Ingegneria, Lean
Attrezzature. 6 aspetti Lean da considerare nella sua progettazione e produzione
In qualsiasi azienda che abbia tra le proprie attività la produzione, è comune l’uso di vari dispositivi detti utillaggi per facilitare la lavorazione agli operatori, ottenendo mediante il loro uso un miglioramento della produttività, della qualità e dell’ergonomia delle operazioni.
\n
\n
Cos\u00e9 un utilllaje?
\n\n\n\n”,”
L’utillaggio industriale, noto anche come «utile», è definito dal RAE come «Utensile destinato a un uso manuale o a un’attività professionale». In realtà, tale definizione di utillaggio è così ampia da poter comprendere anche qualsiasi attrezzo.
\n
\n
\n
\n\n\n\n
Nell’ambito industriale è comune che, con questa denominazione, ci riferiamo agli accessori che comunemente non sono “manuali”, cioè di una complessità leggermente maggiore e che richiedono di essere registrati nelle nostre basi di dati delle macchine.
\n
\n
\n
\n
Attrezzaggio vs macchina
\n\n\n\n
La definizione di macchina per quanto riguarda la normativa di sicurezza è abitualmente correlata alla motorizzazione del movimento delle sue parti. Tale motorizzazione può essere realizzata da motori elettrici, attuatori pneumatici, idraulici, ecc…
La differenza tra attrezzature e macchina può essere spesso estremamente imprecisa poiché, spesso, non troviamo che le attrezzature dispongano di alcuni elementi mobili motorizzati semplici, principalmente elementi di fissaggio.
In effetti, di solito una macchina può disporre di diversi utensili al fine di adattare le proprie capacità di produzione a modelli differenti.
Tipi di attrezzature
In funzione dell’origine delle attrezzature, nelle fabbriche si possono trovare due tipi di dispositivi utilizzati per la produzione:
- Attrezzature standard: adatte per realizzare diverse tipologie di pezzi, entro un intervallo di dimensioni. Sono commerciali, di solito la loro efficienza è limitata, perciò di solito vengono utilizzate solo in serie corte e nelle attività di officina.
- Attrezzature specifiche su misura: realizzate per un pezzo o una famiglia di pezzi determinata. Vengono progettate e realizzate su misura, ottenendo una buona presa del pezzo. Talvolta vengono ottimizzate per snellire il cambio di pezzo, quindi non solo possono migliorare la produttività ma anche l’efficienza dei processi.
È chiaro che nelle fabbriche in cui si desidera un’alta produttività è indispensabile realizzare attrezzature specifiche su misura. Sarà nel progetto e nella realizzazione di questo tipo di attrezzature che dovremo prendere in considerazione una serie di aspetti, derivanti dalla metodologia Lean manufacturing.
Aspetti Lean da considerare nella progettazione e nella fabbricazione
Indipendentemente da altri fattori, la metodologia Lean può servire da riferimento per definire linee guida molto accurate nel momento di progettare un nuovo attrezzaggio. In particolare, ci sono sei aspetti fondamentali che sono influenzati dalle considerazioni delle metodologie Lean.
Dimensione
Uno degli sprechi più comuni nelle aziende è lo «movimento». Durante l’uso degli attrezzaggi, le traiettorie per cui si muovono le mani dell’operatore sono maggiori quanto maggiore è la dimensione dell’attrezzaggio utilizzato.
\n
\n
È molto comune che la collocazione dei componenti avvenga in posizioni intorno all’attrezzatura. Pertanto, quanto maggiore sia la dimensione dell’attrezzatura, maggiori saranno le distanze percorse e, di conseguenza, maggiori saranno gli sprechi dovuti a movimenti inutili.
Posizione
È fondamentale posizionare le attrezzature in una disposizione che minimizzi gli spostamenti dell’operatore e anche i trasporti dei pezzi tra le attrezzature.
\n
\n
\n\n\n\n
Per evitare questi sprechi è fondamentale pianificare un layout adeguato lungo la linea di montaggio. Strategie con la disposizione a U delle linee possono anche aiutare a evitare trasporti e movimenti.
\n
Meccanismi di cambio
\n\n\n\n
Nel Lean è fondamentale la flessibilità. Grazie alla riduzione dell’inventario ottenuta mediante il flusso a pezzo singolo o Kanban, le aziende riescono ad adattarsi meglio alle variazioni della domanda, che diventano sempre più marcate.
Inoltre, grazie all’applicazione dello SMED, i tempi di cambio di macchine e di attrezzature si riducono sensibilmente. È davvero importante tenere conto dei principi SMED nel design delle attrezzature.
Peso
Derivato dalla necessità di facilitare il cambio di riferimento, è assolutamente consigliabile che il peso delle attrezzature sia il più ridotto possibile. Logicamente in questo compito influisce positivamente anche il primo punto esposto, una dimensione ridotta delle attrezzature.
\n
\n
\n
Identificazione e marcatura dell’attrezzatura
\n\n\n\n
Una delle fasi indispensabili nel Lean è la standardizzazione. Una pratica comune è l’identificazione degli utensili tramite la marcatura. In questo modo tutti gli utensili sono controllati tramite un registro, generalmente computerizzato.
\n
Queste informazioni sono utilizzate anche nelle diverse documentazioni, come le schede operative o altre.
Forme, materiali e superfici
Con le 5S, uno degli obiettivi principali è la pulizia dei mezzi per una prestazione più efficiente e soddisfacente da parte degli operatori.
È importante tenere conto di questi principi affinché la progettazione stessa degli attrezzaggi faciliti la pulizia e la manutenzione.
Conclusione
Le attrezzature sono elementi soggetti a un uso intensivo nelle aziende industriali. L’applicazione dei principi Lean nel loro design e nella loro fabbricazione ne migliora la funzionalità, evitando così di implementare processi che comportino sprechi intrinseci al design stesso del processo.
- Venkataraman, K. (2021). Design of milling fixtures. https://doi.org/10.1007/978-3-030-76533-0_5
- Okpala, C. (2015). The design and need for jigs and fixtures in manufacturing. https://doi.org/10.11648/j.sr.20150304.19
- Marin, R. A. & Ferreira, P. M. (2002). A kinematic approach to the design and analysis of optimal machining fixtures. https://doi.org/10.1115/imece2002-33587
- Stern, T. V. (2023). Lean six sigma in innovative thinking and design. https://doi.org/10.4324/9781003397649-26
- Gremyr, I. & Fouquet, J.-B. (2012). Design for six sigma and lean product development. https://doi.org/10.1108/20401461211223722
- Bi, Z. & Zhang, W. (2001). Flexible fixture design and automation: review, issues and future directions. https://doi.org/10.1080/00207540110054579
