Creation of a database for estimating the assembly and disassembly time of repairable components in industrial products based on the analysis of screwing and unscrewing times

Abstract

[ES] Los desafíos ambientales asociados con la gestión y ciclo de vida de productos industriales, como electrodomésticos y máquinas, son ampliamente reconocidos en la actualidad, tanto a nivel global con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) como a nivel específico en su impacto en la comunidad y los consumidores finales.

Este estudio se sitúa precisamente en este contexto, con el objetivo de anticipar los desafíos ambientales mediante el diseño de productos industriales sostenibles, reciclables y de bajo impacto. Específicamente, este proyecto tiene como objetivo mejorar el ensamblaje/desensamblaje manual de productos industriales mediante enfoques de diseño centrados en el ensamblaje (DfA) y desensamblaje (DfD) para maximizar la recuperación de materiales y componentes, al mismo tiempo que facilita la extracción de componentes que puedan representar un riesgo para el medio ambiente.

En términos prácticos, el estudio se centra en medir el tiempo necesario para atornillar y desatornillar tornillos de diferentes tipos con el fin de crear una base de datos que permita estimar el tiempo requerido para el ensamblaje y desensamblaje de productos industriales. Mediante la recopilación y análisis de datos, el objetivo es establecer relaciones y patrones que permitan una estimación precisa de los tiempos totales de reparación y desmontaje para la reutilización de ciertos componentes. Esto contribuirá a una gestión más eficiente de los recursos y a la toma de decisiones informada en el campo de la producción industrial.

Para lograr este objetivo, se ha desarrollado una plataforma de pruebas, una campaña de pruebas y una base de datos para recopilar los tiempos de ensamblaje y desensamblaje de diferentes tipos de tornillos. Se han realizado pruebas de laboratorio utilizando diferentes tipos de tornillos, basados en su longitud y cabeza, así como varias herramientas manuales como destornilladores o llaves Allen. En cada prueba, se mide el tiempo requerido para estas operaciones utilizando un cronómetro, y los datos se registran posteriormente en una hoja de cálculo de Excel.

Debido al gran número de factores identificados en el análisis inicial, el objetivo específico de este trabajo es abordar la influencia de dos parámetros principales que afectan el tiempo de ensamblaje/desensamblaje: (i) la herramienta utilizada y, (ii) el tipo de cabeza.

Mediante la recopilación de datos, el objetivo es analizar la relación entre las características del tornillo, el nivel de experiencia del operador y el tipo de herramienta utilizada para realizar un análisis estadístico que permita obtener conclusiones relevantes sobre los tiempos de atornillado y desatornillado. Esto proporciona una base sólida para futuras investigaciones y mejoras en el diseño de productos utilizados en el campo industrial.

[EN] Environmental challenges associated with the management and life cycle of industrial products, such as appliances and machines, are widely recognized today, both at a global level with the Sustainable Development Goals (SDGs) and at a specific level in their impact on the community and end consumers. This study is precisely situated in this context, aiming to anticipate environmental challenges by designing sustainable, recyclable, and low-impact industrial products. Specifically, this project aims to improve the manual assembly/disassembly of industrial products by using design approaches focused on assembly (DfA) and disassembly (DfD) to maximize the recovery of materials and components while facilitating the extraction of components that may pose a risk to the environment. In practical terms, the study focuses on measuring the time required to screw and unscrew screws of different types in order to create a database that allows estimating the time required for the assembly and disassembly of industrial products. By collecting and analysing data, the aim is to establish relationships and patterns that enable precise estimation of total repair times and dismantling times for the reuse of certain components. This will contribute to more efficient resource management and informed decision-making in the field of industrial production. To achieve this goal, a test bed, test campaign and a database have been developed to collect the assembly and disassembly times for different types of screws. Laboratory tests have been performed using a different types of screws, based on their length and head, as well as various manual tools such as a screwdriver or an Allen wrench. In each test, the time required for these operations is measured using a stopwatch, and the data is subsequently recorded in an Excel spreadsheet. Due to the large number of factors identified within the initial analysis the specific objective of this work is to address the influence of two main parameters that affect the assembly/disassembly time: (i) the tool used and, (ii) the head type. Through data collection, the aim is to analyse the relationship between screw characteristics, operator experience level, and the type of tool used to perform statistical analysis that allows drawing relevant conclusions about screwing and unscrewing times. This provides a solid foundation for future research and improvements in the design of products used in the industrial field.