Diseño para montaje

El diseño para ensamblaje (DFA) es un proceso mediante el cual se diseñan productos teniendo en mente la facilidad de ensamblaje. Si un producto contiene menos piezas, se necesitará menos tiempo para ensamblarlo, lo que reduce los costos de ensamblaje. Además, si las piezas están provistas de características que facilitan su agarre, movimiento, orientación e inserción, esto también reducirá el tiempo y los costos de ensamblaje. La reducción del número de piezas en un ensamblaje tiene el beneficio adicional de reducir generalmente el costo total de las piezas en el ensamblaje. Aquí es donde generalmente se producen los principales beneficios de costos de la aplicación del diseño para ensamblaje.

El diseño para el ensamblaje puede adoptar distintas formas. En los años 1960 y 1970 se propusieron varias reglas y recomendaciones para ayudar a los diseñadores a considerar los problemas de ensamblaje durante el proceso de diseño. Muchas de estas reglas y recomendaciones se presentaron junto con ejemplos prácticos que mostraban cómo se podía mejorar la dificultad del ensamblaje. Sin embargo, no fue hasta los años 1970 que se desarrollaron métodos de evaluación numérica para permitir que se realizaran estudios de diseño para el ensamblaje en diseños existentes y propuestos.

El primer método de evaluación se desarrolló en Hitachi y se denominó método de evaluación de ensamblajes (AEM). Este método se basa en el principio de "un movimiento para una pieza". Para movimientos más complicados, se utiliza un estándar de pérdida de puntos y se evalúa la facilidad de ensamblaje de todo el producto restando los puntos perdidos. El método se desarrolló originalmente para evaluar la facilidad de ensamblaje automático de los ensamblajes.

A partir de 1977, Geoff Boothroyd, con el apoyo de una beca de la NSF en la Universidad de Massachusetts Amherst, desarrolló el método de diseño para ensamblaje (DFA), que se podía utilizar para estimar el tiempo de ensamblaje manual de un producto y el costo de ensamblaje del producto en una máquina de ensamblaje automático. Reconociendo que el factor más importante para reducir los costos de ensamblaje era la minimización del número de partes separadas en un producto, introdujo tres criterios simples que se podían utilizar para determinar teóricamente si alguna de las partes del producto se podía eliminar o combinar con otras. Estos criterios, junto con tablas que relacionaban el tiempo de ensamblaje con varios factores de diseño que influyen en el agarre, la orientación y la inserción de las partes, se podían utilizar para estimar el tiempo total de ensamblaje y para calificar la calidad del diseño de un producto desde el punto de vista del ensamblaje. Para el ensamblaje automático, se podían utilizar tablas de factores para estimar el costo de la alimentación y orientación automáticas y la inserción automática de las partes en una máquina de ensamblaje.

En los años 1980 y 1990 se propusieron variaciones de los métodos AEM y DFA, a saber: el método GE Hitachi, que se basa en el AEM y el DFA; el método Lucas, el método Westinghouse y varios otros que se basaban en el método DFA original. Todos los métodos se denominan ahora métodos de diseño para ensamblaje.

La mayoría de los productos se ensamblan manualmente y el método DFA original para el ensamblaje manual es el método más utilizado y el que ha tenido el mayor impacto industrial en todo el mundo.

El método DFA, al igual que el método AEM, se puso a disposición originalmente en forma de un manual en el que el usuario introducía datos en hojas de trabajo para obtener una calificación de la facilidad de montaje de un producto. A partir de 1981, Geoffrey Boothroyd y Peter Dewhurst desarrollaron una versión informática del método DFA que permitió su aplicación en una amplia gama de empresas. Por este trabajo recibieron numerosos premios, incluida la Medalla Nacional de Tecnología. Hay muchos ejemplos publicados de ahorros significativos obtenidos mediante la aplicación de DFA. Por ejemplo, en 1981, Sidney Liebson, director de ingeniería de fabricación de Xerox, estimó que su empresa ahorraría cientos de millones de dólares mediante la aplicación de DFA. En 1988, Ford Motor Company atribuyó al software un ahorro general cercano a los mil millones de dólares. En muchas empresas, DFA es un requisito corporativo y el software DFA está siendo adoptado continuamente por empresas que intentan obtener un mayor control sobre sus costos de fabricación. Hay muchos principios clave en el diseño para el montaje.

Dos ejemplos notables de buen diseño para el ensamblaje son el Walkman de Sony y el reloj Swatch. Ambos fueron diseñados para un ensamblaje totalmente automatizado. La línea Walkman fue diseñada para un "ensamblaje vertical", en el que las piezas se insertan solo con movimientos rectos hacia abajo. El sistema de ensamblaje SMART de Sony, utilizado para ensamblar productos tipo Walkman, es un sistema robótico para ensamblar dispositivos pequeños diseñados para un ensamblaje vertical.

La IBM Proprinter utilizaba reglas de diseño para ensamblaje automatizado (DFAA). Estas reglas DFAA ayudan a diseñar un producto que puede ser ensamblado automáticamente por robots, pero son útiles incluso con productos ensamblados manualmente.

• Diseño de inspección
• Diseño para fabricabilidad
• Diseño para X
• Diseño de verificación
• DFMA

Para obtener más información sobre el diseño para ensamblaje y el tema de diseño para fabricación y ensamblaje, consulte:

• Boothroyd, G. "Assembly Automation and Product Design, 2nd Edition", Taylor y Francis, Boca Raton, Florida, 2005.
• Boothroyd, G., Dewhurst, P. and Knight, W., "Product Design for Manufacture and Assembly, 2nd Edition", Marcel Dekker, Nueva York, 2002.

• "Diseño exitoso para la Asamblea" - 26 de febrero de 2007 artículo de la revista Assembly Magazine