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Dr. Ing. Heriberto Maury-Departamento de Ingeniería Mecánica-Universidad
del Norte1
DISEÑO DE PRODUCTO
PRESENTACIÓN DEL CURSO Y
FUNDAMENTOS DEL DISEÑO
Dr. Ing. Heriberto Maury-Departamento de Ingeniería Mecánica-Universidad del Norte2
Compromisos que se derivan de la acreditación
¿Quienes integran la Universidad?¿Qué significa estar acreditado?¿Dónde estamos?
¿Qué nos espera?
ECAES-2003Area Ranking
Matemáticas 4Física 5
Química 8Humanidades 11
Economía y Admon. 7Mecánica de Sólidos 6Diseño Mecánico 1
Termofluidos 2Materiales de Ingeniería 4
Procesos de Fabricación 1Interdisciplinaria 4
Dr. Ing. Heriberto Maury-Departamento de Ingeniería Mecánica-Universidad del Norte3
Introducción. Naturaleza Integral del Diseño en Ingeniería Mecánica
DISEÑOMECÁNICO
ESTÁTICAMECANISMOS
EXPRESIÓNGRÁFICA
MATERIALESY PROCESOS
RESISTENCIA
DINÁMICA
ING. ECONÓMICA
DISEÑOMECÁNICO
ESTÁTICAMECANISMOS
EXPRESIÓNGRÁFICA
MATERIALESY PROCESOS
RESISTENCIA
DINÁMICA
OTROS
DISEÑOI. MECÁNICA
ESTÁTICAMECANISMOS
EXPRESIÓNGRÁFICA
MATERIALESY PROCESOS
RESISTENCIA
DINÁMICATérmicas
yFluidos
MECANISMOS
Dr. Ing. Heriberto Maury-Departamento de Ingeniería Mecánica-Universidad del Norte6
Identificación del curso
Dr. Ing. Heriberto Maury-Departamento de Ingeniería Mecánica-Universidad del Norte7
Descripción del curso
Se ofrece al estudiante una visión panorámica del proceso de desarrollo de productos con énfasis en el diseño, dándoles las herramientas para su planificación, ejecución y desarrollo desde la perspectiva de su ciclo de vida y en el marco de la ingeniería concurrente y colaborativa, fundamentales para el desarrollo de productos orientados a mercados globales
En otras palabras, el estudiante adquiere los elementos para identificar oportunidades de diseñar sistemas y productos con valor agregado, así como, una visión para identificar los factores estimulantes de las ventas o el consumo en función del segmento del mercado para el cual desarrollará el producto.
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Objetivo del Curso
GeneralBrindar a los futuros profesionales de la ingeniería los fundamentos para diseño y desarrollo integral de productos, estudiando y aplicando conceptos y métodos (DFX) que pueden considerarse como los medios fundamentales para alcanzar los elevados nivelesde desempeño exigidos hoy en los mercados globales, tanto para el diseño, como para el procesamiento de productos o sistemas.
Por lo tanto, con estos fundamentos el ingeniero podrá diseñar organizaciones o productos con una visión integral de sus implicaciones.
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Con
teni
do d
el C
urso
Nº Capítulos Descripción Tiempo Horas:
Semana:
1 Fundamentos de Diseño y del desarrollo de
productos
Def. de Desarrollo de productos, ciclo de vida del producto, naturaleza del diseño y habilidades necesarias, diseño de Ingeniería, proceso de diseño, códigos y normas, factor de seguridad, aspectos económicos en el diseño, Casos
4 1-2
DEFINICIÓN DE TEMA PARA EL PROYECTO
2 Introducción a la Ingeniería
Concurrente
Definición de ingeniería Concurrente o desarrollo integrado de producto, orígenes, características, ventajas, desventajas, algunos métodos utilizados en la Ingeniería concurrente: Diseño Funcional, Diseño para Fabricación y Ensamblaje (DFMA), Diseño para seguridad, Diseño para usabilidad, otros métodos
2 2
3 Planificación del proceso de
desarrollo de productos
Estudio del proceso de planificación de productos, Gestión en el desarrollo de productos, Diagramas de Gantt y PERT, Ruta crítica, Planeamiento del proyecto de desarrollo: Libro de contrato, Lista de tareas, Organización y previsión del personal para los grupos de trabajo. Elaboración de cronogramas y presupuesto
3 3
4 Estudio del mercado y especificación del
problema
Propósito del Estudio de mercado, Desarrollo del estudio de mercado y sus componentes, Propósito de las especificaciones del producto métodos para el planteamiento de las especificaciones, QFD y Método MEPEIS.
7 4-5
PRIMER INFORME +
SUSTENTACIÓN
DE AVANCE DE PROYECTO: ½ HORA POR GRUPO DEBE ENTREGARSE UN INFORME ESCRITO Y PRESENTACIÓN EN POWER POINT. ALCANCE HASTA ESPECIFICACIÓN INICIAL (Semana de agosto 29 a sept. 2)
5-6
PRIMER EXAMEN PARCIAL
TEMAS: 1 AL 4 (Semana de agosto 29 a sept. 2) 6
5 Modelación y simulación y
herramientas para el desarrollo integrado
de producto
Modelación, conceptos, Simulación, tipos de simulación, El CAD/CAE/CAM como herramientas para la simulación, PDM’s y PLM’s en el desarrollo integrado y colaborativo de producto.
2 7
6 Diseño conceptual Diseño conceptual:, propósito,. Métodos de síntesis Creativos, racionales (MEDGESF + MESISOLC). Evaluación de alternativas . Arquitectura de productos
9 7-9
7 Diseño Básico y de detalle
Propósitos, entregables, herramientas. 1 9
SEGUNDO INFORME DE AVANCE DE PROYECTO
DE AVANCE DE PROYECTO: ½ HORA POR GRUPO, DEBE ENTREGARSE UN INFORME ESCRITO Y PRESENTACIÓN EN POWER POINT. ALCANCE HASTA DISEÑO BÁSICO (Semana de agosto 29 a sept. 2)
10
Segundo Parcial TEMAS DEL 5 AL 7 10 8 Selección material -
Proceso Factores a considerar, metodologías de selección descripción 2 11
9 Introducción al diseño industrial y
para usabilidad
Diseño industrial propósitos y principios. Diseño para usabilidad. 8 12-13
10 Ecodiseño Conceptos, principios, métodos y Casos 3 14 INFORME FINAL TEMAS: CAPÍTULOS DEL 8 AL 10 15 EXAMEN FINAL 16
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Evaluación del Curso
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Evaluación del Curso
Texto Guía.Marzal J. et al. (2004). Diseño de Producto. Métodos y técnicas. Valencia, ALFAOMEGA. Textos complementarios. Aguayo F. et. al (2003). “Metodología del diseño industrial”. México, ALFAOMEGA. Boothroyd G., Poli C., March L. (1983). “Automatic Assembly- A designers Handbook”. Tech. Report, Department of Mechanical Engineering, University of Masachussets, 1983. Capuz S. (2001). Introducción al proyecto de producción. Ingeniería Concurrente para el diseño de producto. Alfaomega Childs P., (2004) Mechanical Design, Elsevier Butterworth Heneimann. Graedel, T. E. & Allenby, B. R. (1996). “Design for Enviroment”. N.J. Prentice Hall. Ulrich K., Eppinger S., Product design and development, Mac Graw Hill International, 2003 Otto, K. , WOO, K., Product Design, Prentice Hall, 2001 Kirchner L. (2001) Guía para el desarrollo de productos. Thompson Learning. Pugh, S. (1988). “Total Design”. Wokingham, Adisson Wesley. Riba Carles (2002). Diseño Concurrente. Barcelona, Edicions UPC. Rieradedevall J. y otro (2003). Ecodiseño y ecoproductos. Barcelona, Rubes Editorial Revistas, publicaciones científicas. Research in Engineering Design and Concurrent Engineering. Springer – Verlag. New York inc. Journal in Mechanical Design. Transactions of ASME. USA. Mechanical Engineering.
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del Norte12
Fundamentos del Diseño de Ingeniería
Capítulo 1DP
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Contenido Capítulo 1
- Diseño de Ingeniería Mecánica - Máquina, Mecanismo, Eslabón y Par Cinemático - Comunicación en el proceso de diseño
1.3. Consideraciones en el diseño - Concepto de Esfuerzo - Concepto de Resistencia - Factor de Seguridad, Consideraciones en la Fijación del Factor de Seguridad, Factor de seguridad estadístico - Fiabilidad, Costo y Valor - Códigos, Normas y Criterios
1.4. Proceso de Diseño, sus Modelos y sus Etapas - Proceso de Diseño - Modelos del proceso de diseño - Estudio del Diseño Conceptual y sus Etapas. - Diseño Básico y Diseño de Detalle - Prototipaje Físico
1. Introducción al curso y Fundamentos de Diseño 1.1. Presentación del Curso 1.2. Definición de Conceptos Básicos
- El diseño de ingeniería
1.5. Selección de materiales y de procesos de fabricación 1.6. Generalidades sobre los materiales empleados en la maquinaria 1.7. Conclusiones y Recomendaciones
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Conceptos Básicos
Es una labor de naturaleza iterativa encaminada a la planificación, concepción y desarrollo de sistemas o productos con el fin de satisfacer necesidades predeterminadas mediante la integración de las diferentes disciplinas técnicas de la ingeniería
¿Qué es el Diseño de Ingeniería?
¿Diseño?
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Conceptos Básicos
¿QUÉ ES EL PROCESO DE DISEÑO?
• Conjunto de Fases de Actividades Nec.
• Transf. El problema de diseño de est. Información / de req`s a Inf. del producto
• Posibilita Construcción, Uso y Mantenimiento
?NECESIDAD SOLUCIÓN
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Diseño en Ingeniería Mecánica
Conceptos Básicos
MAURY – 2000. “Es un caso particular del diseño de ingeniería que se refiere a la aplicación principal de conocimientos de la ingeniería mecánica: materiales, estática, dinámica, mecánica de máquinas, termodinámica, térmicas y fluidos, mecánica de materiales, tecnologías de fabricación, mantenimiento, seguridad, ergonomía, fiabilidad, compatibilidad ambiental, economía, etc.”
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Diseño en Ingeniería Mecánica
Conceptos Básicos
- SHIGLEY –1994 “El diseño de ingeniería mecánica incluye el diseño mecánico o de máquinas pero es un estudio de mayoramplitud que abarca todas las disciplinas de la ingeniería mecánica,de las ciencias térmicas, de fluidos y de las ciencias básicas”.
- RIBA-1995. “Constituye una materia interdisciplinaria que incluyeentre otras la teoría de máquinas y mecanismos (TMM), el cálculo y lasimulación, las soluciones constructivas, los sistemas deaccionamiento y su control (mecatrónica), la aplicación de materiales, las técnicas de representación, la seguridad, la ergonomía, lareciclabilidad, etc. que se integran en forma de un proyecto”.
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Conceptos Básicos
¿Qué es una Máquina?
- RIBA, 1995. “Es un sistema mecánico formado por uno o másconjuntos fundamentalmente mecánicos con partes móvilesorganizados en una unidad que realiza una tarea propia tal comola manipulación, la conformación de materiales o latransformación de energía”.
- ZIMMERMAN-1983. “Es cualquier aparato que es capaz detrabajar más fácil y rápido que lo alcanzado sin su uso”.
- NORTON-1995. “Conjunto de dispositivos que estándiseñados para proporcionar fuerzas significativas y transmitirpotencia apreciable.
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¿Qué es un Mecanismo?
Conceptos Básicos
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Conceptos Básicos
¿Qué es un Mecanismo?- CARDONA-2000. Conjunto de elementos mecánicos que hacen una o más de las funciones de la máquina que integran.
- RIBA-1995. Es precisamente, la delimitación y la idealización de los conjuntos mecánicos móviles de una máquina, y estáintegrado también por elementos idealizados denominadosmiembros y pares cinemáticos. Por Ejemplo: el mecanismocorredera – biela – manivela (cigüeñal), el mecanismo cremallera – pinón, la estructura del brazo de un robot industrial.
- NORTON-1995. Es una cadena cinemática en la cual por lo menos un eslabón ha sido sujetado al marco de referencia (elcual puede estar en movimiento).
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¿Qué es una Cadena Cinemática?
Conceptos Básicos
• NORTON-1995. Un ensamble abierto o cerrado de eslabones de modo que proporcionan un movimiento de salida controlado enrespuesta a un movimiento de entrada proporcionado.
• CARDONA-2000. Conjunto o subconjunto de los miembros de un
mecanismo en lazados entre sí. Por ejemplo la cadena detransmisión de un vehículo, los miembros de una cadena sedenominan eslabones.
• RIBA-1995. Es un sistema mecánico ideal formado por miembros
conectados por medio de pares cinemáticos.
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¿Qué es Enlace y un Par Cinemático?¿Qué es Enlace y un Par Cinemático?
Conceptos Básicos
RIBA-1995. Enlace es la solución constructiva de una unión
móvil entre dos partes de una máquina; mientras que par es
su idealización en un mecanismo
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Conceptos Básicos
¿Qué es un Sistema Mecánico?¿Qué es un Sistema Mecánico?
RIBA-1995. Conjunto organizado de elementos mecánicos
cuyo comportamiento está determinado por los siguientes
aspectos: movimiento, fuerzas, inercia, rigidez y
amortiguamiento
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Conceptos Básicos¿Inquietudes?¿Inquietudes?
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Comunicación en el Proceso de diseño
El resultado final del proceso de diseño es la obtención de la información suficientepara que una alternativa de solución seleccionada (sistema o producto) sea construida (fabricada y ensamblada), puesta punto, utilizada, mantenida y finalmente se le dé un tratamiento postvidaútil adecuado (reciclado, disposición, etc.)
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Comunicación en el Proceso de diseño
ta comunicación debe ser suficiente empleando algunas de estas víastre otras:
- Planos: generales, de subconjuntos, de partes, etc. - Diagramas - Modelización de sólidos – 3D - Especificaciones finales del sistema o producto en cuanto a sumaterialización, operación, desempeño, listado de componentes y de partes. a información podría ser digital de manera que el sistema pueda ser
struido mediante producción rígida o flexible, operado y controlado conda de la computadora
Esen
Toda lconayu
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Temas pendientes Próxima Sesión
- ... - Comunicación en el proceso de diseño
1.3. Consideraciones en el diseño - Concepto de Esfuerzo - Concepto de Resistencia - Factor de Seguridad, Consideraciones en la Fijación del Factor de Seguridad, Factor deseguridad estadístico - Fiabilidad, Costo y Valor - Códigos, Normas y Criterios
1.4. Proceso de Diseño, sus Modelos y sus Etapas - Proceso de Diseño - Modelos del proceso de diseño - Estudio del Diseño Conceptual y sus Etapas. - Diseño Básico y Diseño de Detalle - Prototipaje Físico
1.5. Selección de materiales y de procesos de fabricación 1.6. Generalidades sobre los materiales empleados en la maquinaria 1.7. Conclusiones y Recomendaciones
1. Introducción al curso y Fundamentos de Diseño 1.1. Presentación del Curso 1.2. Definición de Conceptos Básicos
- ..
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CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO
En este ítem se estudiarán una serie de elementos que hay que integrar en el diseño a fin de responder satisfactoriamente a la necesidad real.
- Esfuerzo: Reacción unitaria generada al interior de un elemento ya sea debido a la acción de cargas, efectos térmicos o derivado de un proceso de fabricación. Sus unidades son [F]/[A].
-Resistencia: Propiedad intrínseca del material que refleja su capacidad de absorber un determinado tipo de esfuerzo sin fallar; sus unidades son análogas a las de los esfuerzos.
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CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO
Factor de Seguridad. Es un índice que se introduce en el diseño para considerar el grado de incertidumbre en relación con las propiedades del material, los modelos utilizados para evaluar las cargas o condiciones de trabajo, etc.
TRABAJOCONDSPROPIEDADESF
.. =
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CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO
CONSIDERACIONES EN LA FIJACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD
En la definición del factor de seguridad se debe considerar:- La variabilidad de las propiedades mecánicas del material.- El efecto del tamaño del elemento sobre la propiedad mecánica de interés.- La naturaleza de la Carga (Estática o Dinámica).- Los efectos de los tratamientos térmicos.- La severidad del ambiente en que trabajará el sistema.- Costo de la falla.- Confiabilidad requerida.- Seguridad Humana.
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CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO
VALORES RECOMENDADOS PARA EL VALOR DEL FACTOR DE SEGURIDAD CONVENCIONAL
Cuando se trate de cargas estáticas el factor oscila normalmenteentre 1.1 y 2, mientras que para cargas cíclicas se considera unrango de 2 a 4. Y por último, para cargas de impacto o súbitas el factor oscila de 3 a 6.
FACTOR DE SEGURIDAD ESTADÍSTICO
Este se determina a partir del conocimiento de las propiedades del material, de las cargas, de la desviación típica de las dos anteriores y de la fijación de un grado de fiabilidad deseado. Normalmente este factor de seguridad resulta menor que el convencional, peroobviamente admite la presencia de un pequeño porcentaje de falladentro del lote que es una función de la fiabilidad deseada y de las desviaciones típicas.
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CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO
Códigos. Conjuntos de disposiciones publicadas por asociaciones especializadas que persiguen introducir en el diseño y/o construcción de sistemas o productos un grado de seguridad y eficiencia determinado.
Normas. Conjunto de disposiciones emitidas y publicadas por asociaciones especializadas que persiguen normalmente garantizar un grado de calidad, intercambiabilidad o de estandarización.
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CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO
Asociaciones responsables de los códigos y normas relacionados conla Ingeniería MecánicaSe enumerarán algunas de las muchas asociaciones de interés en el quehacer del Ingeniero Mecánico, aunque no necesariamente son exclusivas de su disciplina:
- ASTM - ASME- SAE - AISC- CEMA - NBS- ANSI - AFBMA- AA - IFI- API - ASM- AISI - ISO- BSI - NEMA- AWS - ASA- AGMA - DIN
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CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO
Consideraciones EconómicasLas consideraciones económicas suelen tener un peso importante en las decisiones que se toman en el proceso de diseño, es por ello necesario que se den algunas definiciones e indicaciones que apunten hacia la consecución de diseños competitivos.Costo del producto. Tiene que ver directamente con el precio de los recursos necesarios o involucrados en un diseño, proyecto o producto, o con los requeridos para mantenerlo u operarlo.Valor del producto. Está asociado con el significado o utilidad que un producto, diseño o proyecto tienen para el usuario.Relación Valor/Costo. En un diseño se debe maximizar esta relación, de manera que los productos ofrezcan más beneficios o funciones sinnecesariamente incrementar su costo en la misma proporción, estoconfiere competitividad.Costo en el ciclo de vida de un producto o sistema. Es aquel que incluye los recursos necesarios en su desarrollo, construcción, distribución, matenibilidad, operación, impacto ambiental, reciclado o deposición, etc. Es decir se considera todo su ciclo de vida.
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CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO
RECOMENDACIONES- Utilice en lo posible elementos de tamaños estándar o de
fácil consecución.- Uso de Tolerancias Amplias. Reduce los costos y hacen
competitivo el producto siempre que sean apropiadas con la función (Acotación Funcional).
- Elección apropiada del tipo de sistema de producción.- Diseñe productos competitivos (maximice el valor del
producto).
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CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO
SEGURIDAD Y RESPONSABILIDAD EN EL DESARROLLO DE UN PRODUCTO
Los desarrolladores de un producto son responsableslegalmente de cualquier daño o perjuicio que resulte de un error de diseño o fabricación, así como de los derivados de defectos del material aún sin tener conciencia de ello. El medio adecuado para subsanar este tipo de problemas es la aplicación de las normas de buena ingeniería en el análisis, en el diseño, en la fabricación, en el control de calidad y la ejecución de ensayos y experimentación suficiente.
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CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO
CONFIABILIDAD / FIABILIDAD.Es la estimación probabilística de que un dispositivo ejecute una función sin fallas bajo unas condiciones dadas y por un período de tiempo conocido. Ésta también puede verse como la probabilidad de en un lote ocurra un número determinado de fallas.
Si se quiere realizar los diseños considerando el concepto de confiabilidad es necesario disponer de datos adecuados en número suficiente.
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PROCESO DE DISEÑO, SUS MODELOS Y SUS ETAPAS
PROCESO DE DISEÑOEn este apartado se definirá el proceso del diseño y se estudiarán los diferentes modelos propuestos con sus etapas.
Definición. Es el conjunto de actividades, fases o etapas que son necesarias para transformar el problema de diseño del estado de información relativa a los requerimientos al estado de información referente a la solución con todas sus especificaciones técnicas.
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PROCESO DE DISEÑO, SUS MODELOS Y SUS ETAPAS
IMPORTANCIA DE LA INTUICIÓN (SENTIDO COMÚN) Y DE LOS MÉTODOS EN EL DISEÑO
La mayoría de los estudiosos reconocen la importancia de la intuición o del sentido común en el desarrollo creativo de las soluciones en un problema de diseño, especialmente durante la generación de alternativas o en el diseño conceptual; pero igualmente reconocen cómo importantes los métodos analíticos para aceptar, rechazar o mejorar una solución.Teniendo en cuenta esto, en el curso se presentan un bosquejo de los modelos del proceso de diseño, manteniendo un equilibrio entre las diferentes tendencias.
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PROCESO DE DISEÑO, SUS MODELOS Y SUS ETAPAS
Modelos del Proceso de DiseñoAntes de tratar los diferentes modelos desarrollados es necesario definir que es un modelo del proceso de diseño y posteriormente definir los diferentes tipos de modelos que se han desarrolladoModelo. Representación o mapa de las actividades o fases necesarias con sus relaciones, o las que se deberían seguir al realizar el diseño.
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PROCESO DE DISEÑO, SUS MODELOS Y SUS ETAPAS
Tipos de Modelos del proceso de diseño
Descriptivos Mixtos Prescriptivos
• French (FRE-1981) • Archer • CBR • Otros
• Xue (XUE-1992) • Göker (GÖK-1995) • Jones (JON-1996) • Otros
• PAHL (PAH-1984) • VDI 2221 (VDI 1987) • Hubka (HUB-1989) • Otros
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PROCESO DE DISEÑO, SUS MODELOS Y SUS ETAPAS
TIPOS DE MODELOS DEL PROCESO DE DISEÑO.Considerando el origen del modelo se dan estos tipos: Descriptivos y prescriptivos.
Modelos Descriptivos. Modelos derivados de la realización de estudios cognoscitivos o de observación, a través de los cuales se determinan los conjuntos de actividades que los diseñadores siguen en el proceso de Diseño.
Modelos Prescriptivos. Representación del conjunto de actividades que formulan los estudiosos que deberían seguirse para conseguirun mejor resultado en el proceso de diseño.
Modelos Mixtos. Modelos cuyo origen es dual, presentan un equilibrio entre los enfoques prescriptivos y descriptivos.
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CICLO BÁSICO DEL PROCESO O MODELO CANÓNICO DEL PROCESO DE DISEÑO
U s u a r io
1 . C lar if ic a ció n d e la tar e a
2 . D is e ñ o C o n c e p t u a l.
3 . D is e ñ o b á s ic o o d e c o n f ig u r a c ió n .
4 . D is e ñ o d e d e t a lle .
5 . P r o to t ip a je f ís ic o y e n s a y o s .
E sp e c ifica c ion e s fin a le s yp la n e a c ió n d e la p r o d u c c ión .
P r o d u c c ió n – c o n s tr u c c ió n .
C o m e r c ia li z a c ió n
UP-
STR
EA
M
N e c e sid a d
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PROCESO DE DISEÑO, SUS MODELOS Y SUS ETAPAS
CICLO BÁSICO DEL PROCESO O MODELO CANÓNICO DEL PROCESO DE DISEÑO
De las etapas que componen el proceso canónico o básico del diseño, en este capítulo se explican con profundidad cada una de ellas. Es importante destacar, que en cada una de las fases del proceso básico del diseño se aplican reiteradamente las estrategias de análisis, síntesis, evaluación y de optimización.Identificación de la Necesidad: Es el proceso mediante el cual se reconoce la existencia de una condición insatisfactoria o anómala y se toma conciencia de que se deben emprender acciones para subsanarla. El conjunto de acciones que se llevan a cabo para satisfacer la necesidad, constituyen lo que se denomina diseño.
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PROCESO DE DISEÑO, SUS MODELOS Y SUS ETAPAS
Especificación inicial: Es la etapa en la cual se cualifica, se cuantifica o caracteriza el desempeño que se espera de una solución o producto.Diseño conceptual: Es la etapa en el que se toma la especificación inicial y se ejecutan una serie pasos para formular un conjunto de alternativas de solución, las que normalmente se comunican por medio de esquemas preliminares (layouts).El nivel de definición obtenido de las soluciones en la fase conceptual es global, permitiendo comprender los principios y tecnologías involucradas en ellas. Se ofrece además una visión preliminar de la geometría de las alternativas de forma tal que a partir de ello se puedan montar modelos para la evaluación inicial de las alternativas.
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PROCESO DE DISEÑO, SUS MODELOS Y SUS ETAPAS
El paso final dentro del diseño conceptual lo constituye la selección de las alternativas;que una vez superada, si se sigue el proceso canónico o básico, se da el diseño básico o de materialización. En esta etapa se pasa del nivel de definición global al nivel de los conjuntos o subensambles, es decir, se determinan todos los módulos y conjuntos que integran la solución desde los puntos de vista funcional y estructural.
Fuente Propia
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PROCESO DE DISEÑO, SUS MODELOS Y SUS ETAPAS
Diseño de configuración o básico: Es la fase donde se define el arreglo o diseño de cada uno de los subsistemas, subconjuntos o subensambles que integran el producto.
Se genera la información necesaria para iniciar el diseño de detalle de los módulos o sub-ensambles
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PROCESO DE DISEÑO, SUS MODELOS Y SUS ETAPAS
• Diseño de detalle: Es la fase donde se obtiene la información necesaria para fabricar y ensamblar cada uno de los componentes del sistema
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PROCESO DE DISEÑO, SUS MODELOS Y SUS ETAPAS
Prototipaje y ensayos: Es la etapa final del proceso básico del diseño mediante la cual se detectan los errores o detalles finales antes de entrar a la fase de producción o de construcción.
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Proceso de Diseño-ResumenAnálisis del mercadoAnálisis del mercado
Análisis dela oferta
Análisis dela oferta
Análisis de la demandaAnálisis de
la demandaAnálisis de los preciosAnálisis de los precios
Análisis dela comercialización
Análisis dela comercialización
Conclusiones del análisisde mercado
O/D Nombre del Requerimiento Unid. Var. ValorO Nombre del proyecto SIN (NP) Muelle XYZD Función Global SIN (Ai) A2*O # de nodos de entrada SIN (n) 1O # de nodos de entradas interm. SIN (ni) 1O # de nodos de entrada de otro tipo SIN (no) 0O # de nodos de salida SIN (m) 1O # de nodos de salida interm. SIN (mi) 1O # de nodos de salida de otro tipo SIN (mo) 0
Alternativas
Criterios Wt A1 … AJ …… Am
C1 W1 V11 … V1j V1m
.... …
Cn Wn Vn1 Vnj Vnm
Vtotal )*( 1
1i
n
ii VW∑
=
.... )*(
1ij
n
ii VW∑
=
....... )*(1
im
n
ii VW∑
=
Descripción Cant. Und. P. Unit Valor Parcial TotalFabricaciones
LocalesEstructurales 5000 KgMecanizadas 1200 Kgsubtotal yyyyImportadasEstructurales 350 KgMecanizadas 700 KgSubtotal zzzSubtotal USD$ XXXX
ComprasLocalesSop+Rod 300 KgTornillerìa GlImp+fletes Glsubtotal yyyyImportadasMotorreductores 600 HP 100 60000Molino 1 Kg 10000000Fletes+Nac Gl (40%-15%)SubtotalSubtotal USD$ XXXX
MontajeFabricacionesEstructurales xxxx Kg 0,4Mecanizadas mmm Kg 0,25Subtotal rrrEquiposSop+Rod 300 Kg 0,4Motorreductores Kg 0,4Molino 100000 kg 0,1subtotal yyyyySubtotal USD$ XXXX
Compras + Fabricaciòn+ Montaje kg USD$ XXXXImprevistos -5% gggAdmón 15%Utilidad 15%Gran total
Sección Molienda
Est. MercadoEspecificación In.Dis. ConceptualDiseño BásicoDiseño de DetallePrototipajeProducciónComercializaciónUso + ServicioFin de Vida
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SELECCIÓN DE MATERIALES Y DE PROCESOS DE FABRICACIÓN
Un principio de diseño es que la selección de los materiales y de los procesos de fabricación a utilizar en un diseño son inseparables y complementarias, de manera que respondan técnica y económicamente a la función perseguida (DFMA) con el fin de lograr la satisfacción de la necesidad. Los factores que determinan esta selección son:1. Factores Técnicos. Dentro de los cuales se encuentran:-Condiciones de trabajo. Cargas, temperatura, ambiente.-Fabricabilidad – Ensamblabilidad.
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SELECCIÓN DE MATERIALES Y DE PROCESOS DE FABRICACIÓN
-Utilización de materiales, elementos y procesos estándares.
-Asequibilidad de los materiales y de los procesos.
-Materiales compatibles con el desarrollo sostenible.
2. Factores económicos– Número de piezas a fabricar– Restricciones Económicas
3. Otros factores de decisión.Estética y flexibilidad con el mercado
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Proceso de selección materiales Proceso
Dr. Ing. Heriberto Maury-Departamento de Ingeniería Mecánica-Universidad del Norte54
Trabajo
Preparar ensayo, en Inglés para próxima clase
sobre el proceso de diseño y la selección
material proceso
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Conclusiones y recomendaciones
Considerando las características de los modelos y los métodos de diseño, no se pueden considerar antagónicos o incompatibles con la creatividad, la imaginación o la intuición; por el contrario, la práctica moderna del diseño ha demostrado que es más probable que conduzcan a soluciones novedosas en menor tiempo y con mayor calidad que los métodos tradicionales o informales, que no estructuran coherentemente el pensamiento
Por lo tanto, los métodos modernos ayudan a enfocar los esfuerzos sobre los aspectos relevantes cuando se trabaja en equipo y son técnicas auxiliares del pensamiento creativo
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