Dfma

Material cedido por cortesía los autores en maestría CAD/CAM - IUTOMS - Caracas

1. DFMADFMA
Design for manufacture and Design for manufacture and
AssemblyAssembly
(Diseño para la Manufactura (Diseño para la Manufactura
y el Ensamble)y el Ensamble)
Materia facilitado por cortesía de Materia facilitado por cortesía de
sus autores, Ingenieros Alfredo sus autores, Ingenieros Alfredo
Gozález, Luís Alonzo y Jaime Gozález, Luís Alonzo y Jaime
MárquezMárquez

2. INTRODUCCION AL DFMAINTRODUCCION AL DFMA
En el mundo industrializado En el mundo industrializado
persiste la competencia persiste la competencia
observada muy de cerca en el observada muy de cerca en el
indicador de la productividad indicador de la productividad
laboral.laboral.
Si hacemos seguimiento a Si hacemos seguimiento a
países industrializados como países industrializados como
Japón, Alemania y Estados Japón, Alemania y Estados
Unidos, y considerando como Unidos, y considerando como
modelo de productividad a los modelo de productividad a los
Estados Unidos al que le podemos Estados Unidos al que le podemos
asignar un valor de cien.asignar un valor de cien.
Observamos que Japón sigue Observamos que Japón sigue
superando en muchas de las superando en muchas de las
áreas de comercio por las cuales áreas de comercio por las cuales
compite, ejemplo: auto partes, compite, ejemplo: auto partes,
metalmecánica, acero, productos metalmecánica, acero, productos
electrónicos, mientras que electrónicos, mientras que
Alemania no llega a superar a la Alemania no llega a superar a la
gran potencia imperialista esta gran potencia imperialista esta
solo supera a Japón en las solo supera a Japón en las
siguientes áreas: producción de siguientes áreas: producción de
computadoras, detergentes, computadoras, detergentes,
cerveza, comida. cerveza, comida.
79
33
69
94
115
95
145
119
124
116
83
76
44
76
62
100
100
76
89
66
0 25 50 75 100 125 150
All nine industries
Food
Beer
Soaps and detergents
Consumer electronics
Computers
Steel
Metalworking
Auto parts
Automobiles
Japan Germany

3. Reseña HistóricaReseña Histórica
El comienzo de las técnicas del DFMA tuvo lugar en los EE.UU. en El comienzo de las técnicas del DFMA tuvo lugar en los EE.UU. en
torno a 1.977 en un clima en que debido a la fuerte competencia torno a 1.977 en un clima en que debido a la fuerte competencia
Japonesa privaban la reducción de los costros de fabricación de los Japonesa privaban la reducción de los costros de fabricación de los
productos y acortamiento del tiempo de desarrollo de nuevos productos y acortamiento del tiempo de desarrollo de nuevos
productosproductos
En 1.989 se introduce la técnica del dfma completa.En 1.989 se introduce la técnica del dfma completa.
Esta técnica considera importante para el diseño del producto los Esta técnica considera importante para el diseño del producto los
factores siguientes:factores siguientes:
Numero de componentes de un producto, elementos de sujeción y Numero de componentes de un producto, elementos de sujeción y
operaciones de montaje. Así como también tiempo el desarrollo del operaciones de montaje. Así como también tiempo el desarrollo del
producto y el montaje.producto y el montaje.

Según esta técnica una disminución en el numero de componentes Según esta técnica una disminución en el numero de componentes
reducirá el numero de sujeciones, el numero de operaciones de reducirá el numero de sujeciones, el numero de operaciones de
montaje y por lo tanto se reducirá el tiempo de montaje y el tiempo montaje y por lo tanto se reducirá el tiempo de montaje y el tiempo
de desarrollo del nuevo producto.de desarrollo del nuevo producto.

4. Que es el DFMA?Que es el DFMA?
Es una Es una técnicatécnica que permite analizar en forma que permite analizar en forma
sistemáticasistemática cualquier cualquier diseño.diseño. A partir de este A partir de este
análisis se proponen posibles modificaciones del análisis se proponen posibles modificaciones del
diseño existente que reducen diseño existente que reducen el numero de piezas el numero de piezas
y el tiempo de montaje.y el tiempo de montaje.

5. Principios del DFMAPrincipios del DFMA
La técnica se basa en los principios siguientes:La técnica se basa en los principios siguientes:
Diseño de un componente baseDiseño de un componente base
Diseño ModularDiseño Modular
Todas las operaciones de montaje deben hacerse Todas las operaciones de montaje deben hacerse
en una sola dirección, en lo posible, verticalmenteen una sola dirección, en lo posible, verticalmente
Favorecer el uso de componentes multifuncionalesFavorecer el uso de componentes multifuncionales
Eliminar los ajustes cuando sea posibleEliminar los ajustes cuando sea posible
Proveer a los componentes de partes que las Proveer a los componentes de partes que las
permitan auto posicionarsepermitan auto posicionarse
Proveer acceso directo a todos los submontajesProveer acceso directo a todos los submontajes
Minimizar los niveles de ensambladoMinimizar los niveles de ensamblado
Facilitar la orientación de los componentes Facilitar la orientación de los componentes
haciéndolo lo mas simétricos posible haciéndolo lo mas simétricos posible

6. Etapas del DFMAEtapas del DFMA
En un análisis DFMA se pueden distinguir dos etapas:En un análisis DFMA se pueden distinguir dos etapas:
Diseño para el montaje (DFA) Diseño para el montaje (DFA)
Diseño para la fabricación (DFM)Diseño para la fabricación (DFM)
El ( DFA ) es utilizado para reducir la complejidad de un El ( DFA ) es utilizado para reducir la complejidad de un
producto consolidando piezas en diseños elegantes y de producto consolidando piezas en diseños elegantes y de
funcionamientos múltiples.funcionamientos múltiples.
El (DFM) entonces permite que se juzgue rápidamente el El (DFM) entonces permite que se juzgue rápidamente el
costo de producir el nuevo diseño y su comparación con el costo de producir el nuevo diseño y su comparación con el
diseño original diseño original

7. Metodología del trabajo DFMAMetodología del trabajo DFMA
Diseño Conceptual
Selección de Materiales
Procesos y Est. Costos
DFA
Producción
Diseño Conceptual
Mejor Diseño
Conceptual
DFM
Diseño detallado
Para costos de
Fabricación
mínimos
Mejoras de
procesos y materiales
Simplificación
Prototipo
Se usa la
metodología
DFA para
ayudar a
simplificar el
diseño
conceptual
En la etapa
DFM se hace
el diseño
detallado de
cada parte

8. DFMA Reducir el proceso de diseño
40%
time
savings20
27
13
55
22
153
5
0 20 40 60 80 100
Diseño del
Proceso convencional
DFMA Proceso
De diseño
Porcentaje del tiempo de diseño
Concepto de diseñoDiseño inicial
Cambios de diseñoDiseminacion de data

9. Ejemplo de uso de la técnica
24 8 4 2
222
116
182
162
144
1039
8
94

10. Influencia de las variables en el
proceso de producción
Quien esta a la
sombra del gran
lanzamiento

11. DFMA promueve los intercambios sinérgicos
entre el ensamblaje, parte y coste de ciclo de
vida
Diseño para el
ensamblaje
Diseño para el
servicio
Diseño del medio
Diseño para la
fabricación
·Simplificación
del producto
·Reduce el
tiempo y costo
del ensamblaje
·Reduce tiempo y costos
para el servicio y el
mantenimiento
Reduce costos e impacto
del medio ambiental
Reduce el Costo
estimado de
mecanizado

12. Importancia del DFMA
Reduce el tiempo
para el ensamblaje
13%
reducción de partes
cuenta/costo
9%
Mejoras del tiempo
de mercadeo
39%
Mejoras en la calidad
y en la confiabilidad
22% Reducción del ciclo
de tiempo de la
fabricación
17%

13. En Conclusión DFMA Reduce
los altos costos
Menos material a inventariar
Menos estaciones de ensamblaje
El equipo de ensamblaje es menos automático

Las etapas de fabricación son menos
especializadas
Menos papel y dibujos
Menos puestos de trabajo
Menos herramientas para el ensamblaje y
accesorios

14. DFMA casos de aplicación
Que tipos de productos son aplicados al DFMA ?
Productos médicos
Unidades de disco
Televisores
Tractores de jardín
Sistemas de correo
Impresoras
Soldadores
Sistemas de defensa
Rectificadores
HVAC Controles
Instrumentos científicos
Cajas para circuitos
Partes de automóviles
Válvulas

15. Que es el DFA?Que es el DFA?
Diseño para el Ensamble (DFA), es una Diseño para el Ensamble (DFA), es una
metodología para los diseños de piezas y metodología para los diseños de piezas y
diseño total de un montaje. Es una manera diseño total de un montaje. Es una manera
cuantificable de identificar partes cuantificable de identificar partes
innecesarias y de determinar tiempos y innecesarias y de determinar tiempos y
costos en un ensamble de un producto. costos en un ensamble de un producto.

16. Analizar las pieza que componen el producto siguiendo el orden
en el que se incorporan
·Determine la cantidad mínima de partes en base al criterio de
partes mínimas
·Estime el tiempo actual de ensamble utilizando la base de batos
de DFA.
·Determine el índice de DFA comparando el tiempo real de
montaje con el mínimo teórico
·Identifique las dificultades del ensamble y los cambios de
manufactura y evalué si pueden conducir a problemas de
manufactura y calidad.
LA METODOLOGÍA DFA

17. Recomendaciones para el diseño del montajeRecomendaciones para el diseño del montaje
Recomendaciones para el diseño o rediseño Recomendaciones para el diseño o rediseño
de un producto existe.de un producto existe.
Estructurar en módulosEstructurar en módulos
Disminuir la complejidaDisminuir la complejida
Establecer elemento baseEstablecer elemento base
Facilitar la composiciónFacilitar la composición
Simplificar las unionesSimplificar las uniones

18. Lista de referencias disponible
Beneficios de las aplicaciones del Software
BDI DFA
Mejoras relativas al diseño del producto
(de 102 casos en estudio de publicaciones de industria)
Categoría Promedio %
Reducción
Tiempo de ensamblaje
Operaciones de ensamblaje

Costo producto
Defectos de ensamblaje
Tiempo de mercadot
Conteo de partes
Peso
61
53

50
68
54
54
26

19. Source: Alfredo Herrera
International DFMA forum, Newport, RI
Anti-Flail Bracket Ensamblaje para el
Boeing Longbow Apache Helicopter
5 Partes de hojas de metal
19 Remaches
20 Necesita Herramienta
32 Horas de fabricacionFabricacion
1 Parte de maquina de alta Velocidad
2 Horas de Fabricacion
10% Menos peso
45% Menos costo
Costo de Herramienta Eliminada
Antes Despues

20. Diseñar para la
separación
simple y la
manipulación
simple
Pautas para el análisis DFAPautas para el análisis DFA

21. Diseñar para
una
manipulación
con el uso de
cualquier
mano.
Evitando
requerir una
fuerza o una
reorientación
específica
Pautas para el análisis DFA

22. Diseñar piezas
estables, que
mantienen la
forma, bajo su
propio peso
Pautas para el análisis DFA

23. paint
Evitar diseños de
partes que
requieran las dos
manos para su
manipulación
Pautas para el análisis DFA

24. paint
Evitar el diseño de
partes que
requieran la
manipulación
cuidadosa para
prevenir lesión al
trabajador durante
el ensamble
Pautas para el análisis DFA

25. paint
Evite el diseño de
partes para la
manipulación con el
uso de pinzas lo que
incrementa el tiempo
de ensamble
Pautas para el análisis DFA

26. paint
cartoon courtesy GM
Vista Restringida del alojamiento
Evitar que el
trabajador de
ensamble deba
confiar en la
detección táctil
durante la
introducción

27. Área inadecuada
para la
manipulación de
los item y las
herramientas
necesarias en la
operación
cartoon courtesy GM
Acceso Obstruido

28. Ejemplos de diseño y características
adaptado al ensamble
snapfit pressfit
integral
rivet
separate
rivet screw