Unidad 2. Diseño del producto

Transcripción

1 Programa N UNIDAD 1 Manufactura Integrada y fabricación flexible. Modelo CIM y ERP 2 Diseño de Productos 3 Ingeniería Asistida por Computador (CAE) 4 Modelado geométrico asistida por computador 5 Control Numérico 6 CAD/CAM 7 Introducción a la robótica 8 Visión artificial 9 Tecnología de grupo y procesos de fabricación 10 Gestión de Producción 11 Taller CIM. Proyecto final 1

2 Unidad 2. Diseño del producto 1. El proceso de diseño 2. Diseño para la Manufactura (DFM) 3. Análisis de efectos y modos de falla (FMEA) 4. Análisis de árbol de fallas (FTA) 5. Tecnología en Diseño (CAD/CAM) 6. Desglose de la función calidad (QFD) 7. Estudio de un caso 2

3 1. El proceso de diseño Es un proceso crítico de la firma Especifica que materiales usar, dimensiones y tolerancias Define la apariencia y estándares Un efectivo proceso de diseño: Satisface los requerimientos del cliente Pone los requerimientos al menor costo y de manera simple Reduce el tiempo requerido de diseño Minimiza las revisiones para un diseño fabricable 3

4 El proceso de diseño Ideas 4

5 Mejorando el Proceso de Diseño Las decisionesde diseño afectan: las estrategias de ventas la eficiencia de la fabricación la rápidez de reparación los costos de producción 60 a 80% del costo de producción se determina en el proceso de diseño 5

6 Ejemplo: Costo de un cambio importante en un componente electrónico En la fase de diseño US$ En la planificación de la fabricación US$ Durante la producción final US$ 6

7 Qué empresa es más competitiva? N de cambios en el diseño 90% de los cambios Empresa 2 Empresa 1 Meses antes de la producción Inicio de la producción 7

8 Diseño sequencial Concepto del producto Especificaciones de Fabricación Criterios de calidad Especificaciones de diseño Clientes Marketing Diseño Ingeniería de Fabricación Producción 8

9 Diseño Concurrente Diseño Clientes Producción Marketing Ingeniería de Fabricación 9

10 Claves para el Proceso de Diseño Equipos de diseño multifuncionales Decisiones concurrentes y no secuenciales Diseño para la manufactura y ensamblado Diseño para el mediambiente Medición del diseño de calidad Utilizando el Despliege de la Función Calidad Diseño por robustes 10

11 Ejercicio: Diseño o Ingeniería Concurrente Costos de Producción A: si A 4 30 $/Unid, sino 5 $/Unid B: si B 3 20 $/Unid, sino 10 $/Unid C: si C 6 15 $/Unid, sino 10 $/Unid 11

12 2. Diseño para la Manufactura (DFM: Design for Manufacturing) El diseño es el primer paso de la manufactura Guías en DFM: Minimizar el número de partes Desarrollar un diseño modular Diseñar partes para muchos usos Eliminar ajustes Evitar herramientas Usar partes estandar cuando posible Análisar fallas 12

13 24 piezas 84 seg de ensamble 4 piezas 12 seg de ensamble 2 piezas 2 seg de ensamble 13

14 3. Análisis de Efectos y Modos de Fallas (FMEA: Failure mode and Effects Analysis) Análisis de causas y efectos de las fallas del producto Funciones del Producto y sus componentes Definir modos de fallas Ordenar modos de fallas según importancia Listar efectos de las fallas Buscar acciones correctivas Modo de Falla Causa de Falla Efecto de Falla Acción correctiva 14

15 Ejercicio Modo de Falla Causa de Falla Efecto de Falla Acción correctiva Grietas en el fondo de la garganta La correa resbala El volante vibra Área garganta pequeña velocidades incorrectas material sierra Pbs en madera Tensión excesiva Angulo de ataque Baja tensión contaminación desgaste motor corrido Desbalanceo desalineado rodamientos impurezas en volante Sierra rota Aumentar area Sierra rota Corrrea cortada Aumento kerf 15

16 4. Análisis de Arbol de Fallas (FTA: Failure Tree Analysis) Método visual para análisar la interelación entre fallas Y O FALLA Se despega el tapacantos XXX Solución no deseada Solución aceptable 16

17 Papas que se quebran Y Demasiada quebradiza Demasiado delgada O Solución no deseada Solución aceptable Más humedad Menos curvatura Ajustar Procedimiento de freído Aumentar espesor Reducir tamaño XXX XXX Aumentar calor Regular tiempo 17

18 Diseño para el Mediomabiente (Design for Environement: DFE) Diseñar productos de material reciclable, usando materiales y componentes que pueden reciclarse, diseñando un producto que es más fácil reparar que botar y minimizando el empaquetado innecesario. También incluye minimizar el material y la energía usada durante la fabricación, consumo y destrucción Ejemplos: Embalages de frutas madera por cartón Ecocertificcación: trazabilidad Bolsas e supermercados ISO Otros? 18

19 Green Design Can Be Profitable Compañías que consiguen una ventaja en legislación medioambiental han descubierto algunos beneficios sorprendentes. Por ejemplo, McDonald y DaimlerChrysler están ahorrando millones de dólares a través de un proceso de auditoría de desechos que se concentra en reducir la cantidad de pérdida generado al principio. McDonald ha eliminado 40 por ciento de sus costos de basura permanentemente. Semejantemente, un planta de Jeep Cherokee eliminó 70 por ciento de la basura enviaba a los basurales. El programa de Xerox para reciclar partes de copiador (cartuchos, suministros de poder, motores, sistemas de papel-transporte, circuitos impresos, y rodillos de metal), llamado diseño para el reasemblaje, ahorra a la compañía anualmente más de $200 millones. El proceso involucra el desmontanje de una máquina y reemplaza partes estropeadas con nuevas, remanufacturadas o componentes usados, limpiando la máquina y probándola para asegurarse entonces que se encuentra la misma calidad y normas de fiabilidad de una máquina recientemente fabricada. La meta de Xerox es cero pérdida. Si los consumidores comprarán (o pagaran el precio total) los productos restaurados está por verse. Además, ante el gran número de compañías que comienzan esfuerzos de remanufactura, varias leyes de protección a los consumidores tendrían que ser cambiadas. Source: John Holusha "Who Foots the Bill for Recycling?" New York Times, April 25,

20 6. Desglose de la Función Calidad (Quality Function Deployement) Ingeniería Concurrente: mucha coordinación Se necesitan métodos formales Todos deben conocer los objetivos Cómo llevar la voz del cliente a requerimientos técnicos en todos las etapas de dieño y fabricación? QFD 20

21 Diagramas de matrices en forma de casa: La Casa de la Calidad Importancia Requerimientos de clientes 2. Evaluación de la competencia 3. Características de diseño 4. Matriz de relaciones 5. Matriz de cambios 6. Objetivos de diseño y evaluaciones técnicas 6 21

22 Importancia 22

23 Ejemplo: Estudie las mejoras de este producto tomando en cuenta los requerimientos de los clientes y la situación de dos competidores A y B 23

24 Inicio del QFD Críterios de resistencia Evaluación Competitiva Requerimientos del Cliente Que no se raye A X B Fácil de abrir 5 B A X Que no cojee 9 X A B Confortable 7 A X B Muro 8 Estética Color natural Cantos redondeados Sin nudos Líneas simples B A AB X A X B X A B X 24

25 + positivo fuerte Críterios de resistencia Requerimientos del Cliente Que no se raye Fácil de abrir Que no cojee Confortable Dureza Carga Resistencia tornillos Tolerancia largo patas Dimensiones y material Paralelismo guías terminaciones Radios en cantos Rugosidad seguridad y ergonomía Dimensiones ergonómicas Madera sin nudos + positivo medio - negativo medio - negativo fuerte Características del diseño del producto Estética Color natural Cantos redondeados Sin nudos Líneas simples Matriz de relaciones Medidas objetivas Dificultad Técnica Impacto estimado Costo estimado Unidades de medida Producto A Producto B 0,5 Nuestro producto 2,

26 Carga Dimensiones y material terminaciones Matriz de cambios seguridad y ergonomía + - positivo fuerte + positivo medio - negativo medio negativo fuerte 26 Dureza Resistencia tornillos Tolerancia largo patas Paralelismo guías Radios en cantos Rugosidad Dimensiones ergonómicas Madera sin nudos + + -

27 Carga Dimensiones y material terminaciones seguridad y ergonomía Requerimientos del Cliente Dureza Resistencia tornillos Tolerancia largo patas Paralelismo guías Radios en cantos Rugosidad Dimensiones ergonómicas Madera sin nudos Datos técnicos Críterios de resistencia Resultado del análisis Estética Medidas objetivas Dificultad Técnica Impacto estimado Costo estimado Referencias Cambios de diseño Unidades de medida Producto A Producto B Nuestro producto Janka kg mm mm/m mm μm S/N S/N 0,5 2,

28 1 : entradas 2 : análisis 3 : criterios técnicos a tratar 28

29 Tarea 2: Haga un análisis de tres productos competidores reales. Seleccione uno como suyo. Trabaje en equipo para un QFD (Casa de la Calidad) QFD 29