Metodología del diseño mecánico - INTI

GESTIÓN DEL DISEÑO MECÁNICO
J. Esteban Fernández Rico
Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Gijón
Dpto. de Construcción e Ingeniería de Fabricación
Universidad de Oviedo- ESPAÑA
[email protected]
INTI ARGENTINA
AGOSTO 2013
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Índice general
Gestión del diseño Mecánico
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
El diseño mecánico
Etapas del diseño mecánico
Normativa y legislación aplicable
Seguridad de sistemas mecánicos
Marcado CE
Ecodiseño
Ergonomía
Gestión de la calidad
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Índice general
Gestión del diseño Mecánico
(cont.)
9. Gestión económica
10. Protección del producto
11. Innovación de productos
12. Gestión integrada
13. Ingeniería Inversa
14. Planos. Codificación
15. Metodología del diseño
mecánico
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15.METODOLOGÍA DEL DISEÑO MECÁNICO
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INTRODUCCIÓN AL DISEÑO
El diseño es una característica del ser humano, es el
deseo de remodelar el mundo para adecuarlo a sus
necesidades
NECESIDADES HUMANAS
Alimentos
Higiene
Herramientas
Transporte
Cobijo
Autorrealización
…..
RECURSOS
Personas
Tecnologías
Energía
Animales
Materiales
…..
IMPLICACIONES
Perspectivas
Prioridades
Técnicas
Procesos
Actitudes
Estilos de Vida
Productos
…..
Diseñar
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Definiciones
Diseño de ingeniería es la generación sistemática, inteligente y la
evaluación de las especificaciones de los objetos cuya forma y
función alcanzan los objetivos indicados y satisfacen las
restricciones y condiciones especificadas
El diseño industrial es una actividad que consiste en determinar las
propiedades formales de los objetos producidos industrialmente. Por
propiedades formales no hay que entender tan sólo las características
exteriores, sino, sobre todo, las relaciones funcionales y estructurales
que hacen que un objeto tenga una unidad coherente desde el punto de
vista tanto del productor como del usuario. Mientras la preocupación
exclusiva por los rasgos exteriores de un objeto determinado conlleva el
deseo de hacerlo aparecer atractivo, las propiedades formales de un
objeto son siempre el resultado de la integración de factores diversos de
tipo funcional, cultural, tecnológico o económico.
Diseño en Ingeniería Mecánica
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INTRODUCCIÓN AL DISEÑO
El diseño puede ser visto como una transformación de un estado de
conocimiento inicial a un estado de conocimiento final. Así, se tiene que
articular tanto el estado inicial como el final, y las transformaciones por las
cuales se pasa de un estado al otro.
Diseño en Ingeniería Mecánica
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Conocimiento:
•Matemático
•Mecánico
•Materiales
•….
Problema Técnico
Concepto de Solución
P
ta
s
ue
p
ro
R
Restricciones:
•Material
•Espacio
•Costes
•….
Diseño en Ingeniería Mecánica
ió
c
iza
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Realización
La tarea de un Ingeniero es encontrar
soluciones a problemas técnicos mediante
el empleo de conocimientos científicos y de
materializar las soluciones de una manera
óptima, dentro de las limitaciones de tipo
material, tecnológico y económico
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El desarrollo y diseño son sólo una fase en la vida del producto, por lo tanto
deben de ser estudiados junto con los demás pasos de trabajo de la
planificación: la creación, la producción, la introducción en el mercado hasta el
posible reciclaje.
Diseño en Ingeniería Mecánica
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Estructura Multidisciplinar
Calidad del Producto
•La experiencia del diseñador consiste en el conocimiento de las
restricciones.
Diseño en Ingeniería Mecánica
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Principios Fundamentales
1. Identificar los requisitos: Puesto que las funciones de los
productos vienen condicionadas por todos los requisitos que éstos
deben cumplir, al iniciar el proceso de diseño deberán identificarse
todos los requisitos posibles. Hay que llegar a un proceso de
compromiso para poder cumplir todos los objetivos y todos los
compromisos.
2. Valorar los requisitos: Algunas características del producto se
determinan por la relación existente entre los valores de los
diferentes requisitos considerados. Es decir, se pueden otorgar
diferentes grados de importancia relativa a los requisitos. El
diseñador decide el grado de importancia relativa que han de tener
los diferentes requisitos. Las limitaciones que le imponga el medio
(tipo de material del que disponga) y las posibilidades técnicas de
fabricación (conocimientos y herramientas) junto con las
económicas, estarán poniendo límite a la actividad diseñadora.
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Principios Fundamentales
3. Conocer del Producto y el sistema productivo: Cualquier
proceso de diseño debe emprenderse con pleno conocimiento de
los materiales, las herramientas y las técnicas existentes que
pueden emplearse, haciéndolo de la forma más económica
posible. La complejidad de los productos industriales que aparecen
en nuestros días, hace que junto a los requisitos de diseño se
tengan en cuenta los requisitos de uso, como son el
mantenimiento, las reparaciones, la alimentación, etc., e incluso
los que comporta cuando acaba el ciclo de vida útil del mismo al
tener que deshacerse de ellos (reciclaje, descomposición).
4. Estimar costes: Dado que un producto puede provocar tanto
costes como beneficios durante su vida útil, éstos deberán
determinarse durante el desarrollo del producto, puesto que
afectan a la importancia relativa de todos los otros requisitos del
diseño.
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INTRODUCCIÓN AL DISEÑO
Necesidades
Definición
Información
Características
Creatividad
Evaluación
Solución adoptada
Estudio de
Mercado
Validación
del Prototipo
Prototipo
Verificación
Pruebas
Fabricación en Serie
Rediseño
Modelo Definitivo
Mercado Cliente
METODOLOGÍAS DE DISEÑO CLÁSICAS
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INTRODUCCIÓN AL DISEÑO
Necesidad: El proceso surge como consecuencia de las necesidades que tiene el
usuario. Estas pueden ser manifestadas (a través de una petición de encargo),
implícitas (mediante un sondeo o estudio de la competencia) o provocadas
(cuando el potencial cliente ve el producto en el mercado)
Recogida de Información: Se suele realizar en dos vertientes, una recogiendo
información de productos anteriores que estén relacionas con el que se diseña y
viendo los desarrollos actuales que se están investigando, por otro lado hay que
realizar un estudio de costes y mercado, para obtener una valoración inicial de los
mismos.
Características: Son de dos tipos físicas y “psicológicas”:
•Los aspectos físicos tienen en cuenta, los tipos de materiales que
compondrán el producto, el precio, la vida útil, …
•Los aspectos “psicológicos” se centran en todos los condicionantes de la
forma externa del producto, como pueden ser el color, la textura, la
ergonomía, etc.
Creatividad: Un vez que se tienen los factores anteriores, se empieza con el
proceso de análisis y síntesis (proceso creativo), lo que dará lugar a distintos
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anteproyectos, con una serie de alternativas.
INTRODUCCIÓN AL DISEÑO
Evaluación: En esta fase se procede a la evaluación y selección de entre las
alternativas de la fase anterior. Participaran todas las partes responsables de la
empresa implicadas en el desarrollo del producto.
Prototipo: Se fabrica un primer prototipo, el cual se toma como base de ensayos
para validar el grado de cumplimiento de las especificaciones y tomar como una
referencia de costes de fabricación. Esta fase que engloba el prototipo, la
verificación y el rediseño, si fuese necesario, hasta llegar a la fabricación en serie,
se puede englobar en una más amplia “validación del prototipo”.
Fabricación en serie: Una vez que se tiene validado el prototipo es conveniente
estudiar que partes del producto pueden ser modificadas, ya que dependiendo del
proceso de fabricación elegido el precio puede variar en gran medida.
Modelo definitivo: Normalmente dependiendo del grado de aceptación que tengan
las primeras unidades comercializadas, se produce un rediseño del mismo para
obtener el modelo definitivo.
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INTRODUCCIÓN AL DISEÑO
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ETAPAS EN UN PROCESO DE DISEÑO ACTUAL
DEFINICIÓN ESTRATÉGICA
DISEÑO CONCEPTUAL
DISEÑO DE DETALLE
OPTIMIZACIÓN
•
NNTT USADAS EN EL
PROCESO DE DISEÑO
•
•
DISEÑO SOSTENIBLE
DISEÑO DE FORMAS Y
ESTÉTICO
PRODUCCIÓN
COMERCIALIZACIÓN
RECICLAJE
MERCADO
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Diseño de formas y estético
•Distintas alternativas sobre un mismo diseño funcional
•Un gran ahorro para la empresa
•Mejora la competitividad
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Diseño de formas y estético
Área de Ingeniería Mecánica
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Entornos concurrentes
"Filosofía de trabajo basada en sistemas de información y fundamentada
en la idea de convergencia, simultaneidad o concurrencia de la
información contenida en todo el ciclo de vida de un producto sobre el
diseño del mismo".
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Desde el punto de vista de planificación, la filosofía de concurrencia implica una
idea de simultaneidad de tareas al abordarse en paralelo tanto el diseño del
producto como el diseño del sistema de fabricación, los esquemas de montaje y
embalaje, el plan de lanzamiento e incluso la obsolescencia.
Este hecho hace que en sectores de planificación y organización no se hable de
ingeniería concurrente sino de ingeniería simultanea
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Cuando son varias las personas de una misma compañía las que trabajan bajo esta
filosofía, ya no se habla sólo de ingeniería concurrente o simultanea, sino que se
abarca un concepto más ambicioso que hoy en día se denomina ingeniería
corporativa (concurrente y colaborativa)
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La utilización de las NNTT en el Diseño
Mecánico
•Eficiencia y reducción de tiempos de desarrollo
•Diseño paramétrico
•Facilita el diseño y fabricación de piezas complejas
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Diseño sostenible
La sostenibilidad fue definida por la Comisión Mundial sobre Medio
Ambiente y Desarrollo de 1987 como "atender las necesidades de hoy
sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras de atender
sus propias necesidades".
Aspectos fundamentales tales como la polución, la deforestación, la
desaparición de especies y el calentamiento global son efectos
colaterales de las actividades que proporcionan a los consumidores
comida, transporte, techo, ropa y un sin fin de bienes de consumo en
el mercado actual. Los aspectos ecológicos y sociales se hacen más
importantes que nunca y un nuevo y vital rol se abre al diseño.
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Por ejemplo, más de 30 toneladas de desechos son producidas por cada
tonelada de producto que llega al consumidor, y el 98% de estos productos
que llegan al final se tiran a los 6 meses. Dando como resultado del proceso
en su totalidad, una eficiencia del 2% en términos puramente energéticos.
En la mayoría de los diseños se presta atención a la forma y funcionalidad
pero en contadas ocasiones se hace al proceso de fabricación, es decir a
como se realizan los productos. Precisamente en la fabricación es donde se
producen la mayoría de los impactos ambientales y sociales. Este criterio
está cambiando y los diseñadores y consumidores con empiezan a mirar
mas allá de la apariencia.
El diseño de productos y procesos es el factor clave
del impacto ambiental.
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Requisitos para conseguir el diseño de productos sostenibles de diseño a
considerar en su desarrollo:
Cíclico: El producto esta realizado a partir de materiales orgánicos, es
reciclable, o esta realizado a partir de minerales que se reciclan
constantemente en ciclo cerrado.
Solar: El producto utiliza energía solar u otras formas de energía
renovable con la característica de que sea cíclica y segura, tanto en su
uso como en la fabricación.
Seguro: El producto no es tóxico en su uso y desecho, y su fabricación no
involucra emisiones toxicas ni afecta al ecosistema.
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Eficiente: El producto debe ser más eficiente en la utilización de
energía, agua y materiales, tanto en la fabricación como en su uso.
Social: El producto y sus componentes y materias primas son
fabricados en condiciones justas para los trabajadores involucrados y
las comunidades locales.
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http://www.biothinking.com/intro-es.htm
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Metodología de Diseño
Definición:
Sistema de acciones, una forma de proceder.
Objetivos:
•Vinculación entre los pasos de diseño para conseguir un mayor rendimiento
•Consideración de los campos de exigencias más importantes del producto a
desarrollar
•Un método orientado al problema e independiente de la tarea propuesta
•Una base para un proceso de diseño no interrumpido asistido por ordenador
•Facilitar la enseñanza y el estudio del diseño
En Contra:
•Una “receta” de pasos fijos, puede sustituir al constructor experimentado y creativo
•Reducción de la creatividad personal
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DEFINICIÓN ESTRATÉGICA
DISEÑO CONCEPTUAL
METODOLOGÍA DE DISEÑO
DISEÑO DE DETALLE
OPTIMIZACIÓN
PRODUCCIÓN
COMERCIALIZACIÓN
RECICLAJE
MERCADO
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