Diseño Para el Ensamble y la Manufactura

DPEMSeminario IndustrialHerramientas para la reducción de costos.

Sergio Aristizábal RestrepoUniversidad Eafit, Medellín

Oct. De 2012

Diseño para el Ensamble y la Manufactura, DPEM ó "DFMA"

Contexto:

Diseño >>> Re-Diseño

>Diseño: Nuevo Desarrollo,

Innovación,

Invención,

No existía;

Cualquier Origen. (Otto y Woods)

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Aproximadamente el 25% de los desarrollos

DPEM

Re-Diseño: Referente que permanece en esencia.

Conserva funciones.

Resultado de un proceso y de la solución a insatisfacciones.

Rediseño

DPEM

Re-Diseño:

>Adaptación: Cambiar, Evolucionar

http://pasionsobre2ruedas.galeon.com/fotos/motochunga.jpg

Aproximadamente el 45% de los Desarrollos

DPEM

Re-Diseño:

>Variantes Constructivas: Variación de Parámetros,

Materiales, "potencia", Formas y otros

Aproximadamente el 30% de los Desarrollos

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DPEM• DISEÑO PARA “X”, DP “X”:

"Métodos Sistemáticos de Diseño dentro del Concepto de Ingeniería Concurrente" (Capuz)

> Diseño Concurrente:

(Molina 2006)

DPEM• DP "X“:

Herramientas enfocadas a identificar especificaciones que permitan fabricar productos más rentables dentro de su ciclo de vida.

DPEM

“X” = E Ensamblabilidad…

“X” = M Manufacturabilidad…

• Herramientas (Métodos)– Orientadas al Diseñador:

Le permiten predeterminar que pasaría si...

– Basadas en Análisis de Posibilidades y Restricciones de los Procesos de Producción

– Desarrollos Empíricos por experiencia y análisis de infinidad de procesos

– Permiten cuantificar alternativas de solución para implementar mejoras…

DPEM

«Solo aquello que se puede Medir es susceptible de ser Mejorado…»

(Rodriguez 2003)

DPEM

Para Intervenir Productos, "donde el Centavo sea significativo."

http://www.tramontina.com.br/public/upload/product/04.01.02/966/big57140052PDM001B.jpghttp://1.bp.blogspot.com/-xEJh60oY8Tw/TZYZa9dxTAI/AAAAAAAAAEA/m_iRZz6WgKU/s320/tomacorriente.jpg

Eliminación de tornillos exteriores para toma corriente

Calculo Simple

Valor unitario: $ 15,00 HC

Producción Anual estimada: 100.000

Valor de los tornillos $ 3.000.000,00

Tiempo de Instalación: 20 Salario MínimoValor Mano de obra / Segundo: $ 1,16 $ 566.700,00

$ 998.638,74

Costo total MOD/ Anual: $ 4.623.327,50

DPEM

• DPE: Propósito:

Original: 20 Partes. Re - D. : 7 Partes

DPE

• Principios:

> Que los componentes de un producto sean los que realmente se “necesitan”.

> Que los Ensambles se puedan hacer de forma económica y rápida.

> Que la Eficiencia del Diseño (LUCAS) se alta, (ED >=60%).

> Que el Índice de Ensamblabilidad (B&D) (inserción, y Manejo, IMA) sea alto

DPE• Consideraciones:

– Minimizar el Numero de Piezas o Partes:• En cantidad:

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http://bloguitar.es/wp-content/uploads/2008/09/partes.jpg

DPE• Consideraciones:

– Minimizar el Numero de Piezas o Partes:• En Variedad o Tipo:

DPE• Consideraciones:

– Estimular el Ensamble Modular

DPE• Consideraciones:

– «Eliminar» Tornillos, Preferir «Snaps»

http://www.ides.com/images/articles/basf/SnapFit4/Fig.1.jpg

http://static.photaki.com/tuerca-y-tornillos_59222.jpg

DPE

• Consideraciones:– Propiciar Ensambles Apilados:

DPE

• Consideraciones:– Disminuir o Eliminar Ajustes Innecesarios:

DPE

• Consideraciones:– Disminuir o Eliminar Cables Individuales o

Mangueras:

Mayor Eficiencia

DPE

• Consideraciones:– Utilizar Partes Autolocalizables y/o

Autocentrantes:

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DPE

• Consideraciones:– Evitar Reorientaciones:

(B&D)

DPE

• Consideraciones:– Facilitar la Manipulación de piezas:

http://images02.olx.com.co/ui/4/60/87/65805387_3-CARROS-Y-CARRETILLAS-PARA-EMPRESAS-CERVECERAS-Y-DE-GASEOSAS-Otras-ventas.jpg

http://www.superrobotica.com/Images/S300114big.JPG

http://patentados.com/img/2006/dispensador-de-alimentacion-por-gravedad-y-metodo-para-dispensar-servilletas-interplegadas.png

DPE

• Consideraciones:– Integrar Funciones, Usar Bisagras vivas:

DPE

• Consideraciones:– Mejor Uso de los Materiales:

http://www.todoelcolor.cl/wp-content/uploads/2011/12/Bumper01-500x250.jpg

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DPE

El objetivo final es:

LA REDUCCION DE COSTOS TOTALES

DISEÑO PARA LA MANUFACTURA

Fácil fabricación de piezas a través de procesos simples Económicos y Controlables

DPEM y El Ciclo de Vida

DPEM y El Ciclo de Vida

• DFA:- Afecta el Diseño de Detalle.

- Se manifiesta en la manufactura y conformación final del producto.

• DFM:- Afecta el Diseño de Detalles y especificaciones

de Producción.- Se manifiesta en la pre-serie y

manufactura del producto.

DPM

• Consideraciones:– Contar con una estructura de costos confiable y

completa.– Determinar la Disponibilidad de Procesos y

materiales afines al producto.– Identificar procesos alternativos para las mismas

partes o piezas.– Identificar los requerimientos y costos de los posibles

procesos disponibles.– Determinar que partes se compran, se maquilan o

fabrican…

DPM

• Consideraciones:– Aplicar todos los criterios de DPE, simetrías,

uni-materiales, módulos, menor numero de piezas.

– Disminuir el numero y la variedad de procesos por producto.

– Desarrollar Plataformas de productos.– Implementar técnicas de mejoramiento

continuo de producción (SMED, JIT, 5s, Etc)

DPM

• En primera instancia:– Orientado a la selección apropiada de la pareja

material-proceso .

• En segunda instancia:– Determinación del costo a través de sus componentes

generales:• 1. Material (MP)• 2. Montaje• 3. Preparación (Puesta a Punto y alistamiento)• 4. Proceso de manufactura• 5. Rechazo (Desperdicios mas defectuosos)• 6. Fijos

Compatibilidad entre procesos y materiales.

Libro “Product design for manufacture and assembly”. Boothroyd, Dewhurst, Knight. Pág. 47.

DPM

DPE, SELECCIÓN DEL PROCESO• Basada en la coordinación entre los atributos requeridos de la

parte (función final) y las diferentes capacidades del proceso.

• Considerar:– Muchas combinaciones de procesos y materiales, NO son posibles– Muchas combinaciones de procesos, NO son posibles.– Algunos procesos afectan sólo un atributo de la parte, (los

tratamientos térmicos y superficiales).– La secuencia de los procesos tienen un orden natural de generación

de la forma, de adición o refinación de características por remoción de material asi como la mejora de las propiedades del material

Tabla 2.1. Capabilities of a Range of Manufacturing Processes. Libro “Product design for manufacture and assembly”. Boothroyd, Dewhurst, Knight. Págs. 50-53.

DPM, Flujograma del Proceso

DPM, Estructura de Costos

COSTOS EN EL CICLO DE VIDA DEL PRODUCTO

(Swift & Booker)

DPM

El objetivo final es:

LA REDUCCION DE COSTOS TOTALES