La riduzione dei costi nella pressofusione è un’attività che deve essere eseguita senza inficiare la qualità e la funzionalità del componente prodotto. Tutte le attività volte ad aumentare la produttività, diminuire gli scarti e semplificare i processi produttivi sono strategie di riduzione dei costi, così come lo sono le scelte fatte a livello di materiali e di lavorazioni.

Strategie di riduzione dei costi nella pressofusione di zinco

La riduzione dei costi nella pressofusione di zinco può essere attuata a diversi livelli. Lo zinco, infatti, è un metallo versatile che, se lavorato con le giuste tecnologie, permette di risparmiare sia in termini assoluti, riducendo il tempo, l’energia e la quantità di materia prima utilizzati nei processi produttivi, sia relativamente ad altri metalli.

Nella produzione di pressofusi è quindi possibile attuare una riduzione di costi:

• Scegliendo lo zinco al posto di altri metalli o di altre leghe metalliche
• Ottimizzando il processo produttivo
• Progettando processi e componenti assieme al cliente attraverso metodologie di co-design

Vantaggi dello zinco: qualità e caratteristiche chimico-fisiche, temperatura di fusione, economia circolare

Le leghe di zinco comunemente usate nel processo di pressofusione hanno proprietà che le rendono competitive rispetto ad altri metalli. Queste proprietà, di natura chimico-fisica, permettono di ottenere una riduzione dei costi relativa sia ai processi di produzione sia alle fasi successive, come ad esempio quelle di smaltimento e di riciclo. Analizziamole più nel dettaglio.

Qualità e caratteristiche chimico-fisiche

Nel processo di pressofusione sono impiegate diverse leghe di zinco, le più comuni sono Zamak 2, 3 e 5. Queste leghe, per la realizzazione dei diversi prodotti, sono scelte in funzione delle loro proprietà chimico-fisiche. Infatti, a seconda delle percentuali e dei valori relativi dei metalli che contengono assumono diverse caratteristiche che le rendono più o meno adatte alla realizzazione di determinate tipologie di componenti. Se, per esempio, il componente da realizzare è un componente di sicurezza si privilegia la lega in grado di offrire maggiori resistenza ad usura, corrosione e pressione, sopportazione del carico di snervamento e stabilità dimensionale. Nel caso di componenti tecnici, invece, per i quali è spesso importante ottenere dettagli e sottili nervature, la Zamak da preferire sarà quella più fluida, in grado di riversarsi nello stampo con la maggiore uniformità possibile. In questo modo sarà infatti possibile ottenere spessori sottili, determinanti per garantire la funzionalità dei prodotti. Per i prodotti estetici, infine, sono preferibili le qualità di Zamak in grado di assicurare la migliore qualità superficiale e la migliore resa se sottoposte a lavorazioni successive e finiture. È quindi importante conoscere le caratteristiche fisico-chimiche delle diverse leghe di zinco per poter scegliere quella più appropriata alla realizzazione di uno specifico componente. Solo così, infatti, sarà possibile fare una scelta vincente e ottenere, con percentuali di scarto ridotte, pressofusi di qualità e che necessitano di un numero ridotto di finiture e lavorazioni ulteriori.

Per scoprire di più sulle diverse leghe di zinco e su come sfruttare al meglio le loro diverse caratteristiche puoi leggere gli articoli Le migliori leghe di zinco per la pressofusione a camera calda e Composizione della Zamak per pressofusione.

Se invece desideri approfondire i vantaggi dello zinco rispetto ad altri metalli leggi  L’importanza della pressofusione nel settore automobilistico  e Vernici, placcature e altri tipi di rivestimenti superficiali.

Temperatura di fusione

Una proprietà chimico fisica con un grande impatto in termini di riduzione dei costi è il basso punto di fusione della Zamak che ne rende possibile la pressofusione in camera calda. A differenza dell’alluminio, che ha un punto di fusione molto più elevato e che è pressofuso in camera fredda, la zama consente un risparmio energetico dato dalla diversa tecnologia di fusione impiegata. Il vantaggio dato dalla pressofusione in camera calda è ulteriore ed è relativo al tempo: la pressofusione in camera calda è un processo più veloce della pressofusione in camera fredda e ciò consente di aumentare la produttività. Un altro elemento di risparmio, sempre correlato alla temperatura di fusione, è costituito dal fatto che lo stampo, sottoposto a minori temperature, incorre in una minore usura ed ha quindi una vita più lunga, con benefiche ripercussioni soprattutto nel caso della produzione di grandi volumi.

Economia circolare

In questo breve passaggio sulle qualità della zama rispetto ad altri metalli merita di essere ricordata un’ultima proprietà: la riciclabilità. Lo zinco infatti si inscrive nei processi di economia circolare e va quindi incontro alle recenti tendenze di sostenibilità ambientale. La riciclabilità dello zinco non si traduce solo in un vantaggio per il consumatore finale, che può riciclare i propri prodotti ed elettrodomestici, ma è anche un importante fattore di riduzione dei costi per il produttore di pressofusi. Lo zinco infatti, se gli accordi con il cliente lo consentono, può essere rifuso e, in percentuali controllate, reintrodotto nel processo produttivo, con evidenti conseguenze di riduzione dei materiali di scarto e di ottimizzazione dei processi produttivi.

Se desideri leggere di più sulla possibilità di riciclare la zama clicca qui se quello che cerchi è invece un approfondimento sull’economia circolare dello zinco ti consigliamo di leggere l’articolo Pressofusione ed economia circolare: il ruolo dello zinco.

Ottimizzazione del processo produttivo

Non sono solo le proprietà dello zinco come materiale ad essere importanti ai fini della riduzione dei costi nella pressofusione. Anche il processo produttivo con cui il metallo viene lavorato è molto importante. Infatti le tecniche di pressofusione e i macchinari, per essere efficienti, devono essere aggiornati allo sviluppo tecnologico: sono quindi necessarie ricerca e innovazione costanti.

Per un’overview generale su queste tematiche si consiglia di leggere Come migliorare il processo produttivo per l’industria della pressofusione.

Automazione e tempo ciclo

Un importante passo in direzione di riduzione dei costi è, ad esempio, l’introduzione di automazione nei processi produttivi. L’automazione rende infatti il sistema più efficiente diminuendo la percentuale di scarti e consentendo agli operatori a bordo macchina di dedicarsi ad attività a maggior valore aggiunto.

L’acquisizione di automazione è poi strettamente correlata alla capacità di aggiornare ed implementare il parco macchine. Grazie all’acquisto di nuove macchine, infatti, attività prima manuali diventano meccaniche facendo sì che lead time, tempo ciclo e percentuale di scarto diminuiscano a fronte di un aumento di produttività. Il tempo ciclo, in particolare, è molto importante in relazione alle strategie di riduzione dei costi, diminuire il tempo ciclo vuol dire infatti incrementare l’OEE, l’indice di rendimento produttivo dello stabilimento, e di conseguenza la produzione. Nel settore specifico della pressofusione in camera calda, inoltre, la diminuzione del tempo di ciclo rappresenta un’ulteriore opportunità di risparmio perché, in un tempo ciclo ridotto, aumenta la potenza termica che il materiale fuso apporta allo stampo con una diminuzione dei fronti freddi e dei difetti correlati.

Per approfondire gli apporti dell’automazione al processo produttivo leggi L’importanza dell’automazione per migliorare il processo produttivo; per scoprire di più sul tempo ciclo e sulla sua ottimizzazione si consiglia invece di leggere l’articolo Riduzione dei costi tramite l’ottimizzazione del tempo ciclo.

Simulazione

Un’ulteriore strategia per ottimizzare il processo produttivo è quella di ricorrere a software di simulazione che consentano di prevedere quanto avverrà durante il processo di pressofusione. La simulazione è un utile strumento per prevenire problemi, errori e difetti durante lo stampaggio dei pressofusi ed è, inoltre, un fondamentale ausilio in fase di progettazione, prototipazione e test.

Puoi trovare un approfondimento sui vantaggi apportati dalla simulazione nella pressofusione di zinco cliccando qui.

Certificazioni qualitative

Una garanzia dell’ottimizzazione del processo produttivo e della conseguente riduzione dei costi è l’ottenimento di certificazioni di qualità. Smeta 4 Pillars, ad esempio, è una certificazione di standard qualitativi, gestione ambientale, integrità aziendale, salute e sicurezza con importanti ripercussioni a livello di riduzione dei costi. Smeta 4 Pillars infatti, attraverso la condivisione di approcci standardizzati, migliora e uniforma il processo produttivo proteggendo la brand reputation e garantendo una filiera etica.

Co-design

Il co-design consiste in una serie di attività che hanno come obiettivo l’aumento del valore del prodotto e il suo miglioramento in termini di qualità ed efficienza. Spesso queste attività non si traducono in un aumento dei costi di produzione ma, al contrario, risultano in una diminuzione di prezzo. Già in fase di progettazione, infatti, attraverso il co-design, è possibile concordare con il cliente riduzioni di peso, eliminazione di lavorazioni secondarie, ottimizzazioni dello stampo e una serie di altre azioni che si traducono direttamente in una notevole riduzione dei costi. Ottenere un disegno già ottimizzato per la mass production permette così al cliente di avere un prodotto finale in linea con le attese e con meno rischi e scarti. Come ulteriore garanzia di riduzione dei costi in fase di co-design è possibile fare analisi di valore VA/VE  ed ottimizzare il DFM. Le analisi di valore VA/VE sono un sistema di risoluzione dei problemi che permette di identificare efficacemente i costi superflui rendendone possibile una riduzione mentre il DEF, Design for Manufacturability, è uno studio di fattibilità in cui si valuta il design di un prodotto e in cui si propongono adattamenti, trattamenti particolari e modifiche strutturali che rendono possibile ottimizzarne la produzione.

Per una trattazione di più ampio respiro sul co-design si suggerisce di leggere l’articolo Design del prodotto per la pressofusione.

I metodi per realizzare riduzione dei costi nella pressofusione di zinco ed ottimizzare processi e prodotti non si esauriscono qui. Dalla lettura di questo articolo dovrebbero però essere emersi quelli che sono solo alcuni, ma evidenti, vantaggi.

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L’impatto dei fornitori sulla VA/VE

Un aspetto di importanza sempre maggiore nella strategia di approvvigionamento è il coinvolgimento dei fornitori nello sviluppo del prodotto, per rinforzare le collaborazioni sia nella progettazione, che per ridurre i costi ed ottimizzare le diverse attività.
Per ottimizzare il rapporto tra qualità, spesa e valore del prodotto, è fondamentale effettuare un’analisi preliminare: in particolare, l’Analisi del Valore/ Ingegneria del Valore (comunemente nota come VA/VE) permette di identificare la funzione di un prodotto o servizio, stabilirne il valore economico e ridurre dove possibile il costo del ciclo di vita.

La stesura collaborativa di un’analisi VA/VE è uno dei modi migliori per raggiungere obiettivi a lungo termine e stabilire relazioni solide con i fornitori: la fiducia e lo scambio di informazioni e idee sono alla base delle collaborazioni commerciali.

Informando e coinvolgendo i fornitori nelle attività di VA/VE è possibile chiarire la definizione del processo e incoraggiare le proposte alternative, risultando in prezzi più competitivi o in prodotti migliorati.

Gli effetti del taglio dei costi, dei miglioramenti processuali e della comunicazione trasparente sono benefici sia per i fornitori che per i clienti. I primi possono calcolare accuratamente la riduzione dei costi, illustrare zone di potenziale miglioramento e riduzione degli scarti con precisi dati di supporto; i secondi possono beneficiare della comunicazione trasparente, della riduzione dei costi e/o dalla qualità migliorata.

Il fornitore coinvolto nell’analisi VA/VE può offrire proposte per:

Cambiamenti nel design del componente

Queste modifiche sono solitamente proposte da un reparto Engineering dedicato e vengono studiati usando la simulazione e strumenti di analisi per assistere i clienti fin dall’inizio del progetto. Questi cambiamenti possono aiutare a ridurre gli scarti e il peso del componente, a migliorare le qualità strutturali e meccaniche del pezzo e a prevenire problemi futuri. Tutte queste attività portano ad una migliore funzionalità dei componenti, aumentandone di conseguenza il valore.

Questi cambiamenti possono riguardare:

• Materiali e specifiche
• Dimensioni e tolleranze
• Sostituzione di componenti

Cambiamenti nel processo produttivo o di assemblaggio

Con i software di simulazione è possibile testare un gran numero di variazioni dei processi per ottenere la migliore ottimizzazione possibile senza sprecare materiale. Questi strumenti rendono più facile individuare i punti critici e correggere se necessario, soprattutto in quelle situazioni dove la causa principale potrebbe non essere evidente da un’analisi del pressofuso.

Modificare i processi e le tecnologie coinvolte prima di creare un prototipo o di stampare un lotto di prova garantisce un grande risparmio in termini di materiali utilizzati e tempo macchina risparmiato. In altre parole, durante un’analisi VA/VE includere la simulazione del processo produttivo può aumentare il valore del prodotto, riducendo i costi.

Questi cambiamenti possono riguardare:

• Riduzione dei test
• Nuove tecnologie produttive
• Affidabilità delle parti

Logistica

Una migliore comunicazione tra le parti è cruciale per ottenere una filiera coesa ed efficiente. A volte un fornitore si prende carico dell’organizzazione e dei costi di spedizione. Le giuste informazioni gli permettono quindi di adattare le tabelle di marcia per andare incontro a bisogni urgenti, oppure di organizzare le spedizioni in modo da effettuare trasporti a pieno carico (FLT), riducendo così i costi.

Alcune aree della logistica che i fornitori possono contribuire a migliorare sono:

• Riduzione dei costi di trasporto
• Miglioramenti del packaging
• Gestione dell’inventario

Dopo che il reparto di gestione degli acquisti del cliente ha ricevuto le diverse proposte, queste devono essere analizzate da un team composto da esperti di diversi reparti per individuare i punti di debolezza e scegliere quali suggerimenti includere nella loro strategia di approvvigionamento.

Il supporto dei pressofusori alle attività VA/VE

Gli Ingegneri del Prodotto sono sempre alla ricerca di metodi per ridurre i costi di produzione e del materiale, mantenendo allo stesso tempo la qualità del prodotto. La VA/VE è fondamentale per raggiungere quest’obiettivo.
Possiamo classificare i costi di produzione in 3 macro-categorie:

• Materie prime
• Lavorazioni
• Processi

Vediamo nel dettaglio ciascun punto.

Materie prime

Il prezzo delle materie prime dipende da una grande varietà di fattori, che vanno dalla sua disponibilità a livello mondiale fino alle fluttuazioni del mercato, e tutti questi elementi devono essere valutati in fase di definizione della propria strategia di approvvigionamento.
A volte un cambio di materiale può essere necessario per mantenere i costi di produzione sotto controllo, o per tagliare i costi superflui e aumentare gli introiti per un prodotto. Ad esempio, utilizzare lo zinco al posto dell’alluminio, dell’acciaio inossidabile o di altri materiali può aiutare a tagliare i costi.

Anche mantenendo lo stesso materiale, ci possono essere differenze di prezzo e qualità: ad esempio, esistono diversi tipi di leghe di zinco, con diverse fasce di prezzo. Scegliere il giusto tipo di lega è quindi importante non solo per il prodotto finale, ma anche per ridurre i costi. Per assicurarsi di utilizzare il miglior materiale sia in termini di qualità tecnica che in termini di costi, è consigliabile chiedere consiglio al proprio fornitore, coinvolgendolo nella stesura della VA/VE.

Lavorazioni

Il processo produttivo include necessariamente dei costi di lavorazione e mano d’opera: alcuni di questi possono essere evitati accelerando le operazioni, ad esempio utilizzando delle automazioni, o progettando i componenti in modo tale da ridurre la necessità di lavorazioni successive alla produzione e rendendo l’assemblaggio più rapido.

Processi

I requisiti di processo possono variare enormemente a seconda del settore industriale. Considerando il settore della pressofusione, il tempo ciclo classico è composto dalla seguenti fasi:

• Tempo di iniezione;
• Tempo di stampaggio;
• Tempo di cambio stampo/lubrificazione;
• Tempo di controllo;

Ci sono diversi modi di ottimizzare questi processi, ma in molti casi l’uso di automazioni e tecnologie informatiche può aiutare. Alcuni programmi possono simulare l’intero ciclo di produzione: basandosi sui dati ottenuti dalle analisi, è possibile anticipare le problematiche e minimizzare i rischi, trovando la soluzione più adeguata ad ogni progetto.

In conclusione, abbiamo visto come coinvolgere i fornitori di pressofusi fin dalla stesura dell’analisi VA/VE possa aiutare a migliorare diverse fasi della produzione: dal design del prodotto all’ottimizzazione dei processi, quasi ogni area può trarre beneficio dai suggerimenti di un esperto. Per questo, contattare i fornitori mentre si sviluppa una nuova strategia di approvvigionamento potrebbe essere un’occasione per aumentare il valore del prodotto, sia migliorando le funzionalità del componente o riducendo i costi di produzione.

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La storia dell’analisi VA/VE

Nel 1961 l’ingegnere americano Lawrence D. Miles, nel suo libro “Tecniche di analisi e ingegneria del valore”, scriveva:

“L’analisi del valore è un sistema di risoluzione dei problemi che si applica tramite l’uso di una specifica serie di tecniche, di conoscenze e di capacità acquisite. È un metodo creativo organizzato, il cui scopo è un’efficace identificazione dei costi superflui, cioè di quei costi che non forniscono né qualità, né utilizzi, né longevità dello strumento, né estetica, né vantaggi per il cliente.”

La VA/VE si è sviluppata già nelle prime fasi di sviluppo della tecnica moderna: il suo scopo principale era di aumentare il valore, piuttosto che di ridurre i costi. Per questo motivo era necessario poter analizzare il valore. Lawrence D. Miles proseguiva dicendo:

“L’analisi del valore può favorire tutti i rami dell’ingegneria di impresa – produzione, acquisti, marketing e management – assicurando risposte migliori per i loro problemi specifici nel soddisfare le richieste del cliente con costi di produzione ridotti. Solitamente, oltre il 15 – 25 per cento dei costi di produzione possono essere tagliati senza nessuna riduzione del valore offerto ai clienti, attraverso l’uso di questo sistema di risoluzione problemi in aree decisionali importanti.”

Value Analysis / Value Engineering: definizioni

Analisi del Valore – VA

Che cos’è il valore?

Diverse persone risponderebbero a questa domanda in modi diversi. In generale però il valore di un prodotto può essere dato dalle performance delle sue funzioni o dalle sue qualità estetiche. In sintesi, si potrebbe quindi dire che alte performance, capacità, valore emozionale e stile rapportati ai costi sono ciò che solitamente viene considerato valore.

Perciò, Valore = Funzione / Costi

L’analisi del valore è un metodo standardizzato, creato da un team con competenze di diversi settori, che mira ad identificare i costi più bassi e ad assicurare il miglior funzionamento di un prodotto, sistema o servizio. Fare un’analisi del valore significa definire le funzioni di un prodotto e la proporzione tra valore e costi, al fine di trovare opportunità di risparmio.

Ingegneria del valore – VE

Come detto precedentemente, l’analisi del valore è l’applicazione di diverse tecniche per identificare le funzionalità di un prodotto o servizio e offrirli al minor costo.

Invece, l’Ingegneria del Valore si applica alla fase di progettazione. Questo metodo è solitamente utilizzato per i nuovi prodotti e per questo vengono applicati gli stessi principi e tecniche necessari nelle fase di pre-produzione, come lo sviluppo del concetto, la progettazione e la prototipazione.

Riassumendo, VA/VE è un metodo ordinato e sistemico per diminuire i costi di produzione – aumentando di conseguenza il valore calcolato tramite formula Valore = Funzione / Costi –
di un prodotto, un sistema, un processo, una procedura, un piano, un macchinario o un servizio. L’analisi delle funzionalità è oggetto della VA, poiché il suo scopo è di identificare le funzioni del prodotto e di metterle in relazione con i costi e il prezzo; la valutazione del design e della costruzione viene effettuata tramite VE con l’obiettivo di eliminare quegli elementi che non contribuiscono alla funzione del prodotto.

La funzione del prodotto non deve essere concepita unicamente come utilizzo finale o pratico: essa può includere anche fattori estetici, oppure l’unione dei due secondo i dettami della filosofia della bellezza funzionale: questa teoria si basa sulla coesistenza di estetica e performance. Ciò che conta nella stesura di un VA/VE è che la funzione sia chiaramente definita, in modo tale da poter essere analizzata nel dettaglio e sottosegmentata per facilitare l’analisi dei punti da migliorare.

Nel caso siate interessati all’argomento della bellezza funzionale, sappiate che Bruschi terrà una conferenza sull’argomento: clicca qui per saperne di più.

Nella VA/VE la funzione di un prodotto o servizio, definita dai clienti per andare incontro alle loro necessità, è identificata, il valore economico per quella funzione è stabilito, le specifiche performance e affidabilità sono fornite al più basso costo del ciclo di vita.

Tramite applicazione di una VA/VE è possibile aumentare la soddisfazione del cliente e incrementare il valore dell’investimento.

Anche i design migliori e innovativi possono invecchiare, diventando superati e poco competitivi: in questi casi la VA/VE può aiutare sia i clienti che i fornitori nel trovare e ottimizzare eventuali disallineamenti tra prodotti, componenti, sistemi, progetti e funzioni poco performanti.

Una corretta divisione tra le funzioni necessarie e superflue di un prodotto portano ad uno sviluppo creativo di metodi alternativi per ottenerli – come richiesto dai clienti – al prezzo più basso.

La VA/VE permette ad un’azienda di evidenziare le aree che necessitano di miglioramenti, con un metodo standardizzato che genera le idee e le alternative, aumentando considerabilmente il valore dei beni e dei servizi.

Un progetto completato con la tecnica VA/VE è più efficace e ottiene un successo maggiore di un progetto sviluppato senza questa tecnica, perché gli obiettivi e le richieste sono studiati in un’ottica cliente-centrica. Le possibili applicazioni della VA/VE per identificare le potenziali aree di risparmio sono pressoché illimitate, dato che possono essere usati per migliorare la qualità, incrementando l’efficienza e riducendo rischi e costi.

VA/VE applicazione e passaggi principali

Secondo i principi di “Tecniche di analisi e ingegneria del valore” ci sono diverse fasi nella VA/VE:

• Acquisizione di informazioni complete ed esaustive e miglioramento delle ipotesi
• Analisi profonda e dettagliata: in che direzione sembrano condurre i dati ottenuti? Quali sono i problemi specifici che, una volta risolti, porteranno a importanti benefici in termini di costi?
• Attività mentale creativa, nella quale tutti i giudizi sono temporaneamente sospesi per creare le basi di diverse soluzioni per ciascuno dei problemi rilevati nelle analisi precedenti
• Attività mentale di giudizio, in cui i diversi risultati del pensiero creativo vengono scandagliati alla ricerca di idee che permettano di minimizzare gli svantaggi, massimizzando i vantaggi in modo tale da soddisfare le necessità di miglioramento dei costi o delle operazioni

Durante la fase di raccolta di informazioni, il progetto e i suoi requisiti vengono analizzati e successivamente l’analisi della funzione studia i possibili miglioramenti. Nella fase creativa, vengono accumulate le idee per migliorare le performance: della lista risultante, solo una piccola parte verrà scelta in modo da trovare l’idea con il miglior potenziale per il raggiungimento dell’obiettivo. La fase successiva è lo sviluppo di alternative e la loro presentazione ai decisionisti e, infine, l’implementazione.

Gli strumenti VA/VE sono estremamente efficaci e talvolta fondamentali per raggiungere obiettivi come la riduzione dei costi, il miglioramento della qualità e la riduzione del time-to-market.

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