Dal concept all’industrializzazione (pt.3)

2 Aprile 2021
Come affrontare la progettazione hardware, dalla A alla Z.

Risorsa realizzata dal team di RED research and design

L’industrializzazione – prima parte

L’industrializzazione, è una fase critica dello sviluppo prodotto. Si parte dal prototipo definitivo, che possiede tutte le caratteristiche scelte per il prodotto finale, e lo si analizza in ottica di producibilità. Poichè questa è requisito basilare, le scelte di progettuali fatte fino a quel punto dovrebbe averla sempre tenuto in conto.

Le domande che ci si fa tipicamente sono:

  • posso diminuire il numero e/o le tipologie di componenti?
  • posso diminuire il numero e la complessità dei processi per produrli?
  • posso ridurre i tempi e le operazioni di assemblaggio?

A proposito, un errore tipico e pericoloso è quello di concentrarsi troppo sulla producibilità in senso stretto, ovvero la capacità del singolo componente di essere realizzato da un processo manifatturiero. Se si tralascia la fase di assemblaggio i costi possono lievitare in fretta: se troppo complessa, richiede più tempo, operai più formati, e può portare ad un maggior numero di errori, e quindi scarti. Un altro aspetto importante è la testabilità del prodotto durante la fase di produzione, per non lavorare inutilmente su componenti non funzionanti o danneggiati.

Introduzione

All’inizio di un progetto imprenditoriale per lo sviluppo di un prodotto, qual è la fase che si tende a procrastinare sempre più? Purtroppo l’ingegnerizzazione e l’industrializzazione sono al fondo della catena dello sviluppo, e questo di certo non aiuta. Spesso si inizia a ragionare a questi temi quando ormai i giochi sono fatti e si sottostima l’impegno temporale di queste attività.

Partiamo dal presupposto che ogni settore tecnologico, ha una filiera produttiva con le sue peculiarità. Per quanto riguarda i nostro, in cui sviluppiamo prodotti high-tech per il mercato consumer e non, spaziamo da complessità meccaniche a quelle elettroniche, passando per il famigerato mondo firmware e del controllo qualità.

Vediamo ora qualche aspetto saliente di questo mondo e come non trovarsi impreparati.

La gioia e la consapevolezza

Spesso si crea quella situazione in cui, dopo aver affrontato egregiamente tutte le fasi di sviluppo, si fanno le dovute prototipazioni, si correggono tutte le varie imprecisioni e infine: eccolo, davanti a te sulla scrivania. Il prototipo definitivo e perfettamente funzionante del tuo prodotto. Il risultato concreto di ore, giornate e mesi di lavoro è lì, davanti a te nella sua interezza.

Bene, dopo i primi minuti di compiacimento, poi iniziano a sorgere alcune domande. Se adesso voglio metterlo sul mercato e devo produrlo in serie, come faccio? A chi mi rivolgo? I componenti che ho scelto sono facilmente reperibili, hanno dei costi sostenibili? Chiamo “mio cugino” che lavora in un’azienda elettronica oppure cerco su Google? Italia o Cina? ecc ecc… e le giornate iniziano a trascorrere in un fiume di ricerche e chiamate a destra e a manca in cui, alle tue domande iniziali si vanno a sommare quelle vengono poste dai tuoi potenziali fornitori.

“Mi devi dire come lo vuoi esattamente, altrimenti non posso farti una quotazione? Per quando ti serve? Quanti pezzi? Eh il minimo ordine per questa lavorazione è almeno 500 pezzi, ti va bene? Come lo carichi il firmware?… … …”

Il burnout si avvicina sempre più, mentre si allontana la data promessa di consegna dei primi pezzi ai tuoi potenziali clienti. Parte di questo, può essere risolto affrontando il problema con il giusto approccio.

Approccio “ci pensiamo poi” vs “giochiamo di anticipo”

La situazione sopra citata, spesso si viene a creare quando si decide di utilizzare il metodo procrastinatore del “non ti preoccupare, ci pensiamo poi!”. Così facendo, si arriva infine alla resa dei conti e iniziano a venire a galla i primi problemi. Tempi che si dilatano, risposte non sempre esaustive e tardive, creazione di una “filiera” improvvisata con un elevato rischio di generare ulteriori problemi, ecc ecc. sono solo alcuni esempi.

Per questo motivo, il consiglio più importante è quello di giocare la partita di anticipo. Questo significa che, a partire dalle fasi di progettazione, e ancora prima nella pianificazione delle attività, si devono tenere in considerazione diversi aspetti.

Elenchiamo quelli più salienti.

  • La progettazione elettronica deve essere anticipata da un’attenta analisi dei trend e di ciò che mercato mette a disposizione in maniera duratura per i prossimi anni. Altrimenti, se incappiamo accidentalmente in una dismissione di un componente, significa dover poi riprogettare parte o tutto il sistema elettronico. Servizi online di componentistica, hanno una vasta scelta di componenti disponibili in 48h. Per la prototipazione, sono certo molto utili. Tuttavia, rapportarsi con un Field Application Engineer (ne parliamo dopo in maniera più approfondita) di uno tra i grandi distributori di elettronica presenti sul mercato, permette di ottenere agevolmente informazioni tecnico/commerciali che in altro modo non si avrebbero.

  • La progettazione firmware è un task che non ha mai fine. A partire dal comportamento che deve avere il dispositivo per rispettare al meglio le esigenze dell’utente (quindi è fondamentale avere completato le analisi preliminari e i casi d’uso prima di iniziare con la progettazione) fino allo sviluppo di release firmware diverse necessarie ad esempio per: produzione, test, collaudo o certificazioni. Avere un sistema facilmente aggiornabile è fondamentale e spesso implica aggiustamenti sulla meccanica/design (facile da aprire, smontare, accendere, spegnere, …) e sull’elettronica (abilitare la possibilità di aggiornamenti Over-the-Air, esporre connessioni rapide e robuste, test points come piovessero, …). Tutto questo deve essere preso in considerazione a priori.

  • La progettazione software, soprattutto nel mondo IoT, significa dover in primis progettare e manutenere un back-end e un front-end per la gestione, l’elaborazione e la visualizzazione dei dati. Nonché gestire le varie release firmware, eventuali login degli utenti, l’implementazione di servizi, il monitoraggio dello stato dei dispositivi sul campo, ecc. Un aspetto riguardante l’industrializzazione, e spesso trascurato, è la creazione di applicativi in grado di effettuare e gestire i collaudi delle schede elettroniche “appena sfornate”, il tutto con una HMI semplice e interpretabile da un operatore in linea di assemblaggio. Orologio alla mano, non ci si può aspettare di impiegare troppi secondi o minuti per effettuare un caricamento firmware, il relativo test, la pubblicazione dell’esito, ecc… perché saranno tutti costi che verranno poi addebitati. Inoltre, bisogna mantenere uno standard costante per tutto il lotto di produzione. Progettare questi sistemi richiede tempo, risorse e una predisposizione adeguata del prodotto appena progettato.

  • La progettazione meccanica e il design dell’ergonomia per l’industrializzazione, sono attività che vanno a braccetto. Spesso e volentieri è necessario studiare e costruire dei tool necessari per il posaggio corretto delle schede elettroniche, per il centraggio di una determinata lavorazione o per il corretto accoppiamento elettro-meccanico. Questi “accessori di produzione” sono importanti per l’ergonomia dell’operatore e, di conseguenza, per la riduzione di failure. Questa attività è spesso una co-progettazione fatta in collaborazione con il fornitore. Ma i progettisti del dispositivo siete voi! E siete coloro che conoscono perfettamente le criticità e i dettagli di progetto. Quindi è da tenere in considerazione un coinvolgimento in queste attività.

Contenuto extra

Premesso che tutto si basa su esperienze vissute, quando un fornitore, anzi, IL fornitore a cui ci si è affidati per la realizzazione del 90% del prodotto interrompe ogni sorta di comunicazione, sparisce dai radar e rimani in balia degli eventi, allora sì che iniziano poi i problemi seri. 


Il capitale umano

L’esperienza, le competenze e la capacità di adattamento sono solo alcuni dei fattori che i vostri fornitori dovranno avere per la buona riuscita del processo di industrializzazione. Come appurare la presenza di queste caratteristiche? Non resta che bussare alla loro porta! La disponibilità è sempre un incipit di positiva collaborazione, e chi ben comincia è a metà dell’opera. Quindi, non fatevi problemi a presentarvi e chiedere un appuntamento anche ad aziende che prima non conoscevate. E’ quasi scontato che da ogni contatto e/o visita aziendale, si torni a casa sempre con qualche nozione in più e con una maggior consapevolezza.

Le persone con cui vi interfacciate, fanno la differenza. Dalla richiesta di una quotazione a migliorare alcuni aspetti del prodotto, la collaborazione con una figura aziendale è importante. Soprattutto quando il prodotto è in procinto di partire con una pre-serie (esempio 100 pezzi) prima della produzione vera e propria (>1000 pezzi), è importante valutare realtà industriali presenti sul territorio con le quali si può interagire di persona. In questo modo, ogni modifica, problema e rettifica può essere azionata in tempi rapidi.

Qualcuno diceva “la Cina è vicina”. Certo, oggi interloquire con aziende cinesi senza l’intermediazione di un broker è più semplice di un tempo. Una discreta conoscenza dell’inglese, un po’ di pazienza e tempo dedicato alla navigazione all’interno di portali come Alibaba, e si può trovare qualsiasi azienda per qualsiasi tipo di lavorazione. Ma come poter appurare i valori citati in partenza da un semplice scambio di email? Anche in questo caso, ci sono alcune caratteristiche che l’azienda straniera deve avere, per essere considerato un buon fornitore:

  • disporre di buone capacità comunicative, cercando di evitare fraintendimenti progettuali e commerciali;
  • disponibilità ad accettare un audit in loco qualora venissero richiesti volumi importanti di produzione;
  • capacità di pianificazione e rispetto delle tempistiche (attenzione sempre alle festività cinesi, che possono bloccare per settimane il vostro progetto);
  • il basso costo non deve essere il principale metro di giudizio. Spesso bassi costi sono associati solo a MOQ (Minimum Order Quantity) che sono nell’ordine delle migliaia di pezzi prodotti;
  • disponibilità di metodi di pagamento sicuri e tracciabili. Fortunatamente Paypal è utilizzato da gran parte delle aziende straniere;
  • disponibilità a fornire documentazione certificata che attesti la qualità dei beni prodotti.

Quindi, in conclusione, dov’è corretto lanciare una produzione? Dipende. Dalla complessità del prodotto, dal volume di produzione, dalla lavorazione richiesta o dalle tempistiche necessarie (con la Cina, per non perdere il vantaggio economico, gran parte delle spedizioni sono via mare e quindi bisogna considerare almeno un mese di tempo).

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Autore

Team RED research and design

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