Guida per la progettazione orientata al montaggio

Come si progetta un gruppo elettromeccanico in modo che possa essere “facilmente” montato con delle macchine automatiche? Che limiti ci sono? Come si valuta un’offerta di una macchina di montaggio? Come si applicano i dettami del concurrent engineering nella progettazione simultanea di un prodotto e della macchina che dovrà assemblarlo? Sono tutte domande banali alle quali ogni buon progettista meccanico, se interrogato, sa certamente dare la risposta giusta! Ma, nonostante il tema del Design for Assembly sia ormai vecchio di quasi 40 anni, capita ancora che ai produttori di macchine automatiche di assemblaggio vengano proposti gruppi già progettati e finiti che risultano impossibili da montare. O meglio, che richiedono macchine di montaggio complesse, costose e, inevitabilmente, a volte anche poco efficienti. Stanchi quindi di dover progettare macchine impossibili l’Associazione Italiana di Assemblaggio (A.I.d.A.) ha deciso sia di organizzare dei corsi specialistici di Design for assembly destinati ai propri clienti e tenuti dall’Ing Salmon, sia di raccogliere in un manuale le loro esperienze e di fornire ai progettisti e ai direttori tecnici una guida. Scopo di quest’ultima realizzazione è di condurre passo passo il personale interessato in un processo di progettazione, che porti alla definizione contemporanea e collaborativa di gruppi assemblabili e della macchina di montaggio.

Una commissione tecnica forte di una consolidata esperienza

Per la realizzazione del manuale, A.I.d.A. ha istituito un proprio comitato tecnico composto da Piergiorgio Gabellini (Mair), Giulio Pelizzari (Pelizzari) e Franco Perico (Automac) che si è affiancato all’Ing. Mario Salmon per sviluppare un vero e proprio vademecum che definisce le attività da svolgere, i documenti da preparare, le scadenze da concordare, i dati da scambiarsi per realizzare un’attività di codesign e concurrent engineering. Lo strumento, oltre a raccogliere le regole della buona progettazione orientata al montaggio, le inquadra in un processo ordinato, programmato e ben gestibile. Con l’ausilio di check list e modulistica appropriata è possibile arrivare ad avere un quadro completo e aggiornato di tutti i processi che conducono alla realizzazione di un impianto. La guida raccoglie, in circa cento tavole e venti moduli, le esperienze acquisite dai costruttori di macchine automatiche di montaggio e dall’Ing. Salmon che, in diversi ruoli, opera in questo settore da oltre trent’anni. Vediamo come è strutturato il manuale.

Il percorso parte dal concetto e arriva alla produzione in serie

Per passare da un’idea di un gruppo, o più precisamente da un concetto a una produzione stabilizzata in grande serie si devono percorrere tre percorsi o, per essere più precisi, si devono sviluppare tre processi. Nel corso del primo processo si definisce in modo dettagliato il progetto del gruppo da produrre; durante il secondo processo si stabiliscono le specifiche tecniche, si raccolgono e selezionano le offerte relative alla macchina di montaggio. Infine, l’ultima fase del percorso è dedicata alla progettazione, costruzione, collaudo e avviamento dell’impianto.

Il percorso parte dal concetto e arriva alla produzione in serie

Solitamente i tre processi vengono gestiti in modo sequenziale e indipendente, prima uno poi l’altro: progettisti, responsabili della selezione della macchina e produttori sono focalizzati sui propri processi e si scambiano le informazioni necessarie in modo non strutturato e poco controllato. Scopo del manuale è quello di guidare non solo a sviluppare i tre processi in modo ottimale ma, soprattutto, collegare i tre processi in modo da garantire tutte le azioni di correzione e completamento dei dati necessari. A questo scopo il manuale è corredato da una serie di tabelle e check list che devono essere preparate, scambiate e accettate per condivisione da tutti gli attori del percorso. Questi strumenti sono, per ora, in forma aracnea ma saranno tra breve disponili come fogli di lavori excel collegati tra loro e facilmente interfacciabili ai sistemi di Product Data Management aziendali.
Per garantire un percorso valido e coordinato, i tre processi sono suddivisi in fasi: al termine di ogni fase le check list garantiscono che non si prosegua nei lavori se ogni punto da definire non sono stati formalizzati e approvati da tutti gli utenti.

Fase 0: organizzazione della squadra di lavoro

A monte delle fasi indicate sopra, vi è la fase zero. Durante questo momento, i responsabili della selezione della macchina automatica, prima dell’inizio del progetto vero e proprio, si preparano raccogliendo informazioni, organizzando la squadra. Inoltre si aggiornano e, soprattutto, effettuano una preselezione dei potenziali fornitori attraverso un opportuno vendor rating, ossia una pagella dei fornitori che diventa un valido strumento ricco delle esperienze precedenti.

Fase 1: definizione delle specifiche della macchina e del pezzo

La prima fase ha lo scopo di definire i requisiti della macchina di montaggio e di impostare il nuovo prodotto. In questo tempo si devono definire i volumi da produrre, le modalità produttive, le varianti del prodotto, la flessibilità richiesta, i flussi dei componenti e del gruppo assiemato, la complessità del prodotto e la sua strutturazione in gruppi e sottogruppi. La fase termina con una check list specifica per verificare se tutte le attività programmate sono state completate e se le condizioni di lavoro della macchina sono state ben definite e condivise da chi dovrà acquistarla, produrla, gestirla e mantenerla.

Fase 2: progettazione dei dettagli del gruppo da assemblare

La seconda fase si propone di realizzare la progettazione dei dettagli del gruppo da assemblare e, in parallelo, di impostare il progetto della macchina di montaggio utilizzando le relative offerte budgetarie. Inoltre, durante questa fase, viene impostato dai potenziali fornitori uno studio di fattibilità con la scelta della o delle architetture della macchina, eventualmente in diverse configurazioni, in modo da presentare una prima offerta budgetaria. Questa fase prevede quindi due attività: un’analisi minuziosa di ogni pezzo del gruppo da montare e un primo studio della macchina. In queste operazioni si ricorre alle regole del design for assembly e per ogni pezzo si esamina il percorso che dovrà realizzare, in modo da valutare il suo isolamento, l’orientamento, la presa, la semplicità di posizionamento e altro ancora.

Fase 3: esame delle offerte, consegna e messa a regime

Questa fase prevede l’esame comparativo delle offerte in un’ottica di total life cycle cost. Attraverso l’ausilio di una tabella specifica, vengono prese in esame le offerte ed emesso l’ordine di acquisto utilizzando il capitolato standard di fornitura utilizzato dai soci A.I.d.A.. Il manuale prevede anche la definizione di un programma operativo condiviso nel quale sono previste tutte le scadenze da rispettare da parte del fornitore e dell’acquirente: approvazione finale dei disegni, fornitura dei pezzi campioni, del materiale per i collaudi, tempi relativi alla disponibilità dello spazio, allacciamenti e altro. La fase si conclude con la consegna e messa a regime della macchina.

Fase 4: analisi e programmazione della manutenzione

Concluse le operazioni precedenti la macchina è ora in funzione: i pezzi vengono montati! A questo punto però è importante concludere il processo, svolgendo un’analisi critica. Il manuale prevede una serie di domande che servono a determinare il grado di soddisfazione del lavoro svolto. Ne segnaliamo alcune: era possibile svolgere un lavoro migliore? In che fase è possibile migliorare o quali criticità si devono sistemare? Come si possono ottimizzare le modalità operative? Come si deve programmare la manutenzione della macchina? Come sviluppare meglio il prodotto?
Un ultimo modulo quindi viene compilato e vengono definite le procedure per seguire il funzionamento della macchina e programmare gli interventi in un’ottica di total productive maintenance.
Il manuale è stato sviluppato per essere utilizzato direttamente in modo autonomo. Esiste comunque un corso di otto ore organizzato periodicamente dall’Associazione a supporto di questa procedura. La versione digitale dei moduli è in fase di preparazione e sarà disponibile a breve.

Il Manuale per l'assemblaggio può essere richiesto all'Associazione: segreteria@aidam.it