ESEMPIO PROCESSO SVILUPPO RODOTTORODOTTO E E … · 1 ESEMPIO PROCESSO SVILUPPO PRODOTTORODOTTO E E...

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EESEMPIOSEMPIO PPROCESSOROCESSO SSVILUPPOVILUPPO

PPRODOTTORODOTTO EE SSTRUMENTITRUMENTI

Prof. Caterina RizziProf. Caterina RizziDipartimento di Ingegneria IndustrialeDipartimento di Ingegneria IndustrialeDipartimento di Ingegneria IndustrialeDipartimento di Ingegneria Industriale

Il processo di sviluppo prodottoIl processo di sviluppo prodotto

CCONTENUTOONTENUTO DELLADELLA LEZIONELEZIONE

StrumentiStrumenti

Concezione del prodottoConcezione del prodotto

Progettazione del prodottoProgettazione del prodotto

Progettazione e realizzazione delle attrezzatureProgettazione e realizzazione delle attrezzature

Caterina RIZZIDipartimento di Ingegneria Industriale

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PPROCESSOROCESSO SVILUPPOSVILUPPO PRODOTTOPRODOTTO

Computer‐Aided x Tools

Concezione Progettazione Produzione Distribuzione SmaltimentoServizioSmalt.

PROCESSO PROGETTAZIONE

ProgettazioneAnalisi ed Validazione Documentazione

Requisiti

Concezione


Progettazioneottimizzazione di progetto di progettoConcezione

PROCESSO PRODUZIONE

Computer‐Aided x Tools

PPROCESSOROCESSO SVILUPPOSVILUPPO PRODOTTOPRODOTTO


Pianificazionedella produzione

Progettazione e

Produzione Controllodi qualità

Pianificazione


PROCESSO DI PRODUZIONE

realizzazione diattrezzature

Programmaz.NC,CNC

Packaging

Pianificazionedel processo

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SSTRUMENTITRUMENTI DIDI SSVILUPPOVILUPPO PPRODOTTORODOTTO (1/3)(1/3)

Il progettista utilizza un linguaggio codificato per Il progettista utilizza un linguaggio codificato per trasmettere l’idea dell’oggetto da realizzaretrasmettere l’idea dell’oggetto da realizzaretrasmettere l idea dell oggetto da realizzare trasmettere l idea dell oggetto da realizzare all’esperto che deve costruirloall’esperto che deve costruirlo

– Strumenti Tradizionali

– Strumenti Computerizzati



Strumenti TradizionaliStrumenti Tradizionali– disegno tecnico– schizzi, proiezioni ortogonali ed assonometriche, sezioni,

particolari (geometria)– quote, tolleranze, note sui materiali e sui tipi di finitura

(dimensioni piu’ caratteristiche tecnologiche)

DISEGNI TECNICI INTERPRETAZIONE


Informazione strutturata

Conoscenza strutturata,non strutturata e

background

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Strumenti Computerizzati (Cax)Strumenti Computerizzati (Cax)modelli digitali 3D del prodotto– modelli digitali 3D del prodotto• CAS

• CAD

• CAM

• CAE

• ….

• Prototipi virtuali


• Prototipi virtuali

• ….

OOBIETTIVIBIETTIVI

migliorare il time to marketmigliorare il time to market

i li l lit ’ l’ ffid bilit ’ d l d tti li l lit ’ l’ ffid bilit ’ d l d ttmigliorare la qualita’ e l’affidabilita’ del prodottomigliorare la qualita’ e l’affidabilita’ del prodotto

fare analisi comparative su diverse possibili soluzioni fare analisi comparative su diverse possibili soluzioni alternativealternative

ridurre i costi di progettazione, sviluppo, ridurre i costi di progettazione, sviluppo, fabbricazione e supportofabbricazione e supporto


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AAPPROCCIOPPROCCIO: I: INGEGNERIANGEGNERIA CCONCORRENTEONCORRENTE

Considerare in parallelo tutti gli elementi del ciclo di Considerare in parallelo tutti gli elementi del ciclo di vita del prodottovita del prodotto

Specificaprodotto

Processoper produrreprodotto

Produzioneprodotto

DESIGN

PROCESS PLANNING

MANUFACTURING


LEAD TIMELEAD TIME

MANUFACTURING

EESEMPIOSEMPIO PROCESSOPROCESSO SVILUPPOSVILUPPO PRODOTTOPRODOTTO

Settore automotiveSettore automotive– Componenti in lamiera stampata


PROCESSO PROGETTAZIONE

Requisiti


ProgettazioneAnalisi ed

ottimizzazioneValidazionedi progetto

Documentazionedi progettoConcezione

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Creare

Ingombri,Carry over...

DDEFINIZIONEEFINIZIONE DELLODELLO STILESTILE (1/6)(1/6)

Creare bozzetti di

stile

Creare matematica

CAS

Costruire modellifisici

Stilista


Sistemi di Computer GraficaSistemi CAS

CAD 3D espliciti

Creare matematica

CAD

Costruiremodellomaster

StilistaTecnici

Bozzetti di stileBozzetti di stileBozzetti di stileBozzetti di stile

Viene concepita la formaconcepita la forma esterna della vettura, con scarsa d fi i i d i d tt li


definizione dei dettagli

Attività rilevanti:Attività rilevanti:– Definire bozzetti

– Disegnare schizzi e viste

– Selezionare bozzetti


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Vincoli ergonomici e meccaniciVincoli ergonomici e meccaniciVincoli ergonomici e meccaniciVincoli ergonomici e meccanici

Lo stile deve essere affinato tenendo conto


Abitabilità

ffdei vincolivincoli di meccanica, abitabilità, etc.


Ingombri meccanici

SSCHEMACHEMA DEIDEI VINCOLIVINCOLI PERPER LOLO STILESTILE


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VVINCOLIINCOLI PERPER LOLO STILESTILE ESTERNOESTERNO


SSCHEMACHEMA EERGONOMIARGONOMIA


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CCONTROLLIONTROLLI DIDI INTERFERENZAINTERFERENZA: : MANICHINOMANICHINO

95% 95% ININ 44AA


Manichino in posizione nominale Manichino nella posizione più bassa

archetipi

Norme ed archetipiNorme ed archetipiNorme ed archetipiNorme ed archetipi

Lo stile viene affinato tenendo conto di norme consolidatenorme consolidate


maniglie


cofano

porte

dimensioni

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Matematica CASMatematica CASMatematica CASMatematica CAS

Vengono definiti bozzetti via via più bozzetti via via più realisticirealistici: nasce il modello CASmodello CAS


modello CASmodello CAS

Attività rilevanti:Attività rilevanti:– Matematizzare i bozzetti

– Creare matematica CAS

(modello virtuale)

– Creare foto ed animazioni


Creare foto ed animazioni

Bozzetto di stile

VVISIBILITÀISIBILITÀ ANTERIONEANTERIONE: : OSTRUZIONEOSTRUZIONE MONTANTEMONTANTE AA

side view 330º


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OOSTRUZIONESTRUZIONE MONTANTEMONTANTE A: A: SIMULAZIONESIMULAZIONE DINAMICADINAMICA


(punto occhio 1320,‐345,881) svolta a sinistra

PPLANCIALANCIA: : VISIBILITÀVISIBILITÀ PULSANTIPULSANTI

5% percentile posiz. tutto alto schienale 20°


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PPANNELLOANNELLO STRUMENTISTRUMENTI: : RIFLESSIONIRIFLESSIONI SULSUL PARABREZZAPARABREZZA


(eye to the intrument panel center)95% perc. nominal position backrest 20°

PPLANCIALANCIA: : RIFLESSIONIRIFLESSIONI SULSUL PARABREZZAPARABREZZA


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Modelli fisiciModelli fisiciModelli fisiciModelli fisiciVengono realizzati i modelli fisicimodelli fisici corrispondenti ai modelli di stile selezionati, a mano o con lavorazioni meccaniche.


Modello fisico


scala 1:5

Modelli master (scala 1:1)

Modello di stile

PPROGETTAZIONEROGETTAZIONE DELDEL PRODOTTOPRODOTTO (2/5)(2/5)

Fattibilità

Progettazione

Progettazione di dettaglio


Calcoli

Design Review

CAD 2DCAD 3D esplicitiCAE di prodotto

Progettisti

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Fattibilità Fattibilità Fattibilità Fattibilità Si definisce l’architettural’architettura delladella vetturavettura, ossia la disposizione ditutte le sue parti meccaniche e di carrozzeria, all’interno di


superfici esterne già definite od in via di definizione

Attività rilevanti sono:Attività rilevanti sono:– Layout vano motore ed autotelaio

– Layout abitacolo e bagagliaio

– Struttura di carrozzeria


Progettazione Progettazione Progettazione Progettazione

Si passa dalle semplici superfici esterne a modelli CADmodelli CAD e disegni costruttivi quotati, garantendo i requisiti richiesti negli obiettivi


q , g q giniziali

P t l t l

Attività rilevanti:Attività rilevanti:– Studio corpo scocca

– Studio parti mobili

– Studio gruppi funzionali


Scocca saldata

Porta laterale

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Calcoli Calcoli Si verifica la corrispondenza delle prestazioni delle soluzioni costruttive proposte con gli obiettivi di progetto, proponendo


eventualmente modifiche e miglioramenti

Deformazioni eStati tensionali


Verifica statica su gruppo porta

AANALISINALISI CRASHCRASH


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AAERODINAMICAERODINAMICA

Griglia di calcolo (~500.000 punti) Distribuzione della pressione


Linee di flusso

AACUSTICACUSTICA SCOCCASCOCCA

Cavity modes


Body modes

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PPROCESSOROCESSO PPRODUZIONERODUZIONE

PPROGETTAZIONEROGETTAZIONE DELLEDELLE ATTREZZATUREATTREZZATURE (1/8)(1/8)

Pianificazionedella produzione

Progettazione erealizzazione diattrezzature

Programmaz.

Produzione Controllodi qualità

Packaging

Pianificazionedel processo


PROCESSO DI PRODUZIONE

gNC,CNC

SSTAMPOTAMPO


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Matematica elemento

Avamprogetto e premetodo

PPROGETTAZIONEROGETTAZIONE STAMPISTAMPI (2/8)(2/8)

p

Studio di imbutitura

Simulazione imbutitura

Metodo


CAD 2DCAD 3D esplicitiCAE processo

ProgettistiMetodisti Progettazion

e struttura

Generazione percorsi utensile

Avamprogetto e metodoAvamprogetto e metodoAvamprogetto e metodoAvamprogetto e metodo

Viene definito il ciclo preliminareciclo preliminare di realizzazione dell’elemento


stampato ed un primo bilanciamentoprimo bilanciamento sotto pressa dell’elemento nelle varie operazioni

Attività rilevanti sono:Attività rilevanti sono:– analisi figura elemento

– analisi sezioni tipiche

– 1° bilanciamento


– definizione ciclo preliminare

Caratteristiche geometriche dell’elemento e le tolleranze

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Studio di imbutituraStudio di imbutituraStudio di imbutituraStudio di imbutituraViene definito il fuorifigurafuorifigura dell’elemento, cioè tutte quelle


gg qsuperfici che vengono sviluppate intorno all’elemento per garantirne l’imbutibilità

Attività rilevanti:Attività rilevanti:– Impostazione studio


– Fresatura modello fisico

– Aggiornamento studio

Simulazione di imbutituraSimulazione di imbutituraSimulazione di imbutituraSimulazione di imbutitura

Viene analizzata l’imbutibilitàl’imbutibilità dell’elemento per individuare


Viene analizzata l imbutibilitàl imbutibilità dell elemento per individuare eventuali criticità e proporre modifiche allo studio di imbutitura

Attività rilevanti:Attività rilevanti:– creazione modelli

FEM

l l FEM


– calcolo FEM

– analisi di stampabilità

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Metodo di stampaggioMetodo di stampaggioMetodo di stampaggioMetodo di stampaggio

Viene definito il ciclo di produzione dell’elementociclo di produzione dell’elemento, quante e quali operazioni i contenuti tecnologici che saranno input per la


operazioni, i contenuti tecnologici che saranno input per la progettazione e la generazione dei percorsi utensile

Attività rilevanti:Attività rilevanti:– Impostazione ciclo

– Definizione contenuti tecnologici


g

– Valutazione fattibilità

Progettazione strutturaProgettazione strutturaProgettazione strutturaProgettazione struttura

Viene definito il progetto dello stampoprogetto dello stampo inserendo tutti i contenuti


previsti dal piano metodo. Alle superfici di imbutitura vengono aggiunte la struttura e le attrezzature necessarie al funzionamento dello stampo

Attività rilevanti:Attività rilevanti:– Progettazione stampo di

imbutitura


– Progettazione altre operazioni

– Matematizzazione alette

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Vengono generati i programmi di fresaturaprogrammi di fresatura per realizzare gli stampi

Generazione percorsi utensileGenerazione percorsi utensileGenerazione percorsi utensileGenerazione percorsi utensile


Vengono generati i programmi di fresaturaprogrammi di fresatura per realizzare gli stampi

Attività rilevanti:Attività rilevanti:– Percorsi utensile stampo di

imbutitura


– Percorsi utensile altre operazioni

Progetto stampo

Modelli per f sioni

CCOSTRUZIONEOSTRUZIONE DIDI STAMPISTAMPI (1/7)(1/7)

fusioni

Collaudo fusioni

Preparazione per copia

L i i


Sistemi CAMSistemi CAD

ModellistiAggiustatori

Ecc..

Lavorazioni di macchina

Aggiustaggio

Messa a punto

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Modelli per fusioniModelli per fusioniModelli per fusioniModelli per fusioni

V ti d i d lli i li ti ld lli i li ti l


Vengono generati dei modelli in polistirolomodelli in polistiroloper realizzare le colate dei grezzi in ghisa ed in acciaio

Attività rilevanti:Attività rilevanti:Inserimento sovrametallo e


– Inserimento sovrametallo e ritiro

– Fresatura polistirolo

– Assemblaggio polistirolo

Vengono realizzati i grezzi di fusionegrezzi di fusionemediante il processo di colata

Collaudo fusioniCollaudo fusioniCollaudo fusioniCollaudo fusioni


in sabbia e verificate le proprietà chimico‐fisiche.

Attività rilevanti:Attività rilevanti:


– Colata in sabbia

– Analisi di provini (durezza, porosità, etc.)

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Per poter montare i particolari sulle basi occorre lavorare tutti lavorare tutti

Preparazione per copiaPreparazione per copiaPreparazione per copiaPreparazione per copia


i piani di accoppiamentoi piani di accoppiamento ed eseguire i fori di fissaggio

Attività rilevanti:Attività rilevanti:– Ribaltamento lame

– Spianatura

– Lavorazione piani di riferimento


p

– Esecuzione fori di fissaggio

Lavorazioni di macchinaLavorazioni di macchina

Vengono effettuate le lavorazionilavorazioni di tutti i particolari dello stampo


Attività rilevanti:Attività rilevanti:– Lavorazione piano base

– Lavorazione superfici di servizio


servizio

– Lavorazione per copia (con finitura crescente)

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AggiustaggioAggiustaggio

Lo stampo viene assemblatoLo stampo viene assemblato e preparato per la messa a punto

Attività rilevanti:Attività rilevanti:


Reparto di assemblaggio

Steccatura

Attività rilevanti:Attività rilevanti:– Steccatura

– Lisciatura

– Scarico raggi negativi

– Forature

– Assemblaggio e controllo


Lo stampoLo stampo vieneviene provato sotto pressaprovato sotto pressa fino ad ottenere un elemento con le caratteristiche geometriche e qualitative richieste

Messa a puntoMessa a punto


elemento con le caratteristiche geometriche e qualitative richieste

Attività rilevanti:Attività rilevanti:– Tamponatura

– Prova stampi

– Produzione di preserie


– Controllo elemento

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CCONCLUSIONIONCLUSIONI

Tutto è sempre più basato sul Tutto è sempre più basato sul 3D3D

Nel mondo della progettazione e della produzione i Nel mondo della progettazione e della produzione i problemi cruciali sono:problemi cruciali sono:pp– Padronanza e controllo del processoprocesso e dei suoi cambiamenti

– Formalizzazione ed uso della conoscenzaconoscenza disponibile

–– TempismoTempismo nel cogliere i cambiamenti tecnologici e ambientali in termini di sviluppo

C ità di ti l li l i tt di


– Capacità di gestire al meglio la propria reterete di collaborazione

L’approccio e le tecnologie L’approccio e le tecnologie PLMPLM sembrano, ad oggi, sembrano, ad oggi, essere la risposta adeguataessere la risposta adeguata

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