INSTITUTO TECNOLÓGICOINSTITUTO TECNOLÓGICO DE MORELIA INGENIERIA MECÁNICA Reporte de práctica Aplicación de la metodología DFA en un mouse de computadora PRESENTAN: Cáliz Reyes Christian Ceja Zepeda María Asunción González Pedraza Dann Michael Pahuamba Valdéz Felipe de Jesús ASESOR: Tena Martínez José Jorge MORELIA, MICHOACÁN Octubre 14 de 2013 DISEÑO PARA ENSAMBLE DFA METODOLOGÍA El objetivo del diseño para el ensamble (DFA – design for assembly) es simplificar el producto de tal modo que los costes por ensamble se reduzcan. Sin embargo, las consecuencias del aplicar el DFA usualmente incluye mejoras en la calidad y confiabilidad, y una reducción en el equipo de producción y en el inventario de partes. Estos beneficios secundarios superan a menudo la reducción de costos en el ensamble. El DFA reconoce la necesidad de analizar tanto el diseño de las partes como el producto entero para cualquier problema de montaje a principios del proceso de diseño. El DFA se puede definir como “Un proceso para mejorar el diseño del producto para facilitar y disminuir los costos de ensamblaje, enfocándose en la funcionalidad y en el ensamblaje concurrente.” El DFA es un subconjunto del DFM (diseño para manufactura) que pretende minimizar el costo por ensamble. Para la mayoría de productos, el ensamble contribuye en una pequeña fracción del costo total. Sin embargo, enfocar la atención en los costos de ensamble conlleva importantes beneficios indirectos. Usualmente como resultado de poner énfasis en prácticas de DFA, la cantidad total de piezas, la complejidad de manufactura y los costos de soporte son reducidos junto con los costos de ensamble. Además, los componentes del producto deben ser fáciles de manipular, insertar, unirse o asegurarse uno con otro. Esto aplica independientemente si el producto es ensamblado en forma manual o automática. Le ayuda al diseñador a: 1. 2. 3. 4. Disminuir la complejidad del producto. Reducir costos de ensamble. Pasar el conocimiento entre diseñadores. Tener una base de datos de tiempos de ensamble En la gráfica se puede observar el costo de los diferentes métodos de ensamble.Los métodos de ensamblaje pueden ser divididos a grandes rasgos en 3 grupos: Ensamblaje manual: Las partes se envían a mesas de trabajo donde los trabajadores ensamblan manualmente el producto o sus componentes. usualmente hay un límite superior en el volumen de producción y los costos laborales son altos. su flexibilidad a menudo ayuda a compensar el gasto a través de muchos productos diferentes. Puede ser desde un solo robot hasta una celda de ensamble multi estación robótica con todas las actividades simultáneamente controladas y coordinadas por un PLC o una computadora. Automatización suave: Incorpora el uso de sistemas robóticos para el ensamble. A medida que aumenta el volumen de producción. . alimentadores de partes. Mesas de clasificación. Aunque este tipo de método de ensamble puede tener también altos costos de inversión. Aunque este es el más flexible y adaptable de los métodos de ensamble. Los costos no lineales del ensamble robótico reflejan la no linealidad de los costos de los robots. Obviamente. la fracción de la inversión de capital disminuye en comparación al costo total de fabricación. Automatización rígida: Se caracteriza por maquinaria hecha a la medida que ensambla un y solo un producto específico. este tipo de maquinaria requiere una gran inversión de capital. En esta parte las herramientas manuales son las más utilizadas por los trabajadores. y controles automáticos tipifican este método de ensamble inherentemente rígido. La pieza debe estar separada de todas las demás partes ya ensambladas porque de otra manera el montaje o desmontaje necesario de otras partes separadas sería imposible. Al responder a estos tres criterios significa conocer o determinar aquellos componentes que pudieran ser candidatos a eliminar simplificando así el proceso de ensamble. los movimientos pequeños que pueden ser acomodados por elementos elásticos integrados. no son suficientes para una respuesta positiva. Para ello. existen tres principales e importantes criterios para tener en cuenta: 1. .CRITERIOS PARA LA SIMPLIFICACIÓN DE PIEZAS Los dos principios básicos del diseño para el fácil montaje de un producto son: reducir el número de operaciones de montaje al reducir el número de partes. Sólo bruscos movimientos deben ser considerados. ¿Debe ser la parte de un material diferente que el resto de las piezas ya ensambladas o ser aislada de ellas? Sólo razones fundamentales relacionadas con las propiedades del material son aceptables. por ejemplo. 3. y hacer las operaciones de ensamble más fáciles de ejecutar. 2. si la pieza se mueve con relación al resto de las piezas ya ensambladas. Durante el funcionamiento del producto. delicadas. Si esto no se puede lograr. . sean obviamente asimétricas. el diseñador debe de tratar de: 1.MANEJO DE PIEZAS En general. 2. tratar de diseñar piezas que tengan la máxima simetría posible. Evitar que la piezas tengan características que ocasionen que se atoren en el almacenaje. Evitar que las piezas se pegan entre sí o sean resbaladizas. Diseñar partes que tengan simetría de extremo a extremo y simetría de rotación alrededor del eje de inserción. 4. Proporcionar características que impidan el atasco de las piezas que tienden a ser anidadas o apiladas cuando se almacena en grandes cantidades. 5. Diseñar piezas que. 3. muy pequeñas o muy grandes o que resulten peligrosas para el oprerador. en aquellos casos en que la parte no se puede hacer simétrica. flexibles. INSERCIÓN DE PIEZAS Para facilitar la inserción de partes. . pero se debe tener cuidado para evitar holguras que puedan tender a atascarse o a colgarse durante la inserción. Se deben proporcionar espacios generosos. Llevar a cabo el diseño de manera que exista poca o ninguna resistencia a la inserción y proporcionar chaflanes para guiar la inserción de dos piezas de acoplamiento. el diseñador debe tratar de: 1. Utilizar la pirámide de montaje que proporciona un montaje progresivo alrededor de un eje de referencia. 3.2. En general. . Estandarizar utilizando partes comunes. e incluso a través de líneas de productos para permitir el uso de procesos de mayor volumen que normalmente resulta en un menor costo de productos. lo mejor es montar desde arriba. procesos y métodos a través de todos los modelos. Diseñar de modo que una parte esté posicionada antes de ser puesta en libertad. Una fuente potencial de problemas surge de una pieza que se coloca donde. la necesidad de sostener hacia abajo las partes para mantener su orientación durante la manipulación del subconjunto o durante la colocación de otra parte.4. entonces tratar de diseñar de manera que la parte esté asegurada tan pronto como sea posible después de que se ha insertado. Evitar. debe ser puesta en libertad antes de que sea correctamente posicionada en el ensamble. debido a las restricciones de diseño. Bajo estas circunstancias. Si se requiere esta posición hacia abajo. 5. en lo posible. se confía ubicándola en la . c. . Doblado plástico. Evitar la necesidad de cambiar la posición del ensamble parcialmente completado en el aparato. que se enumeran en orden creciente del costo de montaje manual. Ajuste a presión. Tornillos de fijación. Cuando se usan sujetadores mecánicos comunes la siguiente secuencia indica el costo relativo de los diferentes procesos de fijación. 7. a. b. Remachado. d. 6.trayectoria de la parte que sea suficientemente repetible para localizar de manera consistente. ta = tiempo de ensamble de una pieza estándar. MAXIMIZAR LA FACILIDAD DEL ENSAMBLE Características ideales para el ensamble de piezas: . incluye: El número de piezas en el producto. inserción y aseguramiento de las piezas. Este indicador es llamado Ema y es: Ema = (Nmin*ta)/tma Nmin = mínimo número teórico de partes.EFICIENCIA La eficiencia es el principal métrico de esta metodología. La facilidad de manejo. Este concepto permite desarrollar una intuición acerca de que afecta a los costos de ensamble. tma = tiempo total estimado de ensamble. Las piezas requieren solo una mano par el ensamble.Piezas insertadas de arriba hacia abajo. se recomienda que los sujetadores sea de un solo movimiento y lineales. Las piezas no necesitan estar orientadas. Esta característica está relacionada con el tamaño de la pieza y el esfuerzo necesario para manipularla. Diseñar piezas con características de auto-localización. Algunas piezas requieren de una operación de aseguramiento adicional. Apilamiento de sub-ensambles de abajo hacia arriba. Las piezas que requieren de un posicionamiento muy exacto para ser ensamblados. Este atributo se conoce como el ensamble en el eje z. Las piezas que requieren una orientación específica requieren de mayor tiempo de ensamble. . El peor de los escenarios es cuando una pieza se tiene que orientar en tres dimensiones. la gravedad ayuda a estabilizar el ensamble parcial. Por eso se recomienda que la pieza se auto-alinee para que un motor de alta finura no sea necesario. Utilizar piezas estandarizadas. requiere movimientos lentos y precisos. Alentar en ensamble modular. Manteniendo todo lo demás constante. La pieza es asegurada inmediatamente después de la inserción. al usar este eje para todas las piezas. La pieza no requiere de herramientas. la Sociedad de Ingenieros en Manufactura (SME por sus siglas en inglés) recomienda seguir los principios siguientes para el diseño para ensamble: Minimizar la contabilidad de piezas. Por su parte. Empujar un pin requiere de menos tiempo y energía que atornillar un tornillo. Por lo mismo. el ensamble nunca tiene que ser invertido. y el trabajador puede ver la locación de ensamble en todo momento. requiera de mayores cuidados y por lo tanto sea más lento. La pieza es ensamblada en un movimiento linear. lo que ocasiona que el ensamble sea inestable. Las operaciones de ensamble que requieren el uso de herramientas consumen mucho más tiempo. Diseñar piezas con características de auto-aseguramiento. La pieza se auto-alinea. una pieza que requiere una sola mano para su manipulación requiere menos tiempo que una pieza en donde se utilizan ambas manos. Diagrama de ensamble del ratón Baquelit a . Eliminación de reorientación. Facilitar el manejo y manipulación de piezas. Minimizar los niveles de ensamblado. ANÁLISIS DEL PROBLEMA Se tiene que el mouse de computador está constituido por un gran número de piezas complejas que con ayuda de la metodología DFA pudiesen ser simplificadas sin alterar su funcionamiento original con el propósito de optimizar los tiempos de ensamble reduciendo así los costos del producto. Eliminar cables. Cable Rued Resort e Botón Lateral Scro Tornill Ej e Eje Bola Deslizan Tapa de la bola Scro . Botones principales Producto final Tapa superior . DATOS TÉCNICOS ANÁLISIS DFA . PROPUESTA DE MEJORA Análisis de mejoras del ratón Después de todos los estudios y al armado y desarmado del ratón se determinó que se pueden hacer las siguientes posibles mejoras 1 Eliminación de botones innecesarios o botones laterales ya que de eliminarse no afectaría la operación del ratón al existir comandos en la computadora que efectué cualquier operación. . 2 Eliminación de un scrool ya que no realiza una operación muy importante 3 Reacomodo del cable de datos ya que el trayecto que recorre es incomodo para el ensamble además que sería mayor el tiempo de ensamble 4 Incorporar en una sola tapa la flexibilidad de los botones para incorporarlo en una sola pieza y mejorar el tiempo. 6s por ensamble de ratón con el nuevo ensamble lo que ahorraría bastante dinero por tiempo en las operaciones del ensamble. también se quitó el botón lateral que no es muy usado y la carcasa superior junto con la parte de conjunto de botones se reemplazó por una sola pieza que con junta ambos carcasa superior y conjunto de botones click del ratón. Si se hiciera una producción en línea del ratón se disminuirían 35.RESULTADOS Y COCLUSIONES Cáliz Reyes Christian Resultados: Con el análisis DFA se obtuvo que es posible simplificar el ensamble al quitar de las piezas del ratón un scroll un eje con engrane y que dan función en el computador de deslizar la pantalla horizontalmente y que es menos usado que el otro scroll para deslizamiento vertical. Conclusión: El aplicar el análisis DFA es de gran utilidad para simplificar un producto quitando piezas que no son de mucho uso ahorrando tiempo . mediante éste análisis es posible conocer y determinar esas piezas. En el caso del rato se quitó el botón lateral que no es muy usado ya que es más práctico usar el click. ya que la .reduciendo costos y ahorrando material. el botón cuya función es minimizar y maximizar la pantalla asi como aquellos que son para deslizarse a la derecha e izquierda. González Pedraza Dann Michael Al implementar este método se observó que a veces este método es útil para la eliminación de complementos que en el diseño se consideran correctos pero al momento del uso se observa que sin importar que tanto complemento desees para minimizar tiempos a la empresa no le es rentable ya que significa mas tiempo de armado y fabricación. se quitó también uno de los scrolls que no se usa con demasiada frecuencia con lo que se ahorra material tiempo de ensamble costos de operaciones de ensamble. como por ejemplo. Ceja Zepeda María Asunción Resultados: Gracias al uso de la metodología DFA se pudo simplificar un gran número de piezas que resultan ser redundantes en su uso. Si eliminamos estas funciones y lo sustituimos en un solo botón con las funciones principales nos ahorramos tiempos y contos en el ensamble del mouse. el cual a largo plazo significa un gran costo para la empresa y tiempo perdido para la misma. Pahuamba Valdéz Felipe de Jesús El presente trabajo es un claro ejemplo de cómo se puede reducir el tiempo en el proceso de ensamblaje de una pieza. Conclusión: El aplicar la metodología DFA al producto es de gran utilidad para ahorrar tiempo de ensamble en aquellos productos donde pudiesen simplificarse las partes rebuscadas. en la manufactura del producto y en el ensamble del mismo. ya que así puede reducir los tiempos en la manipulación de los componentes de un producto y en ensamblar productos más rápidamente y fácilmente.empresa. Eppinger. lo que representa una mayor ganancia para la empresa en cuestión Otro aspecto importante que se debe de tomar en cuenta es reducir el número de componentes. . 2005. que realmente no se necesitan en el producto. ya que con este análisis se ahorra en dos aspectos. Karl. 2004. United States of America: McGraw-Hill. BIBLIOGRAFIA Eggert. Engineering Design. sin un código de ensamble y sin un análisis de ensamble. Steven. United States of America: Pearson Practice Hall. Rudolph. produce menos de lo que realmente debería con un correcto análisis y código de ensamble. Product Design and Development. and Ulrich. com/doc/7259951/Dfa .pdf http://es.scribd.http://tecnologiasmanufacturaavanzada.wikispaces.com/file/view/DFA++Arturo+Calderon.