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Unformatted text preview: UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA Tecnología de Manufactura • Diseño de producto Ing. Christian Cobos. MSc DEFINICIONES • Que es producto? • “Es el resultado final de un sistema de producción. Este resultado puede ser un producto tangible (un bien físico) o intangible (un servicio)”. Tawfik y Chauvel (1994). • “Es algo que puede ofrecerse a un mercado con la finalidad de que se le preste atención, se adquiera, utilice o consuma, con el objeto de satisfacer un deseo o una necesidad”. Kotler citado por Fernández, Avella y Fernández (2003). DEFINICIONES • Que es un proceso? • Conjunto de actividades planificadas que implican la participación de un número de personas y de recursos materiales coordinados para conseguir un objetivo previamente identificado. Se estudia la forma en que el servicio diseña, gestiona y mejora sus procesos (acciones) para apoyar su política y estrategia y para satisfacer plenamente a sus clientes y otros grupos de interés. DEFINICIONES • Que es prototipo? • El termino prototipo procede de la lengua griega. En concreto, es fruto de la suma de dos componentes de dicha lengua: -El prefijo “protos-”, que puede traducirse como “el primero”. -El sustantivo “tipos”, que es sinónimo de “modelo” o “tipo” • Este término se emplea para nombrar al primer dispositivo que se desarrolla de algo y que sirve como modelo para la fabricación de los siguientes o como muestra. DEFINICIONES • Cuando hablamos de prototipo, podemos estar haciendo referencia a: • Modelo 3D hecho en computadora (prototipos digitales) • Modelos 3D físicos obtenidos por prototipado. (llamados prototipos de baja fidelidad por los materiales utilizados. • • El objetivo es: • Valorar el producto, aprender de él y realizar pruebas concluyentes. • Cuidar los detalles que maximicen el aprendizaje. La fabricación idéntica del producto final suele ser muy costoso y requiere mucho tiempo para crearlo (alta fidelidad), son recomendables antes de realizar la producción en serie de un producto. DEFINICIONES • Cuando hablamos de prototipo, podemos estar haciendo referencia a: • Modelo 3D hecho en computadora (prototipos digitales) • Modelos 3D físicos obtenidos por prototipado. (llamados prototipos de baja fidelidad por los materiales utilizados. • • El objetivo es: • Valorar el producto, aprender de él y realizar pruebas concluyentes. • Cuidar los detalles que maximicen el aprendizaje. La fabricación idéntica del producto final suele ser muy costoso y requiere mucho tiempo para crearlo (alta fidelidad), son recomendables antes de realizar la producción en serie de un producto. DEFINICIONES • Cuando hablamos de diseño de producto tenemos que tener en cuenta varias tendencias en el diseño para la excelencia (DFE), tales como: Diseño para el ensamblaje o Design for Assembly (DFA). Simplifica el proceso de ensamblaje. Reduce el ciclo de fabricación. Diseño para la fabricación o Design for Manufacture (DFM). Simplificar el diseño. Disminuye costes del ciclo de producto. Diseño para las pruebas o Design for Testability (DFT). Diseño modular que permita testear por partes el producto. Diseño para el servicio o Design for Service (DFS). Permite analizar las prestaciones para la que fue diseñado el producto. DEFINICIONES Diseño para el servicio o Design for Service (DFS). Permite analizar las prestaciones para la que fue diseñado el producto. Diseño para la internacionalización o Design for International. Diseñar el producto de modo que el producto resultante pueda ser adaptado con facilidad a las características particulares de cada país donde vaya a ser introducido Diseño para el medio ambiente o Design for Environment (DFE). Uso de materiales. Consumo energético. Prevención de contaminación. Reducción de residuos. Diseño para facilitar las operaciones o Design for Operability (DFO). producto debe tener un coste de operación razonable y un adecuado valor añadido. se vale de otras técnicas de diseño, entre las que cabe destacar el Despliegue de la Función de Calidad (QFD) DEFINICIONES Diseño para el medioambiente / Diseño sustentable. Consiste en estrategias de diseño que le permitan al producto una vez culminado su vida útil ser separado de manera estratégica, permitiendo recuperar los elementos del cual esta constituido para otro fin. Para ello es necesario un estudio profundo de diseño estandarizado, y sobre todo materiales. De este principio nace o se desarrolla tres creiterios para el diseño de productos que son: Diseño para la reciclabilidad: el fin ultimo del elemento es el compostaje del mismo, cuidado o controlando el impacto ambiental que este puede generar. Diseño para la reutilización: se tratan de diseños los cuales una vez cumplida su vida útil, pueden ser utilizados en otra aplicación distinta. Diseño para la repotentacion: Se trata de elementos a los cuales con un pequeño ajuste, mantenimiento, o repontenciacion, puede ser utilizado de la misma manera. Se trata de estrategias muy utilizadas por fabricantes de vehículos como TOYOTA, ganador de premios por el cuidado medio ambiental que aportan con sus criterios de diseño. INTRODUCCIÓN Y RETIRO DE PRODUCTOS • La introducción de nuevos productos constituye uno de los planes de acción fundamental para alcanzar ventajas competitivas. El desarrollo de nuevos productos y las mejoras de productos, están sometidos a una presión para agilitar su desarrollo. • En numerosas industrias tecnológicamente avanzadas se pueden identificar con los siguientes rasgos: · Competencia global y doméstica creciente. · Desarrollo continuado de nuevas tecnologías que hacen obsoletos rápidamente productos ya existentes. · Necesidades y demandas cambiantes de los clientes que truncan la vida de los productos. · Superiores costes de desarrollo de los nuevos productos. · Necesidad creciente de involucrar a organizaciones externas en el desarrollo de nuevos productos (por ejemplo: clientes, proveedor, colaboradores estratégicos, gobiernos, etc.). INTRODUCCIÓN Y RETIRO DE PRODUCTOS • Dada la tendencia actual del mercado, la definición, selección y diseño del producto se realizan de forma continua en el tiempo. Algunos factores que afectan a las oportunidades surgidas de la evolución del mercado son: Cambio económico. Cambio tecnológico Cambio sociológico y demográfico. Cambio político. Otros cambios. Tácticas comerciales. Requisitos profesionales. Relaciones con clientes. Relaciones con distribuidores, etc. INTRODUCCIÓN Y RETIRO DE PRODUCTOS • Por lo tanto se requiere de un procesos estratégico para la introducción de una mejora de un producto o la introducción de un nuevo producto. • Hay que tener en consideración que los que controlan el mercado desde todo tipo de vista son los clientes. Por lo general el cliente busca siempre sacar provecho analizando: • Calidad vs Precio. • Prestaciones vs Precio. • Hay que distinguir o caracterizar para que tipo de cliente esta enfocado cada producto. INTRODUCCIÓN Y RETIRO DE PRODUCTOS • El retiro del producto de igual manera es fundamental para la industria, la cual de una u otra manera tiene que satisfacer al cliente constantemente y permitir las facilidades de modernizar o de desechar dependiendo que tipo de producto, cuidando el medio ambiente y garantizando la salida del mercado. • Para tal fin es necesario clasificar a los productos en 3 categorías: • Productos de consumo masivo (desechables, un solo uso) • Producto de medio uso • Productos de alta gama. • Esta clasificación desde los puntos de vista antes mencionados (calidad vs precio y prestaciones vs precio). INTRODUCCIÓN Y RETIRO DE PRODUCTOS • Para cada una de esta categorías se debe tener una estrategia de salida del mercado del producto. • Consumo masivo: productos desechables de bajo costo que las propias empresas de aseo de las ciudades se encargan de su retiro. (desechables, envases plásticos, etc) • Medio uso: son productos que prestaciones vs precio, satisface al cliente, el cual busca sacarlo el máximo provecho hasta que lo sea servicial. El retiro por lo general lo hacen las empresas municipales. (televisores gama baja y media, celulares gama baja y media, etc) • Productos de alta gama: son por ejemplo vehículos, los cuales a la empresa/marca/industria le interesa satisfacer al cliente y generar estrategias para el retiro del producto usado, lo cual lo utilizan como parte de pago por un nuevo. La propia marca se encarga de su reciclabilidad, reutilización o repotenciación de sus partes. Etapas del diseño de producto • Un proceso es una secuencia de pasos que transforma un conjunto de entradas en un conjunto de salida. • Un proceso de desarrollo del producto es la secuencia de pasos o actividades que una empresa utiliza para concebir, diseñar y comercializar un producto. • En la presente grafica se identifica las actividades y responsabilidades claves de las diferentes funciones de la organización durante cada una de las fases de desarrollo de un producto. Etapas del diseño de producto • Etapas básicas para el desarrollo de producto son: INTRODUCCIÓN Y RETIRO DE PRODUCTOS • Planeación: Aprobación del proyecto y lanzamiento del proceso de desarrollo del producto. Identificación de las oportunidades guiada por la estrategia corporativa, y abarca la evaluación de los avances de la tecnología y los objetivos de mercado. • Desarrollo del concepto: desarrollo del concepto se identifican las necesidades del mercado objetivo, se generan y evalúan conceptos alternativos del producto, y uno o más conceptos se seleccionan para desarrollo y pruebas adicionales. • Diseño a nivel sistema: definición de la arquitectura del producto y la descomposición del producto en subsistemas y componentes. (diseño de cconjunto) • Diseño de detalle: la especificación completa de la geometría, materiales y tolerancias de todas las partes únicas del producto y la identificación de todas. (particulares) INTRODUCCIÓN Y RETIRO DE PRODUCTOS • Pruebas y refinamiento: Los primeros prototipos (alfa) por lo general se construyen con piezas destinadas a producción, es decir, piezas con la misma geometría y propiedades de material que la versión de producción del producto, pero no necesariamente fabricadas con los procesos reales. (prototipado). • Inicio de producción: El propósito del inicio es capacitar al personal y resolver cualquier problema en los procesos de producción. • Control de calidad: control e la calidad del producto antes de su expedición. • Expedición: comercialización del producto. • Análisis de mercado y retroalimentación: análisis de satisfacción del cliente, y retroalimentación de posibles mejoras. DISEÑO DE NUEVOS PRODUCTOS • Una de las fases complejas dentro del diseño de productos es la generación de nuevos productos (articulo nuevo), para este fin es necesario seguir los siguientes pasos: • Identificación de oportunidades: Necesidad recién percibida. Tecnología descubierta hace poco tiempo. Correspondencia entre necesidad y solución. Dividimos el proceso de identificación de oportunidades (ideas) en los seis pasos siguientes: 1. Establecer un compromiso de innovación. 2. Generar y percibir muchas oportunidades. 3. Filtrar oportunidades. 4. Desarrollar oportunidades prometedoras. 5. Seleccionar oportunidades excepcionales. 6. Reflexionar sobre los resultados y el proceso. DISEÑO DE NUEVOS PRODUCTOS 1. Establecer un compromiso de innovación: Las empresas crean productos nuevos para alcanzar metas tales como mayores ingresos de clientes existentes, cubrir un vacío en una línea de productos o entrar en nuevos segmentos de mercado. El estatuto de innovación articula estas metas y establece las condiciones de frontera para un proceso de innovación 2. Generar y percibir muchas oportunidades: A continuación se muestra la providencia de la generación de ideas: Elaborar lista de fallas. De la capacidad. Estudio de clientes. Tendencias. Imitar, pero mejorar Aprovechar Fuentes DISEÑO DE NUEVOS PRODUCTOS 3. Filtrar oportunidades: La meta de filtrar oportunidades es tan sólo eliminar las que tengan poca probabilidad de resultar en la creación de valor y centrar la atención en las que merezcan más investigación. 4. Desarrollar oportunidades prometedoras. No apostar a una sola oportunidad. Tras filtrar oportunidades, el equipo debe invertir recursos al desarrollo de unas cuantas. Al menos, una oportunidad que pase el filtrado inicial merece una búsqueda en internet de soluciones existentes y un análisis informal con unos cuantos clientes potenciales. DISEÑO DE NUEVOS PRODUCTOS 5. Selección de oportunidades excepcionales: Para la selección de ideas las cuales son nichos de oportunidades, deberían cumplir con las siguientes inquietudes: ¿Es real la oportunidad? ¿Existe un mercado real para atenderlo con este producto? ¿Se gana con esta oportunidad? ¿Se establece una ventaja competitiva sustentable? ¿La idea es patentable o comercializable? ¿Es más capaz de ejecutarla que sus competidores? ¿La oportunidad vale la pena financieramente? ¿Cuenta con los recursos necesarios y confía en que la inversión dará los DISEÑO DE NUEVOS PRODUCTOS 6. Reflexionar sobre los resultados y el proceso: Se debe realizar algunas preguntas para reflexionar sobre los resultados y el proceso de la identificación de oportunidades que son: ¿Cuántas oportunidades identificadas provinieron de fuentes internas y cuántas de externas? ¿Consideramos docenas o cientos de oportunidades? ¿El estatuto de innovación fue demasiado estrecho? ¿Fueron sesgados nuestros criterios de filtrado, o se basaron en gran medida en los mejores estimativos posibles de un probable éxito del producto? ¿Las oportunidades resultantes son emocionantes para el equipo? MANEJO DE BASE DE DATOS • Manejo de base de datos de patentes • ¿Qué es una Base de Datos? Una base de datos es un almacén que nos permite guardar grandes cantidades de información de forma organizada para que luego podamos encontrar y utilizar fácilmente. • ¿Qué encontraremos en las Bases de Datos de patentes? Encontraremos información de patentes a través del documento técnico, que es donde se describen detalladamente las invenciones, siguiendo una estructura determinada. MANEJO DE BASE DE DATOS El documento técnico tiene la siguiente estructura: MANEJO DE BASE DE DATOS • ¿Qué herramientas se usan para buscar patentes? MANEJO DE BASE DE DATOS • ¿Cómo buscar? Usuario: Examinador de patentes Leer el documento técnico (en especial las reivindicaciones) Clasificar el documento (usar el CIP) Encontrar palabras claves (usando sinónimos) Combinar: palabras claves y clasificación Analizar los documentos encontrados Refinar la búsqueda Usuario: Público en general Tema de interés Encontrar palabras claves (usar sinónimos) Combinar palabras claves Analizar los documentos encontrados Refinar la búsqueda MANEJO DE BASE DE DATOS • ¿Qué técnicas se deben usar? 1) Usar palabras o números claves Título Resumen Solicitante Inventor Clasificación Internacional de Patentes Fecha de presentación o prioridad Fecha de publicación 2) Usar operadores de búsqueda Truncamiento con Comodines +, *, $ Operadores booleanos como: y, o, no (and, or, not) SELECCIÓN DE PRODUCTO Los proyecto de desarrollo (selección de productos) se pueden clasificar en: 1) 2) 3) 4) Nuevas plataformas de productos. Derivados de plataformas de producto ya existentes. Mejoras incrementales a productos existentes. Productos fundamentalmente nuevos. SELECCIÓN DE PRODUCTO Cada uno de los proyectos seleccionados es llevado a cabo por un grupo de desarrollo de productos. El equipo necesita conocer su misión antes de iniciar el desarrollo. Las respuestas a estas preguntas de importancia crítica están incluidas en la declaración de la misión para el equipo: ¿Qué segmentos de mercado deben ser considerados al diseñar el producto y desarrollar sus funciones? ¿Qué nuevas tecnologías (si las hay) deben incorporarse en el nuevo producto? ¿Cuáles son los objetivos y restricciones de manufactura y servicio? ¿Cuáles son los objetivos financieros para el proyecto? ¿Cuáles son el presupuesto y el marco de tiempo para el proyecto? SELECCIÓN DE PRODUCTO Para desarrollar un plan de producto y enunciados de misión de proyecto, sugerimos un proceso de cinco pasos: 1. Identificar oportunidades. 2. Evaluar y dar prioridad a proyectos. 3. Asignar recursos y planear tiempos. 4. Completar la planeación del anteproyecto. 5. Reflexionar en los resultados y el proceso. Bibliografía • oads/Calidad/Criterio5.pdf • • • • Departamento de Organización de Empresas, E.F. y C., Diseño de Sistemas Productivos y Logísticos, DISEÑO DEL PRODUCTO. UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA Tecnología de Manufactura • Ingeniería Inversa y Prototipado rápido. Ing. Christian Cobos. MSc INGENIERÍA INVERSA • La ingeniería inversa es una metodología utilizada como complemento en el diseño y manufactura de productos y artefactos, especialmente cuando estos elementos están compuestos por superficies libres o complejas. • El procedimiento convencional de diseño de producto se realiza por métodos de ingeniería concurrente: exigencias previas (1), generar un diseño inicial (2) para plasmar el concepto del producto y fabricación (3). INGENIERÍA INVERSA • Por lo contrario la ingeniería inversa parte de un producto final con el fin de mejorarlo, actualizarlo, etc. • El procedimiento convencional de ingeniería inversa es: Producto (1), obtención del diseño (2), modificaciones bajo criterios de mejora (3), para posteriormente se fabricado y comercializado. INGENIERÍA INVERSA • La Ingeniería Inversa (Reverse Engineering) es el proceso que permite la captura, representación y reproducción de modelos a partir de la manipulación tridimensional en un computador, sin la ayuda de planos, documentación o modelos de CAD auxiliares. • La Ingeniería Inversa puede ser aplicada en cualquiera de las etapas que componen el proceso de desarrollo de producto, y aplicarse a cualquier sector industrial como: automoción, línea blanca, ingeniería, electrónica, bioingenieria, etc. Sin importar la topología ni el material de partida de la pieza. INGENIERÍA INVERSA • El proceso de la ingeniería inversa se compone de dos etapas: Digitalización 3D del objeto físico. Reconstrucción de superficies mediante la aplicación de sistemas CAD/CAM/CAE especializados para la ingeniería inversa. • El modelo CAD obtenido puede ser manipulado de acuerdo a las variantes implementadas en el diseño, para luego ser concebidas empleando herramientas CAM, maquinado CNC y sistemas de Prototipado Rápido. Ingeniería Inversa para la reconstrucción de órganos humanos. Diagrama de flujo proceso de ingeniería inversa Cortesía: DYNACAD LTDA Digitalización 3D • Es el proceso de captura de información geométrica de un objeto físico se lo realiza por medio de herramientas tecnológicas de adquisición de datos como escáneres laser, digitalizadores ópticos, brazos de contacto, palpadores, mesas de medición de coordenadas y tomógrafos axiales computarizados. • La selección del sistema de digitalización depende principalmente de los requerimientos de precisión, velocidad, características del material, condiciones de la superficie, tamaño del objeto y condiciones de montaje. • Los digitalizadores se pueden dividir en dos ramas principales que son las siguientes: Digitalización 3D • Digitalizadores de contacto: Estos sistemas utilizan palpadores en forma cónica y esférica para capturar la información de los objetos cuando se produce contacto con la superficie del objeto. La información es adquirida en nubes de puntos, no capturan datos de topología (Conectividad entre los puntos) y no son útiles para medir superficies deformables con la presión de contacto. • Los sistemas de digitalización por contacto más conocidos son: Las mesas de medición de coordenadas (MMC), los brazos de medición y los palpadores adaptables a sistemas CNC Digitalización 3D • Digitalizadores de no contacto: Usan principios ópticos, acústicos ó magnéticos para la captura de información. Son el escáner laser y el escáner óptico, y en medicina se ...
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