Métodos para generación de Soluciones

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1 Métodos para generación de Soluciones FASE DE DISEÑO CONCEPTUAL Dr. Ing. HERIBERTO MAURY DEPARTAMENTO DE ING. MECÁNICA UNIVERSIDAD DEL NORTE BARRANQUILLA 1

2 De dónde venimos a dónde vamos? Introducción a la Ing. Concurrente Métodos para el diseño Conceptual Métodos Tradicionales Métodos Sistemáticos Casos 2

3 Contenido de la presentación Definición de Diseño Conceptual Tipos de métodos de síntesis a partir de la estructura Funcional Lluvia de ideas Sinéctica Diagramas Morfológicos Método MESISOLC Ejemplo Diseño Conceptual enfoque tradicional Ejemplo Soluciones a partir del análisis Funcional Método MESISOLC (Principios) Algoritmo Método MESISOLC Caso I. Aplicación del Método MESISOLC 3

4 GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DE SOLUCIONES DEFINICIÓN Fase del proceso de diseño que se inicia una vez se ha descrito el comportamiento requerido del producto por medio de la especificación inicial, para lograr un conjunto de alternativas que deben ser sometidas a evaluación para elegir la mejor Es importante anotar, que aunque la generación de soluciones es la esencia del diseño es el aspecto menos entendido En esta parte se estudiará especificamente el problema de generación de soluciones a partir de la estructura funcional 4

5 Tipos de Métodos Métodos creativos: tormenta de ideas, sinéctica, métodos de eliminación de bloqueos mentales (ampliación del espacio de búsqueda), métodos análogicos, etc. Métodos racionales: Análisis o estructuración funcional, métodos morfológicos (cartas morfológicas), métodos de acotación del campo de soluciones, etc. Análisis de casos. 5

6 Qué es la creatividad? 6

7 MÉTODOS PARA LA GENERACIÓN DE SOLUCIONES A NIVEL CONCEPTUAL Lluvia o Tormenta de Ideas Estimular a un grupo de personas a que para que presenten muchas ideas rápidamente. Sinéctica Dirigir la actividad espontánea del cerebro y del sistema nervioso hacia la exploración y transformación de los problemas de diseño Supresión de Bloqueos mentales Encontrar nuevas direcciones de búsqueda si en el espacio de búsqueda aparente no se ha obtenido una solución totalmente aceptable Métodos de Búsqueda de ideas Diagramas morfológicos MESISOLC Ampliar el espacio de búsqueda de soluciones en el diseño a partir de principios básicos que deben ser combinados, requiere como medio previo el análisis funcional (DFF) El método de síntesis de soluciones a nivel conceptual utiliza la estructura funcional, para buscar principios de solución asociados a la funciones que no se combinan de forma automática, sino que utiliza una estrategia de acotación heurística para obtener las combinaciones apropiadas que también son evaluadas 7

8 Enfoque tradicional 1. Definición del problema: Concepción y desarrollo de un sistema de manipulación de materiales del tipo continuo para la recepción desde volquetas de 5m 3 de arena, almacenamiento (100 m 3 ) y dosificación al transportador del mezclador. La capacidad de recepción es de 50 mtph, la dosificación de 40 mtph, el tamaño máximo del material es de 12 mm, mezclado. 2. Solución del problema. Necesidad Caja Negra Abstracción Incubación Iluminación Esquemas de Ideas. Una vez se ha capturado el problema y madurado, se empieza a esquematizar ideas, que se van refinando de manera iterativa; se evalúan desde el punto de vista técnico, al superar esta etapa se consideran paso a paso o secuencialmente otros aspectos del ciclo de vida y dentro de ellos los aspectos ambientales. En la próxima gráfica se muestra los resultados de la fase conceptual. 8

9 SOLUCIÓN, METODOLOGÍA TRADICIONAL Sistema de colección de emisiones 10 m ton Alimentador Vibratorio Cinta transportadora Corte A-A A 49m FASE II: control de emisiones. Pocas alternativas A 35m Planta mezcladora 9

10 Diseño Funcional (breve) 10

11 Análisis Funcional. Con base en la especificación, se conoce la naturaleza de las entradas y salidas, y determina las reglas para la construcción de la estructura funcional de la base de datos que aplican, con estas reglas extrae de la base de funciones las necesarias para transformar las entradas en las salidas deseadas. Construida la estructura funcional, se extrae de la base de datos de principios de solución estándares para cada función; luego mediante las reglas para la combinación de principios de soluciones, genera las soluciones globales. Entradas Función global o funciones básicas. W Salidas Algoritmo Reglas.. Base funcio... Cont E. Cont E. Cont E. Cont E. Cont E. Cont E. Recepción Dosificación Transporte Almacena... Dosificación

12 Algoritmo Conjuntos de principios solución Análisis del Tamaño del Campo de soluciones Base de Conocimiento Alt 2 Tamaño del Campo > 64 alternativas Alt.3 Soluciones Conceptuales Combinación de principios de solución para generación de soluciones conceptuales globales. 12

13 Más sobre DFF 13

14 Métodos creativos 14

15 TORMENTA DE IDEAS 15

16 Métodos creativos TORMENTA DE IDEAS OBJETIVO: Estimular a un grupo de personas para que presenten en un tiempo corto, muchas ideas para la solución de un problema 16

17 MÉTODOS CREATIVOS EN EL PROCESO DE DISEÑO ETAPAS DE LA TORMENTA DE IDEAS 1. Selección del grupo participante: Debe ser heterogéneo de 4 a 8 personas, expertas o no en el tema, lo mismo que de distintas especialidades y niveles de estudio. Todos deben estar familiarizados con el área del problema. Su duración oscila alrededor de los 30 minutos. 17

18 MÉTODOS CREATIVOS EN EL PROCESO DE DISEÑO PASOS 2. Formulación de la pregunta-problema: No debe ser ni muy vaga ni muy específica, Ej.: cómo podemos mejorar en x? 3. Análisis de la pregunta-problema: Los participantes dedican unos cuantos minutos a pensar en el problema y anotar las ideas que se le vienen a la mente 18

19 MÉTODOS CREATIVOS EN EL PROCESO DE DISEÑO PASOS 3. Presentación de las ideas: Cada miembro del grupo lee una idea del conjunto que obtuvo. LOS OTROS MIEMBROS PUEDEN GENERAR NUEVAS SOLUCIONES A PARTIR DE OTRAS, NO SE ADMITE LA CRÍTICA 19

20 MÉTODOS CREATIVOS EN EL PROCESO DE DISEÑO PASOS 4. SÍNTESIS Y CLASIFICACIÓN DE LAS IDEAS: Recopilación de las tarjetas: El líder del grupo u otro miembro, recoge las tarjetas. Clasificación: Ideas similares se agrupan. De la evaluación al final pueden surgir ideas adicionales o tipos de ideas principales 20

21 SINÉCTICA 21

22 MÉTODOS CREATIVOS EN EL PROCESO DE DISEÑO CARACTERISTICAS DE LA SINÉCTICA Es una actividad de grupo que busca generar una solución particular No se aceptan críticas. 22

23 MÉTODOS CREATIVOS EN EL PROCESO DE DISEÑO ETAPAS DE LA SINÉCTICA 1. Presentación del problema tal como lo plantea el cliente. 2. Analogía para hacer familiar lo extraño. 3. Conceptualizar el problema con base en analogías. Se determinan los elementos claves del problema. 4. Se repite el proceso mediante nuevas analogías 5. Formulación del concepto de solución 23

24 MÉTODOS CREATIVOS EN EL PROCESO DE DISEÑO TIPOS DE ANALOGÍAS Analogías directas: Se busca la solución dada por la naturaleza a un problema similar (TRIZ). Indagar vía web por el triz Analogías personales: Los miembros del equipo se imaginan lo que sería usarse a si mismo como sistema o componente que está siendo diseñado. 24

25 MÉTODOS CREATIVOS EN EL PROCESO DE DISEÑO TIPOS DE ANALOGÍAS Analogías simbólicas: se emplean metáforas y símiles poéticos. Ej. Desarrollo de un dispositivo autónomo para reparación de cañerías, sin romper vías Mecanismo rata o topo de reparación de vías Analogías con fantasías: Son deseos imposibles que se obtendrían en forma mágica Ej. Bolardo o barrera removible para impedir el paso de coches en vía peatonales Bolardo que desaparece cuando un coche autorizado lo solicita 25

26 MÁS MÉTODOS CREATIVOS 26

27 MÉTODOS CREATIVOS EN EL PROCESO DE DISEÑO ELIMINACIÓN DE BLOQUEOS MENTALES Son técnicas creativas utilizadas para agrandar el espacio de búsqueda de soluciones a un problema. 27

28 MÉTODOS CREATIVOS EN EL PROCESO DE DISEÑO ELIMINACIÓN DE BLOQUEOS MENTALES Transformación Entrada aleatoria Por qué? Por qué.? Planeación contraria. 28

29 MÉTODOS CREATIVOS EN EL PROCESO DE DISEÑO TRANSFORMACIÓN Transforma la búsqueda de una solución de un área a otra. Implica utilizar verbos como : magnificar, minimizar, modificar, unificar, someter, restar, sumar, dividir, multiplicar, repetir, reemplazar, resolver, reordenar, etc. 29

30 MÉTODOS CREATIVOS EN EL PROCESO DE DISEÑO ENTRADA ALEATORIA La creatividad puede ser liberada mediante entradas aleatorias provenientes de cualquier tipo de fuente. Esto se aplica como una técnica deliberada. Ejemplo: abrir un diccionario y elegir una palabra al azar y utilizarla para estimular el pensamiento sobre el problema en cuestión. 30

31 MÉTODOS CREATIVOS EN EL PROCESO DE DISEÑO Por qué? Por qué.? Consiste en hacer una serie de preguntas acerca del problema hasta que se llega a un punto en el cual una respuesta genera una idea de solución. Puede haber varias respuestas a cualquiera de los cuestionamientos y éstas pueden diagramarse como una red de cadenas de preguntas y respuestas. 31

32 MÉTODOS CREATIVOS EN EL PROCESO DE DISEÑO PLANEACIÓN CONTRARIA Se basa en el concepto de la dialéctica, es decir, enfrentar una idea (la tesis) contra su opuesto (la antítesis) con el ánimo de generar una nueva idea (la síntesis). 32

33 OTROS MÉTODOS QUE FAVORECEN LA CREATIVIDAD EN EL PROCESO DE DISEÑO LISTA DE PREGUNTAS Obj. Conducir la mente hacia parajes más fértiles Ej. 1. Cuál sería el producto ideal? 2. Tendencias o modas en la actualidad? 3. qué sería interesante o provechoso para incorporarlo en el producto? 4. Qé hay de bueno o de malo en la competencia? 33

34 Diagrama morfológico 34

35 OTROS MÉTODOS QUE FAVORECEN LA CREATIVIDAD EN EL PROCESO DE DISEÑO (Lógico o racional) Pasos Diagrama Morfológico Obj. Generar una gama amplia de soluciones mediante caminos o vías en un diagrama 1. Análisis funcional 2. Inventario de principios de sol. 3. Matriz de soluciones 4. Identificar soluciones factibles 35

36 OTROS MÉTODOS QUE FAVORECEN LA CREATIVIDAD EN EL PROCESO DE DISEÑO (Lógico o racional) Diagrama Morfológico adapt-a-grip.mpeg 36

37 Otros métodos Búsqueda en fuentes secundarias 37

38 Otros Métodos (4) Métodos de búsqueda directa: Enfocarse a la búsqueda de soluciones en fuentes secundarias Búsqueda de Patentes (http://www.delphion.com/) Rica fuente de información Poco tiempo consumido Productos existentes Benchmarking sobre otros productos Explorar los principios de solución de un más amplio rango de productos 38

39 Detalles Bancos de patentes que permiten la exploración rápida de patentes para diferentes productos. 39

40 Otros Métodos (5) Métodos de búsqueda directa (cont.) Literatura Journals, textos y manuales Catálogos de diseño Sistemas naturales Expertos Entrevista con diseñadores de reconocida experiencia 40

41 MESISOLC 41

42 Métodos de Generación Sistemáticos Método para la síntesis conceptual de Soluciones (MESISOLC) [Mau, 2000] Contiene los mecanismos para la generación, acotación y Especificación del campo de soluciones Estrategias que utiliza Acotación sistemática mediante heurísticos (criterios y reglas) Combinación sistemática de principios aplicables ESPECIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES mediante modelos basados en heurísticos 42

43 Método para la síntesis conceptual de Soluciones (MESISOLC) [Mau, 2000] INICIO BC, BH (1) LECTURA DE LA BASE DE HECHOS: BHEI, BHED, BHEF (2) DETERMINACIÓN DEL TAMAÑO DEL CAMPO TEÓRICO DE SOLUCIONES DEL SISTEMA CS (Ai). TCS(Ai) BH Acotación y generación de Soluciones (3) ACOTACIÓN DEL CAMPO DE SOLUCIONES CSa(BHEF), TCS(Ai)a BH (4) GENERACIÓN DE SOLUCIONES GLOBALES Al(j)=Comb(csa)j BH (5) ESPECIFICACIÓN CONCEPTUAL DE LAS ALTERNATIVAS DE SOL. EspecificaciónConceptual (Ai-j) BH FIN 43

44 Caso I. DFF Ejemplo De los diferentes casos utilizados en la validación se presentarán dos, de los cuales se comenzará por el más simple. Una industria minera requiere construir una instalación portuaria para despachar carbón a razón de 800 m 3 /h desde volquetes de 20 m 3 hasta embarcaciones de 15,000 m 3 por razones de profundidad de las aguas se localizarán a 100 metros de la costa, observar Figura, Aplicar la metodología desarrollada para obtener alternativas de solución. 40 m 40m 1Ns Embarcación It 1 Ne Volquete Muelle 100 m 44

45 Caso de diseño I Estructura Funcional Obtenida 40 m 40m 1Ns Embarcación It 1 Ne Volquete Muelle 100 m 1Ne, It Recep Conduc Ext.+Dos Conduc Transp Condu c C. Emb Conduc 1Ne, It 45

46 Caso I. Resultados Tamaño Teórico del Campo de Soluciones pmáx= 8 TCS( 1 Ccrp 1Rpes) = TCS( 1 Ccrp 1Rpes pfbi) = = p= 1 Tamaño del campo acotado 8 p= 1 TCSa( 1 Ccrp 1Rpes) = TCSa( 1 Ccrp 1Rpes ptcsa( fbi)) = 1x1x3x1x 2x1x2x1= 12 46

47 Acotación Heurística del Campo de Soluciones (Caso I) Criterios y Reglas de Acotación La clave del proceso de acotación propuesto, es la eliminación progresiva de los conceptos elementales inapropiados con el caso de aplicación, se determinan secuencialmente el tamaño acotado de los ramales, de las cadenas y del sistema global, ya que las soluciones se obtendrán mediante la combinación de los conjuntos de conceptos elementales acotados CSa(fbi) asociados a las funciones básicas de la estructura funcional del sistema Fila Nombre del conjunto de conceptos de solución Tamaño inicial (m 0) Criterios Acotación de Reglas de acotación para los conjuntos de soluciones CS(fbi). 1. Tipo de descarga Sí la descarga del equipo intermitente es lateral o posterior, entonces la solución es la tolva piramidal para descarga lateral o 2 posterior R(TPL/P). 2. Conjunto de soluciones función recepción CS(fb1). del equipo intermitente terrestre TD(EB) Sí la descarga del equipo intermitente es inferior o ventral, entonces la solución es la tolva piramidal para descarga ventral R(TPV). 3. Sí la magnitud de flujo del material es mayor que 150 m 3 /h, entonces eliminar las soluciones extractor dosificador de tornillo, el de válvula rotativa y el de vaivén o alternativo. 4. Sí el flujo es mayor que 650 m 3 /h, entonces eliminar del conjunto de Magnitud del flujo soluciones el alimentador vibratorio estándar ED(AVS). (MV) 5. Sí el flujo es mayor que 3000 m 3 /h, entonces eliminar el extractor dosificador de correa ED(C). 6. Sí el flujo es mayor que 4000 m 3 /h, se recomienda utilizar varios dosificadores en paralelo. 7. Sí el tamaño máximo del material es mayor que 25 mm, entonces eliminar los conceptos extractor dosificador de tornillo y de válvula rotativa. 8. Conjunto de soluciones para la función de extracción y 7 Tamaño máximo del Sí el tamaño máximo del material es mayor que 150 mm, entonces dosificación CS(fb2). Material S eliminar los conceptos extractor dosificador de vibratorio de cama M baja. 9. Sí el tamaño máximo del material es mayor que 900 mm y menor que 1500, entonces eliminar el concepto extractor dosificador de Correa ED(C). 10. Sí la temperatura del material es mayor que 200º C, entonces elimine el extractor dosificador de correa ED(C). 11. Temperatura del Sí la temperatura es mayor que 300º C, entonces elimine el material (Tm). concepto solución extractor dosificador de tornillo Naturaleza del Material Sí la temperatura es mayor que 500º C, entonces se recomienda enfriar el material antes de manipularlo. Sí el material es pegajoso (MP), entonces elimine el extractor dosificador de Válvula Rotativa. Número de conceptos a eliminar

48 Acotación del Campo de Soluciones Acotación de la función posición 1 del ramal principal (función de recepción (fb1)). Aplicando la regla 1 de la tabla 5-4 se debe eliminar del conjunto de soluciones teórico el concepto de tolva para descarga ventral (R(TPV)), ya que el flujo proviene de un volquete con descarga lateral como se indica en la especificación inicial del nodo. CS(fb1)= { R(TPP/L), R(TPV) } TCSa=1 CSa(fb1)= { R(TPP/L)} Figura. Descripción de la acotación de los conceptos para la función de recepción. Acotación de los conceptos para la función de conducción posición 2 (fb16). En el proceso de acotación de este conjunto de conceptos se aplica la regla 126 de la tabla 5-4, que utiliza como criterio de eliminación la compatibilidad funcional entre las funciones anterior y posterior. En este caso, como la función anterior es la de recepción y la posterior de extracción entonces se debe utilizar el conducto entre receptor y extractor C(RE), con lo que se reduce el tamaño del conjunto de tres a uno. CS(fb16) = Regla 126 C(RE), C(INT), C(T) Figura. Esquema de aplicación de la Regla 126 a los conceptos de la función de conducción. 48

49 Acotación del Campo de Soluciones Acotación de la función posición 1 del ramal principal (función de recepción (fb1)). Aplicando la regla 1 de la tabla 5-4 se debe eliminar del conjunto de soluciones teórico el concepto de tolva para descarga ventral (R(TPV)), ya que el flujo proviene de un volquete con descarga lateral como se indica en la especificación inicial del nodo. CS(fb1)= { R(TPP/L), R(TPV) } TCSa=1 CSa(fb1)= { R(TPP/L)} Figura. Descripción de la acotación de los conceptos para la función de recepción. Acotación de los conceptos para la función de conducción posición 2 (fb16). En el proceso de acotación de este conjunto de conceptos se aplica la regla 126 de la tabla 5-4, que utiliza como criterio de eliminación la compatibilidad funcional entre las funciones anterior y posterior. En este caso, como la función anterior es la de recepción y la posterior de extracción entonces se debe utilizar el conducto entre receptor y extractor C(RE), con lo que se reduce el tamaño del conjunto de tres a uno. CS(fb16) = Regla 126 C(RE), C(INT), C(T) Figura. Esquema de aplicación de la Regla 126 a los conceptos de la función de conducción. 49

50 Acotación del Campo de Soluciones Acotación de los conceptos para la función de extracción (fb2) en posición 3. En la tabla 5-4 las reglas que competen a la acotación o eliminación de los conceptos para la función de extracción van de la regla 3 a la 13. Sin embargo, en este caso sólo aplican las reglas 3 y 4 que tienen que ver con la magnitud del flujo a manejar. Con la regla 3, como el flujo es mayor que 150 m 3 /h entonces se eliminarán el extractor dosificador de tornillo ED(T), el de válvula rotativa ED(VR) y el alternativo ED(A), mientras que con la regla 4 cuando el flujo es mayor que 650 m 3 /h entonces se elimina el concepto extractor vibratorio estándar ED(AVS). Aplicando conjuntamente estas reglas, el tamaño pasa de siete a 3 y se obtiene un conjunto acotado integrado por: el extractor dosificador de correa ED(C), el extractor vibratorio de cama baja ED(VCB) y el extractor de placas EC(P). Reglas 3 y 4 CS={ED(C), ED(VCB), ED(P), ED(A), ED(T), ED(VR), ED(AVS)}; TCSa(fb2)=3 Figura. Aplicación reglas 3 y 4 de la tabla

51 Campo Acotado de Soluciones. Caso I Tabla 1. Alternativas para el sistema de despacho portuario de carbón No Posición ID. ALT 1 R(TPP/L) C(RE) ED(C) C(INT) T(CS) C(INT) CM(MBR) C(T) Alt(Ai-1) 2 R(TPP/L) C(RE) ED(C) C(INT) T(L) C(INT) CM(MBR) C(T) Alt(Ai-2) 3 R(TPP/L) C(RE) ED(C) C(INT) T(CS) C(INT) CM(MBRRe) C(T) Alt(Ai-3) 4 R(TPP/L) C(RE) ED(C) C(INT) T(L) C(INT) CM(MBRRe) C(T) Alt(Ai-4) 5 R(TPP/L) C(RE) ED(VCB) C(INT) T(CS) C(INT) CM(MBR) C(T) Alt(Ai-5) 6 R(TPP/L) C(RE) ED(VCB) C(INT) T(L) C(INT) CM(MBR) C(T) Alt(Ai-6) 7 R(TPP/L) C(RE) ED(VCB) C(INT) T(CS) C(INT) CM(MBRRe) C(T) Alt(Ai-7) 8 R(TPP/L) C(RE) ED(VCB) C(INT) T(L) C(INT) CM(MBRRe) C(T) Alt(Ai-8) 9 R(TPP/L) C(RE) ED(P) C(INT) T(CS) C(INT) CM(MBR) C(T) Alt(Ai-9) 10 R(TPP/L) C(RE) ED(P) C(INT) T(L) C(INT) CM(MBR) C(T) Alt(Ai-10) 11 R(TPP/L) C(RE) ED(P) C(INT) T(CS) C(INT) CM(MBRRe) C(T) Alt(Ai-11) 12 R(TPP/L) C(RE) ED(P) C(INT) T(L) C(INT) CM(MBRRe) C(T) Alt(Ai-12) Recepción Conducción Extractción Conducción Transporte Conducción Cargue Emb. Conducción Funciones básicas Significado de las siglas empleadas - R(TPP/L): Tolva piramidal para recepción lateral o posterior. - C(RE): Conducto entre receptor y extractor. - ED(C): Extractor dosificador de correa. - ED(VCB): Extractor dosificador vibratorio de cama baja. - ED(P): Extractor dosificador de placas. - C(INT): conducto de transferencia intermedia para flujo continuo. - T(CS): Transportador de correa estándar, sin nervaduras. - T(L): Transportador de láminas. - CM(MBR): Cargador de embarcaciones móvil, mecánico, basculante y rotatorio. - CM(MBRRe): Cargador de embarcaciones móvil, mecánico, basculante, rotatorio y retráctil. - C(T): Conducto terminal, es decir hacia equipo intermitente (It, Iemb), hacia apilado, etc 51

52 Esquema de la solución (Ai-1) 52

53 Especificación Conceptual ID-REC Nombre Concepto Condiciones Masa específica Potencia específica Tamaño No 1 R(TPPL/V)-Receptor Volumen equipo int. <= 1,4 m^3 225 Kg/(m^3 de vol nominal) 0 Vn=1,7 m^3 2 R(TPPL/V)-Receptor (1,4 <Veb<=4 m^3) 225 Kg/(m^3 de vol nominal) 0 Vn=5,8 m^3 3 R(TPPL/V)-Receptor (4 <Veb<=10 m^3) 225 Kg/(m^3 de vol nominal) 0 Vn=12 m^3 4 R(TPPL/V)-Receptor (10<Veb<=17 m^3) 225 Kg/(m^3 de vol nominal) 0 Vn=20 m^3 5 R(TPPL/V)-Receptor (17<Veb<=42 m^3) 225 Kg/(m^3 de vol nominal) 0 Vn=50 m^3 6 ED(P)-Extrat.Placas (0<SM<=0,25 m),(vreq<=250 m^3/h) 26 Kg/(m^3/h de flujo req) 0,025*Ventr Wn=0,75m 7 ED(P)-Extrat.Placas (SM<=0,35 m),(vreq<=380 m^3/h) 26 " 0,025*Ventr Wn=1 m 8 ED(P)-Extrat.Placas (SM<=0,4 m), (Vreq<=550 m^3/h) 26 " 0,025*Ventr Wn=1,2 m 9 ED(P)-Extrat.Placas (SM<=0,5 m),(vreq<=850 m^3/h) 26 " 0,025*Ventr Wn=1,5 m 10 ED(P)-Extrat.Placas (SM<=0,7 m),(vreq<=1100 m^3/h) 26 " 0,025*Ventr Wn=2 m 11 ED(P)-Extrat.Placas (SM<=1 m),(vreq<=4000 m^3/h) 26 " 0,025*Ventr Wn=2,5 m 12 ED(C)-ExtactCorrea (SM<=0,13 m),(vreq<=100 m^3/h) 6 " 0,02* Ventr Wn=0,4 m 13 ED(C)-ExtactCorrea (Sm<=0,17 m),(vreq<=170 m^3/h) 6 " 0,02* Ventr Wn=0,5 m 14 ED(C)-ExtactCorrea (SM<=0,2 m),(vreq<=240 m^3/h) 6 " 0,02* Ventr Wn=0,6 m 15 ED(C)-ExtactCorrea (SM<=0,25),(Vreq<=380 m^3/h) 6 " 0,02* Ventr Wn=0,8 m 16 ED(C)-ExtactCorrea (SM<0,3 m),(vreq<=500 m^3/h) 6 " 0,02* Ventr Wn=0,9 m 17 ED(C)-ExtactCorrea (SM<=0,35 m),(vreq<=640 m^3/h) 6 " 0,02* Ventr Wn=1,0 m 18 ED(C)-ExtactCorrea (SM<=0,4 m),(vreq<=770 m^3/h) 6 " 0,02* Ventr Wn=1,2 m 19 ED(C)-ExtactCorrea (SM<=0,47 m),(vreq<=900 m^3/h) 6 " 0,02* Ventr Wn=1,4 m 20 ED(C)-ExtactCorrea (SM<=0,5 m),(vreq<=1080 m^3/h) 6 " 0,02* Ventr Wn=1,5 m 21 ED(C)-ExtactCorrea (SM<=0,6 m),(vreq<=1500 m^3/h) 6 " 0,02* Ventr Wn=1,8 m 22 ED(C)-ExtactCorrea (SM<=0,7 m),(vreq<=3000 m^3/h) 6 " 0,02* Ventr Wn=2,1 m 23 ED(VCB)-E.Vib-CamaBaja (SM<=0,15m),(Vreq<=100 m^3/h) 7 " 0,015*Ventr Wn=0,6 m 24 ED(VCB)-E.Vib-CamaBaja (SM<=0,15m),(Vreq<=140 m^3/h) 7 " 0,015*Ventr Wn=0,75 m 25 ED(VCB)-E.Vib-CamaBaja (SM<=0,15m),(Vreq<=300 m^3/h) 7 " 0,015*Ventr Wn=1,0 m 26 ED(VCB)-E.Vib-CamaBaja (SM<=0,15m),(Vreq<=350 m^3/h) 7 " 0,015*Ventr Wn=1,2 m 27 ED(VCB)-E.Vib-CamaBaja (SM<=0,15m),(Vreq<=480 m^3/h) 7 " 0,015*Ventr Wn=1,5 m 28 ED(VCB)-E.Vib-CamaBaja (SM<=0,15m),(Vreq<=750 m^3/h) 7 " 0,015*Ventr Wn=1,8 m 29 ED(VCB)-E.Vib-CamaBaja (SM<=0,15m),(Vreq<=820 m^3/h) 7 " 0,015*Ventr Wn=2,1 m 53

54 Base de Conceptos Elementales Fila Nombre de la Tipo Grupo de No. de Nombre del concepto Observaciones o Comentarios función funciones. Conceptos 1. Tolva Piramidal para descarga lateral o posterior Descarga lateral o posterior R(TPP/L) Recepción (fb1) GFI 2 2. Tolva Piramidal para descarga lateral o posterior Descarga inferior o Ventral. R(TPV) 3. Extractor dosificador de placas - ED(P) S M< 1 m, T< 500ºC, Ht> 8 m, Vmáx= 4000 m 3 /h, Impacto. 4. Extractor dosificador vibratorio Estándar ED(VS) S M< 0,9 m, T< 500ºC, Ht< 8 m, Vmáx= 650 m 3 /h, Materiales no pegajosos. 5. Extractor dosificador de correa ED(C) SM< 0,9 m, T< 200ºC, Ht< 6 m, Vmáx= 3000 m 3 /h 6. Extracción + Extractor dosificador de Vibratorio ED(VCB) S M< 0,15 m, T< 200ºC, Ht< 5 m, Vmáx= 3000 m 3 GFI 7 /h, dosificación (fb2) Materiales no pegajosos. 7. Extractor dosificador alternativo ED(A). S M< 0,01 m, T< 200ºC, Ht< 5 m, Vmáx= 160 m 3 /h, Materiales no pegajosos. 8. Extractor dosificador de tornillo ED(T). SM< 0,025 m, T< 250ºC, Ht< 5 m, Vmáx= 150 m 3 /h. 9. Extractor dosificador de Válvula ED(VR). S M< 0,15 m, T< 500ºC, Ht< 5 m, Vmáx= 150 m 3 /h, Materiales no pegajosos, Materiales no abrasivos. 10. Transportador de correa estándar T(CS). S M< 0,2m, T< 200ºC, Dxyz< 12 Km, Vmáx= m 3 /h, i máx=20º. 11. Transportador de correa con nervios T(CN). SM< 0,2 m, T< 200ºC, Dxyz< 12 Km, Vmáx= m 3 /h, i máx=30º. 12. Transportador de correa flexowell T(CF). S M< 0,2 m, T< 200ºC, Dxyz< 1 Km, Vmáx= 400 m 3 /h, i máx=90º. 13. Transportador de láminas T(L). S M< 0,30 m, T< 500ºC, Dxyz< 1 Km, Vmáx= 6000 m 3 /h, i máx=45º. 14. Transportadores de baldes o elevadores T(BoE). S M< 0,05 m, T< 2500ºC, Dxyz< 0,06 Km, Vmáx= 500 m 3 /h, imáx=90º. 15. Transportador de cadena de arrastre T(CA). S M< 0,1 m, T< 200ºC, Dxyz< 0,05 Km, Vmáx= 250 Transporte (fb3) Gfint 11 m 3 /h, i máx=90º. 16. Transportadores de tornillo T(T). S M< 0,05 m, T< 250ºC, Dxyz< 12 Km, Vmáx= 500 m 3 /h, i máx=90º. 17. Transportador Vibratorio T(V). SM< 0,1 m, T< 200ºC, Dxyz< 0,05 Km, Vmáx=250 m 3 /h, i máx=5º. 18. Transportador alternativo o de vaivén T(A). S M< 0,1 m, T< 200ºC, Dxyz< 0,05 Km, Vmáx= 200 m 3 /h, i máx=7º. 19. Transportadores a presión neumáticos T(PN). S M< 0,001 m, T< 200ºC, Dxyz< 3 Km, Vmáx= 500 m 3 /h, i máx=90º. 20. Transportadores aerodeslizadores T(AD). S M< 0,001 m, T< 200ºC, Dxyz< 0,1 Km, Vmáx= 1500 m 3 /h, imáx=0 a -12º. 54

55 Especificación Conceptual Tabla. Especificación Conceptual Global de la alternativa (Ai-1). Id-Esp Nombre Especificación Unidades Valor 1 Identificación Solución Global (Ai-k) SIN (Ai-1) 2 Función Globales típicas SIN A2 3 Número total de Cadenas SIN 1 4 Numero de Cadenas con ramal princ. SIN 1 5 Número de Cadenas sin ramal princ. SIN 0 6 Número total de equipos SIN 8 7 Potencia total instalada (estimada) KW 90 8 Masa Total Estimada KG Composición Detallada de la Solución SIN Ver fila 1 55

56 specificación Conceptual Tabla. Especificación conceptual elemental para el concepto posición 3, alternativa (Ai-1) RECURSOS Id-Esp Nombre Especificación Unidades Valor RECURSOS DESECHOS FASE PRE OPERACIÓN 1 Identificación del Concepto(S-TC-TR-NCE) SIN (1-Ccrp-1Rpes-C 1,3 ) 2 Nombre del Concepto Elemental SIN Extractor dosificador de correa ED(C). 3 Número total de Cadenas SIN 1 4 Función (fbi) SIN Extracción y dosificación (fb2) 5 Capacidad Nominal m3/h Tamaño Nominal Wn m Potencia Instalada (estimada) KW 16 8 Masa (estimada) Kg Emisión de materiales en operación (est.) Kg/h Emisiones de ruidos Db Db 75 Modelo de Fases (MM) DESECHOS FASE DE OPERACIÓN lo ic C e d V RECICLADO a id DESECHOS RECURSOS ENTORNO FASE DE FIN DE VIDA No. Fases del Ciclo de Vida (CV) Etapas del ciclo de vida del proceso o producto 1 Pre-Uso 2 Operación o Uso 3 Fin de vida 56

57 Naturaleza del Conocimiento Fundamentos teóricos (BC) para la Síntesis Conceptual de Soluciones Conocimiento Formal Conocimiento Heurístico Conjunto de Conceptos que se utilizan Base de Criterios y reglas de Acotación del Campo de Soluciones Base de Conceptos Elementales de Solución por función básica Base de Especificaciones Técnicas para los Conceptos elementales Base de Especificaciones Conceptuales para las Soluciones Globales Base de Reglas de Especificación Conceptual de las Soluciones 57

58 Composición Base de Conocimiento Síntesis de Sol. Base de Conoc. de Sol. Ele. Base de reglas de Acotación Base de reglas de Especificación C. BC-CS(fbi) BCRA-CS(fbi) BCREC-CS(fbi) Identificación No. de elemen Identificación No. de elemenidentificación No. de element. CS(fb1) 2 BCRA-CS(fb1) 2 BCREC-CS(fb1) 16 CS(fb2) 7 BCRA-CS(fb2) 11 BCREC-CS(fb2) 74 CS(fb3) 11 BCRA-CS(fb3) 23 BCREC-CS(fb3) 97 CS(fb4) 6 BCRA-CS(fb4) 10 BCREC-CS(fb4) 69 CS(fb5) 3 BCRA-CS(fb5) 5 BCREC-CS(fb5) 7 CS(fb6) 4 BCRA-CS(fb6) 12 BCREC-CS(fb6) 8 CS(fb7) 4 BCRA-CS(fb7) 13 BCREC-CS(fb7) 16 CS(fb8) 8 BCRA-CS(fb8) 14 BCREC-CS(fb8) 10 CS(fb9) 9 BCRA-CS(fb9) 12 BCREC-CS(fb9) 11 CS(fb10) 8 BCRA-CS(fb10) 6 BCREC-CS(fb10) 6 CS(fb11) 8 BCRA-CS(fb11) 6 BCREC-CS(fb11) 6 CS(fb12) 3 BCRA-CS(fb12) 6 BCREC-CS(fb12) 6 CS(fb13) 2 BCRA-CS(fb13) 5 BCREC-CS(fb13) 5 CS(fb14) 1 BCRA-CS(fb14) 0 BCREC-CS(fb14) 2 CS(fb15) 1 BCRA-CS(fb15) 0 BCREC-CS(fb15) 2 CS(fb16) 3 BCRA-CS(fb16) 3 BCREC-CS(fb16) 7 CS(fb17) 3 BCRA-CS(fb17) 2 BCREC-CS(fb17) 2 CS(fb18) 8 BCRA-CS(fb18) 6 BCREC-CS(fb18) 6 CS(fb19) 5 BCRA-CS(fb19) 3 BCREC-CS(fb19) 4 CS(fb20) 3 BCRA-CS(fb20) 4 BCREC-CS(fb20) 4 CS(fb21) 4 BCRA-CS(fb21) 6 BCREC-CS(fb21) 4 TOTAL

59 Composición del Conjunto de Soluciones Elementales No. Grupos G. de Funciones Grupo de Funciones Iniciales (GFI). Grupo de Funciones Intermedias (Gfint). Grupo de func. Finales (GFF). Grupo de Func. De Unión (GFU). Grupo Funciones de división. (GFD) 6 Mixto: GFI+GFD No de Funciones en el Grupo No. Func. Nombre Función No. Soluciones en el Grupo. # Soluc. 1. Recepción (fb1) 2 2. Extr.+ Dosific. (fb2) 7 (fbi) 3. Reclamo (fb9) Desc Emb. Sr. (fb10) 8 5. Desc. Embarc. (fb18) 6. Transporte (fb3) Almacén (fb4/fb4sr) 6 8. Trituración prim(fb6) Trituración sec. (fb7) Molienda (fb8) Transf. Conduc. (fb16) 12. Lavado (fb19). 13. Cargue Embarc. (fb10). 14. Cargue Equipo T. (fb20) 15. Convergencia (fb15) Mezcl. Homog. (fb21) Clasificación (fb5) Preclasificación (fb12) Divergencia (fb14) Separación (fb17) Extr. + Dosif. (fb13) 2 2 No Grupos 6 No. Total Funciones = 21 No. Total sol.=

60 MESISOLC 60

61 CONCLUSIONES 61

62 CONCLUSIONES Concluyendo en concordancia con los objetivos de la investigación, se han presentado los fundamentos teóricos (BC) para la síntesis de soluciones conceptuales partiendo de la estructura funcional del sistema y vinculando los enfoques DFF y DFE. Y adicionalmente, se han formulado las características de las BC necesarias para un módulo de asistencia MISISOLC. La Síntesis Conceptual de las Soluciones Globales es la actividad que se desarrolla posterior a la Construcción Funcional y su objetivo es la generación o formulación de las Soluciones Globales en relación con el problema de diseño establecido en la Especificación Inicial. Desde la perspectiva sistemática, las soluciones se pueden obtener a partir de la combinación sistemática de los conceptos elementales asociados con las funciones básicas que integran la Estructura Funcional. No obstante, el tamaño del Campo teórico de Soluciones derivado mediante la combinación sistemática es explosivo y en algunos casos inabordable 62

63 CONCLUSIONES El conjunto de los aportes desarrollados en la investigación con este objetivo, se han presentado de la forma siguiente: Naturaleza del Conocimiento para la Síntesis Conceptual de las Soluciones. Se han descrito de manera general el carácter del conocimiento requerido, mostrando también la estructura global que ha tener la Base de Conocimiento necesaria para la labor citada y precisando el significado de los términos involucrados como la definición de Síntesis Conceptual dada arriba y todos los necesarios para ejecutarla. Conocimiento formal necesario. Se han descrito los conceptos que se han de considerar, así como los componentes de naturaleza formal requeridos. Conocimiento heurístico requerido. Se han descrito la composición y características de los elementos heurísticos necesarios para la Síntesis Conceptual de las soluciones. Método para Síntesis Conceptual de Soluciones Globales. Se han formulado y descrito el método para la síntesis en el que se incluyen las estrategias para salvar los inconvenientes descritos en la construcción sistemática de las soluciones globales, como son un tamaño astronómico del campo teórico y los mecanismos de acotación. 63

64 Let s Learning!!! En la próxima clase se estudiarán los métodos de evaluación y selección de alternativas. Indagar sobre el método de los objetivos ponderados Luego se estudiarán los métodos DFM, DFA y DFMA y se aplicarán a casos 64

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