Come valutare il costo di fabbricazione di un modello CAD

Poter avere una valutazione del costo del prodotto prima ancora che venga fabbricato costituisce un’informazione particolarmente interessante per un’azienda. Una tendenza recente è quella di permettere tale valutazione nel momento stesso in cui si sta disegnando il componente, dando maggiore responsabilità al progettista, che avrà il compito di valutare il progetto sotto un’altra ottica, quella appunto del costo

redazione

24/02/2014

Fig1 — Il calcolo del costo viene effettuato sull’assieme di un’attrezzatura per lavorare un tirante a crociera (di colore viola in figura). L’utente ha creato alcune proprietà con il solo scopo di visualizzarle nella distinta materiali (la descrizione, il materiale, la lavorazione, la massa del componente), mentre ne ha create delle altre per poter calcolare i costi (la massa del grezzo, il costo del materiale, ed il costo delle lavorazioni meccaniche.

Uno dei vantaggi più evidenti derivanti dall’utilizzo di un sistema CAD tridimensionale è la possibilità di ricavare dalla distinta base, in maniera precisa e automatizzata, informazioni riguardanti le quantità dei componenti, la loro descrizione, il loro peso, la superficie verniciabile. Tutte queste informazioni sono molto preziose non solo per l’ufficio tecnico, ma anche per gli altri reparti dell’azienda che sono coinvolti nel processo come ad esempio l’ufficio acquisti per poter procedere con gli ordini del materiale grezzo, oppure degli articoli commerciali come la bulloneria o i componenti pneumatici.

Una informazione che può rivestire particolare interesse è sicuramente poter avere una valutazione del costo del prodotto prima ancora che venga fabbricato. Tale valutazione è sicuramente molto più agevole quando il CAD viene affiancato da un sistema PDM (Product Data Management), interfacciato con il sistema gestionale, ma questa informazione risulta disponibile solo al termine della fase di progettazione.

In realtà, una tendenza recente, è quella di rendere il processo interattivo, ovvero poter valutare il costo nel momento stesso in cui si sta disegnando il componente, dando maggiore responsabilità al progettista, che avrà il compito di valutare il progetto sotto un’altra ottica, quella del costo, ovvero andando a considerare tutti quei parametri che possono direttamente influenzare il costo di fabbricazione di un componente (scelta del materiale, processo di fabbricazione, tipo di lavorazione meccanica, numero di lavorazioni meccaniche e costo di attrezzaggio delle macchine utensili).

Fig. 2. Per poter effettuare il calcolo del costo di approvvigionamento del materiale è necessario conoscere la massa del materiale grezzo di partenza (blocco, piastra, tondo, ecc..). Nel caso del componente in figura (un appoggio a V), le quote di 36 mm x 38 mm x 210 mm corrispondono alle dimensioni del grezzo di partenza corrispondenti a una barra trafilata da 40 x 40 mm, che poi viene tagliata alla lunghezza desiderata (in questo caso 210 mm). In molti sistemi vengono calcolate le dimensioni di massimo ingombro del componente, con l’indicazione delle quote del grezzo di partenza. La tabella riporta il calcolo delle 2 variabili “Volume Grezzo” e “Massa Grezzo” (pari al “Volume Grezzo” moltiplicato per la densità del materiale, fornita dal CAD).

L’obiettivo è quello di fare in modo che il progettista non solo si assicuri che il componente rispetti i criteri fissati per la sua funzionalità e resistenza strutturale, ma anche che il materiale e il processo di lavorazione scelti tra varie alternative siano quelli che portino ad avere il costo più basso possibile.

Si supponga di calcolare il costo di fabbricazione dell’assieme dell’attrezzatura di figura 1. La procedura prevede di attribuire a ciascun componente delle proprietà direttamente correlate al calcolo dei costi (es. la massa del componente grezzo, o il costo della materia prima, L’attrezzatura monta alcuni componenti commerciali, per i quali si è considerata una sola voce di costo (il costo di acquisto), e poi comprende dei componenti meccanici che verranno fabbricati: per questi ultimi si è immaginato di suddividere il costo in due voci: il costo di approvvigionamento del materiale grezzo ed il costo delle lavorazioni meccaniche . Una fase molto importante della procedura è il calcolo del costo di approvvigionamento del materiale grezzo, descritta in figura 2. Per completare la procedura, all’utente basterà creare una distinta base che richiami le proprietà personalizzate e mostri il costo di fabbricazione dell’assieme (fig. 3).

Nel caso in esame:

Costo Acquisto Materiale = Massa Grezzo * Costo Materiale

Costo totale Materiale = Costo Acquisto Materiale * quantità

Costo totale lavorazioni = Costo Lavorazioni meccaniche * quantità

Costo totale componente = Costo totale materiale + costo totale lavorazioni

Fig. 3. Creazione della distinta base dell’assieme che mostra nelle colonne le proprietà dei componenti (descrizione, materiale, massa, ecc.), e viene utilizzata per visualizzare il calcolo dei costi. E’ possibile aggiungere una riga in fondo alla distinta base, in cui viene effettuata una operazione di somma totale delle celle sovrastanti per ottenere il costo complessivo per l’acquisto del materiale di tutti i componenti, il costo complessivo delle lavorazioni di tutti i componenti, ed infine il costo totale di fabbricazione dell’assieme. Nel caso in esame è evidente come la voce di costo preponderante sia il processo di fabbricazione del basamento in ghisa (costo dello stampo).

Alcuni sistemi offrono delle alternative all’utilizzo della distinta base per poter calcolare e visualizzare i costi, attraverso ad esempio tecniche che permettono di effettuare una classificazione dei componenti in base al costo e di rappresentarla graficamente (fig. 4).

La valutazione del costo all’interno del CAD consente di ottenere informazioni preziose già nelle primissime fasi di sviluppo del progetto (di contro, se si effettua l’operazione appoggiandosi al PDM o al sistema gestionale, si possono ottenere i costi solo a valle del processo, quando è stata generata la distinta base completa dell’assieme).