POLITECNICO DI BARI D.U. Ingegneria Elettrica Tesi in Qualità nei Prodotti e nei Sistemi

1. POLITECNICO DI BARID.U. Ingegneria ElettricaTesi in Qualità nei Prodotti e nei Sistemi MIGLIORAMENTO DEL PROCESSO DI PRODUZIONE SULLA LINEA TRAFILATURA RAME DELLO STABILIMENTO PIRELLI CAVI E SISTEMI S.p.A. DI GIOVINAZZO (BA) Relatore: Chiar.mo Prof. N. Giaquinto Tutor aziendale: Ing. G. De Santis Diplomando: DONATO CALIA Anno Accademico 2001/2002

2. MIGLIORAMENTO DI UN PROCESSO 3° livello qualitativo 2° livello qualitativo OBIETTIVO 1° livello qualitativo KAIRYO: MIGLIORAMENTO IMPROVVISO KAIZEN: MIGLIORAMENTO GRADUALE E CONTINUO DONATO CALIA

3. AZIONI NECESSARIE PER ATTUARE IL MIGLIORAMENTO CONTINUO - Studio del processo • Individuazione dei parametri che influenzano l’obbiettivo (nel nostro caso: riduzione dei costi di trafilatura) • Campionamento mirato dei parametri individuati • Analisi statistica dei dati campionati • Azioni di miglioramento DONATO CALIA

4. FASI DEL PROCESSO DONATO CALIA

5. SBOZZATURA Materia prima: VERGELLA DI RAME Diametro iniziale: 8mm Diametro finale: 2mm DONATO CALIA

6. TRAFILATURA SOTTILE La trafilatura sottile avviene nelle macchine multifilo ad 8, 12 o 24 fili Diametro iniziale: 2mm Diametro finale: 0.262mm – 0.5mm Caso in esame Samp24 fili  0.262mm DONATO CALIA

7. TRAFILATURA Trafilatura: Lavorazione per deformazione plastica atta ad ottenere una riduzione di sezione PARAMETRI INFLUENTI -Forma della Filiera -Lubro-Refrigerazione -Impostazione dello Slittamento -Ricottura -Bobinatura Tranne la ricottura sono gli stessi per sbozzatura e trafilatura sottile DONATO CALIA

8. LA FILIERA Entrata Riduzione Bearing Back Relief Uscita Filiera in diamante Naturale o Sintetico La riduzione deve essere limitata per evitare la rottura del filo. Devo usare più filiere in serie. La filiera si usura nel tempo! DONATO CALIA

9. LUBRO-REFRIGERAZIONE Temperatura: 35°C-40°C Concentrazione olio 6% - 8% Caratteristiche dell’emulsione Ph: 8 - 9 Conducibilità <4000 μS Assenza di batteri e funghi Asportare il calore prodotto per attrito Scopi Ridurre l’attrito durante la trafilatura Si effettua con un’emulsione di olio in acqua DONATO CALIA

10. SLITTAMENTO DEL FILOE VELOCITA’ DEI CABESTANI Ad ogni riduzione di sezione corrisponde un aumento di lunghezza del filo. Le velocità dei cabestani (che tirano il filo tra le diverse filiere) devono essere opportunamente regolate. PORTAFILIERE CABESTANO DONATO CALIA

11. IMPOSTAZIONE DELLA VELOCITA’ DEI CABESTANI All. Filo > All. Macch. IL FILO SLITTA CONDIZIONE NORMALE All. Filo < All. Macch. IL FILO SI ROMPE Lo slittamento è la differenza tra l’allungamento meccanico della macchina e l’allungamento del filo tra le filiere DONATO CALIA

12. LA RICOTTURA Serve per restituire al rame le caratteristiche elettriche ( conducibilità) e meccaniche (resistenza alla trazione) perse durante la trafilatura in seguito agli sforzi meccanici Preriscaldamento Asciugatura Ricottura Raffreddamento DONATO CALIA

13. RICERCA DEI PARAMETRI DA ANALIZZARE  Costi Fissi  Costi Variabili OBIETTIVO: RIDUZIONE COSTI DI TRAFILATURA Costi relativi alla trafilatura del rame per km di filo prodotto: MANO D’OPERA MANUTENZIONE ORDINARIA LUBRO-REFRIGERANTE ENERGIA COSTO RAME COSTO FILIERE DONATO CALIA

14. DATI CAMPIONATI Il parametro più idoneo per monitorare l’andamento della quantità di rame utilizzata per km di filo prodotto e lo stato di usura delle filiere è il diametro del filo di rame. Misuratore laser di diametro Aeroel, ad alta precisione I diametri sono stati misurati per circa due mesi. DONATO CALIA

15. ANALISI DEI DATI Con i dati campionati è stato costruito un istogramma: L’andamento è a isole, infatti alcuni dati tendono a disporsi su una campana secondaria distante dalla campana principale. Questo effetto è stato attribuito alla presenza di 4 filiere tra le 24, con un diametro leggermente più grande DONATO CALIA

16. RELAZIONE TRA DIAMETRO E RESISTENZA ELETTRICA La norma pone i limiti sulla resistenza elettrica, ma si preferisce utilizzare il diametro medio. Controlliamo che queste grandezze siano legate tra loro secondo la nota legge: con DONATO CALIA

17. RELAZIONE TRA DIAMETRO E RESISTENZA ELETTRICA Valutiamo l’errore relativo percentuale tra la resistenza lineare misurata e quella attesa con con la relazione fisica. L’errore relativo non supera lo 0.6% DONATO CALIA

18. ANALISI DI CORRELAZIONE Ho cercato un legame tra diametro del filo elementare e le tonnellate di rame lavorato DONATO CALIA

19. ANALISI DI CORRELAZIONE Andamento dei diametri medi del filo in funzione delle tonnellate Alcuni dati non sono utilizzabili DONATO CALIA

20. ANALISI DI CORRELAZIONE Retta di regressione costruita con i dati campionati r=88.77% DONATO CALIA

21. ANALISI DI CORRELAZIONE Troviamo l’errore relativo tra diametro misurato e quello previsto con la retta di regressione L’errore relativo non supera lo 0.9%. DONATO CALIA

22. ANALISI DEI COSTI IN FUNZIONE DELLE TONNELLATE LAVORATE C=c · P Costo del rame per km di filo prodotto Ho trovato il costo per km di filo in funzione delle tonnellate DONATO CALIA

23. ANALISI DEI COSTI IN FUNZIONE DELLE TONNELLATE LAVORATE Ammortamento del costo filiere L’andamento è iperbolico, più rame lavoro meno il costo filiere incide sul costo del filo DONATO CALIA

24. ANALISI DEI COSTI IN FUNZIONE DELLE TONNELLATE LAVORATE Per avere l’andamento complessivo dei costi sommo il costo del rame e la ripartizione del costo filiere Un cambio anticipato delle filiere è sconveniente a causa del ridotto ammortamento del costo filiere. Un cambio ritardato è sconveniente a causa dell’aumento di quantità di rame necessario a produrre 1 km di filo. DONATO CALIA

25. ISTANTI OTTIMALI DI SOSTITUZIONE DELLE FILIERE Impostando il costo massimo attribuibile al rame è possibile ottenere l’intervallo in cui effettuare la sostituzione delle filiere La condizione ottimale è nel minimo della curva, che con i prezzi attuali è tra le 700 e le 800 tonn. DONATO CALIA

26. REALIZZAZIONE DEL MODELLO GENERALE I CALCOLI PRESENTATI SI RIFERISCONO AI PREZZI ATTUALI DEL RAME E DELLE FILIERE. UN MODELLO GENERALE UTILIZZABILE ANCHE IN FUTURO E’ STATO IMPLEMENTATO IN AMBIENTE MATLAB. IL PROGRAMMA RICHIEDE I PREZZI AGGIORNATI E UTILIZZANDO I DATI STORICI DISPONIBILI SULL’USURA DELLA FILIERA RESTITUISCE IL GRAFICO DEI COSTI TOTALI. DONATO CALIA

27. CONCLUSIONI Il compito di questo lavoro era trovare un modello matematico che fornisse gli intervalli di sostituzione ottimali per le filiere (sostituendo il procedimento “a occhio”). E’ stato costruito e implementato in Matlab un modello parametrico che, in base ai costi del rame e delle filiere, individua gli istanti di sostituzione più remunerativi economicamente. La base statistica di questo modello si basa sui dati campionati in un periodo breve. Si consiglia all’azienda di continuare a monitorare il diametro medio per migliorare la precisione del modello e verificare l’esattezza delle ipotesi statistiche utilizzate. DONATO CALIA

28. Ringrazio la Pirelli Cavi e Sistemi S.p.A e i dirigenti dello stabilimento di Giovinazzo per l’opportunità offertami Ringrazio l’Ing. De Santis per la disponibilità offertami durante il periodo di stage Ringrazio tutti i professori del mio corso di studi, ed in particolare il mio relatore Prof. Giaquinto, per l’attenzione prestata durante questi anni. DONATO CALIA