Principios de Diseño Concurrente

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CONSTRUIMOS FUTURO CONSTRUIMOS FUTURO

Junio de 2009 Junio de 2009

Ing. Edwin Alberto Garavito Ing. Edwin Alberto Garavito Esp

Esp. Gerencia de la Producción . Gerencia de la Producción –– Mejoramiento ContinuoMejoramiento Continuo Esp

Esp. Docencia Universitaria. Docencia Universitaria [email protected] MSc.

MSc. Ingeniería Industrial (UPRM)Ingeniería Industrial (UPRM) http:

http://torcaza.uis.edu.co/~//torcaza.uis.edu.co/~garavitogaravito

CICLO DE VIDA DEL PRODUCTO

**

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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

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, 1980 4

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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 Diseño para la función, pero también diseño para la

fabricación fabricación

Diseño para la fabricación y el montaje

(DFMA de

(DFMA de design for manufacturing and assemblydesign for manufacturing and assembly))

Ejemplo 1. Incidencia de la automatización y del diseño en los costos Ejemplo 1. Incidencia de la automatización y del diseño en los costos de montaje.

de montaje.

6

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Ejemplo 2. Montaje, flexibilidad y costos en la fabricación de Ejemplo 2. Montaje, flexibilidad y costos en la fabricación de automóviles de juguete

automóviles de juguete

(Boo,1992)

Ingeniería Concurrente

Ingeniería del diseño y desarrollo de productos y servicios de forma global e integrada, donde concurren las siguientes puntos de vista :

Para:

• Asegurar se de respuesta a las necesidades de los usuarios • Facilitar el mantenimiento

• Minimizar el impacto ambiental

8 P ro d u ct o • Se considera: • Tipo de producto • Requerimientos en

cada etapa del ciclo de vida

• Recursos asociados • Se considera: • Tipo de producto • Requerimientos en

cada etapa del ciclo de vida • Recursos asociados R e cu rso s h u m a n o s • Colaboran profesionales en: • Asesoramiento y decisión • Impulsión y gestión • Colaboran profesionales en: • Asesoramiento y decisión • Impulsión y gestión R e cu rso s M a te ri a le s • Herramientas de apoyo basadas en TIC´s. • Modelos 3D • Prototipos • Simulación • Comunicación interna • Herramientas de apoyo basadas en TIC´s. • Modelos 3D • Prototipos • Simulación • Comunicación interna

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Ingeniería Concurrente

Conceptos

Conceptos relacionadosrelacionados • 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.

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.

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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.

Ingeniería Concurrente

Ingeniería

Ingeniería ConcurrenteConcurrente OrientadaOrientada alal ProductoProducto

• 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.

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Ingeniería Concurrente

Ingeniería

Ingeniería ConcurrenteConcurrente OrientadaOrientada alal EntornoEntorno 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.

Etapas del ciclo de vida de un producto

14 Decisión y definición • Lanzamiento • Definición Diseño y desarrollo Fabricación • Planificación • Fabricación de piezas • Montaje • Control de calidad • Embalaje Distribución y comercialización Utilización y mantenimiento •Funciones •Relación con el usuario •Disponibilidad Fin de vida • Reutilización • Reciclado • Recuperación de energía

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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 Diseños que aseguren fiabilidad y calidad de vida de la sociedad

Diseño y disponibilidad

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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.

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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

Diseño y Ergonomía

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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 La ingeniería concurrente hace énfasis en la Ergonomía

Preventiva. Preventiva.

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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

Impacto ambiental y fin de vida

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Los productos y máquinas no deben producir agresiones al medio Los productos y máquinas no deben producir agresiones al medio

en ninguna etapa del ciclo de vida 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

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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.

Principios de la

Principios de la ecocultura

ecocultura del diseño

del diseño

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• Hacer énfasis en aspectos que permitan recuperación de: materiales o segundos usos de los productos o partes.

Orientar el diseño hacia el reciclaje y la

reutilización

• Reducir cantidad de material usado, variedad. • Eliminar o reducir aleaciones y mezclas

Simplificar y estandarizar los materiales

• Añadir una marca sobre las piezas que faciliten el desguace. Termoplásticos y aluminios.

Identificar materiales

• 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

Facilitar desmontaje y desguace

• Estandarizar piezas y componentes

• Fomentar mercados de reparación y reutilización

Diseñar para la reutilización

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CONSTRUIMOS FUTURO CONSTRUIMOS FUTURO

FIN

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Facultad de Ingenierías Físico----MecánicasMecánicasMecánicasMecánicas Facultad de Ingenierías Físico

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