Design for Assembly and Manufacturing

La fase di progettazione di un nuovo prodotto è la più critica dal punto di vista del costo che tale prodotto avrà quando in produzione.
Infatti anche se la maggior parte dei costi verrà materialmente sostenuta in sede di allestimento degli impianti, di predisposizione delle strutture e di gestione dell’attività produttiva, una percentuale compresa tra il 60% e l’80% del costo finale del prodotto è di fatto irreversibilmente decisa (impegnata) dalle scelte effettuate in sede progettuale.
Sebbene quindi l’80-90% dei costi sia ancora da sostenere, l’80-90% di questi costi sono già stati impegnati con le scelte di progettazione del prodotto e del processo.

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Ciò significa che è necessario assicurarsi fin dall’inizio che il prodotto che soddisfa i fabbisogni del cliente venga ideato con soluzioni efficienti. La gestione dei costi, pertanto, deve essere focalizzata sulle decisioni prese in sede di progettazione.

Tra i vari strumenti a disposizione dei progettisti per ottimizzare i costi ci sono senz’altro il Design for assembly and manufacturing.
Con il primo strumento il progettista ha a disposizione dei mezzi per ridurre i tempi e quindi i costi di assemblaggio di un gruppo meccanico o elettromeccanico.
La riduzione dei tempi di assemblaggio passa attraverso:

  • Riduzione del numero dei componenti che compongono l’assemblato
  • Ottimizzazione dei singoli componenti nell’ottica di una loro riduzione del tempo di assemblaggio

Le scelte progettuali devono essere quindi non solo funzionali, ma rivolte contemporaneamente alla riduzione dei tempi di assemblaggio. In questa fase è più facile intervenire in entrambe le direzioni, mentre con sistemi di progettazione più tradizionali, una volta congelata la progettazione funzionale, risulta molto più limitato, da parte dell’industrializzazione, l’intervento in un’ottica di miglioramento dei tempi di assemblaggio.

La riduzione del numero di componenti passa attraverso l’individuazione del loro numero minimo teorico, ovvero quelli indispensabili per l’assemblato con le seguenti regole:
Sono indispensabili tutti quei componenti che:

  • devono essere necessariamente realizzati con materiali diversi da quelli degli altri componenti
  • devono avere un moto relativo rispetto agli altri durante il funzionamento
  • devono essere separati, perché la loro presenza impedirebbe l’assemblaggio od il disassemblaggio di altri componenti

Non sono indispensabili e quindi eliminabili tutti quei componenti che:

  • movimentazione
  • inserimento

utilizzando tabelle standard che definiscono tali tempi in base alla geometria e tipologia del particolare. Quindi viene ottimizzata la forma del componente in modo da ridurre i tempi calcolati con le tabelle standard.

Nel disegnare il particolare in tali ottiche, il progettista deve valutare che la ridisegnazione del componente se da un lato riduce il tempo, e quindi il costo, di assemblaggio, non aumenti il costo di realizzazione in misura maggiore del risparmio ottenuto dalla riduzione del tempo di assemblaggio.

Il design for manufacturing ha appunto questo scopo:

  • dare una serie di regole per poter valutare il costo di un componente in base alla tipologia di processo scelto per realizzarlo.
  • prendere in esame tutti i processi produttivi valutando quale possa risultare il costo del componente realizzato con quel processo, dando anche criteri per stimare il costo di eventuali attrezzature necessarie in tale processo.

Entrambe queste tecniche sono citate e raccomandate come utilizzo nella fase di progettazione nella versione della norma di gestione della qualità in campo automotive la IATF16949:2016.