Ingeniería Concurrente y DFMA (2024/2025) - Escola de Enxeñería Industrial PDF

Curso 2024/2025 Tema 02 Ingeniería Concurrente y DFMA Profesor: Diego Carou Porto Área de Enxeñería dos Procesos de Fabricación Departamento de Deseño na Enxeñaría E.T.S. de Enxeñaría...

Curso 2024/2025 Tema 02 Ingeniería Concurrente y DFMA Profesor: Diego Carou Porto Área de Enxeñería dos Procesos de Fabricación Departamento de Deseño na Enxeñaría E.T.S. de Enxeñaría Industrial ÍNDICE 1. Aspectos a considerar durante el diseño 2. Ingeniería secuencial versus ingeniería concurrente 3. DFMA 4. Referencias Aspectos a considerar durante el diseño Tradicionales Sociales o Función. o Factor humano (evitar errores/accidentes). o Coste. o Apariencia y estilo. o Calidad. Orientados a la fabricación Marketing o Estandarización. o Necesidades del consumidor. o Facilidad de fabricación. o Línea de productos (subpartes comunes). o Facilidad de montaje. o Tiempo de producción. o Facilidad de embalaje. o Diseños futuros. o Sencillez de servicio y reparación (evita reparación en fábrica). Medioambientales o Contaminación debida al producto. o Contaminación debida al proceso de fabricación. o Reciclado del producto al final de su vida útil. o Reciclado de los productos de deshecho del proceso. o Consumo energético del proceso de fabricación. Aspectos a considerar durante el diseño Coste de los cambios. La detección temprana de errores permite evitar incurrir en costes excesivamente elevados en el desarrollo de productos. La etapa de diseño debe servir para anticipar posibles errores o problemas que pudieran surgir en etapas posteriores. Por ello, se desarrollan estrategias de diseño integrales, que incluyen inputs de las distintas etapas/departamentos como la ingeniería concurrente, en oposición a la tradicional ingeniería secuencial. Fuente tabla: Kalpakjian y Schmid Ingeniería secuencial versus ingeniería concurrente a) Ingeniería secuencial, b) Ingeniería concurrente a) b) Fuente imagen: a) Wikipedia, b) www.apple.com Ingeniería secuencial versus ingeniería concurrente Ingeniería secuencial Ingeniería concurrente o Las actividades se realizan o Las actividades se realizan de consecutivamente. manera simultánea, en la o Escasa interrelación entre los medida de lo posible. responsables de las tareas o Total interrelación entre los (distintos departamentos). responsables de las tareas o Cualquier desajuste en la (distintos departamentos). secuencia penaliza mucho el o El diseño debe ser un proceso coste final del producto. iterativo. Se requiere el o Apropiada para la fabricación de conocimiento de los materiales, productos muy conocidos, sobre los procesos de fabricación, los que se prevé unas escasas exigencias del mercado, etc. modificaciones en diseño o o La tarea de diseño es más innovación. costosa en tiempo y dinero, pero el producto sale antes al mercado y con un coste inferior. o Apropiada para el diseño de nuevos productos. DFMA La probabilidad de éxito de la etapa de diseño aumenta cuando se tienen en cuenta las etapas posteriores. En las últimas décadas se desarrollaron diversas metodologías DFx (Design for). Los primeros desarrollos desde los años 1960s se orientan al DFA (Design for Assembly). Posteriormente, se desarrolla el DFM (Design for Manufacturing). Ambas estrategias se unen en el Diseño orientado a la fabricación y montaje (DFMA, Design for Manufacturing and Assembly). Bryden Wood Bryden Wood Bryden Wood is a global company of creative technologists, designers, architects, engineers and analysts. We are shaping the future of construction by bringing integrated expertise, innovation, deep experience, open minds and creativity to unravel the most complex problems and create exceptional, sustainable design solutions — all for a better built environment. We are leaders in the theory and practice of industrialized construction, the Platform approach to Design for Manufacture and Assembly (P-DfMA), generative design, creative technologies, integrated design and automation in construction. All of which support our driving purpose: Design to Value Fuente imagen: https://www.airbus.com/innovation/industry-4-0/digital-design-and-manufacturing-ddms.html DFMA Objetivos: o Fabricar mediante procesos existentes. o Disminuir número de piezas y aumentar estandarización de estas. o Realizar montaje de forma automatizada. o Evitar fases de rediseño del producto. Ventajas: o Reducción de costes y tiempos. Mejora de la productividad. o Transición diseño-fabricación suave y rápida. o Aumento de calidad. o Eliminación de problemas de fabricación y montaje. DFMA Design for manufacturing (DFM) y Design for assembly (DFA) Groover Directrices Minimizar la cantidad de componentes Utilizar componentes estándar disponibles comercialmente. Usar piezas comunes a través de las líneas de productos. Diseñar para facilitar la fabricación de piezas. Diseñar piezas con tolerancias que estén dentro de la capacidad de procesos. Diseñar el producto para que no puedan cometerse equivocaciones durante el ensamble. Minimizar el uso de los componentes flexibles. Diseñar para facilitar el ensamble. Usar un diseño modular Formar piezas y productos para facilitar el empaque Eliminar o reducir los ajustes requeridos DFMA Boothroyd Dewhurst’s Design for Manufacture & Assembly, DFMA® “Software that uses a question-and-answer approach to help determine the most cost-effective and efficient assembly method, manufacturing process, and materials for a particular part or product.” Design for Manufacture: Design For Assembly: Early Cost Estimating Product Simplification Fuente imagen: Boothroyd Dewhurst’s Design for Manufacture & Assembly, DFMA® Executive Summary and Case Studies. DFMA Caso de estudio de BOEING Product: Longbow Apache Helicopter Anti-Flail Bracket Before After ▪ 5 sheet-metal parts ▪ 1 high-speed machined part ▪ 20 tools needed ▪ No tooling ▪ 32 hours manufacturing ▪ 2 hours manufacturing ▪ 19 rivets ▪ 10% less weight ▪ 45% less cost Alfredo Herrera, 1998 International DFMA forum, Newport, RI Fuente imagen: Boothroyd Dewhurst’s Design for Manufacture & Assembly, DFMA® Executive Summary and Case Studies. DFMA Ejemplos: diseño orientado al montaje Fuente imagen: Canteli et al. DFMA Es preciso pensar en las características del proceso de fabricación Fundición Conformado de chapa Fuente imagen: Canteli et al. DFMA DFMA DFMA DFMA DFMA DfAM Actualmente, el desarrollo de la fabricación aditiva y la libertad geométrica que permite lleva a la aparición del Desing for Additive Manufacturing (DfAM). Generative design and additive manufacturing 8 components into 1 part 40% lighter 20% stronger Fuente imagen: https://imaginarium.io/dfam/ REFERENCIAS o Kalpakjian, Serope. Manufactura, ingeniería y tecnología. Edición: 5ª ed. Editorial: México: Pearson Educación, 2008. o Groover, Mikell P. Fundamentos de manufactura moderna: materiales, procesos y sistemas. Edición: 3ª ed. Editorial: México: Prentice-Hall Hispanoamérica, 2007. o Canteli, J., Cantero, J., Miguélez, M., Muñoz, A., Soldani, X. (29/10/2007). Material de clase. Obtenido el 16/09/2020, desde el sitio Web de: https://ocw.uc3m.es/pluginfile.php/2959/mod_page/content/17/ingen ieria_concurrente.pdf. o Boothroyd Dewhurst’s Design for Manufacture & Assembly, DFMA® Executive Summary and Case Studies. o Product Design for Manufacture and Assembly. Geoffrey Boothroyd, Peter Dewhurst & Winston Knight. Marcel Dekker AG, 2002.  Curso 2024/2025 Tema 02 Ingeniería Concurrente y DFMA Profesor: Diego Carou Porto Área de Enxeñería dos Procesos de Fabricación Departamento de Deseño na Enxeñaría E.T.S. de Enxeñaría Industrial