Come contrastare la minaccia ESD

PROTEZIONE ESD –

Elementi apparentemente insignificanti come le scariche elettrostatiche sono spesso causa di devastanti fenomeni distruttivi. È questo un elemento che – quasi quotidianamente – condiziona i processi produttivi dei più disparati settori industriali, specialmente di quello elettronico.

Un po' come il mestiere di quell'economista che - con i dati a sua disposizione - debba valutare i rischi connessi all'attuarsi di una prossima bolla finanziaria e avvertire investitori e istituzioni circa l'appressarsi di un momento di crisi, il mestiere dell'ESD manager parte da una simile considerazione di base: come convincere la dirigenza aziendale a investire in un corretto piano di prevenzione ESD? A questo importante dilemma bisogna aggiungere due problemi fondamentali, problemi che non sempre chi è preposto a organizzare un piano di prevenzione ha la possibilità di risolvere: in primo luogo la poca informazione tipica di molta della dirigenza aziendale relativa all'impatto quantitativo e ai costi (quindi agli investimenti) che bisognerebbe affrontare nella risoluzione dei problemi ESD; in secondo luogo la poca sensibilizzazione circa le ramificazioni che possono scaturire (sempre in termini di costi) dall'impatto dei fenomeni elettrostatici.
L'elemento fondamentale è dunque, prima di tutto, quello di riuscire a quantificare il “valore” dei danni provocabili da una certa attività elettrostatica e, successivamente, convincere chi detiene le leve del potere economico a predisporre un piano che riesca a prevenire e/o a limitare lo scatenarsi di fenomeni ESD.

Esempi e dati di riferimento
Il primo elemento esemplificativo che un ESD manager può sfruttare nella sua opera di persuasione è senz'altro rappresentato dai dati desunti dalle osservazioni dell'ESD Association, dati sicuramente convincenti.
Per fare un esempio, secondo una stima desunta dall'analisi del quinquennio compreso fra il 1997 e il 2001, il 6,5% delle perdite dell'intera produzione elettronica era da imputarsi a fenomeni ESD.  Si tratta di una valutazione ormai leggermente datata, ma basta a far capire quali siano le dimensioni del problema ancora oggi e che si amplificano ancor più se tradotti in valori monetari: la cifra totale delle perdite causate da scariche elettrostatiche superava infatti, nel periodo interessato, gli 84 miliardi di dollari.
Oggi la situazione è senz'altro migliorata, vuoi per la maggiore sensibilizzazione generale nei confronti del problema, vuoi per gli investimenti affrontati nel recente passato; tuttavia lo sviluppo della tecnologia, la miniaturizzazione sempre più spinta dei componenti e dei dispositivi e il sempre maggiore affollamento delle schede elettroniche impongono continui investimenti al fine di minimizzare perdite causate da fenomeni ESD che, proprio per la maggiore sensibilità raggiunta dei prodotti elettronici attuali, rappresentano ancora oggi una voce importante delle perdite complessive. Il problema vero è che gli eventi elettrostatici sono fenomeni potenzialmente invisibili e parzialmente imprevedibili e che quindi non è facile portare immediatamente una prova della loro esistenza a chi sia tenuto a investire. Pertanto i programmi ESD - nella maggior parte dei casi - devono essere presentati alla dirigenza aziendale come dei veri e propri scudi assicurativi contro potenziali disastri produttivi. La cosa si fa maggiormente ardua nel caso in cui l'ESD manager debba tentare di convincere i vertici aziendali che il programma ESD presentato possiede valori di ritorno dell'investimento (ROI) pari a 1:1 se non, in certi casi, addirittura inferiori.

Valutazione dei costi
Il passo principale in funzione del tentativo di convincere la dirigenza è la valutazione dei costi derivanti dalle perdite.
Si tratta in questo caso dell'analisi dell'intera perdita e questa - se debitamente scomposta - mostra caratteristiche interessanti: le spese derivanti direttamente dai guasti per fenomeni ESD sono infatti piccola cosa rispetto alle “altre” spese, ben più importanti, che sono imputabili ai “costi esterni” (in-field costs) e ai “costi interni” all'azienda (in-house costs), cioè ai cosiddetti costi indiretti. Vediamo quali sono: fra i costi esterni all'azienda ci sono da considerare quelli per il supporto alla clientela, i costi del tempo del servizio assistenza, i costi della sostituzione di dispositivi, quelli della perdita della reputazione aziendale e quelli derivanti dalla contrazione delle vendite future. I costi interni riguardano invece gli investimenti per le stazioni di rework e di test, il tempo dedicato da parte del personale tecnico preposto, i costi degli elementi da sostituire, quelli derivanti dalla perdita della capacità produttiva e quelli provocati dai ritardi negli ordini di consegna.
Naturalmente quest'ultimo caso riconduce all'ultimo contemplato nella categoria dei costi esterni, creando due andamenti convergenti che portano a una progressiva limitazione delle potenzialità d'investimento futuro e, naturalmente, a un'inevitabile depressione nelle attività di crescita aziendale.

Analisi consecutive
Rendere chiari i reali valori dei potenziali danni e, di conseguenza, identificare i costi in cui un'azienda di produzione elettronica può incorrere a causa dei fenomeni ESD dovrebbe essere dunque il primo scopo di un ESD manager. Il metodo d'identificazione forse più efficace si basa su due diversi processi di analisi: l'Analisi della gestione dei flussi produttivi (cioè l'analisi quantitativa dell'impatto generale che i fenomeni elettrostatici hanno sull'organizzazione aziendale) e, come conseguenza di questa, la cosiddetta Analisi ABC, procedimento ben conosciuto da chi si occupi di logistica.
Esistono approfondimenti specifici che riguardano entrambe queste analisi applicate nei confronti dei costi derivanti da fenomeni ESD; fra queste la più completa è forse quella proposta da Stephen Halperin a cui si rimanda per informazioni più accurate [Halperin, 2010].
Per semplificare potremmo dire che l'Analisi della gestione dei flussi produttivi è ideale per valutare quali siano i componenti che possano subire danni a causa dei fenomeni elettrostatici, in quali attività operative i fenomeni ESD si presentino con maggiore frequenza e dove - fisicamente parlando - questi possano manifestarsi. Questo tipo di analisi costituisce la base ideale per lo sviluppo di un programma di controllo delle attività ESD all'interno dell'azienda e rappresenta spesso una sorpresa per il management che non sia mai stato sensibilizzato al problema.
L'Analisi ABC si basa invece sul tabulato che viene prodotto dalla precedente analisi, consente di evidenziare con precisione quali parti dell'inventario contribuiscano maggiormente alle perdite e quali siano i reparti che richiedano maggiori quantità di ESDS rispetto ai preventivi di produzione; il tutto semplicemente operando una modifica nell'ordinamento delle voci. Ecco i due procedimenti leggermente più nel dettaglio:

Analisi della gestione dei flussi produttivi
Si tratta di un procedimento basato su tre passi fondamentali: 1) l'identificazione dei componenti sensibili alle scariche elettrostatiche (ESDS) e la determinazione della differenza fra il volume dei componenti acquistati e la loro effettiva richiesta in produzione; 2) la definizione dell'utilizzo degli ESDS, il volume degli acquisti e il costo unitario degli stessi; 3) la definizione dei costi indiretti relativi ai dispositivi e agli assemblati sensibili alle attività elettrostatiche e, naturalmente, 4) le quantità di ESDS richieste dai diversi i reparti che intervengono nell'attività produttiva. Quest'ultimo è il passo più importante perché dà l'esatta valutazione di quale reparto richieda maggiore numero di componenti in più rispetto alle previsioni preliminari, indicando nel contempo, in modo abbastanza preciso, quale percentuale di articoli utilizzati ricada nelle problematiche ESD che determinano spese economiche impreviste. L'insieme delle operazioni d'analisi dei flussi di produzione deve generare dunque come risultato un vero e proprio tabulato analitico che raccoglie i dati desunti dai quattro passi citati e che verrà usato nella fase successiva, l'Analisi ABC. È qui possibile notare come, nell'esempio citato, il numero di ESDS richiesti ad esempio dal reparto di rework sia quasi il 70% del totale della deviazione dei prodotti acquistati effettivamente. Segno questo che le problematiche ESD intervengano pesantemente nei costi globali del sistema produttivo presentato.

Analisi ABC
Come si sa, l'Analisi ABC comporta una divisione in tre differenti classi (10%, 30% e 60% a seconda della criticità). La cosa può naturalmente essere estesa agli ESDS nell'ambito produttivo elettronico. Ordinando in modo decrescente i valori delle deviazioni standard rispetto ai costi unitari, incrociandoli con le perdite di materiali e i costi indiretti e, infine, raggruppandoli nelle tre classi è possibile presentare schematicamente i risultati, illustrare quale sia il valore economico dei costi e, naturalmente, disporre di una base per poter tagliare o sostituire gli articoli maggiormente critici dalle attività di produzione. Si tratta dunque di una valutazione che permette di anticipare alla dirigenza aziendale una prospettiva di massima dei costi e delle aree critiche identificabili del sistema, permettendo di capire dove intervenire per eliminare o ridurre il problema direttamente alla sua origine. Le analisi citate sono uno fra i tanti metodi che permettono a chi è preposto alla sorveglianza e alla prevenzione dei fenomeni ESD di procedere nel suo difficile compito di persuasione della dirigenza aziendale, estraendo elementi concreti di una realtà altrimenti difficilmente provabile. Esistono naturalmente altri approcci, ma quello presentato sembra essere il più efficace per evidenziare e quindi ridurre le spese.

Soluzioni e prevenzione
Le analisi sono importanti, ma le pianificazioni preventive lo sono senz'altro di più, così come tutte le pressioni atte a convincere il management che gli investimenti sono necessari, anche se si basano - in fase preliminare - su elementi non certi. Si è a lungo parlato nella letteratura economica relativa alle pianificazioni ESD del ritorno d'investimento ottenibile attuando un corretto piano di prevenzione. I dati dimostrano che valori compresi di ROI di 11:1 sono tutt'altro che irraggiungibili nel settore elettronico e che difficilmente si è assistito in anni recenti a valori inferiori a 5:1. Si tratta certamente di elementi importanti di sensibilizzazione della dirigenza, elementi che rappresentano la più importante discriminante fra riuscire a ottenere investimenti preventivi e lasciare che i fenomeni elettrostatici diventino causa di perdite economiche, a volte anche molto pesanti. Chiarire e anticipare le possibili perdite causate da fenomeni ESD, aggiornare sistemi preesistenti proprio per la rapida evoluzione della tecnologia e delle caratteristiche elettroniche dei componenti di nuova generazione sono attività necessarie se non si vuole sottovalutare la pericolosità di eventi all'apparenza insignificanti, ma dalle potenzialità distruttive estremamente accentuate.

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