Nel dettaglio, dopo aver dato una definizione di controllo qualità, approfondiremo il lavoro del reparto nelle diverse fasi produttive per poi indagare le attività che accompagnano la mass production. Infine,  dedicheremo qualche riga all’analisi dei vantaggi che una corretta implementazione del controllo qualità può apportare.

Definizione di controllo qualità

In un’azienda manifatturiera il controllo qualità è costituito dall’insieme delle attività effettuate per verificare il rispetto delle richieste del cliente nella realizzazione di un prodotto. Allo stesso tempo, però, è chiamato allo stesso modo anche il team impegnato in queste verifiche: per questo, nel corso dell’articolo, ci riferiremo ad entrambi questi enti come controllo qualità.

Per un approfondimento su questi temi consigliamo di visitare il sito Qualitiamo, un portale interamente dedicato alle tematiche della qualità e delle sue certificazioni.

Nel campo della pressofusione di leghe di zinco istituire un team specializzato che si dedichi esclusivamente alla verifica della qualità si è reso necessario con l’evoluzione del mercato e dei prodotti. Infatti il rispetto delle quote e dei parametri richiesti dal cliente può essere garantito esclusivamente dall’operato di personale specializzato e che, al di fuori dei tempi di produzione, effettui tutte le verifiche necessarie.

Dopo queste necessarie premesse analizziamo ora le fasi della produzione di un pressofuso in lega di zinco indagando, di volta in volta, le attività intraprese dal controllo qualità.

Fasi del controllo qualità

Il controllo qualità accompagna, come già scritto, il componente in tutte le fasi della sua produzione: è necessario che questo ente presidi la progettazione, la campionatura e la produzione di massa fino all’arrivo dei componenti presso fornitori esterni e presso il cliente. Esploriamo allora le attività di questo importante reparto in ogni fase della vita di un progetto.

Progettazione

Tutte le attività che il controllo qualità effettua nel corso della produzione hanno avvio in questa fase. Durante la progettazione, infatti, il team deputato alla qualità interviene insieme agli altri reparti per valutare la fattibilità del prodotto. In questa fase si analizzano le specifiche Cliente in merito di documentazione richiesta in fase di qualifica prodotto: FMEA, piani di controllo, analisi di riproducibilità delle misure, gage R&R vengono valutati per individuare criticità e gap rispetto alle specifiche del Cliente. Inoltre, è in questa fase in cui si  inizia a redigere le schede di controllo e cioè lo strumento del quale si servirà il team del controllo qualità in fase di produzione.

Campionatura

In fase di campionatura vengono effettuate le verifiche richieste dal cliente sui primi pezzi realizzati. Queste verifiche comprendono controlli dimensionali, funzionali ed estetici (se richiesti). Quindi, una volta acquisite tutte le informazioni necessarie si compila la parte documentale necessaria per l’approvazione del prodotto in ottica industriale. I campioni vengono così inviati al cliente per una valutazione puntuale. Al ricevimento del benestare si passa quindi alla produzione di massa.

Il controllo qualità della campionatura è fondamentale, sia internamente sia lato cliente, perché è in questa fase che si creano i prodotti approvati ed esemplificativi del processo standard che sarà ripetuto in fase di produzione di massa.

Produzione

Durante la produzione vengono effettuati i controlli qualitativi previsti dalle schede di controllo. È in questa fase che si innesta il lavoro dei controllori e del team qualità.

Un semplice controllo da parte dell’operatore a bordo macchina, sui componenti in produzione e sui bancali finiti, non è sempre sufficiente a garantire il rispetto dei requisiti qualitativi richiesti dal cliente.

Il team qualità, dopo aver attivamente partecipato alla progettazione e alla campionatura, entra in gioco anche all’avviamento della produzione. Infatti, i primi componenti stampati vengono prelevati, misurati e testati. In seguito l’operatore a bordo macchina effettua un controllo per ogni unità di imballo ma il team interviene periodicamente, sulla base di una frequenza concordata con il cliente o stabilita internamente, per prelevare campioni ed eseguire i test contenuti nella scheda di controllo.

Il fine dei controlli periodici non è solo quello di verificare il rispetto dei requisiti del cliente e la mancanza di non conformità ma anche quello di monitorare l’andamento della produzione. L’inserimento dei dati raccolti in un database permette infatti di creare un storico della produzione: una mole di dati importante che permette di prevedere in anticipo le eventuali non conformità e di conoscere le strategie già impiegate per porvi rimedio.

In questa fase il team basa le proprie attività sulla scheda di controllo realizzata in fase di avviamento del progetto e che riporta tutti i requisiti contenuti nel PAPP. Sulla scheda è riportata una fotografia del prodotto con indicazione delle zone critiche, del tipo di controllo da effettuare e degli strumenti che devono essere utilizzati. Sono proprio i dati contenuti nelle schede di controllo che permettono l’aggiornamento del database e la creazione dello storico delle eventuali non conformità.

Dopo aver descritto le fasi in cui subentra il controllo della qualità e le procedure messe in atto per garantire la conformità dei pezzi alle richieste del cliente analizziamo i vantaggi di questo sistema.

Fasi successive alla produzione

Le attività del controllo qualità non si concludono con la produzione di massa: nel processo possono subentrare infatti fornitori esterni e, in questo caso, si rende necessario istituire appositi controlli non solo sul materiale in entrata e in uscita, ma anche sul processo produttivo dei fornitori stessi. È infatti necessario, per garantire il rispetto dei parametri richiesti dal cliente, controllare e garantire la ripetibilità della qualità della merce e dei processi del fornitore. Ovviamente il controllo è posto in essere su tutta la merce elaborata dalla supply chain ma, come precedentemente esposto, è tutto il sistema qualità che dovrà ciclicamente essere verificato e approvato secondo rigidi standard interni oppure esterni.

Infine, il controllo qualità del produttore di pressofusi in lega di zinco è in costante contatto e comunicazione con il controllo qualità del cliente. I due enti, infatti, si scambiano informazioni in merito alla qualità delle forniture e alle attività necessarie per continuare a garantire gli standard attesi.

Vantaggi

Un primo vantaggio, evidente, è la riduzione delle non conformità. È tuttavia importante sottolineare come questo risultato non venga ottenuto solo grazie a controlli accurati eseguiti da personale specializzato ma anche grazie al lavoro che accompagna ogni fase del progetto.

In fase di progettazione è infatti l’incontro di diverse expertise che permette di creare schede di controllo davvero accurate, che implichino lo studio e la previsione dei processi e la costruzione di scenari produttivi realistici. Una buona progettazione delle schede di controllo consente poi di effettuare, in fase di produzione di massa, delle verifiche davvero efficaci e di inserire nel database i dati che permetteranno di prevedere il verificarsi di non conformità e di implementare strategie di arginamento basate su dati ed esperienza.

Lo scambio di informazioni cross funzionale non avviene poi solo in fase di progettazione ma durante la produzione di massa e alla sua conclusione, nel corso di incontri quotidiani in cui si riuniscono i diversi reparti. Grazie alle segnalazioni del controllo qualità infatti, il materiale fermato per non conformità prima di essere smaltito è reso oggetto di una riflessione che coinvolge progettazione, fonderia e qualità.

Nel corso di questi incontri le non conformità sono quindi analizzate e si intraprende un’analisi delle cause, dei fattori di rischio e delle azioni di prevenzione o contenimento che sono state messe in atto.

Il team di controllo qualità quindi è il perno attorno al quale ruotano questi incontri ed è il motore che spinge i diversi reparti a muoversi nella direzione del miglioramento continuo e dello scarto zero, obiettivo che è possibile raggiungere solo con azioni preventive, e non con azioni reattive.

Infine, la creazione e la gestione del database, con le schede di controllo costantemente aggiornate,  di operare con consapevolezza e di portare avanti una riflessione sulle cause delle non conformità e sull’efficacia delle strategie di volta in volta adottate. È la conoscenza del passato, infatti, la migliore strategia per prevedere, e migliorare, il futuro.

Conclusioni

Con questo post sulle attività e sui vantaggi del controllo qualità speriamo di essere riusciti a dimostrare come un metodo efficace e risolutivo per la diminuzione delle non conformità sia basato non solo sulla fase di controllo ma anche, e soprattutto, su processi che coinvolgono professionalità e funzioni afferenti a diversi ambiti. Infatti è solo attraverso la condivisione di expertise e il confronto tra i diversi reparti che, grazie all’apporto specifico di ognuno, è possibile raggiungere risultati competitivi.

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Con il termine automazione si definisce l’introduzione, in un’azienda manifatturiera, di strumenti e processi atti a ridurre e/o eliminare operazioni meccaniche svolte manualmente da operatori. Infatti, il principale beneficio che l’automazione apporta è la riduzione del carico di lavoro degli operatori, che di conseguenza genera ulteriori vantaggi quali lead time ridotto, abbattimento dei costi e raggiungimento degli standard qualitativi richiesti dai clienti. L’automazione può quindi contribuire al miglioramento del processo produttivo, ottimizzando accuratezza, precisione, produttività e uniformità degli output.

CASE STUDY

In Bruschi siamo sempre alla ricerca di soluzioni innovative da adottare per ottimizzare il processo produttivo. Allo scopo di raggiungere questo obiettivo, il reparto produzione ha sviluppato un progetto di riduzione del carico di lavoro dell’operatore attraverso l’introduzione dell’automazione. Questo progetto riguarda due particolari componenti prodotti per un cliente del settore dei piccoli elettrodomestici e ha ottenuto eccellenti risultati in termini di riduzione delle attività manuali e aumento della produttività.

Per definire i due prodotti da efficientare tra quelli disponibili, è stata effettuata un’analisi con il supporto del diagramma di Pareto. Dall’analisi sono emersi i seguenti risultati:

• Il 20% del volume prodotto è realizzato dal 0,05% degli articoli
• Il 60% del volume prodotto è realizzato dal 17% degli articoli
• Il 20% del volume prodotto è realizzato dall’82,95% degli articoli

I risultati evidenziano che lo 0,05% degli articoli genera il 20% del volume prodotto in Bruschi: questi componenti vengono perciò definiti prodotti runner. La presenza di un ridotto numero di articoli che realizza una percentuale così consistente del volume totale consente l’introduzione in produzione di un’automazione dedicata, senza che quest’ultima causi una riduzione della flessibilità produttiva.

Definizione delle fasi

Dopo aver selezionato i componenti è possibile definire le diverse fasi del progetto. La gestione del processo iterativo di miglioramento è infatti scomposta in quattro fasi, in riferimento al ciclo PDCA o ciclo Deming:

• Fase 1 – PLAN
Definizione del problema, individuazione delle cause ed ipotesi azioni correttive per
raggiungere gli obiettivi previsti.
• Fase 2 – DO
Implementazione azioni correttive previste al punto 1.
• Fase 3 – CHECK
Raccolta dati e controllo. Confronto tra risultati attesi e risultati riscontrati.
• Fase 4 – ACT
Implementazione delle azioni correttive emerse dall’analisi dati prevista al punto 3.

Le quattro fasi del ciclo PDCA sono state pianificate utilizzando il seguente diagramma di Gantt:

Fase 1 – PLAN

La prima fase ha inizio con la definizione del problema: una condizione di disallineamento tra capacità produttiva e richiesta del cliente, con ipotesi di stampaggio dei due componenti sulla stessa pressa, causato dallo stato di saturazione dell’impianto produttivo. Di conseguenza, il problema non può essere risolto stampando i due componenti su due differenti macchine per la pressofusione: risulta infatti necessario ottimizzare il processo di produzione dei componenti.
L’individuazione della causa radice passa attraverso lo studio e la definizione della durata media delle singole attività, manuali dell’operatore e meccaniche della pressa:

• Stampaggio – operazione automatica gestita dalla pressa
• Prelievo stampata e deposito su tavolo – operazione automatica gestita dal robot antropomorfo
• Separazione masse di scarico e rilavorazione – operazioni manuali gestite dall’operatore
• Attività ausiliarie – operazioni manuali gestite dall’operatore

Una volta calcolati i tempi medi di ogni singola attività, il miglioramento si focalizza su quelle che possono apportare maggiori benefici, ovvero quelle che impiegano l’operatore per un periodo di tempo maggiore. Le attività manuali selezionate sono rilavorazione, separazione grezzo-scarto, e alimentazione pressa: queste impegnano l’operatore per il 97% del suo tempo.

Il secondo step concerne la classificazione delle operazioni in funzione del valore aggiunto che apportano al cliente:

• VA = 0 % – Attività necessaria a valore aggiunto: riconosciuta, quindi pagata dal cliente
• NVA = 3 % – Attività non necessaria e non a valore aggiunto: non riconosciuta, quindi non pagata dal cliente
• NNVA = 97% – Attività necessaria e non a valore aggiunto: non riconosciuta, quindi non pagata dal cliente

Le prime attività da prendere in considerazione e da eliminare sono le attività NVA, poiché si tratta di attività che non apportano valore e il cliente non le conosce. In secondo luogo le attività da efficientare sono quelle NNVA, poiché le VA possono essere migliorate, ma solamente con un margine ridotto.

Fase 2 – DO

Una volta individuate le operazioni da efficientare è necessario effettuare un’analisi costi-benefici al fine di individuare la soluzione migliore tra esternalizzazione o efficientamento interno attraverso automazione. Entrambe le soluzioni sono state implementate:

• Esternalizzazione pari al 50% delle attività manuali
• Riduzione pari al 45% delle attività manuali, attraverso l’introduzione di automazione che effettua la separazione automatica dei pezzi dal canale di colata e la rifusione automatica del canale di colata

Fase 3 – CHECK

La terza fase del progetto ha riguardato raccolta e controllo dati, con confronto tra risultati attesi e risultati ottenuti. Il periodo di osservazione a seguito delle azioni correttive è stato di 240 ore lavorative. Per valutare l’efficacia dell’intervento sono stati presi in considerazione tre KPI (Key Performace Indicators) numerici:

1. OEE – Overall Equipment Effectiveness
2. Durata media attività manuali
3. Tonnellate di zama rifuse a bordo macchina

I dati emersi dal confronto degli indicatori prima e dopo l’intervento hanno riportato un +33% di OEE e un -95% delle attività svolte manualmente, con una completa rifusione del materiale di scarto.

Fase 4 – ACT

Durante la fase 4 non è stato effettuato alcun intervento poiché dall’analisi dei KPI non sono emerse anomalie.

BENEFICI CONSEGUITI

Il progetto ha apportato molteplici benefici, sia diretti che indiretti.

Benefici diretti:
• +33% OEE
• -95% attività manuali
• Completa rifusione scarto bordo macchina

Benefici indiretti:
• Aumento della soddisfazione del cliente. Lead time rispettati e ridotti grazie all’aumento di capacità produttiva, al miglioramento qualitativo superficiale del pezzo e alla stabilizzazione dei processi di separazione canale-pezzo e di rilavorazione
• Risparmio energetico associato alla fusione immediata della materia prima
• Riduzione degli sprechi di movimentazione associati all’annullamento di spostamento dello scarto

Da questo case study risulta evidente l’importanza dell’automazione in un sistema produttivo efficiente e avanzato: attraverso l’introduzione di sistemi automatici è stato infatti possibile soddisfare gli standard quantitativi e qualitativi richiesti dal cliente, rispettando al contempo le deadline stabilite.

Se desideri approfondire le tue conoscenze sui metodi di ottimizzazione del processo produttivo, ecco ulteriori post sull’argomento:
• Come migliorare il processo produttivo per l’industria della pressofusione
• Ottimizzazione del processo di pressofusione: sistema di alimentazione

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Come ottimizzare il processo produttivo

Il potenziamento del processo produttivo può essere sviluppato attraverso un piano d’azione ben definito, che tenga in considerazione la complessità di elementi che caratterizza il dipartimento di produzione. La produzione è infatti composta non solo da macchinari, ma anche da design di prodotto, tecnologie, operatori e attività di pianificazione, per citare alcuni dei componenti più importanti di questo articolato sistema. Per ottimizzare il processo produttivo risulta quindi necessario assumere una visione d’insieme di tutti questi elementi e delle loro variabili, allo scopo di implementare una strategia che sia funzionale su molteplici aspetti.

Di conseguenza, il primo step da compiere è la definizione degli strumenti e delle azioni di modifica che possono contribuire al miglioramento delle diverse fasi della produzione. In Bruschi il piano di potenziamento del processo produttivo è costituito da quattro elementi centrali:

• Automazione
• Simulazione
• Riduzione degli scarti
• Tempo ciclo

1. Automazione

L’introduzione in un sistema produttivo di macchine automatizzate dotate di tecnologie altamente innovative apporta rilevanti benefici in termini di lead time ridotto, abbattimento dei costi e conseguimento degli standard di qualità richiesti dai clienti. La sostituzione di lavorazioni manuali con sistemi automatizzati permette, infatti, di ottenere una maggiore velocità di processo, ottimizzando di conseguenza l’intero lead time. Inoltre, l’automazione comporta una probabilità di errore ridotta rispetto alla lavorazione di un pezzo da parte dell’operatore.

Questo si traduce in una significativa riduzione dei costi di produzione, che è ulteriormente incrementata grazie al risparmio di energia e materiali che l’automazione apporta. L’inserimento di macchine automatizzate nel dipartimento di produzione genera anche un ulteriore vantaggio, che permette di ottimizzare anche il controllo qualità. Infatti, gli operatori che precedentemente eseguivano operazioni manuali sul componente possono, grazie all’automazione, occuparsi di altre attività aventi un maggior valore aggiunto, come il controllo qualità.

Un progetto di ottimizzazione del processo produttivo di un particolare componente, prodotta per un cliente del settore dei piccoli elettrodomestici, ha ottenuto eccellenti risultati in termini di aumento della produttività e riduzione delle attività manuali svolte dagli operatori. Il progetto di ottimizzazione è stato sviluppato per risolvere una situazione di disallineamento di capacità produttiva e richieste del cliente. Attraverso l’introduzione di sistemi automatizzati è stato possibile ridurre questo gap, ottenendo un tempo ciclo ottimizzato. Queste modifiche al processo produttivo hanno apportato benefici significativi: l’aumento del 33% della capacità produttiva e la riduzione delle attività manuali svolte dagli operatori per una percentuale superiore al -95%.

2. Simulazione

La simulazione del processo di pressofusione rappresenta un altro elemento che può contribuire al raggiungimento di un processo produttivo più efficace: grazie infatti all’utilizzo di software di simulazione gli ingegneri possono prevedere le reazioni del materiale all’interno dello stampo. Questo processo è possibile grazie ad un’analisi termo-fluidodinamica dello stampo, nota come CFD simulation (Computational Fluid Dynamics), che permette di localizzare preventivamente potenziali difetti, come porosità, giunzioni fredde e presenza d’aria nel pressofuso.

La fase di simulazione si dimostra quindi particolarmente utile per ottenere una geometria dello stampo ottimizzata prima di iniziare con il processo di produzione. Durante questa fase è infatti possibile selezionare i migliori parametri da applicare per la forma dello stampo, in modo da evitare anticipatamente difetti sul pezzo e di conseguenza ridurre i costi di produzione e lavorazioni meccaniche aggiuntive.

Se desideri informazioni più dettagliate sulla simulazione, ecco altri post sull’argomento:

• I vantaggi della simulazione HPDC nella pressofusione
• Simulazione per pressofusione: qualità superficiale nel settore automobilistico
• Simulazione per pressofusione: conservazione dello stampo e ottimizzazione dei parametri
• Simulazione per pressofusione: studio della porosità da ritiro

3. Riduzione degli scarti

Una progressiva riduzione degli scarti di lavorazione può essere ottenuta attraverso un’accurata pianificazione dell’intero processo produttivo. Innanzitutto è necessaria un’analisi del prodotto e del processo che si concentri sulle cause dello scarto. Per identificare queste cause gli ingegneri devono servirsi di software di simulazione per prevedere tutte le fasi della produzione, dal design ai trattamenti di finitura. La simulazione si dimostra nuovamente uno strumento indispensabile per l’ottimizzazione dei processi produttivi di pressofusione di zinco, poiché permette di evitare difetti e di controllare proprietà tecniche prima di iniziare con la produzione del pezzo, generando così una consistente riduzione dei costi e del lead time. Una volta individuate le principali cause dello scarto si procede alla definizione delle possibili soluzioni da applicare, localizzando i passaggi di maggior rilevanza nel processo produttivo e monitorandoli costantemente.

Per ulteriori informazioni sulla riduzione degli scarti clicca sul post qui sotto:

• Simulazione per pressofusione: studio per la riduzione degli scarti

4. Tempo ciclo

L’espressione tempo ciclo definisce il periodo di tempo richiesto per sviluppare la produzione di un componente. Il tempo ciclo rappresenta una variabile centrale nella produzione di un componente perché un tempo ciclo ridotto si traduce in un ridotto lead time, cioè il periodo di tempo necessario per soddisfare la richiesta di un cliente in termini di offerta. Un lead time ottimizzato genera incremento nella soddisfazione del cliente, poiché permette al fornitore di rispettare le deadline e gli standard ricercati dal cliente. Di conseguenza, per garantire un servizio rapido ed efficiente tempo ciclo e lead time devono essere ottimizzati il più possibile. Il tempo ciclo può essere ridotto prestando attenzione a diversi aspetti del processo produttivo, in particolare alla fase di simulazione e ai sistemi tecnologici del dipartimento di produzione. Innanzitutto, come precedentemente illustrato, è importante simulare le fasi di produzione e definire i parametri più adeguati da applicare per il processo di produzione. In questo modo possibili difetti sul pressofuso possono essere evitati sin dall’inizio e, di conseguenza, sarà possibile eliminare ulteriori operazioni meccaniche. Un altro elemento centrale per la riduzione del tempo ciclo è il sistema tecnologico della fonderia, il cui livello di innovazione tecnologica può apportare notevoli riduzioni nei tempi di produzione. Infatti, macchinari automatizzati permettono di ottenere tempi ciclo più rapidi e operazioni più accurate, variabili che risultano discriminanti nel raggiungimento delle performance ricercate dai clienti. Inoltre, controlli periodici dei macchinari aiutano a comprendere come il tempo ciclo può essere ulteriormente migliorato.

Per informazioni dettagliate sul tempo ciclo clicca sul post qui sotto:

• Riduzione dei costi tramite l’ottimizzazione del tempo ciclo

Perché ottimizzare il processo produttivo è fondamentale per un business

L’ottimizzazione del processo produttivo è un elemento decisivo nella gestione di un business perché consente di ridurre i costi di produzione e di ottenere un processo produttivo più rapido. Al fine di conseguire questi benefici è quindi necessario introdurre nel proprio sistema di produzione tecnologie automatizzate e software di simulazione, e ottimizzare la riduzione degli scarti e il tempo ciclo. Con la definizione di un preciso piano di ottimizzazione il lead time potrà essere ridotto e di conseguenza si potrà assistere a un incremento della soddisfazione del cliente.
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