Diseño de Productos

2014

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE Alexander Vega Anticona

[DISEO DE PRODUCTOS] [Escriba aqu una descripcin breve del documento. Normalmente, una descripcin breve es un resumen corto del contenido del documento. Escriba aqu una descripcin breve del documento. Normalmente, una descripcin breve es un resumen corto del contenido del documento.]

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE DISEO DE PRODUCTOS

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Alexander Vega Anticona

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I. LINEAMIENTO PARA LA SELECCIN DE COMPONENTES DE UN

PROCESO DE MANUFACTURA

1. Introduccin

El comportamiento y rendimiento de un producto depende de los tipos de materiales

utilizados en la fabricacin. Hay ms de 50000 materiales disponibles para el diseo y la

fabricacin de un producto. Cada material puede ser la opcin ideal para una aplicacin

determinada, por lo tanto, hay una necesidad de la seleccin del material adecuado,

dependiendo de la seleccin de un material, el diseo, procesamiento, costo, calidad y

rendimiento del producto cambia, la seleccin de materiales se convierte en algo esencial

para las estructuras civiles y mecnicas, ya que en estos casos el costo del material es casi

un 50% del costo total del producto. Para las aplicaciones de microelectrnica tales como,

computadora, el costo de los materiales es casi el 5% del coste de los productos, debido al

volumen utilizado en las estructuras civiles y mecnicas que es muy alto, hay mayores

oportunidades para las innovaciones de los materiales en estos campos.

2. La necesidad de seleccin del material.

Con los avances tecnolgicos, nuevos sistemas de procesos de manufactura se estn

desarrollando, y estn creciendo ms rpido que nunca antes, en el pasado, el acero y el

aluminio han sido dominantes para el diseo de un producto, pero ya no lo son, con el

incremento de conocimiento y las necesidades del cliente, sumado a la creatividad humana,

hace pues que se cree las oportunidades para la mejora en trminos de competitividad.

Con el aumento de la demanda de los clientes de mayor rendimiento y calidad, la

competencia entre las empresas ha aumentado, para capturar al mercado mundial y estar a

la vanguardia de la tecnologa, las empresas estn utilizando materiales nuevos y avanzados

para un mayor rendimiento. El gobierno est aprobando nuevas leyes para cuidar el medio

ambiente. Los gobiernos por ejemplo alientan a los fabricantes, para desarrollar vehculos

con eficiencia de combustible de 80 millas por galn (casi 3 veces mayor su kilometraje

que la de los actuales). Teniendo en cuenta las necesidades mundiales y mayor toma de


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conciencia del medio ambiente los materiales ligeros estn cobrando importancia en

muchos sectores industriales. As pues la seleccin de materiales para el mercado del

automvil es impulsado por el costo y la eficiencia energtica. El mercado de artculos

deportivos demanda alto rendimiento y materiales ligeros. La industria naval se destaca en

materiales ligeros y resistentes a la corrosin. Este inters por los materiales ligeros y de

alto rendimiento ha dado lugar a varias oportunidades en la tecnologa de materiales, pues

estos materiales pueden proveer soluciones para satisfacer las necesidades de varios

sectores industriales.

3. Razones para Seleccin de Material

Hay dos razones principales por las que un ingeniero se involucra en el proceso de

seleccin de materiales.

Para redisear un producto existente y de mejor rendimiento, menor costo, mayor

seguridad, menor peso, etc.

Seleccionar un material para un nuevo producto o aplicacin.

En cualquier caso, no es suficiente la sustitucin del material. El producto debe ser

rediseado con el material seleccionado para utilizar al mximo los beneficios de las

propiedades y caractersticas del procesamiento de ste. Muchas veces, nuevos materiales

no son seleccionados para una aplicacin debido a su alto costo, en comparacin con el

acero y aluminio, pero podran ser seleccionados en funcin de su peso.

4. Etapas para la seleccin de materias primas

Hay cuatro pasos tiles para reducir la lista de materiales y seleccionar un material

adecuado.

A. La compresin y determinacin de los requerimientos

El primer paso es la identificacin de un material, tiene por objetivo definir los requisitos

(por ejemplo, el costo, el peso, el servicio, el funcionamiento, etc.) de un producto hay

varios beneficios que un material puede ofrecer, pero algunos requisitos son fundamentales

para la aplicacin y otros no tanto. Por ejemplo, el peso no podra ser esencial para

productos de consumo masivo, mientras que el peso es fundamental para una pieza


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aeroespacial, del mismo modo, para una aplicacin el requisito de resistencia al desgaste

puede ser muy alto, mientras que para otra aplicacin la resistencia al desgaste puede ser de

poca importancia. Por lo tanto es importante dar prioridad a los requisitos de un producto

en el inicio del proceso de seleccin del material, algunos de los requisitos que deben

considerarse durante el proceso de seleccin de materiales son:

Resistencia mecnica

Resistencia de impacto

Resistencia a la temperatura

Resistencia qumica, humedad y elctrica

Proceso

Velocidad de produccin

Costo

B. Seleccin de posibles materiales

Basado en los requisitos para una aplicacin, los posibles materiales y procesos de

fabricacin deben cumplir con los requisitos mnimos y mximos, de la aplicacin

determinada. Materiales y proceso de fabricacin sern analizados simultneamente porque

ellos se relacionan entre s.

Figura.1.0 Eje de trasmisin de compuesto

El propsito de esta fase de seleccin consiste en obtener una respuesta definitiva acerca de

si un determinado material y proceso deben ser considerados para la aplicacin (uso de

mapas de seleccin). Se hace la seleccin de materiales potenciales de bases de datos

obtenidas de manuales, textos, web y proveedores.


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C. Determinacin de materiales candidatos

Una vez que se crea una lista de materiales basados en las anteriores guas, la tarea

siguiente es determinar los materiales que mejor convengan considerados para la

aplicacin. En la fase de diseo, ms de un sistema y mtodo de fabricacin se pueden

seleccionan para proporcionar una amplia seleccin de diseo creativo e innovador. Se

mantienen abiertas opciones de diseo. Por ejemplo para hacer un eje de transmisin (figura

3. l) para un camin o aplicacin de coche de carreras, el diseador puede elegir

pultrusin, bobinado de filamento, RTM y procesos de cable enrollado para hacer

comparaciones de peso, costo y rendimiento. Acero y aluminio se pueden considerar

tambin como una eleccin adecuada.

D. Pruebas y Evaluacin

Despus de seleccionar los materiales candidatos para los distintos tipos de produccin

posibles, procesos, piezas, prototipo se hacen pruebas para validar el diseo. Dependiendo

de la gravedad de una aplicacin, el nmero de piezas a ensayar debe ser decidido. Piezas

aeroespaciales y de automvil en general, requieren ms pruebas para asegurar que el

componente funcione de forma segura y fiable en condiciones de servicio diferentes. Para

algunos productos de consumo masivo, un nmero mnimo de ensayos son necesarios.

Pruebas estticas y dinmicas se llevan a cabo en estas condiciones. El comportamiento del

adhesivo (si se usa) se investiga a estas condiciones de servicio. El efecto de ciclos trmicos

el choque trmico, etc. todo ello debe de ser evaluado. El propsito de todas estas pruebas

es la de generar resultados de las pruebas estadsticamente fiables en las condiciones

previstas durante la vida til del producto.

5. METODOS DE SELECCIN DE MATERIALES

No existe una norma tcnica utilizada por un diseador para seleccionar un material

adecuado para una aplicacin. A veces, el material est seleccionado en funcin de lo que

ha funcionado antes, en condiciones similares o con lo que el competidor est utilizando en


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su producto. En el actual mercado competitivo, este mtodo abreviado puede causar y pasar

por alto las nuevas tecnologas y pueden poner el producto en una posicin menos

competitiva. El trabajo de los ingenieros que hacen diseo es el de considerar todas las

oportunidades posibles para utilizar materiales con nuevos sistemas y tecnologas para la

reduccin de costos de fabricacin y el peso de la misma o mayor rendimiento. Esta seccin

presenta algunos mtodos de seleccin de materiales y para la evaluacin de un material

adecuado.

Costo vs anlisis de propiedades

El costo es un factor importante en el proceso de seleccin de un material. Este presente

mtodo compara el costo del material segn sus propiedades.La propiedad podra ser

resistencia a la traccin, resistencia a la compresin, resistencia a la flexin, fatiga,

fluencia, impacto, o cualquier otra propiedad que es esencial para la aplicacin.

El mtodo se utiliza para determinar la relacin de propiedades requerida por los diferentes

materiales a fin de cumplir el objetivo deseado. Dado que el costo es tan importante en

cualquier proceso de toma de decisiones, se debe tener cuidado para determinar el costo

real del producto. Si la resistencia a la traccin es el factor determinante para la seleccin

de un material, entonces la carga requerida por los diferentes materiales de eleccin son

determinados para tener la misma resistencia a la traccin. Supongamos que materiales A y

B son seleccionados para fines de comparacin y su resistencia a la traccin son A y B, las

densidades son A y B, y las reas de seccin transversal son AA y AB, respectivamente. Si

la pieza est diseada para llevar una carga axial P, entonces el rea de seccin transversal

de una viga ser:

Y de la viga B, ser:


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Si la pieza es un slido circular, entonces los dimetros correspondientes sern:

y

O

La relacin de dimetros ser:

De igual longitud de la varilla, la proporcin de la varilla ser la misma que la anterior. La

relacin de carga ser:

Si el costo por unidad de peso de los materiales A y B es CA y CB, respectivamente,

entonces la relacin de costos de material total ser TA y TB ser:

En este ejemplo, la comparacin del costo se realiza para la resistencia a la traccin del

material. Del mismo modo, se puede hacer para el diseo de resistencia, resistencia a

compresin, resistencia a la fatiga, etc.

Del mismo modo una barra puede ser diseada por su resistencia al doblado o resistencia


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torsional. Por ejemplo, La deflexin de un soporte simple cargado en el centro viene dado

por:

Donde P es la carga aplicada en el centro, L es la longitud total de la viga, E es el mdulo

de elasticidad del compuesto e I es el momento de inercia de la seccin transversal. La

determinacin de E para una viga se aprecia en los textos espccializados. Por ejemplo, si

una viga es construida con una orientacin de fibra de 45, entonces el modulo equivalente

a lo largo de la direccin (direccin x) es determinada por la siguiente relacin:

Donde EL es el mdulo del compuesto a lo largo de la longitud de la fibra y ET es el modulo

del compuesto a largo de la direccin transversal (perpendicular a la fibra), GL es mdulo

de corte del compuesto, LT es la relacin de poison y es la orientacin de la fibra a lo

largo del eje x.

La rigidez de la barra puede ser dada por:

Para la misma longitud de barra, la rigidez es proporcional a EI como se muestra en la

ecuacin 3.11. Por lo tanto, para dos sistemas de materiales A y B:

La seccin de la barra puede ser rectangular, en forma circular o cualquier otra forma. Para

varias secciones son dadas en cualquier libro de resistencia de materiales. Para una forma

rectangular:


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Donde b es el ancho y h es la altura o el espesor de la seccin transversal. Para el mismo

ancho, el espesor h puede ser comparado como:

Relativo ancho puede ser escrito como:

El costo total del material puede ser comparado como:

Para otras propiedades, se puede determinar de manera similar. Se observa aqu que la

rigidez y la fuerza especfica son parmetros importantes en tensin o compresin para

fines de comparacin y no solo la rigidez o la fuerza. Otros que no sean la rigidez o

resistencia. Hay varias propiedades (ej. Resistencia qumica, resistencia a la corrosin,

resistencia al desgaste, durabilidad) que podran ser importantes para una aplicacin.

Estas propiedades deben ser tomadas muy en cuenta en la seleccin de un material. La

resistencia, rigidez, peso y el costo son caractersticas importantes en la seleccin de un

material. Otras caractersticas secundarias como la resistencia a la corrosin o resistencia al

desgaste se pueden incorporar proporcionando un revestimiento a la estructura. Esta

operacin secundaria en la superficie requiere un costo adicional. Es beneficioso tener estas


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caractersticas sin necesidad de realizar operaciones secundarias.

6. Mtodo de comparacin ponderada

En muchas circunstancias, hay varios factores (por ejemplo, el peso, rendimiento, costo,

facilidad de mantenimiento y mecanizado) que pueden ser de importancia para una

aplicacin. El nivel de importancia de cada factor es diferente para diferentes aplicaciones.

Por ejemplo, el costo y el peso del producto se le da ms importancia en la aplicacin de la

industria automotriz y en las aplicaciones de aeronaves. En aviones comerciales, una libra

de peso se traduce en un ahorro de $100 a $1000 en ahorro de combustible. En las

aplicaciones de la tecnologa espacial como un satlite, una libra de ahorro de peso se

traduce en unos 10.000 dlares ahorro de costes. En el sector de la automotriz, una libra de

peso se traduce en ahorro de $5 a $10 ahorro de costes. Este mtodo es adecuado para los

casos en los que se utiliza ms de un factor para la seleccin de materiales.

Escalada de propiedades

Propiedad Material de estudio

A B C D E

Resistencia qumica Pobre Bueno Excelente Satisfactorio Muy bueno

Evaluacin subjetiva. 1 2 5 2 4

Escala de valores 20 60 100 40 80

De acuerdo con este mtodo, cada propiedad se le asigna un peso determinado,

dependiendo de su importancia durante el servicio. Ya que las propiedades se miden en

unidades diferentes, cada propiedad se normaliza a fin de obtener el mismo rango

numrico. Esto se realiza a travs de un mtodo de escalado de las siguientes maneras,

dependiendo del tipo de la propiedad requerida.

Escala de Mxima propiedad requerida:

Hay propiedades de los materiales, tales como resistencia, rigidez y porcentaje elongacin,

que se desea de una estructura a un valor mximo. Dichas propiedades estn ajustadas en el


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rango de 0 a 100 de la siguiente manera

Escala de Mnima propiedad requerida:

Hay propiedades, tales como el costo, la densidad, y la friccin, que son necesarias, como

un valor bajo un diseo. Dichas propiedades estn escaladas de la siguiente manera:

Escala de la Propiedad no cuantitativa:

Hay propiedades, tales como resistencia al desgaste, resistencia a la corrosin, las

reparaciones, maquinabilidad, la reciclabilidad, que no se pueden cuantificar como un valor

numrico. Tales propiedades dan valoraciones subjetivas, como se muestra en la Tabla3.2.

Una vez que las propiedades de los materiales se escalan, el ndice de rendimiento de un

material se determina como sigue:

Donde w es el factor de ponderacin, es una propiedad de escala, e i es la suma de todas

las propiedades bajo consideracin.


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Ejemplo3.1

Evaluar materiales alternativos para un resorte, para ser utilizadas en un vehculo como un

sistema de suspensin sobre la base de la resistencia a la flexin, resistencia a la fatiga, el

coste, y masa. Un equipo de trabajo da valor a las distintas propiedades de la siguiente

manera: resistencia a la flexin (0,15), resistencia a la fatiga (0,2), coste (0,25), y la masa

(0,4).

SOLUCIN:

Varios sistemas de materiales tales como grafito / epoxi (Gr/Ep), de vidrio / epoxi

(vidrio/Ep), aluminio (Al), y el acero se consideran para esta aplicacin, como

se muestra en la Tabla 3.3. El anlisis muestra que el grafito/epoxi es la mejor opcin

para esta aplicacin. El resultado puede variar, dependiendo del peso asignado

para cada propiedad. Antes de la evaluacin, la clasificacin se hace frente a estos

materiales para cumplir con algunos otros requisitos, tales como la resistencia a la corrosin

y resistencia a la temperatura de -40 a+120 C. En este caso, todos los materiales anteriores

cumplen estos requisitos satisfactoriamente. Para el presente ejemplo, el grafito /epoxi tiene

el ndice ms alto de rendimiento y por lo tanto es el candidato ms adecuado para el

resorte.

Sistema Experto para la Seleccin de Materiales

Un ingeniero puede tener varias elecciones para ayudar en la correcta

seleccin de materiales. Esto revela la necesidad de un sistema experto para la seleccin de

materiales alternativos para una aplicacin dada. Pocos sistemas expertos estn siendo

desarrollados para la seleccin de material compuesto. En un sistema experto, el usuario

cuenta con ciertos requisitos de servicio (por ejemplo, la temperatura de funcionamiento,

rango, la resistencia qumica, la exposicin a fluidos, porcentaje de elongacin, fractura,

tenacidad, resistencia, etc.) y en base a la base de datos del material disponible, el sistema

experto ofrece sistemas de materiales que son adecuados para la aplicacin. A diferencia de

los metales, una gran base de datos se tiene para la realizacin de materiales compuestos y

para varias condiciones no est disponible. Proveedores de materias primas proporcionan

diseos y fabricaciones con una lista de las propiedades de los materiales bsicos. Esta hoja


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de datos se genera tpicamente probando datos estndar fabricados en su laboratorio. Estas

hojas de datos son tiles para la seleccin inicial de los materiales pero no para la seleccin

final.

4. DESARROLLO DE PRODUCTOS

4.1 Introduccin

Cada ao, cientos de nuevos materiales y productos son lanzados al mercado. Los materiales

no disponibles en el pasado se han convertido hoy en el material de eleccin. Los fabricantes

de productos deportivos, constructoras de barcos, y las industrias de consumo estn

lanzando nuevos productos en el mercado para mantener su posicin competitiva. La

industria automotriz est reemplazando las piezas de acero y aluminio con materiales

compuestos para ahorro de combustible y peso. La industria aeroespacial est utilizando

ms y ms los materiales compuestos para aumentar la capacidad de carga til y ahorro de

combustible.

La necesidad de desarrollo de nuevos materiales, productos se han incrementado

rpidamente con el perfeccionamiento de la tecnologa y la globalizacin del mercado. Las

empresas estn luchando por mantener su posicin competitiva en el mercado mediante la

mejora de su calidad y rendimiento de sus productos. Los clientes estn exigiendo mejores

productos a menor costo. La vida til del producto ha disminuido significativamente,

habiendo una mayor demanda de la reduccin de tiempo en el ciclo de desarrollo de

productos. Se dice que las empresas que introducen primero un nuevo producto al mercado

obtienen ms del 50% de la cuota de mercado. Comprender el proceso de desarrollo de

productos es muy importante en la fabricacin de una pieza de buena calidad. La

fabricacin de productos es un elemento del proceso de desarrollo de productos.

Qu es el proceso de desarrollo de productos?

El desarrollo de productos es un proceso para transmitir las necesidades del cliente en el

diseo y fabricacin del producto. Una visin ms amplia del desarrollo del producto

involucra las dependencias mutuas entre todas las etapas del ciclo de vida del producto,


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incluso el diseo, fabricacin, distribucin, soporte tcnico, y eliminacin o reciclaje de

las etapas. El proceso de desarrollo del producto proporciona una gua para los miembros

del equipo para las actividades y resultados requeridos para disear, desarrollar y fabricar

el producto. Es el enfoque sistemtico para el lanzamiento exitoso de un producto, de la

iniciacin del concepto para comercializar. El desarrollo del producto consiste en la

seleccin del material, el diseo del producto, la seleccin correcta de las tcnicas de

fabricacin y el montaje, prototipos, comprobacin, aprobacin y lanzamiento exitoso del

producto en el mercado. En una situacin industrial tpica, las ventas o el departamento

de comercializacin identifica una necesidad del mercado para un producto. El estudio

de la aplicacin y el requisito de la aplicacin pasan al equipo de desarrollo de producto

(PDT). El PDT recoge informacin acerca del producto del equipo del mercadeo o

hablando directamente con el cliente. Dependiendo de la necesidad del producto, se

seleccionan los materiales convenientes para la aplicacin. La seleccin de un material

tambin se ve afectada por la seleccin de un proceso de fabricacin porque diferentes

procesos de fabricacin requieren al inicio diferente materias primas. El producto es

diseado teniendo en cuenta el pro y contra de un proceso de fabricacin. Una vez que

el diseo, materiales y procesos de fabricacin se seleccionan, las piezas del prototipo se

pueden hacer mediante los procesos de fabricacin seleccionada. Las piezas del

prototipo son entonces probadas y validadas para cumplir con el servicio de

identificacin y necesidades de los consumidores.

El objetivo de una actividad de desarrollo del producto es minimizar el costo del ciclo de

vida, maximizar la calidad del producto, maximizar la satisfaccin del consumidor,

maximizar la flexibilidad, y minimizar el tiempo de entrega. Hoy el tema candente es

comprimir el tiempo del ciclo de desarrollo del producto. Un proceso de desarrollo de

producto comprimido incorpora a especialistas de diversos grupos como el diseo,

fabricacin, mercadeo, compra, producto ingenieril, fiabilidad, y a veces los clientes. Esta

estrategia reduce drsticamente el tiempo en el ciclo de desarrollo del producto. Estas

lneas se enfocan las medidas de gestin y de ingeniera necesarios durante el desarrollo de

productos para satisfacer las prestaciones funcionales, rendimiento y requerimientos de


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los clientes del producto.

4.2 Razones para el desarrollo de productos

Las actividades de desarrollo de productos se realizan para aumentar la cuota y generar el

crecimiento del mercado en la empresa. Las principales razones para el lanzamiento de

nuevos producto son las siguientes:

1. Encontrar nuevas oportunidades de negocio y cuotas de mercado

2. Agregar funcionalidades y beneficios ms all de un producto competidor para

aumentar la cuota de mercado

3. Retener a los clientes, la mejora contina de productos estn hechos.

4. Atraer ms clientes, se aaden nuevas caractersticas.

Hay tantas caractersticas que pueden ser aadidas a un producto, pero tales

caractersticas no pueden ser incorporadas porque cuesta mucho dinero. Adems, los

requisitos de cada cliente son diferentes y no estn dispuestos a pagar por todas las

caractersticas, Por lo tanto, cada proveedor debe suministrar una combinacin diferente

de caractersticas, para los diferentes grupos de clientes. La siguiente lista ayudar al lector

a obtener una buena combinacin de caractersticas de productos para satisfacer las

necesidades del cliente.

Hacer una lista de todas las preocupaciones de compra de los clientes.

Separar la lista en tres categoras: (1) debe tener, (2) es importante tener, (3) es

bueno tener.

La tasa de cada caracterstica en una escala de 1 a 10 y cuantificar la informacin.

Este anlisis nos ayudara a obtener una mezcla de caractersticas que ser mejor para los

distintos grupos de clientes.


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4.3 Importancia del desarrollo de productos

El mercado global de hoy en da es orientado hacia el cliente, donde es importante un

producto de alta calidad a bajo costo con rpido tiempo de servicio. En general, la empresa

que entra en el mercado con un producto de primera calidad captura la mayor parte del

mercado y obtiene un beneficio mayor. Para lograr esto, uno debe tener en cuenta

simultneamente los requisitos de fabricacin y fases durante el diseo del producto con el

fin de reducir los costos de produccin y mejorar la calidad del producto. Mediante el

empleo de la ingeniera concurrente durante el proceso de desarrollo de productos, los

principales problemas de diseo pueden ser resueltos en las primeras etapas de la fase de

diseo. El costo de los cambios de diseo en una etapa posterior es muy significativo en

comparacin a una etapa anterior. Por ejemplo, una empresa decide ir con una opcin de

diseo A y comienza la fabricacin de piezas prototipo y ponerlas a prueba. Una vez que

se encuentra en esta fase el diseo B ser mejor que el diseo A y trata de convertir todo

para el diseo de B, entonces se pierde todo el dinero y el tiempo invertido hasta ahora en

el diseo A. Si la empresa decide cambiar el diseo despus de que el producto es

manufacturado y llega al mercado, entonces se incurre en costos adicionales para los

cambios de diseo. Una anulacin del producto puede ser por presencia de defectos

originando un inconveniente para el producto. Existe una amplia evidencia disponible en

la que para el uso de problemas fsicos se pueden remontar al diseo del producto. Por

ejemplo, en un estudio de siete programas espaciales, 35,2% de las averas se deben a

errores de diseo o especificaciones. Durante un perodo tpico de 11 meses en una planta

qumica, 42% de los dlares del reproceso se remonta a la investigacin y al desarrollo.

Para los productos mecnicos de complejidad moderada, se estima que los errores

hechos durante la fase de desarrollo del producto causaron cerca de 40% de la idoneidad de

los problemas.

4.4 Ingeniera concurrente

La ingeniera concurrente involucra el uso simultneo de varias disciplinas de la

ingeniera, tales como diseo, fabricacin, comercializacin, empaquetado,


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confiabilidad, etc., durante la actividad de desarrollo del producto. Esta rama de la

ingeniera est llegando a ser popular porque tiene un efecto significativo en la

reduccin de desarrollo, ciclo de tiempo y costo. La manera convencional de desarrollar un

producto implica una serie de actividades de varios grupos tales como diseo, fabricacin,

empaquetamiento, servicio y capacidad de mantenimiento, confiabilidad, y

comercializacin as como se muestra en la figura 4.1. En este enfoque, el diseo de

producto agrupa diseos del producto propiamente dicho sin obrar recprocamente con la

fabricacin y/o el otro grupo. Muchas veces, la pieza diseada por el equipo de diseo

puede ser no manufacturable o puede ser una produccin no eficiente. Por ejemplo, el

grupo del diseo puede especificar 0.02 pulg de tolerancia para el dimetro externo de una

pieza pultrusionada y despus pas en el grupo de la fabricacin. El equipo de la

fabricacin mira hacia futuro el diseo y lo rechaza porque la pieza no puede ser fabricada.

El equipo de diseo trabaja en el diseo y realiza otra vez cambios relacionados.

Asimismo, el ingeniero del equipo de diseo puede especificar las dimensiones, alta

calidad superficial, y otros factores que puedan no ser produccin factible. Por lo tanto, es

importante el diseo con el ingeniero de fabricacin en la primera fase para evitar la

reanudacin y el retraso. Del mismo modo, el diseo necesita ser discutido con el

departamento de empaquetado para asegurarse de que los ajustes como el tamao del

producto en el espacio de empaquetado sean asignados en el producto. Esto es crtico en la

industria automotriz.

Figura 4.2 Diagrama esquemtico de la ingeniera concurrente.


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Figura 4.1. Enfoque de serie para el diseo de producto

Una restriccin de un espacio significativo en el diseo de un automvil, en la que miles de

piezas se ensamblan juntos en forma compacta. Esta limitacin de espacio est

incrementando da a da porque los clientes estn pidiendo ms y ms caractersticas y un

automvil compacto para ahorro de combustible. El ingeniero de servicio tcnico debe

mirar el diseo para asegurar que las diversas partes son de fcil acceso durante el

mantenimiento. Todos estos requisitos pueden obligar al diseador a cambiar el diseo en

varias ocasiones, y a veces para reiniciar el proceso de diseo desde cero.

La demanda actual del mercado es realizar actividades de desarrollo de productos en un

entorno de ingeniera concurrente como se muestra en la Figura 4.2. Hay una mayor

necesidad de fuerte interaccin entre el ingeniero de fabricacin y el ingeniero de diseo,

porque las decisiones de produccin estn directamente relacionadas al diseo del

producto.

Es necesario considerar simultneamente los requisitos de fabricacin, montaje, embalaje,

servicio, distribucin y derecho de la eliminacin en la fase de diseo para reducir el costo

por unidad de produccin, reducir el tiempo de entrega y mejorar la calidad

simultneamente. La razn de que varias disciplinas necesitan trabajar juntas es evitar

cambios en el diseo final del ciclo de desarrollo de productos. Se estima que hay un

Equipo para el desarrollo de productos

Confiabilidad

Marketing y ventas

Empaquetado Diseo de producto

Diseo del proceso

De servicio y mantenimiento


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incremento de diez veces en el costo para hacer un cambio en la fase de produccin, frente

a los cambios realizados en la fase de diseo. El cambio del diseo en la fase de produccin

puede dar lugar a cambios en la herramienta, material, equipo, planificacin, y las

necesidades de mano de obra. Por lo tanto, hay mayor nfasis en mover los cambios de

ingeniera a las primeras etapas de diseo mediante la utilizacin de la ingeniera

concurrente. Hay muchas maneras, que un producto puede ser diseado para cumplir con

las funciones y requisitos de funcionamiento de la aplicacin. Por lo tanto, las decisiones de

principios de diseo tienen un efecto significativo en los costos del ciclo de vida del

producto. Por ejemplo, un diseador puede seleccionar la unin adhesiva; la compresin

mecnica, el complemento adecuado, la fijacin mecnica, ajuste, bloqueo mecnico o

insertar moldeado para la unin de dos componentes. Cada proceso requiere diferente

planeamiento de produccin, disposicin del equipo y proceso del costo de produccin.

Depende de la tarifa de la produccin, del uso, y de otros requisitos, y una decisin para

seleccionar las operaciones de ensamble correctas. Claramente, la capacidad de mejorar la

calidad del diseo tendr un impacto significativo en el costo total del producto. Las

estrategias para el diseo de fabricacin (DFM) y para el diseo de montaje (DFA) se

pueden utilizar para mejorar la calidad de la fase de diseo. Por lo tanto, es una buena idea

invertir ms tiempo y esfuerzo en la fase de diseo en sus inicios, para llegar a un diseo

que cumple (o supera) el requisitos de las diversas disciplinas. Esto dar lugar a menos o a

ningn cambio durante la produccin.

4.5 Ciclo de Vida de un Producto

Cada producto, dependiendo de su valor y necesidad, tiene una vida desde su inicio hasta su

final. En general, la creacin de productos toma lugar en la fase de diseo, donde las

necesidades del mercado y los requerimientos son transformados a una forma y tamao

tridimensional. En muchos de los casos, la idea para un nuevo producto proviene desde el

cliente. Por ejemplo, cuando los clientes se quejan a 3M Inc. debido a problemas de polvo

en sus cintas, 3M propone la idea de humedecer las cintas, de manera tal que se eliminan

los problemas de polvo. Despus de su inicio en la empresa, el producto es introducido al

mercado a una escala pequea, llamado toma de muestra. Durante esta etapa, las ventas de


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los productos son bajas hasta que el producto empiece a ganar familiaridad y aceptacin.

Esta fase afecta crticamente el manejo de reaccionar ante la queja del cliente, y se regenera

para mejorar el desarrollo y sus capacidades para una mejor aceptacin en el mercado.

Despus de la fase introductoria, el producto entra en la fase de crecimiento donde las

ventas de los productos incrementan en el reconocimiento y publicidad. Despus de la fase

de crecimiento, el producto entra en su fase de madurez donde las ventas anuales se

mantienen casi igual o incrementan a un aumento de la tasa econmica. Durante esta fase,

el producto experimenta competencia debido a la introduccin de otros productos similares.

En esta fase, se hace un mejoramiento continuo para bajar el costo e incrementar la calidad

del producto. Las caractersticas adicionales se agregan a los productos y algunas veces el

producto se divide en diferentes grupos para reunir las necesidades de varios grupos de

clientes. Despus de algn periodo de tiempo, las ventas del producto disminuyen debido a

la introduccin de mejores productos en el mercado que renen similares necesidades

usando una mejor tecnologa. Por ejemplo, palos de golf, caas de pescar y botes hechos de

compuestos reemplazan al metal o los homlogos de madera. Durante esta fase de declive,

la administracin podra tratar de revivir el producto por innovacin o incorporacin de una

nueva tecnologa.

El lanzar un nuevo producto al mercado cuesta una cantidad significante de tiempo y

dinero, junto con inseguridades del mercado, estos son los obstculos a la innovacin del

producto. El alto costo de la inversin para la bsqueda, desarrollo, avisos y muestreo

incrementan el costo del producto inicial. Como la demanda y el volumen de produccin

del producto incrementan, el costo disminuye. El ms alto costo de la inversin es una gran

barrera para las pequeas empresas para competir con grandes empresas. Las adquisiciones

de negocios y fusiones estn tomando lugar en todo el mundo para superar esta barrera

inicial para competir satisfactoriamente en el mercado.

4.6 Fases del Desarrollo de productos

El proceso completo de desarrollo del producto (PDP) est dividido en varias etapas (o

fases) para el xito del diseo y la fabricacin del producto.


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Cada fase tiene sus objetivos y actividades asociadas para alcanzar estos objetivos. Cada

fase se divide en varias actividades o tareas. Las industrias practican diferentes tipos de

proceso de desarrollo de los productos; algunos practican tres fases del PDP, algunos

practican 4 fases del PDP, y algunos practican 7 fases del PDP. El objetivo de cada una de

ellas es de minimizar los errores posibles, reducir los costos del producto, minimizar el

tiempo de entrega, y mejorar la calidad del producto. Seis fases importantes del PDP se

discuten a continuacin.

4.7.1 Concepto de la fase de factibilidad

En esta fase, se identific que en el mercado necesitan de un producto con sus

correspondientes requisitos funcionales y de rendimiento. Las ideas son revisadas por un

equipo de expertos de diversos departamentos como ingeniera, manufactura, marketing de

materiales, ventas, finanzas, y a veces por clientes. Los miembros del equipo no son slo

los expertos en sus reas, sino tambin con conocimientos en otras reas. Esto ayuda a evitar

problemas de comunicacin y barreras culturales. El grupo de necesidades del cliente se

transforma en un producto tridimensional de forma y tamao sin mucha atencin a las

geometras especficas, manufactura, o detalles tcnicos. El propsito de esta fase es crear

el diseo preliminar y la produccin de escenarios y luego evaluar la factibilidad tcnica de

diseo y el producto manufacturado. El elemento importante de este estudio de factibilidad,

ser estimar el costo esperado para la empresa y para el cliente. En esta etapa, una lista de

productos de los que compiten con el producto propuesto se identifica. Los precios de la

competencia se comparan con el costo esperado del producto, y la necesidad de que el

producto propuesto sea examinado. Una vez que los estudios de la necesidad del mercado,

producto, diseo de los procesos preliminares, el costo del proyecto, y el retorno de la

inversin (RO) se revisan y se toma la decisin sobre el proyecto.

4.7.2 Fase detallada del diseo

Esta fase usa la informacin obtenida en la fase de factibilidad del concepto, para llegar a


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21

mltiples conceptos sobre el producto. Un equipo de desarrollo de productos (PDT) est

formado, o compuesto por expertos en ingeniera de diseo, fabricacin, pruebas, embalaje,

fiabilidad, servicio, marketing y disciplinas de compra. Este equipo est encabezado por un

representante en la ingeniera de diseo del producto. Este equipo se rene de forma

peridica para disear el producto; varias funciones, de rendimiento, estado de servicio,

envasado, mantenimiento, y otros requisitos se enumeran. Varias sesiones de " intercambio

de ideas" se llevan a cabo entre los miembros del equipo para el diseo del producto, su

propsito del " intercambio de ideas" es generar tantas ideas acerca de los componentes del

diseo, articulacin, diseo, mtodos de montaje, seleccin de materiales, seleccin de

procesos de fabricacin.

En una sesin de intercambio de ideas, la crtica de una idea no est permitida. Cantidades

significativas de tiempo y esfuerzo dedicado en esta fase, son para llegar a mejores ideas

para el diseo del producto, tales como DFM, DFA, el anlisis de elementos finitos (FEA),

y el modo de anlisis de fallas efectiva (AMFE), lo cual se utilizan para generar las mejores

ideas.

Una vez que hay muchas opciones de diseo disponibles para el producto, las opciones de

diseo diferentes se comparan. Herramientas as como el anlisis de Pugh, el Software de

DFA (Boothroyd y Dewhurst Inc.), etc. Se utilizan para reducir las opciones o para

seleccionar el diseo ms adecuado. Un dibujo completo se hace para el mejor diseo de

producto y las especificaciones de los materiales se ponen por escrito. Esta informacin se

utiliza para hacer piezas prototipo.

Puede ser posible que el diseo seleccionado sea necesario modificar o pueda ser

descartado. En este caso un nuevo diseo se selecciona entre las opciones restantes o de lo

contrario el proceso anterior se repite de nuevo.

4.7.3 Prototipo de desarrollo y fase de prueba

Posteriormente cuando el diseo del producto est completo, es importante probar el diseo

para su funcionalidad, rendimiento y otros requisitos. El producto y especificaciones de los


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materiales desarrollados en la fase anterior se utilizan para desarrollar piezas prototipos.

Hacer piezas prototipo a veces implica grandes inversiones en instrumentos. Para evitar

costosas herramientas y otras inversiones, un prototipo rpido es utilizado en algunos casos

para asegurar que el diseo se ajusta a la aptitud y necesidades de montaje. La creacin de

un prototipo rpido, como estereolitografa, es una forma barata de hacer las piezas para su

inspeccin visual. De una muestra del equipo de estereolitografa, se obtienen los datos de

archivos CAD en tres dimensiones (modelos slidos) y en secciones transversales, luego se

construye la parte fsica mediante el depsito de plstico o capa de cera, desde la capa de

abajo hacia arriba, hasta la parte deseada y que se haya completado. Dependiendo del

tamao de la pieza, un prototipo se puede construir en pocas horas. La pieza resultante

proporciona un modelo conceptual para la revisin y visualizacin rpida. Puede ser

utilizado por el personal de marketing para la revisin y visualizacin. Se puede utilizar por

el personal de comercializacin de exhibiciones o mediante personal de compra para

aumentar la exactitud de las ofertas. Con la ayuda de los sistemas de prototipo rpido, los

defectos en el diseo se pueden determinar al comienzo del ciclo de desarrollo del producto

antes de una costosa inversin en herramientas y fabricacin. Una vez qu la pieza cumple

con el requisito, piezas del prototipo se realizan con el proceso de fabricacin para el

producto especificado.

Despus de la fabricacin de piezas prototipo, se llevan a cabo las pruebas de los

componentes. Antes de todo, los componentes son ensamblados y probados, es una buena

idea probar primero el componente individual por su desempeo y otros requisitos. De esta

manera, el costo de montaje es evitado y una fuente importante de fracaso es reconocido.

Estas piezas son ensambladas y probadas, a veces es difcil determinar qu componente es

la verdadera causa del fracaso. Basado en las pruebas de los componentes se evita tal

confusin. Despus de que las piezas cumplan con el requisito basado en el componente, a

continuacin, las distintas articulaciones y las interfaces se analizan para determinar sus

requerimientos de diseo.

El objetivo de la prueba del prototipo es determinar la capacidad de diseo del producto, los

efectos de las condiciones de servicio, tales como la exposicin a fluidos, exposicin a


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23

temperatura extrema, etc. En el desempeo del producto, y la fiabilidad de operacin del

producto con el paso del tiempo. Esta fase se refiere a las tres F de la ingeniera: funcin,

ajuste, y la forma. Las unidades construidas en estas fases pueden no ser completas, pero

debe hacerse utilizando el equipo y los procesos de fabricacin seleccionados para la

fabricacin a escala completa del producto, pero a veces esto no es posible. Por ejemplo,

piezas del prototipo hecho por SRIM o moldeo por compresin de SMC se evitan debido a

los altos costos de los equipos y herramientas.

La prueba del prototipo proporciona una buena indicacin de la tecnologa y factibilidad

del diseo, y es til para determinar lo adecuado del proceso y del diseo antes de

comprometer recursos para las etapas subsiguientes. La prueba del prototipo tambin ofrece

pautas y orientaciones para futuros esfuerzos. En algunos casos, las piezas del prototipo se

muestran y demuestran a los posibles clientes para obtener sus comentarios sobre el diseo.

La Organizacin facilita el esfuerzo de comercializacin y alivia preocupaciones del cliente

sobre el producto.

4.7.4 Prototipos de demostracin o Produccin a escala piloto.

Despus de que el producto ha pasado la fase de prototipo y prueba, las lecciones

aprendidas se enumeran. El esfuerzo en esta fase se centra en definir y simplificar el

proceso de produccin, acortando el costo del material y de la produccin, identificando la

maquinaria, herramientas, necesidades, estandarizando los productos y los procesos para la

intercambiabilidad con productos existentes en la lnea, evaluando los recursos y facilidad

de produccin; tomando decisiones en producciones externas e internas.

En esta fase, el equipo de disciplinas integradas es liderado por un representante de

ingeniera de fabricacin. Esto ayuda a documentar la eficacia en la fabricacin del

producto por la persona mejor calificada en el equipo. Al mantener al ingeniero de

fabricacin como un lder del equipo, es utilizado el conocimiento de fabricacin de las

mquinas, herramientas, manipulacin de materiales, proceso de flujo, costos de proceso y

productos. El ingeniero de diseo se mantiene responsable para asegurar que el producto


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24

este dentro de las especificaciones del producto involucrado.

El siguiente paso es demostrar la capacidad del proceso de produccin; la velocidad de

produccin requerida, tolerancia, y otros requerimientos por la produccin de un pequeo

lote de productos. Esto es tambin llamado produccin de escala piloto. La calidad e

inspecciones dimensionales se desarrollan para asegurar que el producto est hecho a las

especificaciones y ser de la calidad deseada. El producto as fabricado es ensayado en las

condiciones de servicio en un laboratorio o en un campo de pruebas, o bajo las condiciones

reales. Basado en la experiencia de la fabricacin, las mediciones de calidad, y los

resultados del ensayo, el diseo es lanzado a venta o devuelta para trabajarlo.

4.7.5 Produccin y Distribucin a gran escala

Despus de una demostracin exitosa de la produccin a escala piloto, la produccin est

lista para salir en venta y ser distribuida. En esta etapa, la atencin se centra en las

decisiones de envasado, modo de distribucin, procedimientos de mejora de la calidad,

sistemas de entrada de pedidos, almacenamiento, y la estrategia de marketing. Esta es la

etapa donde el producto es formalmente introducido en el mercado. En esta etapa, el equipo

de desarrollo del producto transfiere el conocimiento del producto y su valor a otros

departamentos de la empresa como ventas, publicidad, contabilidad, control de la calidad,

etc.

4.7.6 La mejora continua

Una vez que el producto est en el mercado, la empresa empieza a recibir reacciones de los

clientes, ventas, marketing y otros grupos. Los empleados de la planta podran quejarse

acerca de la forma y caractersticas de seguridad de algn proceso o pueden sugerir una

mejor operacin de realizacin de las diversas etapas de fabricacin. Basados en la

experiencia ganada en el marketing, las ventas, produccin y uso del producto, los cambios

de diseo se hacen para mejorar la calidad del producto y rendimiento, y para eliminar las

fallas en el campo que fueron causadas durante el uso del producto. Este cambio de diseo

puede darse a una o ms etapas previas de desarrollo del producto. La empresa se esfuerza


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continuamente para mejorar la calidad y bajar el costo del producto para que se ajuste a la

competencia.

Durante el proceso de desarrollo del producto, diversas revisiones de diseo se establecen

para asegurar que los objetivos y las metas del PDP se cumplan. La siguiente seccin

describe brevemente los procesos de revisin del diseo.

4.7 Revisin del Diseo

La revisin del diseo es un elemento importante en la actividad del desarrollo del

producto. En general, hay entre cuatro y seis revisiones de diseo como: La revisin del

diseo preliminar (PDR), revisin del diseo intermedio (IDR), la revisin crtica de diseo

(CDR), y la revisin del diseo final (FDR) en un ciclo del desarrollo del producto. Estas

revisiones de diseo se realizan en las diferentes etapas del ciclo de desarrollo del producto

para asegurarse de que la actividad va en la direccin correcta. La revisin del diseo es

realizada por el lder del PDT y asistencia de los directores de los diferentes departamentos

(por ejemplo, la fabricacin, aplicacin, marketing, compras, y materiales) quienes son

expertos en las lneas de productos de la empresa y los negocios, y no directamente

asociados con el desarrollo de un diseo. Estos especialistas son profesionales de gran

experiencia y son conscientes de los objetivos del proyecto. Los especialistas pueden venir

de fuera de la empresa, como un cliente o un profesor universitario. El lder del PDT

presenta los resultados del trabajo de desarrollo realizado hasta ese momento, y miembros

del comit examinarn los resultados y proporcionaran una orientacin futura del proyecto.

El propsito de la revisin es conseguir mejoras en el diseo, corregir los posibles problemas

con el diseo, proyectar opciones de diseo, e impartir los futuros planes de accin para

cumplir los objetivos del proyecto. La revisin asegura que el producto funcionar

correctamente durante su uso. Proporciona una oportunidad para que los expertos hagan

preguntas crticas sobre el proceso y el producto. Una revisin del diseo correcta, no slo

ofrece una crtica constructiva sobre el proceso de diseo y el producto, sino que tambin

proporciona soluciones a los diversos problemas de diseo y desafos.

La revisin del diseo es una actividad formal, por lo general completado en pocas horas.


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El lder del PDT programa una fecha de reunin y enva el programa de la reunin. Las

actas de la reunin son dadas y distribuidas entre los miembros del comit y el PDT. Los

planes de accin son anotados y seguidas durante las reuniones del PDT.

4.8 Anlisis de los Modos de Falla y Efectos (FMEA)

FMEA se realiza durante el PDP para determinar los modos de falla posibles que un

producto puede experimentar durante la operacin y evaluar el efecto y las consecuencias

de estos modos de falla en las funciones y rendimiento del sistema total. La FMEA

proporciona un mtodo sistemtico para analizar las posibles causas y efectos de falla antes

que el diseo est finalizado. El objetivo de este anlisis es redisear el producto con una

ptima confiabilidad. El FMEA identifica y trata las causas y mecanismos de los modos de

falla. Para cada modo de falla, los efectos sobre el sistema total, la gravedad, la probabilidad

de ocurrencia son examinadas. El propsito de FMEA es mejorar la calidad, fiabilidad,

seguridad y durabilidad. El efecto neto de esto es reducir el costo del ciclo de vida del

producto.

El FMEA puede ser aplicado durante el diseo del producto, as como en el diseo del

proceso.

El FMEA debe ser incorporado durante las actividades de desarrollo del producto.

El FMEA ayuda al proceso del desarrollo del producto de las siguientes maneras:

Establece una lista de los posibles modos de falla en el producto. El PDT evala la lista

y desarrolla un plan de diseo y fabricacin para evitar estos modos de falla. Por lo

tanto, la calidad del producto mejora significativamente.

Clasifica los modos de falla de acuerdo a sus efectos en el sistema global. El PDT

desarrolla listas de prioridades y planes de prueba para mejorar el diseo de acuerdo a

la clasificacin del modo de falla.

Proporciona referencias futuras para el anlisis de las fallas en el campo y establece

guas para los cambios de diseo.


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Sirve como una herramienta en la seleccin de alternativas de proceso y diseo del

producto.

En la realizacin del FMEA, uno debe hacerse las siguientes preguntas:

1. Cules son las funciones del producto o ensamble?

2. Cmo puede fallar el ensamble, los sub-ensambles, y los componentes individuales?

3. Cules son las probabilidades de estas fallas y su gravedad?

4. Cules son las causas de las fallas?

5. Cules son los efectos de cada tipo de falla en las funciones y rendimiento del

producto?

6. Cmo puede dar prioridad a estas fallas?

7. Cmo se detecta la falla?

8. Cmo puede evitarse las fallas?

9. Cules son las opciones de diseo para eliminar la falla?

10. Si la falla ocurre, entonces, qu acciones correctivas deben tomar para reducir su

gravedad?

La falla es la prdida de funcin o capacidad para realizar una tarea prescrita de una manera

predeterminada. Ejemplos de falla incluye un producto defectuoso, o no hacer una tarea, o

no cumplir con los requerimientos de rendimiento deseado. Los modos tpicos de falla en

un producto incluyen partes rotas, flojas, apretadas, dobladas, fugas, fallas conjuntas, etc.

Para cada modo de falla, hay varias posibles causas de falla. Es muy importante la

identificacin de la causa real de la falla. Una vez que la causa es identificada, la solucin se

hace muy evidente en muchos casos. Conocer la causa proporciona medidas correctivas y

soluciones de diseo.

Para llevar a cabo el FMEA, el producto se divide en conjuntos. Cada conjunto est

dividido en subconjuntos y, luego los subconjuntos son divididos en componentes. Las

funciones de cada conjunto, subconjunto, son determinar y establecer las relaciones entre

ellos. Los modos de falla posibles causados por las condiciones de operacin y servicio son

evaluados en cada componente y su efecto en el punto ms alto o en el total del sistema


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analizado. El grupo de fiabilidad plantea posibles modos de falla para el PDT sobre su

diseo, y el PDT toma acciones correctivas o medidas preventivas para reducir el efecto de

falla o eliminar totalmente la falla. El grupo de fiabilidad tiene un historial de la

probabilidad de un cierto tipo de falla en un producto de la experiencia pasada de la

empresa.


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5 DISEO PARA LA FABRICACIN

5.1 Introduccin

Las empresas estn constantemente siendo desafiadas a encontrar los medios para hacer las

cosas ms rpido, mejores y ms baratas. Las empresas ya no pueden volver a disear el

producto, ni pueden permitir un prolongado tiempo de desarrollo del producto. Los

productos ya no pueden ser vistos como un solo componente, y los diseadores ya no

pueden pasar el concepto de ingeniera al ingeniero de fabricacin para encontrar las

maneras de hacerlo. El diseador y el ingeniero de fabricacin tienen que trabajar juntos

para llegar a un mejor diseo y dar soluciones para la fabricacin de los productos de

manera rentable. Por ejemplo, si el ingeniero de diseo y el de fabricacin trabajaran por

separado para crear el diseo de los paneles exteriores de la carrocera de los automviles,

el ingeniero de fabricacin se va a plantear con un piso o cuadrado similar a una caja que es

ms barato y ms rpido de hacer, pero nadie lo va a comprar. Por otra parte, el ingeniero

de diseo, viene con un diseo que es creativo y llamativo, y satisface todas las necesidades

y requerimientos del cliente, pero sera inasequible econmicamente. En cualquier caso, el

producto no se vendera.

Para ser competitivo, el producto tiene que ser diseado en una cantidad mnima de tiempo,

con un mnimo de recursos y costos. Para satisfacer las necesidades actuales del mercado,

varias reas, como el diseo para la fabricacin, diseo para el montaje, diseo de calidad,

diseo para el ciclo de vida, y el diseo concurrente, estn siendo desarrolladas. El objetivo

principal de estas reas es pensar en las necesidades de fabricacin, el montaje, la calidad o

el ciclo de vida durante el proceso de diseo.

Esto se logra con trabajo simultneo de ingeniera en un entorno que busca evitar los

cambios posteriores al diseo. Un producto puede ser diseado de muchas maneras para

satisfacer la funcin, rendimiento, y otros requisitos. Por lo tanto, las diferentes

organizaciones llegan a diferentes conceptos de diseo para satisfacer las necesidades de las

mismas aplicaciones. La solucin para una aplicacin depende de cmo es definido el

problema para el diseador, as como el conocimiento y la creatividad del diseador.


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Porque hay muchas soluciones de diseo para un problema, la pregunta que surge es

cmo saber qu diseo es la mejor solucin? Tambin es posible que pueda haber otros

diseos que puede ser mejor que del diseador. El Diseo de fabricacin es una

herramienta que gua al diseador en surgir con mejores opciones de diseo y proporcionar

un diseo ptimo.

Se trata de una herramienta para la generacin de conceptos, aprobacin de ideas, y la

mejora del concepto. Se emplean los conocimientos en el diseo de una pieza para obtener

los mximos beneficios y capacidades del mtodo de fabricacin. Para surgir un buen

diseo, el ingeniero de manufactura debe tener un buen conocimiento de los beneficios y

limitaciones de las diversas tcnicas de fabricacin de materiales compuestos. Los

miembros del equipo tambin deben estar familiarizados con las herramientas como el

diseo para manufactura (DFM), el diseo para ensamblaje (DFA), etc. para el desarrollo

de un diseo de alta calidad. En comparacin con los metales, los materiales compuestos

ofrecen el mayor potencial de utilizacin de DFM y la integracin de piezas, y por lo tanto

puede reducir significativamente el costo de produccin.

Los ingenieros utilizan materiales isotrpicos, tales como aluminio y acero,

tradicionalmente para fabricar piezas, primero seleccionan las materias primas a partir de

un manual de diseo sobre la base de los requisitos de rendimiento. Una vez que la materia

prima es seleccionada, se identifica la parte del proceso de fabricacin. Esta filosofa no es

viable en el campo de los materiales compuestos. En ingeniera de materiales compuestos,

la seleccin del material, el diseo y los procesos de fabricacin se unen en un todo que

incorpora tanto la rea de diseo y fabricacin de una manera integrada. Por ejemplo, una

varilla producida por enrollamiento de filamentos, pultrusin, RTM, el trenzado, la

amortiguacin y caractersticas de masa, debido a la fibra y diferentes distribuciones de

resina y las fracciones en volumen de fibras, podran impartir una rigidez distinta. Los

procesos de fabricacin de compuestos crean distintas propiedades micro estructural en el

producto.

El mejor ejemplo de diseo es el de la naturaleza en la que diferentes componentes se crean


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en todo el sistema como una entidad nica. En contraste, los ingenieros fabrican varias

piezas y luego las ensamblan. En la actualidad, no tenemos procesos naturales de

produccin, pero tenemos un montn de oportunidades para la innovacin y el aprendizaje

por imitacin de los diseos de ensamblaje del mundo de la ciencia.

Los diseos naturales son fuertes, pero no necesariamente rgidos que sean compatibles. La

naturaleza del diseo trata de hacerlo compatible, mientras que los ingenieros

tradicionalmente hacen rgida la estructura y el mecanismo. Ananthasuresh y Kota

desarrollaron una engrapadora plstica de un componente la cual sustituy a la engrapadora

de acero convencional con un diseo sin ensamblaje. Estos mecanismos de estructuras

flexibles o mono componentes proporcionan el movimiento deseado para someterse a una

deformacin elstica en comparacin con el movimiento de los cuerpos rgidos de varias

componentes.

5.2 Problemas del diseo

El defecto o la calidad son problemas en el producto causados por tres cosas: mal diseo,

materiales malos, y un mal proceso de manufactura. Por ejemplo, si el producto est

diseado correctamente, pero el mtodo de manufactura no est correctamente diseado,

entonces el producto resultar defectuoso.

El producto diseado tambin dar lugar a problemas de calidad a pesar de haber elegido

los materiales adecuados y los mtodos de fabricacin adecuadas. La aparicin de estos

defectos es causado por varios factores inherentes en el diseo.

Un mal diseo puede causar muchos problemas en las plantas de produccin. No slo

aumenta el costo del producto, sino que tambin disminuye la calidad del producto. Los

problemas comunes de diseo incluyen piezas sueltas, ruidos, piezas no alineadas, piezas

ajustadas, piezas faltantes, dificultad al ensamblaje, demasiadas operaciones de

mecanizado y difciles de lograr, problemas ergonmicos, los problemas de capacidad de

servicio, etc. Estos problemas de diseo pueden resolverse a principios de la fase de diseo

utilizando las mejores prcticas. Los malos resultados de calidad generan una tasa de

rechazo ms altos y por lo tanto un mayor costo de produccin. La calidad del producto


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32

depende de cmo el producto se ha diseado.

5.3 Qu es la DFM?

DFM (diseo para la fabricacin) se puede definir como una prctica para el diseo de

productos, teniendo en mente la fabricacin. DFM se inicia tomando un esquema o una

pieza e identificando las funciones de los productos, rendimiento y otros requisitos. Utiliza

reglas generales, las mejores pruebas y tcnicas para el diseo de la pieza. Las mejores

pruebas para un diseo de un producto de alta calidad son minimizar el nmero de piezas,

crear multifuncionalidad en la pieza, minimizar las variaciones de la pieza, y crear la

facilidad de manipulacin. DFM implica el cumplimiento de los requisitos de uso final con

el diseo de ms bajo costo de materiales y procesos.

En el pasado, surgieron varios problemas a causa de un mal diseo. Los diseadores no

tenan conocimiento de las diferentes tcnicas de fabricacin disponibles en el mercado, ni

las capacidades de cada tcnica de fabricacin. Como resultado, los productos eran

pesados, tenan muchas piezas y por lo tanto muchas operaciones de montaje, y dio como

resultado la mala calidad y mayor costo. Para disear eficazmente el producto, el

conocimiento de fabricacin tiene que ser incorporado en el diseo del producto. El

diseador debera saber cmo interactan el diseo y el proceso.

En general, el verdadero desafo en el diseo de los productos compuestos es desarrollar

una buena comprensin no slo de las tcnicas de ingeniera de diseo, sino tambin del

proceso y la informacin del material.

El propsito de DFM es:

Reducir las opciones de diseo para obtener un ptimo diseo (Figura 5.1)

Llevar a cabo la generacin de conceptos, seleccin de conceptos y mejora de conceptos.

Minimizar el tiempo de desarrollo del producto y el costo de produccin

Lograr la alta calidad del producto y la fiabilidad.

Simplificar los mtodos de produccin.

Aumentar la competitividad de la empresa.

Tener una transicin rpida y fluida de la fase de diseo hasta la fase de produccin.

Reducir al mnimo el nmero de piezas y el tiempo de montaje.


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Eliminar, simplificar y estandarizar siempre que sea posible.

Tener una transicin rpida y fluida de la fase de diseo hasta la fase de produccin

Reducir al mnimo el nmero de piezas y el tiempo de montaje

Eliminar, simplificar y estandarizar siempre que sea posible.

Figura 5.1. Diseo de diagrama de flujo en DFM

5.4 DFM Guas de Implementacin

El objetivo principal de DFM es reducir al mnimo el contenido de la informacin de

fabricacin en el producto sin sacrificar los requisitos funcionales y rendimiento. DFM

tambin se puede aplicar para un producto que ya est en produccin o en el mercado. El

principal objetivo ser hacer que el producto sea ms competitivo en costos. Las pautas

siguientes de DFM se aplican a productos hechos de materiales compuestos, metales, y

plsticos.

5.4.1 Reducir al mnimo el nmero de piezas

Hay un buen potencial para la unin de piezas poniendo en duda la necesidad de separarlas.

En General Motores, Ford, Chrysler, General Electric, IBM y otras empresas, usan

estrategias de DFM y han reducido el nmero total de recuentos de una pieza de 30 a 60%

en muchas lneas de productos. Los materiales compuestos ofrecen un buen potencial para

la unin de piezas. La reduccin de piezas puede resultar en grandes ahorros, al eliminar la

necesidad de montaje, control de inventario, el almacenamiento, la inspeccin, el

transporte, y el mantenimiento. Segn Huthwaite, "El producto ideal tiene un nmero de

Definicin del

Problema

(Rendimiento

funcional y otros

requerimientos)

Elecciones de

diseo

1. Diseo A

2. Diseo B

3. Diseo C

4. Diseo D

5. Diseo E

DFM

Opciones de diseo e Incorporar el

conocimiento de fabricacin.

2. Seleccione y mejore el concepto

Alta Calidad de Diseo


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piezas de uno". En general, ms de una pieza es necesaria si hay un requisito de

movimiento relativo, un requisito de materiales diferentes, un requisito de fabricacin

diferente, o un requisito de ajuste. Un ejemplo de la unin de piezas es la identificacin de

placas de acero clip que consta de cuatro partes diferentes, pero pueden ser sustituible por

una sola pieza moldeada por inyeccin de plstico. Otro ejemplo es el marco de la bicicleta

de material compuesto. No realice unin de piezas si el diseo se vuelve demasiado

complejo, pesado o difcil de fabricar.

Un tpico automvil, avin o yate de lujo est formado por miles de piezas para satisfacer

las diversas necesidades funcionales o de rendimiento. Por ejemplo, un yate de lujo Heloval

de 43 metros de Astilleros de CMN se compone de alrededor de 9000 piezas metlicas para

el casco y la sper estructura y ms de 5000 tipos diferentes de piezas para el equipamiento.

Para determinar si una pieza es un candidato potencial para la eliminacin, las siguientes

preguntas deben ser hechas:

1. Las piezas se mueven en relacin de unos con otros?

2. Hay alguna necesidad de hacer piezas con un material diferente?

3. La pieza debe ser removida para el servicio o reparacin?

4. Habr una necesidad de ajuste?

Si las respuestas a las preguntas anteriores son "no", entonces la pieza es un potencial

candidato para el reemplazo. Las siguientes pautas pueden ser utilizadas para minimizar el

nmero de piezas.

Pregunta y justifica la necesidad de separar una pieza. Responda las cuatro

preguntas anteriores, y si la respuesta es "no", entonces redisee el producto

eliminando la piezas separada.

Crear multifuncionalidades en la pieza.

Eliminar cualquier caracterstica del producto que no aade ningn valor para el cliente.

Utilizar un diseo modular.

5.4.2 Eliminar las Uniones Roscadas

Evite el uso de tornillos, tuercas, pernos y otros elementos de fijacin en el producto. Se


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estima que la utilizacin de un tornillo en el producto cuesta casi 6 a 10 veces el coste de un

tornillo. El uso de elementos de fijacin aumenta los costes de inventario y puede aadir

complejidad en el montaje. Los sujetadores se utilizan para compensar variacin

dimensional, para unir dos componentes, o para poder desmontar. El uso de elementos de

fijacin crea el potencial de una pieza y puede aflojarse durante el servicio. IBM ha

utilizado esta filosofa al redisear su impresora, eliminando muchos tornillos

sustituyndolos por ajustes a presin de montaje. El diseo resultante tena 60% menos de

piezas y reducido el tiempo de montaje en un 70%.

Los ajustes a presin se utilizan en plstico o piezas cortas de material compuesto de fibra y

proporcionan facilidad de montaje a la falta de cualquier requisito de la herramienta de

instalacin. Las preocupaciones generales sobre el uso de ajuste a presin incluyen la

fuerza, el tamao, el mantenimiento, la carga de sujecin, etc.

5.4.3 Minimizar las variaciones

La variacin dimensional as como la variacin de las propiedades son las principales

causas de defectos y disconformidades. Tratar de no usar piezas grandes y evitar el uso de

piezas complejas.

Eliminar las variaciones de la pieza, tales como los tipos de casquillos o aros, tornillos o

tuercas empleados en una sola aplicacin. El mismo tamao significara la misma

herramienta para el montaje y desmontaje. Esta gua tiene como objetivo reducir categoras

de la pieza y el nmero de variaciones en cada categora, proporcionando as un mejor

control de inventario y la intercambiabilidad de partes.

5.4.4 Fcil utilidad y mantenimiento

Disear el producto de manera que sea de fcil acceso para el montaje y desmontaje.

La pieza debe ser visible para la inspeccin y tener suficiente espacio entre los elementos

para el mantenimiento con la llave de tuercas, llave inglesa, etc.

5.4.5 Minimizar las instrucciones de ensamble

Para la elaboracin del producto, se debe minimizar las instrucciones de montaje. Si bien el

diseo del producto, piense en las operaciones de montaje necesarios para varias piezas de

los accesorios.


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Es preferible utilizar una direccin; la operacin de ensamblaje en la direccin Z permite

que la gravedad facilite el montaje. Una operacin de montaje de una sola direccin

minimiza parte del movimiento as como la necesidad de colocar el montaje por separado.

5.4.6 Proporcionar una fcil insercin y alineacin

Cuando hay ms de dos piezas en un producto, las piezas de acoplamiento necesitan estar

unidas mediante la realizacin de insercin o la alineacin. Algunas pautas para facilitar la

insercin y la alineacin son:

Proporcionar una disminucin gradual amplia, chaflanes y radios para facilitar la

insercin y montaje.

Proporcionar auto-localizacin y caractersticas de alineacin automtica cuando sea

posible.

Evite los obstculos y obstrucciones para el acceso a las piezas acopladas.

Evite excesiva fuerza por parte de la alineacin.

Las piezas del diseo para mantener la posicin.

Evite visin restringida para la insercin parcial o alineacin.

5.4.7 Considerar Facilidad de manejo

En una planta de ensamblaje, varias partes se mantienen en cajas separadas cerca de la

estacin de montaje. Los trabajadores recogen las piezas para ensamblarlas utilizando los

adhesivos, fijacin mecnica, por el deslizamiento de ajuste o ajuste de interferencia. Evite

el uso de piezas tales como muelles, clips, etc. que son fciles de entrelazarse y trabarse.

Se interrumpe la operacin de montaje y crea molestia para el trabajador.

Para la operacin de montaje rpido y de facilidad de manejo, las piezas no deben ser

pesadas y no debera tener muchas curvas, reduciendo as el potencial de enredo. Para

evitar la fatiga fsica del trabajador, y los lugares de montaje debe ser de fcil acceso. Las

piezas deben ser simtricas para reducir al mnimo la manipulacin y ayudar en la

orientacin. Aadir caractersticas que ayuden a guiar a la pieza hacia su correcta

ubicacin. Las siguientes sugerencias pueden mejorar el manejo de la pieza. Estas

sugerencias son ms aplicables para un entorno de produccin de alto volumen.

Reducir al mnimo la manipulacin de las piezas que son pegajosas, resbaladizas,

frgiles, o tener esquinas o bordes afiladas.


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Mantenga las piezas al alcance del operador.

Evite las situaciones en las que el operador debe doblarse, levantarse, o caminar hasta

conseguir la pieza.

Reducir al mnimo los movimientos del operador para obtener la pieza. Evite la

necesidad de dos manos o ayuda adicional para conseguir la pieza.

Evite el uso de piezas que son fciles de trabar o enredar.

Usar la gravedad como una ayuda para la manipulacin de la pieza.

5.4.8 Multifuncionalidad en el diseo

Una vez que una idea general de las funciones del producto es obtenida, se puede disear

componentes individuales de tal manera que ofrezcan la mxima funcionalidad. Es

preferible utilizar las operaciones de moldeo que proporcionan la pieza formada o casi

formada. Por ejemplo, una pieza moldeada por inyeccin cubierta por un material

compuesto cumple con el requisito estructural del producto y se ha incorporado en las

caractersticas de la alineacin o su colocacin en el montaje, y un mecanismo de casquillo,

esta tcnica ayuda a minimizar el nmero de piezas.

5.4.9 Diseo para una fcil fabricacin

En la fabricacin de piezas de material compuesto, el diseo del producto no puede ser

efectivo sin el conocimiento de las operaciones de fabricacin. Cada proceso de fabricacin

tiene sus fortalezas y debilidades. El diseo del producto debe adaptarse para aprovechar

los beneficios del proceso de fabricacin seleccionado. Por ejemplo, si se requieren

estrechas tolerancias en el dimetro interior de un tubo, entonces el filamento enrollado se

prefiere en comparacin con un proceso de pultrusin. El diseo debe simplificarse tanto

como sea posible, ya que ayuda en la fabricacin y el montaje y por lo tanto en ahorro de

costos. Los trabajadores y otras personas que se ocupan de los productos pueden fcilmente

entender el diseo simplificado.

5.4.10 Diseo modular deseado

Un mdulo es un componente independiente que se construye por separado y tiene una

interfaz estndar para la conexin con otros componentes del producto. Por ejemplo, un

producto que tiene 100 piezas pueden ser diseadas para tener cuatro o cinco mdulos.


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Cada mdulo puede ser diseado y mejorado de forma independiente sin afectar el diseo

de los otros mdulos. El diseo modular es preferido porque ayuda en el montaje final, as

como en el mantenimiento donde un mdulo defectuoso puede ser fcilmente reemplazado

por un nuevo mdulo. El diseo de mdulos se puede encontrar en la industria aeroespacial,

automotriz, computadoras, y otros productos. Por ejemplo sistemas de direccin, vigas de

parachoques y sistemas de chasis son mdulos independientes diseados, producidos, y

mejorados por organizaciones independientes y montadas en el vehculo. En cada uno de

estos mdulos, hay muchos otros mdulos, que estn diseados nuevamente por varios

grupos de la organizacin.

5.5 Historias de xito

Hay muchos ejemplos en los que las tcnicas de DFM han minimizado el nmero de piezas

y han reducido el tiempo de montaje. El marco de bicicleta, es un ejemplo en el que se

sustituyen piezas por una estructura de chasis de material compuesto. En aplicaciones de

automviles, piezas de SMC han reducido los recuentos totales de la pieza por la unin de

varias piezas. A continuacin se presentan algunas de las historias de xito de DFM, donde

esta ayudo a mejorar la calidad del producto y reducir el costo del producto.

5.6 Carrocera de camioneta de material compuesto

Ford, en colaboracin con la Divisin de Plsticos Budd Company, ha desarrollado una

carrocera de material compuesto de una camioneta para el Ford 2001 Sport Trac Explorer.

La carrocera de la camioneta SCM es cerca del 20% ms ligero que una caja de acero

tpica. El antiguo proceso requiere 45 piezas de metal laminados para ser ensambladas. Con

la nueva carrocera de material compuesto, hay menos piezas, menos herramientas, y un

menor nmero de accesorios de montaje, y ocupa menos espacio en la planta de montaje,

que se traduce en ahorro de costos.

El uso de un compuesto en lugar de acero produce una reduccin global de peso en el

vehculo, dando como resultado mayor ahorro de combustible. Una lmina delgada

estructural compuesta (SMC), la caja interna no atrapa el agua bajo un revestimiento, as

elimina el riesgo de daos de oxidacin a la carrocera de la camioneta.


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La carrocera de material compuesto supera los requisitos de durabilidad de 150.000 millas

especificados por Truck Ford para todas las carroceras de camionetas. Ford Tough

construyo est carrocera y es muy superior al acero en resistencia a la corrosin y

resistencia a la abolladura. No slo el compuesto reduce el peso, mejora el ahorro de

combustible, aumentarla durabilidad, y reduce el tiempo de produccin y el costo, y

tambin es reciclable.

5.6.1 Impresora lser

Una impresora lser tiene cientos de piezas y est hecho para satisfacer la funcionabilidad

deseada. IBM, GE y otras compaas han tratado de reducir el nmero de piezas en

impresoras lser utilizando DFM y herramientas de DFA. En la nueva impresora lser

Optra S 1250, el ltimo modelo fabricado por Lexmark International (Lexington,

KY), GE Plastics (Pittsfield, MA) redise el componente del chasis utilizando piezas

moldeadas por inyeccin. GE Plastics reduce el nmero de piezas de 189 para el chasis de

metal a un diseo de 12-piezas de fibra de vidrio reforzado con oxido de polifenileno

(PPO). Las pautas de diseo utilizados fueron la integracin de piezas, la minimizacin del

nmero de piezas, el diseo para montaje, etc. El resultado: ms de50% de reduccin en el

tiempo de montaje y en ahorro ms del 20% en el coste de montaje.

5.6.2 Los productos Black &Decker

Black & Decker han utilizado DFM para reducir considerablemente el nmero de

componentes de hardware adquiridos por la empresa. Por ejemplo, la lista de las arandelas

se redujo desde 448 hasta 7 (un material, acabado, y espesor) en futuros productos. De

manera similar, el nmero de rodamientos de bolas se redujo desde 266 hasta 12 (un sello,

un lubricante, solamente un espacio libre).

5.7 Cuando aplicar DFM

DFM deben ser empleados en las etapas tempranas del proceso de desarrollo del producto

cuando las decisiones tienen el mayor impacto en el precio del producto y cuando se tiene

la mejor oportunidad de su aplicacin. Es demasiado tarde para utilizar DFM despus de


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que el diseo del producto se realiza o cuando la pieza est en produccin. Cualquier

cambio en el diseo en una etapa posterior aumenta significativamente el costo del

producto.

DFM tambin se puede utilizar para mejorar el diseo de los productos existentes para

obtener beneficios de costo y aumentar la competitividad en el mercado. DFM ayuda a dar

un diseo final en un tiempo mucho menor que con las tcnicas tradicionales de diseo de

productos.

5.8 Mtodo de evaluacin del diseo

Una aplicacin tiene muchos requisitos, as como muchas opciones de diseo para cumplir

con esos requisitos. Cada opcin de diseo debe ser evaluado para las caractersticas y

requisitos que son importantes para los clientes. Es una tarea difcil comparar las distintas

opciones de diseo, pero los procesos de seleccin tales como el anlisis de Pugh y otras

tcnicas pueden simplificar la tarea de seleccionar un mejor diseo. Aqu est un mtodo

que puede ser utilizado para la seleccin de ideas. De acuerdo con este mtodo, una matriz

se crea entre los criterios de seleccin de opciones de diseo y como se muestra en la Tabla

5,1. Cada opcin de diseo se califica en una escala de 1 a 5 para diferentes criterios de

seleccin. El peso asignado a cada criterio depende de su importancia para esa aplicacin.

Cada calificacin se multiplica por el peso y alcanz la seleccin final. El diseo que

obtenga el mayor nmero de puntos es seleccionado como el mejor diseo.

TABLE 5.1

Evaluation of Design Concepts

Factors Weight

(%) Design "A" Design "B" Design "C"

Weight 15 3 4 3

Cost 20 4 5 3

Performance 10 3 4 3

Reliability 5 2 4 3

Noise 5 3 3 4

Assembly time 15 3 5 3

Robustness 7 3 4 3


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Number of parts 10 2 4 3

Aesthetics 5 2 4 4

Ease of servicing 8 2 5 3

Total 100 2.92 4.38 3.1

Performance: rendimiento

Reliability: confiabilidad

Noise: ruido

Assembly time: tiempo de montaje

Robustness: Robustez, Solidez

Aesthetics: esttica

Ease of servicing: Facilidad de mantenimiento

5.9 Diseo para montaje (DFA)

Se establece que el coste de montaje representa el 40 a 50% de los costes totales del

producto en una amplia variedad de productos industriales. Por lo tanto, hay una gran

necesidad de reducir el coste de las operaciones de montaje al reducir el nmero de piezas y

mediante el uso de simples operaciones de montaje para las piezas restantes.

El diseo y estrategia de montaje (DFA) se emplea para disear la operacin de montaje al

mnimo coste y mxima la productividad. La diferencia entre DFA y DFM es que DFA

slo se refiere a la operacin de montaje, mientras que DFM se refiere al proceso de

fabricacin total. Por lo tanto, DFA est dentro de DFM. Para obtener el mximo beneficio

de DFA, el diseador debe tener un buen conocimiento de las distintas operaciones de

montaje y justificar la necesidad de piezas separadas. La eliminacin de piezas reduce el

tiempo de montaje y el costo, y a veces puede eliminar toda una seccin de una mquina de

montaje automatizado. El mtodo fue desarrollado por DFA Boothroyd y Dewhurst y el

diseo del montaje del producto se describe en detalle.

En las primeras etapas de la fase de diseo, el diseador debe decidir qu tipo de mtodo de

montaje va a ser mejor para el producto. El diseo entonces gira en torno a la capacidad y

las ventajas del mtodo de montaje seleccionado.


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La decisin sobre el mtodo de montaje se basa en los costos, el nmero total de piezas en

el producto, la tasa de produccin, etc. Por ejemplo, si la produccin anual del producto

slo es 1000, entonces el montaje manual se debe preferir. Para una produccin anual de

varios millones de productos, y seleccin de equipos mecnicos sera una mejor opcin.

Boothroyd ha desarrollado un software para el anlisis de las operaciones de montaje y

present una mejor manera de ensamblar las piezas para los movimientos de piezas

mnimas y acciones mnimas. El software determina el tiempo de montaje y el costo de

varias alternativas de diseo, y ayuda en la seleccin de un diseo ptimo y la secuencia de

montaje. Incluso para el mismo diseo, hay varias formas y secuencias que las diferentes

piezas pueden ser ensambladas. Utilizando la tcnica de Boothroyd, cada secuencia de

montaje puede ser analizada y despus seleccionar la mejor secuencia.

DFA incluyen las pautas para reducir el nmero de piezas y recomienda la unin de piezas,

a menos que las piezas tengan movimiento determinado y otros requisitos.

5.9.1 Benefi

Diseño de Productos

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