Architettura di prodotto DEFINIZIONE: l’architettura è lo schema attraverso il quale le singole funzioni del prodotto sono allocate ai suoi componenti fisici

Contenuti 1. Introduzione al corso 2. Processi e schemi organizzativi per lo sviluppo 3. Pianificazione 4. Esigenze del mercato 5. Specifiche di prodotto 6. Soluzioni concettuali alternative 7. Scelta delle soluzioni 8. Verifica delle soluzioni concettuali 9. Architettura del prodotto 10. Design 11. Progettazione per la fabbricazione 12. Prototipazione 13. Aspetti economici 14. Gestione

Cos’è l’architettura? Un prodotto complesso è formato da un insieme di sottosistemi interdipendenti, organizzati in una struttura gerarchica, che dal livello aggregato arriva ai componenti elementari. L’architettura è lo schema attraverso il quale le singole funzioni del prodotto sono allocate ai suoi componenti fisici.

Processo di sviluppo prodotto Quattro fasi per lo sviluppo prodotto Pianificazione Progettazione concettuale Pian. A liv. Di sistema Progetto di dettaglio Sperimentazione Avviamento Alla Produzione Architettura di prodotto L’architettura del prodotto viene determinata il piu’ presto possibile La fase di pianificazione precede lo sviluppo vero e proprio.

Architettura integrata o modulare?

Architettura di prodotto: definizione Disposizione degli elementi funzionali entro sottogruppi fisisci che saranno poi gli elementi costruttivi di una famiglia di prodotti modulo modulo Prodotto modulo modulo modulo modulo modulo module

Anatomia di un prodotto

Interfaccia

Interfacce

Esempio di un rimorchio: Architettura modulare copertura Protegge dalle intemperie gancio Collega il veicolo Schermo aerodinamico Riduce la resistenza pianale Sostiene Carichi servizio sospensioni Sostiene la struttura ruote Trasferisce Carichi al suolo

Esempio di un rimorchio: Architettura integrale Guscio sup. Protegge dalle intemperie Guscio inf. Collega al veicolo prua Riduce res. aerodinamica cinghie di supporto Sostiene I carichi Di servizio Copertura sospensioni Sostiene la struttura ruote Trasferisce Carichi al suolo

Cosa è?

Taglia unghie?

Architettura modulare Un sottogruppo assolve una o poche funzioni. Le interazioni fra sottogruppi sono ben definite. L’architettura modulare ha vantaggi in termini di: semplicità Riusabilità per una famiglia di prodotti Coltellino svizzero Walkman Sony

Architettura basata su piattaforma: il Walkman Sony

Architettura integrale Una singola funzione è realizzata dalla collaborazione di diversi sottogruppi oppure un sottogruppo assolve a diverse funzioni. L’architettura integrale aumenta le prestazioni (di solito) e riduce i costi per uno specifico prodotto Ruota ad alte prestazioni Macchina fotografica compatta

Architettura integrale ≠ architettura modulare - Macchina fotografica con architettura integrale: macchina pensata ed ottimizzata per uso subacqueo. Compatta, comandi di facile attuazione sott’acqua senza connessione fisisca tra “fuori” e “dentro”peso neutro. - Flash modulare, consente facile sostituzione, interfaccia specifico (a infrarossi per garantire tenuta)

Architettura integrale ≠ architettura modulare Architettura modulare (ma la macchina ha un flash integrato) = maggior flessibilità ma uso non ottimizzato in mare

Scelta dell’architettura La scelta è legata alla pianificazione del prodotto, e alle scelte concettuali: Parti intercambiabili del prodotto Varietà della gamma Standardizzazione (cuscinetti, motori, elementi di collegamento) Prestazioni (bici da corsa, aerei da combattimento)) Costi di produzione (rasoio, lettore di dischi) Capacità organizzative del team di sviluppo Tecniche di ingegnerizzazione (scomposizione, integrazione)

Ford Taurus integrazione dei comandi

ARCHITETTURA MODULARE

ARCHITETTURA MODULARE

ARCHITETTURA PARZIALMENTE MODULARE

Principali vantaggi: costo basso, rapidità di arrivo al mercato

Architettura modulare o integrale? Apple iBook Motorola StarTAC Cellular Phone Ford Explorer Rollerblade In-Line Skates

Il concetto di “integrale” e “modulare” si applica a vari livelli: sistema gruppo componente

Architettura di prodotto = scomposizione + interazioni Interazioni all’interno del gruppo Interazioni tra gruppi

La piattaforma

La piattaforma

Piattaforma di prodotto

Esempio di prodotto basato su piattaforma

Prodotti su piattaforma comune

Prodotti su piattaforma comune

ESEMPIO

Stabilire l’architettura Per definire un’architettura modulare è utile creare una schematizzazione del prodotto e poi riunire fra loro le diverse parti che costituiranno un gruppo in modo da ottenere la varietà di prodotti desiderata

ESEMPIO: Hewlett-Packard DeskJet Printer

Schematizzazione della DeskJet Contenere Carrello Di stampa Struttra Di supporto Accettare Comandi utente Visualizzare stato Posiz. Carrello Asse X Immagaz- zinare output Posiz. Carta Asse Y Controllare carta Fornire Corrente continua Immagaz- zinare bianchi Pendere Un foglio Comunicare Con computer Comandare stampante Elemento Funzionale O fisico Flusso di forze o energia Flusso di materiali Flusso di segnali Collegarsi Al computer

Schematizzazione della DeskJet plastica Contenere Carrello Di stampa Display e tastiera Struttra Di supporto Accettare Comandi utente Visualizzare stato Posiz. Carrello Asse X Chassis Immagaz- zinare output Posiz. Carta Asse Y Controllare carta alimentatore” Fornire Corrente continua Immagaz- zinare bianchi Pendere Un foglio Meccanismo Di stampa Comunicare Con computer Comandare stampante Magazz. carta Software di controllo Elemento Fisico O funzionale gruppo Collegarsi Al computer Scheda logica

Layout geometrico

Interazioni potenzialmente nocive plastica Interfaccia utente stile Def. termica Cassetto carta Vibrazioni Meccanismo Di stampa Scheda logica Software Di controllo Inteferenze RF Deformazione termica Schermatura RF Chassis cavo

Famiglia di prodotti

Famiglia di prodotti

La design structure matrix From “Innovation at the Speed of Information”, S. Eppinger, HBR, January 2001.

Assegnazione a sottogruppi basata sull’architettura From “Innovation at the Speed of Information”, S. Eppinger, HBR, January 2001.

Planning a Modular Product Line: Commonality Table Differentiation versus Commonality Trade off product variety and production complexity

Product Model Lifetime a c t i o n S u r v i v i n g S o n y A v e r a g e L i f e A I W A 1 . O t h e r s S o n y T o s h i b a 1 . 1 8 y r 1 . 9 7 y r P a n a s o n i c . 8 . 6 From Sanderson and Uzumeri, The Innovation Imperative, Irwin 1997. . 4 . 2 1 2 3 4 5 S u r v i v a l T i m e ( y e a r s )

Quali sono I gruppi?

Quali sono I gruppi?

Decisioni strategiche Architettura modulare o integrale? Che tipo di modularità? Come assegnare le funzioni ai gruppi? Come assegnare I gruppi ai team di sviluppo? Quali gruppi esternalizzare?

Aspetti pratici La pianificazione è fondamentale per raggiungere la variabilità di prodotti e le capacità di evoluzione Il coordinamento è critico ma difficile, in particolare tra I team e tra enti diversi (magari distanti). L’interazione complessa tra I sottogruppi deve essere oggetto di particolare

Conclusioni L’architettura di prodotto definisce l’articolazione in gruppi e/o moduli di una famiglia di prodotti o basati su piattaforma L’architettura determina: Facilità di evoluzione e variazione del prodotto Fattibilità di un prodotto “tagliato” sul cliente Costi di produzione Aspetti chiave: Architettura modulare o integrale Assemblaggio entro gruppi Pianificazione di famiglie di prodotti