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Date post: 05-Feb-2016
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robust design
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1 Compl. Prob & Stat, a.a. 04/05 - Progettazione robusta 1 Progettazione Robusta Perdita Consumatore Costi di garanzia per il produttore Insoddisfazione del consumatore Perdite di reputazione e quote di mercato ) perdita ( 1 qualità f = La qualità di un prodotto è la (minima) perdita impartita alla società dal momento che il prodotto lascia la fabbrica” dr. Genichi Taguch (1990) Compl. Prob & Stat, a.a. 04/05 - Progettazione robusta 2 ZERO DIFETTI TAGUCHI Un prodotto è difettoso quando il valore di una sua caratte- ristica esce dalle tolleranze I fattori non controllabili nell’utilizzo di un prodotto sono maggiori di quelli controllabili Definizione di robustezza: un prodotto è tanto più robusto quanto più riesce a mantenere la prestazione nominale al variare di fattori non controllabili.
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Compl. Prob & Stat, a.a. 04/05 -Progettazione robusta

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Progettazione RobustaPerdita Consumatore

Costi di garanziaper il produttore

Insoddisfazionedel consumatore

Perdite di reputazionee quote di mercato

)perdita(1qualità

f=

“ La qualità di un prodotto è la(minima) perdita impartita allasocietà dal momento che ilprodotto lascia la fabbrica”

dr. Genichi Taguch (1990)

Compl. Prob & Stat, a.a. 04/05 -Progettazione robusta

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ZERO DIFETTI TAGUCHI

Un prodotto è difettoso quando il valore di una sua caratte-ristica esce dalle tolleranze

I fattori non controllabilinell’utilizzo di un prodotto

sono maggiori di quelli controllabili

Definizione di robustezza: un prodotto è tanto più robusto quanto più riesce a mantenere la prestazione nominale al variare di fattori non controllabili.

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Significato di Robust Design

Per progettazione robusta si intende una tecnica finalizzata all’individuazionedella combinazione dei parametri del progetto, fattori di controllo, che renda le prestazioni di un sistema (prodotto o processo) quanto più insensibili all’effetto dei fattori di disturbo (che tendono ad ampliare la variabilità delle pre-stazioni oltre a deviare la media dal valore obiettivo).

Progetto di sistema: Selezione materiali, Componenti, macchineattrezzatureProgettazione parametrica: Test per individuare la migliore com-binazione di parametri in modo da minimizzare i fattori di distur-boProgettazione delle tolleranze: Vengono ridotte le tolleranzedei parametri con maggiore impatto sulle variazioni delle pre-stazioni

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PRESTAZIONI DI PRODOTTO

FATTORI CONTROLLABILI FATTORI CASUALI

• temperatura• vibrazioni• umidità• usura• abilità dell’operatore• disallineamenti• difetti processo fabbricazione

Selezionare i fattori controllabili cherendono il prodotto/processo menosensibile ai cambiamenti dei fattoricasuali

PIANO DEGLI ESPERIMENTI

• EVITARE FATTORI DI DISTURBO• EVITARE DI PERDERE L’INDIPEN-DENZA DELLE PROVE A CAUSA DIEFFETTI DISTORSIVI• ISOLARE FATTORI INFLUENZANTI

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FUNZIONE DI PERDITA

x la prestazione effettiva del prodottola prestazione nominale del prodotto

L(x) funzione di perdita che dipende dallo scostamento

...)(!3

)(''')(

2)(''

))((')()( 30

020

0000 +−+−+−+= xx

xLxx

xLxxxLxLxL

0)(',0)( :Ipotesi 00 == xLxL

(parabola) )()(2

)('')( 2

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00 xxKxx

xLxL −=−≈

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superato è valore talequando sopportato costo

a rispetto per tolleratooscostament massimo

C/∆KCxx

=⇒

0x0xx −

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Azioni on-line (controllo statistico di qualità), off-line (progettazione)riduzione della variabilità

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),0( 2σµ NZZXx ≈+=→

[ ]( )[ ]( )

( )

+∞=

+=+−−≠

42

220

2220

220

200

0

3110

)(0)()(0

µσ

µ

σµσµ

KxKx

KKxxxKxxKx

xLExLx

Controllo statistico diqualità - in produzione

Progettazione robusta

impurezze

potenza

Negli ultimi due casi, lo studio delle interazioni tra fattori riveste una minoreimportanza perché il loro effetto è inferiore a quello semplice dei vari fattoriin esame.

Medie

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Per individuare la combinazione più robusta dei livelli di fattori di controllo,viene analizzata la funzione monotona rapporto segnale/rumore che evi-denzia gli effetti dei fattori sulla variabilità della prestazione x. Il rapportosegnale/rumore è inversamente proporzionale al costo valutato con lafunzione perdita.

( )

=

⇒∞=

=

⇒==

⇒≠

nx

x

nx

xSx

x

i i

ii

/1log01- SN di massimo

se

/log01- SN di massimo

0 se/log10S/N di massimo

0 se

210

0

210

0

10

0

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Gli scostamenti dal valore ideale della prestazione di un sistema infliggonosempre una perdita economica. Ne consegue che qualsiasi sforzo per ri-durre tale variabilità costituisce sempre un buon investimento.

Per ridurre gli effetti della variabilità dei fattori secondari, questi ultimi vengono inclusi nella lista dei fattori da esaminare con una progetta-zione fattoriale.

In laboratorio si tenta di riprodurre le cause di variabilità esterne in modo da rappresentare le effettive condizioni in cui evolve il sistema o si verifica il processo produttivo.

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Esempio: La prestazione principale di un utensile di lavoro è la sua vita utile x, alla cui lunghezza possono contribuire due fattori controllabili: il trattamento termico (A) e il tipo di metallo (B). I fattori ambientali che influenzano la vita di questo utensile sono la durezza del materiale da lavorare Ce la velocità da taglio (D).

C1 C2-1 -1 C

A B 1 -1 DT1 -1 -1 TC11 TC12T2 -1 1 TC21 TC22T3 1 -1 TC32 TC33T4 1 1 TC43 TC44

A B C DTC11 -1 -1 -1 1TC12 -1 -1 -1 -1TC21 -1 1 -1 1TC22 -1 1 -1 -1TC32 1 -1 -1 1TC33 1 -1 -1 -1TC43 1 1 -1 1TC44 1 1 -1 -1

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COSTRUZIONE AEREOPLANO DI CARTA

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IL PROGETTO

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TABELLA DEI FATTORI CONTROLLABILI

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TABELLA DEI FATTORI DISTURBO

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RISULTATI

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FATTORI DI CONTROLLO

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FATTORI DI DISTURBO

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FUNZIONE PERDITA