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Diseño para la fabricacion y el montaje

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juan pablo Espinosa castro

on 22 October 2012

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Diseño para la fabricacion y el montaje
El Diseño para la Fabricación y el Montaje (DFMA) es un enfoque de la Ingeniería Concurrente orientado hacia la fabricación y montaje.Consiste en un conjunto de técnicas y metodologías para la mejora del diseño (o rediseño) de un producto que, respetando sus funciones esenciales, tiene por objetivo mejorar los aspectos de fabricabilidad, montabilidad y costes. Algunos de sus objetivos específicos más significativos son:
* Facilitar las operaciones de fabricación y montaje * Disminuir los costes de fabricación y montaje
* Disminuir las inversiones y los costes de utillajes * Optimizar el uso de las herramientas y equipos de fabricación y montaje
* Disminuir los costes de gestión
* Aumentar la flexibilidad de la fabricación
* Aumentar la configurabilidad de los productos
* Disminuir el tiempo de introducción en el mercado * Disminuir los almacenajes intermedios, de expedición y la ocupación de espacios en general. Ingeniería Concurrente a Ingeniería Concurrente es una nueva forma de concebir la ingeniería de diseño y desarrollo de productos y servicios de forma global e integrada. (DFA Design for assembly) Diseñar o rediseñar el producto tomando como objetivo la facilidad y la calidad del montaje y, en definitiva, la reducción de costos (sin olvidar el punto de vista funcional, finalidad principal del producto). Diseño para el montaje Las principales recomendaciones para el diseño de un nuevo producto (o rediseño de un producto existente) 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 El papel del DFA en la simplificación de productos 1. Estructurar en módulos
Consiste en agrupar las distintas funciones que debe cumplir un producto, o las distintas secuencias de su fabricación, en módulos conectados por interfaces mecánicas, de flujo de materiales, flujo de energía, y de flujo de señales claramente definidas.
 
2. Disminuir la complejidad
Se basa en reducir por una parte, el número y variedad de la piezas que conforman al producto; y por otra, las interfaces mecánicas y flujo de material de estación a estación. 3. Establecer un elemento de base
La asignación del título “elemento base” a una de las piezas facilita manejar una referencia con cual manejar los demás componentes. Regularmente esto ayuda a fortalecer las uniones y la estructura del producto.

4. Limitar las direcciones de montaje
Se trata de reducir si es posible a una sola las direcciones dl recorrido del producto durante el montaje. Tener cambios de dirección e inclusive un doble sentido sobre la línea de montaje representa una manipulación improductiva que en la automatización se transforma a dificultad de operación y encarecimiento del equipo. 5. Facilitar la composición
Recae en la orientación de las piezas y el establecimiento de simetrías que faciliten el manejo durante el montaje. Esto ayuda a disminuir los tiempos de orientación y manipulación de las piezas al igual que el cuidado en sus dimensiones y grosores. 6. Simplificar las uniones
Se dice que las uniones y conexiones entre las piezas representan un gran aspecto dentro de los tiempos y costos del montaje, además de afectar al producto en múltiples aspectos (resistencia, puntos estructurales débiles, mala estética, etc.) Dentro del DFA se utilizan una serie de datos con los tiempos de manipulación e inserción con base en las dimensiones y simetrías de las piezas así como de los métodos de fijación completos. Después de plasmar estas mediciones se agregan penalizaciones que representan las dificultades que se puedan sucintar durante el montaje. Sistema de tiempo estándar para el DFA Diferenciar
Tiempos variables y constantes
Tiempos de operación y manipulación

Datos
Cronometrados o predeterminados (software)
Bases de datos como:
MOST y WOCOM Las propuestas para eliminar los pasos de un proceso de fabricación y montaje deben ser analizadas para documentarse para el proceso del DFA.
 
La cantidad mínima de piezas puede emplearse para determinar un índice DFA que incluya no solo la evacuación de posibles redundancias de cantidad de piezas, sino también las dificultades de montaje del diseño que se analiza. Índice de DFA Esto se define como:
I
ndice del DFA = (Nm × tm)/ta X 100
 
Donde Nm = cantidad mínima teórica de piezas
Tm = tiempo mínimo de montaje por pieza
Ta = tiempo total estimado de montaje
  El estudio de un caso de DFA, es la evaluación cualitativa del proceso al que se diseño o rediseño, para esto normalmente se realiza la comparación de los tiempos estándar de montaje únicamente como un indicador de mejora. La evaluación recae principalmente en los siguientes dos aspectos y sus derivados. Estudios de casos de DFA Manipulación de piezas Inserción de piezas Elección de
Materiales y Procesos La satisfacción de cualquier necesidad implica haber pasado por un proceso de diseño; el proceso de selección de materiales constituye un paso crucial para garantizar la satisfacción de los cálculos previstos en el diseño. ¿Cuál es el objetivo de seleccionar un material? En algunos casos, la selección puede estar previamente limitada por el diseño pero, un diseño se plantea en función de una necesidad y no del material . En la realidad, muchas veces no habrá ningún material que cumpla con todos los requisitos, es frecuente que varios cumplan con las especificaciones.
Es importante tener una lista con la calificación de las propiedades para asegurarnos de considerar todos los factores.
De no existir ningún material que cumpla los requisitos, entonces será necesario rediseñar el producto. Sustituir una parte o componentes con materiales diferentes al original.
escoger el material para un nuevo producto.
escoger el material para mejor un diseño.
escoger un material para satisfacer una necesidad planteada Proceso integral de selección de materiales Consiste en escoger el material mas adecuado para una determinada aplicación ingenieril, para lo mismo debe hacerse una correcta definición de la función u objetivo a cumplir, por ejemplo un problema de selección de materiales puede ser. Algunos condicionantes de la producción tenderán a
limitar los materiales que podrían utilizarse y, algunos materiales tenderán a limitar las posibilidades de la fabricación. Por otra parte, los métodos de fabricación influyen en las propiedades de los materiales. Es importante mencionar que no todos los procesos de fabricación son compatibles con todos los materiales. Así pues el autentico es llegar a una combinación de material y proceso de fabricación. LIMITACIONES Inadecuado proceso de
selección de materiales Al realizar una inadecuada selección de un material para determinado trabajo, puede fallar la parte o componente de manera catastrófica. Por ejemplo: costos de paradas de plantas no programadas, perdida de materia prima, daños al ambiente, incluso ocasionar pérdidas de vidas humanas, etc. En la ultima decada se ha producido un cambio total en el proceso de desarrollo de producto.
este cambio inicia a principios de 18980 con 2 desarrollos llevados a cabo durante varios años El promero de ellos llevo a la creacion del Design For manufacture research center en la universidad de Rhode Island.
Las investigaciones en la URI han modificado el proceso que se ha pasado a denominar DFMA (Design for manufacture and assembly) que va desde tablas y diagramas hasta software de computacion interactivo utilizado en todo el mundo. A principios de 1980 inicia la 2a modificacion cuando algunas empresas estadounidenses reconocieron que el diseño del producto era muy importante como para ser relegado a ingenieros de diseño que trabajan de forma individual, lo cual condujo a establecer nuevos procedimientos para el desarrollo de productos, locual fue aceptado gradualmente y se le denomino ingenieria simultanea o concurrente. La parte mas importante de la ingenieria concurrente es establecer equipos transfuncionales de desarrollo de productos que cuenten con el conocimiento y la informacion tecnica necesarios para asegurar que se aborden todos los requisitos de un nuevo diseño Practica tradicional de diseños
para fabricacion A menudo se aplica la expresion diseño para fabricacion (DFM) a un proceso que sigue ciertas reglas a fin de facilitar el diseño de piezas diferenciadas para un proceso eficiente.
el DFM se ha aplicado durante años y es obvio que esta informacion es muy valiosa para los diseñadores, sin embargo si se sien estas reglas como principio de guia de fabricacion los resultados generalmente son poco satisfactorios. esto se debe a que la eficiencia de la fabricacion de cada pieza precisa que la orientacion tienda a la simplicidad de cada pieza. Nuevo enfoque del diseño para la
fabricacion y el montaje El enfoque alternativo para DFM localizado en las piezas es en principio centrarse en la estructura de producto y tratar de alcanzar el concenso del equipo respecto de la estructura de diseño.
el DFA desafia a los equipos de desarrollo de producto a disminuir el tiempo y los costos necesarios `para montar el producto , sin duda una forma poderosa es mediante la reduccion de piezas en el producto. DFMA Introducion
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