Sommario Sommario Sommario Sommario

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Sommario

Introduzione ... 5

Design for Maintainability ... 7

1.1 Introduzione ... 7

1.2 Una nuova visione della manutenzione ... 7

1.3 Design for Maintainability ... 8

1.3.1 Design for X ... 8

1.3.2 Design for Maintainability ... 9

I CMMS - Il software MIG ... 14

2.2 I CMMS, Computer-managed maintenance system ... 14

2.2.1 Introduzione ... 14 2.2.2 Vantaggi ... 15 2.2.3 Funzionalità ... 17 2.2.4 Utenti ... 19 2.3 MIG ... 21 2.3.1 Introduzione ... 21 2.3.2 Caratteristiche e funzionalità ... 22 I sistemi CAD ed il PLM ... 27

3.1 Definizione del contesto e degli strumenti ... 27

3.2 I sistemi CAD ... 27

3.2.1 Classificazione ... 28

3.3 Product Lifecycle Management (PLM) ... 29

3.3.1 Rapporto tra BOM e manutenzione ... 31

3.4 Scelta del sistema CAD ... 34

3.5 Stato dell’arte ... 35

Definizione dei requisiti ... 36

4.2 Progettazione Concettuale ... 36

Strategie implementative ... 39

5.1 Prima versione di Artifex ... 39

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2

5.1.2 Upgrade ... 48

5.1.3 Interscambio dati ... 51

5.2 Seconda versione di Artifex ... 57

5.2.1 Strategie implementative e upgrade ... 58

5.2.2 Interscambio dati ... 63 Installazione e utilizzo... 66 6.1 Introduzione ... 66 6.2 Manuale di installazione ... 67 6.3 Manuale d’uso ... 72 Caso d’uso ... 84 7.1 Introduzione ... 84 7.2 Il caso Moulinex ... 84

7.3 Altri casi noti ... 88

Conclusioni ... 90

Appendice A- Codice Sorgente di Artifex ... 92

Bibliografia ... 139

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Indice delle figure

Figura 1- Fasi delle P&S vs. Flessibilità Processo ... 10

Figura 2- Diagramma di Deployment del sistema ... 37

Figura 3-Diagramma a stati del programma ... 39

Figura 4- Form principale di Artifex ... 42

Figura 5- Diagramma a stati modificato ... 47

Figura 6- Diagramma a stati con upgrade ... 50

Figura 7-Distinta base di una bicicletta ... 52

Figura 8-Diagramma a stati con avvio indipendente della funzione “Schede Tecniche” ... 61

Figura 9-Diagramma a stati complessivo di Artifex ... 62

Figura 10-Librerie necessarie ad Artifex ... 67

Figura 11-Finestra di personalizzazione interfaccia di AutoCAD ... 68

Figura 12-Finestra di personalizzazione e creazione bottoni ... 69

Figura 13-Elenco dei comandi ... 70

Figura 14-Esempio di cartella di file ... 71

Figura 15-Complessivo utilizzato ... 72

Figura 16-Form principale ... 73

Figura 17-Selezione Modifica ... 74

Figura 18-Form modifiche relazioni ... 74

Figura 19-Distinta base modificata ... 75

Figura 20-Form “Seleziona padre” ... 76

Figura 21-Definizione relazione padre-figlio ... 76

Figura 22-Form "Seleziona nodo radice" ... 77

Figura 23-Navigazione nell'albero e scelta nodo radice ... 77

Figura 24-Definzione LRU ... 78

Figura 25-Scelta Tipologia ... 79

Figura 26-Compilazione scheda tecnica ... 80

Figura 27-Compilazione scheda tecnica nel caso LRU ... 80

Figura 28-Scelta verifica di coerenza ... 82

Figura 29-Risultato verifica di coerenza della distinta ... 82

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Figura 31-Articolo di La Repubblica del 15 Luglio 1998 ... 85

Figura 32-Moulinex Mod. 753, Mod. 864, Mod. Multifruit 202 ... 86

Figura 33-Schema attività Moulinex ... 87

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Capitolo 0

Introduzione

Il macro-processo di Progettazione e Sviluppo di un prodotto è ormai divenuto un processo strutturato e sistematico. Il contesto competitivo odierno, caratterizzato da dinamicità e turbolenza, ha condotto alla definizione di precise fasi e metodi da utilizzare affinché tale processo possa raggiungere il successo, inteso come capacità di soddisfare le esigenze e le aspettative del cliente finale.

Tra questi strumenti si annoverano il Concurrent Engineering, un approccio alla progettazione integrata di un prodotto e del relativo processo produttivo così da ridurre drasticamente i tempi di sviluppo e i costi connessi; il modello Stage-Gate in cui ad ogni gate definito il project manager decide se proseguire nello sviluppo del prodotto; strumenti quali il QFD, l’Axyomatic Design, i sistemi CAD-CAM, CAE etc.

Nonostante la proliferazione di tecniche e metodologie cui attenersi, non sono affatto rari i casi in cui i prodotti devono essere richiamati per manutenzioni straordinarie o addirittura ritirati dal mercato. In queste situazioni si registrano così alti tassi di guasto e alti tassi di mortalità infantile del prodotto.

Il presente lavoro di tesi si è prefisso di migliorare le possibilità che hanno i progettisti di evitare l'insorgere di tali problemi creando uno strumento, denominato Artifex, che possa aiutarli a prendere decisioni ponderate ed appropriate sui singoli elementi da utilizzare per la realizzazione del prodotto. Artifex è un software che permette ai sistemi CAD di integrarsi con i CMMS e di fornire all’utente informazioni rilevanti sulla storia manutentiva dei componenti utilizzati, al fine di realizzare il Design for Maintainability (DfM).

L’idea di sviluppare un sistema integrato CAD-CMMS è nata dalla collaborazione tra TAM SOFTWARE s.r.l. e un’importante impresa nautica. E’ stato infatti evidenziato che nel settore delle imbarcazioni da diporto accade spesso che durante le attività di progettazione

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di un nuovo prodotto si utilizzino moduli standard, già impiegati per la produzione di altre imbarcazioni. Errori e/o anomalie di progettazione, se presenti, si ripetono pertanto in serie su più prodotti. Mediante l’utilizzo di un idoneo sistema integrato tale fenomeno può essere però drasticamente ridotto dal momento che l’impiego del sistema Artifex-CAD-CMMS conduce ad un approccio integrato e sinergico alla progettazione di prodotto. Si realizza in pratica una gestione del ciclo di vita del prodotto (PLM) efficiente ed efficace mediante la creazione di una struttura dati coerente.

Nel corso di questa trattazione si mostrerà che il sistema integrato, nonostante sia stato sviluppato per essere utilizzato da un’impresa navale, può essere utilizzato all'interno di uno spettro di attività decisamente più ampio: infatti i problemi emersi nel settore nautico sono potenzialmente comuni a tutti i settori produttivi.

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7

Capitolo 1

Design for Maintainability

1.1

1.1 1.1 Introduzione

Introduzione

Fine ultimo di questo lavoro di tesi è l’implementazione di una strategia di Design for Maintainability, ottenuta attraverso lo sviluppo di un software atto ad integrare un sistema AutoCAD con un sistema computerizzato per la gestione della manutenzione, più semplicemente detto CMMS.

Prima di procedere con la trattazione della modalità di attuazione di questo complesso obiettivo si ritiene fondamentale offrire, in questo capitolo e nei seguenti, un approfondimento seppur breve del ruolo della manutenzione, del DfM, dei sistemi CAD e dei CMMS.

1.2

1.2 1.2 Una nuova visione della manutenzione

Una nuova visione della manutenzione

Alcuni studi empirici dimostrano che nel contesto odierno i costi di manutenzione tendono ad aumentare più velocemente dei costi di produzione. La manutenzione è spesso vista come un’attività non ordinaria da eseguire all’occorrenza: gli investimenti in tale settore producono ritorni monetari difficilmente misurabili e molte imprese tendono pertanto a non effettuarli. Le ricerche suddette concordano sul fatto che in molte aziende i tipici obiettivi di gestione della manutenzione (come il 95% dell’affidabilità e della disponibilità dei componenti, o come la riduzione della manutenzione straordinaria) non vengono normalmente raggiunti.

Per far fronte a tali problemi da alcuni anni si sta verificando un significativo cambiamento di rotta: il management ha iniziato a comprendere che la manutenzione offre reali opportunità per la risoluzione dei due problemi fondamentali che da sempre affliggono le imprese, ovvero la riduzione dei costi e l’aumento della produttività.

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8

Si è finalmente compreso che tutti i costi risparmiati in manutenzione sono costi evitati e che è molto più facile ridurre i costi della manutenzione (che possono rappresentare anche il 60% dei costi operativi dell’impianto) piuttosto che aumentare le vendite. Da quanto esposto risulta evidente che attraverso una gestione efficiente della manutenzione si possono influenzare i risultati economici dell’impresa molto più di quanto usualmente si pensi.

Controllare le attività di manutenzione di un impianto richiede però una organizzazione efficace ed un approccio integrato che vada a considerare la manutenzione come requisito fondamentale fin dalle fasi di progettazione degli impianti. In relazione a quest’ultimo aspetto introduciamo nel paragrafo successivo uno strumento ancora poco utilizzato ma estremamente efficace ai fini di una riduzione dei tempi e dei costi di manutenzione, mentre nel capitolo 2 ci dedicheremo ad un altro sistema essenziale ma che interviene solamente dal momento in cui l’impianto è in fase di avviamento: il software di gestione della manutenzione.

1.3

1.3 1.3 Design for Maintainability

Design for Maintainability

1.3.1

1.3.1 1.3.1

1.3.1 Design for XDesign for XDesign for XDesign for X

Il Concurrent Engineering (CE) è un approccio integrato alla progettazione che consente di superare i limiti della tradizionale progettazione seriale e di ottenere quindi consistenti vantaggi in termini di costi e tempi di sviluppo, qualità del prodotto e flessibilità del processo.

Tale concetto si sviluppa a partire dagli anni ’90 a causa della crescente turbolenza e dinamicità di taluni contesti competitivi e della rapida obsolescenza dei prodotti; la sua applicazione non è affatto banale in quanto richiede il coinvolgimento simultaneo di più funzioni aziendali e un’attenta analisi del ciclo di vita del prodotto.

Il CE, che sottolineiamo essere raramente raggiungibile nella realtà, prevede in sintesi di sostituire l’approccio tradizionale alla progettazione, in cui le attività sono svolte in maniera sequenziale (“a cascata”), con un approccio radicalmente diverso, in cui più attività vengono condotte in parallelo.

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Il Simultaneous Engineering comprende un’ampia varietà di metodologie, tecniche e strumenti, tra cui ricordiamo simulazioni, Rapid Prototyping, tecniche CAD-CAM-CAE e, appunto, il Design for X.

Con tale espressione si fa riferimento ad un insieme di criteri di progettazione finalizzati a privilegiare un particolare obiettivo durante lo sviluppo di un prodotto. La X viene pertanto sostituita con il fine specifico a seconda delle esigenze: si hanno ad esempio il Design for Manufacturing (DfM), il Design for Assembly (DfA), il Design for Disassembly (DfD) ed il Design for Maintainability, etc.

A prescindere dall’obiettivo perseguito, ogni approccio DfX si prefigge una riduzione del costo del prodotto, quindi presuppone una valutazione economica quantitativa delle soluzioni progettuali proposte. In sintesi si può affermare che l’applicazione del DfX, mediante il coinvolgimento trasversale delle varie funzioni, permette di indirizzare la fase di progettazione verso il soddisfacimento delle specifiche esigenze (che variano da caso a caso e sono sintetizzate nella “X”), garantendo il miglior costo di produzione.

Il Design per la Manutenibilità, a differenza ad esempio del Design for Manufacturing e del Design for Assembly, è un argomento del quale ancora poco si è occupata la letteratura del settore; un interessante analisi è stata svolta da Andy FitzGerald (2002) e da essa sono state tratte le informazioni ivi riportate.

1.3.2 1.3.2 1.3.2

1.3.2 Design for MaintainabilityDesign for MaintainabilityDesign for Maintainability Design for Maintainability

Il Design in senso lato può essere definito come quel processo che attribuisce ad un’idea astratta una forma utile, traducendola quindi in un prodotto, processo o servizio. Esso quindi permette ad un insieme di requisiti di un progettista di soddisfare le necessità, esplicite o implicite, del consumatore finale.

La Manutenibilità è, invece, la capacità con la quale un sistema può essere ripristinato in modo semplice, economico ed efficiente, una volta che si renda necessario un intervento manutentivo e solitamente viene misurata in termini di tempi e costi dell’attività di riparazione. Si capisce bene come essa rappresenti un requisito fondamentale per ottimizzare le attività di manutenzione di un sistema.

Il DfM può essere pertanto definito come una strategia di design che coinvolge sia il progettista che il consumatore finale e che si propone i seguenti obiettivi:

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1. Identificazione e prioritizzazione dei requisiti di manutenzione;

2. Incremento della utilizzabilità del prodotto (attraverso la riduzione dei downtime) e decremento dei tempi di manutenzione;

3. Aumento della soddisfazione del cliente; 4. Riduzione dei Life Cycle Cost1_.

Considerando che i costi di manutenzione, che si accumulano durante l’intero ciclo di vita del prodotto, possono costituire una percentuale decisamente ingente dei costi totali del prodotto risulta evidente l’importanza di considerare gli aspetti manutentivi nelle fasi iniziali del processo di sviluppo del prodotto, quando la flessibilità del processo di progettazione e sviluppo e i costi connessi alla modifiche del prodotto sono bassi.

Valutare quindi la manutenibilità durante la fase di design riduce i costi di manutenzione per il consumatore finale durante tutto il ciclo di vita del prodotto. Questo aspetto, la cui importanza potrebbe essere sottovalutata, gioca un ruolo di primo piano nella competizione attuale dei mercati: le differenze nella qualità e nei prezzi dei prodotti tendono progressivamente a diminuire ed i produttori devono far leva su altri aspetti (strategia di differenziazione) per convincere i potenziali consumatori ad acquistare i loro prodotti; uno di questi incentivi è proprio la manutenibilità del sistema offerto. Si pensi

1_{Life Cycle Cost= somma dei costi complessivi originati nelle varie fasi di vita utile del sistema: progettazione,}

costruzione, installazione, avviamento, gestione ed eventualmente dismissione Figura 1- Fasi delle P&S vs. Flessibilità Processo

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infatti che i prodotti durevoli richiedono durante la loro vita utile numerosi interventi di manutenzione, sia programmata che inattesa. Le imprese che utilizzano un approccio sistematico di Design for Maintenability considerano già nelle fasi iniziali della progettazione gli aspetti manutentivi come discriminanti nella scelta

degli attributi, e ciò loro permette di realizzare un prodotto maggiormente attrattivo per i consumatori. Si sottolinea infine che spesso si tende a considerare che le proprietà alle quali si giunge attraverso tale approccio siano ovvie, ma è bene sottolineare che molto più spesso senza il DfM tali attributi “scontati” non vengono in realtà incorporati nel prodotto finale.

Si riportano a supporto di quanto esposto alcune tipiche caratteristiche del DFM ed i relativi benefici che queste comportano sia per il consumatore finale che per il progettista.

Caratteristiche DFM Benefici DFM

Facile accesso a componenti riparabili

Riduzione costi e tempi di manutenzione Incremento dell’utilizzabilità del prodotto Riduzione di stress e pericoli per gli addetti ai lavori

Ridotto numero di riparazioni (adjustment)

Riduzione costi e tempi di manutenzione Incremento dell’utilizzabilità del prodotto Riduzione della curva di apprendimento sulla manutenzione

Componenti facilmente e velocemente sostituibili

Riduzione di stress e pericoli per gli addetti ai lavori

Incrementodell’utilizzabilità del prodotto Miglioramento nell’identificazione dei problemi

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Tabella 1-Caratteristiche e Benefici del DfM Meccanismi Poka-Yoke, componenti

installabili in un unico modo

Riduzione della probabilità di danneggiamento delle parti

Miglioramento dell’affidabilità del sistema

Riduzione della curva di apprendimento sulla manutenzione

Meccanismi di auto-diagnosi, test o indicatori appositamente creati per individuare i problemi rapidamente

Riduzione costi e tempi di manutenzione Incremento dell’utilizzabilità del prodotto Aumento della soddisfazione del cliente

Ridotto numero di utensili speciali richiesti

Riduzione degli investimenti in manutenzione

Aumento della soddisfazione del cliente Riduzione della dimensione del magazzino utensili

Elementi di fissaggio e componenti standard

Riduzione (o addirittura assenza) del numero di parti di ricambio nel magazzino

Riduzione costi di prodotto

Riduzione costi e tempi di manutenzione

Ridotto numero di componenti nell’assemblaggio finale

Riduzione costi di prodotto

Miglioramento dell’affidabilità del sistema

Riduzione della numerosità del magazzino ricambi

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Infine si riportano per completezza alcune delle metriche che possono essere utilizzate per la quantificazione dei benefici del DFM.

Caratteristiche del Design Categoria dei costi Categoria di Performance

• Accessibilità • Testabilità • Standardizzazione • Fattori umani • Tempi di riparazione • Costi di Riparazione • Costi Totali • Costi di MDO

• Costi di gestione della manutenzione • Costi di apprendimento • Ordini lavoro di manutenzione all’anno • Downtime • Ore totali di manutenzione • Numero di personale addetto alla manutenzione • Errori indotti

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14

Capitolo 2

I CMMS

I CMMS ---- Il software MIG

Il software MIG

2

2 2.1 Introduzione

.1 Introduzione

In questo lavoro di tesi si vuol raggiungere il Design for Maintenability mediante l’integrazione tra i sistemi CAD e i sistemi CMMS. Il sistema CMMS che utilizzeremo è quello messo a disposizione dall’azienda capofila del progetto, ovvero il MIG di TAM SOFTWARE s.r.l. ; procediamo pertanto ad una breve analisi dei sistemi computerizzati per la gestione della manutenzione e dedichiamo particolare attenzione alla presentazione di MIG.

2

2.2 .2

.2

.2 I CMMS, Computer

I CMMS, Computer

I CMMS, Computer----managed maintenance system

I CMMS, Computer

managed maintenance system

2

2 2

2.2.2.2.2.1 Introduzione.1 Introduzione.1 Introduzione.1 Introduzione

I sistemi computerizzati per la gestione della manutenzione possono essere definiti come “an integrated set of computer programs and data files designed to provide its user with a cost-effective means of managing massive amounts of maintenance inventory control and purchasing data” (W.W. Cato, R.K. Mobley, “Computer-Managed Maintenance System”, 2002). E’ bene sottolineare fin da subito che un CMMS è uno strumento utilizzato per migliorare la manutenzione e le attività ad essa connesse grazie alla sua capacità di gestire i dati in input e di rielaborarli opportunamente, ma non è in grado di gestire da solo i processi di manutenzione. Per quanto questa precisazione possa apparire superflua si rende necessaria a seguito delle evidenze empiriche: alcuni manager credono che sia sufficiente adottare un buon CMMS per ottenerne i benefici attesi, mentre di importanza fondamentale per raggiungere tali vantaggi sono la scelta del sistema e le modalità di utilizzo dello stesso.

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15 2

2 2

2.2.2.2.2.2 Vantaggi.2 Vantaggi.2 Vantaggi.2 Vantaggi

Per prima cosa un CMMS aiuta l’impresa a gestire efficacemente la manutenzione attraverso l’organizzazione ed il monitoraggio della miriade di dati necessari alle attività manutentive. Inoltre un CMMS può essere utile in molteplici aree di gestione: esso aggiorna anche l’utilizzo dei materiali, in termini di quantità e costi e quindi permette il controllo del magazzino e la sua ottimizzazione. Può anche fornire informazioni storiche, presenti e previsionali in maniera sia aggregata che dettagliata.

Da quanto esposto non sorprende quindi che la maggior parte dei professionisti che hanno utilizzato un buon software di gestione della manutenzione concordino sul fatto che esso produca risultati tangibili in quattro aree chiave:

Aumento della produttività del lavoro: si stima in riferimento alle attività manutentive che, in assenza di un CMMS, la produttività media sia del 35%, altrimenti esprimibile come 2.8 ore su turni lavorativi di 8 ore. Questa bassa percentuale è dovuta in generale ad una cattiva pianificazione e organizzazione delle attività, che conduce ad elevati tempi di attesa per ottenere le parti di ricambio e gli strumenti che non sono disponibili all’occorrenza. I problemi esposti sono strettamente connessi alla abitudine diffusa di manutenere quando vi è la necessità piuttosto che pianificare la manutenzione in modo da prevenire i guasti e le rotture. Utilizzando opportunamente un CMMS invece il tasso di produttività può raggiungere il 70% e l’80%, o addirittura nei casi migliori avvicinare il 100%. Ciò è dovuto al fatto che un CMMS permette:

Disponibilità tempestiva di informazioni accurate: è praticamente eliminato il tempo speso a ricercare documenti o manuali necessari alla riparazione, mentre il tempo di pianificazione si riduce drasticamente poiché le informazioni necessarie sono immediatamente disponibili. La disponibilità di informazioni permette anche di fornire assistenza allo scheduling delle risorse al fine di garantire che tutte siano disponibili prima dell’inizio dei lavori;

Piani di lavoro precisi e completi: ciò elimina i downtime, gli errori e le attese;

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Miglioramento del morale dei dipendenti grazie all’ottenimento dei risultati di cui sopra.

Miglioramento nel controllo del magazzino: nelle imprese in cui i magazzini MRO (maintenance repair order) sono gestiti in maniera manuale si verificano alcuni tipici problemi: sovrascorta degli item che vengono impiegati frequentemente e sottoscorta dei componenti meno utilizzati, obsolescenza di parti e duplicazione di item acquistati da differenti fornitori. Con un CMMS questi problemi e quindi i costi ad essi connessi possono essere drasticamente ridotti dal momento che tali sistemi permettono:

La conoscenza tempestiva e precisa delle parti presenti a magazzino; L’eliminazione delle attività previsionali inerenti ai livelli di stoccaggio e ai riordini: il CMMS invierà automaticamente le richieste d’ordine sulla base dei livelli di stock stabiliti e dei requisiti di ordine di ciascun item; L’identificazione dei componenti obsoleti una volta che è stata creata la distinta base. Ciò avviene confrontando le parti a magazzino con gli item delle BOM: se un componete non è presente in nessuna distinta, probabilmente è obsoleto;

Il controllo e la registrazione degli elementi in uscita dal magazzino; La prenotazione di parti in magazzino, così che esse non siano disponibili per altri scopi.

Incremento della disponibilità delle parti a magazzino: ciò è diretta conseguenza dei progressi evidenziati ai punti precedenti;

Miglioramento della qualità del prodotto: tale risultato è raggiunto grazie ad una attenta pianificazione, una analisi dei dati storici, un buon sistema di manutenzione preventiva e alla concomitanza dei fattori esposti precedentemente.

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17 2

2 2

2.2.2.2.2....3 Funzionalità 3 Funzionalità 3 Funzionalità 3 Funzionalità

Per poter installare correttamente un CMMS occorre disporre di alcune categorie di dati, senza le quali il sistema non può essere utilizzato efficientemente:

Dati sugli impianti e gli strumenti da manutenere;

Dati sui componenti, sulle parti di ricambio e sugli item a magazzino: Informazioni e dati sui dipendenti.

Avendo a disposizione tali informazioni, il sistema offre molteplici funzionalità che portano al raggiungimento dei vantaggi ormai noti. Di seguito presentiamo le più rilevanti, sottolineando però che l’elenco non è completo e che può variare da sistema a sistema.

Creazione e aggiornamento dei database inerenti agli impianti/strumenti da manutenere; solitamente questa è la prima base di dati che viene creata e comprende dati generici sugli asset (componenti, parti di ricambio, localizzazione all’interno dello stabilimento, guasti e cause associate, riparazioni e interventi manutentivi, tempo di fermo macchina etc) e file ad essi connessi (disegni tecnici, piante dello stabilimento, BOM etc);

Creazione e aggiornamento delle distinte base; solitamente questi sistemi forniscono la possibilità di creare le distinte base dei sistemi e di salvarle in modo da collegarle all’impianto in questione (così saranno più facilmente accessibili). Alcuni sviluppatori dotano i loro CMMS di BOM standard, altri forniscono la possibilità di realizzarle a costi aggiuntivi, altri ancora prevedono la possibilità di originare automaticamente la distinta base sulla base delle parti ordinate per un determinato sistema; tale opportunità però potrebbe portare ad avere BOM incomplete per molti anni. Inoltre alcuni fornitori dotano i loro prodotti di BOM in formato elettronico, in modo da poterle salvare facilmente sui propri database aziendali.

Avere una BOM disponibile è molto utile quando si pianifica un piano di lavoro: fornisce infatti un elenco preciso delle parti che possono essere riparate/sostituite ed inoltre consente di scegliere gli elementi necessari direttamente dalla distinta base e aggiungerli così al piano;

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Salvataggio di tutte le informazioni di interesse aziendale relativamente alle attività manutentive (e non solo, come vedremo), così facendo le informazioni storiche vengono ampliate e le analisi sui dati risulteranno maggiormente attendibili;

Controllo del magazzino; questa funzionalità copre uno spettro di attività molto ampio. In generale si può affermare che essa provvede alla creazione e all’ aggiornamento dai dati degli item a magazzino, in modo da fornire informazioni puntuali. Ovviamente devono essere registrate le attività che impattano sulle scorte in modo da aggiornare tempestivamente le quantità: ricevimento di componenti acquistati ed elementi in ingresso per ragioni diverse (ad esempio perché non sono stati utilizzati), rilascio di parti;

Creazione, programmazione, esecuzione e completamento dei piani di lavoro; la creazione di un piano di lavoro può prendere avvio non appena viene generata e approvata la richiesta di una specifica attività. Altre volte, come nel caso della manutenzione preventiva, il piano di lavoro viene creato automaticamente dal sistema con una prestabilita frequenza temporale oppure quando si verificano altre condizioni opportunamente specificate.

La programmazione del lavoro può essere manuale o automatica, in quest’ultimo caso il sistema schedula le attività in base a criteri stabiliti (come una scala di priorità) e alla disponibilità delle risorse. Il sistema spesso provvede anche alla creazione di uno stato collegato alle attività, ad esempio approvato, in attesa, in esecuzione. Infine, quando un lavoro è stato eseguito devono essere registrate le informazioni relative al numero di ore impiegate, al personale che ha eseguito il lavoro e chi ne è responsabile, componenti utilizzati, causa e modo di guasto e qualsiasi altra informazione ritenuta rilevante;

Programmazione dei piani di manutenzione preventiva; per prima cosa viene creato un piano di manutenzione che descrive quale attività deve essere effettuata, con quali materiali, da chi e i riferimenti alle opportune procedure. Il piano diviene poi un ordine di lavoro da eseguire nel momento in cui viene raggiunto il “punto di esecuzione” che in genere viene determinato da una frequenza temporale (ad esempio semestralmente);

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Risorse umane; prevede il salvataggio e l’aggiornamento dei dati relativi al personale adibito alle attività manutentive, come ad esempio il tempo dedicato a tali operazioni e la tariffa oraria;

Acquisti e ricevimento; tale funzionalità è molto utile, ma non viene offerta da tutti i CMMS. Comprende la registrazione e l’aggiornamento degli ordini di acquisto, delle informazioni sui fornitori e sulla ricevimento della merce (stato, tempo di evasione dell’ordine etc.)

Da menzionare sono anche alcune funzionalità aggiuntive: possibilità di creare tabelle e report, di effettuare analisi di interesse (ad esempio FMECA, MTBF) e di inviare fatture ai propri clienti.

2 2 2

2.2.2.2.2.4 Utenti.4 Utenti.4 Utenti.4 Utenti

L’applicazione dei CMMS ha come obiettivo primario la gestione efficiente ed efficace della manutenzione al punto che si potrebbe erroneamente pensare che il loro utilizzo sia confinato alla sola area manutentiva. In base ai benefici e alle funzionalità esposte ai paragrafi precedenti si può però facilmente intuire come tali sistemi possano rivelarsi estremamente utili anche in altre aree di gestione aziendale. Vediamo alcuni esempi:

Ingegneria; gli ingegneri possono utilizzare il CMMS per pianificare e programmare i progetti, utilizzando funzioni simili a quelle che permettono di programmare i piani di lavoro delle attività manutentive. Inoltre il sistema offre un indispensabile supporto per reperire specifiche e disegni degli impianti, la loro localizzazione e la collezione dei dati storici ad essi relativi;

Produzione; i benefici dell’utilizzo del CMMS da parte dell’area produttiva sono inerenti a:

riduzione dei downtime: quando si verifica un fermo macchina, il sistema lo comunica agli utilizzatori e questi, grazie alla visione precisa delle attività programmate, possono dedicarsi ad operazioni che non coinvolgano l’impianto in riparazione

miglioramento del rendimento della produzione: la conoscenza delle cause e degli effetti dei guasti occorsi permette, mediante opportune analisi, di

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identificare e risolvere eventuali problemi: se ad esempio emerge che il fermo macchina di un impianto è dovuto nella maggior parte dei casi alla rottura di uno specifico componente, si può agire andando a modificare il componente stesso;

Si sottolinea infine che nelle imprese che attuano il TPM il personale di produzione utilizzerà il CMMS tanto quanto il personale adibito alla manutenzione: l’approccio produttivo Total Productive Maintenance mira infatti alla massimizzazione dell’efficienza degli impianti durante tutto il loro ciclo di vita facendo leva sul coinvolgimento di tutti ( procedendo lungo la gerarchia sia verticalmente che orizzontalmente) i dipendenti aziendali e non solo dei manutentori;

Acquisti; il CMMS può infatti gestire gli ordini di acquisto, dal momento in cui emerge la loro necessità, alla richiesta di acquisto, all’inoltro dell’ordine ad un fornitore. In questo il sistema può sostituire o integrare i sistemi ERP;

Contabilità e finanza; il CMMS contribuisce al corretto svolgimento di tali attività tramite una visione accurata e puntuale dei costi di manutenzione. Inoltre il sistema può provvedere ad una allocazione dei costi, secondo criteri stabiliti quando viene eseguito un piano di lavoro e può costituire un importante strumento di analisi dei costi. E’ importante che i dati contabili e finanziari vengano forniti funzioni in questione in un formato concordato, affinché possano essere tempestivamente utilizzate;

Management esecutivo; il CMMS fornisce ai manager informazioni importanti per supportare le loro decisioni. Tra queste una opportunità di grande rilevanza che viene offerta da questi sistemi è il confronto tra i costi a consuntivo e quelli a budget, nonché la possibilità di indagare le cause degli scostamenti grazie ai dati registrati sulle basi di dati del CMMS (piani di lavoro, guasti, tempo di fermo macchina, produttività etc).

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2

2.3 .3

.3

.3 MIG

MIG

2

2 2

2.3.3.3.3.1 Introduzione.1 Introduzione.1 Introduzione.1 Introduzione

Il MIG, acronimo di Manutenzione Integrata Globale, è un software per la gestione della manutenzione sviluppato da TAM SOFTWARE. Tale impresa nasce nel 1981, inizialmente si occupa di progettazione e manutenzione di impianti industriali per poi dedicarsi, dal 1988, ai sistemi di controllo e all’elaborazione si software per l’industria. L’impegno in questo settore, alcuni anni dopo, fa emergere la necessità di un software per la manutenzione che sia in grado di:

Analizzare i dati storici al fine di ottimizzare le manutenzioni preventive; Ridurre i guasti imprevisti ;

Ridurre le scorte di magazzino;

garantendo il massimo risparmio di tempo agli operatori della manutenzione.

Nasce così il MIG, software per la gestione della documentazione tecnica e della manutenzione industriale, che raggiunge gli obiettivi sopra riportati grazie a:

Una interfaccia utente semplice e immediata;

L’automatizzazione spinta delle operazioni di calcolo preventivo; La semplificazione nell'inserimento dei dati di consuntivo.

Il successo del MIG è tale che in pochi anni viene distribuito a livello internazionale e, in virtù della sua adattabilità, viene utilizzato nei più disparati settori. La tabella rappresentata di seguito mira a fornire alcuni esempi della sua affermazione sul mercato.

Settore Impresa

Alimentare Luigi Lavazza S.p.A.

Fruttagel S.p.A.

Arredamento Impe S.p.A.

Automobilistico Automobili Lamborghini S.p.A.

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Chimico-Farmaceutico Eurand S.p.A.

Chimico-Plastico Fosfitalia S.p.A.

Borgonovo S.p.A.

Difesa Marina Militare

Istruzione Latina Formazione S.p.A.

Meccanica e Impiantistica Breton S.p.A.

Carlo Gavazzi Impianti

Produzione Acciaio Riva Acciaio

EVRAZ Palini e Bertoli S.p.A.

Produzione Energia Mengozzi Rifiuti Sanitari

Salute ARTSANA S.p.A.

Telecomunicazioni Vodafone Group

Tabella 3-Settori di riferimento e clienti di MIG

2 2 2

2.3.3.3.3.2 Carat.2 Carat.2 Carat.2 Caratteristiche e teristiche e teristiche e funzionalitàteristiche e funzionalitàfunzionalità funzionalità

Il MIG, progettato con lo scopo di trasformare la manutenzione da centro di costo a centro di profitto, è uno strumento indispensabile per tutte le aziende che hanno la necessità di certificare e garantire l’efficienza ed il perfetto funzionamento di tutte le macchine di produzione: può vantare infatti molteplici funzioni, proprie dei CMMS più avanzati, che permettono una gestione integrata della manutenzione. Per comprendere come il MIG supporti e agevoli la gestione della manutenzione procediamo ad una descrizione delle sue funzionalità.

Gestione multicommessa e controllo accessi: all’apertura di MIG viene richiesto di inserire il nome utente e la password, di selezionare il linguaggio ed il database. Il programma permette, infatti, l’accesso a più banche dati da un unico computer. L’accesso viene consentito solamente se il nome e la password sono corretti e se l’utente ha accesso al database selezionato. Mediante il modulo MIGAdmin è infatti possibile stabilire gli utenti che avranno accesso al MIG, e per ogni utente deve essere definito il ruolo, ovvero le funzioni a cui può accedere, e il gruppo, ovvero la visibilità

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consentita della struttura aziendale. In tal modo viene impedito all’utente di un reparto di accedere alle attività di manutenzione di altri settori, nonché di svolgere azioni che non gli competono;

Struttura aziendale su più livelli: MIG consente di suddividere e gerarchizzare l’azienda su più livelli. Ogni livello può essere composto da un numero illimitato di elementi ed ogni elemento può contenere un numero illimitato di sottoparti. Ad ogni oggetto che compone la struttura aziendale possono quindi essere associati dati tecnici, documenti Windows, immagini, documenti AutoCAD, template di manutenzione preventiva, ricambi, contatori. Grazie all’archiviazione delle informazioni suddette, è possibile visualizzare tutte le manutenzioni eseguite in un certo reparto e quelle relative ad una singola macchina o componente;

Schede tecniche personalizzabili: il programma consente la creazione di schede tecniche personalizzate, associate ai singoli elementi, mediante la definizione di varie tipologie a cui vengono poi associate etichette opportune. Si potrà quindi avere la tipologia “MOTORE”, a cui saranno associabili etichette come “POTENZA”, “COPPIA”, “DIMENSIONI”, “MARCA”, “DATA DI ACQUISTO” etc. Ad ogni elemento possono essere associati anche un numero illimitato di dati personalizzati, come i risultati e i dati di un collaudo o di una verifica, i certificati e i documenti scannerizzati, qualsiasi tipo di documento Windows relativo all’ elemento come disegni, note, fax, manuali. Le etichette dei dati tecnici possono ovviamente essere modificate, aggiunte, cancellate e scalate in qualsiasi momento;

Interfaccia bidirezionale con AutoCAD: MIG offre anche la funzionalità di applicativo AutoCAD. Precisamente il software permette di:

Creare collegamenti tra disegni, così da “navigare” da un disegno ad un altro in modo completamente automatico;

Creare collegamenti bidirezionali con la struttura di MIG, ovvero è possibile collegare ad ogni blocco di AutoCAD gli elementi del MIG e viceversa; Associare polilinee agli elementi della struttura del MIG, così da calcolare automaticamente le aree degli stessi.

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Il programma è compatibile con AutoCAD (release 2000, 2000i, 2002, 2004, 2005 e 2006,2007,2008,2009,2011) e con le corrispondenti versioni AutoCAD Map e di Mechanical Desktop.

Nei client in cui non è installato AutoCAD è possibile associare un qualsiasi visualizzatore di file DWG per effettuare visualizzazioni, zoom e stampe;

Gestione del magazzino ricambi e degli acquisti: il MIG amministra il magazzino ricambi gestendo lo stato “esistenza”, con il quale si intende la consistenza fisica a magazzino, e lo stato “disponibilità”, riferendosi quindi alla consistenza logica, una volta considerati gli impegni e gli acquisti. Inoltre classifica i ricambi in usa e getta e

riutilizzabili. Per quanto riguarda la rintracciabilità, i ricambi sono trattati in modo

diverso a seconda di una loro ulteriore classificazione: alla rinfusa, ricambi non identificabili singolarmente ma ne è nota soltanto la disponibilità complessiva, o con

matricola, univocamente identificabili e rintracciabili. Il MIG può gestire

l’approvvigionamento dei ricambi in due modi diversi:

Acquisto diretto in base ad una politica di riordino predefinita in grado di garantire una determinata disponibilità. Si sottolinea che è possibile scegliere la politica di riordino tra a ciclo fisso, ricostituzione scorta, quantità fissa; Approvvigionati da terzi e quindi non gestiti a magazzino.

I ricambi utilizzati nelle attività di manutenzione vengono scaricati automaticamente dal magazzino, ed è possibile dotare il MIG di un’apposita funzione di allarme per avvisare qualora il ricambio vada sotto scorta minima, sotto punto di riordino o sopra scorta massima;

Gestione delle risorse: il programma è provvisto di un archivio tipologie di operatori, personalizzabile dall’utente, che suddivide gli operatori in interni ed esterni. Gli archivi del personale contengono poi tutte le informazioni anagrafiche ed economiche dei singoli operatori;

Lavori elementari e attività di manutenzione; MIG gestisce le attività di manutenzione preventiva, correttiva e migliorativa classificandole nei seguenti stati

richiesta, confermata, aperta, consuntiva e chiusa. Inoltre, per una gestione più

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ognuna di esse uno o più operatori. E’ importante evidenziare che la gestione della manutenzione in MIG avviene in maniera diversa a seconda della tipologia:

Manutenzione preventiva: è possibile creare piani di manutenzioni preventiva associabili agli elementi della struttura. Tali piani contengono tutte le informazioni necessarie alla manutenzione: attività elementari, operatori coinvolti, ricambi, attrezzature, e qualsiasi altra informazione che l’utente ritenga necessario aggiungere. Impostata la data della prima manutenzione, viene automaticamente generata la pianificazione delle attività previste per le manutenzioni successive. MIG, per agevolare le attività, prevede inoltre due funzionalità fondamentali: “Preavviso di manutenzione” e “Manutenzione non eseguita”. Il primo comunica all’utente le attività da eseguire con un anticipo temporale deciso dall’utente, mentre il secondo informa che la manutenzione prevista non è iniziata;

Manutenzione ciclica su condizione e predittiva: MIG permette di definire dei contatori con unità di misura personalizzate per le manutenzioni cicliche. Nel caso in cui il contatore non venga associato ad attività di manutenzione, il programma provvede a richiedere registrazioni periodiche del valore del contatore, così da calcolare gli indici MTBF e MTTR. MIG è in grado di gestire tre tipologie di contatore:

• Manuale : i dati vengono inseriti manualmente dall’operatore;

• Automatico: i dati vengono acquisiti automaticamente da un sistema di supervisione;

• Autoincrementale: i dati vengono calcolati automaticamente valutando il valore medio giornaliero di funzionamento.

Interfaccia con sistemi di supervisione: tramite il modulo Sentinel, MIG può coordinarsi con software di controllo e supervisione. Sentinel permette la gestione standard di manutenzioni cicliche e, tramite opportuna personalizzazione, permette la gestione di manutenzioni su condizione e/o predittive. Grazie all’utilizzo di Sentinel, MIG può acquisire i dati di funzionamento di macchine o impianti per una gestione completamente automatica delle manutenzioni cicliche, su condizione e predittive;

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Budgeting e determinazione dei costi a consuntivo: MIG permette di analizzare e determinare i costi sia in fase di pianificazione (analizzando quindi i tempi, le risorse, i materiali e i costi associati alle attività programmate) che in fase di consuntivazione, valutando i parametri associati alle attività di manutenzione svolte;

Analisi dei guasti e statistiche: grazie all’archivio storico di MIG è possibile, tramite un semplice strumento di ricerca, ottenere informazioni sulla manutenzione utilizzando come filtri i più disparati criteri (costi MDO, costi materiali, ore lavorate, ore di fermo macchina etc.). Il programma è inoltre in grado di elaborare statistiche MTBF e MTTR, nonché di svolgere l’analisi FMECA per mezzo della gestione dei modi, cause ed effetti di guasto. Gli strumenti di ricerca e di analisi di MIG, congiuntamente alla potenza di elaborazione dell'editor di stampa, permettono di ottenere report e grafici statistici sofisticati e personalizzati;

Report e grafici personalizzabili: l’editor di stampa, integrato in MIG, permette di costruire o modificare i suoi modelli a run-time partendo da quelli di sistema (default); in tal modo i modelli di stampa generati saranno conformi alle esigenze degli utenti. Inoltre tutti i dati, che sono stati inseriti nelle schede di MIG (immagini comprese), sono disponibili nella costruzione dei modelli di stampa così da poter realizzare i report desiderati senza alcun vincolo. MIG permette infine di effettuare analisi statistiche mediante tabelle e grafici personalizzati.

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Capitolo 3

I s

I sistemi CAD ed il PLM

istemi CAD ed il PLM

3.1 Definizione del contesto e degli strumenti

Il presente lavoro di tesi si colloca, come riportato nell’introduzione, all’interno del progetto ben più ampio di creare un sistema integrato CAD-CMMS nel settore degli Yatch da diporto in modo da garantire l’ottimizzazione delle attività di manutenzione e da migliorare le attività di progettazione.

Il sistema CMMS che utilizzeremo allo scopo di realizzare un sistema integrato CAD-CMMS è, come detto, il MIG; mentre per il sistema CAD invece il ventaglio delle possibili scelte si è mostrato fin da subito particolarmente ampio e pertanto è stato preliminarmente necessario dedicarsi allo studio di tali sistemi al fine di scegliere un sistema CAD adatto ad attuare quanto concepito a livello teorico.

3.2

3.2 I sistemi CAD

I sistemi CAD

L’acronimo CAD viene comunemente utilizzato per riferirsi a due concetti diversi, è opportuno quindi procedere in prima istanza ad una disambiguazione di tale termine. “CAD” può essere volto a definire:

1) Computer-Aided Drafting, ovvero disegno tecnico assistito dall’elaboratore. In questa accezione indica la branca dell’informatica che si occupa della computer grafica per supportare il disegno tecnico, tipicamente 2D. Il risultato di questa attività è quindi la creazione di un disegno tecnico che descrive il manufatto; 2) Computer-Aided Design, ovvero progettazione assistita dall’elaboratore. Si fa in

questo caso riferimento a quel settore dell’informatica che si occupa di tecnologie software di computer grafica per supportare l’attività di

progettazione. Pertanto oltre alla creazione virtuale, tipicamente 3D,

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28

Nel contesto di questo lavoro si fa riferimento alla seconda accezione, sebbene sia utile evidenziare la stretta correlazione tra i due settori.

3 3 3

3.2.2.2.2.1 Classificazione.1 Classificazione.1 Classificazione.1 Classificazione

La letteratura propone due diverse suddivisioni dei sistemi CAD:

1) In base all’estensione del dominio; si distinguono quindi i sistemi CAD orizzontali o CAD “general purpose” e i sistemi CAD verticali. Nei primi il campo di applicazione è molto ampio e pertanto i software appartenenti a questo gruppo possono essere utilizzati in contesti applicativi profondamente differenti poiché i comandi offerti sono generici ed indipendenti dallo specifico ambito di riferimento: ad esempio, nel tracciare una linea non si avrà nessuna indicazione su cosa tale linea rappresenti, se una parete di un edificio o l’estremità di un componente meccanico. I sistemi CAD verticali, al contrario, sono utilizzabili in specifici contesti e quindi presentano precise specificità in base al dominio di appartenenza: un sistema CAD ad uso civile prevedrà la possibilità di inserire finestre e porte su una parete, un sistema CAD ad uso meccanico includerà l’eventualità di eseguire fori filettati o non filettati;

2) In base al prezzo e alle funzionalità; si hanno quindi i sistemi di fascia bassa, di fascia medio-bassa e i sistemi di fascia alta.

a) I sistemi di fascia bassa sono anche detti sistemi di drafting, presentano funzionalità limitate al solo disegno 2D, prezzi contenuti (solitamente minori o uguali a 300 € \seat) e si rivolgono ad utilizzatori non professionisti e/o occasionali;

b) I sistemi di fascia medio-bassa comprendono al loro interno un ampio numero di software CAD che possono vantare tra loro profonde diversità. Includono infatti sia sistemi 2D che 3D, possono essere utilizzati sia da chi non fa della progettazione il proprio core business sia da professionisti del settore e si rivolgono in generale alle PMI. Possono essere integrati con moduli verticali, specifici del contesto applicativo di riferimento, e con suite di PDM. Hanno un prezzo inferiore ai 6000 €/seat;

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c) I sistemi di fascia alta sono utilizzati da grandi imprese come FIAT, GE, Alenia etc. Hanno un prezzo medio di 50000 €/seat, comprendono funzionalità di PDM e PLM e offrono pertanto una gestione avanzata dei dati di prodotto, loro fondamentale caratteristica distintiva.

Per i nostri fini può essere introdotta un’ulteriore classificazione tra i sistemi CAD, tendente a distinguere i CAD che permettono la creazione delle Bill of Materials (SolidWorks, CATIA, Autodesk Inventor) e quelli che o non lo consentono e/o lo consentono solo con integrazione di suite aggiuntive e quindi con ulteriori costi (CREO, i software CAD open source, le versioni di fascia medio-bassa di AUTOCAD che prevedono un software integrabile, AUTODESK VAULT).

Procediamo quindi, per comprendere l’importanza di questa funzionalità, a presentare che cos’è il PLM e quali vantaggi offre.

3.

3.3

3

3 3 Product Lifecycle Management (PLM)

Product Lifecycle Management (PLM)

Il PLM o gestione del ciclo di vita del prodotto è un approccio strategico integrato per la gestione delle informazioni, dei processi e delle risorse durante l’intero ciclo di vita del prodotto: dall’ideazione, progettazione, produzione, fino alla distribuzione, vendita e servizi connessi (assistenza, manutenzione) e ritiro/smaltimento.

Obiettivo ultimo del PLM è rendere la gestione del ciclo di vita del prodotto efficiente e redditizia mediante la creazione di una struttura dati coerente. In sintesi tale approccio, permettendo l’archiviazione di informazioni e processi relativi ai prodotti con riferimento all’intera azienda, consente di acquisire le best practice e le metodologie risultate nel tempo più efficienti e costituisce quindi anche un efficace strumento di supporto alle decisioni.

All’interno del PLM confluiscono diversi moduli che concorrono allo sviluppo del prodotto: Configuration management, Change management, Workflow management, Supply chain management e, di fondamentale importanza, Product Data Management (PDM),

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Computer-Aided Design, Computer-Aided Manufacturig e Computer-Aided engineering (ciclo CAD-CAM-CAE).

Il PDM, o gestione dei dati di prodotto, è uno strumento indispensabile per una efficace attuazione del PLM e comprende l’utilizzo di software per l’archiviazione, la gestione e l’utilizzo dei dati di prodotto e informazioni di processo all’interno di un unico sistema centralizzato. Un sistema PDM deve risultare accessibile alle diverse funzioni aziendali, o ai team coinvolti, e deve fornire ad ognuna di esse le informazioni necessarie a seconda del contesto. I dati e le informazioni registrate dal sistema PDM comprendono modelli CAD, descrizione di parti, requisiti e specifiche di produzione e altri documenti necessari. Essenzialmente tale sistema permette di ottenere i seguenti vantaggi:

1) Accesso rapido ai documenti;

2) Aumento della produttività e riduzione dei tempi ciclo; 3) Riduzione degli errori;

4) Riduzione dei costi di sviluppo;

5) Soddisfacimento dei requisiti operativi e cogenti;

6) Collaborazione efficace tra i diversi team o funzioni coinvolte.

Tali benefici vengono ottenuti mediante la gestione sicura dei dati e dei documenti, l’abilitazione dei processi, che consente una loro automatizzazione basandosi sulle best practice individuate e, non ultima, la gestione delle configurazioni.

Quest’ultima funzionalità viene offerta sempre più con maggiore frequenza da molti software PDM, che prevedono la creazione automatica delle distinte base (BOM), la gestione dei dati ad esse connessi e delle possibili configurazioni delle BOM stesse: as-designed, as-planned, as-built ed as-maintained. Per distinta base comunemente si intende la distinta base di produzione, ovvero l’elenco dei componenti che compongono un prodotto; viene presentata sotto forma di albero ordinato gerarchicamente: al primo livello (detto livello zero) vi si trova il prodotto finito poi i vari componenti che lo costituiscono, e quindi le parti che costituiscono i componenti e così via, fino ad arrivare agli elementi che non possono essere suddivisi o che vengono acquistati dall’impresa.

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Esistono, come accennato sopra, anche altre configurazioni di distinta base che mirano a rappresentare un prodotto secondo altri criteri: in base a come esso è progettato (Distinta base tecnica), a come è manutenuto (Distinta base di manutenzione) o a come viene spedito (Distinta base di spedizione) nel caso in cui il prodotto finito venga assemblato altrove.

La nota importanza della distinta base va attribuita al fatto che la BOM di produzione è input fondamentale del Material Requirements Planning (MRP) e permette quindi di determinare che cosa occorre alla produzione ed in quali quantità. Da quanto esposto sopra si evince però quanto la distinta base sia rilevante anche in tutte le altre fasi del ciclo di vita del prodotto, ben oltre la produzione dello stesso. La BOM costituisce pertanto il punto di partenza fondamentale per la creazione di una piattaforma efficace ed efficiente di PLM, mediante la sua integrazione con gli altri strumenti di PDM.

Proprio in virtù di questo valore alcuni sistemi CAD (come CATIA di Dessault Systemes, Autodesk Inventor) offrono al progettista la possibilità di creare la distinta base, mentre i sistemi CAD più largamente diffusi, ovvero quelli appartenenti alla fascia medio-bassa (versioni general-purpose di Autocad), non prevedono invece la generazione della BOM. 3

3 3

3.3.3.3.3.1 .1 .1 .1 Rapporto tra BOM e manutenzioneRapporto tra BOM e manutenzioneRapporto tra BOM e manutenzione Rapporto tra BOM e manutenzione

In questo lavoro si vuol prestare particolare attenzione all’utilità che la BOM, con il sostegno degli strumenti di PDM, può offrire alla manutenzione e al Design for Maintainability.

Si pensi che, avendo a disposizione un CMMS e quindi i dati storici di interesse (tassi di guasto, MTBF, modi di guasto etc.), la scomposizione funzionale di un impianto o un prodotto consente l’identificazione dei componenti di guasto critici e gli effetti che tali guasti hanno sul prodotto nella sua totalità. Ciò permette pertanto al progettista di prendere decisioni ponderate, atte a migliorare la manutenibilità dell’oggetto e a ridurre le probabilità di guasto, già in fase di progettazione e di realizzare quindi il Design for Maintainability.

In relazione a quanto esposto si può affermare quindi che la scomposizione funzionale costituisce una base fondamentale per analisi di importanza rilevante ai fini manutentivi,

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32

quali la FMECA e la Fault Tree Analysis. Per comprendere meglio le potenzialità di tali analisi procediamo ad illustrarle:

La FMECA è un’analisi del rischio atta ad individuare i potenziali pericoli di sistemi o prodotti e per valutarne le criticità. E’ un’analisi di tipo bottom-up che, partendo dal singolo componente, individua per ciascuno di essi i possibili guasti e ne analizza le possibili cause e gli effetti sull’intero sistema. Nel dettaglio, il primo step per tale analisi consiste nella decomposizione del prodotto in ogni suo elemento, fino a raggiungere il livello di dettaglio desiderato. Spesso tale livello è individuato dalle cosidette LRU (Line Replaceable Units) ovvero parti che in caso di guasto vengono direttamente sostituite, senza subire operazioni di riparazione. Essenziale per il passo successivo è la realizzazione del diagramma ad albero (distinta base) che mostra la suddivisione nel sistema nei suoi componenti. Ciò consente la valutazione dei possibili modi di guasto ai livelli più bassi e considerandone gli effetti sui livelli immediatamente precedenti permette di risalire al sistema nel suo complesso. La FMECA è pertanto un analisi a cascata che dal modo di guasto del singolo componente permette di valutare gli effetti sull’intero sistema, procedendo a ritroso. Concluso ciò lo step successivo, il più critico, richiede di associare al modo di guasto un valore di criticità: l’Indice di Priorità del Rischio (RPN) o il Criticality Number (CN). Lo RPN è definito come:

RPN = Sf x Sd x S c

con

Sf = Probabilità che una determinata causa di guasto generi l’effetto previsto; Sd = Rilevabilità del modo di guasto, intesa come lo stato di avanzamento dell’intero processo di guasto in cui la causa di guasto diviene manifesta

S = Severità, ovvero gravità degli effetti del guasto sul sistema o sull’utente.

Sono state redatte apposite tabelle che aiutano ad associare un valore ai parametri di cui sopra, solitamente sono infatti esprimibili mediante aggettivi qualitativi.

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33 Il CN è invece definito come:

CN= α x β x λp x t

con

α = Percentuale di guasti all’interno di una certa tipologia; β = Probabilità degli effetti del guasto;

λp = Tasso di guasto;

t = Tempo di funzionamento.

Ovviamente per concludere l’analisi è necessario che sia preliminarmente fissato un valore di soglia di CN o RPN, che indichi la soglia al di sopra della quale sono necessarie azione correttive sui componenti al fine di ridurne la criticità;

La Fault Tree Analysis o albero dei guasti è uno dei metodi più noti, insieme alla FMECA, per l’analisi del rischio. A differenza della metodologia analizzata precedentemente però è un metodo deduttivo che, partendo dall’analisi complessiva dell’evento indesiderato (top event), giunge ad individuare i guasti sui singoli componenti. In sintesi, partendo dallo stato del sistema indesiderato (come un componente non funzionante), si determinano a cascata ai livelli successivi gli eventi o le cause che conducono agli avvenimenti del livello immediatamente precedente.

Essenziale anche in questo caso è una corretta analisi funzionale del sistema che viene esplicitata attraverso la BOM funzionale del complessivo, da qui si parte per la definizione del top event, dei modi di guasto dei compenenti e giungere quindi alla preparazione dell’albero dei guasti.

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34

3.4 Scelta del sistema CAD

In seguito a quanto finora esposto si può concludere che il sistema CAD adatto agli scopi del progetto deve possedere le seguenti caratteristiche:

Essere diffuso e utilizzato effettivamente in ambito di progettazione;

Fornire un insieme minimo di funzionalità comuni a tutti i sistemi CAD commerciali, in modo che l'interscambio di dati possa avvenire come previsto indipendentemente dal contesto di utilizzo;

Garantire la possibilità di creare distinte base arboriformi;

Permettere l'esportazione e l'importazione di dati e informazioni in modo semplice e rapido, così da consentire una effettiva integrazione tra sistemi CAD e il MIG. La scelta finale, dopo un’attenta analisi dei sistemi in commercio, è ricaduta su AutoCAD AutoDesk, nonostante i limiti che abbiamo precedentemente messo in luce, tra tutti il più mancante per il nostri fini è l’impossibilità di generare distinte base e di esportare (e importare) tali dati all’ (dal) esterno. Nonostante questo è necessario tener presente però che AutoCAD AutoDesk è molto utilizzato in ambito industriale; quindi, inserendo le funzionalità mancanti all’interno dello stesso, il sistema integrato proposto potrà godere di un bacino di utenti potenziali decisamente vasto. Inoltre, se riusciamo a rendere AutoCAD AutoDesk fruibile ed adatto per i nostri scopi, possiamo affermare con ragionevole sicurezza che il sistema integrato potrà garantire almeno le stesse prestazioni con tutti gli altri sistemi CAD utilizzati (a cui possiamo pensare come evoluzioni di AutoCAD) a livello industriale. Si può allora affermare che il vantaggio evidente che emerge dall’adozione di AutoCAD AutoDesk consiste nel poter rendere la soluzione tecnica indipendente dagli applicativi effettivamente utilizzati.

Va sottolineato inoltre che AutoCAD dispone di un sistema interno di programmazione che sfrutta le potenzialità del linguaggio Visual Basic for Applications (VBA) universalmente adottato anche dalla maggior parte dei sistemi CAD più blasonati. Non ultimo va infine ricordato che MIG fornisce già delle funzionalità che gli permettono di interfacciarsi con AutoCAD e quindi una sua adattamento ai nostri scopi permetterebbe di creare un ulteriore valore aggiunto ai sistemi di PDM forniti da TAM SOFTWARE.

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35

In riferimento all’esportazione e importazione dei dati tra i sistemi CAD ed i CMMS, si spiegherà nel capitolo successivo lo standard adottato ed il motivo per cui AutoCAD ben si presta a questa funzione. Adesso ci limitiamo a dire che lo standard è stato scelto con l’intento di garantire la massima fruibilità del sistema integrato oggetto di progettazione.

3.5 Stato dell’arte

L’idea di sviluppare un sistema integrato che connetta i dati di prodotto (PDM) con la progettazione ha un elevato potenziale e permette di migliorare l’efficacia e l’efficienza del PLM. A testimonianza di ciò recendtemente Cideon Software ha realizzato un modulo per integrare il sistema SAP con AutoCAD. Il software in questione consente il collegamento regolare tra CAD e SAP così da permettere una corretta gestione dei componenti progettati: tutte le informazioni relative ad ogni specifico elemento sono infatti disponibili in un unico sistema che connette tutte le attività del prodotto, dalla progettazione, alla produzione, al servizio.

I dati dal CAD vengono memorizzati all’interno di SAP (la comunicazione è bidirezionale), e lo stesso SAP crea automaticamente la distinta base del complessivo. I benefici ottenibili da questo sistema informativo sono i seguenti:

Completa integrazione nel sistema CAD: i documenti necessari al PLM vengono creati direttamente dall’interfaccia di AutoCAD;

Concurrent Engineering: con tale integrazione, il CE viene realizzato senza incongruenze e/o perdite di dati. Ciò semplifica anche il team work;

Sicurezza: i dati vengono protetti grazie al sistema SAP, che consente l’accesso solo agli utenti autorizzati;

Creazione semplice della distinta base e del Material Master: tali dati sono da subito disponibili per tutti gli utenti che hanno accesso al sistema.

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Capitolo 4

Definizione dei requisiti

4.1

4.1 4.1 Introduzione

Introduzione

Come è ben noto, passo fondamentale e imprescindibile di ogni progetto è la corretta e rigorosa definizione dei requisiti in modo da ottenere un risultato finale, inteso come prodotto e/o servizio, che sia conforme ai risultati attesi dal committente.

Si sottolinea che si è deciso di utilizzare lo standard UML per rappresentare le idee e la struttura del progetto, poiché tale linguaggio di modellazione fornisce un valido supporto per la comunicazione e la comprensione dello stesso. I diagrammi che mostreremo sono stati realizzati mediante il software StarUML.

4.2 Progettazione Concettuale

Preliminarmente sono state definite da TAM SOFTWARE S.r.l. le modalità con cui il sistema AutoCAD ed il software MIG avrebbero comunicato, è stato quindi appositamente implementato dagli sviluppatori aziendali un Web Service, il MIGService, così da permettere ad AutoCAD e a MIG di interagire in modo bidirezionale. Il procedimento, mostrato nel diagramma sottostante, può essere così sintetizzato: il Client utilizza il protocollo http per comunicare con il MIGService che a sua volta utilizza il medesimo protocollo per accedere al Service. Il Client è costituito da AutoCAD ed in particolare dal software oggetto di progettazione di questa tesi, senza il quale, come visto, il sistema CAD scelto non può interagire con il MIG. Il Server è rappresentato ovviamente dal MIG, che insieme al Web Service, costituisce la parte del progetto di esclusiva competenza di TAM SOFTWARE. In questo lavoro di tesi non saranno pertanto dettagliate le caratteristiche di queste due entità, ma ci si limiterà a spiegare gli aspetti rilevanti e necessari alla comprensione delle modalità con cui comunicano Client e Service.

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Figura 2- Diagramma di Deployment del sistema

Come si evince dal diagramma di Deployment per il nostro software è stato scelto di nome di Artifex (dal latino artigiano, progettista) in quanto esso restituisce chiaramente sia gli utenti finali cui è destinato il programma (Piccole Medie Imprese) sia il ruolo di rilievo che si vuol assegnargli nella progettazione.

In riferimento ancora alle modalità di comunicazione, è stato anche necessario definire come sarebbero avvenute a livello pratico le attività di importazione ed esportazione dei dati; in tale decisione il criterio fondamentale, come già accennato, è stato la possibilità di garantire una elevata fruibilità del sistema integrato. Considerando allora che molti sistemi CAD sono in grado di utilizzare database relazionali, i più diffusi in ambito informatico, e il linguaggio SQL ma che questo non è vero per tutti (in particolare, non sono in grado di operare in tal modo tutti i prodotti di fascia bassa), si è preferito adottare una soluzione utilizzabile anche dai CAD meno avanzati, ovvero il linguaggio Extensible Markup Language (XML). Con tale scelta si potenzia la possibilità, già dichiarata con la selezione di AutoCAD, di utilizzare il sistema integrato progettato indipendentemente dagli applicativi utilizzati. Nella prima riunione avvenuta nel mese di Settembre 2013 nella sede di La Spezia di TAM SOFTWARE è stato quindi illustrato dal Dott. Andrea Dalia il processo di comunicazione appena descritto e sono stati concordati i requisiti che il software da progettare, in modo da rendere AutoCAD utilizzabile ai fini dell’integrazione, avrebbe dovuto soddisfare:

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Realizzazione, per ogni complessivo 2D o 3D, di una struttura arboriforme articolata secondo le relazioni padre-figlio (Distinta base) determinate dall’utente (progettista);

Possibilità di designare le foglie come entità LRU;

Rappresentazione della distinta base in formato XML, da inviare al MIG;

Possibilità di interrogare il MIG per ricevere informazioni su uno specifico componente (nodo dell’albero).

Le informazioni cui si fa riferimento all’ultimo punto non sono state definite dettagliatamente in questa prima fase; si sottolinea però che esse costituiscono requisito essenziale per l’applicazione ed il successo dell’approccio Design for Maintenability. La riunione non ha riguardato le strategie e le modalità di implementazione, essendo generalmente tali decisioni di pertinenza esclusiva dei realizzatori del software; è stato comunque sottolineato fin da subito che il software avrebbe dovuto essere efficiente nei tempi di esecuzione e semplice da utilizzare da parte del progettista. Questi due aspetti costituiscono intuitivamente un requisito essenziale: è sufficiente infatti ricordare che il primo ambito di destinazione del sistema integrato è quello navale (in particolare Yatch da diporto) e che ciò comporta la manipolazione contemporanea di migliaia di componenti (nodi della distinta base) oggetto di progettazione. Lunghi tempi di esecuzione potrebbero portare di fatto ad un inutilizzo del software da parte dell’utente.

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Capitolo 5

Strategie implementative

5.1 Prima versione di Artifex

In seguito ai requisiti definiti da TAM SOFTWARE e dopo attenta analisi è stato delineato un primo modello di comportamento generale del programma, presentato nella figura 3.