Lo Zero-Defect Manufacturing (ZDM) nasce dall’ esigenza dell’industria contemporanea di fornire prodotti di alta qualità, richiedendo controlli accurati e azioni tempestive lungo tutte le fasi del ciclo produttivo.

Di fronte a questa intensificazione dell’enfasi sulla qualità, le metodologie tradizionali di miglioramento spesso si rivelano insufficienti. Esse non riescono a far fronte alle attuali esigenze di mercato e non riescono a utilizzare in modo efficiente le tecnologie digitali imposte da Industria 4.0.

Per questo motivo, lo Zero-Defect Manufacturing (ZDM) è diventato cruciale. Infatti si sta imponendo come una metodologia onnicomprensiva per il controllo qualità che mira ad eliminare i difetti in ogni singola operazione. La sua strategia è focalizzata sulla supervisione continua di ogni fase del ciclo produttivo al fine di raggiungere produzioni di alta qualità e senza difetti.

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Lo ZDM implica che la qualità debba essere integrata in ogni fase del processo di produzione, partendo dalla progettazione e pianificazione, fino alla produzione e al collaudo. Questa strategia dipende da una combinazione di controllo del processo, analisi dei dati e miglioramento continuo per raggiungere il suo scopo.

All’interno della ZDM, l’unica azione percorribile, data l’elevata incertezza degli ambienti industriali, è ridurre al minimo i difetti senza compromettere le prestazioni del sistema. Il concetto di “zero difetti” si riferisce al numero di difetti alla fine del processo di fabbricazione di un prodotto, o della sua vita produttiva.

Una qualità scadente può portare a diverse perdite, che vanno dalle perdite finanziarie dirette a perdite indirette dovute allo spreco di risorse e all’aumento dell’impatto ambientale. La bassa qualità comporta anche gravi ripercussioni sociali, come il danno alla reputazione aziendale e la clientela insoddisfatta. Per questo motivo, la ZDM è stata sviluppata per combinare gli aspetti positivi dei metodi tradizionali di miglioramento della qualità e, al contempo, incorporare le tecnologie di Industria 4.0 nel suo nucleo.

Per un’implementazione efficace, è essenziale sfruttare sensori ad alta tecnologia per il monitoraggio e la valutazione di alta precisione.

Il framework ZDM è composto da quattro componenti:

• detect (rilevamento),
• predict (previsione),
• repair (riparazione)
• prevent (prevenzione).

Questi sono divisi in due categorie strategiche principali: le strategie di Innesco (Triggering) e le strategie di Azione (Action).

I. Strategie di Innesco (Triggering)

Le strategie di Triggering sono fondamentali perché sono responsabili dell’individuazione o della previsione di situazioni non ottimali nell’ambiente produttivo che potrebbero avere un impatto negativo sul prodotto. Questi inneschi permettono di avviare azioni correttive per prevenire o riparare il difetto.

1. Detection (Rilevamento)

• Funzione: Riconosce e classifica i difetti.

• Tipologie e Tempistica: Il rilevamento è suddiviso in fisico e virtuale. Riguarda l’identificazione di un problema che è già accaduto.

• Valore Strategico: La Detection è considerata la strategia più importante. Fornisce tutti i dati necessari e richiesti per lo sviluppo di qualsiasi sistema basato su Intelligenza Artificiale (AI), Machine Learning (ML) o i suoi modelli di Digital Twin.

2. Prediction (Previsione)

• Funzione: Prevedere un potenziale problema di qualità o un guasto.

• Meccanismo: L’obiettivo principale della previsione è stimare uno stato futuro. Lo fa utilizzando dati storici o in tempo reale, basandosi su modelli statistici o di AI.

• Obiettivo: Riguarda l’anticipazione di un probabile problema di qualità o di un guasto che potrebbe sorgere nel prossimo futuro.

Affidarsi esclusivamente a questi due metodi di innesco non è sufficiente per aumentare l’efficienza e la qualità della produzione. Sono necessarie le strategie di Azione per la mitigazione.

II. Strategie di Azione (Action)

Le strategie di Action comprendono i passaggi eseguiti per riparare i prodotti difettosi o per impedire che si verifichino guasti in primo luogo. Queste azioni sono abilitate dalle informazioni ricevute dalle strategie di Triggering, che modificano la configurazione della produzione.

3. Repair (Riparazione)

• Funzione: Si riferisce alle tecnologie e metodologie progettate per riparare i difetti dei prodotti non conformi.

• Reattività: Nel caso di azioni di guasto, riconosce immediatamente l’errore con l’obiettivo di fornire l’innesco di modifica per avviare la strategia di riparazione.

• Esempi Industriali: Nel settore automobilistico, sono state proposte nuove modalità per implementare la riparazione in linea nella produzione di azionamenti elettrici.

4. Prevention (Prevenzione)

• Funzione: Identificazione ed eliminazione di problemi potenziali nel processo produttivo prima della loro insorgenza.

• Impatto: Questa strategia riduce la probabilità di difetti o imperfezioni nel prodotto finale.

• Esempi Industriali: Nel settore automobilistico, è stato proposto un framework per uno strumento di tracciamento dei difetti che collega il difetto rilevato a un processo precedente che lo ha generato, come parte della strategia di prevenzione.

Il Risultato: Prodotti Zero Difetti

L’ultima fase del framework ZDM è la fase di Risultato, che beneficia direttamente delle strategie di Triggering e Action.

• Necessità di Combinazione: Per l’efficace applicazione delle tecniche ZDM, deve essere sempre impiegato un framework che accoppi una strategia di triggering e una di azione. Questo porta a combinazioni come predict-prevent, detect-prevent e detect-repair.

• Obiettivo Finale: Lo scopo è quello di migliorare e ottimizzare i processi produttivi a ogni livello.

• Benefici Chiave: Questo approccio porta alla fabbricazione di prodotti a zero difetti, migliorandone la qualità e, contestualmente, riducendo i costi di produzione e operativi.

In sintesi, la ZDM è il metodo principale per conseguire produzioni di alta qualità. L’integrazione di sistemi di monitoraggio ad alta precisione e l’applicazione coerente di queste quattro strategie sono essenziali per trasformare la promessa dello Zero Defect in realtà operativa e in un vantaggio competitivo duraturo.

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