Indice dei contenuti
1. Quando si progetta e produce in casa
3.1 I documenti e le attività preliminari
4.1 La progettazione meccanica
4.2 La progettazione elettronica
5.1 Prototipazione ed integrazione
5.2 Qualificazioni e test funzionali
5.3 Approvvigionamento e pre-serie
5.4 Omologazioni e certificazioni
6. Lancio del prodotto sul mercato e chiusura commessa
7. Revisione del progetto, modifica del prodotto, manutenzione progetto
1. Quando si progetta e produce in casa
“Ma quindi i prodotti sono realizzati tutti da voi…sul serio!”
Questa frase risuona nei corridoi della LINCE ITALIA alla fine del giro aziendale che offriamo ai nostri visitatori.
Senza trascurare il moto d’orgoglio a cui non vogliamo mai abituarci, questa affermazione riassume e racchiude anche l’argomento che andremo ad affrontare in questo articolo del nostro blog: la progettazione.
Si perché ogni prodotto del catalogo di LINCE è progettato internamente.
2. Perché si progetta
Un nuovo progetto inizia dall’idea.
L’idea può arrivare dalla Direzione Generale, ma anche dal “campo”. Per campo si intende il mondo esterno: chi installa i nostri prodotti, chi li acquista, chi li vende.
Un nuovo prodotto può essere pertanto una risposta ad una richiesta o ad una esigenza.
Le richieste o i feedback che arrivano in azienda dai vari canali vengono ascoltate e prese in considerazione per lo sviluppo di nuovi progetti o per la modifica dei prodotti già presenti a catalogo.
L’obbiettivo della progettazione deve essere quello di mettere a catalogo un prodotto. Ma non solo, questo deve essere reso producibile, economicamente sostenibile e vendibile.
3. Come si progetta
Spesso l’idea porta con se l’entusiasmo e si potrebbe cadere nell’errore di iniziare l’attività di progettazione senza la giusta organizzazione.
LINCE ITALIA è un’azienda certificata ISO 9001:2015 (tutte le nostre certificazioni sono riportate sul nostro sito www.lince.net).
Perciò il processo di progettazione deve seguire delle rigide e specifiche procedure. La progettazione deve essere organizzata nelle varie fasi perché solo con l’organizzazione si riescono a tenere sotto controllo le varie attività e si riesce a raggiungere l’obbiettivo.
Lo scopo delle procedure è stabilire e descrivere le modalità operative aziendali utilizzate nel processo di progettazione e sviluppo dei nuovi prodotti.
Nello specifico esistono dei moduli e dei documenti che aiutano il Team di progetto nello svolgimento del lavoro.
3.1 I documenti e le attività preliminari
L’idea viene “messa nero su bianco” con la Richiesta di Fattibilità. Si tratta di un documento che riporta le esigenze del mercato in termini di bisogni aziendali. Questa richiesta può venire dalla Direzione Generale e/o dal Marketing.
Il Capitolato Marketing è un altro documento in cui sono presenti informazioni di costo obiettivo del prodotto da sviluppare, scaturiti dalle analisi di mercato condotte dal Marketing.
Questi documenti rappresentano lo start-up delle azioni preliminari di fattibilità che condurranno all’apertura di una commessa.
Successivamente avviene la Valutazione di Fattibilità del Progetto da parte della Direzione Tecnica. La Direzione Tecnica è il dipartimento aziendale che si occupa di progettare ed ha il compito, in questa fase preliminare, di valutare tecnicamente come “l’idea” si possa realizzare.
Se la valutazione di fattibilità viene approvata dalla Direzione Generale, il progetto ha inizio.
Viene aperta la Commessa di Progetto. Per Commessa di Progetto si intende un documento interno che, approvato dalla Direzione Generale, autorizza, alle condizioni economiche, le attività e gli impegni necessari per realizzare il progetto.
La Commessa di Progetto costituisce, insieme ai documenti Richiesta di Fattibilità Progetto e Valutazione Fattibilità Progetto, il riferimento interno per la corretta realizzazione del progetto sia per gli aspetti economici che prestazionali. Identifica, inoltre, tutte le voci di costo che intervengono nel corso dell’esecuzione di un progetto; è quindi essenziale per l’individuazione e l’attribuzione dei costi di progettazione.
La Direzione Generale nomina il Team di Progetto ossia un gruppo di persone costituito da almeno un rappresentante qualificato fra i seguenti Servizi aziendali: Direzione Comm.le/Marketing, Direzione Tecnica, Direzione Operazioni (CAT, Acquisti, Produzione), Qualità. Si costituisce un Team Progetto per ogni progetto.
Il Team è guidato da un Project Manager che è la persona ufficialmente incaricata a condurre e coordinare le attività di progetto, in possesso di caratteristiche professionali e capacità organizzative adeguate per contribuire in modo preponderante alla realizzazione del progetto stesso.
4. Le fasi di progettazione
La Direzione Tecnica di LINCE ITALIA è composta da un team di Ingegneri e tecnici che si occupano del lavoro di progettazione, ricerca e sviluppo. Nello specifico sono presenti Ingegneri Meccanici, Elettronici, Informatici.
Ogni progetto riguarderà vari ambiti progettuali: meccanica, elettronica hardware, sviluppo firmware, sviluppo software, sviluppo app (per smartphone) e cloud.
Che si progetti una centrale di allarme, un rilevatore, una sirena o un dispositivo di domotica, la progettazione riguarderà diversi ambiti ingegneristici.
Un aspetto importante e necessario della progettazione è l‘integrazione interdisciplinare. Significa che il team di progetto dovrà lavorare fianco a fianco perchè la progettazione meccanica non può prescindere da quella elettronica, che a sua volta dovrà essere integrata nello sviluppo software, APP e Cloud. In gergo si dice che non si lavora mai a “compartimenti stagni”. Il progettista meccanico dovrà lavorare a stretto contatto con il progettista elettronico che a sua volta dovrà lavorare con lo sviluppatore software.
La progettazione dovrà rispettare le direttive e le normative di settore. I progettisti e gli sviluppatori devono conoscere le Normative di Settore, perchè i prodotti siano progettati nel loro rispetto. Per approfondire l’argomento vi invito a leggere gli articoli sulle norme di settori dei sistemi di allarme redatti da Alessio Mercuri, Responsabile Operazioni e Ricerca e Sviluppo (www.lince.net/sistemi-di-allarme-e-le-norme-di-settore/ e www.lince.net/i-sistemi-di-allarme-e-le-norme-di-settore-parte-2/)
L’obbiettivo finale della progettazione deve essere la redazione di tutta la documentazione necessaria per la produzione del prodotto finito.
Questo è un aspetto molto importante che non deve essere perso di vista durante lo sviluppo.
Per semplicità proviamo ad esaminare le fasi della progettazione distinguendole in: progettazione meccanica, elettronica e software.
4.1 La progettazione meccanica
La progettazione meccanica si occuperà dello sviluppo delle componenti meccaniche del prodotto.
In sostanza è il processo che porta dall’idea di partenza alla stesura dei disegni esecutivi e della documentazione che renderanno possibile la sua produzione (stampi, attrezzature di produzione, etc…).
Solitamente il discorso estetico del prodotto è un vincolo di progetto che può essere dato dal Marketing. L’estetica potrà essere dettata da una ricerca di mercato che si traduce nel lavoro di uno studio di design oppure nel lavoro dei progettisti meccanici interni. I progettisti meccanici dovranno progettare rispettando l’estetica del prodotto, integrando l’aspetto estetico e funzionale.
Se si tratta, ad esempio, del progetto di un nuovo rivelatore, sarà importante, come dicevamo prima, la collaborazione con gli ingegneri elettronici perchè i sensori (infrarossi passivi, infrarossi attivi, microonde) rappresentano dei vincoli meccanici.
Il flusso delle attività di Progettazione Meccanica può essere assai diversificato in funzione del tipo di prodotto da realizzare; in ogni caso, fasi comuni che ne caratterizzano lo sviluppo sono:
-
confronto del nuovo progetto con eventuali altri simili già realizzati;
-
modellazione CAD 3D, esecuzione di calcoli e/o simulazioni di progetto, disegno dei particolari e degli assiemi meccanici;
-
verifiche, sul sistema CAD, degli accoppiamenti (per evitare le interferenze) e della compatibilità dimensionale tra i vari particolari;
-
esecuzione di test su modelli e prototipi (ad es. di stereolitografia);
-
disegnazione finale (messa in tavola) per la realizzazione delle attrezzature specifiche (stampi, etc…) e per l’utilizzazione al controllo accettazione dei particolari.
Grazie all’avanzamento delle tecnologie oggi è possibile realizzare dei prototipi rapidi di parti meccaniche plastiche in casa. LINCE ITALIA è dotata di stampanti 3D di ultima generazione.
4.2 La progettazione elettronica
La progettazione elettronica si occuperà dello sviluppo della scheda elettronica. Questo tipo di progettazione si può dividere in progettazione elettronica hardware e firmware.
Per hardware si intende lo sviluppo della scheda elettronica a partire dalla scelta dei componenti, passando per la realizzazione dello schema elettrico per finire alla generazione della documentazione per l’acquisto del circuito stampato.
I progettisti hardware, con la collaborazione della Progettazione Meccanica, definiscono le caratteristiche costruttive di dettaglio ed i vincoli dimensionali delle parti hardware, ovvero, in particolare:
-
forma ed ingombro dei circuiti stampati;
-
vincoli di interfacciamento con la struttura meccanica;
-
tecnologia prevista per il montaggio dei componenti elettronici (PTH, SMT, mista).
Il flusso attività di progettazione HW può essere assai diversificato in funzione del tipo di prodotto da realizzare; in ogni caso, fasi comuni che ne caratterizzano lo sviluppo sono:
-
l’esecuzione di calcoli e/o simulazioni di progetto, anche con l’ausilio di opportuni strumenti CAD;
-
i test di verifica effettuati su prototipi.
Per progettazione firmware si intende lo sviluppo del codice per microcontrollori/microprocessori o sistemi operativi da programmare nelle schede elettroniche.
Il fine della Progettazione firmware è quello di assicurare la funzionalità del prodotto secondo quanto riportato all’interno della Specifica Tecnica.
Dapprima si deve scegliere il microprocessore (questa attività deve essere effettuata in parallelo ai vincoli HW, poiché essenziale per tracciare anche il primo schema elettrico).
Viene quindi effettuata una macro-analisi del FW allo scopo di valutarne la compatibilità con l’HW previsto. Si analizzano in modo approfondito le caratteristiche e potenzialità dell’HW e dell’ambiente di sviluppo disponibile.
Gli sviluppatori firmware selezionano anche l’ambiente e la piattaforma su cui sviluppare.
Viene effettuata, quindi, la scrittura delle varie parti del FW/SW nel linguaggio di programmazione prescelto. Tale programmazione dovrà essere documentata in modo dettagliato e, ove possibile, strutturata in moduli, al fine di facilitare il successivo debug e rendere agevole ogni eventuale modifica successiva.
Il vantaggio principale di un’azienda come LINCE ITALIA rispetto alla concorrenza è dovuto al fatto che progettiamo e produciamo la nostra intera gamma di prodotti all’interno: è presente una proficua collaborazione tra i vari enti aziendali. Il team di sviluppatori hardware/firmware lavora a stretto contatto con produzione e l’assistenza tecnica. Tutto il know-how sarà riversato nello sviluppo della scheda elettronica.
Per fare un esempio, una scheda “production oriented” avrà dei tempi di montaggio nelle linee automatiche migliori di una generica scheda. Questo si traduce nell’abbattimento dei costi di produzione e in un’ottimizzazione dei tempi di processo. Un firmware scritto tenendo conto di questi aspetti renderà il collaudo più veloce e più performante.
4.3 La progettazione software
Il team di progettisti software di LINCE ITALIA si occupa dello sviluppo di applicativi, di APP per smatphone e dello sviluppo e manutenzione della piattaforma Cloud.
In questi ultimi anni si è investito particolarmente in questo tipo di progettazione poiché vi è stato forte impulso nello sviluppo del mondo IoT (Internet of Things). C’è una sempre maggiore richiesta dal mercato di un sistema di allarme connesso e gestibile da smartphone.
5. Le fasi di test
Viste le fasi di progettazione passiamo a quelle di test.
5.1 Prototipazione e integrazione
Le varie fasi dello sviluppo del progetto porteranno a vari step prototipali. Prima abbiamo accennato alla prototipazione meccanica utilizzando stampanti 3D.
Per quanto riguarda la parte elettronica vengono realizzati dei prototipi di scheda elettronica. Per la realizzazione del circuito stampato vengono utilizzati del fornitori esterni che si occupano prototipazione veloce. Poi la scheda elettronica viene montata dal nostro reparto di produzione. In questo modo già in fase di progetto vengono analizzati gli aspetti produttivi e di collaudo e si ottimizza la scheda per renderla sempre più “production oriented”.
Gli sviluppatori firmware / software utilizzeranno la scheda elettronica prototipo per fare dei test.
A questo punto avviene integrazione meccanica/elettronica. La scheda elettronica programmata verrà alloggiata all’interno delle parti plastiche e verranno fatti dei test preliminari della funzionalità del prodotto.
Ora, in base ai risultati, potrà avvenire la validazione del prototipo o un riesame della progettazione. Solitamente è possibile che avvengano delle piccole modifiche e/o migliorie per le parti elettroniche e meccaniche.
Prototipazione e integrazione
5.2 Qualificazioni e test funzionali
Già a livello prototipale avvengono i testi di qualificazione.
I test vengono eseguiti da un Team di ingegneri che si occupano di effettuare delle prove sul prototipo del prodotto. L’elenco e le modalità della prove sono indicate nelle norme di settore, in particolare la norma di prodotto EN-50131:2012-07 (e varianti A2:2017-11/A3:2021-04). LINCE ITALIA è dotata di laboratori in cui possono essere fatte delle prove di pre-compliance per la compatibilità elettromagnetica, prove per la classificazione ambientale di un dispositivo (camere climatiche) e test funzionali.
Ulteriori test funzionali vengono effettuati con la collaborazione dell’Assistenza Tecnica e il Controllo Qualità.
I risultati delle qualificazioni e dei test vengono analizzati insieme agli sviluppatori e al Team di Progetto. A questo punto si può avere la validazione del prototipo oppure verrà fatto un riesame e vengono vengono apportate delle modifiche per cui sarà necessario progettare un nuovo prototipo.
Per un progetto potrebbero esservi più fasi prototipali (meccaniche, hardware o firmware). L’obbiettivo finale di questa fase è la validazione del prototipo e dare il via alla produzione della pre-serie.
Scheda Elettronica LINCE ITALIA
5.3 Approvvigionamento e pre-serie
Allo scopo di minimizzare il time-to-market del prodotto, alcune fasi del progetto e di industrializzazione sono effettuate il più possibile in parallelo (concurrent-engineering). Ad esempio la definizione del manuale di prodotto, la stesura della documentazione per il Fascicolo di Prodotto, l’approvvigionamento dei componenti critici. Questo ultimo aspetto, in questo periodo storico, è diventato molto critico a causa del “chip shortage” (aspetto analizzato nell’articolo www.lince.net/la-crisi-dei-componenti-e-le-strategie-per-affrontarla/).
Il fine principale della realizzazione della pre-serie è quello di verificare, su una quantità industrialmente significativa di prodotti, l’efficacia del processo di fabbricazione definito e di mettere a punto le attrezzature specifiche. Essa consente, cioè, di validare il progetto nel processo.
Al termine della pre-serie, il Project manager indice una apposita riunione con il Team Progetto, per raccogliere e analizzare tutte le risultanze emerse durante la costruzione, allo scopo di effettuare la Validazione del Progetto nel Processo.
5.4 Omologazioni e certificazioni
In questa fase vengono svolte, attraverso un laboratorio di certificazione esterno, le attività necessarie all’ottenimento delle omologazioni e delle certificazioni del prodotto. Il project manager oppure i progettisti elettronici preparano il fascicolo e inviano i campioni. Il Team di progetto si interfaccia con il laboratorio per i test.
Test di compatibilità elettromagnetica in camera anecoica sul BOBBY LINCE
6. Lancio del prodotto sul mercato e chiusura commessa
Per lancio del prodotto sul mercato si intende la commercializzazione dei prodotti di pre-serie. In questa fase devo essere pronta tutta la documentazione del progetto. Ricordiamoci che l’obbiettivo della progettazione è generare tutta la documentazione per produrre il prodotto.
7. Revisione del progetto, modifica del prodotto, manutenzione progetto
Un aspetto importante della progettazione è anche la modifica e il mantenimento in vita dei prodotti.
Nei primi mesi di vista di un prodotto e nel suo ciclo di vita potrebbero rendersi necessarie delle modifiche. Potrebbe arrivare una richiesta dal mercato di una miglioria tecnica o dell’aggiunta di una funzione. A causa del chip shortage (www.lince.net/la-crisi-dei-componenti-e-le-strategie-per-affrontarla) potrebbero esserci problemi a reperire un componente del prodotto, questo potrebbe rendere necessaria una revisione per ovviare alla mancanza di un componente.
Il Team di progettisti LINCE ITALIA si occupa anche di queste attività.
8. Per concludere
Abbiamo visto velocemente le varie fasi della progettazione. Naturalmente ogni fase può essere analizzata approfonditamente ed è composta da più sotto-attività più o meno complesse. Progettiamo tutto noi! Con orgoglio in Ialia, non senza fatica, ma con grande soddisfazione.
Vincenzo PACELLA
Head Engineer
Lavoro in Lince da 12 anni. In azienda ricopro il ruolo di Head Engineer. Sono laureato in Ingegneria Elettronica. Mi sono “sporcato le mani” con la progettazione elettronica…cosa che mi diverto ancora a fare. Collaboro con l’ambiente Universitario. Sono docente del corso di “Sistemi Elettronici per la Sicurezza Perimetrale” all’interno del Master di II livello “Sistemi e tecnologie elettroniche per la sicurezza, la difesa e l’intelligence”, dell’Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”.
Sono membro del “Comitato di Indirizzo” del Corso di Studi di Ingegneria Eletronica dell’Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”.
Penso che a fine giornata, per staccare la spina, niente sia meglio della campagna o del mare.
Data pubblicazione: 30 Giugno 2022
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