliente e realizzare il prodotto

desiderato. La compilazione di questa zona è un passaggio che richiede un certo sforzo al team di

sviluppo, in quanto i bisogni del cliente devono essere tradotti in requisiti tecnici misurabili e

controllabili, sebbene la loro quantificazione venga affrontata in un momento successivo. La

stanza dovrà escludere soluzioni progettuali per lasciare spazio alle sole caratteristiche veramente

importanti per le attese di qualità.

La stanza 6 è una matrice che serve a identificare le correlazioni tra le caratteristiche tecniche.

Stabilire l'intensità e il tipo di relazione è utile per afferrare su quale altro aspetto tecnico impatta

il miglioramento di un particolare requisito, e in che modo. Nei casi di relazioni conflittuali, infatti,

la stanza 6 può rilevare la necessità di compromessi tra caratteristiche per non tradire le

aspettative complessive del cliente.

 Stanza 3 Matrice richieste requisiti

E' una matrice in cui le richieste del cliente vengono

relazionate ai requisiti del prodotto stabiliti dal team. Nella

compilazione di questa zona della Casa si individuano quali

caratteristiche influiscono su ciascuna delle qualità attese e in

quale misura. Di fronte a ogni cella della matrice, il team

cercherà di determinare in quale misura ciascun requisito

influenza la qualità attesa dal cliente.

 Stanze 4 e 5 Concorrenza: “cosa gli altri già fanno”

Dato che un nuovo prodotto/servizio può già avere concorrenti sul suo segmento di mercato, è

utile compiere indagini sulla percezione dei prodotti esistenti. Se da un lato viene effettuato un

benchmarking con le opinioni del cliente stanza 4 (utilizzando punteggi da assegnare ad ogni

prodotto o con l'ausilio di un grafico) dall'altro anche l'azienda dovrà comparare i diversi prodotti

effettuando rilevazioni tecnico-competitive. Queste misurazioni aziendali costituiranno, nella

stanza 5, una sorta di classifica tra i prodotti concorrenti del nuovo progetto.

 Stanza 7 e 8 Specifiche

In fondo alla Casa si pone rilevanza all'importanza delle specifiche in relazione alla voce del cliente

e alle sue percezioni di qualità. Qui vengono rappresentati i valori di specifica con le rispettive

unità di misura, dati già raccolti per costituire la stanza 5. L' importanza di ogni specifica viene

ottenuta sommando i prodotti tra l'importanza dei bisogni e il grado di relazione.

8

Sebbene la realizzazione della casa della qualità possa risultare un lavoro lungo e complesso, in

particolar modo per progetti di una certa ampiezza, si può afferrare quanto l'intero processo porti

benefici sia a livello di pianificazione sia a livello di decisioni strategiche. Inoltre, l'esito finale

rappresentato graficamente dalla Casa della qualità rimane, per tutto il periodo di sviluppo, un

ottimo strumento di comunicazione e di guida verso la qualità attesa.

HOQ completa: 9

ROBUST DESIGN

′50 − ′60

Il metodo di Robust Design nasce in Giappone negli anni dagli studi di Genichi Taguchi.

Prende spunto dai metodi statistici per il DOE (Design of Experiments) e li integra con una

particolare formulazione del concetto di Qualità.

 OBIETTIVO di tale approccio: massimizzare la qualità di un prodotto, minimizzandone la

sensibilità a tutti i fattori che tendono a far discostare le sue prestazioni rispetto a quelle

ritenute ottimali.

I metodi RD vengono generalmente applicati alla risoluzione di problemi molto specifici,

caratterizzabili con un numero limitato di variabili indipendenti.

Posso riepilogare le 8 fasi caratteristiche del ROBUST DESIGN:

1. Identificare le funzioni principali: occorre esplicitare le prestazioni importanti per la qualità

2. Identificare i fattori di rumore FR ()

3. Identificare la caratteristica di qualità e la funzione da ottimizzare

4. Identificare i fattori di controllo FC e i loro livelli: 6-8 FC, 2-3 livelli

5. Definire il piano sperimentale (piani parametrici, fattoriali completi, frazionari)

6. Eseguire esperimenti DOE

7. Analizzare i risultati ottenuti (ANOM, ANOVA,METODO ADDITIVO)

8. Eseguire esperimenti di verifica e stabilire azioni da intraprendere

à

Per si intende la capacit&