Principios de Diseño Concurrente

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María Josefa Sandra Arroyo Soto
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1 Principios de Diseño Concurrente Ing. Edwin Alberto Garavito Esp. Gerencia de la Producción Mejoramiento Continuo Esp. Docencia Universitaria MSc. Ingeniería Industrial (UPRM) //torcaza.uis.edu.co/~garavito Junio de 2009 CONSTRUIMOS FUTURO CICLO DE VIDA DEL PRODUCTO * *Basado en: Salvador Capuz Rizo 1

Docencia Universitaria garavito@uis.edu.co MSc.

2 3 Nueva perspectiva del diseño En la forma de concebir y producir bienes y servicios, adquiere gran importancia la etapa de diseño y desarrollo de nuevos productos, especialmente especificación y diseño conceptual, incorporando los requerimientos y condiciones de los contextos en los que participarán. Entorno productivo Entorno de utilización Entorno social 4 Nueva perspectiva del diseño Un hecho que reorientó la atención hacia la importancia de las tareas de diseño fue el desarrollo de la automatización flexible, pero encontró su mayor obstáculo para obtener avances en que productos y servicios habían sido concebidos para procesos tradicionales. Los progresos se presentaban en reducción de costos y mejora de la calidad. Década de 1970,

Entorno productivo Entorno de utilización Entorno social 4 Nueva perspectiva del diseño Un hecho que reorientó la atención hacia la importancia de las tareas de diseño fue el desarrollo de

3 5 Nueva perspectiva del diseño La exploración de este cambio mostró potencialidades de mejora, además de: Romper con clásicas alternativas (a más calidad, más recursos). Conseguir mejoras en las funciones del producto y su proceso de fabricación. Diseño para la función, pero también diseño para la fabricación Diseño para la fabricación y el montaje (DFMA de design for manufacturing and assembly) 6 Ejemplo 1. Incidencia de la automatización y del diseño en los costos de montaje. (Boo,1992) 3

Conseguir mejoras en las funciones del producto y su proceso de fabricación.

4 7 Ejemplo 2. Montaje, flexibilidad y costos en la fabricación de automóviles de juguete (Boo,1992) 8 Ingeniería Concurrente Ingeniería del diseño y desarrollo de productos y servicios de forma global e integrada, donde concurren las siguientes puntos de vista : Producto Para: Se considera: Tipo de producto Requerimientos en cada etapa del ciclo de vida Recursos asociados Recursos humanos Colaboran profesionales en: Asesoramiento y decisión Impulsión y gestión Asegurar se de respuesta a las necesidades de los usuarios Facilitar el mantenimiento Minimizar el impacto ambiental Recursos Materiales Herramientas de apoyo basadas en TIC s. Modelos 3D Prototipos Simulación Comunicación interna 4

forma global e integrada, donde concurren las siguientes puntos de vista : Producto Para: Se considera: Tipo de producto Requerimientos en cada etapa del ciclo de vida

5 9 Ingeniería Concurrente Conceptos relacionados Ingeniería simultánea. Define una estructura modular del producto y divide las tareas en subproyectos de menor complejidad que pueden desarrollarse en paralelo. Diseño para la calidad. Incidir en el diseño para ir mas allá de cumplir con las especificaciones previstas. Diseño para el entorno. Toma en consideración en el diseño las limitaciones de recursos, impacto ambiental y factor humano. 10 Ingeniería Concurrente Equipos pluridisciplinarios de decisión y asesoramiento Dada la complejidad de las nuevas formas de diseño estos equipos apoyan la toma de decisiones en proyectos de innovación. Gestor de proyecto y organización matricial. Este gestor se responsabiliza de impulsar y gestionar todo el proceso de diseño y desarrollo asegurando una visión global y continuidad. Énfasis en la definición del producto y en el diseño conceptual. Antes de avanzar en el desarrollo es necesario elaborar un diseño de materialización y detalle. 5

Incidir en el diseño para ir mas allá de cumplir con las especificaciones previstas. Diseño para el entorno.

6 11 Ingeniería Concurrente Estructura modular y subproyectos Dividir en partes más simples las tareas utilizando criterios y métodos para asignar las funciones y establecer conexiones. Herramientas basadas en la información y las comunicaciones. Reforzar las actividades de prototipado virtual y simulación para ahorras tiempo y pruebas físicas. Prototipos y útiles rápidos. Busca asegurar la calidad de los productos utilizando la validación última con prototipos físicos. 12 Ingeniería Concurrente Ingeniería Concurrente Orientada al Producto Asegurar que el producto o servicio responde a las necesidades manifiestas de los usuarios. Tomar en consideración desde el inicio los procesos de fabricación y el equipo e inversión necesarios. Asegurar la calidad del producto y rentabilidad de los recursos para fabricarlo y comercializarlo. 6

Busca asegurar la calidad de los productos utilizando la validación última con prototipos físicos.

7 13 Ingeniería Concurrente Ingeniería Concurrente Orientada al Entorno Tiene en cuenta los puntos de vista de: Ergonomía Seguridad Medio ambiente Eliminación o reciclaje Trata aspectos relacionados con el entorno del producto, sus efectos inciden fuera de la empresa y los soportan los usuarios o sociedad, y pueden ser abordados por medio de garantía, servicio post venta y mantenimiento. 14 Etapas del ciclo de vida de un producto Fin de vida Reutilización Reciclado Recuperación de energía Decisión y definición Lanzamiento Definición Utilización y mantenimiento Funciones Relación con el usuario Disponibilidad Diseño y desarrollo Distribución y comercialización Fabricación Planificación Fabricación de piezas Montaje Control de calidad Embalaje 7

8 15 Diseño para el entorno (DFE) En el diseño de productos, máquinas y sistemas inciden algunos temas que van más allá de la empresa y sus efectos recaen en los usuarios o la sociedad. La disponibilidad Ergonomía Seguridad de las máquinas Ahorro energético y los impactos ambientales Problemática del fin de vida de los productos Diseños que aseguren fiabilidad y calidad de vida de la sociedad 16 Diseño y disponibilidad Aptitud del producto para cumplir su función o estar en condiciones de hacerlo en un momento dado cualquiera. Fiabilidad. Aptitud de funcionar correctamente en el tiempo en condiciones admisibles. Mantenibilidad. Aptitud para mantener o restablecer un producto a un costo razonable a lo largo de su ciclo de vida. Logística de mantenimiento. Conjunto de recursos para que luego de una falla pueda volverse a situar el producto en condiciones de utilización. 8

la sociedad 16 Diseño y disponibilidad Aptitud del producto para cumplir su función o estar en condiciones de hacerlo en un momento dado cualquiera. Fiabilidad.

9 17 Diseño y disponibilidad Estrategias límite en el diseño: Productos fiables pero no mantenibles. Compensar la disponibilidad por mantenimiento y su logística. Otras estrategias: Un solo uso, usar y tirar. Productos de consumo Usar hasta fallar. Pequeños electrodomésticos 18 Diseño y Ergonomía Integración de conocimientos derivados de las ciencias humanas para estudiar de forma conjunta trabajos, sistemas, productos y condiciones ambientales vinculadas a habilidades mentales, físicas y limitaciones de las personas. International Ergonomics Association, s.f. La ingeniería concurrente hace énfasis en la Ergonomía Preventiva. 9

Pequeños electrodomésticos 18 Diseño y Ergonomía Integración de conocimientos derivados de las ciencias humanas para estudiar de forma conjunta trabajos,

10 19 Diseño y Ergonomía Herramientas de simulación ergonómica, como sistemas CAD/CAM en producción y CAD/CAE y CAD 3D en diseño, permiten modelar relaciones ergonómicas que facilitan, al simular, detectar y corregir errores para cumplir con diferentes criterios (antropométricos, biomecánicas, psicofísicos) del producto en su relación hombre - máquina. Evalúan: Posturas y prensiones. ErgoEASER, DELMIA- Solutions Manipulación de cargas. NIOSH, RULA, GARG Confort y eficacia. CAD/CAE, CAD/CAM 20 Impacto ambiental y fin de vida Los productos y máquinas no deben producir agresiones al medio en ninguna etapa del ciclo de vida. Algunas acciones a emprender, etapa a etapa del ciclo de vida del producto y en su conjunto, para analizar la incidencia son: Controlar consumos de energía Evitar emisiones Evitar contaminación de aguas, sonora, radiación Evitar productos nocivos para la salud Prever reutilización y reciclaje. 10

ErgoEASER, DELMIA- Solutions Manipulación de cargas. NIOSH, RULA, GARG Confort y eficacia.

11 21 Impacto ambiental y fin de vida Formas de fin de vida: Reutilización. Recuperar productos o partes para darles un nuevo uso; tiene el menor impacto en el entorno. Reciclaje. Recuperar productos para volver los a utilizar como materia prima en un nuevo proceso. Recuperación de energía. Extraer por medio de combustión el contenido energético de determinado tipo de materiales. Vertido. Eliminación de los productos al final de su vida útil en un terreno preparado para controlar los vertidos. 22 Principios de la ecocultura del diseño Orientar el diseño hacia el reciclaje y la reutilización Hacer énfasis en aspectos que permitan recuperación de: materiales o segundos usos de los productos o partes. Simplificar y estandarizar los materiales Reducir cantidad de material usado, variedad. Eliminar o reducir aleaciones y mezclas Identificar materiales Añadir una marca sobre las piezas que faciliten el desguace. Termoplásticos y aluminios. Facilitar desmontaje y desguace Establecer estructura modular no solo orientada a la fabricación sino al desmontaje para la el reciclaje. Avanzar en la creación de nuevos tipos de uniones Diseñar para la reutilización Estandarizar piezas y componentes Fomentar mercados de reparación y reutilización 11

Extraer por medio de combustión el contenido energético de determinado tipo de materiales. Vertido.

12 FIN CONSTRUIMOS FUTURO Escuela de Estudios Industriales y Empresariales Ingeniería Industrial Facultad de Ingenierías Físico-Mecánicas CONSTRUIMOS FUTURO 12

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