Methods and tools to support the early cost estimation of modular products in engineer to order contexts

Companies are required to adapt to the different customer needs in order to face the ever-increasing competitiveness within a global market. Concepts such as modularity, product platform and configuration have been introduced in order to manage a big number of product variants while maintaining design and production standards within the company through the product partition into functional blocks. The offer stage is especially critical in an engineer-to-order context, where the design effort is considerable. In this case, cost estimation must follow a preliminary product design stage, which leads to a technical solution that meets the product requirements. Once the critical issues of the offer stage have been identified, the aim of the research has been the study and the development of knowledge-based tools and methods that could support this critical stage within an engineer to order context. At first, the thesis includes a literature review on the current tools and methods for product representation, configuration and cost estimation. A method that consists of 3 main parts has been then developed: (1) knowledge formalization and product representation, (2) support towards the solution and (3) cost estimation. Each part includes some features that are considered to be original. It is presented an innovative product meta-model that includes blocks dependencies, DSM-based methods for solution search and cost estimation methods that extend the evaluation to the product life-cycle. The proposed method has been partially implemented in a preliminary software platform and has been extensively validated by a case study thanks to the collaboration of the company Meloni Tecno-Handling S.r.l..

Le imprese si sono dovute adattare alle diverse esigenze dei clienti in modo da poter fronteggiare la sempre crescente competitività del mercato globale. I concetti di modularità, piattaforma prodotto e configurazione sono stati introdotti in modo da poter gestire un gran numero di varianti prodotto pur mantenendo uno standard di progettazione e produzione attraverso la suddivisione del prodotto in blocchi funzionali. La fase di offerta risulta particolarmente critica in un contesto engineer to order, dove l’impegno progettuale è consistente. In questo caso, la stima dei costi deve seguire una fase di progettazione preliminare del prodotto necessaria per giungere ad una soluzione tecnica che soddisfi le richieste del cliente. Dopo aver individuato le problematiche della fase di offerta, l’obiettivo della ricerca è stato lo studio e lo sviluppo di strumenti e metodi basati sulla conoscenza aziendale, che vadano a supporto di questa fase critica in un contesto engineer to order. Inizialmente la tesi comprende un riesame della bibliografia esistente sui metodi e gli strumenti a supporto della rappresentazione, della configurazione e della stima dei costi di un prodotto. È stato quindi sviluppato un metodo che consiste di 3 parti principali: (1) formalizzazione della conoscenza e rappresentazione del prodotto, (2) supporto alla ricerca della soluzione e (3) stima dei costi. Ciascuna parte presenta delle peculiarità che si ritengono innovative. Viene infatti presentato un modello innovativo per la rappresentazione del prodotto costituito da blocchi e relazioni, un metodo basato sulla DSM che facilita la ricerca della soluzione e dei metodi per la stima dei costi che estendono la stima al ciclo vita del prodotto. Il metodo proposto è stato parzialmente implementato in una piattaforma software preliminare ed è stato validato in maniera esaustiva da un caso studio grazie alla collaborazione dell’azienda Meloni Tecno-Handling S.r.l..