Generalidades del diseño conceptual.

El proceso de diseño abarca las actividades y eventos que transcurren en el reconocimiento de un problema y la especificación de una solución del mismo que sea funcional, económica y satisfactoria de algún modo. El diseño es el proceso general mediante el cual el ingeniero aplica sus conocimientos, aptitudes y puntos de vista a la creación de dispositivos, estructuras y procesos. Por tanto, es la actividad primordial de la práctica de la ingeniería. Cualquier cosa que sea lo que diseñe un ingeniero; ya sea un generador de energía nuclear, un vehículo submarino, una presa, una planta procesadora de alimentos o cualquier otro elemento, realizará ese trabajo mediante el mismo proceso básico de diseño [27]

La fase de diseño conceptual es probablemente la que requiere mayor creatividad dentro del proceso de diseño. La originalidad de un producto depende de las decisiones que se tomen en esta fase. Pero el diseño conceptual es importante no solo por la originalidad de la solución adoptada, también tiene un impacto significativo en el costo de producción. Al respecto, no solo es importante considerar el efecto que el proceso de diseño tiene, como un todo sobre el costo de fabricación del producto, es también importante notar la forma en que cada etapa del diseño influye en el costo de fabricación.

El grado en que un producto satisface los requerimientos de un cliente depende en gran medida del concepto a partir del cual está desarrollado. Un buen concepto puede tener un desarrollo deficiente a nivel del diseño de detalle, y dar como resultado un producto de mala calidad; un mal concepto rara vez se puede convertir en un producto exitoso. La fase de diseño conceptual es relativamente económica ya que en términos generales no representa más del 5% del presupuesto de la fase de diseño del producto y el tiempo no excede del 15% del tiempo total de desarrollo. Desde las perspectivas del costo y del tiempo empleado en el diseño conceptual, no se justifica que esta fase se desarrolle de manera incompleta o que simplemente se

trabaje a partir de un solo concepto, y que se pase por alto la exploración del mayor número posible de opciones. [28]

Todo diseño tiene un propósito concreto: la obtención de un resultado final al que se llega mediante una acción determinada o por la creación de algo que tiene una realidad física. Un problema de diseño no es un problema hipotético en absoluto. Diseñar es formular un plan para satisfacer una demanda o necesidad humana. El hecho de diseñar, no solo implica la actividad inventiva del ingeniero, sino la aplicación correcta de los conocimientos adquiridos durante la formación; así como la solución satisfactoria de las necesidades planteadas, además de una fundamentación científica y tecnológica acorde a la situación socioeconómica.

La necesidad particular que habrá de satisfacerse en este trabajo de tesis, se encuentra en la fase de corte de las piñas dentro del proceso de elaboración de mezcal, es por eso, que se plantea el diseño de una máquina partidora de piñas de

Agave en verde para mejorar el proceso de producción de mezcal en los palenques

de la “Región del Mezcal” en Los Valles Centrales de Oaxaca.

La metodología en esta fase del proceso de diseño se basa en una estrategia muy simple: “la estructura o la forma siguen a la función”. Esto quiere decir que antes de

comenzar con la definición de las formas, es necesario tener identificadas todas las funciones que debe realizar el producto, para que responda a las expectativas del cliente. En otras palabras, primero debe definirse el qué, y solamente después el cómo. El qué representa a la función, y el cómo a la forma o a la estructura. De esta

manera, la metodología de la fase conceptual debe partir de la clarificación de los requerimientos del cliente, para convertirlos en un modelo funcional. A partir de este modelo, que al mismo tiempo representa el conjunto de funciones que es necesario que realice el producto, también se puede interpretar como la fragmentación (descomposición funcional) del problema en su conjunto (función global). Una vez definido el modelo funcional, el siguiente paso consiste en generar conceptos de

diseño; es decir, generar las ideas con las cuales se pretende dar solución a cada una de las funciones definidas en el modelo funcional.

El objetivo durante la etapa de generación de ideas es lograr el mayor número de conceptos con la finalidad de explorar todos los ángulos posibles del problema. El siguiente paso consiste en evaluar los conceptos generados con la finalidad de obtener aquel que mejor cumple con los requerimientos identificados en las etapas previas del proceso. Al final de esta fase se deberá tener claro un concepto de diseño que servirá de base para la fase del diseño de detalle.

De manera esquemática, la metodología de la fase de diseño conceptual se representa en la siguiente figura. (Figura 3.1.)

Los factores a considerar, son evaluados en la metodología de diseño [29], que consta de los puntos siguientes:

¾ Evaluación de los requerimientos del cliente en términos de ingeniería.

En esta fase se analizan los requerimientos del cliente, clasificándose en obligatorios y opcionales, considerando una serie de factores, tales como normas del material a procesar y normas de diseño. Cada requerimiento se evalúa y se le asigna un valor en términos de ingeniería.

¾ Ponderación de los requerimientos del cliente.

Existen requerimientos que son considerados como opcionales, estos son evaluados asignándoseles un valor en escala porcentual, la asignación se realiza comparándose entre sí, con la finalidad de obtener el concepto de mayor peso.

¾ Resumen de las metas de diseño.

Se analiza cada uno de los requerimientos tanto obligatorios como opcionales dando una breve descripción del planteamiento que resolverá dicha meta.

¾ Realización de funciones.

Se establece cada una de las funciones que el diseño debe realizar así como la manera en que se lleve a cabo.

¾ Arbol de funciones.

Se esquematizan cada una de las actividades que realizará la máquina.

¾ Sistematización de funciones.

Se presentan los diferentes sistemas que pueden llevar a cabo las funciones que realizará la máquina.

¾ Evaluación de los sistemas a emplear.

Cada sistema es evaluado, presentándose las ventajas y desventajas de cada uno de ellos.

¾ Evaluación absoluta.

En este punto, se combinan los sistemas, de tal manera que cada conjunto realice la misma función, siendo posteriormente evaluados.

¾ Comparación de los conceptos obtenidos.

Cada conjunto es evaluado en función de los requerimientos obligatorios, para la elección de los conjuntos que mejor logren su objetivo.

¾ Evaluación relativa.

En caso de existir más de un conjunto que cumpla con el planteamiento, se procede a evaluar con los requerimientos opcionales, utilizando la ponderación de los requerimientos del cliente mencionados anteriormente.

¾ Resultado del diseño conceptual.

Se presenta el modelo que satisface de mejor manera los requerimientos tanto obligatorios como opcionales, describiéndose cada una de las partes que lo compondrán.