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L’innovazione nella Progettazione:il Caso Engineering
Parte 2
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OUTLINE
Analisi funzionale di Prodotto e Patent BreakingCaso: Promatech Telaio tessile
Innovazione di processo e prodottoCaso 3A: Processo di progettazione di dispositivi medicali
Conclusioni
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CASO 1: ANALISI FUNZIONALE DI PRODOTTO
Azienda: Itema Group - Promatech, Villa di Serio (BG)Caso di Studio: Telaio ad ariaTelaio ad ariaObiettivi:
Utilizzare una metodologia strutturata per l’analisi funzionale e l’innovazione di un prodotto industriale complessoFormalizzare il know-how sul telaioProdurre documentazione tecnica funzionaleProdurre brevetti
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FASI PRINCIPALI
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Analisi funzionale del sistema di trasferimento trama
Studio del funzionamento della macchina con personale espertoIndividuazione del ruolo di ogni componente
Modello funzionaletrasferimento tramaModello funzionaleModello funzionale
trasferimento tramatrasferimento trama
PRODOTTO PRODOTTO
PROCESSOPROCESSO
MODELLO FUNZIONALE AD ALTO LIVELLO
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Modello di alto livello: prodotto
Apparata trasferimemtotrama
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I modelli di alto livello hanno permesso di localizzare i sottosistemi che piùnecessitano di essere ottimizzati
IDENTIFICAZIONE DELLE AREE DI INTERVENTO
Telaio ad aria MYTHOSTelaio ad aria MYTHOS
Apparato di trasferimento tramaApparato di trasferimento tramaSistema pneumatico di alimentazione Sistema pneumatico di alimentazione
delle delle ““staffettestaffette””
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ANALISI FUNZIONALE DI DETTAGLIO
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Configurazioni alternative del modello funzionale di riferimentoSemplicazione sistema – Bilanciamento funzionale
Varianti di trimming1. “No tanks”2. “No tanks & no electrovalves”3. “No tanks, no electrovalves & active Staffette”4. “No tanks, no electrovalves & valve near Staffette”
RICERCA DELLE SOLUZIONI
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11 - NO TANKS
Eliminazione dei serbatoi delle staffette (Tanks)Funzione principale svolta dai serbatoi (stabilze pressure) viene demandata a un nuovo elemento:
Micro compressors
X
2
XX2 - NO ELECTROVALVES & TANKS
Eliminazione delle elettrovalvole e quindi anche serbatoiFunzioni delle elettrovalvolevengono demandate a un nuovo elemento:
Micro compressors
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4XX
4 – 2 + VALVE NEAR STAFFETTEEliminazione delle elettrovalvole e dei serbatoiIntroduzione di un dispositivo di piccole dimensioni da istallare nelle vicinanze delle staffette
3X
X 4 – 2 + STAFFETTE “ATTIVE”Eliminazione delle elettrovalvole e dei serbatoiFunzioni delle elettrovalvole trasferire a:
Staffette
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RICERCA SOLUZIONI
EffectsPrinciplesPrediction
EffectsEffectsPrinciplesPrinciplesPredictionPrediction
Variante 1
Variante 2
Variante 3
Variante 4
SET SOL. 1(var 1&2)
SET SOL. 2(var 3)
SET SOL. 3(var 4)
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Per ogni soluzione proposta è stata intrapresa:
ricerca di dispositivi in commercio (internet assistant, motori di ricerca internet)ricerca brevettuale di dispositivi basati sulla stessa tecnologia (Delphion, Esp@cenet)
al fine di stimare la reperibilità sul mercato e i costi dei dispositivi individuati
ANALISI DEI RISULTATI
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RICERCA BREVETTUALE & PATENT BREAKINGNumerosi brevetti di dispositivi basati su tecnologia piezoceramica
Esempio: Brevetto US6439271 B2 “Procedimento per la realizzazione di cicli di tessitura con tempi comparativamente identici in telai a getto d’aria e realizzazione del procedimento”depositato dalla Lindauer Dornier Gesellshaft M.B.H.
─ Gruppo integrato valvola-serbatoio─ Valvola piezoelettrica all’interno del
modulo─ Possibilità di regolazione dinamica
dell’attuatore per ottenere l’esatto profilo di pressione desiderato
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Pieno accordo con la metodologia utilizzata per questo lavoroCorrisponde a una variante di trimming del modello funzionale 7.1Eventuale interesse nell’aggiramento del brevetto
US 6,439,271 B2: PATENT BREAKING?
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Modelli funzionali di alto livello e di dettaglioFormalizzazione del Know-how aziendale
Proposte di soluzioni innovativeStato dell’arte sull’applicazione della tecnologia piezoelettrica nei telai tessili“dove stanno andando gli altri?”
CONCLUSIONI CASO 1
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CASO 2: INNOVAZIONE PRODOTTO E PROCESSO
Azienda: A3 Health Care –Lonato(BS)Caso di Studio: Dispositivi medicali Dispositivi medicali Obiettivi:
Re-ingegnerizzare il processo di progettazione di un dispositivo medico per adeguarlo alla UNI CEI EN ISO 14971:2000Definire un approccio per la progettazione integrata di prodotto/processo che prevede l’impiego di:− Tecniche IDEFIDEF− Metodologia AFD (AFD (AnticipatoryAnticipatory FailureFailure
DeterminationDetermination) da metodologia TRIZ) da metodologia TRIZ− Analisi FMEA (FMEA (FailureFailure Mode and Mode and EffectEffect AnalysisAnalysis))
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PROCESSO AS-IS TO-BEGestione
del rischio
TecnicheIDEF
TecnicheTecnicheIDEFIDEF
PRODOTTO
Individuazione pericoli
Valutazione rischio
Riduzione rischio
FMEAFMEAFMEA
AFDAFDAFD
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MODELLO AS-IS & TO-BE
Procedure di Qualità
MODELLO MODELLO ASAS--ISIS
MODELLOTO-BE
IntervistePersonaleTecnico
Riallineamento delle attivitRiallineamento delle attivitàà gigiààesistentiesistentiIntroduzione Introduzione RiskRisk ManagementManagement
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A3: Gestire rischio
RISK MANAGEMENT
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FMEA
CARATTERISTICHE
Logica bottom-up: studia i possibili effetti sull’intero sistema provocati dal malfunzionamento di ogni singolo componente
Individua su quali difetti èessenziale intervenire attraverso il calcolo dell’indice RPN (RiskPriority Number) = gravitàx freq. x rilevabilità
LIMITI
È legata essenzialmente all’esperienza e alle conoscenze personali del progettista
Considera solo l’assenza o l’insufficienza della funzione progettata
Non dà indicazioni su come sopperire alle mancanze del progetto
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Formulazione del problema inversoFormulazione del problema inversoFormulazione del problema inverso
Perché???PerchPerchéé?????? Come???Come???Come???
AFD (1/2)Anticipatory Failure Determination
È un’applicazione della metodologia TRIZSi basa sui concetti dell’analisi di sovversione:
“è necessario causare deliberatamente un guasto”“è“è necessario causare deliberatamente un guastonecessario causare deliberatamente un guasto””
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AFD (2/2)
I difetti potenziali del sistema sono osservati da una prospettiva che permette di tener conto di tutte le debolezze del sistema L’utilizzo di diagrammi causa-effetto e della conoscenza di base del TRIZ, fornisce un approccio sistematico che permette:
l’identificazione sistematica dei rischi relativi al prodottol’individuazione guidata di eventuali azioni di miglioramento
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Applicazione della procedura proposta al caso di apparecchi per l’aerosolterapia
PRODOTTO CONSIDERATO
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Providing Failure Hypotheses
1. Determine what typical harm can be provided to [the] (compressor + ampoule)a. Explosion …
i. Chemical explosion …ii. Thermal explosion …iii. ….
b. Combustion ……
DIAGRAMMA CAUSA-EFFETTO
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Concept Development
1. Consider opportunities for eliminating [the] (Electric arc) to prevent [the] (T increases) and (I increases).a. Remove or change the source
of harm …b. Modify the harmful effect
2. ……
SCENARIO DI GUASTO
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TABELLA FMEA
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La procedura proposta per il Risk Management fornisce un approccio sistematico per individuare le modalità di guasto e le relative azioni di miglioramento grazie all’integrazione di FMEA e AFDha dimostrato di essere abbastanza robusta e di fornire un valido supporto per la gestione del rischioha dimostrato le sue potenzialità per agevolare un’innovazione del prodottoha lasciato intravedere la possibilità di essere usata come strumento di supporto per la progettazione industriale
CONCLUSIONI CASO 2