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¿Qué es el DFMA?

Fundación PRODINTEC

Carles Riba Romeva / Huáscar Paz Bernales

14 de enero de 2009

Introducción

22

Autores: Carles Riba i Romeva

Huáscar Paz Bernales

Fecha: 14 de enero de 2009

Introducción al DFMA

CDEI-UPCGIRBAU S.A.

Planta de fabricación del

nuevo túnel de lavado

Índice

1 Ingeniería concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida y costes

asociados

3 DFMA: ahorro en la

fabricación

4 Ejemplos de DFMA

33





CDEI-UPC

Automatización y sus limitaciones

Décadas 1970 y 1980:

Orientación hacia la automatización flexible

Durante las décadas de 1970 y 1980, y gracias al progreso de la

informática, se desarrolló la automatización flexible (control

numérico, robots industriales, centros de mecanizado, montaje

automatizado, almacenes automatizados) cuyos principales objetivos

eran: flexibilidad, abaratamiento de costes y la mejora de la calidad.

Limitaciones:

Productos concebidos para procesos tradicionales

A pesar de los resultados espectaculares de la automatización

flexible, la principal dificultad para obtener mejoras fue que los

productos y servicios habían sido concebidos para procesos de

fabricación tradicionales, donde la intervención del hombre con su

enorme capacidad de adaptación resolvía las incidencias.

1 Ingeniería

concurrente y

DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

44





CDEI-UPC

Hacia la ingeniería concurrente

El diseño en la perspectiva de la ingeniería concurrente:

Definición y diseño conceptual

La importancia que adquiere el diseño y desarrollo de productos y

servicios (y en especial: definición y diseño conceptual)

Ciclo de vida

La incorporación de los requerimientos, condicionantes y costos de

los distintos contextos en los que convivirán estos productos y

servicios en los siguientes entornos:

• Productivo (fabricación y montaje, calidad, transporte)

• Utilización (configurabilidad, funciones, prestaciones, fiabilidad,

mantenimiento)

• Social (ergonomía, seguridad, usabilidad, impactos ambientales

y fin de vida)

1 Ingeniería

concurrente y

DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

55





CDEI-UPC

Definición de ingeniería concurrente

Nueva forma de concebir la ingeniería de productos y servicios de

forma global donde concurren:

Punto de vista del producto:

Se consideran tanto la gama que fabrica y ofrece a la empresa como

los requerimientos de las distintas etapas del ciclo de vida y los

costes o recursos asociados

Punto de vista de los recursos humanos

Colaboran profesionales de forma colectiva (con las voces significa-

tivas) en asesoramiento y decisiones. O de forma individual (gestor

de proyecto) en impulsión y gestión.

Punto de vista de los recursos materiales

Concurren nuevas herramientas basadas en TIC sobre bases de

datos y de conocimientos cada vez más integra-das (3D, simulación,

prototipos rápidos, Internet).

1 Ingeniería

concurrente y

DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

66





CDEI-UPC

Evitar comunicarse por encima de la pared

La ingeniería tradicional, empujada por la creciente complejidad de

productos y servicios, ha ido desarrollando la especialización pero, al

mismo tiempo, ha perdido en eficiencia global entre les departamen-

tos al comunicarse por encima de la pared.

La ingeniería concurrente (y el diseño concurrente) son un

intento de recuperar el sentido y la eficiencia global de empresas

productos y servicios, sin perder las ventajas de la especialización.

1 Ingeniería

concurrente y

DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

diseño producción comercial

cliente

77





CDEI-UPC

Nueva organización

Gestor de proyecto. Orientado al producto y al mercado. Impulsa y

coordina el proyecto de principio a fin (objetivos y plazos).

Equipo pluridisciplinario de diseño. Miembros que responden a

distintos puntos de vista en relación al proyecto (diferentes voces).

Misiones: debatir, asesorar, y asesorar en la toma de decisiones.

a)

b)

gestor del proyectopro

yec

tos

inn

ovac

ión

proyecto 3

financiación, marketing, I+D, lanzamiento de la producción

exterior

posventacomercialproducción

director

departamentos

director director

diseñofinanciación

proyecto 2

proyecto 1

gestor del proyecto

gestor del proyecto

de diseñopluridisciplinario

equipo exterior

director director

posventacomercialproducción

director

departamentos

director director

equipo

de diseñopluridisciplinario

gestor del proyectoproyecto 1

proyecto 2

proyecto 3

dir

ecto

r d

ep

roy

ecto

s in

no

vac

ión

dir

ecto

r d

e

gestor del proyecto


gestor del proyecto


1 Ingeniería

concurrente y

DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

88





CDEI-UPC

Ciclo de vida y recursos asociados

Ciclo de vida (en inglés, life-cycle)

Conjunto de etapas que recorre una determinada entidad (persona,

edificio, producto, proyecto, empresas, organizaciones) desde que

inicia su existencia hasta que la termina (de la cuna a la tumba).

Ciclo de vida de un producto

Conjunto de etapas que recorre un producto (considerado como

objeto individual) desde que es creado hasta su fin de vida.

Ciclo de vida de un proyecto

Conjunto de etapas que recorre un proyecto desde que se inicia

hasta que finaliza o es abandonado.

Coste (o recursos) del ciclo de vida

Evaluación de los recursos implicados durante todo el ciclo de vida

de esta entidad.

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

99





CDEI-UPC

Etapas del ciclo de vida de un producto

Se ha creído conveniente agrupar el ciclo de vida de un producto en

las seis etapas siguientes:

1. Decisión y definición

2. Diseño y desarrollo

3. Fabricación

4. Transferencia

(distribución, comercialización

acuerdos postventa)

5. Uso y mantenimiento

6. Fin de vida

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

1010





CDEI-UPC

Definición y decisión (1ª etapa del ciclo de vida)

La etapa de decisión de crear un producto o servicio y de caracteri-

zarlo y definirlo por medio de especificaciones, comporta las

siguientes actividades:

a) Acertar una necesidad u oportunidad

b) Evaluar correctamente el mercado

c) Establecer adecuadamente las especificaciones y el calendario

d) Destinar los recursos humanos y materiales necesarios

No es una etapa trivial ni inmediata. En muchos casos comporta

acciones complejas (estudios de mercado, proyectos preliminares),

y tiene consecuencias determinantes. El acierto (o no) en la etapa de

definición y decisión suele llevar al éxito o fracaso del proyecto.

Muchas empresas han comenzado a establecer al más alto nivel

Comités de producto o Comités de Innovación para este fin.

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

1111





CDEI-UPC

Diseño y desarrollo (2ª etapa del ciclo de vida)

Diseño. Agrupa las actividades destinadas a la concepción de un

producto (o servicio) adecuado a las especificaciones y al ciclo de

vida previsto y su concreción en todas aquellas determinaciones que

permitan su fabricación.

Desarrollo. Incluye, todas las acciones destinadas a validar el diseño

del producto (o servicio) para que realmente cumplan las

especificaciones y otras determinaciones del proyecto. Incluye la

realización de prototipos así como ensayos y otras validaciones.

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

1212





CDEI-UPC

Fabricación (3ª etapa del ciclo de vida)

Actividades destinadas a la realización efectiva del producto con

unas condiciones aceptables de calidad, coste y tiempo. Incluye:

a) Preparación de los procesos productivos: planificación y

programación de la producción. Equipos y utillajes, programas

b) Fabricación de piezas y componentes (o subcontratación o

compra). Verificación de piezas y componentes.

c) Montaje: Subconjuntos y de producto completo

d) Puesta a punto y verificaciones: Inicializaciones, ajustes y

verificación de la funcionalidad. Homologaciones

e) Expedición: Embalaje, etiquetaje y documentación (algunas

veces, desmontaje parcial antes de embalaje)

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

1313





CDEI-UPC

Transferencia (4ª etapa del ciclo de vida)

Etapa que, a pesar de no modificar el producto, tiene gran importan-

cia para hacer efectivo su uso. Incluye las siguientes actividades:

Transporte y distribución. Acti-

vidades para acercar en el es-

pacio y el tiempo los productos

a los clientes.

Comercialización. Acciones para

dar a conocer el producto y con-

vencer al cliente de su adquisición.

Acuerdos postventa. Acuerdos

sobre financiación y condiciones

sobre garantías, revisiones y

mantenimiento

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

1414





CDEI-UPC

Producto concebido para transporte convencional1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

Túnel TBS

Girbau

1515





CDEI-UPC

Uso y mantenimiento (5ª etapa del ciclo de vida)

Uso. Ejercicio de la función para la cual ha sido concebido un

producto. Hay que considerar aspectos como:)

a) Funciones y prestaciones adecuadas: Modos operativos

principales, ocasionales y accidentales.

b) Relación con el usuario: Ergonomía, seguridad y usabilidad;

c) Impactos ambientales. Consumos de materiales y energía

moderados; evitar posibles efectos contaminantes.

Mantenimiento. Acciones para mantener o reponer el uso de un

producto (si éste queda interrumpido por un fallo).

d) Disponibilidad: Aptitud de un producto para cumplir con su

función o estar en condiciones de hacerlo. Se basa en:

fiabilidad, mantenibilidad y logística de mantenimiento.

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

1616





CDEI-UPC

Productor modular para facilitar el uso1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

Proyecto SRIC (Sistema Reparación

Interna de Canalizaciones); CDEI-UPC

1717





CDEI-UPC

Producto para un fácil mantenimiento.1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

Andén de geometría variable CDEI-UPC- FGC

(Ferrocarrils de la Generalitat de Catalunya)

1818





CDEI-UPC

Fin de vida (6ª etapa del ciclo de vida)

Final de la vida útil de un producto y su eliminación. Presenta varias

formas con consecuencias económicas y ambientales distintas:

- Reutilización del producto

- Reciclado de materiales

- Recuperación de energía por medio de la combustión

- Vertido (en principio controlado).

El aumento de las producciones, la introducción de nuevos mate-

riales (especialmente los plásticos) y proliferación de componentes

de alta complejidad han transformado el fin de vida de los productos

en un problema.

Últimamente (en especial a remolque de la industria de la automo-

ción y del embalaje) han surgido nuevas metodologías orientadas al

diseño para el fin de vida.

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

1919





CDEI-UPC

Ejemplo: diseño que incide en el ciclo de vida

Rodillo motorizado (alternativas)

a) Eje pasante de extremo a extremo. Construcción más simple.

b) Dos módulos extremos independientes. Construcción más

compleja.

Consecuencias:

1. Coste: Aparentemente menor en alt-a; Fabricación a medida

2. Configuración: Más fácil en alt-b; Configur. descentralizada

3. Reutilización: Posible en alt-b; Muy difícil en alt-a

Resumen global:

Mejor alt-b, según la figura

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

2020





CDEI-UPC

Coste del ciclo de vida de un producto

Es habitual evaluar el coste de un producto por medio de su precio

de venta que incluye las etapas anteriores a la venta (definición,

diseño, fabricación y comercialización)

Pero, para determinar el coste de ciclo de vida también deben

incluirse los costes de las etapas posteriores:

Costes de utilización y mantenimiento

Recaen sobre el usuario, normalmente durante un período de tiempo

dilatado y para los cuales no suele llevarse la contabilidad.

Costes del fin de vida

Recaen habitualmente sobre el usuario o sobre la sociedad,

cuando el producto ya no tiene valor de uso.

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

2121





CDEI-UPC

Ejemplo: Coste del ciclo de vida de un automóvil

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

Precio de venta (sin impuestos) 12.000 €

Impuestos de compra (IVA/matriculación): 4.000 €

Total precio de venta 16.000 €

Consumos (gasolina/neumáticos/mantenimientos)

(10 años;15000 km/año;0,12 €/km) 18.000 €

Seguros + impuestos (10 años; 750 €/año) 7.500 €

Aparcamientos, peajes (10 años; 500 €/año) 5.000 €

Imprevistos (reparaciones/multas)

(10 años; 600 €/año) 6.000 €

Total usuario 36.500 €

Costes derivados de la contaminación (sociedad) 2.000 €

Costes derivados del fin de vida (sociedad) 2.000 €

Total impactos sociales 4.000 €

Coste del ciclo de vida (350% precio venta) 56.500 €

2222





CDEI-UPC

Inversión comprometida e inversión realizada1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

diseño, cálculos y simulaciones

lanzamiento de la fabricación

materialización y detalleconcepto

I

diseño

prototipos y ensayos

principio de funcionamento

tiempo

inversiónrealizada

retraso entre inversióncomprometida y realizada

inv

ers

ión

comprometidainversión

Pmaquinaria, utillajesinstalacionespreseries

ingeniería de fabricaciónC

2323





CDEI-UPC

Recursos del ciclo de vida de un proyecto1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

retirada del mercado

punto muerto

lanzamiento al mercado

tiempo de producción

inv

ersi

ón

tiempo para el mercado

lanzamiento fabricación

tiempo recuperación inversión

R+D

recu

rso

s ac

um

ula

do

s

recu

per

ació

nin

ver

sió

ntiempo

ben

efic

ios

de

la p

rod

ucc

ión

ben

efic

ios

2424





CDEI-UPC

DFMA: simplificación y ahorro de costes

En la perspectiva de la Ingeniería Concurrente fueron apareciendo

técnicas parciales para resolver u optimizar determinados aspectos:

DFM (Design For Manufacturing), diseño para la fabricación, pro-

piamente diseño para la conformación de piezas y componentes.

DFA (Design For Assembly), diseño para el montaje.

En algunos casos, el diseño mejoraba la fabricación de piezas pero

empeoraba el montaje, o viceversa. En la integración de estas dos

técnicas aparece el:

DFMA (Design For Manufacturing and Assembly), diseño para la

fabricación y el montaje, cuyo objetivo se orienta a la optimización

de la fabricación (conformación de piezas y montaje del producto).

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

2525





CDEI-UPC

DFMA: simplificación y ahorro de costes

Los esfuerzos de diseño para optimizar la fabricación (conformación

y montaje) han mostrado enormes potencialidades de mejora:

- Se rompen los clásicos compromisos entre alternativas (si se

desea más calidad, hay que dedicar más recursos)

- Se consiguen mejoras significativas en las prestaciones del

producto y en los procesos para su fabricación.

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

2626





CDEI-UPC

Innovar en valor / Innovar en costes (DFMA)

Innovar en valor ofrece un potencial mucho mayor para aumentar los

ingresos que innovar en costes (DFMA, disminución de gastos).

Sin embargo, es mucho más arriesgado.

etapas de innovación

punto

inicial

innovación orientada a costes

innovación orientada a valor

disminución limitada

incremento

potencial elevado

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

2727





CDEI-UPC

Innovar en valor / Innovar en costes (DFMA)

La innovación orientada a valor tiene por objeto aumentar el valor

del bien de equipo para el usuario. Entre otros:

- Nuevas prestaciones

- Manejo amigable

- Poco mantenimiento, fácil de realizar

- Mejor calidad del producto o servicio, etc.

La innovación orientada a coste tiene por objeto disminuir los

costes para el fabricante. Entre otros:

- Arquitectura para evitar estoques y facilitar la configuración

- Fabricación fácil de piezas y componentes

- Montaje y puesta a punto fáciles

El DFMA se inscribe primariamente en la estrategia de la innovación

orientada al coste

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

2828





CDEI-UPC

Ejemplo DFMA Montaje, flexibilidad y costes en la

fabricación de automóviles de juguete. Alternativas

0,8

0,9

0,5

0,6

0,7

0,1

0,2

0,3

0,4

cost

es d

e m

onta

je r

elat

ivos

0

1montaje automático flexible, 200.000 piezas/añomontaje automático rígido, 2.000.000 piezas/año

montaje manual

montaje automático rígido

montaje automático flexible

12 6

A B

número de piezas3

C

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

2929





CDEI-UPC


fabricación de automóviles de juguete. Coste de montaje

0,8

0,9

0,5

0,6

0,7

0,1

0,2

0,3

0,4

cost

es d

e m

onta

je r

elat

ivos

0


montaje manual



12 6

A B

número de piezas3

C

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

3030





CDEI-UPC


fabricación de automóviles de juguete. Factor de complejidad

(Pugh-Riba): Cf = (Np·Nd·Ni·Nm)1/4

A B C

Piezas Np 12 6 3

Piezas distintas Nd 5 4 2

Interfases Ni 20 12 6

Direcc. montaje Nm 4 2 1

Complejidad Cf 8,32 4,9 2,45

Alternativas

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

3131





CDEI-UPC


fabricación de automóviles de juguete. Comentarios sobre Cf

Consecuencias de los parámetros analizados

Np Menor número de piezas significa:

- Menor número de elementos a considerar, manipular y

gestionar.

Nd Menor número de piezas distintas significa:

- Menor administración (compras, almacenes, control)

- Menor peligro de ruptura de estoques

Ni Menor número de interfases significa:

- Mayor simplicidad en el montaje

- Mayor fiabilidad (cada interfase es susceptible de fallar)

Nm Menor número de direcciones de montaje significa:

- Mayor simplicidad de montaje y desmontaje

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

3232





CDEI-UPC

Ejemplo Montaje, flexibilidad y costes en la fabricación de

automóviles de juguete. Arquitectura y gama de producto

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

3333





CDEI-UPC

Ejemplo Montaje, flexibilidad y costes en la fabricación de

automóviles de juguete. Comentarios sobre arquitectura

Ventajas de la solución C más simple

1. Simplifica la formación de gamas de producto:

- Vehículos de 2 ejes y de 3 ejes

- Vehículos de distintas batallas

2. Abarata los costes de la gama:

- Evita una plataforma distinta para cada modelo

- Disminuye el número de suministradores

3. Mejora la flexibilidad en la automatización:

- Requiere una sola dirección de montaje

- Elimina los tornillos

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

3434





CDEI-UPC

Obtención de piezas y componentes

En función de los diferentes procedimiento de diseño y fabricación,

se pueden distinguir los siguientes componentes de las máquinas:

componentes

de mercado

Sin utillaje de

forma

Con utillaje

de forma

Genéricos

Especializados

componentes

específicos

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

3535





CDEI-UPC


En la fabricación de un conjunto mecánico, las piezas y componen-

tes (y subgrupos) se pueden obtener de las siguientes formas:

1. Fabricación interior de la pieza en la propia empresa

2. Fabricación exterior de la pieza, por subcontractación

3. Transformación de un componente de mercado

4. Adopción de un componente de mercado

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

3636





CDEI-UPC


Sistema de

obtenciónVentajas Inconvenientes

1

fabricación

interior

Know-how en compo-

nentes estratégicos

Utilización y amortiza-

ción de instalaciones

existentes

Capacidad innovación

Permite diferenciación

Flexibilidad productiva

Dificultad parar amortizar

los recursos humanos y

equipos

Costes más elevados y

absorción de errores

Requiere desarrollo

previo (costes y tiempo)

Respuesta más lenta

2

subcon-

tractación

Optimización de recur-

sos e inversiones

Disminución de costes

No asunción de los

errores de fabricación

Capacidad innovación

Permite diferenciación

Se difumina el know-how

Requiere desarrollo

previo (costes y tiempo)

Menos flexibilidad

productiva

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

3737





CDEI-UPC


Sistema de

obtenciónVentajas Inconvenientes

3

componen-

te mercado

modificado

diseño y desarrollo

complementario

componente probados

(en fabricante solvente)

Capacidad de mejora,

adaptación, innovación

Evolución del producto

sin inversión

Se comparte el know-

how (partner)

Diferenciación parcial

4

componen-

te mercado

Eliminación del diseño

y desarrollo

Disponibilidad rápida

componentes probados

(en fabricante solvente)

Coste bajo

Disponibilidad de re-

cambios sin producción

Se pierde el know-how

Sin diferenciación

Dificultad o limitaciones

en la innovación

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

3838





CDEI-UPC

Montaje

El montaje tiene un carácter integrador por excelencia.

Es el momento de la verdad cuando queda de manifiesto que las piezas y componentes encajan e interactúan correctamente y proporcionan la función para la cual ha sido concebido el producto.

El montaje detecta de forma inmediata los defectos de concepciónde un producto y de fabricación de sus de sus piezas.

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

Baliza de señalización con alimentación fotovoltaica

CDEI-UPC - innovación Viária S.L.

3939





CDEI-UPC

Principales recomendaciones para el montaje

Las principales recomendaciones para el diseño (o rediseño) de un

producto en relación al montaje, son:

1) Estructurar en módulos

2) Disminuir la complejidad

3) Establecer un elemento de base

4) Limitar las direcciones de montaje

5) Facilitar la composición

6) Simplificar las uniones

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

4040





CDEI-UPC


Las principales recomendaciones para el

diseño (o rediseño) de un producto en

relación al montaje, son:







1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

0,8

0,9

0,5

0,6

0,7

0,1

0,2

0,3

0,4

cost

es d

e m

on

taje

rel

ativ

os

0


montaje manual



12 6

A B

número de piezas3

C

0,8

0,9

0,5

0,6

0,7

0,1

0,2

0,3

0,4co

stes

de

mo

nta

je r

elat

ivos

0


montaje manual



12 6

A B

número de piezas3

C

4141





CDEI-UPC










1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

A

B

A'g

A'

B' r

B

A

g

B'

r

4242





CDEI-UPC










1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

abraçadora

dreta

muntada

volandera esquerra

muntada

eix inserit

en braç

eix muntat

en cònsola

esquerra

cargol

dret

inserit

cargol dret muntat

Alternativa 2

abraçadora

posicionada

procés de muntatge:

cargol esquerre muntat

cargol

procés de muntatge:

cònsola esquerra

posicionada

cònsola

dreta

posicionada...

retenidor esquerre muntat

retenidor

dret muntat

cargol esquerre muntat

eix

Alternativa 1cònsola

braç muntat

base

braç

volandera

abraçadora

braç muntat

cònsola

dreta

alineada

...

cargol

dret

collat

basecargol

braç

retenidor

4343





CDEI-UPC










1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

4444





CDEI-UPC










1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

cost

os

rela

tiu

s

1,0

1,1

1,5

1,3

1,4

1,2

costos c

reixents

4545





CDEI-UPC

Formas de unión: Uniones fijas

Principios de uniones fijas

Encaje libre

Inserción elástica

Encaje forzado

Rosca

Deformación plástica

Soldadura

Adhesión reversible

Adhesión permanente

Encapsulado

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

Módulo de andén extensible.

Montaje por encaje no forzado

Rotor de motor asíncrono.

Eje con encaje forzado

4646





CDEI-UPC



Encaje libre


Encaje forzado

Rosca


Soldadura



Encapsulado

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

Elementos para uniones roscadas

Bombo de lavadora con uniones por

deformación plástica. Girbau

4747





CDEI-UPC



Encaje libre


Encaje forzado

Rosca


Soldadura



Encapsulado

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

Palas de aerogenerador unidas por

adhesivo (adhesión permanente)

Encapsulado de un chip sobre una placa

4848





CDEI-UPC

Máquina de relajación muscular

Definición

Una operación muy frecuente durante los entrenamientos o después

de las competiciones es la relajación muscular de las piernas de los

atletas o jugadores de equipos (fútbol, balonmano, etc.).

Se efectúa a través de un movimiento de vaivén sobre las piernas

dejadas muertas y la suele realizar el entrenador.

Sin embargo, es una actividad pesada

(muchos atletas son altos y fuertes) y el

entrenador no siempre está disponible.

Por lo tanto, parece adecuado la con-

cepción de una máquina de relajación

muscular que el mismo atleta pueda

manejar.

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

4949





CDEI-UPC


Prototipo preliminar (suministrado por la empresa Hirt S.L.)

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

5050





CDEI-UPC


Prototipo preliminar (utilización por los tobillos)

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

5151





CDEI-UPC


Prototipo preliminar (utilización por las rodillas)

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

5252





CDEI-UPC

Máquina de relajación muscular. Especificaciones

1. Movimiento alternativo simétrico de amplitud fija de las dos

correderas (con las tobilleras o las rodilleras)

2. Regulación de la velocidad del movimiento alternativo simétrico de

las correderas (efecto más o menos enérgico de la relajación)

3. Regulación de la altura del conjunto porta-correderas

4. Regulación de la inclinación del conjunto porta-correderas

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

2 velocidad

variable1

3

4

5353





CDEI-UPC

Máquina de relajación muscular. Prototipo funcional

- Prototipo para comprobar la funcionalidad del sistema

- Vista del movimiento alternativo simétrico de amplitud fija

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

5454





CDEI-UPC

Máquina de relajación muscular. Prototipo funcional

- Vista de la regulación en altura (3) y de la inclinación (4)

- Vista del carenado provisional

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

5555





CDEI-UPC

Máquina de relajación muscular. Proto. base interior

- Base de los mecanismos interior (fácil Montaje)

- Carenado exterior ligero (debilidad, problema de golpes).

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

5656





CDEI-UPC

Máquina de relajación muscular. Proto. base interior

- Soporte del sistema basculante (regulación en altura e

inclinación)

- Solución compacta (poco volumen en el transporte y el no-

uso)

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

5757





CDEI-UPC

Máquina de relajación muscular. Proto. base exterior

- Base exterior (gran solidez, pero más difícil de montar)

- Soporte análogo al del prototipo con base interior.

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

5858





CDEI-UPC


- Hay que simplificar las direcciones de mecanización y de montaje

(dirección preferente desde arriba de la base).

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

5959





CDEI-UPC


- Paralelismo de las guías (punto crítico)

- Solución de la mecanización del soporte

Montaje de las guías.

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

distància precisaradi precís

base

guies calibradespeça-pont

cargol de

subjecció

6060





CDEI-UPC


- Simplificación de la corredera (pieza de aluminio fundido)

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

6161





CDEI-UPC

Máquina de relajación muscular. Conclusiones

1. La arquitectura del producto distingue dos grandes módulos: a) La

caja con los mecanismos; b) El soporte

2. La caja, de gran resistencia (pieza fundida en aluminio) contiene

los mecanismos de guiado y motorización de las correderas (1), y

la regulación de velocidad (2)

3. El despliegue del soporte permite la regulación en altura (3) y la

interfase entre la caja y el soporte permite la regulación en

inclinación (4)

4. El repliegue del soporte facilita tanto el transporte como el no-uso

5. Se han conseguido soluciones DFMA interesantes tanto para la

colocación y fijación de las guías como en la fabricación y monta-

je de las correderas.

1 Ingeniería

concurrente

y DFMA

2 Ciclo de vida

y costes

asociados

3 DFMA: ahorro

en originación

4 Ejemplos de

DFMA

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

Carles Riba Romeva [email protected]

+ 34 934010831/34

http//www.cdei.upc.edu

Huáscar Paz Bernales [email protected]

+ 34 934010829

http//www.cdei.upc.edu

¿qué es el dfma? fundación prodintec - manufacturias.com · 3 autores: carles riba i romeva...

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