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Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
Ingeniería	
  de	
  Diseño	
  
Diseño	
  de	
  producto	
  e	
  ingeniería	
  de	
  producto	
  
Rueda	
  CIM	
  SME	
  




Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
De5inición	
  del	
  PRODUCTO	
  y	
  del	
  
PROCESO	
  
•  Primer	
  segmento	
  de	
  la	
  rueda	
  SME	
  
   •  Diseño	
  
   •  Análisis,	
  simulación	
  y	
  selección	
  de	
  materiales	
  
   •  Documentación	
  del	
  diseño	
  y	
  de	
  producción	
  




                                                                          Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
Diseño	
  del	
  producto	
  y	
  del	
  
proceso	
  
•  Punto	
  de	
  par,da	
  para	
  un	
  estudio	
  de	
  CIM	
  
   •  Los	
  departamentos	
  de	
  diseño	
  son	
  los	
  primeros	
  en	
  usar	
  nuevas	
  
      tecnologías,	
  para	
  realizar	
  tareas	
  de	
  diseño	
  y	
  documentación	
  
   •  Obje,vo:	
  reducir	
  la	
  carga	
  de	
  tediosas	
  tareas	
  manuales	
  presentes	
  
      en	
  el	
  diseño	
  y	
  documentación	
  de	
  productos	
  nuevos	
  y	
  mejorados.	
  	
  




                                                                                                         Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
      ↑	
  eficiencia	
  y	
  ↑	
  producKvidad	
  
   •  En	
  esta	
  fase	
  empieza	
  la	
  concepción	
  inicial	
  del	
  producto,	
  
      normalmente	
  con	
  los	
  planos.	
  Los	
  datos	
  del	
  diseño	
  se	
  almacenan	
  
      en	
  una	
  base	
  de	
  datos	
  común	
  
Herramientas	
  de	
  diseño	
  
                                                                                          Jean	
  de	
  la	
  Grive	
  
                                                                                          Versalles	
  (1746)	
  




                                                                                                                          Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
                                                     “Lo#ing”	
  


                                                                                  Guggenheim	
  (Bilbao)	
  
                                                                                  Frank	
  Gehry	
  




Arquitecto	
  (dibujo	
  de	
  1893)	
     Spline	
  mecánico	
  S	
  XVIII	
  
De5inición	
  del	
  producto	
  y	
  del	
  
proceso	
  
•  Requisitos	
  
   •  Seguir	
  un	
  modelo	
  de	
  diseño,	
  con	
  todos	
  los	
  pasos	
  crí,cos	
  a	
  seguir	
  
      en	
  el	
  diseño	
  
   •  Soaware	
  y	
  herramientas	
  para	
  crear,	
  analizar	
  y	
  verificar	
  las	
  
      opciones	
  de	
  diseño	
  




                                                                                                              Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
   •  PermiKr	
  Ingeniería	
  Concurrente	
  de	
  forma	
  que	
  el	
  personal	
  de	
  
      diseño	
  y	
  de	
  producción	
  parKcipen	
  en	
  la	
  fase	
  de	
  diseño	
  
   •  Principios	
  de	
  diseño	
  que	
  permitan	
  crear	
  un	
  producto	
  que	
  se	
  
      pueda	
  fabricar	
  libre	
  de	
  defectos	
  
De5inición	
  del	
  producto	
  y	
  del	
  
proceso	
  
                                 •  Base	
  datos	
  empresarial	
  
                                    compar,da	
  con	
  una	
  imagen	
  
                                    única	
  de	
  toda	
  la	
  información	
  
                                    sobre	
  el	
  producto	
  
                                 •  PDM:	
  Product	
  Data	
  
                                    Management	
  	
  




                                                                                   Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
                                 •  Red	
  CIM	
  de	
  la	
  empresa	
  
                                 •  LAN,	
  Ethernet	
  
De5inición	
  del	
  producto	
  y	
  del	
  
proceso	
  




                                                                                                            Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
                               Existe	
  intercambio	
  de	
  datos	
  de	
  manera	
  
                               informal	
  entre	
  el	
  área	
  de	
  diseño	
  y	
  la	
  fábrica.	
  
                               En	
  algunas	
  organizaciones	
  se	
  establece	
  una	
  
                               comunicación	
  formal	
  	
  
Ingeniería	
  de	
  diseño	
  
•  Comienzo	
  de	
  la	
  acKvidad	
  
   •  Creación	
  de	
  un	
  nuevo	
  diseño	
  
        •  Generalmente	
  la	
  orden	
  procede	
  de	
  ventas	
  y	
  marke,ng	
  
   •  Orden	
  de	
  trabajo	
  para	
  el	
  departamento	
  de	
  Ingeniería.	
  REA	
  (Request	
  for	
  
      Engineering	
  Ac9on)	
  




                                                                                                                Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
        •  Órdenes	
  internas	
  (un	
  departamento	
  ha	
  detectado	
  algún	
  problema)	
  
        •  Órdenes	
  externas	
  (problema	
  con	
  origen	
  en	
  los	
  usuarios)	
  
Ingeniería	
  de	
  diseño	
  




                                 Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
Ingeniería	
  de	
  diseño	
  
•  Diseño	
  del	
  producto	
  
   •  Responsable	
  del	
  diseño	
  y	
  análisis,	
  selección	
  de	
  materiales,	
  y	
  
      documentación	
  
•  Ingeniería	
  de	
  producción	
  




                                                                                                  Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
   •  Trabajos,	
  procesos,	
  calidad	
  deseada	
  y	
  Kempos	
  de	
  proceso	
  
   •  Decidir	
  si	
  se	
  compra	
  o	
  se	
  fabrica	
  
   •  Técnicas	
  de	
  verificación	
  del	
  producto	
  y	
  del	
  proceso	
  de	
  
      producción:	
  estándares	
  de	
  calidad	
  
Ingeniería	
  de	
  diseño	
  
•  Departamento	
  de	
  Ingeniería	
  
   •  Responsable	
  de	
  controlar	
  los	
  cambios	
  en	
  el	
  producto	
  
   •  Consistencia	
  entre	
  lo	
  que	
  demanda	
  el	
  usuario	
  y	
  la	
  capacidad	
  de	
  
      producción,	
  diseño	
  o	
  modificación	
  de	
  un	
  producto	
  
•  Calidad	
  




                                                                                                         Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
   •  Evita	
  errores	
  en	
  el	
  diseño	
  y	
  la	
  documentación	
  
Ingeniería	
  de	
  diseño	
  




                                 Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
Modelo	
  del	
  proceso	
  de	
  diseño	
  
       Concepción	
          •  Evaluación	
  de	
  las	
  necesidades	
  
   (Conceptualización)	
     •  Definición	
  del	
  problema	
  
                                 •  (Groover,	
  2001)	
  


         Síntesis	
          •  Detalles	
  




                                                                                           Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
         Análisis	
          •  Prueba	
  del	
  diseño.	
  Obtención	
  de	
  datos	
  



                             •  ¿Se	
  cumplen	
  las	
  especificaciones?	
  
        Evaluación	
  

                             	
  
                             •  Pensando	
  en	
  producción	
  
     Documentación	
  
Modelo	
  del	
  proceso	
  de	
  diseño	
  
•  Concepción:	
  definición	
  de	
  caracterís,cas	
  del	
  producto	
  (Form,	
  
   Fit,	
  FuncKon)	
  
   •  Forma	
  
        •  Forma	
  aproximada	
  y	
  esKlo	
  del	
  producto	
  
   •  Adecuación	
  al	
  mercado,	
  y	
  relación	
  con	
  otros	
  productos	
  de	
  la	
  




                                                                                                   Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
      empresa	
  
   •  CaracterísKcas	
  funcionales	
  
        •  Mantenimiento,	
  fiabilidad,	
  rendimiento,	
  etc.	
  

   •  Criterios	
  a	
  menudo	
  procedentes	
  de	
  markeKng	
  
Modelo	
  del	
  proceso	
  de	
  diseño	
  
•  CONCEPCIÓN	
  
  •  Definir	
  el	
  problema	
  de	
  diseño	
  como:	
  
       •  Típico	
  
           •  Diseño	
  repe,,vo,	
  parecido	
  a	
  los	
  anteriores	
  
       •  Alpico	
  




                                                                              Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
           •  Diseño	
  conceptual,	
  algo	
  totalmente	
  diferente	
  
Modelo	
  del	
  proceso	
  de	
  diseño	
  
•  CONCEPCIÓN	
  
  •  “El	
  diseño	
  repe**vo	
  es	
  la	
  aplicación	
  del	
  proceso	
  de	
  diseño	
  a	
  un	
  
     nuevo	
  producto	
  u9lizando	
  piezas	
  de	
  arAculos	
  previamente	
  
     diseñados,	
  o	
  pequeñas	
  variaciones	
  sobre	
  diseños	
  previos”	
  
  •  Diseño	
  repe,,vo.	
  Secuencia	
  de	
  tres	
  pasoso	
  fases:	
  




                                                                                                                 Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
    1.         Establecer	
  las	
  caracterís,cas	
  msicas,	
  funcionales	
  y	
  de	
  mercado	
  del	
  
               producto	
  (FFF)	
  
    2.         Clasificar	
  los	
  productos	
  actuales	
  con	
  caracterísKcas	
  similares.	
  	
  
          •        aplicar	
  diseño	
  paramétrico	
  y/o	
  	
  
          •        desarrollar	
  estándares	
  para	
  productos	
  similares	
  (piezas	
  estándar)	
  
    3.         Modelar	
  el	
  producto	
  gráfica	
  y	
  analíKcamente	
  y	
  comunicar	
  el	
  diseño	
  
               a	
  las	
  demás	
  áreas	
  
Diseño	
  paramétrico	
  




                                                 Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
  AutoCAD	
  2010:	
  Parametric	
  Design	
  
  	
  
Modelo	
  del	
  proceso	
  de	
  diseño	
  
•  CONCEPCIÓN	
  
  •  “El	
  diseño	
  conceptual	
  es	
  la	
  aplicación	
  del	
  proceso	
  de	
  diseño	
  a	
  la	
  
     creación	
  de	
  un	
  nuevo	
  producto	
  que	
  es	
  único,	
  y	
  no	
  se	
  parece	
  a	
  
     ningún	
  producto	
  de	
  los	
  que	
  se	
  fabrican	
  actualmente”	
  
  •  Diseño	
  conceptual.	
  Secuencia	
  de	
  dos	
  pasos:	
  




                                                                                                                           Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
       •  Establecer	
  las	
  caracterís,cas	
  msicas,	
  funcionales	
  y	
  de	
  mercado	
  del	
  
          producto	
  (FFF)	
  
       •  Modelar	
  el	
  producto	
  gráfica	
  y	
  analíKcamente	
  y	
  comunicar	
  el	
  diseño	
  a	
  
          las	
  demás	
  áreas	
  
  •  Se	
  uKliza	
  menos	
  de	
  un	
  10%	
  de	
  las	
  veces	
  
  •  CREATIVIDAD	
  



                                                                                 “thinking	
  outside	
  the	
  box”	
  
Diseño	
  repetitivo	
  -­‐	
  conceptual	
  




                                                Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
Modelo	
  del	
  proceso	
  de	
  diseño	
  
•  SÍNTESIS          	
  	
  
  •  Especificación	
  de	
  materiales,	
  caracterísKcas	
  geométricas,	
  detalle	
  
     dimensional	
  
  •  Modificación	
  del	
  modelo	
  original	
  
       •  Filtrado	
  




                                                                                              Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
       •  Diseño	
  para	
  ensamblado	
  
       •  Diseño	
  para	
  fabricación	
  
  •  Muy	
  acoplado	
  con	
  la	
  fase	
  de	
  concepción	
  
                                                                        Concepción	
  
                                                                    (Conceptualización)	
  



                                                                          Síntesis	
  
Modelo	
  del	
  proceso	
  de	
  diseño	
  
    ConceptualizaKon	
  
                                        •  Nuevo	
  modelo	
  de	
  diseño	
  
          Syntehsis	
  filter	
          •  Filtrado	
  y	
  enriquecimiento	
  
       Design	
  enrichment	
              en	
  el	
  proceso	
  de	
  síntesis	
  




                                                                                       Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
      Design	
  for	
  assembly	
  
   Design	
  for	
  manufacturing	
  


         Analysis	
  


        EvaluaKon	
  


     DocumentaKon	
  
Modelo	
  del	
  proceso	
  de	
  diseño	
  
•  ANÁLISIS	
  
   •  Se	
  chequea	
  el	
  diseño	
  y	
  se	
  recogen	
  datos	
  relaKvos	
  al	
  objeKvo	
  del	
  diseño.	
  
   •  Uso	
  del	
  CAE.	
  
        •  Propiedades	
  del	
  producto.	
  	
  
            •  Volumen,	
  área,	
  peso,	
  centro	
  de	
  masas,	
  etc.	
  




                                                                                                                        Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
   •  Análisis	
  de	
  elementos	
  finitos	
  (FEA).	
  
   •  Esfuerzos	
  máximos,	
  transmisión	
  del	
  calor,	
  simulación	
  de	
  circuitos,	
  etc.	
  




                      Escuadra	
  de	
  aluminio:	
  (a)	
  Diseño	
  original;	
  (b)	
  Diseño	
  óp,mo	
  
Modelo	
  del	
  proceso	
  de	
  diseño	
  
Finite	
  Elements	
  Analysis	
  (FEA)	
  	
  




                                                    Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
Modelo	
  del	
  proceso	
  de	
  diseño	
  
•  EVALUACIÓN	
  
  •  Se	
  estudian	
  los	
  datos	
  recogidos	
  en	
  la	
  fase	
  de	
  análisis,	
  para	
  ver	
  si	
  
     corresponden	
  con	
  las	
  especificaciones	
  definidas	
  en	
  la	
  fase	
  de	
  
     concepción	
  
  •  Herramientas:	
  




                                                                                                                   Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
       •  SW	
  de	
  simulación	
  
       •  HW	
  de	
  proto,pado	
  rápido	
  
Prototipado	
  rápido	
  
LOM:	
  Laminated	
  Object	
  Manufacturing	
  
 Solido	
  SD300	
  




                                                                                              Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
                                                   Mcor	
  Matrix	
  Desktop	
  modeler	
  
Modelo	
  del	
  proceso	
  de	
  diseño	
  
•  DOCUMENTACIÓN	
  
  •  Creación	
  de	
  planos	
  con	
  todas	
  las	
  vistas,	
  planos	
  de	
  detalle	
  y	
  de	
  
     ensamblado	
  
  •  Detalles	
  de	
  diseño,	
  como	
  componentes	
  estándar,	
  notas	
  de	
  
     fabricación,	
  dimensiones	
  y	
  tolerancias	
  




                                                                                                            Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
  •  Documentos	
  de	
  Ingeniería.	
  Número	
  de	
  pieza,	
  lista	
  de	
  materiales,	
  
     y	
  dónde	
  se	
  usa	
  cada	
  pieza	
  
  •  Creación	
  de	
  ficheros	
  que	
  usarán	
  los	
  departamentos	
  de	
  
     planificación	
  y	
  control	
  de	
  la	
  producción,	
  ingeniería	
  de	
  producción,	
  
     markeKng	
  y	
  control	
  de	
  calidad	
  
Modelo	
  del	
  proceso	
  de	
  diseño	
  
•  PROBLEMAS	
  
   •  No	
  parKcipan	
  en	
  el	
  diseño	
  
        •  Fabricación	
  
        •  Proveedores	
  
        •  Otras	
  áreas	
  de	
  la	
  empresa	
  no	
  integradas	
  en	
  el	
  diseño	
  




                                                                                                 Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
•  SOLUCIÓN	
  
   •  Modificación	
  del	
  modelo	
  ⇒	
  INGENIERÍA	
  CONCURRENTE	
  
•  La	
  Ingeniería	
  concurrente	
  es	
  una	
  filoso^a	
  de	
  diseño	
  
   en	
  la	
  que	
  se	
  ,enen	
  en	
  cuenta	
  al	
  diseñar	
  el	
  producto	
  
   los	
  sistemas	
  para	
  fabricarlo,	
  mantenerlo,	
  y	
  destruirlo	
  
   desde	
  la	
  fase	
  inicial	
  del	
  diseño	
  
Modelo	
  del	
  proceso	
  de	
  diseño	
  
•  Sistema	
  tradicional	
  
   •  Flujo	
  lineal	
  
   •  Baja	
  interacción	
  entre	
  los	
  grupos	
  
      responsables	
  del	
  diseño	
  
   •  Realizado	
  sólo	
  por	
  ingenieros	
  de	
  
      diseño	
  




                                                          Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
   •  PROBLEMAS:	
  
        •  Lo	
  productos	
  llegan	
  tarde	
  al	
  
           mercado	
  
        •  Baja	
  calidad	
  
        •  Mal	
  servicio	
  al	
  cliente	
  
        •  Costes	
  altos	
  
        •  No	
  Kenen	
  en	
  cuenta	
  manera	
  
           de	
  desechar	
  el	
  producto	
  
           finalizada	
  su	
  vida	
  úKl	
  
        •  No	
  hay	
  parKcipación	
  del	
  
           personal	
  de	
  planta	
  
Modelo	
  del	
  proceso	
  de	
  diseño	
  




                                                                                Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
•  Nuevo	
  modelo	
  
   •  Inclusión	
  de	
  la	
  Ingeniería	
  Concurrente	
  en	
  el	
  
      modelo	
  anterior	
  
   •  El	
  nivel	
  de	
  parKcipación	
  es	
  mayor	
  en	
  las	
  
      primeras	
  fases	
  del	
  diseño.	
  En	
  las	
  úlKmas	
  fases	
  
      hay	
  menos	
  decisiones	
  críKcas	
  que	
  requieran	
  
      la	
  colaboración	
  del	
  resto	
  de	
  la	
  empresa	
  
Modelo	
  del	
  proceso	
  de	
  diseño	
  
•  Comienzo	
  con	
  un	
  plan	
  de	
  
   mercado,	
  donde	
  se	
  marcan	
  
   objeKvos	
  de	
  producción	
  y	
  
   precio	
  
•  A	
  conKnuación	
  se	
  diseña	
  con	
  




                                                   Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
   el	
  modelo	
  de	
  Ingeniería	
  
   Concurrente	
  con	
  cinco	
  fases	
  
Modelo	
  Operacional	
  del	
  
proceso	
  de	
  diseño 	
  	
  
•  Diseño	
  con	
  Ingeniería	
  Concurrente	
  
   •  Diseño	
  conceptual	
  
       •  Decisiones	
  sobre	
  las	
  especificaciones	
  del	
  producto.	
  Forma,	
  uKlidad	
  y	
  
          funcionalidad	
  (FFF)	
  
       •  Las	
  decisiones	
  afectan	
  al	
  70%	
  del	
  valor	
  final	
  del	
  producto	
  y	
  del	
  




                                                                                                                 Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
          impacto	
  de	
  mercado	
  
       •  Requiere	
  los	
  mejores	
  ingenieros	
  y	
  herramientas	
  
       •  Uso	
  de	
  simulación	
  para	
  el	
  análisis	
  de	
  diseños	
  alternaKvos	
  
Modelo	
  Operacional	
  del	
  proceso	
  de	
  
diseño 	
  	
  
•  Diseño	
  con	
  Ingeniería	
  Concurrente	
  
   •  División	
  del	
  producto	
  en	
  subensamblajes	
  
       •  IdenKficación	
  de	
  posibles	
  variantes.	
  	
  
       •  Aumenta	
  el	
  número	
  de	
  departamentos	
  involucrados	
  en	
  el	
  diseño	
  
       •  Diseño	
  modular	
  para	
  reducir	
  el	
  número	
  de	
  subensamblajes	
  




                                                                                                                   Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
          diferentes.	
  Se	
  consiguen	
  menores	
  costes	
  y	
  una	
  respuesta	
  rápida	
  a	
  las	
  
          condiciones	
  del	
  mercado	
  
Modelo	
  Operacional	
  del	
  proceso	
  de	
  
diseño 	
  	
  
•  Diseño	
  con	
  Ingeniería	
  Concurrente	
  
   •  Diseño	
  de	
  piezas	
  aisladas	
  
        •  Se	
  diseñan	
  todas	
  las	
  piezas	
  del	
  producto	
  principal	
  y	
  los	
  
           subensamblajes	
  
        •  Es	
  cuando	
  parKcipan	
  el	
  máximo	
  número	
  de	
  personas	
  en	
  el	
  diseño	
  




                                                                                                             Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
        •  Cambios	
  drásKcos	
  en	
  las	
  especificaciones	
  producen	
  grandes	
  retrasos	
  
           y	
  son	
  muy	
  caros	
  
   •  Diseño	
  del	
  ajuste	
  entre	
  piezas	
  
        •  Énfasis	
  en	
  el	
  proceso	
  de	
  fabricación	
  
        •  Análisis	
  y	
  simulación	
  de	
  tolerancias	
  
        •  En	
  productos	
  electrónicos,	
  se	
  chequean	
  los	
  circuitos	
  integrados	
  
Modelo	
  Operacional	
  del	
  proceso	
  de	
  
diseño 	
  	
  
•  Diseño	
  con	
  Ingeniería	
  Concurrente	
  
   •  Agrupación	
  de	
  piezas	
  y	
  subensamblajes	
  
       •  Se	
  determina	
  la	
  secuencia	
  de	
  ensamblado	
  
       •  Se	
  diseñan	
  los	
  equipos	
  accesorios,	
  como	
  soportes	
  
       •  Normalmente,	
  se	
  recKfican	
  los	
  diseños	
  previos	
  de	
  las	
  piezas	
  y	
  




                                                                                                          Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
          subensamblajes.	
  Se	
  refinan	
  las	
  tolerancias,	
  o	
  se	
  añaden	
  superficies	
  
          de	
  agarre	
  
       •  Se	
  desarrollan	
  estrategias	
  para	
  validar	
  el	
  producto	
  
       •  Descripción	
  del	
  proceso	
  acorde	
  con	
  ISO	
  9000	
  
Líneas	
  generales	
  de	
  la	
  5iloso5ía	
  de	
  
Ingeniería	
  Concurrente	
  (I)	
  
•  Desde	
  el	
  inicio,	
  deben	
  incluirse	
  expertos	
  de	
  todos	
  los	
  dominios	
  
   como	
  parKcipantes	
  en	
  el	
  proceso	
  de	
  diseño	
  
•  Evitar	
  tomar	
  decisiones	
  irreversibles	
  antes	
  de	
  que	
  sea	
  necesario	
  
•  Realizar	
  una	
  op,mización	
  con,nua	
  del	
  producto	
  y	
  del	
  proceso	
  




                                                                                                            Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
•  IdenKficar	
  los	
  conceptos	
  del	
  producto	
  que	
  son	
  inherentemente	
  
   fáciles	
  de	
  fabricar	
  
•  Centrar	
  el	
  diseño	
  de	
  los	
  componentes	
  en	
  la	
  fabricación	
  y	
  el	
  
   ensamblaje	
  
•  Integrar	
  el	
  diseño	
  del	
  proceso	
  de	
  fabricación	
  en	
  el	
  diseño;	
  converKr	
  
   un	
  concepto	
  en	
  fabricable,	
  vendible	
  y	
  usable.	
  AnKcipando	
  los	
  
   métodos	
  y	
  problemas	
  del	
  proceso	
  de	
  fabricación	
  
Líneas	
  generales	
  de	
  la	
  5iloso5ía	
  de	
  
Ingeniería	
  Concurrente	
  (II)	
  
  •  Reducir	
  el	
  número	
  de	
  piezas	
  y	
  partes	
  
  •  Incrementar	
  la	
  intercambiabilidad	
  entre	
  modelos.	
  Definir	
  
     subensamblajes	
  que	
  puedan	
  usarse	
  en	
  varios	
  modelos	
  
  •  Mejorar	
  la	
  robustez	
  del	
  producto	
  y	
  del	
  proceso	
  




                                                                                                   Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
  •  IdenKficar	
  los	
  pasos	
  del	
  proceso	
  que	
  por	
  su	
  dificultad	
  impiden	
  
     hacer	
  predicciones	
  de	
  Kempos	
  y	
  costes	
  
  •  Ajustar	
  las	
  tolerancias	
  para	
  eliminar	
  fallos	
  durante	
  el	
  
     ensamblaje	
  
  •  IdenKficar	
  los	
  elementos	
  que	
  deben	
  verificarse	
  
  •  Diseñar	
  piezas	
  auxiliares	
  
  •  Diseñar	
  el	
  proceso	
  de	
  fabricación	
  y	
  la	
  secuencia	
  de	
  
     ensamblaje	
  
Modelo	
  del	
  proceso	
  de	
  diseño	
  
•  Diseño	
  con	
  Ingeniería	
  Concurrente.	
  CONCLUSIÓN	
  
   •  Requiere	
  más	
  ,empo	
  y	
  dinero	
  que	
  la	
  metodología	
  de	
  diseño	
  
      convencional	
  
   •  Cada	
  paso	
  involucra	
  no	
  sólo	
  a	
  los	
  diseñadores	
  del	
  producto,	
  sino	
  
      a	
  diseñadores	
  de	
  sistemas	
  de	
  fabricación,	
  de	
  mantenimiento	
  y	
  de	
  




                                                                                                           Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
      gesKón	
  de	
  residuos	
  
   •  Reduce	
  el	
  ,empo	
  de	
  llegada	
  al	
  mercado,	
  ya	
  que	
  los	
  sistemas	
  de	
  
      producción	
  están	
  listos	
  antes,	
  al	
  tenerse	
  en	
  consideración	
  
      durante	
  la	
  fase	
  de	
  diseño	
  
   •  La	
  construcción	
  de	
  herramientas	
  y	
  sistemas	
  de	
  producción	
  no	
  
      comienza	
  hasta	
  que	
  no	
  ha	
  finalizado	
  el	
  diseño	
  
¿Qué	
  es	
  ISO9000?	
  
•  ISO9000	
  es	
  una	
  familia	
  de	
  estándares	
  de	
  calidad,	
  
   desarrollados	
  por	
  la	
  Organización	
  Internacional	
  para	
  la	
  
   Estandarización	
  
•  Las	
  compañías	
  pueden	
  ser	
  cer,ficadas	
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  Pedraza	
  (10/11)	
  
•  El	
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 •  Bajo	
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  Estándar:	
  
     •  ISO9001.	
  Compañías	
  que	
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        y	
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                                                                                                                   Luis	
  Pedraza	
  (10/11)	
  
        diseño	
  y	
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  Compañías	
  que	
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  ISO9001-­‐2000	
  
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Diseño de producto e ingeniería de producto - Modelo del proceso de diseño

  • 1. Luis  Pedraza  (10/11)   Ingeniería  de  Diseño   Diseño  de  producto  e  ingeniería  de  producto  
  • 2. Rueda  CIM  SME   Luis  Pedraza  (10/11)  
  • 3. De5inición  del  PRODUCTO  y  del   PROCESO   •  Primer  segmento  de  la  rueda  SME   •  Diseño   •  Análisis,  simulación  y  selección  de  materiales   •  Documentación  del  diseño  y  de  producción   Luis  Pedraza  (10/11)  
  • 4. Diseño  del  producto  y  del   proceso   •  Punto  de  par,da  para  un  estudio  de  CIM   •  Los  departamentos  de  diseño  son  los  primeros  en  usar  nuevas   tecnologías,  para  realizar  tareas  de  diseño  y  documentación   •  Obje,vo:  reducir  la  carga  de  tediosas  tareas  manuales  presentes   en  el  diseño  y  documentación  de  productos  nuevos  y  mejorados.     Luis  Pedraza  (10/11)   ↑  eficiencia  y  ↑  producKvidad   •  En  esta  fase  empieza  la  concepción  inicial  del  producto,   normalmente  con  los  planos.  Los  datos  del  diseño  se  almacenan   en  una  base  de  datos  común  
  • 5. Herramientas  de  diseño   Jean  de  la  Grive   Versalles  (1746)   Luis  Pedraza  (10/11)   “Lo#ing”   Guggenheim  (Bilbao)   Frank  Gehry   Arquitecto  (dibujo  de  1893)   Spline  mecánico  S  XVIII  
  • 6. De5inición  del  producto  y  del   proceso   •  Requisitos   •  Seguir  un  modelo  de  diseño,  con  todos  los  pasos  crí,cos  a  seguir   en  el  diseño   •  Soaware  y  herramientas  para  crear,  analizar  y  verificar  las   opciones  de  diseño   Luis  Pedraza  (10/11)   •  PermiKr  Ingeniería  Concurrente  de  forma  que  el  personal  de   diseño  y  de  producción  parKcipen  en  la  fase  de  diseño   •  Principios  de  diseño  que  permitan  crear  un  producto  que  se   pueda  fabricar  libre  de  defectos  
  • 7. De5inición  del  producto  y  del   proceso   •  Base  datos  empresarial   compar,da  con  una  imagen   única  de  toda  la  información   sobre  el  producto   •  PDM:  Product  Data   Management     Luis  Pedraza  (10/11)   •  Red  CIM  de  la  empresa   •  LAN,  Ethernet  
  • 8. De5inición  del  producto  y  del   proceso   Luis  Pedraza  (10/11)   Existe  intercambio  de  datos  de  manera   informal  entre  el  área  de  diseño  y  la  fábrica.   En  algunas  organizaciones  se  establece  una   comunicación  formal    
  • 9. Ingeniería  de  diseño   •  Comienzo  de  la  acKvidad   •  Creación  de  un  nuevo  diseño   •  Generalmente  la  orden  procede  de  ventas  y  marke,ng   •  Orden  de  trabajo  para  el  departamento  de  Ingeniería.  REA  (Request  for   Engineering  Ac9on)   Luis  Pedraza  (10/11)   •  Órdenes  internas  (un  departamento  ha  detectado  algún  problema)   •  Órdenes  externas  (problema  con  origen  en  los  usuarios)  
  • 10. Ingeniería  de  diseño   Luis  Pedraza  (10/11)  
  • 11. Ingeniería  de  diseño   •  Diseño  del  producto   •  Responsable  del  diseño  y  análisis,  selección  de  materiales,  y   documentación   •  Ingeniería  de  producción   Luis  Pedraza  (10/11)   •  Trabajos,  procesos,  calidad  deseada  y  Kempos  de  proceso   •  Decidir  si  se  compra  o  se  fabrica   •  Técnicas  de  verificación  del  producto  y  del  proceso  de   producción:  estándares  de  calidad  
  • 12. Ingeniería  de  diseño   •  Departamento  de  Ingeniería   •  Responsable  de  controlar  los  cambios  en  el  producto   •  Consistencia  entre  lo  que  demanda  el  usuario  y  la  capacidad  de   producción,  diseño  o  modificación  de  un  producto   •  Calidad   Luis  Pedraza  (10/11)   •  Evita  errores  en  el  diseño  y  la  documentación  
  • 13. Ingeniería  de  diseño   Luis  Pedraza  (10/11)  
  • 14. Modelo  del  proceso  de  diseño   Concepción   •  Evaluación  de  las  necesidades   (Conceptualización)   •  Definición  del  problema   •  (Groover,  2001)   Síntesis   •  Detalles   Luis  Pedraza  (10/11)   Análisis   •  Prueba  del  diseño.  Obtención  de  datos   •  ¿Se  cumplen  las  especificaciones?   Evaluación     •  Pensando  en  producción   Documentación  
  • 15. Modelo  del  proceso  de  diseño   •  Concepción:  definición  de  caracterís,cas  del  producto  (Form,   Fit,  FuncKon)   •  Forma   •  Forma  aproximada  y  esKlo  del  producto   •  Adecuación  al  mercado,  y  relación  con  otros  productos  de  la   Luis  Pedraza  (10/11)   empresa   •  CaracterísKcas  funcionales   •  Mantenimiento,  fiabilidad,  rendimiento,  etc.   •  Criterios  a  menudo  procedentes  de  markeKng  
  • 16. Modelo  del  proceso  de  diseño   •  CONCEPCIÓN   •  Definir  el  problema  de  diseño  como:   •  Típico   •  Diseño  repe,,vo,  parecido  a  los  anteriores   •  Alpico   Luis  Pedraza  (10/11)   •  Diseño  conceptual,  algo  totalmente  diferente  
  • 17. Modelo  del  proceso  de  diseño   •  CONCEPCIÓN   •  “El  diseño  repe**vo  es  la  aplicación  del  proceso  de  diseño  a  un   nuevo  producto  u9lizando  piezas  de  arAculos  previamente   diseñados,  o  pequeñas  variaciones  sobre  diseños  previos”   •  Diseño  repe,,vo.  Secuencia  de  tres  pasoso  fases:   Luis  Pedraza  (10/11)   1.  Establecer  las  caracterís,cas  msicas,  funcionales  y  de  mercado  del   producto  (FFF)   2.  Clasificar  los  productos  actuales  con  caracterísKcas  similares.     •  aplicar  diseño  paramétrico  y/o     •  desarrollar  estándares  para  productos  similares  (piezas  estándar)   3.  Modelar  el  producto  gráfica  y  analíKcamente  y  comunicar  el  diseño   a  las  demás  áreas  
  • 18. Diseño  paramétrico   Luis  Pedraza  (10/11)   AutoCAD  2010:  Parametric  Design    
  • 19. Modelo  del  proceso  de  diseño   •  CONCEPCIÓN   •  “El  diseño  conceptual  es  la  aplicación  del  proceso  de  diseño  a  la   creación  de  un  nuevo  producto  que  es  único,  y  no  se  parece  a   ningún  producto  de  los  que  se  fabrican  actualmente”   •  Diseño  conceptual.  Secuencia  de  dos  pasos:   Luis  Pedraza  (10/11)   •  Establecer  las  caracterís,cas  msicas,  funcionales  y  de  mercado  del   producto  (FFF)   •  Modelar  el  producto  gráfica  y  analíKcamente  y  comunicar  el  diseño  a   las  demás  áreas   •  Se  uKliza  menos  de  un  10%  de  las  veces   •  CREATIVIDAD   “thinking  outside  the  box”  
  • 20. Diseño  repetitivo  -­‐  conceptual   Luis  Pedraza  (10/11)  
  • 21. Modelo  del  proceso  de  diseño   •  SÍNTESIS     •  Especificación  de  materiales,  caracterísKcas  geométricas,  detalle   dimensional   •  Modificación  del  modelo  original   •  Filtrado   Luis  Pedraza  (10/11)   •  Diseño  para  ensamblado   •  Diseño  para  fabricación   •  Muy  acoplado  con  la  fase  de  concepción   Concepción   (Conceptualización)   Síntesis  
  • 22. Modelo  del  proceso  de  diseño   ConceptualizaKon   •  Nuevo  modelo  de  diseño   Syntehsis  filter   •  Filtrado  y  enriquecimiento   Design  enrichment   en  el  proceso  de  síntesis   Luis  Pedraza  (10/11)   Design  for  assembly   Design  for  manufacturing   Analysis   EvaluaKon   DocumentaKon  
  • 23. Modelo  del  proceso  de  diseño   •  ANÁLISIS   •  Se  chequea  el  diseño  y  se  recogen  datos  relaKvos  al  objeKvo  del  diseño.   •  Uso  del  CAE.   •  Propiedades  del  producto.     •  Volumen,  área,  peso,  centro  de  masas,  etc.   Luis  Pedraza  (10/11)   •  Análisis  de  elementos  finitos  (FEA).   •  Esfuerzos  máximos,  transmisión  del  calor,  simulación  de  circuitos,  etc.   Escuadra  de  aluminio:  (a)  Diseño  original;  (b)  Diseño  óp,mo  
  • 24. Modelo  del  proceso  de  diseño   Finite  Elements  Analysis  (FEA)     Luis  Pedraza  (10/11)  
  • 25. Modelo  del  proceso  de  diseño   •  EVALUACIÓN   •  Se  estudian  los  datos  recogidos  en  la  fase  de  análisis,  para  ver  si   corresponden  con  las  especificaciones  definidas  en  la  fase  de   concepción   •  Herramientas:   Luis  Pedraza  (10/11)   •  SW  de  simulación   •  HW  de  proto,pado  rápido  
  • 26. Prototipado  rápido   LOM:  Laminated  Object  Manufacturing   Solido  SD300   Luis  Pedraza  (10/11)   Mcor  Matrix  Desktop  modeler  
  • 27. Modelo  del  proceso  de  diseño   •  DOCUMENTACIÓN   •  Creación  de  planos  con  todas  las  vistas,  planos  de  detalle  y  de   ensamblado   •  Detalles  de  diseño,  como  componentes  estándar,  notas  de   fabricación,  dimensiones  y  tolerancias   Luis  Pedraza  (10/11)   •  Documentos  de  Ingeniería.  Número  de  pieza,  lista  de  materiales,   y  dónde  se  usa  cada  pieza   •  Creación  de  ficheros  que  usarán  los  departamentos  de   planificación  y  control  de  la  producción,  ingeniería  de  producción,   markeKng  y  control  de  calidad  
  • 28. Modelo  del  proceso  de  diseño   •  PROBLEMAS   •  No  parKcipan  en  el  diseño   •  Fabricación   •  Proveedores   •  Otras  áreas  de  la  empresa  no  integradas  en  el  diseño   Luis  Pedraza  (10/11)   •  SOLUCIÓN   •  Modificación  del  modelo  ⇒  INGENIERÍA  CONCURRENTE   •  La  Ingeniería  concurrente  es  una  filoso^a  de  diseño   en  la  que  se  ,enen  en  cuenta  al  diseñar  el  producto   los  sistemas  para  fabricarlo,  mantenerlo,  y  destruirlo   desde  la  fase  inicial  del  diseño  
  • 29. Modelo  del  proceso  de  diseño   •  Sistema  tradicional   •  Flujo  lineal   •  Baja  interacción  entre  los  grupos   responsables  del  diseño   •  Realizado  sólo  por  ingenieros  de   diseño   Luis  Pedraza  (10/11)   •  PROBLEMAS:   •  Lo  productos  llegan  tarde  al   mercado   •  Baja  calidad   •  Mal  servicio  al  cliente   •  Costes  altos   •  No  Kenen  en  cuenta  manera   de  desechar  el  producto   finalizada  su  vida  úKl   •  No  hay  parKcipación  del   personal  de  planta  
  • 30. Modelo  del  proceso  de  diseño   Luis  Pedraza  (10/11)   •  Nuevo  modelo   •  Inclusión  de  la  Ingeniería  Concurrente  en  el   modelo  anterior   •  El  nivel  de  parKcipación  es  mayor  en  las   primeras  fases  del  diseño.  En  las  úlKmas  fases   hay  menos  decisiones  críKcas  que  requieran   la  colaboración  del  resto  de  la  empresa  
  • 31. Modelo  del  proceso  de  diseño   •  Comienzo  con  un  plan  de   mercado,  donde  se  marcan   objeKvos  de  producción  y   precio   •  A  conKnuación  se  diseña  con   Luis  Pedraza  (10/11)   el  modelo  de  Ingeniería   Concurrente  con  cinco  fases  
  • 32. Modelo  Operacional  del   proceso  de  diseño     •  Diseño  con  Ingeniería  Concurrente   •  Diseño  conceptual   •  Decisiones  sobre  las  especificaciones  del  producto.  Forma,  uKlidad  y   funcionalidad  (FFF)   •  Las  decisiones  afectan  al  70%  del  valor  final  del  producto  y  del   Luis  Pedraza  (10/11)   impacto  de  mercado   •  Requiere  los  mejores  ingenieros  y  herramientas   •  Uso  de  simulación  para  el  análisis  de  diseños  alternaKvos  
  • 33. Modelo  Operacional  del  proceso  de   diseño     •  Diseño  con  Ingeniería  Concurrente   •  División  del  producto  en  subensamblajes   •  IdenKficación  de  posibles  variantes.     •  Aumenta  el  número  de  departamentos  involucrados  en  el  diseño   •  Diseño  modular  para  reducir  el  número  de  subensamblajes   Luis  Pedraza  (10/11)   diferentes.  Se  consiguen  menores  costes  y  una  respuesta  rápida  a  las   condiciones  del  mercado  
  • 34. Modelo  Operacional  del  proceso  de   diseño     •  Diseño  con  Ingeniería  Concurrente   •  Diseño  de  piezas  aisladas   •  Se  diseñan  todas  las  piezas  del  producto  principal  y  los   subensamblajes   •  Es  cuando  parKcipan  el  máximo  número  de  personas  en  el  diseño   Luis  Pedraza  (10/11)   •  Cambios  drásKcos  en  las  especificaciones  producen  grandes  retrasos   y  son  muy  caros   •  Diseño  del  ajuste  entre  piezas   •  Énfasis  en  el  proceso  de  fabricación   •  Análisis  y  simulación  de  tolerancias   •  En  productos  electrónicos,  se  chequean  los  circuitos  integrados  
  • 35. Modelo  Operacional  del  proceso  de   diseño     •  Diseño  con  Ingeniería  Concurrente   •  Agrupación  de  piezas  y  subensamblajes   •  Se  determina  la  secuencia  de  ensamblado   •  Se  diseñan  los  equipos  accesorios,  como  soportes   •  Normalmente,  se  recKfican  los  diseños  previos  de  las  piezas  y   Luis  Pedraza  (10/11)   subensamblajes.  Se  refinan  las  tolerancias,  o  se  añaden  superficies   de  agarre   •  Se  desarrollan  estrategias  para  validar  el  producto   •  Descripción  del  proceso  acorde  con  ISO  9000  
  • 36. Líneas  generales  de  la  5iloso5ía  de   Ingeniería  Concurrente  (I)   •  Desde  el  inicio,  deben  incluirse  expertos  de  todos  los  dominios   como  parKcipantes  en  el  proceso  de  diseño   •  Evitar  tomar  decisiones  irreversibles  antes  de  que  sea  necesario   •  Realizar  una  op,mización  con,nua  del  producto  y  del  proceso   Luis  Pedraza  (10/11)   •  IdenKficar  los  conceptos  del  producto  que  son  inherentemente   fáciles  de  fabricar   •  Centrar  el  diseño  de  los  componentes  en  la  fabricación  y  el   ensamblaje   •  Integrar  el  diseño  del  proceso  de  fabricación  en  el  diseño;  converKr   un  concepto  en  fabricable,  vendible  y  usable.  AnKcipando  los   métodos  y  problemas  del  proceso  de  fabricación  
  • 37. Líneas  generales  de  la  5iloso5ía  de   Ingeniería  Concurrente  (II)   •  Reducir  el  número  de  piezas  y  partes   •  Incrementar  la  intercambiabilidad  entre  modelos.  Definir   subensamblajes  que  puedan  usarse  en  varios  modelos   •  Mejorar  la  robustez  del  producto  y  del  proceso   Luis  Pedraza  (10/11)   •  IdenKficar  los  pasos  del  proceso  que  por  su  dificultad  impiden   hacer  predicciones  de  Kempos  y  costes   •  Ajustar  las  tolerancias  para  eliminar  fallos  durante  el   ensamblaje   •  IdenKficar  los  elementos  que  deben  verificarse   •  Diseñar  piezas  auxiliares   •  Diseñar  el  proceso  de  fabricación  y  la  secuencia  de   ensamblaje  
  • 38. Modelo  del  proceso  de  diseño   •  Diseño  con  Ingeniería  Concurrente.  CONCLUSIÓN   •  Requiere  más  ,empo  y  dinero  que  la  metodología  de  diseño   convencional   •  Cada  paso  involucra  no  sólo  a  los  diseñadores  del  producto,  sino   a  diseñadores  de  sistemas  de  fabricación,  de  mantenimiento  y  de   Luis  Pedraza  (10/11)   gesKón  de  residuos   •  Reduce  el  ,empo  de  llegada  al  mercado,  ya  que  los  sistemas  de   producción  están  listos  antes,  al  tenerse  en  consideración   durante  la  fase  de  diseño   •  La  construcción  de  herramientas  y  sistemas  de  producción  no   comienza  hasta  que  no  ha  finalizado  el  diseño  
  • 39. ¿Qué  es  ISO9000?   •  ISO9000  es  una  familia  de  estándares  de  calidad,   desarrollados  por  la  Organización  Internacional  para  la   Estandarización   •  Las  compañías  pueden  ser  cer,ficadas  ISO9000  mediante  una   rigurosa  auditoría  a  sus  procesos   Luis  Pedraza  (10/11)   •  El  propósito  de  esta  auditoría  es  demostrar  que  las  compañías   han  documentado  sus  procesos  en  las  20  diferentes   categorías,  y  que  están  llevando  a  cabo  sus  procesos  tal  como   los  han  documentado   •  Esta  cer,ficación  ayuda  a  asegurar  a  otras  compañías  que   determinada  firma  realmente  hace  lo  que  dice,  siempre  
  • 40. ¿Bajo  qué  estándar  le  corresponde  certi5icarse  a  mi  compañía?   •  Bajo  versión  1994  del  Estándar:   •  ISO9001.  Compañías  que  llevan  a  cabo  todas  las  acKvidades  desde  diseño   y  desarrollo  de  productos,  procuración  de  materias  primas,  producción,   pruebas,  instalación  y  servicio   •  ISO9002.  Compañías  que  llevan  a  cabo  todas  las  acKvidades,  excepto   Luis  Pedraza  (10/11)   diseño  y  desarrollo  de  productos   •  ISO9003.  Compañías  que  llevan  a  cabo  sólo  inspección  y  pruebas   •  A  parKr  de  la  entrada  en  vigor  de  la  versión  2000  del  Estándar,  estos   tres  documentos  se  fusionan  en  uno  solo,  denominado  ISO9001-­‐2000   y  cada  compañía  deberá  especificar  cuáles  cláusulas  pretende  dejar   fuera  del  alcance  de  su  cerKficación,  en  común  acuerdo  con  la  firma   acreditadora  que  la  vaya  a  cerKficar,  todo  esto  bajo  las  directrices  del   Estándar