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In questo articolo, Mark Patrick, responsabile marketing tecnico di Mouser per l’area EMEA, esamina i passaggi chiave che spesso compaiono in un processo di progettazione per la produzione
La progettazione per la produzione (DfM) è stata introdotta come modo concettuale per garantire che le sfide che si presentano nelle fasi successive di un progetto ricevano la dovuta considerazione nelle fasi iniziali, quando sono più facili ed economiche da affrontare.
Quando si intraprende un nuovo progetto, il punto di partenza sarà la “voce del cliente” incarnata in una specifica dettagliata. Il raggiungimento di queste specifiche è responsabilità del team di progettazione/dipartimento di ingegneria. I passaggi iniziali consistono nella revisione delle specifiche e nella derivazione di un concetto.
A questo punto, spesso ci sono tante domande quante risposte. Ad alcuni verrà data risposta dalle specifiche, mentre altri avranno bisogno di più input. Esempi inclusi:
• Qual è l’ambiente operativo del prodotto?
• Il peso è un fattore importante?
• Se alimentato a batteria, per quanto tempo deve funzionare il dispositivo tra una ricarica e l’altra?
• È necessario rispettare degli standard di sicurezza?
• Come/dove gli utenti utilizzeranno il dispositivo?
Nelle organizzazioni più grandi, il dipartimento di ingegneria può avere team specifici dedicati a discipline quali meccanica, elettronica, hardware, sviluppo software e interfaccia/esperienza utente, mentre nelle aziende più piccole, diverse discipline possono essere responsabilità di una singola persona.
Anche la catena di fornitura, la produzione, la qualità, le vendite e il marketing avranno un ruolo da svolgere nel progetto. Spesso ciò implica fornire input e opinioni sui principali compromessi, come l’aggiunta di un display più grande (riducendo la durata della batteria) o l’aggiunta di funzionalità (rendendo il prodotto più grande). Tutta la squadra deve accettare queste decisioni equilibrate.
Il concetto di DfM
DfM mira a garantire che le fasi successive del progetto siano prese in considerazione fin dall’inizio, fornendo un prodotto facile da produrre, sia internamente che in subappalto. In genere, quanto prima si individuano gli ostacoli, tanto più facile, rapido ed economico sarà risolverli. Ciò si ottiene meglio integrando la progettazione del prodotto e la pianificazione del processo sotto un’unica responsabilità.
La maggior parte dei progetti richiederà la considerazione di:
• Acquisto materie prime
• Politiche dei fornitori approvate
• Piano di produzione
• Ingegneria dei test
Spesso viene messa in atto una serie di linee guida di progettazione e produzione per garantire che il team di progetto più ampio consideri e soddisfi tutti i requisiti DfM, oltre ad altri obiettivi del progetto.
La comunicazione è fondamentale, in modo che le decisioni possano essere condivise, i rischi identificati e le soluzioni accettate. Ad esempio, un microcontrollore adatto potrebbe essere disponibile ma non da un fornitore approvato. Allo stesso modo, un nuovo componente può far risparmiare sui costi della distinta base ma richiedere migliaia di dollari in attrezzature. Il team deve essere d’accordo, poiché le decisioni possono generare nuovi compiti.
DfM per i professionisti del procurement
Sebbene la catena di fornitura sarà coinvolta nella maggior parte degli aspetti del progetto, le aree di particolare interesse includono:
Scelta dei componenti: una volta disponibile la distinta base iniziale, le domande includono:
• Un componente viene già utilizzato altrove per beneficiare di economie di scala/inventario ridotto? In caso negativo, viene utilizzato un componente adatto altrove?
• Molti semiconduttori e circuiti integrati discreti comuni sono disponibili in diversi tipi di contenitori. Se un tipo è già stato acquistato, perché l’ingegneria ha scelto un tipo diverso? Sono disponibili attrezzature di produzione per il nuovo stile?
• Una specifica eccessiva delle tolleranze fa aumentare i costi, soprattutto con i componenti passivi, come condensatori e resistori, dove la tolleranza è importante. Controlla se il progetto può accettare una tolleranza inferiore o un materiale diverso poiché entrambi possono influire sui costi e sulla disponibilità.
Disponibilità del componente: non importa quanto semplice sia un componente, la non disponibilità ne impedirà la produzione. Le conseguenze vanno dai costi legati ai tempi di inattività alla perdita di ricavi dalle vendite.
• Dovrebbe essere condotta una valutazione del rischio della distinta base identificando i componenti a rischio di carenze. I nuovi fornitori dovrebbero essere qualificati tempestivamente, preferendo fornitori fidati.
• Le linee guida di progettazione dovrebbero includere componenti alternativi ove possibile. I componenti di provenienza esclusiva devono essere evidenziati e firmati. Potrebbe essere necessario un approccio speciale alla catena di fornitura, come l’aumento delle scorte di questi componenti.
• Esistono strumenti per avvisare precocemente dell’obsolescenza e dovrebbero essere utilizzati per identificare i problemi.
Produrre o acquistare?: questa decisione dipende dalla complessità del progetto, dalle approvazioni e dal volume di vendite pianificato. Spesso vista come una decisione ingegneristica, le ramificazioni sono ampie e varie. Con la disponibilità di moduli o circuiti integrati system-on-chip (SoC), vi sono maggiori opportunità di acquistare soluzioni preconfigurate.
• I progetti realizzati in casa raggiungono parametri esatti, sebbene alcune sfide includano potenza e sicurezza. I moduli saranno dotati di approvazioni, rendendo l’approvazione del prodotto finale più semplice ed economica. Saranno inoltre ottimizzati in termini di efficienza, EMI e spazio.
• Sebbene un modulo possa costare leggermente di più, è opportuno considerare i costi nascosti dell’inventario e dell’assemblaggio delle parti. In generale, minore è il volume di vendita previsto, maggiore è il numero di moduli che si accumulano.
Rischi legati all’approvvigionamento: la prevalenza di componenti contraffatti rende più importante garantire la catena di approvvigionamento.
• Esistono molti modi in cui componenti e moduli contraffatti possono entrare nella catena di fornitura. Lavorare con fornitori affidabili, approvati dai produttori, è importante, così come insistere sulla completa tracciabilità dei componenti.
• Fornitori senza scrupoli potrebbero riconfezionare un dispositivo non correlato all’interno di un pacchetto che si spaccia per un altro. Mentre molti vengono rilevati facilmente, alcuni possono funzionare in modo simile ma mancano di prestazioni. La loro identificazione può richiedere molto tempo e denaro. Solo test approfonditi (comprese le radiografie) possono confermarne la legittimità.
• In alcune applicazioni, come quella medica, la conformità alla sicurezza è incredibilmente importante. La documentazione completa dovrebbe essere fornita con i componenti, prestando particolare attenzione quando gli standard vengono rivisti per garantire che i componenti soddisfino la versione più recente.
Questioni globali: eventi come disastri naturali, pandemie, guerre e instabilità del mercato possono influenzare l’offerta di componenti o delle materie prime da cui dipendono.
• Se ti rifornisci da una regione o da fornitori esclusivi, tieniti aggiornato sulle notizie locali.
• La carenza di materie prime può incidere sull’offerta. I componenti che potrebbero essere interessati dovrebbero essere visibili al team della catena di fornitura.
• Essere consapevoli delle fluttuazioni stagionali: ad esempio, i componenti utilizzati nelle console di gioco possono essere difficili da reperire fino a Natale.
• A seconda della posizione etica di un’azienda su questioni quali l’ambiente o la schiavitù moderna, assicurarsi che tali questioni non siano in agguato nella catena di fornitura.
• Una valutazione del rischio per i disastri naturali è prudente, soprattutto per le fabbriche suscettibili a terremoti o inondazioni. Ciò dovrebbe includere la conoscenza se il fornitore utilizza subappaltatori poiché questi possono cambiare e alterare il livello di rischio.
Strumenti a supporto del DfM
Fornitori come Mouser possono consigliare le strategie DFM e fornire strumenti utili. Ad esempio, lo strumento Forte BoM di Mouser offre un modo pratico e gratuito di gestire le distinte base con funzionalità tra cui:
• Importazione distinta base configurabile
• Corretta conferma della parte tramite indicazione di confidenza
• Valutazione di eventuali problemi di stock e obsolescenza
• Modifiche alla distinta base direttamente all’interno dello strumento
• Controllo delle differenze di prezzo per quantità multiple
• Esportare, condividere e stampare distinte materiali
www.mouser.co.uk
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