Il Progettare sistemi automatizzati: arte, scienza, o

PROGETTARE SISTEMI AUTOMATIZZATI:
ARTE, SCIENZA, O FANTASCIENZA?
La scelta di Alpha Progetti S.r.l:
un approccio rigoroso alla progettazione meccanica
di Sara Baroni (MST S.r.l.)
Le imprese del settore automazione, oggi, si trovano a dover affrontare un mercato ad alta competitività ed in rapida
crescita, e, come sistemi aperti in interazione con l’ambiente esterno, diventa
per loro fondamentale riuscire a rispondere in modo sistematico per adattarsi
ai cambiamenti provenienti dal mercato. Qual è il ruolo della progettazione
nella catena di produzione dei sistemi
automatizzati, e come si traduce nella
realtà degli studi tecnici esterni?
Venerdì 26 gennaio 2001 il Giornale di Brescia ha dedicato sei pagine
allo speciale Automazione- oleopneumatica con l’obiettivo di fornire una panoramica della situazione attuale del settore nel mondo,
in Italia, ed in particolare nell’area
bresciana. Da tutti gli articoli
emergeva che nei prossimi anni
tutti i riflettori saranno puntati sulla piccola impresa.
La storia dell’automazione in Italia,
ed in particolare nella nostra città,
dimostra come l’intero sforzo per
lo sviluppo del settore sia attribuibile quasi esclusivamente ai privati,
agli imprenditori ed alle loro organizzazioni.
La robotica industriale in Italia è nata negli anni settanta, i primi risultati furono forniti dalla FIAT nel 1977
con l’introduzione dei robot nelle
linee di produzione automobilistiche, mentre le imprese più attente
iniziavano ad usare robot primitivi,
spesso producendo in casa la struttura meccanica e il controllo. La
crescita annuale a partire dal 1980
è stata del 10% finché in anni re-
BRESCIA
ICERCHE
centi è passata al 20% con una produzione di 5000 robot all’anno, il
25% dei quali è stato esportato.
A trent’anni dall’inizio della loro
diffusione, con quasi un milione di
robot prodotti nel mondo, e alle
soglie dell’era dei servizi (ci si
aspetta di vedere robot impiegati
nella vita domestica, nei servizi, nel
tempo libero), le esigenze del mercato sono in continuo aumento.
Le imprese del settore automazione, oggi, si trovano a dover affrontare un mercato ad alta competitività ed in rapida crescita, e, come
sistemi aperti in interazione con
l’ambiente esterno, diventa per loro fondamentale riuscire a rispondere in modo sistematico per
adattarsi ai cambiamenti provenienti dal mercato.
Il soddisfacimento di questa necessità richiede una forte integrazione
dei processi costitutivi del sistema,
sulla focalizzazione dei quali dipende la capacità dell’organizzazione di
soddisfare le esigenze del cliente.
In particolare per le aziende ad A,
tipiche di questo settore, che si oc-
cupano di progettazione e assemblaggio di macchine i cui componenti sono fabbricati all’esterno, la
sincronizzazione delle attività è la
chiave per la gestione controllata
della crescita in ottica di miglioramento continuo delle prestazioni.
Ciò che rende difficile la gestione del
flusso produttivo, infatti, è il numero
elevato di componenti necessari per
la costruzione della macchina e di
fornitori degli stessi.Tali difficoltà implicano il ritardo sistematico sulle
date di consegna promesse al cliente, elemento che ogni giorno determina il comportamento di chi gestisce un’organizzazione e ne guida le
decisioni. Il risultato, diretta conseguenza di questo, è un tipo di gestione per emergenze, che genera una
serie infinita di effetti negativi sintetizzabili in una sola parola: CAOS.
Che cosa fare dunque per gestire
operazioni così complesse, per far
fronte a questo caos e non sprecare le occasioni di business che il
mercato sta offrendo?
E’ necessario che tutti gli attori del
mercato capiscano di essere parte
di un’unica catena il cui ultimo
anello, nonché il più importante, è
il cliente finale. Solo quando questo è soddisfatto e paga, tutti gli
anelli realizzano un guadagno vero.
L’obiettivo dell’intera catena è la
soddisfazione delle esigenze del
mercato, e questo richiede l’integrazione di tutti gli anelli.
Una gestione integrata per processi parte da una visione dell’azienda
come sistema, ovvero come un insieme di processi che lavorano in-
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sieme per il raggiungimento di un
obiettivo comune e condiviso. Uno
schema a tutti noto che traduce
questa visione è quello che Deming mostrò per la prima volta in
Giappone nel 1950 e a seguire a
centinaia di migliaia di manager in
tutto il mondo (Fig. 1).
Lo sviluppo di una soluzione ad un
problema di integrazione sistemica
prevede la comprensione dei legami causa effetto che legano le attività di un’organizzazione ai risultati
che produce.
Gli strumenti logici della TOC,
Theory of Constraints di Eliyahu
Goldratt, forniscono il supporto
per l’implementazione di un modello di gestione sistemica d’impresa,
guidando il percorso di miglioramento con un metodo rigoroso.
Ma entriamo più in dettaglio: quali
sono le principali cause del CAOS
nel settore dei sistemi automatizzati?
Trattandosi di prodotti tecnologici
ad elevato contenuto di innovazione, la fase di progettazione è il cuore dell’intero processo. E se su questo punto tutti gli imprenditori del
settore si trovano d’accordo, è altrettanto attuale e condiviso il problema del reclutamento di risorse
da dedicare alla progettazione. Questo ha portato negli anni a spostare
completamente o parzialmente all’esterno la fase di progettazione.
Sono ormai moltissimi gli studi
tecnici che alimentano le imprese
bresciane, e hanno raggiunto dimensioni e volumi di lavoro tali da
diventare anch’essi piccole organizzazioni con grandi problemi di
gestione. Nella maggior parte dei
Fig. 1
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casi questi studi sono nati come
società di due o tre progettisti che
hanno deciso di mettere la propria
esperienza a disposizione di tutto
il settore. Molti di questi studi si
sono ingranditi assumendo progettisti al ritmo di acquisizione di
nuovi clienti. In anni recenti il ritmo di crescita del mercato è stato
così sostenuto, da risultare oggi in
un numero elevato di studi tecnici
che contano 20 o più progettisti.
Uno di questi è ALPHA PROGETTI, che opera nel campo della progettazione e l’engineering degli impianti industriali. Il punto di partenza delle riflessioni di Mauro Verzeletti, il fondatore, a seguito della
crescita esponenziale per numero
di progettisti e competenze tecniche, è stato il valore non elevato
con cui il mercato percepiva il suo
servizio. Il passo seguente è stato
intraprendere un percorso di miglioramento dell’organizzazione che
passa attraverso una conoscenza
più approfondita da parte di tutti i
suoi ingegneri dei legami causa effetto a governo delle loro attività.
Che cosa significa progettare?
Con progettazione si intende l’insieme delle attività atte a fornire
tutti gli elaborati necessari a definire in termini oggettivi ciò che si intende realizzare. In una realtà di
produzione a commessa, come
quella del settore automazione, è il
cliente a fornire le specifiche della
macchina/linea che si deve realizzare e il ruolo del progettista è di
sviluppare un’idea e fornire alla
produzione tutti gli elementi necessari alla sua realizzazione. Senza
dubbio la componente artistica in
fase di sviluppo dell’idea è molto
forte, ma è possibile parlare di arte
nella progettazione meccanica?
La creatività di Leonardo da Vinci, l’acutezza del suo intelletto e lo splendore dei suoi disegni sono di un’evidenza immediata. Nel settore dell’ingegneria gli si può dar credito di
quelle idee, invenzioni, e osservazioni, che hanno fissato i criteri di eccellenza della scienza tradizionale.Tuttavia, tutti gli storici sono concordi nel
rilevare che la ricerca di Leonardo,
sebbene piena di intuizioni e di geniali vedute, non oltrepassò mai il
piano degli esperimenti, per arrivare
a quella sistematicità che caratterizza
la scienza e la tecnica moderne.
Non si dimentichi che la progettazione è uno dei processi che costituiscono l’organizzazione, il cui successo si misura sulla capacità di generare risultati in modo sistematico.
Solo quando la macchina è stata installata presso il cliente e quest’ultimo l’ha pagata, infatti, il flusso di lavoro è concluso e l’intera catena guadagna. L’attenzione quindi va focalizzata sulla sincronizzazione tra i diversi anelli della catena al fine di minimizzare il tempo di raggiungimento
del mercato. In altre parole, soltanto
attraverso una più stretta interconnessione dei diversi processi, è
possibile gestire la crescita in modo
controllato e sistematico, indipendentemente dal fatto che tali processi siano interni o esterni all’azienda.
In tale contesto il contributo della
fase di progettazione al risultato
globale dell’organizzazione sta nell’ottimizzazione della produzione.
Nella catena dei sistemi automatizzati l’obiettivo della progettazione
dev’essere di fornire soluzioni di ingegneria in grado di ottimizzare la
fase di assemblaggio. Questo concetto si traduce nella realtà degli uffici tecnici esterni in un approccio
al lavoro diverso, con l’obiettivo di
massimizzare le prestazioni della
produzione a valle, in assoluto spirito di partnership col suo cliente.
Questo è il salto culturale che ha
permesso ad Alpha Progetti di intraprendere un percorso di cambiamento destinato a garantire alla
struttura un miglioramento drastico delle prestazioni e della qualità
del lavoro all’interno.
A supporto dell’intero percorso sono venuti gli strumenti di pensiero
della Theory of Constraints (TOC),
sviluppati da Eli Goldratt con l’obiettivo di consentire alle persone
di apprendere in modo più facile e
più rapido. Essi trasformano l’intuizione delle persone in una metodologia di lavoro. Inoltre, sono di notevole aiuto per il miglioramento della
comprensione del sistema in cui le
persone agiscono, poiché evidenziano tutte le connessioni causa – effetto presenti nella realtà in analisi
che spesso vengono trascurate.
Il primo passo nella direzione dell’obiettivo definito è consistito nel-
l’analisi della realtà corrente e nell’identificazione del problema di
fondo dello studio. Con un processo logico di analisi causa –effetto
della realtà si è messa a fuoco l’origine di tutti gli effetti indesiderati
presenti, che, sintomi di un male
sconosciuto, rendevano il lavoro di
ogni giorno più difficile di quanto
avrebbe potuto essere, minacciando sistematicamente i risultati.
Alcuni di questi erano:
1. Spesso si lavora con scarse
informazioni scoprendo le cose
in corso d’opera o peggio alla fine del lavoro;
2. Si lavora in fretta;
3. Spesso non si sa dove cercare le
informazioni;
4. Il cliente non ci comunica le
modifiche fatte;
5. Non riusciamo a rispettare la
pianificazione delle ore;
6. Il trasferimento di istruzioni è
problematico;
7. Speso arriviamo in ritardo sulle
consegne;
8. Accettiamo anche preventivi
non realistici.
L’elemento comune a questo e agli
altri effetti indesiderati elencati dai
progettisti era: non abbiamo un
metodo di lavoro chiaro, comune e
condiviso. La necessità che spingeva Alpha a sopportare questa situa-
zione era di riuscire sempre a soddisfare tutte le richieste provenienti dal mercato. Come detto la crescita è stata tanto repentina da imporre la rincorsa al mercato senza
lasciare tempo a qualsiasi forma di
organizzazione. D’altra parte, però,
esisteva un’altra necessità da soddisfare: massimizzare la percezione di
valore da parte del mercato, che
portava direttamente a desiderare
di avere un metodo di lavoro chiaro, comune e strutturato.
Possiamo rappresentare il problema in cui si trovava immersa Alpha
Progetti all’inizio del percorso utilizzando la “nuvola di conflitto”,
uno degli strumenti logici sviluppati da Eli Goldratt.
Tale diagramma cattura l’essenza
della situazione di partenza (Fig. 2).
Proviamo a leggerla: per migliorare
la nostra posizione di mercato (A),
poiché solo se soddisfiamo tutte le
richieste restiamo nel nostro mercato, dobbiamo soddisfare tutte le richieste che ci arrivano (B). Se dobbiamo soddisfare tutte le richieste,
allora sopportiamo di lavorare senza
un metodo chiaro, comune e strutturato (D), perché siamo cresciuti in
fretta, il tempo è limitato, e dobbiamo comunque generare dei risultati.
Dall’altra parte, però, per raggiungere il nostro obiettivo (A), dob-
Fig. 2
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biamo anche massimizzare la percezione di valore del nostro lavoro
(C), poiché operiamo in un mercato competitivo, e quindi vorremmo
avere un metodo di lavoro chiaro,
comune e strutturato (D’), perché
solo così possiamo migliorare la
qualità di quello che facciamo.
Che cosa spingeva Alpha a rimanere in tale conflitto?
L’insieme degli assunti che reggono
il conflitto rappresenta il vincolo
alla crescita dell’organizzazione, nel
caso di Alpha erano:
• Pensiamo che un metodo strutturato ci ingessi;
• Non abbiamo un metodo di riferimento;
• Non sappiamo come fare;
• Non sappiamo quali implicazioni
avrà su di noi e sul nostro modo
di lavorare;
• Non abbiamo tempo;
• Non tutti sono coinvolti nello
stesso modo;
• Non siamo sicuri dei risultati.
La direzione della soluzione al problema passava attraverso l’invalidazione di questi assunti e la comprensione profonda dei criteri di
progettazione. Doveva prevedere
la creazione di uno schema di progettazione standard di riferimento
per tutti, su cui costruire le interdipendenze tra le persone, ovvero
il sistema Alpha Progetti, e definire
in modo chiaro i ruoli.
Lo strumento a supporto di questa
fase di creazione dello “schema di
progettazione Alpha Progetti” è stato l’albero della transizione, che ha
consentito di definire la sequenza di
attività per lo sviluppo del progetto
secondo una logica di sufficienza.
Il processo logico seguito, scientifico e rigoroso, di sequenziazione
delle fasi di progettazione, ha richiesto l’esplicitazione per ognuna
di esse dei seguenti elementi:
• La necessità che l’azione deve
soddisfare;
• L’azione intrapresa;
• Il motivo per cui l’azione soddisfa
la necessità;
• Il risultato dell’azione;
• Il motivo per cui si rende necessario un passo successivo.
La scelta di adottare un approccio
rigoroso alla progettazione meccanica, porta il vantaggio della condivisione di esperienza e know how,
presupposto per la creazione delle
interdipendenze tra i progettisti,
l’intercambiabilità, e la crescita
professionale dell’intero sistema.
Il risultato ottenuto ha un fortissimo impatto anche sul meccanismo
di schedulazione delle attività di
produzione. La standardizzazione
delle attività gioca infatti un ruolo
essenziale nel processo di pianificazione: innanzitutto la riduzione
della variabilità con cui i compiti
vengono svolti, facilita la stima di
durata delle singole attività, ed in
secondo luogo il fatto che lo svolgimento del lavoro non dipenda direttamente dalla singola persona,
riduce drasticamente il problema
della contesa di risorse tanto sentito nella produzione a commessa.
La vera sfida che Alpha ha accettato
è stata di cambiare il paradigma corrente della progettazione e provare
a guardare la realtà in modo diverso.
Con l’identificazione di un metodo
di progettazione scientifico, rigoroso,
e per nulla ingessante (grande timore dei progettisti all’inizio del percorso) Alpha Progetti ha dato una
svolta decisiva all’idea diffusa di progettazione meccanica, dimostrando
che nella realtà di oggi l’enfasi dev’essere posta sul processo di concretizzazione dell’intuizione, e che, data la
complessità delle interazioni nella
realtà industriale di oggi, soltanto un
approccio scientifico consente di gestire il caos che la contraddistingue.
REFERENZE
Domenico Lepore, Oded Cohen,
Deming and Goldratt, North River Press, Great Barrington, Mass.
(1999) (disponibile anche in italiano).
Eliyahu M. Goldratt, Necessary but
not sufficient, North River Press,
Great Barrington, Mass. (2000).
http://www.mst-toc.it
INN.TEC. informa che è in programma un corso di formazione relativo a :
“L’IMPRESA COME SISTEMA”
Una impresa può essere pensata come un sistema, un insieme di processi interdipendenti che lavorano
insieme per il raggiungimento di un obiettivo comune. Se l’obiettivo è chiaro e condiviso, e se i processi
esibiscono un buon grado di predicibilità il sistema avrà un numero di fattori molto ridotto che ne limitano le prestazioni. Tali fattori sono detti constraints - vincoli. Il miglioramento continuo delle performances aziendali può essere grandemente facilitato da una attenta gestione di questi vincoli.
La Teoria dei Constraints- TOC- sviluppata dallo scienziato israeliano Eli Goldratt, fornisce principi,
metodi e tecniche per la gestione del sistema attraverso i suoi constraints.
OBIETTIVI:
• Presentare metodi e tecniche di gestione sistemica d’impresa
• Sviluppare un progetto di implementazione personalizzato
MODALITÀ DI ISCRIZIONE: Gli interessati potranno richiedere alla Segreteria del Consorzio la
scheda di iscrizione nella quale sono indicate tutte le informazioni necessarie:
INN.TEC. Srl Via Branze n. 38 25123 BRESCIA
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