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Metodología de innovación de un
producto
M. Cs. Omar Aceves Suriano Julio 2015
Índice de contenido
1. Producto innovador
2. Análisis del producto
3. Formulación de la problemática
4. Leyes de evolución
5. Aplicación teórica en un producto
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1.- Definición de producto
innovador
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Producto e innovación
Definición de producto(Del lat. productus):
1. m. Cosa producida.
2. m. Caudal que se obtiene de algo que se vende, o el que ello reditúa.
3. m. Mat. Cantidad que resulta de la multiplicación.
Definición de innovación (Del lat. innovatĭo, -ōnis):
1. f. Acción y efecto de innovar.
2. f. Creación o modificación de un producto, y su introducción en un mercado.
* Definiciones de la Real Academia Española (http://www.rae.es/)
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2.- Análisis del producto
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Producto innovador
Un producto innovador existe en tres aspectos:
Sociedad
Económica
Tecnológico
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Aspecto Característica Aplicación
Sociedad Definición de necesidad
Reglamentación
Usuario
Estado / Internacional
Económica Beneficio
Costo de inversión
Costo de compra
Empresa
Empresa
Cliente comprador
Tecnológico Saber hacer
Conocimiento
Empresa, proveedores
Sectores industriales
Producto: complejidad
Producto Empaque de protección
Empaque de transporte
Documentación Publicidad
Software acompañante
(si aplica)
Servicios
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Producto: ciclo de vida
El producto asociado a su ciclo de vida:
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Necesidad
Producto
específico
Producto
definido
Producto
realizado
Producto
vendido
Producto
obsoleto
Desecho
Procesos de:
Diseño Fabricación Control Uso
Mantenimiento
Reciclaje
Producto: estados de evolución
Todas las evoluciones posibles de un producto.
1.- Infancia
2.- Crecimiento
3.- Madurez
4.- Declive
9
Tiempo
Rendimiento
1
2
3 4
Producto: investigar la información
Para realizar un buen producto innovador es necesario contar con los siguientes puntos:
Archivo técnico inicial
Análisis del mercado
Análisis de la competencia
Situaciones de vida de un producto
Diseño
Fabricación
Almacenamiento
Instalación
Compra
Funcionamiento (normal, degradado)
Mantenimiento
Limpieza
Destrucción
Reciclaje ….. otros
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Producto: restricciones
Diseñar con restricciones o limitaciones.
Costos de fabricación
Tiempo
Estética
Ergonomía
Protección industrial (patentado)
Reglamentación (normas y códigos)
Pruebas
Comercialización
Eco diseño
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Visión global del producto
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1.- Oportunidad de
estudio del producto
2.- Expresión de la
necesidad
3.- Búsqueda de
ideas
4.- Desarrollo.
validación
5.-Fabricación
6.- Venta, servicio
al cliente
Modelo V de un proyecto
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Oportunidad
Especificación
Alternativa
Arquitectura
Dimensiones
Definición
Aprovisionamiento
Preparación
Manufactura
Ensamble
Integración
Homologación
Producto
Explotación
Experiencia - Retroalimentación
Diseño Desarrollo
Integración
3.- Formulación de la
problemática
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Análisis de la evolución y de la competencia
Para realizar un análisis del producto a innovar es necesario plantearse algunas
preguntas importantes, como son:
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¿Quién? De quién trata
¿Qué? Cual es el problema
¿Cuándo? En que momento
¿Dónde? En que ambiente
¿Cómo? Cuales son las circunstancias
¿Por qué? Por cual razón
Gráfico de situaciones de vida de un producto
Situaciones de vida de un producto:
Diseño Compra Limpieza Agresiones
Fabricación Funcionamiento Reposo Destrucción
Montaje Paro Mantenimiento Reciclaje
Instalación Pruebas Transporte ……
El gráfico indica que:
Una función de servicio conecta a dos medios exteriores.
Una función de restricción se vincula con el producto por cada medio exterior.
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Producto
Usuario Medio 6
Medio 1 Medio 5
Medio 4
Medio 3
Medio 2
Gráfico de situaciones de vida de un producto
Ejemplo de situación de vida Funcionamiento normal en el análisis de un
intercambiador de calor:
Función de servicio (FS1): Transferir la energía calorífica de las aguas residuales al
fluido térmico.
Función de restricción (FC1): Resistir a las agresiones del fluido térmico.
Caracterización de una función: verbo + complemento
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Intercambiador
Fluido
térmico
Aguas
residuales Ratas
Desechos
sólidos
Biofilm
Colector Hierbas Aire
Tierra
Red interior
Intercambiadores i-
1, i+1
FC1 FC2 FC3
FC4
FC5
FC6 FC7
FC8
FC9
FC10
FC11 FS1
Organigrama técnico de un producto
Para poder realizar un análisis a profundidad de un producto referencia es necesario
generar un organigrama técnico en el cual se identifican por niveles las
características de dicho producto.
Nivel 0 Sistema general
Nivel 1 Asociación de bloques
funcionales
Nivel 2 Asociación de bloques
funcionales y de componentes
Nivel 3 Asociación de modelos de
partes de bloques funcionales
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Sistema
Nivel 1 Nivel 1
Nivel 2
Nivel 3
Nivel 4
Aumento de
complejidad
Adaptación de
modelos
Organigrama técnico de un producto
Ejemplo del organigrama técnico de un sistema de intercambiadores de calor:
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4.- Leyes de evolución
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Leyes de evolución
Son aquellas en donde el principal objetivo es analizar las grandes líneas de
evolución del sistema.
La evolución del sistema se liga a la evolución de los medios externos
(supersistema) de sus componentes (subsistema).
El análisis exhaustivo de los recursos y el estudio de los productos de uso similar o
de funciones similares son una preparación indispensable para la evaluación de las
posibilidades de evolución.
Total de leyes: 8
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Leyes de evolución
Ley 1: Totalidad de las partes
Para realizar la acción incriminada, una energía debe ser utilizada, transformada y
transmitida.
Cada una de las cuatro entidades siguientes debe estar presente en el sistema y debe
tener una utilidad mínima luego de la realización de la acción.
Una entidad motriz
Una entidad de transmisión
Una entidad actuadora
Una entidad de control
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Leyes de evolución
Por lo menos una de las entidades debe ser controlable.
Calificación para las entidades del diagrama:
0 No hay control en el sistema
1 Control insuficiente
2 Buen control pero puede ser mejorado
3 Retroalimentación
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Leyes de evolución
Ley 2: Conductividad energética
El sistema debe permitir el libre paso de energía entre todas sus entidades luego de la realización de la acción (esta energía puede ser transmitida por o sin contacto). La transmisión de la energía debe ser lo mas eficaz posible.
Evoluciones considerables para mejorar la conductividad energética:
Acortamiento del trayecto energético
Reducción de las transformaciones sucesivas
Transformación, mejoramiento de los parámetros de transferencia.
Crecimiento o aumento del control de los campos energéticos
Calificación para cuestiones de conductividad energética:
0 Disfunciones por transmisión defectuosa
1 Pérdidas importantes
2 Pérdidas pequeñas o despreciables
3 No hay pérdidas
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Leyes de evolución
Ley 3: Coordinación de ritmos
Las frecuencias, las vibraciones, las periodicidades deben ser coherentes en todas las
entidades del sistema luego de la realización de la acción.
Evoluciones considerables (disponibles) para mejorar la coordinación de los ritmos:
Acoplamientos para mejorar los resultados en fase, en oposición de fase, en resonancia concedida
(otorgada) y en compensación.
Desacoplamientos para eliminar efectos indeseables: Independencia.
Calificación:
0 Ritmos no coordinados
1 Inicio de coordinación
2 2 entidades coordinadas
3 Coherencia de ritmos
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Leyes de evolución
Ley 4: Incremento del nivel de perfeccionamiento
Todo sistema tiende a evolucionar
En un primer tiempo, aumentando su complejidad para aumentar sus resultados y acrecentar sus funcionalidades.
Después, tiende a simplificarse conservando sus funcionalidades y la seguridad de funcionamiento.
Evoluciones considerables (disponibles) para aumentar el nivel de perfeccionamiento:
En un principio acrecentando la complejidad .
Después viene la simplificación.
Calificación:
0 No hay evolución
1 En vía de volverse compleja
2 En vía de simplificación
3 El máximo perfeccionamiento posible
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Leyes de evolución
Ley 5: Desarrollo desigual de las entidades
Cada entidad tiene su propia evolución. Una entidad que llega a declinar bloquea la evolución del sistema.
El desarrollo desigual entre las entidades provoca la generación de contradicciones técnicas y físicas.
Evoluciones posibles:
Eliminación de contradicciones.
Igual desarrollo de las entidades.
Calificación:
0 Una entidad bloquea toda la evolución posible
1 Solo una entidad evoluciona
2 Varias entidades evolucionan
3 Desarrollo armonioso
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Leyes de evolución
Ley 6: Transición hacia el supersistema
Evaluar esta ley vuelve a juzgar el nivel de desarrollo del supersistema y las
posibilidades de asociación con el sistema.
Evoluciones que pueden ser abordadas (evoluciones a considerar):
Tomar en cuenta el ciclo y las etapas de vida de la entidad
Agregación de los medios circundantes al sistema de funcionalidades (bi y polisistemas)
Evolución hacia un nuevo sistema para simplificación.
Calificación:
0 No hay asociación con el supersistema
1 Una asociación de tipo bi-sistema
2 Varias asociaciones
3 Todas las posibilidades son realizadas y simplificadas.
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Leyes de evolución
Ley 7: Transición de un macro nivel hacia un micro nivel.
Una vez que una entidad operacional ya no puede ser mejorada en el macro nivel, es posible hacerla evolucionar en el micro nivel (moléculas, átomos, iones, etc.).
Esta ley conduce a acrecentar el empleo de campos energéticos que vienen a reemplazar las entidades materiales.
Evoluciones a considerar: Evolución hacia los micro sistemas
Evolución hacia la tecnología molecular
Mejoramiento de la eficiencia de los campos (Directos, en oposición, en resonancia, impulsiones, combinados)
Segmentación
Calificación:
0 No hay micro nivel
1 Inicio de la segmentación
2 Uso de los campos o de las propiedades en el micro nivel
3 Tecnología molecular
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Leyes de evolución
Ley 8: Incremento del dinamismo y del nivel de control.
Las entidades evolucionan de comportamientos estáticos a dinámicos para incrementar su control. Las entidades no controlables se vuelven controlables
Los campos mecánicos son reemplazados por campos electromagnéticos
Las entidades se vuelven compatibles entre ellas.
Evoluciones que pueden ser consideradas para el incremento del dinamismo y del nivel de control: Evolución hacia las multifuncionalidades.
Aumento del número de grados de libertad.
Aumento del control.
Evolución del grado de estabilidad,
Calificación:
0 Entidad estática
1 Inicio del dinamismo
2 Entidad dinámica
3 Entidad dinámica, controlada y estable.
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Leyes de evolución
Ejemplo: gráfico radar del resultado en la aplicación de las leyes de evolución en un
sistema (producto).
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5.- Aplicación teórica en un
producto
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Análisis de un cepillo dental
El siguiente ejemplo se basa en el uso de un cepillo dental. Para tomar un análisis
más cuidadoso, se tomará el desarrollo a partir de patentes que datan de 1820.
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Componentes y medios exteriores
Se toma ahora el análisis de un cepillo de dientes de 1990:
Descomposición sistémica:
Medio exterior: boca
Sistema: cepillo de dientes
Componentes: mango, cerdas, mano, dientes, pasta + agua, impurezas, encías,
saliva, usuario.
Etapa de vida: Cepillado
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Componentes y medios exteriores
También se tiene un segundo análisis para otra etapa de vida:
Descomposición sistémica:
Medio exterior: baño
Sistema: cepillo de dientes
Componentes: mango, cerdas, vaso.
Etapa de vida: Descanso
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Aplicación de las leyes de evolución
Al aplicar las leyes de evolución y dar una calificación para cada una, se obtiene lo
siguiente:
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Ley Descripción Calificación
Ley 1 Totalidad de las partes 1
Ley 2 Conductividad energética 2
Ley 3 Coordinación de los ritmos 1
Ley 4 Aumento del nivel de perfeccionamiento 0
Ley 5 Desarrollo desigual de las entidades 3
Ley 6 Transición hacia los medios exteriores 0
Ley 7 Transición hacia el micronivel 0
Ley 8 Aumento de la dinamización y del nivel de controlabilidad 0
Aplicación de las leyes de evolución
Expresado lo anterior en el gráfico radar:
Coordinación de los ritmos: ley 3
Aumento en el nivel de perfeccionamiento: ley 4
Transición hacia los medios exteriores: ley 6
Transición hacia el micronivel: ley 7
Aumento de la dinamización y el nivel de controlabilidad: ley 8
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Funciones a mejorar en el cepillo
Análisis funcional del cepillo dental:
Funciones de servicio: 1) Mango rígido, 2) Flexibilidad del mango
Funciones de restricción: 1) Controlar el cepillado, 2) Asegurarse de la limpieza de los dientes.
Expresión de la contradicción física:
“El mango debe ser rígido y flexible”
Evolución posible:
Separación de las exigencias contradictorias y dinamización.
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Primera evolución
Eliminación del freno semántico: cerdas – placas – membranas
Transición hacia los bi-sistemas.
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Segunda evolución
Eliminación del freno semántico: cerdas – placas – membranas
Transición hacia los bi-sistemas.
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Tercera evolución
Para la tercer evolución, se toma que la ley 5 se mejora en su aplicación. Lo anterior
indica el desarrollo desigual de las entidades.
Tal como se muestra en la figura.
Redundancia: cepillado + vibración de las cerdas
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Cuarta evolución
Transición hacia los bi-sistemas: segmentación de la cabeza del cepillo.
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Quinta evolución
Utilización de los recursos: aire y volumen de la cabeza.
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Sexta evolución
Redundancia: rotación y vibración.
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Bibliografía
NADEAU J.P. Echangeurs de chaleur [Book]. - Bordeaux : ENSAM, 1989.
NADEAU J.P. Energétique Industrielle [Livre]. - Bordeaux : Arts et Métiers
ParisTech, 2009. - p. 235.
NADEAU J.P. et PAILHES J. Méthodes d'Aide à L'INnovation - MAL'IN [Livre]. -
Bordeaux : Arts et Métiers ParisTech, 2010. - V4.0 : p. 51.
RAMIREZ Cesar Daniel. Étude d'un système de rafraichissement de locaux à partir
d'un échangeur utilisant des matériaux à changement de phase [Reporte] : Memoire
de Master / Arts et Métiers ParisTech. - Bordeaux : [s.n.], 2012. - p. 234.
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Gracias por su atención
“Por siempre responsable de lo que se ha
cultivado”
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Contacto
M. Cs. Omar Aceves Suriano
Coord. Prog. Ing. Mecatrónica / Ing. Mecánica Ind. / Ing. Biomédica
UVM Lomas Verdes
52387300 Ext. 10209
Correo: [email protected]
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