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Ottimizzare la produzione del cablaggio con Capital Formboard Manager

di Cadlog on 17 Aprile 2019

In questo articolo parleremo di come, nella produzione del cablaggio, la “formboard accorpata” possa consentire un uso efficiente dello spazio della fabbrica e della linea di produzione, quando si tratta di realizzare più varianti di uno stesso cablaggio, salvaguardando la redditività della produzione. Vedremo come ciò possa essere realizzato in modo molto efficace tramite Capital Formboard Manager.

La produzione del cablaggio alla sfida del cambiamento

In un settore industriale già molto competitivo come quello del cablaggio, l’aumento della complessità tende a mettere a dura prova la redditività del processo di produzione, che è ancora largamente manuale e ad alta intensità di manodopera. In futuro è prevedibile che tale complessità aumenti ulteriormente, a causa di trend come l’affermazione dei veicoli elettrici e dei sistemi di guida autonoma e del loro impatto sui sistemi di distribuzione elettrica. Inoltre, succede che i produttori di cablaggi debbano attuare molti cambiamenti di progettazione mentre il prodotto è già in produzione, con un impatto ulteriore sulle linee di produzione. Tutto ciò impatta fortemente sull’uso di risorse preziose come gli operatori, le attrezzature e persino lo spazio all’interno della fabbrica.

L’impostazione iniziale di una linea di produzione è un’attività chiave, che richiede molta esperienza di ingegneria di produzione. Le aree di preparazione devono essere progettate, i cablaggi devono essere disposti sui pannelli, vanno poi creati i fori per gli elementi di fissaggio, i supporti devono essere montati sulla tavola e vanno definite le postazioni di lavoro, con le relative assegnazioni di compiti. Anche l’attrezzatura di prova deve essere progettata e preparata. L’intera linea di produzione deve essere bilanciata sulla base del tempo di consegna e dei volumi previsti, fattori che influiscono sul numero di linee di produzione e sull’utilizzo dello spazio all’interno della fabbrica.

Tali decisioni devono essere rivalutate per ogni modifica di progetto. Le formboard possono richiedere un aggiornamento, una linea di produzione ben bilanciata può richiedere un ribilanciamento o gli operatori potrebbero richiedere di essere riqualificati. Inoltre, la produttività può diminuire per un breve periodo di tempo dopo aver effettuato un cambiamento, a seguito di cambi legati a variazioni nei volumi di produzione. Un significativo cambio nella domanda di un cablaggio può influire drasticamente sull’utilizzo della capacità di una linea di produzione. E anche la normale variabilità dei volumi e le percentuali di utilizzo durante il ciclo di vita del progetto possono costringere i produttori di cablaggi a reagire e riprogettare le linee di produzione.

Figura 1 – Una linea di produzione di cablaggio con le formboard accostate.

La formboard accorpata per la produzione del cablaggio

Utilizzando formboard accorpate, gli ingegneri di produzione possono progettare linee che consentano loro di produrre cablaggi diversi (ma molto simili) sulla stessa linea. In altre parole, più linee di produzione possono essere sostituite da un’unica linea unita, liberando spazio nella fabbrica e altre risorse e aumentando la produttività e l’efficienza delle singole linee.

Poiché su un disegno di una formboard accorpata vengono mostrati due o più cablaggi, è una pratica comune utilizzare i colori per evidenziare quali elementi appartengono a quale cablaggio. Si notino ad esempio i tre colori sul lato destro della Figura 2.

Harness merged formboard

Figura 2 - Un esempio di formboard accorpata (merged formboard)

  • Nero: utilizzato per le parti comuni a tutti i cablaggi
  • Blu: questa parte è solo in uno dei cablaggi, poiché ad esso è stato associato il colore blu
  • Arancio: questa parte è solo in uno dei cablaggi, poiché ad esso è stato associato il colore arancio

L’operatore dello shop-floor sa quali cablaggi devono essere prodotti. Dunque è sufficiente che conosca la codifica dei colori perché possa identificare la sezione correlata sulla formboard.

La comunanza tra i cablaggi – cioè la percentuale di parti in comune – è il parametro chiave per decidere se iniziare il processo di accorpamento. Generalmente, il 70-80% di comunanza è ritenuto un valore sufficiente. Se c’è solo poca comunanza, la formboard accorpata risultante potrebbe risultare troppo complicata da leggere e capire. Ciò porterà a una scarsa efficienza di produzione, dal momento che, da un disegno complicato della formboard, gli operatori non riescono a ottenere le informazioni necessarie abbastanza velocemente.

Come viene progettata oggi una formboard accorpata

Tradizionalmente, le formboard accorpate vengono create in un processo con una forte componente manuale, utilizzando strumenti di disegno che non sono necessariamente progettati per il riutilizzo e la condivisione dei dati. Anche il primo passo – decidere se due cablaggi sono buoni candidati da produrre su una linea di produzione unita – è un compito lungo e laborioso. I disegni devono essere confrontati manualmente, prestando attenzione a una serie di parametri come dimensioni, layout, componenti e relative posizioni, elementi di fissaggio e contenitori per i componenti necessari.

Il processo di accorpamento in se stesso è un’altra attività laboriosa, quando si utilizzano principalmente strumenti di disegno. In questa fase, date le limitazioni della maggior parte degli strumenti di disegno, i dati del cablaggio di solito non vengono considerati affatto. Ecco perché, per completare il progetto iniziale di formboard accorpata, possono essere necessari giorni o anche settimane, in caso di cablaggi di grandi dimensioni.

Una volta progettata, la formboard accorpata deve essere mantenuta. Tutte le modifiche apportate ai progetti di cablaggi originali devono essere implementate, il che comporta anche l’aggiornamento della formboard accorpata. Ma ancora una volta, dal momento che questa formboard accorpata è stata probabilmente progettata utilizzando strumenti di disegno scollegati da qualsiasi origine dati, si tratterà di un’ulteriore attività manuale, dispendiosa in termini di tempo e soggetta a errori.

Non sorprende che molti ingegneri di produzione optino a sfavore dell’ottimizzazione della linea di produzione tramite formboard accorpate. Per i principianti, è spesso difficile trovare buoni candidati per una formboard accorpata. Anche quando c’è una comunanza significativa tra due linee, la creazione e il mantenimento di formboard accorpate risulta troppo onerosa.

La progettazione della formboard accorpata con Capital

La buona notizia è che ci sono alternative all’affidarsi esclusivamente agli strumenti di disegno. La suite Capital di Siemens PLM fornisce una tecnologia incentrata sui dati che supporta l’intero flusso di progettazione e produzione. Le due tabelle che seguono offrono una panoramica di alcune delle principali caratteristiche e dei vantaggi di Capital.

Capital – Caratteristiche
Flusso di processo data-centrico
Possibilità di riutilizzare i dati
Continuità dei dati
Ampia gamma di capacità di automazione
Gestione del cambiamento integrata

 

Capital – Vantaggi
Risparmio di tempo
  • Possibilità di reinvestire il tempo in attività di ottimizzazione della linea di produzione
Nuove opportunità
  • Possibilità di esplorare diversi scenari del tipo “What-If”
Minor tempo di reazione
  • Reazione rapida ai cambiamenti della domanda, dei volumi di produzione o di altri parametri
  • Nessuna perdita dovuta a usi inefficienti delle linee di produzione
Minor tempo per la creazione del disegno
  • Un effetto benefico collaterale delle funzionalità avanzate del tool

Un progetto di cablaggio nella suite Capital è innanzitutto un set di dati, che può anche essere rappresentato da diagrammi. Ogni diagramma può essere disegnato in modo indipendente, consentendo ai progettisti di creare la giusta rappresentazione grafica per ogni caso d’uso. La gestione delle modifiche è più semplice e affidabile poiché i dati, una volta immessi, possono essere riutilizzati quasi all’infinito e poiché i dati ei diagrammi corrispondenti rimangono correlati l’uno all’altro per l’intero flusso.

Capital offre un ambiente perfetto per la creazione e il mantenimento di formboard e linee di produzione accorpate. I tecnici di produzione possono selezionare le formboard esistenti e confrontarle, per trovare coppie adatte di candidati. Data la continuità dei dati, Capital Formboard Manager offre una gamma di casi per individuare le formboard candidate all’accorpamento. Il calcolo della quantità effettiva di parti in comune può essere effettuato con un solo clic. La funzionalità di accorpamento automatico può incorporare molte attività di livello inferiore e predefinite. Lo strumento supporta il flusso di lavoro naturale di un team di progettisti. La conoscenza del cablaggio, che è memorizzata nei dati, è subito disponibile per essere applicata durante l’intero processo di unione.

Capital inoltre riduce drasticamente il tempo necessario per creare una formboard accorpata. Ad esempio, lo strumento semplifica il mantenimento della posizione degli elementi di fissaggio esistenti sulla formboard fisica durante l’accorpamento. In tal modo, la gestione delle modifiche è generalmente molto veloce e facile da gestire.

Formboard accorpato e formboard combinate

Le “formboard combinate” offrono un altro mezzo per utilizzare le risorse nel modo più efficiente possibile nelle fabbriche di cablaggi. La differenza è che, in questo caso, diversi cablaggi si trovano in posizioni diverse. In altri termini, lo spazio libero su fomboard esistenti viene utilizzato per produrre un cablaggio molto diverso. Questo metodo è spesso utilizzato per piccoli cablaggi e cablaggi con bassi volumi di produzione. La combinazione di formboard consente di produrre molti cablaggi di questo tipo utilizzando la stessa attrezzatura e lo stesso spazio di fabbrica. Capital Formboard Manager può essere utilizzato anche per creare e mantenere questo tipo di formboard. La Figura 3 sotto mostra un esempio di queste formboard combinata.

Herness combined formboard

Figura 3 - Un esempio di formboard combinata

Conclusione

Capital Formboard Manager consente la creazione e la manutenzione di formboard accorpate, in un ambiente basato su flussi di dati contigui. Lo strumento rende facile, per il reparto di ingegneria, massimizzare l’efficienza delle linee di produzione. Il passaggio da un approccio puramente manuale, basato esclusivamente su strumenti di disegno, a uno basato su dati collegati, riduce notevolmente lo sforzo necessario per accorpare e combinare formboard e linee di produzione. Capital consente agli ingegneri di produzione di concentrarsi su ciò che sanno fare meglio, come muoversi rapidamente tra diversi scenari di ottimizzazione della linea, piuttosto che utilizzare un pesante software di disegno. Per i produttori di cablaggi, ciò significa prendere decisioni migliori e, in ultima analisi, raggiungere la zona di redditività molto più rapidamente, a fronte di inevitabili modifiche che si possono presentare.

Scarica ora il libro bianco con sintesi in italiano:

Capital Formboard Manager: Technology for Greater Wire Harness Manufacturing Efficiency

capital formboard managerIl libro bianco di Mentor illustra le problematiche di ottimizzazione nella produzione di cablaggi, a fronte di variazioni nella domanda, e come esse possano essere affrontate efficacemente con le formboard accorpate.

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