Estaba pensando en enfoques para reducir el costo de lanzamiento de un cohete y descubrí que uno de los principales impulsores del costo (especialmente para cohetes consumibles y cohetes algo reutilizables) es la mano de obra de fabricación, es decir, la cantidad de horas-hombre necesarias para terminar el cohete. He preguntado y he obtenido respuestas bastante malas sobre esta pregunta, pero ¿cómo se calcula cuánto tiempo llevará fabricar una pieza? ¿Es puramente por analogía (esta parte es similar a algo que hicimos antes, por lo tanto, debería llevar aproximadamente la misma cantidad de tiempo) o se trata de fundamentos? (esta pieza tiene x número de soldaduras, caras a cortar, etc.)
Sé que el método de fabricación influirá mucho en esto, ya que determinará cuánto se puede automatizar la fabricación. A primera vista, parecería que la impresión 3D es una bendición para un producto de producción de bajo volumen como un cohete, ya que, en teoría, la impresión 3D puede automatizar la producción de cada parte del cohete. ¿Por qué no se ha hecho esto todavía? ¿Es porque los materiales no son lo suficientemente fuertes o porque son demasiado caros?
¿Cómo se estima cuánto tiempo llevará fabricar una pieza? ¿Es puramente por analogía (esta parte es similar a algo que hicimos antes, por lo tanto, debería llevar aproximadamente la misma cantidad de tiempo) o se trata de fundamentos? (esta pieza tiene x número de soldaduras, caras a cortar, etc.)
Ambas cosas.
Solía trabajar con/diseñar dispositivos biomédicos de alta complejidad, bajo volumen y alto rendimiento que utilizaban materiales y procesos similares a los componentes de cohetes, por lo que lo siguiente se basa en mi experiencia personal (su kilometraje puede variar, los ingenieros más experimentados pueden señalar y reír) a lo largo de varios años y proyectos.
Comienza analizando la pieza y el método de producción elegido. ¿Cuántos cortes/soldaduras/capas/pliegues/etc. tiene la pieza? ¿Cómo están orientados? ¿Necesita usar más de una máquina? ¿Cuántas máquinas? ¿Cómo puede mover la pieza de una máquina a la siguiente? ¿Cuántas tareas diferentes están involucradas en el montaje?
Debería terminar con una lista muy detallada de todas las tareas necesarias para pasar del stock de metal y los componentes a la pieza terminada. A continuación, agrega un tiempo a cada paso.
Si la pieza va a utilizar la fabricación sustractiva, entregue sus archivos CAD a un programador de CNC que calcula las trayectorias de las herramientas en función de la geometría de la pieza y regresa con el tiempo total que la pieza necesitará en la máquina.
Este es el tiempo extraído de los fundamentos que indicó en la pregunta; basado puramente en cortes/procesos que definen la pieza. Sustituir la máquina CNC por una impresora 3D o cualquier otra máquina de gran producción para nuestra pieza en particular, el proceso es el mismo.
Lo que es más difícil de estimar con precisión es cuánto tiempo se requerirá fuera de las máquinas. Lo que puede parecer una tarea perfectamente sencilla, a menudo resulta ser inesperadamente complicada. Usted mira un conjunto de válvula con resorte y asume que solo tomará unos minutos ensamblarlo. Luego, realmente lo intenta y es imposible sostener ambas juntas tóricas comprimiendo el resorte mientras sostiene el recinto abierto con la otra mano, y es mejor que su mano no se deslice o el resorte lanzará una junta tórica a través del laboratorio, que luego gastará los próximos cinco minutos en busca de manos y rodillas.
La experiencia ayuda mucho (y seguro que me habría ayudado a mí), pero para dispositivos/piezas novedosos no hay sustituto para hacerlo realmente . Recorriendo el proceso paso a paso, recorriendo literalmente la ruta que tomaría la pieza en la planta de producción, deteniéndose en cada estación y realizando (o simulando) cada tarea, ensamblaje y proceso con su prototipo de preproducción (tiene uno de esos, ¿no?). Incluso entonces, su estimación solo será precisa si la línea de producción cuenta con clones de usted mismo. Para tiempos realmente precisos, deberá probarlo con técnicos de fabricación reales, eso generalmente se llama "producción" y es mejor que tenga las estimaciones justo antes de eso.
Lo más importante es hablar con las personas que realmente van a fabricar la pieza, los técnicos de fabricación y los ingenieros de producción tienen una experiencia invaluable que les permite hacer estimaciones muy precisas en la mayoría de las partes del proceso de producción.
(En algún momento, probablemente querrá establecer tiempos estándar para la pieza y/o los procesos de producción, a veces esto es parte de las estimaciones de tiempo de preproducción, otras veces se usa durante la producción para analizar y optimizar los procesos y el flujo de recursos)
No soy un experto, y hay mucho más para leer sobre el tema si está interesado:
Estimación basada en el conocimiento del tiempo de entrega de fabricación para productos complejos diseñados a pedido Para métodos más avanzados.
Implementación de Estudios de Tiempos y Desarrollo de Tiempos Estándar. Para leer más sobre Standard Times
Manual de estimación de costos de la NASA Para una guía de costos enfocada en profundidad de NASA/Spaceflight, también incluye un poco de estimaciones de tiempo.
Cazador de ciervos
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