L’innovazione nella Progettazione: il Caso Engineering Parte 2 · ¾Analisi funzionale di...

KAEMaRT GroupUniversità degli Studi di BergamoDipartimento di Ingegneria Industriale

TRIZ: Un contributo allo sviluppo di principi e cr-Milano, 25 giugno 2004soluzione costruttive innovative 1/29

L’innovazione nella Progettazione:il Caso Engineering

Parte 2

KAEMaRT GroupUniversità degli Studi di Bergamp

Dipartimento di Ingegneria Industriale



OUTLINE

Analisi funzionale di Prodotto e Patent BreakingCaso: Promatech Telaio tessile

Innovazione di processo e prodottoCaso 3A: Processo di progettazione di dispositivi medicali

Conclusioni



CASO 1: ANALISI FUNZIONALE DI PRODOTTO

Azienda: Itema Group - Promatech, Villa di Serio (BG)Caso di Studio: Telaio ad ariaTelaio ad ariaObiettivi:

Utilizzare una metodologia strutturata per l’analisi funzionale e l’innovazione di un prodotto industriale complessoFormalizzare il know-how sul telaioProdurre documentazione tecnica funzionaleProdurre brevetti



FASI PRINCIPALI



Analisi funzionale del sistema di trasferimento trama

Studio del funzionamento della macchina con personale espertoIndividuazione del ruolo di ogni componente

Modello funzionaletrasferimento tramaModello funzionaleModello funzionale

trasferimento tramatrasferimento trama

PRODOTTO PRODOTTO

PROCESSOPROCESSO

MODELLO FUNZIONALE AD ALTO LIVELLO



Modello di alto livello: prodotto

Apparata trasferimemtotrama



I modelli di alto livello hanno permesso di localizzare i sottosistemi che piùnecessitano di essere ottimizzati

IDENTIFICAZIONE DELLE AREE DI INTERVENTO

Telaio ad aria MYTHOSTelaio ad aria MYTHOS

Apparato di trasferimento tramaApparato di trasferimento tramaSistema pneumatico di alimentazione Sistema pneumatico di alimentazione

delle delle ““staffettestaffette””



ANALISI FUNZIONALE DI DETTAGLIO



Configurazioni alternative del modello funzionale di riferimentoSemplicazione sistema – Bilanciamento funzionale

Varianti di trimming1. “No tanks”2. “No tanks & no electrovalves”3. “No tanks, no electrovalves & active Staffette”4. “No tanks, no electrovalves & valve near Staffette”

RICERCA DELLE SOLUZIONI



11 - NO TANKS

Eliminazione dei serbatoi delle staffette (Tanks)Funzione principale svolta dai serbatoi (stabilze pressure) viene demandata a un nuovo elemento:

Micro compressors

X

2

XX2 - NO ELECTROVALVES & TANKS

Eliminazione delle elettrovalvole e quindi anche serbatoiFunzioni delle elettrovalvolevengono demandate a un nuovo elemento:

Micro compressors



4XX

4 – 2 + VALVE NEAR STAFFETTEEliminazione delle elettrovalvole e dei serbatoiIntroduzione di un dispositivo di piccole dimensioni da istallare nelle vicinanze delle staffette

3X

X 4 – 2 + STAFFETTE “ATTIVE”Eliminazione delle elettrovalvole e dei serbatoiFunzioni delle elettrovalvole trasferire a:

Staffette



RICERCA SOLUZIONI

EffectsPrinciplesPrediction

EffectsEffectsPrinciplesPrinciplesPredictionPrediction

Variante 1

Variante 2

Variante 3

Variante 4

SET SOL. 1(var 1&2)

SET SOL. 2(var 3)

SET SOL. 3(var 4)





Per ogni soluzione proposta è stata intrapresa:

ricerca di dispositivi in commercio (internet assistant, motori di ricerca internet)ricerca brevettuale di dispositivi basati sulla stessa tecnologia (Delphion, Esp@cenet)

al fine di stimare la reperibilità sul mercato e i costi dei dispositivi individuati

ANALISI DEI RISULTATI



RICERCA BREVETTUALE & PATENT BREAKINGNumerosi brevetti di dispositivi basati su tecnologia piezoceramica

Esempio: Brevetto US6439271 B2 “Procedimento per la realizzazione di cicli di tessitura con tempi comparativamente identici in telai a getto d’aria e realizzazione del procedimento”depositato dalla Lindauer Dornier Gesellshaft M.B.H.

─ Gruppo integrato valvola-serbatoio─ Valvola piezoelettrica all’interno del

modulo─ Possibilità di regolazione dinamica

dell’attuatore per ottenere l’esatto profilo di pressione desiderato



Pieno accordo con la metodologia utilizzata per questo lavoroCorrisponde a una variante di trimming del modello funzionale 7.1Eventuale interesse nell’aggiramento del brevetto

US 6,439,271 B2: PATENT BREAKING?



Modelli funzionali di alto livello e di dettaglioFormalizzazione del Know-how aziendale

Proposte di soluzioni innovativeStato dell’arte sull’applicazione della tecnologia piezoelettrica nei telai tessili“dove stanno andando gli altri?”

CONCLUSIONI CASO 1



CASO 2: INNOVAZIONE PRODOTTO E PROCESSO

Azienda: A3 Health Care –Lonato(BS)Caso di Studio: Dispositivi medicali Dispositivi medicali Obiettivi:

Re-ingegnerizzare il processo di progettazione di un dispositivo medico per adeguarlo alla UNI CEI EN ISO 14971:2000Definire un approccio per la progettazione integrata di prodotto/processo che prevede l’impiego di:− Tecniche IDEFIDEF− Metodologia AFD (AFD (AnticipatoryAnticipatory FailureFailure

DeterminationDetermination) da metodologia TRIZ) da metodologia TRIZ− Analisi FMEA (FMEA (FailureFailure Mode and Mode and EffectEffect AnalysisAnalysis))



PROCESSO AS-IS TO-BEGestione

del rischio

TecnicheIDEF

TecnicheTecnicheIDEFIDEF

PRODOTTO

Individuazione pericoli

Valutazione rischio

Riduzione rischio

FMEAFMEAFMEA

AFDAFDAFD



MODELLO AS-IS & TO-BE

Procedure di Qualità

MODELLO MODELLO ASAS--ISIS

MODELLOTO-BE

IntervistePersonaleTecnico

Riallineamento delle attivitRiallineamento delle attivitàà gigiààesistentiesistentiIntroduzione Introduzione RiskRisk ManagementManagement



A3: Gestire rischio

RISK MANAGEMENT



FMEA

CARATTERISTICHE

Logica bottom-up: studia i possibili effetti sull’intero sistema provocati dal malfunzionamento di ogni singolo componente

Individua su quali difetti èessenziale intervenire attraverso il calcolo dell’indice RPN (RiskPriority Number) = gravitàx freq. x rilevabilità

LIMITI

È legata essenzialmente all’esperienza e alle conoscenze personali del progettista

Considera solo l’assenza o l’insufficienza della funzione progettata

Non dà indicazioni su come sopperire alle mancanze del progetto



Formulazione del problema inversoFormulazione del problema inversoFormulazione del problema inverso

Perché???PerchPerchéé?????? Come???Come???Come???

AFD (1/2)Anticipatory Failure Determination

È un’applicazione della metodologia TRIZSi basa sui concetti dell’analisi di sovversione:

“è necessario causare deliberatamente un guasto”“è“è necessario causare deliberatamente un guastonecessario causare deliberatamente un guasto””



AFD (2/2)

I difetti potenziali del sistema sono osservati da una prospettiva che permette di tener conto di tutte le debolezze del sistema L’utilizzo di diagrammi causa-effetto e della conoscenza di base del TRIZ, fornisce un approccio sistematico che permette:

l’identificazione sistematica dei rischi relativi al prodottol’individuazione guidata di eventuali azioni di miglioramento



Applicazione della procedura proposta al caso di apparecchi per l’aerosolterapia

PRODOTTO CONSIDERATO



Providing Failure Hypotheses

1. Determine what typical harm can be provided to [the] (compressor + ampoule)a. Explosion …

i. Chemical explosion …ii. Thermal explosion …iii. ….

b. Combustion ……

DIAGRAMMA CAUSA-EFFETTO



Concept Development

1. Consider opportunities for eliminating [the] (Electric arc) to prevent [the] (T increases) and (I increases).a. Remove or change the source

of harm …b. Modify the harmful effect

2. ……

SCENARIO DI GUASTO



TABELLA FMEA



La procedura proposta per il Risk Management fornisce un approccio sistematico per individuare le modalità di guasto e le relative azioni di miglioramento grazie all’integrazione di FMEA e AFDha dimostrato di essere abbastanza robusta e di fornire un valido supporto per la gestione del rischioha dimostrato le sue potenzialità per agevolare un’innovazione del prodottoha lasciato intravedere la possibilità di essere usata come strumento di supporto per la progettazione industriale

CONCLUSIONI CASO 2

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