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1. La Progettazione
La progettazione è una delle più complesse forme di attività dell’uomo e rappresenta la
fase intermedia tra l’idea e la sua realizzazione:
IDEA PROGETTAZIONE REALIZZAZIONE
Il lavoro di progettazione si esplica in una serie di elaborati, che traducono e riassumono
in segni e simboli un risultato concettuale affinché esso, attraverso un idoneo procedimento
tecnologico possa divenire realtà fisica materializzante l’idea generale.
In questa accezione il progetto si può riferire ad un prodotto, cioè ad un bene o ad un
servizio, o a un processo produttivo, cioè ad un impianto industriale.
In questa trattazione si porrà l’attenzione sul progetto del prodotto e , in particolare, di un
bene.
Un altro modo di definire la progettazione è quello di vederla come un processo di
trasformazione di informazioni :
INFORMAZIONI
TRASFORMAZIONE
DI
INFORMAZIONI
NUOVE
INFORMAZIONI
Infine la progettazione in una visione più ampia si inserisce nel ciclo di vita di un sistema,
secondo quanto rappresentato in figura 1.1.
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Figura 1.1 - Ciclo di vita di un prodotto/sistema
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1.1 Principi di progettazione
Data la complessità dell’attività progettuale, è opportuno tenere in conto alcuni principi
che si ritengono fondamentali in quanto sono criteri di validità generale e permettono una
impostazione scientifica e metodica della progettazione. L’assunzione di tali principi
comporta infatti la capacità di affrontare i numerosi e diversi problemi pratici con tecniche e
procedimenti di tipo scientifico e di porsi in posizione sistematicamente critica e motivata
rispetto ad essi e rispetto alle soluzioni.
Tali principi sono il risultato di numerose esperienze e di meditate analisi del pensiero di
numerosi Autori.
1.1.1 Principio del “pensare in sistema”
Pensare in termini di sistema significa ricondurre l’ampissima varietà dei casi particolari,
che possono presentarsi, ad alcuni modelli fondamentali che li comprendono e li
rappresentano; significa pensare alle funzioni da compiere o da predisporre,
indipendentemente da come esse saranno realizzate; significa pensare allo stesso modo
qualunque sia l’entità del complesso da studiare; significa riconoscere la struttura principale
del complesso da progettare ed individuare le sue relazioni con quelle secondarie per
pervenire all’approfondimento logico delle funzioni.
Siffatto atteggiamento permette di ricondurre - in tutto od in parte - i più svariati casi che
si presentano nella pratica a modelli dei quali siano noti i comportamenti, in modo da
utilizzare a pieno, per la redazione del progetto:
ξ l’analogismo, cioè l’uso di modelli esistenti e, quindi, impiego di soluzioni già
sperimentate in casi simili a quello che si esamina;
ξ l’attività creativa, cioè concezione di modelli nuovi;
ξ l’attività intellettiva, cioè adattamento di modelli preesistenti e combinazione degli
stessi con modelli nuovi.
1.1.2 Principio della prognosi
Consiste nel prevedere il comportamento ed i mutamenti - che potranno verificarsi a
breve e a medio termine - del sistema e dei singoli sub-sistemi che lo costituiscono, nonché
quello dell’ambiente esterno.
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1.1.3 Principio delle varianti
Consta nell’esaminare almeno le principali alternative possibili, parziali o totali, per
individuare la soluzione più idonea, ricordando che l’optimum della soluzione globale è un
compromesso ottimale nei confronti dei diversi, e spesso contrastanti, obiettivi.
1.1.4 Principio della gradualità
Esprime l’opportunità, e spesso la necessità, di procedere per fasi alla definizione della
soluzione progettuale. Queste fasi esprimono parti finite del lavoro di progetto. Il
diagramma di flusso della loro successione non ha tassativo valore cronologico, ma
rappresenta solo una sequenza di momenti logici della progettazione.
1.1.5 Principio della collaborazione
L’attività di progettazione, spesso, coinvolge i più diversi campi di conoscenza e di
esperienza; pertanto richiede l’apporto di contributi specialistici sia nella fase di
impostazione che in quella di sviluppo. Ovviamente tale principio trova migliore
applicazione nella concentrazione dei vari specialisti in un organismo unico che permette
più agevole coordinamento ed integrazione e facilita controlli e scambi di opinioni.
1.1.6 Principio dell’ unificazione
Sono ben noti i vantaggi che possono trarsi dalla normazione, quale che sia il livello. Tale
esigenza si ritrova nella necessità di una terminologia corretta ed univoca,
indispensabile
per il lavoro di gruppo, ma anche per l’aggiornamento e la consultazione degli archivi
documentari.
Converrà, poi, standardizzare il più possibile nel campo della rappresentazione e quindi
dei segni e simboli utilizzati o utilizzabili nei grafici e nella stesura del progetto in genere.
Inoltre esperimenti, calcoli e simili devono essere condotti secondo uguali modalità e
devono fornire risultati espressi in uguale maniera per poter essere comparati e perché ad
essi si possa dare lo stesso grado di affidabilità.
Un aspetto importante nell’adozione di tale principio è la riduzione del costo di
produzione.
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1.1.7 Principio di fedeltà al progetto
Una volta che il progetto sia stato definito e portato a livello esecutivo, è necessario che
esso resti immutato in attesa dell’attuazione e durante la stessa, a meno che non si
identifichino sbagli di impostazione o di sviluppo sul piano tecnico e/o economico.
E’ evidente che qualunque modifica, non espressamente prevista, potrebbe turbare
l’ottimalità della soluzione. Ogni modifica al progetto definito deve, quindi, comportare il
riesame accurato di tutto il progetto, con tutte le conseguenze del caso.
1.1.8 Principio della registrazione delle informazioni
Ordinare e fissare, in maniera economica, tutte le informazioni, quantomeno le più
importanti, non potendosi fidare della memoria.
1.1.9 Principio del controllo
Controllare tutti i risultati; applicare un’opportuna strategia di controllo e verificare le
esigenze importanti, ad esempio la realizzabilità e l’economicità.
1.1.10 Principio dell’economicità
L’economia è il primo requisito per la progettazione. La funzione del sistema deve essere
raggiunta nel modo più economico.
In relazione alla società e/o alla politica nazionale e a considerazioni etiche per il
progettista, il modo più economico può riguardare il costo iniziale, il costo di esercizio o il
costo del ciclo di vita, o, infine, il costo ambientale.
2. Obiettivi della progettazione
Gli obiettivi fondamentali della progettazione sono tre :
ξ massimizzazione della qualità;
ξ minimizzazione del tempo;
ξ minimizzazione del costo.
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Graficamente tale triade può essere rappresentata come segue :
QUALITA’
TEMPO COSTO
3. Prodotto
Nella comune accezione si intende il prodotto come un bene o servizio, che deve
soddisfare i bisogni e le esigenze dei clienti. Questi bisogni possono essere motivati da
processi logici e razionali, oppure, in molti casi, da impulsi e tensioni emotive. Il più delle
volte ci troviamo di fronte a motivazioni logiche quando i beni o i servizi sono di tipo
strumentale, e a motivazioni di tipo emotivo quando i beni o i servizi sono di consumo.
Una definizione molto importante da tenere in conto riguarda l’inserimento nel circuito
economico. Qualsiasi problema economico implica il riferimento ad un doppio sistema: un
sistema di “mezzi” economici ed un sistema di “valori”, cioè un sistema di beni materiali,
che fluiscono e si accumulano, e di servizi resi da tali beni, ed un sistema di valori attribuiti
a detti beni e servizi. Non tutti i prodotti rientrano nella classe dei mezzi economici, poiché
questi ultimi devono possedere tre requisiti essenziali:
ξ l’utilità;
ξ la rarità;
ξ la molteplicità d’impiego.
In primo luogo, infatti, devono essere atti al raggiungimento di qualche scopo, cioè essere
fonte di soddisfazione per uno o più individui; devono essere economicamente rari, cioè non
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esistere in tale abbondanza che ciascuno in ogni istante ed in ogni luogo possa disporre in
quantità illimitata; infine, devono essere suscettibili di usi alternativi, cioè essere utilizzabili
da uno stesso individuo a più scopi, ovvero da più individui ad uno stesso o a più scopi. In
una economia di scambio l’attitudine ad usi alternativi si particolarizza nella trasmessibilità,
cioè nella possibilità di trasferimento da un individuo all’altro e preferibilmente da un luogo
all’altro.
I beni e i servizi devono possedere tutti e tre i requisiti ora menzionati, e non sono tali
anche in mancanza di uno solo di essi: così, per esempio, non possono considerarsi beni
economici l’energia termica a bassa temperatura contenuta nell’acqua di raffreddamento del
condensatore di una turbina (mancando di effettiva utilità), né l’aria (che manca di rarità).
Il progettista, dunque, specialmente nella fase preliminare di progettazione deve tenere in
conto delle precedenti definizioni di prodotto al fine di progettare per vendere.
4. Progetto del prodotto
E’ il risultato della progettazione e trova il suo più ampio sviluppo per i prodotti tipici
dell’industria meccanica e delle industrie assimilabili, ivi compresa, per molti aspetti, quella
dell’edilizia; in questi casi esso viene più comunemente chiamato “progetto costruttivo”.
Il progetto del prodotto concepisce, calcola e definisce tutte le caratteristiche del bene (o
del servizio) da produrre, esprimendole nella maniera più opportuna, attraverso descrizioni ,
specifiche, grafici, disegni, modelli e prototipi.
Si può parlare di due categorie di caratteristiche:
I. Caratteristiche generali: esprimono le esigenze e i desideri dei consumatori,
risultanti dalle indagini di mercato, svolte nel senso più ampio, quali: inchieste
opportunamente svolte, rapporti dei venditori, relazioni dei centri di assistenza
tecnica e così via.
II. Caratteristiche tecniche: sono quelle necessarie ai fini della fabbricazione, e , in
gran parte, esprimono le caratteristiche generali in termini più immediatamente utili
ai fini della produzione.
Si può, quindi, anche dire che il progetto del prodotto non è altro che la traduzione delle
caratteristiche generali nelle caratteristiche tecniche.
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5. La progettazione metodica
La progettazione, come già è stato detto, è un’attività molto complessa e diversi sono gli
elementi che vi fanno parte e le discipline che entrano al suo interno.
Gli elementi della progettazione sono, ad esempio: leggi, brevetti, prove, sicurezza,
materiali, costi di prodotto, manutenzione, affidabilità, qualità, durata di vita, vincoli di
mercato, ecc…
Esempi di discipline sono: fisica, chimica, economia, medicina, ecc.
La progettazione metodica, cioè sistemistica, cerca di mettere ordine a questa complessità
di elementi. In tale accezione si può suddividere la progettazione, come indicato nella figura
5.1, in quattro fasi:
I chiarimento del compito;
II concezione del sistema;
III sviluppo del progetto;
IV sperimentazione.
La progettazione è un’attività che si realizza mediante scelte strategiche e tattiche.
ξ La strategia di progettazione è capace di dare una risposta alle domande del
progettista che si presentano nella forma :«che cosa fare ?», ovvero consta nella
individuazione dello scopo e nella predisposizione delle linee generali per
raggiungerlo.
ξ La tattica di progettazione, invece, risponde alla domanda : «come fare ?», ovvero
consiste nella utilizzazione dei mezzi per raggiungere i risultati parziali.
I relativi strumenti sono :
ξ principi di progettazione (design principles);
ξ regole di progettazione (design rules);
ξ metodi di progettazione (design methods);
ξ esperienza personale.
Poniamo, ora, l’attenzione sui metodi di progettazione.
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Figura 5.1 - Diagramma di flusso della progettazione metodica
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5.1 Metodi di progettazione
Questi sono modi di procedere razionalmente; sono molto numerosi e sono caratterizzati
da una complessità assai varia. Ne esistono più di cento e la loro complessità è molto
differente: possono essere caratterizzati da un’elevata semplicità o da una estrema difficoltà.
Tali metodi vanno considerati come strumenti di aiuto alla progettazione, e possono
essere suddivisi in tre classi :
5.1.1 Metodi creativi
Sono tesi alla ricerca delle idee: ad esempio il Brainstorming.
5.1.2 Metodi per migliorare le proprietà del progetto.
E’ la classe più ampia, racchiudendo i 2/3 di tutti i metodi; ad esempio la FMECA,
l’FTA, ecc..
5.1.3 Metodi di valutazione.
Tesi a valutare in qualche modo il sistema.
In questa classe rientrano i metodi per la valutazione del costo di un sistema. Tali metodi
saranno d’ora in poi oggetto di questa trattazione.
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