340 3. 2 bis) - my.liuc.itmy.liuc.it/MatSup/2010/Y90011/5. La modularità, A.A. 2010-2011.pdf ·...

Modularità

MODULARITA’

1D. Sorrenti – “Modelli per le scelte tecnologiche” – Università C. Cattaneo LIUC – A.A. 2010-2011

MODULARITA’

Modularità

marcato incremento della varietà dei prodotti richiesta dal mercato

aumento della complessità ... e dei costi

- introduzione (1) – motivazioni di base


aumento della complessità ... e dei costidovuti a:

� ridefinizione delle specifiche

� riconfigurazione dei sistemi logistico produttivi

� gestione delle modifiche

� distrazione dei progettisti dalle loro attività peculiari

� ...

Modularità

�aree di potenziale

�applicazione della modularità

�

�aree di potenzialearee di potenziale

�

�applicazione della modularitapplicazione della modularitàà�aree di potenziale

�applicazione della modularità

�

�aree di potenzialearee di potenziale

�

�applicazione della modularitapplicazione della modularitàà

La modularità è una metodologia che, applicata in fase di sviluppo di un prodotto e/o di un servizio, consente di conseguire vantaggi nelle varie fasi del ciclo di vita

- introduzione (2) – ambiti di applicazione

si vedano comunque altredefinizioni nelle paginesuccessive.


[M. Sako, F. Murray - 1999][M. Sako, F. Murray - 1999]

� progettazione

� produzione (standardizzazione, economie di scala)

� vendita e post-vendita

� uso e manutenzione

� dismissione

� ...

� progettazione

� produzione (standardizzazione, economie di scala)

� vendita e post-vendita

� uso e manutenzione

� dismissione

� ...

importante, perché propedeutico ad una miglior comprensione delle fasi di progettazione, focalizzare la ripetizione dell’espressione “design boundaries”.

Modularità - introduzione (3) – ambiti di applicazione

Scelte di modularità possono interessare

� sia prodotti

� sia servizi


� sia servizi

Nell’ambito dei prodotti, le applicazioni possonoriguardare

� sia prodotti di consumo durevoli

� sia sistemi di produzione

Modularitàintroduzione

complessità

� the word “complex” has the following common meanings:

complex adj [L, complexus, past participle of complecti, to entwinearound, fr. com. + plect-ere, to braid] 1° composed of two or moreseparate or analyzable items, parts, constituents or symbols ... 2°having many varied parts, patterns or elements, and consequently hardto understand fully ... 3° marked by an involvement of many parts,aspects, details, notions, and necessitating earnest study or examinationto understand or cope with.

- introduzione (4) – definizione di complessità

riprendendo il concetto di


to understand or cope with.

... these definition clearly contemplate a spectrum ranging from thestarkly simple to unimaginably intricate. ... ...

[C. Y. Baldwin, K. B. Clark – Design rules: the power of Modularity]

� complex system is “one made up of a large number of parts that interactin a non simple way. In such systems the whole is more than the sum ofthe parts, not in an ultimate, metaphysical sense but in the importantpragmatic sense that, given the properties of the parts and the laws oftheir interaction, it is not a trivial matter to infer the properties of thewhole”1 (Simon 1962 [1981, p. 195]).

� complessità: modo di essere o di presentarsi che rende difficilel’orientamento o la comprensione, dovuto per lo più a profondità,minuziosità, disposizione o svolgimento necessariamente complicati.

[G. Devoto, G.C. Oli – Il dizionario della lingua italiana]

Modularità

� le precedenti definizioni di complessità rimandano al

numero di elementi propri del sistema in analisi e

alle caratteristiche delle relazioni fra loro

intercorrenti.

- introduzione (5) – definizione di complessità


intercorrenti.

� la considerazione di tali concetti è propedeutica al

concetto di “scomponibilità” ed alle successive prassi

di gestionali.

Modularitàintroduzione

scomponibilità (decomposibility)

� one way to manage complexity is to reduce the number of distinctelements in the system by grouping elements into – and thereforehiding the elements within – a smaller number of subsystems. …this is the basic idea of decomposibility …

[R. Garud, A. Kumaraswami, R.N. Langlois – Managing in the modular age]

� in a decomposable system, by contrast, the proper working of agiven part will depend with high probability on the characteristics

- introduzione (6) – concetto di scomponibilità


given part will depend with high probability on the characteristicsof other parts within its subassembly — but will depend withrelatively lower probability on the characteristics of parts outside ofthat subassembly.

[R.N. Langlois – Modularity in technology, organization and society]

� a complex system can be managed by dividing it into small piecesand looking at each one separately. Once the complexity of one ofthe elements crosses a certain threshold, that complexity can beisolated by defining a separate abstraction that has a simpleinterface. The abstraction hides the complexity of the element; theinterface indicates how the element interacts with the largersystem.


Modularitàscomponibilità (decomposibility)

� one way to manage complexity is to reduce the number of distinctelements in the system by grouping elements into – and therefore hiding the elements within – a smaller number of subsystems. …this is the basic idea of decomposibility …


� in a decomposable system, by contrast, the proper working of a given part will depend with high probability on the characteristics of other parts within its subassembly — but will depend with relatively lower probability on the characteristics of parts outside of that subassembly.


� a complex system can be managed by dividing it into small piecesand looking at each one separately. One the complexity of one ofthe elements crosses a certain threshold, that complexity can beisolated by defining a separate abstraction that has a simple interface. the abstraction hides the complexity of the element; the interface indicates how the element interacts with the larger system.


“small number of “proper working of a “ … small pieces”

- introduzione (7) – considerazioni derivate dal concetto di

scomponibilità


“small number of systems”

… grouping elements into a small number of subsystems …

“proper working of a given part”

… will depend on the characteristics of the parts within its subassembly

… and with relatively lower probability of parts outside …

“ … small pieces”… can be managed by dividing it into small pieces and looking at

each other separatley…

... la stessa possibilità di configurazione di “sottoassieme” implicitamente richiama un basso livello di interazione fra gli

stessi (se tale livello fosse alto, mancherebbe la condizione di indipendenza dei vari sottoassieme e quindi anche la possibilità di

adeguata delimitazione)

Modularità

“hiding”… – and therefore hiding the

elements within – …

“will depend” … will depend with high probability on the characteristics of other parts within its subassembly … low probability on the

characteristics of parts outside

- introduzione (8) – considerazioni derivate dal concetto di

scomponibilità


� l’ “occultamento” (hiding) di alcuni elementi – nelsenso di non percezione dall’esterno – in aggregati bendefiniti (e quindi anche la – comunque relativa - nonnecessità di conoscenza delle modalità difunzionamento di tali elementi)

� ... e nel contempo le condizioni di bassainterdipendenza fra aggregati (... will depend) ...

... prefigurano i temi centrali di gestione di un sistema modulare, che sarà centrato su una scomposizione in aggregati spinta fino al

conseguimento del sopra citato basso livello di interdipendenza e sulle successive modalità di ricomposizione e interfacciamento

(definizione delle architetture e interfacce)

Modularità

“…

Modularity is a concept that has proved useful in a large number of fields that deal withcomplex systems. Two subsidiary ideas are subsumed in the general concept.

The first is the idea of interdependence and independence across modules.

A module is a unit whose elements are powerfully connected among themselves and relatively weakly connected to elements in other units. Clearly there are degrees of

connection, thus there are gradations of modularity.

... prefigurano i temi centrali di gestione di un

sistema modulare, che sarà quindi centratosulla scomposizione (“quali”) e sulle modalità diricomposizione e interfacciamento (“come” /architetture e interfacce) dei suddetti aggregati

a complemento: “… modularity is a special form of design thatintentionaly creates a high degree od independece or “loosecoupling” between component designs by standardizing componentinterface specifications.” [R. Sanchez, J.T. Mahoney – Modularity flexibility, and

knowledge managent in production and organization design]

- introduzione (9) – “prima sintesi”


In other word, modules are units in a larger system that are structurallyindependent of one another, but work together. The system as a whole must thereforeprovides framework – an architecture – that allows independence of structure andintegration of function.

The second idea is captured by three terms: abstraction, information hiding, and interface.

A complex system can be managed by dividing it into smaller pieces and looking at each one separately. When the complexity of one f the elements crosses a certain threshold, that complexity can be isolated by defining a separate abstraction that has a simple interface.

For human beings, the only way to manage a complex system or solve a complex problem is to break up. Inthe breaking apart it is best to look for points of natural division, dividing “the idea … at the joints, as naturedirects, not breaking any limb in half as a bad carver might.”.

Once the system or problem has been divided into this fashion, one can hide the complexity of each partbehind an abstraction and an interface. The time to begin the process of breaking apart the system is whenthe complexity of the whole threatens to overwhelm progress toward the goal.

…”


Modularità

... some general principles of modular systems design ... The decompositionof a system into modules should involve the partitioning of information into visibledesign rules and hidden design parameters.

The visible design rules (or visible information) consist of three parts:

• an architecture specifies what modules will be part of the system and what theirfunctions will be.

• interfaces describe in detail how the modules will interact, including how they

... prefigurano i temi centrali di gestione di un sistemamodulare, che sarà quindi centrato sullascomposizione (“quali”) e sulle modalità di

ricomposizione e interfacciamento (“come” /architetture e interfacce) dei suddetti aggregati

- introduzione (10) – caratteristiche di un sistema

modulare (regole di progetto)


• interfaces describe in detail how the modules will interact, including how theyfit together and communicate.

• and standards test a module’s conformity to design rules and measure themodule’s performance relative to other modules.

These visible pieces of information need to be widely shared and communicated.

a complemento: il riferimento ad un’architettura ed alle relative interfacce richiama il concetto direte/network.A tale proposito la definizione degli standard assume importanza anche in logica di “analisi economica”. Neldettaglio, l’aspetto considerato è il “network effects”, ovvero l’insorgenza di condizioni per cui il valore diuno standard percepito dal singolo dipende dal numero di individui che già lo hanno adottato (o che ci siattende lo adottino).In tal senso è esplicativo considerare le peculiarità dei networks caratterizzati da connessione fisica ovirtuale. Il primo caso, ad esempio quello di una rete telefonica, l’importanza della rete dipende dal numerodi individui connessi a quella specifica rete. Il secondo caso, può essere quello relativo a specifici packageshardware o software, il cui valore per l’individuo dipende dal livello di disponibilità di hardware e softwarecomplementari, livello che a sua volta dipende dalla quantità di altri individui che hanno scelto gli standarddi compatibilità propri (“embodied”) nello specifico hardware o software.

Modularità

… quindi, nell’ambito della modularità, termini chiave dei qualiè necessario assimilare il significato sono:

� architettura

� interfacce

- introduzione (11) – – caratteristiche di un sistema

modulare


� interfacce

� standard

talvolta insorge confusione fra le due espressione “interfacce” e“standard”.“Interfacce” ha il significato di elementi/”risorse” finalizzatiall’interfacciamento dei moduli. “Standard” invece riporta a proprietà chei moduli devono avere per poter essere parte del sistema; tali proprietàpossono riguardare sia quelle funzionali all’interfacciamento sia altre ingenerale (ad esempio dimensionali, tecnologiche, concernentil’affidabilità ecc.).Taluni autori comunque pongono l’accento sulle interfacce comeproprietà di pertinenza delle problematiche/criteri di interazione, e inquesto possono essere intese come “standard di interazione”.

Modularità

� unità funzionali : aggregato di funzioni.

� modulo : elemento standard che implementa una opiù unità funzionali, collegabile e scollegabilead altri, tramite opportune interfaccestandardizzate, allo scopo di formare unprodotto più complesso.

� architettura di riferimento : modello che stabilisce le unità funzionali

... con altra lettura, le componenti di un sistema modulare comprendono:

- introduzione (12) – caratteristiche di un sistema

modulare


� architettura di riferimento : modello che stabilisce le unità funzionalie le loro relazioni. Stabilisce inoltre leinterfacce standard di connessione fra lediverse unità e fra queste e l’esterno.

� interfacce : elementi di collegamento.

Il disegno esprime il caso diun modulo costituito da piùunità funzionali [F. Jovane – Sistemi Integrati di Produzione –

Consorzio Net.T.Un.O.]

Un’importante distinzionefra le architetture è fraarchitetture aperte echiuse, dove la prima èconfigurata in termini talida poter accettare ulteriorimoduli. La tendenza èverso architetture aperte.

Modularità

Esempi (prodotti e servizi)

� settore automobilistico

� consumer electronics

- introduzione (13) – esempi di applicazione


� elettrodomestici

� applicativi informatici

� applicativi finanziari

� …

[R. Sanchez – Strategic product creation, European Management Journal Vol. 14 1996]

Modularità

� riduzione del time to market

� minor difficoltà nellagestione delle modifiche

� maggiori potenzialità dimodifica (più ampia gammadi varianti)

� distinte base più semplici

� …

progettazione

� riduzione tempi diassemblaggio

� maggior flessibilità

� maggior qualità

� maggiori opportunitàdi standardizzazioneed automazione

� …

produzione

� più ampia offerta divarianti

� maggiorpersonalizzazione

� facilitazione in fase diassistenza(standardizzazione)

� …

vendita ed assistenza

� maggior facilità disostituzione delle partinon conformi

� più facile smontaggio erecupero delle singoleparti

� …

manutenzione e dismissione

- introduzione (14) – dettaglio sui vantaggi


economie di scala e di

apprendimento

economie di varietà

La modularizzazione del design di prodotto assicura l’opportunità di cogliere rilevanti economie di scala, economie di varietà ed economie di

apprendimento. Questo è particolarmente significativo se si considera che la possibilità di cogliere economie di scala e di varietà sono

tradizionalmente ritenuti obiettivi antitetici.[D. Campagnolo, G. Costa – Modularità e Business Process Outsourcing – Sviluppo & Organizzazione n. 214 2006]

ModularitàE’ inoltre da rilevare l’importanza della modularitànei servizi.

La diffusione di provider (fornitori di servizi) specializzatinell’erogazione di più servizi fra loro collegati ne è unesempio (tipico è l’ambito del facilities management).

A tal proposito è da rilevare che:

� la modularità dell’ambito dei servizi richiede, comeper i prodotti, la definizione dei moduli, delle interfaccee degli standard.

� che tale scelta di fatto configura le problematiche dioutsourcing e che tali problematiche comportano laridefinizione organizzativa sia dell’OSP (OutsourcingService Provider) sia del cliente.

- introduzione (13) – modularità nei servizi


Service Provider) sia del cliente.

[M. Sako, F. Murray - 1999]

[S. Gallinaro – La modularità nello sviluppo e nella produzione di servizi- Ditea n. 2009]

Modularità

… altre definizioni (i)

� la modularità è una strategia importante per organizzareefficientemente prodotti e processi complessi. Un sistemamodulare è composto di unità (i moduli) progettati

indipendentemente ma opera come un sistema integrato.[Baldwin e Clark, 1997]

� ... la proprietà qualificante dell’approccio modulare

... a complemento

- introduzione (13) – altre definizioni


� ... la proprietà qualificante dell’approccio modulare(modular thinking) risiede nella facoltà di plasmare leorganizzazioni e i prodotti attraverso la scomposizione e

ricomposizione di elementi semplici [Gallinaro et al., 2001]

� ... applicata con successo nella progettazione dei prodotti, lalogica modulare è stata più di recente introdotta quale

variabile critica nel disegno organizzativo [Benassi e Tunisini,

2000]

� ... sino alle esperienze delle architetture industrialicomposte da plant (production e assembly plant) pensatialla stregua di moduli, e organizzati in forme cooperative

evolute [A. Grando – Innovazione, produzione e logistica nell’era

dell’economia digitale]

Modularità

� ... indirizzarsi verso scelte di modularità implica comunque la considerazione didifferenti tipi di organizzazione.

� a fronte dell’interrelazione fra processi e disegno organizzativo, è possibileaffermare che:

… if the production process requires team production or calls forhighly specific assets, a nonmodular structure (“hierarchy”) is in

... modularità in

… altre definizioni (iii)

- introduzione (14) – altre definizioni


highly specific assets, a nonmodular structure (“hierarchy”) is inorder; otherwise, a modular structure (“the market”) is moreappropriate …


quale “spunto di riflessione”, quanto sopra porterebbe a dedurre che scelte di non modularità comportano organizzazioni orientate verso

un carattere meccanico, viceversa per scelte di modularità.

… inoltre importante osservare che le due logiche avvicinano il concetto di rete come forma intermedia fra la “gerarchia” e il “mercato”.

Modularità

� l’architettura di riferimento nasce dal modo in cui laconcezione astratta del sistema finale vienescomposta e dalla definizione delle interdipendenze diciascun modulo rispetto agli altri e all’assieme

- introduzione (15) – criteri di scomposizione


ciascun modulo rispetto agli altri e all’assieme

� criteri di scomposizione

� morfologico strutturale... scomposizione con criteri tecnico strutturali

� funzionale... scomposizione con criteri relativi alle funzioni d’uso

Modularitàesempio di scomposizione

morfologico strutturale



Modularitàesempio di scomposizione

funzionale



T

V

Modularità

tipi di modularità (i)

� per ripetizione

- il medesimo componente viene ripetutamente impiegato in più prodotti,

- ... realizzazione di economie,

criteri alla base dellescelte di modularità

- introduzione (18) – tipologie di modularità



- ... questo tipo di modularità non porta mai a personalizzazione del prodotto se nonquando è usata congiuntamente ad altre specie di modularità.

� per sostituzione

- permette di realizzare varianti di un medesimo prodotto attraverso la sostituzione di uncomponente modulare,

- ... è complementare alla modularità per ripetizione,- ... realizzazione di economie.

� per adattamento su misura

- possibilità di personalizzare un prodotto attraverso la regolazione di uno o piùcomponenti,

- ... concettualmente analoga alle due precedenti.

Modularità

tipi di modularità (ii)

� per commistione

- caratterizzata dalla commistione (mescolanza) delle tipologie precedenti,


- ... questo tipo di modularità non porta mai a personalizzazione del prodotto se nonquando è usata congiuntamente ad altre specie di modularità.

criteri alla base dellescelte di modularità



quando è usata congiuntamente ad altre specie di modularità.

� per applicazione (bus modularità)

- caratterizzata dall’utilizzo di una struttura standard, il bus, sulla quale si possonoapplicare diversi componenti,

- il numero e tipo di componenti applicati configura il livello di personalizzazione delprodotto,

- ... tipica dei prodotti ICT (Information Communication Technology).

� per combinazione libera

- realizzare tutte le configurazioni consentite dalle interfacce tra i singoli componenti,

- consente un’ampia personalizzazione/riconfigurabilità del prodotto.

Modularità

ancora altri ...tipi di modularità (iii)

in effetti si tratta di differenti architetture


Il riferimento è alle

architetture



Modularità

ancora altri ...tipi di modularità (iii bis)

� slot � each of the interfaces between components in a slot architecture is of adifferent type from the others, so that the various components in the

product cannot be interchanged.



� bus � in a bus architecture, there is a common bus to which the other physical

components connect via the same type of interface.

� sectional � in a sectional architecture, all interfaces are of the same type andthere is no single element which all the other components attach. Theassembly is built up by connecting the components to each other viaidentical interfaces.


Modularità

interfacce

� classificazione funzionale

- interne (collegano i moduli fra di loro)- esterne (collegano il sistema con l’esterno)

- introduzione (22) – tipologie di interfacce


� classificazione per tipologia

- fisiche (collegano i moduli fra di loro)

� fisse (non consentono movimenti relativi)

� mobili (consentono movimenti relativi)

� di conduzione (consentono la trasmissione di fluidi, energia ecc.)

- informatiche (consentono la trasmissione di dati)

Modularità

… è intuibile che scelte di modularità comportino differentimodalità di:

� gestione della conoscenza

- introduzione (15) – “problematiche” introdotte


� gestione della conoscenza

� di sviluppo dei progetti

Le pagine seguenti sono dedicate a tali due problematiche.

Modularità - gestione della conoscenza (1)

La gestione della conoscenzadeve andare quindi oltre ilparadigma (… comunquedatato) di conoscenza di unsingolo componente (modulo,sottoassieme ecc.) inparticolare comprendendoquanto alla composizione dei


[R. Sanchez, J.T. Mahoney – Modularity, flexibility and knowledge management in product and organization design, Strategic Management Journal Vol. 17 1996]

quanto alla composizione deicomponenti stessi (interactionsand configurations).

La matrice esprime:

- in corrispondenza di “moderataacquisizione di conoscenzasull’interazione …”: le due tradizionaliclassificazioni di innovazioneincrementale e radicale

- in corrispondenza di “significativaacquisizione di conoscenza …”:l’innovazione architetturale e unasorta di “innovazione modulareradicale”

Modularità

... in termini “introduttivi”,il processo alla base diuna progetto è descritto ingenerale dal modello FBS(Functional Behavioural,

FBS: Functional Behavioural Structural

[S.Gallinaro

–LA

modularità

nello

sviluppo

dei

prodottiedeiservizi,

ImpresaProgetton.12009]

- sviluppo dei progetti (1)


(Functional Behavioural,Structural) e, per quantoalla modularità, daldisegno sottostante.

Importante evidenziare lascelta delle architetturequale tema centrale.

Modularità... più nel dettaglio



... nel progetto modulare è centralela definizione della architetture

[R. Sanchez – Managing product creation, European Management Journal Vol. 14 1996]

Modularità - sviluppo dei progetti (3)

Premessa alle pagine seguenti

Quanto nel seguito riportato in merito allo sviluppo di progettimodulari è in particolare finalizzato ad informazione dellecaratteristiche del processo di progettazione.In particolare, e quale punto centrale, si vuole evidenziare un


In particolare, e quale punto centrale, si vuole evidenziare unparallelo con i tre termini presentati quali compendio dell’approcciomodulare, ovvero architettura, interfacce, standard. Nellaprogettazione modulare tale parallelo riporta alla necessità didefinizione di “regole di progetto” e di:- regole del progetto- regole di integrazione e testing (degli output dei singoli team di progetto …)

Modularità... elementi/terminologia propedeutica (i)

� “elaborato di progetto” (design)

l’elaborato di progetto è la descrizione dell’oggetto al quale il progetto èstato riferito.

� struttura di un progetto (design structure)la struttura di un progetto comporta la descrizione di specifici parametri



la struttura di un progetto comporta la descrizione di specifici parametri(design parameters) e delle interdipendenze (fisiche, logiche ecc.) fra glistessi.

� contenuti del progetto (task structure of a design process)i contenuti del progetto comprendono una lista di obiettivi del processo diprogettazione (tasks), che devono essere conseguiti al fine dicompletamento del progetto, e le correlazioni fra gli obiettivi stessi.

Modularità

a supporto della lettura, sono anticipati i termini richiamati dallepagine seguenti:

- hierarchical design parameters

- Design Structure Matrix (DSM)



- Design Structure Matrix (DSM)

- tasks

- Tasks Structure Matrix (TSM)

- struttura di un progetto (design structure)

- “architetto del progetto”

- regole di integrazione e testing

Modularità... elementi/terminologia propedeutica (ii)

� gerarchia dei parametri di progetto(hierarchical design parameters)

- indica la sussistenza di condizioni didipendenza di alcuni parametri daaltri.

- ... by setting a series of switches early

on, designers can bound their

immediate problems (the design at

hand) to one that is manageable given

il disegno si riferisce al progetto di unatazza con eventuale coperchio. Ovvio chela definizione del diametro del coperchiodipenderà dalla presenza o meno delcoperchio (Cap/No Cap) e che saràcomunque interdipendente con ildiametro della tazza.



hand) to one that is manageable given

their knowledge and resources. Modular

designs are the result of a purposeful,

consistent and rigorous application of

this boundary.


importante la considerazione per cui “modular designs are the result of a purposeful, consistent and rigorous

application of this boundary”

– “boundary” ha il significato di condizioni da rispettare / elementida considerare.

– tali elementi possono essere identificati nel modulo (elementostandard che implementa una o più unità funzionali ...), per la cuidefinizione un particolare rilievo è da assegnare al concetto distandard.

Modularità... elementi/terminologia propedeutica (iii)

� funzioni di un prodotto

� è di rilievo considerare il concetto di “funzioni del prodotto” perchéla definizione dei “boundaries” non potrà non esserne ispirata.

� le funzioni di un prodotto si distinguono in:

- primarie



- primarie ... ovvero intrinseche al prodotto (es.: ... la tazza è uncontenitore per liquido).

- sussidiarie ... sono di elaborazione (specializzazione) delle funzioniprimarie; servono a differenziare il prodotto (importanti quindi per l’ambito

competitivo). Ad es.: tazza con coperchio e thermos.

- supplementari ... per certi versi sono complementari /parallele alle

funzioni primarie (ad es.: particolare estetico della tazza).

Modularità... premesso quindi quanto agli aspetti di gerarchia e interdipendenza fra variabili ...

la struttura del progetto (design structure) può essererappresentata dalla Design Structure Matrix (DSM), cheappunto illustra le condizioni di gerarchia e dipendenza fra iparametri.



… hierarchical relationship and interdependencies among design parameters canbe formally mapped using a tool called design structure matrix (DSM).


Modularità

� i contenuti/obiettivi (tasks) di un processo diprogettazione sono raffigurabili come l’elemento dicongiunzione fra gli input e l’output dell’elaboratodi progetto.

� l’identificazione delle tasks è un importanteesercizio analitico perché vincolaall’approfondimento fra le caratteristichedell’oggetto in progettazione ed il relativo



dell’oggetto in progettazione ed il relativoprocesso ... per quindi assegnare incarichi /attivare i gruppi di competenza.

… identification of design tasks … it is a powerful analyticdevice because by using it we can see with clarity howthe physical and logical structure of an artefact getstransmitted to its design process, and from there to theorganization of individuals who carry the process forward


Modularità

il risultato è quindi una matrice (Task Structure Matrix – TSM) di correlazione fra lastruttura di progetto e le tasks stesse (nella fattispecie rappresentate dai singolicomponenti descritti: drive system, main board ...)




... si pone però un problema di reciproca interdipendenza fra task (rif. alle x noncomprese nei singoli riquadri propri delle singole task)

Modularità... problema di reciproca interdipendenza ... � ad es.:decisioni sul sistema di drive ne influenzano altre relativealla main board, che a loro volta incidono sul progettodello schermo. le decisioni così conseguite sullo schermo aloro volta ne generano altre sulla main ed ancora sulsistema di drive. Definire un qualcosa sul sistema di driveinfluenza le scelte di packaging ecc. ...

in sostanza si tratta di operare (cycling throughdesign parameters) fino all’individuare unasoluzione di equilibrio ... sistema creativo manel contempo dispendioso



nel contempo dispendioso

... è a questo punto che con maggiorrilievo si può cogliere il concetto dimodularità, che si pone comeprocedura che, sulla base delleconoscenza delle struttura di progetto,definisce delle regole per il progettostesso (... funzionali all’eliminazione delle “x

esterne” alle singole task).

… modularization is a procedure that usesknowledge of design structure and designparameters interdependencies to create

design rules[C. Y. Baldwin, K. B. Clark – Design rules: the power of Modularity]


Modularità... l’esempio riportato è esplicativo delle significato delleregole di progetto (si tratta di “vere e proprie regole”)...

nel contempo è evidente che tali regole:

• possono essere definite quando già si èmaturata un’esperienza sulla specificatipologia di progetto (... quando siconoscono i problemi che potrannopotenzialmente insorgere).

• richiedono la definizione di un “architetto”



• richiedono la definizione di un “architetto”del progetto (il termine “architettura”implicitamente richiama la scelta di specifiche

soluzioni).

... la soluzione delle interdipendenze fra letasks tramite la definizione delle suddetteregole deve comunque (ed ovviamente)garantire integrazione fra le diversecomponenti ...

[C. Y. Baldwin, K. B. Clark – Design rules: the power of Modularity]... andranno quindi previsti anche verifiche di“integration and testing” del sistema.

Modularitàparadigma di un progetto modulare

il processo di progettazione modularecomprende quindi tre fasi:

• definizione delle regole di progetto ... che




• definizione delle regole di progetto ... chesaranno di input allo sviluppo delle singole task

• di sviluppo delle singole task (work on hidden

modules) ... che saranno di input alle verifiche diintegrazione e di funzionalità.

• definizione delle regole di integrazione etesting.

Modularità

� la complessiva configurazione del “processodi progettazione modulare” riporta aitermini di visible rules and hiddenparameters inizialmente citati, dove glihidden parameters (or information) sarannoi parametri lasciato alla discrezione delprogettista del singolo modulo.

� ultima considerazione sulle prassi di




tali aspetti introducono il concetto di design hierarchy, ovvero di una regola di diffusione delle informazioni (rif. alla

didascalia del disegno)

� ultima considerazione sulle prassi dimodularizzazione � esiste comunque unproblema di interazione fra i moduli e quindiesigenze di interfacciamento, sia nel sensodi dialogo fra due moduli sia in quello didiffusione delle regole di progetto.

Modularità

a complete set of design rules fully addresses the followingcategories of design information:

� architecture ↔ what modules will be part of thesystem, and what their roles will be.

� interfaces ↔ detailed description of how thedifferent modules will interact, including how they will fit

... in conclusione



↔

different modules will interact, including how they will fittogether, connect, communicate …

� integration protocols and testing standards ↔

procedures that will allow designers to assemble thesystem and determine how well it works, whether aparticular module conforms to the design rules, and howone version of a module performs relative toanother.

Modularità... in termini “più approssimati”, ilprocesso alla base di una progettomodulare è descritto dal seguenteflusso.



Modularità

� FASE DI DEFINIZIONE

� definizione specifiche progettuali (prestazioni richieste)

�

� selezionare funzioni (funzioni)

definire unità funzionali e interfacce nelle selezione delle funzioni, ricordare ladistinzione tra funzioni, primarie,sussidiarie, complementari.

... a complemento pagina precedente



A IMENTO� definizione RCHITETTURE DI RIFER

�

�

�

� prestazioni effettive

F VALUTAZIONEASE DI

singoli moduli e interfacce (analisi dei singoli moduli e delle interfacce)

funzioni (verifica delle funzionalità)

(valutare le prestazioni della/e architettura/e di riferimento)

Modularità

un importante strumento utile in logica direvisione della configurazione di famiglie diprodotto (o comunque in logica di impostazionedella progettazione) è il

- la modularità in progettazione e in produzione” (1)


VRP

Variety Reduction Program

VRP

Variety Reduction Program

il VRP può essere inteso come “vero e proprio metodo”per la gestione della modularità, in tal sensocomprendendo tecniche finalizzate alla diversificazionedei prodotti e all’incremento dell’efficienza di produzione.

Modularità

“... il sistema [VRP], a differenza dello sviluppo tradizionale, si basa sullacontemporanea progettazione di molteplici modelli, invece che in successione eseparatamente gli uni dagli altri. L’attenzione viene concentrata su due particolaritàdello sviluppo. Innanzitutto si procede col pianificare e progettarecontemporaneamente più modelli, attraverso un’analisi completa delle necessità dlmercato e una previsione dei possibili cambiamenti che potranno verificarsi nelmedio-lungo periodo. Il processo tradizionale, con lo studio del mercato, lo sviluppodi un prodotto-capostipite e, successivamente in base alla necessità di altri modelli,costringe a ogni cambiamento dei fabbisogni del mercato, a reiterare tutto il ciclo,con enormi perdite di tempo e impossibilità (se non attraverso pesanti e costosemodifiche) di riutilizzare il lavoro già svolto. Da questo punto di vista, è possibileaffermare che la modularità costituisce un approccio strategico allo sviluppo dei



affermare che la modularità costituisce un approccio strategico allo sviluppo deinuovi prodotti che consente di iniziare lo sviluppo di prodotti più tardi (con evidenteriduzione dei rischi) per concluderlo prima dei propri concorrenti.

In secondo luogo, con il metodo proposto viene costantemente monitorata eminimizzata la varietà. In questo contesto “varietà” indica sia le differenze fraprodotti, sia la tipologia di componenti e materiali che li compongono sia i processinecessari alla fabbricazione (attrezzature, macchinari, impianti, cicli di lavoro). Sesi imposta un’azione di controllo fin dalle prime fasi di sviluppo e la si esercitaanche in quelle successive, è possibile, oltre che minimizzare la varietà dei prodotti,dei componenti e dei processi produttivi, ridurre i tempi dedicati in ogni fase allediverse attività, riducendo, di conseguenza, il time to market. E’ opportunosottolineare che minimizzare la varietà non significa necessariamente nonrispondere ai bisogni di un mercato che richiede la differenziazione dei prodotti, ma,per contro, che è invece possibile tenere conto delle specifiche dei clienti e delletendenze della concorrenza, senza generare un’eccessiva differenziazione.”

[A. Grando – Innovazione, produzione e logistica nell’era dell’economia digitale]

Modularità - la modularità in progettazione e in produzione” (3)


[A. Grando – Innovazione, produzione e logistica nell’era dell’economia digitale]

nelle tecniche VRP sonoindividuabili i tipi dimodularità in precedenzarichiamati

Modularità

... in sintesi ...l’analisi VRP può essere condotta secondodue differenti approcci:

� analisi VS (Vertical Structure Analysis)



� analisi VS (Vertical Structure Analysis)

� analisi HS (Horizontal Structure Analysis)

Modularità

analisi VS (Vertical Structure Analysis)

� scomposizione del prodotto in parti fisse, semivariabilie variabili:

� parti fisse � costituiscono il core product (funzionalità dibase dl prodotto) ... non sono generalmente percepite comeelementi differenzianti del prodotto



elementi differenzianti del prodotto

� parti semivariabili � conferiscono al prodotto lefunzionalità accessorie ... non differenziano (personalizzano)efficacemente il prodotto

� parti variabili � parti fondamentali per la differenziazionedel prodotto.

� ... adeguata a famiglie di prodotti caratterizzate daelevata standardizzazione.

� ... configurazione del processo produttivo costituita dalinee dedicate alle parti fisse e da altre più flessibilidedicate alle parti variabili.

Modularità

analisi HS (Horizontal Structure Analysis)

� realizzazione (e differenziazione) dei prodotti finititramite differenti combinazioni di moduli base (parti ecomponenti standardizzati) ... rispetto alla soluzione



componenti standardizzati) ... rispetto alla soluzioneVS permette un allargamento della gamma dei prodotti... struttura organizzata su più livelli , ad ogni modulocorrisponde una combinazione dei moduli di livelloinferiore.

� struttura produttiva costituita da unità dedicate allafabbricazione dei singoli moduli e da stazioni diassemblaggio flessibili funzionali alla lorocombinazione.

Modularità

� ... estensione del concetto dimodularità dalla fase diprogettazione (sviluppo) aquella di produzione � ...“sovrapposizione/interdipendenza” fra le fasi.

� le stesse logiche alla basedella definizionedell’architettura di prodotto

- la modularità in produzione – “cenno” (1)


dell’architettura di prodottosono traducibilinell’“architettura di unsistema produttivo”. In altritermini: il concetto dimodularità va letto con“differenti chiavi di lettura”: sepensiamo ad una cella i modulisono le macchine ecc.

: rif. alla progettazione

: rif. alla produzione

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