El diseño para ensamblaje ( DFA ) es un proceso mediante el cual los productos se diseñan teniendo en cuenta la facilidad de ensamblaje . Si un producto contiene menos piezas, se necesitará menos tiempo para ensamblar, lo que reducirá los costos de ensamblaje. Además, si las piezas están provistas de características que faciliten su agarre, movimiento, orientación e inserción, esto también reducirá el tiempo de montaje y los costes de montaje. La reducción del número de piezas en un ensamblaje tiene el beneficio adicional de reducir generalmente el costo total de las piezas en el ensamblaje. Aquí es generalmente donde ocurren los mayores beneficios de costos de la aplicación del diseño para el ensamblaje.
Enfoques
El diseño para el montaje puede adoptar diferentes formas. En las décadas de 1960 y 1970 se propusieron varias reglas y recomendaciones para ayudar a los diseñadores a considerar los problemas de ensamblaje durante el proceso de diseño. Muchas de estas reglas y recomendaciones se presentaron junto con ejemplos prácticos que muestran cómo se puede mejorar la dificultad de montaje. Sin embargo, no fue hasta la década de 1970 que se desarrollaron métodos de evaluación numérica que permitieran realizar estudios de diseño para ensamblajes en diseños existentes y propuestos.
El primer método de evaluación se desarrolló en Hitachi y se denominó Método de evaluación de ensamblaje (AEM). [1] Este método se basa en el principio de "un movimiento para una parte". Para movimientos más complicados, se utiliza un estándar de pérdida de puntos y se evalúa la facilidad de montaje de todo el producto restando los puntos perdidos. El método se desarrolló originalmente para calificar ensamblajes para facilitar el ensamblaje automático.
A partir de 1977, Geoff Boothroyd, con el apoyo de una subvención de la NSF en la Universidad de Massachusetts Amherst , desarrolló el método Design for Assembly (DFA), que podría usarse para estimar el tiempo de ensamblaje manual de un producto y el costo de ensamblar el producto. en una máquina de montaje automática. [2] Reconociendo que el factor más importante para reducir los costos de ensamblaje era la minimización del número de partes separadas en un producto, introdujo tres criterios simples que podrían usarse para determinar teóricamente si alguna de las partes del producto podría eliminarse o eliminarse. combinado con otras partes. Estos criterios, junto con tablas que relacionan el tiempo de ensamblaje con varios factores de diseño que influyen en el agarre, la orientación y la inserción de la pieza, podrían usarse para estimar el tiempo total de ensamblaje y calificar la calidad del diseño de un producto desde el punto de vista del ensamblaje. Para el ensamblaje automático, se podrían utilizar tablas de factores para estimar el costo de alimentación y orientación automática e inserción automática de las piezas en una máquina ensambladora.
En las décadas de 1980 y 1990, se propusieron variaciones de los métodos AEM y DFA, a saber: el método GE Hitachi que se basa en AEM y DFA; el método Lucas, el método Westinghouse y varios otros que se basaron en el método DFA original. Todos los métodos ahora se denominan diseño para métodos de ensamblaje .
Implementación
La mayoría de los productos se ensamblan manualmente y el método DFA original para el ensamblaje manual es el método más utilizado y ha tenido el mayor impacto industrial en todo el mundo.
El método DFA, como el método AEM, originalmente estaba disponible en forma de un manual donde el usuario ingresaba datos en hojas de trabajo para obtener una calificación por la facilidad de ensamblaje de un producto. A partir de 1981, Geoffrey Boothroyd y Peter Dewhurst desarrollaron una versión computarizada del método DFA que permitió su implementación en una amplia gama de empresas. Por este trabajo se les otorgó numerosos premios, incluida la Medalla Nacional de Tecnología . Hay muchos ejemplos publicados de ahorros significativos obtenidos mediante la aplicación de DFA. Por ejemplo, en 1981, Sidney Liebson, gerente de ingeniería de fabricación de Xerox , estimó que su empresa ahorraría cientos de millones de dólares mediante la aplicación de DFA. [3] En 1988, Ford Motor Company atribuyó al software un ahorro total cercano a los mil millones de dólares. [4] En muchas empresas, DFA es un requisito corporativo y el software DFA está siendo adoptado continuamente por empresas que intentan obtener un mayor control sobre sus costos de fabricación. Hay muchos principios clave en el diseño para el ensamblaje. [5] [6] [7] [8] [9]
Ejemplos notables
Dos ejemplos notables de buen diseño para el montaje son el Sony Walkman y el reloj Swatch . Ambos fueron diseñados para un montaje totalmente automatizado. La línea Walkman se diseñó para "montaje vertical", en el que las piezas se insertan en movimientos rectos únicamente. El sistema de ensamblaje Sony SMART, que se utiliza para ensamblar productos tipo Walkman, es un sistema robótico para ensamblar pequeños dispositivos diseñados para ensamblaje vertical.
IBM Proprinter utilizó reglas de diseño para ensamblaje automatizado (DFAA). Estas reglas de DFAA ayudan a diseñar un producto que los robots pueden ensamblar automáticamente, pero son útiles incluso con productos ensamblados por ensamblaje manual. [10]
Ver también
Notas
- ^ Miyakawa, S. y Ohashi, T., "El método de evaluación de montaje de Hitachi (AEM)", Proc. Conferencia internacional sobre diseño de productos para ensamblaje, Newport, Rhode Island, 15 al 17 de abril de 1986.
- ^ Boothroyd, G., "Design for Assembly - A Designer's Handbook", Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad de Massachusetts, Amherst, noviembre de 1980.
- ^ Boothroyd, G., "Diseño para montaje: el camino hacia una mayor productividad", Ingeniería de montaje, marzo de 1982.
- ^ Henchy, LW, "American Manufacturing Fights Back", Business Solutions, 22 de febrero de 1988, p.10.
- ^ Automatización de ensamblaje y diseño de productos G. Boothroyd, Marcell Dekker, Inc. 1992
- ^ Diseño de producto para fabricación y montaje G. Boothroyd y P. Dewhurst, Boothroyd Dewhurst, Inc. 1989 Marcell Dekker, Inc. 1994
- ^ Diseño y análisis de sistemas de fabricación Universidad Rajan Suri de Wisconsin 1995
- ^ Diseño de producto para montaje: la metodología aplicada G. Lewis y H. Connelly
- ^ Estudio de ingeniería simultánea de la línea de montaje del inyector de fase II Giddings & Lewis 1997
- ^ "Estudio de caso de IBM Proprinter". Centro de Investigación de Sistemas de Ingeniería. Universidad de California en Berkeley [1] Archivado 2010-07-05 en Wayback Machine [2] Archivado 2006-06-21 en Wayback Machine
Más información
Para obtener más información sobre el diseño para el montaje y el tema del diseño para la fabricación y el montaje, consulte:
- Boothroyd, G. "Assembly Automation and Product Design, 2nd Edition", Taylor y Francis, Boca Raton, Florida, 2005.
- Boothroyd, G., Dewhurst, P. y Knight, W., "Product Design for Manufacture and Assembly, 2nd Edition", Marcel Dekker, Nueva York, 2002.