Hai mai sentito parlare del Poka-yoke?
Io sono sincero mi sono imbattuto in questo termine non molto tempo fa, e incuriosito ho approfondito il suo significato.
Diciamo subito che il Poka-yoke non è una danza hawaiana, ma bensì è un termine Giapponese che significa letteralmente a prova di errore.
Viene utilizzato principalmente nel settore del disegno industriale per indicare una specifica scelta progettuale o un'apparecchiatura che, ponendo dei limiti al modo in cui un'operazione può essere compiuta, forza l'utilizzatore a una corretta esecuzione della stessa. Il concetto espresso dalla parola composita giapponese è, infatti, quello di «evitare (yokeru) gli errori di distrazione (poka)».
”https://it.wikipedia.org/wiki/Poka-yoke”.
Dopo aver letto la sua definizione, ho detto a me stesso, caspita, finalmente ho dato un nome ad un’attività che svolgo durante il mio iter di progettazione, ciò quello di porre l’attenzione a come montare un componente e soprattutto a come rendere difficile ( o idealmente impossibile) un montaggio errato.
Dalla mia esperienza ho capito che seguendo un assieme di montaggio è facile montare un componente correttamente, ma è molto più semplice montarlo in maniera errata.
Detto ciò, in questo articolo ho decido di descrivere quali possono essere le principali insidie per un progettista e quali particolari accorgimenti adotto prima di completare un progetto.
Analizziamo il seguente assieme di carpenteria metallica:
La struttura è composta da 5 componenti distinti che vengono assemblati in un unico assieme saldato.
Analizziamo quali possono essere le principali problematiche e fonti di errore per l’operatore che deve realizzare il componente:
- Componenti P001 e P002:
Una delle principali insidie, specialmente sui componenti di lamiera, è il verso di piegatura di un componente che non ha nessun piano di simmetria, specie quando abbiamo componenti con pieghe specchiete e ripetizioni piatte (Componente di lamiera non ancora piegato che l’addetto alla piegatrice si troverà di fronte) molto simili.
Guardando nel dettaglio le due ripetizioni piatte ci accorgiamo che l’unica differenza tra i due componenti è il foro (volutamente fatto di dimensioni ridotte).
Questo è una fonte di errore, poiché se l’operatore si distrae e non si accorge della differenza potrebbe invertire il verso delle pieghe compromettendo di fatto tutto il componente, inoltre la nostra messa in tavola può essere forviante poiché riporta i componenti con una vista ribaltata l’una rispetto all’altro (L’operatore non ci ringrazierà per la nostra attenzione!!).
2. Passando all’assemblaggio dell’assieme si ha:
Estremizzando molto il concetto, una tavola costruttiva di questo tipo, anche se contiene al suo interno tutte le informazioni necessarie per il corretto posizionamento dei componenti, di certo non aiuta l’operatore che deve provvedere alla sua realizzazione, che può commettere errori sul posizionamento o impiegare un’intera giornata lavorativa per la sua realizzazione corretta (Soluzione decisamente non economica).
3. I componenti 3 e 4 possono essere facilmente invertiti in fase di montaggio, rovinando di fatto tutto l’assieme.
4. Ipotizzando che i componenti saranno saldati, sarà molto difficile rispettare la quota evidenziata in rosso, poiché molto probabilmente si avrà una deformazione in fase di raffreddamento dopo il processo di saldatura.
Quindi riassumendo, su un assieme composto da 5 componenti, abbiamo ben 4 possibili fonti di errori, decisamente troppe affinché possiamo ritenerci soddisfatti.
Vediamo quindi quali accorgimenti possiamo intraprendere per rendere il nostro progetto funzionale.
Partiamo dal processo di assemblaggio.
La cosa più utile è procedere a step, io personalmente procedo in questo modo:
- Immagino di essere l’operatore che deve provvedere al montaggio, ipotizzando che è la prima volta che vedo questi componenti. Il montatore si troverà a partire con una pedana con dei pezzi, e avrà sul suo banco una lista di disegni. La prima cosa che tenderà a fare e capire cosa deve fare, per cui è utile inserire subito una vista chiara del complessivo montato, in modo tale che ci si renda conto di quale deve essere il risultato finale (Per particolari assiemi ho trovato molto utile predisporre in prossimità della postazione dell’operatore stampe di grande formato a colori puramente indicative).
- Monto mentalmente i componenti, prevendendo tutti gli step del montaggio e tutte le difficoltà che si possono incorrere. Da qui in poi inizia quella che io chiamo “FASE DI INGEGNERIZZAZIONE” in cui da adesso so che applico la teoria del Poka-yoke. Per eseguire questa fase, creo degli stati di visualizzazione sul modello CAD;
- Modifico i componenti creando su di essi dei riferimenti univoci, affinché l’operatore non perda tempo per il posizionamento dei componenti introducendo delle linguette sui componenti P001, P002, P003 e P004, e degli scassi sui componenti P001, P002 e P003 in modo da creare degli incastri.
Ho volutamente fatto diversi gli incastri dei componenti P003 e P004 in modo tale che non ci sia possibilità di errore nel montaggio sul componente P001.
Faccio notare per la realizzazione delle sedi (Sul componente P001, P005) si deve sempre considerare la tolleranza di lavorazione del taglio laser adottato.
4. Riporto nella tavola dell’assieme le FASI DI MONTAGGIO accompagnate da una breve descrizione dell’operazione da compiere (IKEA docet):
Con questa procedura abbiamo eliminato le problematiche 2 e 3, rimangono da risolvere quelle dei punti 1 e 4.
Analizziamo i componenti P001 e P002. Le strategie che possiamo intraprendere sono sostanzialmente due, (per valutare la più idonea si dovrebbero analizzare gli ulteriori vincoli che si possono avere in una situazione reale):
- Rendere le due RIPETIZIONI PIATTE identiche, cosi che, anche se l’operatore sbaglia il verso di piega, il pezzo non sarà da gettare ma si potrà riutilizzare;
- Rendere le ripetizioni chiaramente distinguibili, e indicare chiaramente nella tavola la presenza di un dettaglio.
Se ne avete la possibilità vi consiglio di andare a parlare direttamente con il piegatore per metterlo al corrente del dettaglio, meglio ancora se lo affiancate durante il processo di piegatura, specie per i primi componenti, vi garantisco che apprezzerà il vostro impegno e se potrà vi darà anche qualche utile consiglio. Anche questo è concourent engineerig. Vi riporto il link dell'articolo in cui ho trattato di questo argomento:
https://www.tesprogettazione.com/modelli-per-l-organizzazione-della-progettazione/post/159825/modelli-per-l%E2%80%99organizzazione-della-progettazione
Se si tratta di pochi pezzi (magari anche unici) il disguido che comporterebbe non avere il componente disponibile spesso non è accettabile, per cui solitamente la strada che percorro è quella di rendere le ripetizioni chiaramente distinguibili.
Per fare ciò basta creare un dettaglio che salti subito all’occhio, tipo uno scasso di una forma particolare, in una zona non di interesse strutturale, e indicarla sulla tavola.
Inoltre si deve porre attenzione all’orientamento della vista della ripetizione piatta che si inserisce nella tavola, in modo tale da non trarre in inganno l’operatore (L’operatore questa volta vi ringrazierà!!).
Per eliminare anche l’ultima fonte di errore, dovuta alle deformazioni che si possono creare durante il processo di saldatura, è possibile provvedere una dima da applicare in fase di montaggio:
Adottando questi accorgimenti il nostro progetto diventerà:
Conclusioni
- Durante la fase di progettazione è importate prevedere il montaggio di un componente cercando di eliminare tutte le possibili fonti di errore. Per farlo occorre immedesimarsi nell’operatore che eseguirà il montaggio. (Io ogni volta che ho avuto un dubbio su un possibile montaggio, sono sceso in officina, ed ho parlato direttamente con l’operatore).
- ·Se si impiega attenzione durante la messa in tavola, il tempo in più impiegato dal progettista, verrà recuperato ampiamente in fase di produzione, poiché l’operatore impiegherà meno tempo e si ridurranno drasticamente gli scarti di produzione. Ridurre il tempo di montaggio e gli scarti si traduce in un vantaggio economico per l’azienda;
- Il progettista crescerà professionalmente perché riuscirà a realizzare progetti più completi e con meno errori.
- Per applicare teorie di progettazione come il concurrent engineering, non per forza si deve essere una multinazionale, ma è sufficiente che il progettista scenda in officina a parlare con l'operatore rendendolo parte integrante anche dell'inter di progettazione, in cui ogni figura può mettere a disposizione le proprie competenze per il raggiungimento di un obbiettivo comune.
- Le fatidiche parole " Veloce !!" o " Abbiamo sempre fatto cosi" molto spesso dette a noi progettisti non portano mai ad un buon risultato, e sono in ampio contrasto con le parole " Qualità" e " Innovazione".
Citazioni
- “Capire ciò che può compromettere un progetto è spesso il modo migliore per generare idee che lo rendano un successo” – Davin Allen -
- “La mamma dei cretini è sempre incinta” – Detto popolare-
Ringraziamenti
Gli accorgimenti che ho raccolto in questo articolo, sono il frutto di tutti gli insegnamenti che ho ricevuto nel mio percorso lavorativo, per questo voglio ringraziare l'officina della PVS che mi ha insegnato tanto, specie sulla lavorazione della lamiera e tutti i collaboratori con cui ho avuto il piacere di lavorare in questi anni, poichè con loro passo dopo passo abbiamo sbagliato , corretto i nostri errori e siamo cresciuti.
Ringrazio anche tutti quelli che hanno dedicato parte del loro tempo per leggere fino alla fine questo articolo.
