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
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)
1. El proceso de diseño
•Es un proceso crítico de la firma
•Especifica que materiales usar, dimensiones y tolerancias
•Define la apariencia y estándares
•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
El proceso de diseño
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
Ejemplo:
Costo de un cambio importante en un componente
electrónico
•En la fase de diseño---- 1 US$
•En la planificación de la fabricación--- 100 US$
•Durante la producción final---- 10.000.000 US$
Empresa 1
Empresa 2
N
°
d
e
c
a
m
b
io
s
e
n
e
l
d
is
e
ñ
o
Meses antes de la producción
Inicio de la
producción
90% de los
cambios
Diseño sequencial
Clientes
Marketing
Ingeniería de
Fabricación
Producción
Concepto del producto
Criterios de calidad
Especificaciones de
diseño
Especificaciones de
Fabricación
Diseño
Diseño Concurrente
Clientes
Marketing
Diseño
Ingeniería de
Fabricación
Producción
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
Ejercicio: Diseño o Ingeniería Concurrente
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
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
24 piezas
84 seg de ensamble
4 piezas
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
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
Sierra rota
Corrrea cortada
Aumento kerf
Aumentar area
4. Análisis de Arbol de Fallas (FTA: Failure Tree Analysis)
Método visual para análisar la interelación entre fallas
Se despega el tapacantos
XXX
FALLA
Y
O
Solución no deseada
Solución aceptable
Papas que se quebran
Demasiada
quebradiza
Y
O
Solución
no deseada
Solución
aceptable
Aumentar
espesor
Reducir
tamaño
Más
humedad
Demasiado
delgada
XXX
XXX
Menos
curvatura
Ajustar
Procedimiento
de freído
Aumentar
calor
Regular
tiempo
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
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,
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?
Diagramas de matrices en forma de casa: La Casa de la Calidad
1. 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
5
4
3
2
1
6
Im
p
o
rta
n
cia
Im
p
o
rta
n
cia
Ejemplo: Estudie las mejoras de este producto tomando en cuenta los
requerimientos de los clientes y la situación de dos competidores A y B
Inicio del QFD
Requerimientos del Cliente
1
2
3
4
5
Evaluación Competitiva
Críterios de
resistencia
Fácil de abrir
Que no se raye
Color natural
Cantos redondeados
Que no cojee
Confortable
Sin nudos
A
A
A
A
A
A
B
B
B
B
B
B
A
B
X
X
X
X
X
X
X
Muro
8
5
5
7
9
3
4
Requerimientos del Cliente Carga Dimensiones y material terminaciones seguridad y ergonomía Críterios de resistencia Estética
+
-+ positivo medio
- negativo medio
positivo fuerte
negativo fuerte
Características del
diseño del producto
Matriz de relaciones
Fácil de abrir
Que no se raye
Color natural
Cantos redondeados
Que no cojee
Confortable
Sin nudos
Líneas simples
Dureza
Resistenci
a
tornillos
T
o
le
ra
nc
ia
la
rg
o
patas
Paralel
is
m
o
guías
Radios en c
antos
Rugosidad
Di
mensione
s
ergonómic
as
Madera sin
nudos
Medidas objetivas Unidades de medida Producto A Producto B Nuestro producto2,0
0,5
3
seguridad y ergonomía Carga Dimensiones y material terminaciones
+
-Matriz de cambios
Dureza
Resistenci
a
tornillos
o
le
ra
nc
ia
la
rg
o
patas
Paralel
is
m
o
guías
antos
Rugosidad
Di
mensione
s
ergonómic
as
Madera sin
nudos
+ positivo medio
- negativo medio
positivo fuerte
negativo fuerte
+
-+
Requerimientos del Cliente Medidas objetivas Dificultad Técnica Impacto estimado Costo estimado Unidades de medida Producto A Producto B Nuestro producto Carga Dimensiones y material terminaciones seguridad y ergonomía Críterios de resistencia Estética
