Lavadora Rodillo Università degli Studi di Pisa

Presentazione sul tema: "Lavadora Rodillo Università degli Studi di Pisa"— Transcript della presentazione:

1 Lavadora Rodillo Università degli Studi di Pisa
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Gestionale Un Progetto dell’Insegnamento di “Progettazione e Sviluppo di Sistemi e Processi” Lavadora Rodillo Gli studenti: Chiara Niccolai Eleonora Zanzi Luisa Gianfrotta Simone Topazzini I docenti Gualtiero Fantoni Roberto Mirandola Forlí, 18 Maggio 2013

2 La Nascita del Progetto
Il Progetto “Lavadora Rodillo” è il risultato di un lavoro di gruppo svolto nell’ambito del corso di laurea magistrale in Ingegneria Gestionale dell’Università di Pisa per l’insegnamento di PSSP (Progettazione e Sviluppo dei Sistemi e dei Processi) L’obiettivo assegnato al Gruppo era quello dello sviluppo di un prodotto che rispondesse ad alcune delle esigenze primarie di quella fascia della popolazione del sud del mondo che vive in particolari condizioni di disagio sociale. Il Progetto, grazie al contributo dell’Associazione Ingegneria Senza Frontiere, si è concretizzato nello sviluppo di un dispositivo che permettesse di rendere più efficiente ed efficace il processo di lavaggio dei capi in assenza di energia elettrica, sfruttando il principio di funzionamento delle “lavatrici moderne”.

3 ISF: Ingegneria Senza Frontiere
Ingegneria Senza Frontiere (ISF) è un’associazione volontaria, indipendente, senza fini di lucro, che agisce seguendo i principi della tolleranza e del rispetto fra le culture di ogni popolo, nella parità e nella reciprocità. Attualmente ISF Pisa é impegnata in Perú, nel territorio di Livitaca, per la realizzazione della “Casa Solare”. ISF è nata nel 1995 all’interno del mondo universitario, ed è composta da: Studenti; Docenti; Ricercatori; laureati. Chiunque puó collaborare con ISF; la collaborazione di ciascuno dei membri di Ingegneria Senza Frontiere è esclusivamente volontaria, nel senso che l’attività da essi svolta a favore dell’associazione non viene da questa in alcun modo retribuita.

4 Le fasi di sviluppo del Progetto
REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW PROGETTAZIONE CONCETTUALE PROGETTAZIONE DI DETTAGLIO COSTRUZIONE PROTOTIPO PROGETTAZIONE PRELIMINARE ANALISI DEL CONTESTO ANALISI DEI PRODOTTI SOSTITUTIVI CORPO E SPORTELLO ATTREZZI NECESSARI MANICO FASI DI COSTRUZIONE ANALISI DEI BISOGNI USO DEI PNEUMATICI GENERAZIONE IDEE CONCETTUALI SISTEMA DI APPOGGIO RISORSE DISPONIBILI DISEGNI, SCHEMI MANUALE DI ISTRUZIONE Documenti di informazione e promozione FILTRO PER L’ACQUA SELEZIONE IDEE CONCETTUALI PROCESSO DI LAVAGGIO SISTEMA DI RIMESCOLO Pest BRAINSTORMING Analisi SWOT WORK BREAKDOWN STRUCTURE (WBS) Diagramma di gantt Risk Management Check List 4 P ANALISI FUNZIONALE DIRE A VOCE: Per la pianificazione é stato seguito lo schema standard della wbs! (spiegato precedentemente dal mir). Questa wbs é un sottoinsieme di quella che abbiamo fatto del progetto per facilitá di comprensione e per finalitá del congresso. Sotto si riportano gli strumenti di cui quelli in rosso sono stati trattai nella presentazione quindi d’ora in poi visualizzeremo solo quelli. SCALDARE L’ACQUA Mission statement BENCHMARKING Specifica obiettivo Quality Function Deployment Brainstorming CONCEPT SCREENING e SCORING Specifica finale 40 Principi triz CAD (SOLID WORKS) Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) Specifiche e disegni

5 Le fasi di sviluppo del Progetto
PROGETTAZIONE PRELIMINARE PROGETTAZIONE CONCETTUALE PROGETTAZIONE DI DETTAGLIO COSTRUZIONE PROTOTIPO ANALISI DEL CONTESTO ANALISI DEI PRODOTTI SOSTITUTIVI CORPO E SPORTELLO LAVATRICE STRUMENTI NECESSARI ANALISI DEI BISOGNI MANICO E SUO SISTEMA DI ROTOLAMENTO FASI DI COSTRUZIONE GENERAZIONE DELLE IDEE CONCETTUALI ANALISI DELLE RISORSE DISPONIBILI USO DEI PNEUMATICI SISTEMA DI APPOGGIO DEL MANICO SELEZIONE DELLE IDEE CONCETTUALI SOLID WORKS ANALISI DEL PROCESSO DI LAVAGGIO FILTRO PER L’ACQUA CONCEPT SCREENING e SCOORING SISTEMA RIMESCOLO PANNI BRAINSTORMING ANALISI FUNZIONALE SISTEMA PER SCALDARE L’ACQUA

6 Perù: Il contesto Economico - Sociale
I livelli dei tassi di mortalità, povertà e malnutrizione tra i gruppi indigeni sono il doppio di quello delle medie nazionali; il Perù ha uno dei più alti livelli mondiali di disuguaglianza tra redditi. Alta la disparità tra zone urbane e rurali e tra le varie regioni: un quarto della popolazione non ha accesso ai servizi sanitari, nonostante l'assistenza sanitaria gratuita dal 2002. Più del 39% della popolazione totale e 2/3 della popolazione rurale del Perù vive al di sotto della soglia di povertà; I bambini sono i più vulnerabili e meno protetti. Numerosi gli episodi di violenza sulla donna, in parte conseguente al diffuso problema dell’alcolismo. Basso tasso di alfabetizzazione nelle zone rurali. Qui ridurre a parte l’ultima slide!

7 Livitaca: Analisi delle Esigenze
La piccola città di Livitaca è posta nella regione di Cuzco, sulle Ande Peruviane a 3800 metri s.l.m. dove vive una popolazione poverissima afflitta da problemi legati alla malnutrizione e scarsa igiene, causa di numerose morti soprattutto in età infantile. L’assenza di tali infrastrutture, indispensabili per garantire un adeguato livello igienico-sanitario, è causa primaria di malattie. Il progetto di costruzione di una lavatrice, utilizzabile in assenza di rete idrica ed elettrica, porterebbe senza dubbio a un incremento della qualità della vita della popolazione di Livitaca. La quasi totalità delle abitazioni: NON HA servizio di elettricità; NON HA acqua corrente; NON HA servizio di scarico; NON HA acqua potabile. Mission statement???

8 Lavatrice: Analisi dei Bisogni
Riduzione dell’impiego di sforzo/fatica rispetto al lavaggio tradizionale Minimizzare il deterioramento degli indumenti Alimentazione a forza umana Minimizzare gli interventi di manutenzione e riparazione Semplicità di apprendimento per l’utilizzo BRAINSTORMING Resistenza meccanica del sistema Possibilità di utilizzo su terreni scoscesi/sconnessi Massimizzare l’utilizzo di materiali di recupero e a costo 0 nella costruzione Facilità di trasporto Producibilità a livello locale

9 Analisi delle Risorse Disponibili
L’inventario ci é stato fornito dai volontari di ISF presenti sul territorio Peruviano e comprende: Successivamente alla Analisi del Processo di Lavaggio si è reso necessario fare un inventario dei materiali disponibili sul territorio di Livitaca utilizzabili per il nostro progetto, dato che uno dei requisiti é l’utilizzo di materiali di recupero. Nella città di Cuzco è comunque presente un grosso store, il “Maestro” in cui è reperibile oggettistica di bricolage

10 Analisi degli Attrezzi Disponibili
Indispensabile per la progettazione é anche conoscere quali attrezzi sono disponibili sul territorio di Livitaca sfruttabili per la costruzione della lavatrice. Anche questo inventario ci é stato fornito dai volontari di ISF presenti sul territorio Peruviano e comprende: Metri a rotella; Pale, zappe, picconi; Filo di piombo, livella; Tronchesine, pinze; Martelli; Cacciaviti; Seghe; Trapani; Colla.

11 Analisi del Processo di Lavaggio
Prima di effettuare le fasi di progettazione vera e propria della “lavatrice” é stato necessario analizzare nel dettaglio le fasi del processo di lavaggio degli indumenti sfruttando lo strumento dell’Analisi Funzionale Abbiamo dunque individuato 5 fasi d’uso: L’utilizzatore inserisce panni sporchi, sapone e acqua nella lavatrice; La lavatrice lava i panni; La lavatrice risciacqua i panni; La lavatrice centrifuga i panni; L’utilizzatore estrae i panni puliti. “L'analisi funzionale è una tecnica di ricerca ed organizzazione delle funzioni che trova generalmente applicazione a monte della fase di concezione del prodotto, ma che può essere applicata anche dopo la definizione del progetto per l'analisi delle criticità di singole parti d'opera.”

12 Analisi del Processo di Lavaggio
Grazie all’Analisi Funzionale abbiamo potuto individuare i 5 elementi fondamentali per un lavaggio ottimale: Acqua per diluire e/o pretrattare le macchie; Tensioattivi per rompere i legami tra la macchia e il tessuto; Agitazione meccanica per la rimozione delle macchie; Risciacqui post-lavaggio per eliminare il detergente dalle fibre; Asciugatura per eliminare l'eccesso di acqua residua dagli indumenti senza deformarli eccessivamente.

13 Le fasi di sviluppo del Progetto
PROGETTAZIONE CONCETTUALE PROGETTAZIONE PRELIMINARE PROGETTAZIONE DI DETTAGLIO COSTRUZIONE PROTOTIPO ANALISI DEL CONTESTO ANALISI DEI PRODOTTI SOSTITUTIVI CORPO E SPORTELLO LAVATRICE STRUMENTI NECESSARI ANALISI DEI BISOGNI MANICO E SUO SISTEMA DI ROTOLAMENTO FASI DI COSTRUZIONE GENERAZIONE DELLE IDEE CONCETTUALI ANALISI DELLE RISORSE DISPONIBILI USO DEI PNEUMATICI SISTEMA DI APPOGGIO DEL MANICO SELEZIONE DELLE IDEE CONCETTUALI SOLID WORKS ANALISI DEL PROCESSO DI LAVAGGIO FILTRO PER L’ACQUA CONCEPT SCREENING e SCOORING SISTEMA RIMESCOLO PANNI BRAINSTORMING ANALISI FUNZIONALE SISTEMA PER SCALDARE L’ACQUA

14 Analisi dei Prodotti Sostitutivi
Sono stati individuati alcuni dispositivi, già disponibili sul mercato internazionale , che permettono di lavare Indumenti in assenza di corrente elettrica ed acqua corrente, che sono stati analizzati per un azione di benchmarking sia in questa fase delle prime scelte che in quella successiva per la definizione della specifica finale (effettuata utilizzando il Quality Function Deployment): BICI LAVADORA LAUNDRY POD SOLAR WASHER SCRUBBA Questa la sposterei dopo o per lo meno direi a cosa è servita se è servita qui GIRADORA WANDER WASH

15 I Nostri Concept Di seguito sono riportati i principali concept, da noi ideati, che hanno preceduto la realizzazione della “Lavadora Rodillo”. Analizzato il processo di lavaggio, I prodotti sostitutivi già presenti sul mercato ed essendo entrati in possesso della lista dei materiali e degli utensili utilizzabili è iniziata la vera e propria fase creativa. I concept sono raggruppati in 4 macrocategorie: Lavatrici a manovella; Lavatrici a pedali; Lavatrici manuali; Lavatrici ludiche.

16 Lavatrici a Manovella A Manovella con Bidone Verticale
Lavatrice a Leva Lavatrice Betoniera A Manovela con Ruote Dentate A Manovella con Bidone Orizzontale Lavatrice Insalatiera

17 Lavatrice a Pedali e Cinghia Lavatrice a pedale“Singer”
Lavatrici a Pedali Lavatrice a Pedali e Cinghia Lavatrice a pedale“Singer” Lavatrice Pedaló Lavatrice Bicicletta

18 Lavatrici Manuali Lavatrice Barile 1 Lavatrice Barile 2

19 Lavatrici Ludiche Lavatrice altalena Lavatrice Palla

20 Selezione delle Idee Concettuali
CONCEPT SCREENING Si determina il concept ritenuto migliore e si valutano tutti gli altri concetti tramite confronto con tale idea di riferimento. Il confronto viene svolto sulla base di alcuni criteri ritenuti requisiti fondamenti per il prodotto. Si utilizza la seguente matrice: CONCEPT CRITERI A D E F G H Sforzo umano necessario al funzionamento RIFERIMENTO - + Solidità della struttura Facilità di trasporto Producibilità a livello locale Ridotto numero di componenti Capacità di carico Ingombro ridotto Stabilità della struttura Tempo limitato per la costruzione Totale segni + 2 Totale segni - 4 6 Totale degli 0 9 5 3 Punteggio netto -4 -6 Graduatoria 1 Continuare? SI NO Per ogni criterio viene dato un punteggio: + se il prototipo è migliore di quello preso a riferimento - se il prototipo è peggiore di quello preso a riferimento 0 se il prototipo è uguale a quello preso a riferimento

21 Selezione delle Idee Concettuali
CONCEPT SCORING Ad ogni concept si attribuisce un punteggio sul soddisfacimento di ogni criterio. Ad ogni criterio si assegna un peso ottenendo così un punteggio totale dato dalla media pesata dei voti. Si veda la seguente matrice: Concept A Concept G Concept H Criteri Peso Punteggio Voto pesato Sforzo umano necessario al funzionamento 21 5 105 1 3 63 Solidità della struttura 11 33 Facilità di trasporto 15 75 Producibilità a livello locale 18 90 54 Ridotto numero di componenti 8 40 24 Capacità di carico Ingombro ridotto 25 Stabilità della struttura 55 Tempo limitato per la costruzione Punteggio totale 446 266 245 Graduatoria 2 Continuare? SI NO Per ogni criterio viene dato un punteggio: + se il prototipo è migliore di quello preso a riferimento - se il prototipo è peggiore di quello preso a riferimento 0 se il prototipo è uguale a quello preso a riferimento

22 Le fasi di sviluppo del Progetto
PROGETTAZIONE DI DETTAGLIO PROGETTAZIONE PRELIMINARE PROGETTAZIONE CONCETTUALE COSTRUZIONE PROTOTIPO ANALISI DEL CONTESTO ANALISI DEI PRODOTTI SOSTITUTIVI CORPO E SPORTELLO LAVATRICE STRUMENTI NECESSARI ANALISI DEI BISOGNI MANICO E SUO SISTEMA DI ROTOLAMENTO FASI DI COSTRUZIONE GENERAZIONE DELLE IDEE CONCETTUALI ANALISI DELLE RISORSE DISPONIBILI USO DEI PNEUMATICI Specifica Obiettivo??? QFD??? Specifica Finale??? SISTEMA DI APPOGGIO DEL MANICO SELEZIONE DELLE IDEE CONCETTUALI SOLID WORKS ANALISI DEL PROCESSO DI LAVAGGIO FILTRO PER L’ACQUA CONCEPT SCREENING e SCOORING SISTEMA RIMESCOLO PANNI BRAINSTORMING ANALISI FUNZIONALE SISTEMA PER SCALDARE L’ACQUA

23 Corpo e Sportello Lavatrice
Per il corpo cilindrico si è dovuto scegliere tra barili in plastica o in lamiera, entrambi facilmente reperibili sul territorio. È stato ritenuta più ottimale la plastica per le seguenti caratteristiche: La leggerezza per minimizzare lo sforzo nell’uso della lavatrice; L’idrorepellenza e la resistenza alla corrosione considerato il contatto con acqua e detersivi; La facilità di lavorazione; L'economicità; L'isolamento termico e meccanico (vibrazioni). I barili di plastica sono attualmente utilizzati in Perù come contenitori di liquidi vari o semplicemente di acqua piovana. Tali barili sono dotati di un ampio tappo a incastro che potrà essere sfruttato come sportello della lavatrice.

24 Manico e suo Sistema di Rotolamento
Il manico è composto da tubi in ferro zincato opportunamente accoppiati tramite raccordi; altri materiali sono risultati poco robusti per questa funzione. Si prevede l’inserimento di un tubo che attraversi l’asse del corpo cilindrico, dotato di guarnizioni che permettano di renderlo solidale al corpo della lavatrice. È stata progettata questa soluzione perché se il tubo non fosse solidale al cilindro bensì al manico, allora dovrebbe rimanere fermo durante il rotolamento della lavatrice e ciò provocherebbe un sovraccarico sul foro di inserimento del manico nel barile. Il sistema di rotolamento è basato sull’utilizzo di tubi cilindrici di diversa dimensione: i tubi del manico hanno diametro maggiore rispetto a quello che attraversa l’asse del barile, pertanto possono essere inseriti l’uno dentro l’altro (consigliata la lubrificazione delle parti in contatto).

25 Uso dei Pneumatici Due pneumatici sono collocati esternamente al corpo della lavatrice in modo da svolgere le funzioni per cui sono progettati: agevolare il rotolamento; sostenere il carico; ammortizzare; minimizzare l’usura dell’elemento intorno a cui sono posti. La loro presenza permette al barile di non poggiare direttamente a terra, diminuendo così la possibilità che lo stesso entri in contatto con elementi che possano danneggiarlo.

26 Sistema di Appoggio del Manico
Il sistema di appoggio ha lo scopo di permettere il mantenimento del manico in una posizione di facile afferraggio quando la ‘lavatrice’ è in ‘posizione di riposo’. Il sistema è costituito da una struttura tubolare a U integrata nel manico. In questo modo non risulta ingombrante per l’utente durante l’utilizzo. Sarà sufficiente posare il manico per posizionare la lavatrice in un’ubicazione stabile su qualsiasi terreno che presenti una pendenza inferiore a 20°.

27 Filtro per l’Acqua Nelle zone rurali del Perù non è disponibile l’acqua corrente, dunque è necessario approvvigionarsi direttamente dai corsi d’acqua. Si è pertanto ritenuto indispensabile progettare un sistema di filtraggio per eliminare la maggior parte dei detriti presenti nell’acqua. Il filtro si ottiene impilando due secchi bucati sul fondo e inserendovi un panno all’interno di ognuno dei contenitori. La base dei contenitori sarà forata in più punti in modo da permettere un passaggio più veloce dell’acqua. Il supporto scelto per il filtro è ispirato agli spiedi poiché risulta semplice da costruire e permette una buona stabilità. I due “spiedi” possono essere creati semplicemente intrecciando del comune fil di ferro o utilizzando stecchi di legno della giusta lunghezza/spessore

28 Sistema Rimescolo Panni
L’agitazione meccanica è uno degli elementi che agevola il processo di lavaggio; nel nostro concept l’agitazione meccanica viene generata da bottiglie di plastica forate inserite nel barile. Il sistema consiste nel fissare delle bottiglie ad un filo che tagli diametralmente il corpo cilindrico. Il filo verrà da un lato fatto passare dal foro per il manico e fissato sotto la guarnizione; dall’altro verrà fatto uscire dal foro adibito ad accogliere il tappo del barile e fissato sotto il pneumatico. Le bottiglie saranno forate centralmente alla loro base e private dei tappi, in modo da permettere il passaggio del filo e reinserirlo nella bottiglia successiva. Saranno inoltre forate lateralmente per permettere il graduale riempimento di acqua (durante il ciclo d lavaggio) e garantire una maggiore interazione coi panni.

29 Sistema per Scaldare l’Acqua
Per aumentare la temperatura dell’acqua si è pensato di colorare il corpo della lavatrice di nero. Questa facilissima operazione permette di portare l’acqua da una temperatura di 18° C ad una temperatura di 30° C in circa 2 ore in giornate soleggiate. Tale temperatura è ottimale per il lavaggio dei capi. La colorazione può avvenire con qualsiasi colorante reperito sul posto.

30 Le fasi di sviluppo del Progetto
COSTRUZIONE PROTOTIPO PROGETTAZIONE PRELIMINARE PROGETTAZIONE CONCETTUALE PROGETTAZIONE DI DETTAGLIO ANALISI DEL CONTESTO ANALISI DEI PRODOTTI SOSTITUTIVI CORPO E SPORTELLO LAVATRICE STRUMENTI NECESSARI ANALISI DEI BISOGNI MANICO E SUO SISTEMA DI ROTOLAMENTO FASI DI COSTRUZIONE GENERAZIONE DELLE IDEE CONCETTUALI ANALISI DELLE RISORSE DISPONIBILI USO DEI PNEUMATICI SISTEMA DI APPOGGIO DEL MANICO SELEZIONE DELLE IDEE CONCETTUALI SOLID WORKS ANALISI DEL PROCESSO DI LAVAGGIO FILTRO PER L’ACQUA CONCEPT SCREENING e SCOORING SISTEMA RIMESCOLO PANNI BRAINSTORMING ANALISI FUNZIONALE SISTEMA PER SCALDARE L’ACQUA

31 Attrezzi Necessari Gli strumenti necessari per la costruzione della “Lavadora Rodillo”sono: Forbici, coltelli e punteruoli per tagliare e forare le superfici; Seghetti e lime per migliorare la finitura delle superfici tagliate. N.B. Utensili e materiali utilizzati per la costruzione sono stati scelti previa verifica della disponibilitá nella zona di Livitaca; le foto delle fasi di costruzione sono state inserite nel manuale di istruzioni per il montaggio per superare qualsiasi barriera linguistico-culturale! Andiamo ora a vedere nel dettaglio i passi da seguire per costruire la Lavadora Rodillo!

32 Fasi di Costruzione: Il Filtro
Effettuare una foratura di grandi dimensioni sul fondo in, corrispondenza del centro, e altri fori di dimensioni minori. Impilare i due secchi ed effettuare due forature parallele per accogliere i due spiedi di supporto. Inserire un panno nel primo secchio impilare il secondo secchio e inserire gli spiedi nei fori effettuati. Inserire il secondo panno nel secondo secchio e fissarlo all’esterno con una corda.

33 Fasi di Costruzione: Lavadora
Praticare con un punteruolo dei fori sul corpo delle bottigliette e sul fondo per farci passare la corda. Effettuare una foratura in corrispondenza dell’asse centrale del tappo del barile e ripetere l’operazione sul fondo del barile. Fissare la corda al tubo, inserire la guarnizione e introdurre il tubo nel foro precedentemente praticato sul fondo del barile. Inserire i due pneumatici sul corpo del barile aiutandosi con un martello.

34 Fasi di Costruzione: Lavadora
Inserire il manico nel tubo passante per l’asse del barile. Formare il manico e il sistema di appoggio tramite l’accoppiamento di tubi e raccordi. Da notare la presenza necessaria dei dadi centrali di raccordo; la loro assenza renderebbe impossibile il serraggio della struttura

35 Fasi di Costruzione: Lavadora
LA LAVADORA RODiLLO è TERMiNATA E PRONTA ALL’USO!!!

36 Test di Lavaggio FUNZiONA!!!
Terminata la costruzione del prototipo viene effettuato un test di lavaggio per validarne il funzionamento… FUNZiONA!!!

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