Optimizando la Construcción desde el Diseño

Design for Manufacturing and Assembly (DfMA) es mucho más que una simple técnica; es una metodología de diseño integrada. Su objetivo principal es optimizar el diseño de un producto o sistema para facilitar tanto su fabricación como su posterior ensamblaje. La meta es alcanzar la máxima eficiencia, calidad y rentabilidad en todo el proceso. Adoptar DfMA implica un cambio de mentalidad para la empresa y sus profesionales.

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¿Qué es Exactamente Design for Manufacturing and Assembly (DfMA)?

En esencia, DfMA es un enfoque proactivo durante la fase de diseño. Busca anticipar y simplificar los procesos de producción (fabricación de componentes) y montaje (unión de esos componentes). El fin último es crear diseños inherentemente eficientes y de alta calidad. Esto minimiza riesgos, reduce desperdicios y asegura un mejor control del proyecto desde sus inicios, ofreciendo soluciones optimizadas.

Desglosando DfMA: Sus Dos Componentes Clave

DfMA se compone de dos disciplinas interrelacionadas que deben considerarse conjuntamente durante el desarrollo del diseño.

¿En qué Consiste el Diseño para la Fabricación (DfM)?

El DfM se centra en las partes individuales. Su meta es diseñar cada componente para que su fabricación sea lo más simple y económica posible. Esto incluye:

• Simplificar geometrías.
• Seleccionar materiales fáciles de procesar y disponibles.
• Estandarizar componentes para aprovechar economías de escala.
• Diseñar con tolerancias realistas para los procesos de fabricación.
• Minimizar el número de operaciones (cortes, soldaduras, etc.). Ejemplo Práctico: En lugar de diseñar una compleja pieza metálica a medida, se rediseña para usar perfiles estándar y uniones simples, reduciendo el costo de fabricación y el uso de recursos.

¿Y el Diseño para el Ensamblaje (DfA)?

El DfA se enfoca en cómo se unen las partes. Busca simplificar al máximo el proceso de montaje final. Los principios clave son:

• Reducir el número total de piezas.
• Diseñar piezas fáciles de manejar, orientar e insertar.
• Usar métodos de unión estándar y rápidos (clips, tornillos estándar).
• Favorecer un ensamblaje unidireccional o en capas.
• Prevenir errores de montaje (Poka-yoke).
• Minimizar la necesidad de herramientas o ajustes especiales. Ejemplo Práctico: Diseñar paneles de fachada prefabricados con sistemas de conexión integrados que permitan al equipo en obra instalarlos rápidamente y sin errores, mejorando la seguridad y reduciendo el tiempo.

¿Por qué DfMA es Más que la Suma de sus Partes?

La verdadera eficiencia de DfMA proviene de la sinergia entre DfM y DfA. Las decisiones de diseño deben considerar ambos aspectos simultáneamente. Una pieza muy fácil de fabricar (DfM) podría ser una pesadilla para ensamblar (DfA), y viceversa. DfMA promueve un enfoque holístico que evalúa el impacto de cada decisión de diseño en todo el ciclo de producción y montaje, garantizando los mejores beneficios globales para el proyecto.

¿Cuáles son los Beneficios Tangibles de DfMA en Proyectos de Construcción?

La aplicación de DfMA en la construcción ofrece ventajas significativas y medibles:

• Reducción de Costos: Menor mano de obra (taller y obra), optimización de materiales, menos desperdicio y retrabajos.
• Mejora de la Calidad: Procesos controlados en fábrica, mayor precisión, estandarización, menos defectos.
• Aceleración del Tiempo: Fabricación en paralelo (off-site), montaje rápido en obra, planificación más fiable.
• Mayor Seguridad: Menos operaciones complejas y riesgosas en el sitio de construcción.
• Mayor Predictibilidad: Reducción de la variabilidad y las sorpresas durante la ejecución.
• Sostenibilidad: Uso optimizado de recursos, menor generación de residuos ambientales.

Estos beneficios se traducen en un mejor cumplimiento de presupuesto y cronograma, y mayor satisfacción del cliente.

¿Cómo se Conecta DfMA con Lean Construction y Agile?

DfMA es un habilitador natural de Lean Construction. Sus principios se alinean directamente con la eliminación de desperdicios (Muda). La estandarización reduce la variabilidad; la simplificación mejora el flujo; la prefabricación permite producción Just-in-Time. DfMA ayuda a crear un flujo de valor optimizado desde el diseño hasta la entrega. Además, al crear sistemas modulares y componentes estandarizados, DfMA permite una mayor agilidad. Facilita la adaptación a cambios controlados sin generar el caos típico en proyectos tradicionales. Es una base para la mejora continua del proceso constructivo.

Aplicación Práctica de DfMA: Construcción de un Centro Comercial

Apliquemos DfMA a la construcción de un centro comercial:

• DfM:
  • Se estandarizan las dimensiones de las vigas y columnas metálicas secundarias, usando perfiles comerciales fáciles de procurar y fabricar.
  • Se diseñan los paneles de vidrio de la fachada en tamaños modulares estándar para optimizar el corte y reducir desperdicios de materiales.
• DfA:
  • Se diseñan «pods» de baños completos, prefabricados en taller (incluyendo acabados e instalaciones) y transportados a obra para una conexión rápida tipo «plug-and-play».
  • El sistema de fachada se diseña como paneles pre-ensamblados con anclajes sencillos y tolerancias que faciliten el montaje rápido por el equipo en obra.
  • Se utiliza BIM intensivamente desde el diseño para asegurar la perfecta coordinación entre arquitectura, estructuras e ingeniería, evitando interferencias durante el montaje de elementos prefabricados.

Resultados: Reducción drástica del tiempo de ejecución de baños y fachadas, mejora notable en la calidad de acabados, control de costos más efectivo y un entorno de obra más seguro y ordenado.

Conclusiones: DfMA como Pilar de la Construcción Moderna

Design for Manufacturing and Assembly (DfMA) no es una tendencia pasajera; es un pilar fundamental para la evolución hacia una construcción más industrializada, eficiente y sostenible. Como profesionales y consultores del sector, adoptar este enfoque desde las fases tempranas del diseño es clave para desbloquear nuevos niveles de eficiencia, calidad y valor para nuestros clientes y empresas. DfMA es una herramienta esencial en nuestro arsenal para la innovación y la mejora continua en cada proyecto.

Referencias Bibliográficas

1. Boothroyd G, Dewhurst P, Knight W. Product Design for Manufacture and Assembly. 3rd ed. CRC Press; 2010. (Texto fundamental sobre los principios generales de DfMA).
2. Gibb AGF. Off-site Fabrication: Prefabrication, Pre-assembly and Modularisation. Whittles Publishing; 2001. (Explora la aplicación de conceptos de prefabricación, habilitados por DfMA, en construcción).
3. Mäkiö E, Ronkainen T. Design for Manufacturing and Assembly (DfMA) Guidelines for Building Services. VTT Technical Research Centre of Finland; 2014. Available from: https://www.google.com/search?q=https://www.vttresearch.com/sites/default/files/pdf/technology/2014/T179.pdf (Guía específica de DfMA para instalaciones en edificación).

Recurso Externo Recomendado

Para explorar más sobre los orígenes y herramientas de DfMA, puedes visitar la web de Boothroyd Dewhurst, Inc., pioneros en este campo: Boothroyd Dewhurst, Inc. (DfMA).

Arturo Lares Lleras

Arquitecto, con Maestría en Gerencia de Proyectos, Empresas Constructoras e Inmobiliarias. Scrum Master. Profesional activo del Sector AEC especializado en Construcción de Centros Comerciales y Hoteles, experiencia por más de 650.000 m2 (7 millones sf) proyectados y construidos.