PRINCIPI FONDAMENTALI DELLE METODOLOGIE CAPP E GROUP TECHNOLOGY; ASPETTI RELATIVI ALLA GESTIONE UTENSILI

Capitolo 3

PRINCIPI FONDAMENTALI DELLE METODOLOGIE

CAPP E GROUP TECHNOLOGY;

ASPETTI RELATIVI ALLA GESTIONE UTENSILI

3.1. Considerazioni generali

La crescente competitività che caratterizza il mercato attuale spinge le imprese verso una maggiore flessibilità ed un più efficiente impiego delle proprie risorse, al fine di rispondere rapidamente alle richieste del mercato stesso.

Tale necessità è ancor più sentita in quelle aziende caratterizzate da una produzione di piccola e media serie per le quali improvvise variazioni del programma di produzione comportano problemi logistici, una difficile ottimizzazione della pianificazione e quindi uno sfruttamento non corretto delle risorse impiegate.

Occorre inoltre considerare tutti quegli aspetti critici che portano ad un aumento dei costi da parte dell’azienda, quali non conformità, sprechi di energie e di tempo, operazioni errate o ripetute.

Per riuscire a sfruttare completamente le risorse e le potenzialità dei sistemi produttivi occorre quindi individuare opportune metodologie di gestione della produzione.

Queste considerazioni hanno portato alla creazione di diverse tecniche per la gestione integrata dei fattori produttivi, che si pongono tutte come obiettivo fondamentale quello di rendere accessibile la memoria aziendale, intesa come insieme di dati e procedure sviluppati nel tempo.

Come indicato nel capitolo precedente, uno dei sistemi che si è rivelato più efficace nel rispondere alle esigenze indicate è la Group-Technology, cioè una metodologia di razionalizzazione dei processi di produzione incentrata sul concetto di identificazione, classificazione e raggruppamento di prodotti aventi similitudini morfologiche e tecnologiche, al fine di produrre in modo più efficiente attraverso la standardizzazione di parti e processi.

Questa metodologia si fonda sulla constatazione che pezzi appartenenti alla medesima famiglia frequentemente necessitano delle stesse macchine ed attrezzature, quindi di lavorazioni ed utensili simili; conseguentemente è possibile utilizzare il ciclo del pezzo caratteristico di ciascuna classe, definito capostipite, al fine di elaborare quello di un nuovo pezzo da produrre, ottenendo così una riduzione dei tempi e dei costi legati a tali attività.

Studi sviluppati da diversi enti hanno dimostrato l’efficacia di questa metodologia che quindi suscita notevole interesse, soprattutto pensando che circa il 60% della produzione meccanica mondiale è realizzato in lotti di dimensioni ridotte, inferiori ai 50 pezzi.

In seguito a queste considerazioni è evidente l’importanza di impiegare metodologie di supporto alla pianificazione della produzione che consentano di rendere più rapida la definizione dei cicli di lavorazione, delle liste utensili, dei parametri di taglio, delle macchine e delle attrezzature necessarie alla realizzazione di un nuovo pezzo; queste tecniche rappresentano l’anello di congiunzione mancante fra l’attuale programmazione manuale e l’integrazione completa di sistema informatico e sistema produttivo.

Infatti, solitamente è il personale tecnico specializzato che, con grande dispendio di tempo ed energie, si occupa della stesura manuale del ciclo di lavorazione, della lista utensili e del programma macchina a controllo numerico basandosi sui disegni forniti e sulla propria esperienza maturata in anni di lavoro.

E’ quindi evidente l’esigenza di ridurre tale dispendio di risorse mediante l’utilizzo di un supporto che permetta di ottenere direttamente dai disegni in formato CAD il ciclo di fabbricazione ed il part-program, limitando l’intervento del tecnico alla fase di controllo. Questo collegamento informatico fra la fase di progettazione e la fase di programmazione può essere attuato mediante un apposito software che sfrutti un opportuno database contenente le informazioni acquisite relativamente a lavorazioni e mezzi produttivi, ossia la memoria tecnologica dell’azienda.

Il tentativo di realizzare tale collegamento ha portato verso l’ideazione di diverse metodologie che comunque non consentono di attuare la pianificazione della produzione in maniera completamente indipendente dalla partecipazione dell’esperienza umana, a causa della mancanza di un programma in grado di adattarsi facilmente alla grande varietà di realtà aziendali presenti.

Fra le varie tecniche attualmente sviluppate sono noti i sistemi CAPP (Computer Aided

Process Planning) che rappresentano un supporto per la programmazione della

produzione in tutti i suoi aspetti tecnici ed organizzativi; tali sistemi, tenendo conto dei diversi fattori tecnologici, economici e logistici, consentono di determinare i processi produttivi ed i relativi parametri necessari alla realizzazione dei pezzi.

L’aspetto riguardante l’organizzazione del patrimonio di esperienze ed informazioni proprio dell’azienda è stato finora affrontato secondo due approcci distinti:

• approccio variante • approccio generativo

I sistemi varianti, fondati sull’impiego della Group-Technology, si articolano in due fasi; quella preparatoria e quella operativa.

La fase preparatoria consiste nell’analisi degli elementi prodotti in azienda al fine di individuare opportuni raggruppamenti di parti caratterizzate da similitudini morfologiche e tecnologiche; per ognuno di tali gruppi viene elaborato ed archiviato il ciclo di lavorazione caratteristico, in modo da essere disponibile nella successiva fase operativa.

Durante questa seconda fase, infatti, si assegna un nuovo elemento commissionato ad una delle famiglie precedentemente individuate; il ciclo del nuovo elemento viene elaborato prendendo come riferimento il ciclo caratteristico di tale famiglia, modificandolo secondo le caratteristiche specifiche. Il ciclo di lavorazione del nuovo elemento viene quindi archiviato all’interno della famiglia assegnata.

I sistemi generativi si basano invece sulla capacità di raccogliere le conoscenze e di riprodurre la logica decisionale del personale tecnico dell’azienda.

Lo scopo di tali sistemi consiste nell’elaborazione automatica del ciclo di lavorazione dell’elemento da produrre utilizzando i disegni e conoscendo le caratteristiche dei vari fattori produttivi dell’azienda (macchine, utensili, attrezzature).

Dato che quasi il 70% della produzione è ripetitiva, il sistema che per primo è stato implementato è quello variante, avendo un utilizzo più intensivo ed una possibilità di applicazione più vasta. Inoltre è più facile la sua realizzazione nonostante la prima fase di preparazione sia onerosa in termini di ore uomo.

Il secondo sistema viene di solito applicato per produzioni in piccola serie adottando spesso microcicli modulari per le diverse fasi di lavorazione, ma comporta notevoli difficoltà nella sua realizzazione in quanto si tratta di tradurre l’esperienza decennale di operatori in una logica di funzionamento per un software.

L’adozione di uno o dell’altro approccio deve quindi essere stabilita in base ai risultati di un’accurata analisi relativa alla tipologia di elementi prodotti dall’azienda interessata.

In particolare lo studio della realtà produttiva esaminata ha evidenziato la necessità di elaborare una soluzione basata sull’integrazione dei due sistemi presentati; la metodologia della Group Technology viene applicata per creare un apposito archivio che raccoglie in maniera organica le lavorazioni effettuate sotto forma di microcicli dalla cui combinazione sia poi possibile risalire al ciclo di fabbricazione di qualsiasi nuovo pezzo.

Queste valutazioni, come anticipato nel capitolo precedente, hanno portato alla definizione di un sistema CAPP semigenerativo, in grado di definire il ciclo di un nuovo elemento operando secondo una metodologia che si fonda su di un dettagliato archivio di lavorazioni e su di un’organizzazione in famiglie di pezzi che rende più efficace la ricerca dei dati necessari all’elaborazione del nuovo ciclo di fabbricazione.

L’applicazione di tale metodologia si prefigge quindi l’obiettivo di migliorare l’efficienza dei processi produttivi e conseguentemente la qualità del prodotto grazie ad un’adeguata gestione delle informazioni relative alle lavorazioni eseguite; questa, infatti, rende possibile la riduzione del tempo necessario allo studio dei cicli di lavorazione relativi a parti simili e permette la standardizzazione delle attrezzature e degli utensili impiegati.

Tuttavia occorre tener conto delle notevoli difficoltà legate alla realizzazione di un sistema CAPP semigenerativo che risponda ai bisogni indicati, dotato della flessibilità necessaria a adattarsi alle diverse situazioni aziendali che si possono presentare.

In particolare gli ostacoli maggiori alla creazione di una metodologia di uso generale sono rappresentati dalla fase di acquisizione del patrimonio tecnologico aziendale e dalla necessità d’integrazione con la fase CAD.

Infatti, occorre che un tale sistema possieda il patrimonio di conoscenza tecnologica proprio dell’azienda poiché questo insieme di informazioni consentirà di riprodurre la logica degli operatori e quindi di elaborare soluzioni corrette.

Inoltre la realizzazione di uno strumento di supporto per la pianificazione della produzione che possieda le capacità precedentemente indicate deve prevedere delle interfacce che permettano di comprendere ed elaborare i dati geometrici e tecnologici relativi ai vari pezzi contenuti nel database del sistema CAD.

La creazione di un sistema CAPP richiede quindi una fase iniziale di studio, impegnativa in termini economici e di ore uomo, rivolta alla comprensione delle procedure, della logica e delle conoscenze tecnologiche proprie dell’azienda, in modo da poter elaborare una soluzione efficiente.

Tuttavia l’applicazione e l’utilizzo di tale metodologia consentono di rispondere rapidamente alle richieste del cliente e di incrementare la flessibilità, la qualità dei prodotti, l’efficienza e quindi la competitività dell’azienda con conseguenti vantaggi economici e d’immagine.

3.2. I benefici

Dalle considerazioni esposte risulta evidente che i sistemi CAPP, basandosi su di un archivio contenente il patrimonio di esperienze proprio dell’azienda, sono in grado di affrontare in maniera strutturata i processi relativi alla pianificazione della produzione. La fase di raccolta e di catalogazione delle informazioni relative a utensili, dispositivi accessori e tutto quanto necessario per la pianificazione può essere effettuata in maniera corretta ricorrendo alla metodologia Group Technology, che quindi costituisce uno dei fondamenti dei sistemi CAPP.

L’applicazione della Group Technology offre i seguenti benefici:

• efficiente archiviazione dei progetti

• disponibilità di dati ed informazioni relative ai cicli di lavorazione archiviati • rapida definizione degli utensili più adatti e dei relativi parametri di taglio • rapida definizione delle attrezzature necessarie alla produzione

• riduzione dei tempi inattivi (minimizzazione dei tempi di set-up) • riduzione del time-to-market

• possibilità di integrazione con metodologie CAPP

E’ importante notare che l’adozione di tale metodologia porta benefici non solo per quanto riguarda il reparto di produzione, ma interessa anche altre funzioni aziendali come quella tecnico-commerciale.

Infatti, l’ufficio tecnico, avendo a disposizione uno strumento che rende rapidamente disponibili i dati e le informazioni tecnologiche necessari, può ridurre la probabilità di errori nella determinazione di utensili e parametri di taglio contribuendo a limitare i costi dovuti a scarti, rilavorazioni e interruzioni della produzione.

L’impiego di tale metodologia consente inoltre di diminuire il tempo d’elaborazione del ciclo di lavorazione di nuovi elementi potendo sfruttare le conoscenze acquisite, opportunamente raccolte nel database in modo da risultare rapidamente accessibili.

Oltre a ciò occorre considerare che la possibilità di pianificare la produzione in maniera più efficiente e di ridurre il time-to-market permette una rapida risposta alle esigenze del cliente e di conseguenza la fidelizzazione del cliente stesso.

In un mercato difficile e competitivo come quello attuale, infatti, è fondamentale la capacità di proporre articoli a basso costo ed in tempi contenuti, soprattutto considerando che il ciclo di vita dei prodotti diminuisce sempre più rapidamente, richiedendo di conseguenza continui aggiornamenti.

Per questo il time-to-market ha acquistato notevole importanza fino a diventare uno dei parametri principali per la valutazione delle qualità produttive di un’azienda.

La riduzione del time-to-market può essere ottenuta attraverso la costituzione di un patrimonio di conoscenza consistente e disponibile, supportato da un’organizzazione efficiente e pronta a rispondere alle esigenze del cliente.

L’ottimizzazione dei processi rappresenta un aspetto fondamentale nella gestione di un’azienda orientata alla qualità; si presenta quindi la necessità di sfruttare il potenziale delle risorse impiegate eliminando le cause di perdita sia di tipo tecnico (scarti, rilavorazioni, non conformità) che di tipo gestionale, riguardanti la struttura organizzativa ed il sistema informativo.

In seguito a queste considerazioni è evidente l’opportunità offerta dalla metodologia Group Technology di razionalizzare l’insieme dei processi produttivi aziendali e di incrementarne l’efficienza con conseguenti benefici economici.

Inoltre, integrando tale metodologia con un archivio strutturato in modo da raccogliere e rendere facilmente accessibile l’insieme delle conoscenze aziendali, diventa possibile realizzare un sistema CAPP semigenerativo che consenta di ottenere i benefici descritti nei paragrafi precedenti.

L’applicazione e l’utilizzo di tale sistema gestionale permette di semplificare alcune delle attività fondamentali per lo svolgimento del processo produttivo dell’azienda; in particolare, grazie al supporto fornito, la fase di elaborazione dei cicli di lavorazione e delle corrispondenti liste utensili richiede un minore dispendio di risorse e di tempo, contribuendo ad un aumento dell’efficienza e della competitività dell’azienda stessa.

3.3. Principi di creazione di un sistema CAPP semigenerativo

Nei paragrafi precedenti è stato illustrato come sia possibile realizzare, attraverso l’adozione della Group-technology, un sistema CAPP semigenerativo che, congiuntamente all’utilizzo di macchine flessibili ad alto grado di automazione, permetta di ottenere una sensibile riduzione del tempo di pianificazione della produzione con conseguente diminuzione dei costi, grazie alla disponibilità di informazioni relative ai progetti precedentemente svolti.

L’impiego di tale metodologia conferisce una notevole flessibilità al sistema produttivo, con evidenti benefici in un mercato caratterizzato da un’elevata variabilità delle esigenze dei clienti.

Tuttavia è importante rilevare che sussistono notevoli problematiche legate all’ideazione ed all’applicazione di tale metodologia, in particolare per quanto riguarda la complessità del software: infatti, dovendo sostituire totalmente o anche parzialmente il programmatore, il sistema richiede un’architettura sofisticata che renda disponibili le informazioni acquisite in anni di lavoro e che riproduca le logiche decisionali definite nel tempo dall’azienda, risultando così in grado di risolvere qualsiasi problema tecnologico gli si presenti.

Nell’introduzione in un’azienda di una metodologia gestionale CAPP semigenerativo emergono quindi alcuni aspetti critici che occorre affrontare per arrivare all’applicazione concreta.

Uno di questi riguarda la definizione dei criteri per mezzo dei quali classificare i pezzi in modo da raggrupparli in macro famiglie omogenee.

L’efficacia della metodologia adottata dipende evidentemente dalla validità della procedura di classificazione e quindi in definitiva dalla significatività dei parametri individuati per l’assegnazione dei pezzi alle famiglie di appartenenza.

Altro aspetto fondamentale è legato alla scelta dei criteri necessari alla caratterizzazione delle diverse lavorazioni analizzate; questi dovranno essere adatti a definire in maniera completa il tipo di operazione esaminata, ma nello stesso tempo risultare semplici e comprensibili anche da personale non necessariamente tecnico.

Inoltre è indispensabile stabilire una procedura per la catalogazione, la localizzazione e la selezione degli utensili; in particolare occorre determinare degli strumenti che consentano di associare al singolo utensile la gamma di lavorazioni da questo eseguibili ed i relativi parametri di taglio ottimizzati in modo da permettere all’ufficio tecnico di generare rapidamente i cicli di lavorazione e le schede utensili facendo riferimento alle informazioni raccolte.

Il cammino da percorrere per il raggiungimento dei traguardi stabiliti deve passare attraverso un esame approfondito della realtà interessata; è infatti necessario comprendere il contesto ed i vincoli con i quali le aziende medio piccole devono confrontarsi per affrontare un mercato sempre più difficile e competitivo che richiede flessibilità e rapidità di risposta alle esigenze del cliente.

Al fine di affrontare le difficoltà indicate, tenendo sempre presente l’obiettivo di elaborare una soluzione realmente applicabile ed efficace, è indispensabile analizzare i vari aspetti dell’attività produttiva aziendale, in modo da individuare opportunità di miglioramento.

Uno degli aspetti fondamentali della produzione esaminata riguarda l’impiego di centri di lavoro a controllo numerico; tali macchine, grazie alla loro elevata flessibilità, sono in grado di eseguire diverse tipologie di lavorazioni.

Infatti, le macchine CNC permettono di effettuare, in una stessa fase di lavorazione, operazioni di fresatura, foratura, barenatura, filettatura, alesatura; questa capacità rende possibili importanti riduzioni del tempo necessario alla realizzazione di un elemento.

Inoltre grazie alla notevole rigidezza della struttura, alla capacità di assorbire vibrazioni e alla presenza del controllo numerico, queste macchine sono in grado di eseguire lavorazioni caratterizzate da elevate precisione e finitura superficiale; diventa quindi possibile realizzare pezzi di notevole complessità, in maniera più veloce ed efficiente rispetto al caso in cui venissero impiegate macchine di tipo tradizionale.

Per riuscire a sfruttare completamente tali capacità produttive occorre però un’attività di pianificazione molto complessa che richiede un gran dispendio di energie, oltre che una struttura aziendale organizzata in modo da favorire un efficace flusso di informazioni.

Un altro aspetto rilevante dell’attività produttiva esaminata è relativo alla tipologia di produzione, che avviene su commessa; non potendo l’azienda partecipare alla fase di progettazione, eseguita all’esterno dai clienti, viene esclusa la possibilità di limitare la duplicazione di elementi distinti aventi caratteristiche morfologiche e funzionali comuni. Di conseguenza, l’opportunità di raggruppare in famiglie i pezzi assimilabili, anche se provenienti da clienti differenti, porta evidenti vantaggi dal punto di vista dell’ottimizzazione dei processi produttivi.

Infine occorre considerare che una parte rilevante degli ordini riguarda la lavorazione di elementi soggetti a successive modifiche che spesso differiscono fra loro soltanto per pochi particolari.

Le differenze nella realizzazione delle varie versioni spesso sono limitate a poche operazioni in più o in meno, quindi prevedere ogni volta lo studio del ciclo di lavorazione risulterebbe inutile, oltre che dispendioso in termini di tempo.

La situazione è ulteriormente complicata dal fatto che il ciclo di vita dei prodotti diventa sempre più breve a causa della competitività del mercato e delle frequenti modifiche apportate dai clienti al fine di ottenere un miglioramento continuo della qualità.

Questa situazione comporta la necessità di elaborare in tempi ridotti nuovi cicli di lavorazione per i componenti soggetti a modifiche.

La soluzione individuata nei capitoli precedenti per rispondere alle esigenze di rapidità e flessibilità richieste dagli utenti consiste nell’applicazione della Group-Technology che permette di analizzare ogni nuova commessa acquisita confrontandola con commesse svolte in precedenza, in modo da poter rilevare tutte le analogie esistenti con lavorazioni già eseguite.

Tale modo di operare, basato non più esclusivamente sull’esperienza del singolo progettista ed operatore, ma sulle conoscenze sviluppate nel tempo da tutti coloro che prendono parte al processo produttivo, consente di definire con rapidità i cicli di lavorazione dei particolari e rende rapida ed efficace la scelta di utensili e parametri di taglio. L’impiego della Group-Tecnology, supportato da un accurato archivio contenente le informazioni ed i dati derivanti dalle lavorazioni già effettuate, permetterà inoltre di stimare anche il tempo approssimativo di lavoro dei vari utensili che saranno impiegati e questo dato consentirà la scelta univoca dell’utensile da impiegare.

Il primo passo fondamentale per l’adozione della Group-Tecnology consiste dunque nell’identificazione delle macrofamiglie in cui suddividere la produzione.

Ciascuna macrofamiglia è costituita da un sottoinsieme dell’intera produzione aziendale, contenente elementi selezionati in base a similitudini riguardanti sia la forma sia le operazioni necessarie alla realizzazione.

Occorre quindi compiere una suddivisione dei pezzi in diversi gruppi utilizzando criteri logici che considerano gli aspetti morfologici e tecnologici caratteristici di ciascun elemento.

Lo studio riguardante la creazione delle macrofamiglie e la successiva assegnazione dei vari pezzi prodotti alla macrofamiglia di appartenenza è stato svolto in precedenti lavori di tesi, quindi quest’argomento non sarà affrontato in maniera dettagliata.

La metodologia adottata prevede l’attribuzione alle diverse famiglie individuate di un codice di identificazione sintetico ed utilizzabile dall’elaboratore.

Per quanto riguarda la codifica dei pezzi, è stato scelto di utilizzare il numero del disegno, permettendo così di fare riferimento ad un parametro univocamente correlato al singolo elemento, definito fin dalla ricezione dell’ordine.

E’ importante notare che all’interno della stessa famiglia possono essere presenti elementi commissionati da clienti diversi: l’impiego di tale metodologia consente perciò di limitare le difficoltà legate ad una produzione su commessa.

Infatti, come evidenziato in precedenza, l’azienda non può intervenire nella fase progettuale al fine di razionalizzare il processo di fabbricazione di pezzi appartenenti ad una stessa classe, ma è in possesso di un sistema di gestione della produzione che permette di ridurre il tempo necessario alla elaborazione dei cicli ed i costi legati alla lavorazione sfruttando le similitudini morfologiche e tecnologiche che caratterizzano tali elementi.

La fase successiva alla classificazione degli elementi in produzione ai centri di lavoro è rivolta alla definizione dei pezzi caratteristici delle macrofamiglie individuate; tale attività si concretizza nella selezione, per ciascuna macrofamiglia, di un pezzo la cui realizzazione richieda tutte le lavorazioni proprie della classe considerata.

L’elemento caratteristico, o capostipite, infatti, è per definizione il pezzo, appartenente al raggruppamento, il cui ciclo di lavorazione presenta tutte le lavorazioni da effettuare sull’insieme di pezzi della famiglia.

E’ evidente che, operando secondo tale logica, viene determinato un ciclo di lavorazione virtuale completo dal quale è possibile ottenere, eliminando le lavorazioni non necessarie, il ciclo di lavorazione di qualsiasi elemento della famiglia.

Al momento dell’arrivo di una commessa relativa ad un nuovo prodotto occorre innanzitutto analizzarne le caratteristiche morfologiche e tecnologiche al fine di individuare una eventuale famiglia di appartenenza; nel caso che non sia possibile ricondurre tale elemento a nessuna delle famiglie esistenti viene introdotta all’interno dell’archivio una nuova macrofamiglia di cui esso costituisce il pezzo caratteristico, con conseguente variazione della classificazione presente.

Consideriamo invece l’eventualità che il nuovo elemento possa essere inserito in una delle famiglie presenti; è possibile in questo caso definire il ciclo di lavorazione tramite un confronto con il ciclo del pezzo caratteristico della famiglia alla quale è stato assegnato. Se l’elemento esaminato richiede operazioni supplementari allora il ciclo di lavorazione di riferimento viene modificato aggiungendo tali nuove operazioni.

A questo punto occorre svolgere un’analisi accurata dei cicli di fabbricazione dei pezzi caratteristici, avendo l’obiettivo di raccogliere in maniera opportuna l’insieme di conoscenze ed informazioni tecnologiche derivanti da tale studio.

Occorre tener presente che uno degli aspetti fondamentali del presente lavoro riguarda la costituzione di un archivio di lavorazioni nel quale ciascuna operazione rappresenta un modulo indipendente dal ciclo cui appartiene; ogni modulo individuato viene classificato in base alla metodologia della Group-Tecnology al fine di rendere rapida ed efficace la ricerca di dati utili per l’elaborazione dei cicli di fabbricazione di nuovi elementi.

Ciascun modulo costituisce un singolo microciclo definito dalla sequenza di operazioni elementari necessarie alla realizzazione di una determinata superficie del pezzo; inoltre ogni microciclo è catalogato insieme ai corrispondenti utensili e parametri di taglio.

Grazie al supporto fornito dal database descritto, contenente l’insieme di operazioni (barenature, fresature, forature, etc.) eseguite sulle macchine CNC, è possibile elaborare il ciclo di lavorazione di nuovi elementi assegnandoli ad una famiglia ed utilizzando come struttura principale il ciclo del pezzo caratteristico della famiglia di appartenenza.

Indichiamo quindi le operazioni da compiere per creare il ciclo di lavorazione e la lista utensili per un nuovo particolare:

• attribuzione del nuovo particolare ad una famiglia di pezzi e alla sottofamiglia idonea;

• selezione, dal database della sottofamiglia, di tutti i singoli microcicli di lavorazione necessari per la realizzazione del particolare esaminato;

• composizione dei microcicli fino ad ottenere il ciclo completo; • elaborazione della lista utensili con il tempo di lavoro previsto;

• confronto con l’archivio utensili e selezione degli utensili da utilizzare.

Mediante l’applicazione di tale metodologia può essere stimato rapidamente il preventivo di costo del pezzo esaminato, moltiplicando il costo orario del centro di lavoro impiegato per il tempo necessario alla esecuzione del ciclo, valutato in base ai tempi medi indicati per ciascuna operazione.

Al fine di raccogliere i dati e le informazioni principali che costituiscono l’obiettivo dell’analisi del ciclo di lavorazione dei pezzi caratteristici è stata definita la seguente successione di operazioni:

• analisi del disegno e valutazione dei dati di partenza: materiale, tipo e forma del greggio, quantità di pezzi da produrre, trattamenti termici, tolleranze;

• determinazione dei processi tecnologici necessari alla realizzazione del pezzo: fresatura, foratura ecc.;

• individuazione delle macchine a controllo numerico selezionate per la realizzazione dell’elemento esaminato;

• rilevazione dei tempi di lavorazione di ciascun utensile impiegato;

• raccolta dei documenti necessari all’analisi del ciclo di lavorazione del pezzo caratteristico di ciascuna macrofamiglia: piano di fabbricazione e controllo, scheda percorso utensili e foglio di lavorazione.

Lo svolgimento delle operazioni indicate ha richiesto la preparazione di opportune tabelle nelle quali sono stati raccolte le informazioni ritenute indispensabili per fornire un quadro completo del ciclo produttivo, tenendo presenti gli scopi definiti nel paragrafo precedente.

3.4. La gestione degli utensili nei sistemi CAPP

Nei capitoli precedenti è stato messo in evidenza come la realizzazione di un efficiente sistema di pianificazione della produzione si fondi sull’opportunità di accedere ad un archivio di conoscenze tecnologiche che raccolga dati ed informazioni riguardanti, in particolare, l’insieme degli utensili e dei relativi accessori presenti nell’officina meccanica. Infatti, la gestione degli utensili costituisce una delle attività principali del ciclo produttivo ed influenza il corretto andamento delle altre funzioni aziendali, dalla programmazione delle lavorazioni alla stesura del part-program, dalla gestione del magazzino al controllo della qualità, fino all’amministrazione.

Inoltre occorre tener presente l’attuale realtà produttiva che deve essere affrontata dalle aziende manifatturiere: produzione in piccoli lotti o prototipica, esigenze di flessibilità e rapidità di risposta, tempi di lavorazione ridotti e necessità di impiegare numerose tipologie di utensili specifici per le varie operazioni eseguite.

Questa situazione comporta l’aumento del numero di utensili presenti nell’azienda con conseguenti difficoltà riguardanti le attività legate al montaggio e smontaggio degli utensili, al presetting, alla localizzazione all’interno dell’officina; un rimedio diffuso e apparentemente semplice è il ricorso alla duplicazione dei vari utensili.

Tuttavia quest’accorgimento comporta evidentemente un aumento dei costi e rende ancora più complesso il controllo dei vari componenti.

Per tali ragioni, come indicato in precedenza, la soluzione ai problemi individuati deve invece essere ricercata attraverso l’ideazione e l’impiego di un efficiente metodo di gestione degli utensili, fondato su un appropriato archivio utensili ed inserito all’interno di un sistema CAPP semigenerativo.

Tale sistema consente il flusso di informazioni fra le varie attività costituenti il processo produttivo aziendale, rendendo accessibili i dati in maniera semplice e veloce.

E’ fondamentale a questo punto definire la struttura dell’archivio tenendo presente la necessità di catalogare e monitorare i singoli utensili ed accessori presenti all’interno dell’azienda, al fine di costituire una fonte di conoscenze indispensabile per l’efficiente funzionamento delle varie attività produttive; tale compito può essere affrontato in maniera adeguata solo dopo aver determinato l’insieme delle dinamiche connesse alla gestione degli utensili:

• selezione degli utensili e dei relativi accessori più opportuni per eseguire il ciclo di lavorazione di un nuovo elemento;

• determinazione dei parametri di taglio ottimizzati;

• controllo dei tempi di lavorazione e della vita residua del singolo utensile; • localizzazione, all’interno dell’officina, degli utensili selezionati.

Consideriamo il primo aspetto, relativo alla creazione della lista utensili per un nuovo ciclo di lavorazione; il sistema CAPP semigenerativo fornisce all’utente un ausilio per la selezione degli utensili da impiegare nelle varie operazioni necessarie alla realizzazione dell’elemento esaminato.

Tale sistema, fondato sulla classificazione in famiglie di pezzi operata tramite la Group Technology, deve integrarsi con il patrimonio di conoscenze tecnologiche dell’azienda contenuto nell’archivio utensili.

Nei paragrafi precedenti è stata indicata la sequenza di operazioni che consente di definire il ciclo di lavorazione di un nuovo elemento utilizzando come struttura principale il ciclo del pezzo caratteristico della famiglia di appartenenza dell’elemento analizzato.

Fra le informazioni contenute nei cicli di lavorazione di ciascun pezzo caratteristico sono inseriti anche i dati relativi agli utensili impiegati nelle varie operazioni.

In tal modo l’utente ha a disposizione uno strumento che consente di visualizzare rapidamente gli utensili da impiegare nelle lavorazioni comuni al nuovo elemento e al pezzo caratteristico; inoltre, per ciascun utensile, sono indicati i parametri di taglio ottimizzati secondo l’esperienza degli operatori maturata nel corso delle precedenti lavorazioni.

Per quanto riguarda le restanti operazioni l’utente ha l’opportunità di effettuare una ricerca all’interno dell’archivio utensili indicando le caratteristiche della lavorazione da effettuare e del materiale da lavorare; in questo modo si ottiene un elenco degli utensili che consentono di effettuare la lavorazione esaminata, insieme ai rispettivi dati di taglio ottimizzati.

Seguendo questa procedura l’utente è in grado di definire rapidamente la lista degli utensili e dei parametri di taglio più adeguati alla realizzazione dell’elemento esaminato; a questo punto è fondamentale scegliere, fra i vari utensili presenti nell’officina, quelli caratterizzati da una vita utile tale da portare a termine l’operazione.

I vantaggi apportati da tale metodologia sono evidenti: diventa possibile evitare interruzioni della lavorazione causate dalla necessità di sostituire l’utensile usurato ed è scongiurato il pericolo legato ad eventuali rotture, con conseguenti gravi danni all’elemento in lavorazione ed aggravio di costi.

Tenendo conto dei dati di durata forniti dal produttore, o in alternativa delle informazioni ricavate direttamente durante l’impiego, può essere valutata la vita dell’utensile in determinate condizioni di taglio.

Al fine di ottenere una stima attendibile della vita residua di un generico utensile precedentemente utilizzato occorre registrare i tempi relativi alle lavorazioni effettuate; tali tempi devono quindi essere resi disponibili tramite un elenco riportato per ciascun utensile presente all’interno dell’archivio, così da essere rapidamente accessibili all’utente, il quale, sulla base dei dati visualizzati, è in grado di selezionare, se presenti, gli utensili che consentono di eseguire il ciclo di lavorazione senza dannose interruzioni.

A questo punto occorre procedere alla ricerca degli utensili selezionati; attualmente questa fase è svolta dagli operatori che si affidano alla propria memoria non potendo fare riferimento ad alcuno strumento che consenta di definire la mappatura degli utensili all’interno dell’officina.

Tale difficoltà può essere superata riportando nell’archivio un’indicazione relativa alla localizzazione di ciascun utensile catalogato; in questo modo è possibile risalire velocemente alla posizione occupata dagli utensili selezionati.

In seguito alle considerazioni esposte, dopo aver analizzato l’insieme di attività connesse alla gestione degli utensili, sono state quindi individuate le caratteristiche e le informazioni che devono essere raccolte all’interno dell’archivio al fine di conseguire un efficace impiego del sistema CAPP elaborato, permettendo così di conseguire benefici riassumibili in una riduzione dei tempi di pianificazione, un aumento della produttività e la diminuzione dei costi legati a interruzioni delle lavorazioni e alla duplicazione degli utensili.