TITULO

“Metodología para diseño de productos en Latinoamérica”

Nombre del autor:

M.C. Julio César Gutiérrez Villarreal

Emiliano Zapata N. 150, Col. San Jose Buena Vista, Cuautitlan Izcalli Estado de México

Correo electrónico:

juliogtz@terra.com

1. Resumen Mucho se comenta que la competitividad de Irlanda y ciertos países asiáticos se debe a que habían realizado esfuerzos en educación y que su población estaba preparada para asimilar el reto al implementarse políticas de ciencia y tecnología, por lo que hay que formar científicos tecnólogos innovadores desde la educación elemental pero teniendo una base de el que hacer y la forma de vida del latino y de las empresas latinas. Los métodos de diseño y sus mejoras no se pueden cambiar en unos años, tampoco es recomendable implementar modelos extranjeros al 100%, es mejor practica es adaptar o crear modelos y herramientas propias para el diseño de productos que sean funcionales como lo hizo Japón o USA en sus inicios. La base para la nueva metodología de diseño de de productos es el conocimiento de los proceso de diseño de las empresas latinas, conocer la problemática que se enfrentan, identificar las herramientas y metodologías existentes y aplicar la nueva metodología viable y de bajo costo que ayuden a mejorar el proceso de diseño. La nueva metodología adopta la necesidad de la empresa y del cliente proyectado en un primer paso al análisis comparativo, junto con un análisis de riesgo y fallas, así como un análisis económico. Utiliza en gran medida la creatividad del mexicano además de que pueden ser complementos de resultados de Gestión Tecnológica, Sixsigma, PDM, etc.

2. Introducción Muchas empresas latinas figuran entre las mejores del mundo, mientras que las pequeñas y medianas que son mayoría necesitan del fortalecimiento de tecnología e invertir en personal y herramientas que ayudaran al fortalecimiento y permanencia, el verdadero catalizador será el éxito de la innovación en el mercado cuando las empresas prueban con éxito un modelo de diseño y lo hacen suyo para sobrevivir. Son pocas las empresas latinas que tienen una forma de diseñar, ya sea con metodologías, o software, que han sido desarrollados en otros países desde una perspectiva y características distintas a México y América Latina. Este Proyecto protege el negocio de la pequeña y mediana industria (PYMES) de Latinoamérica dedicada al diseño de productos y lleva una implementación de una nueva metodología de diseño basado en:

1. Proteger la inversión y retroalimentar el negocio • Mantener a la vanguardia en tecnología los productos lideres de la empresa

• Buscar segmentos atractivos en el mercado con un producto de competencia mundial

2. Proteger los productos y procesos mas rentables en donde existen poco riesgo

• Reducir los componentes de Productos

• Selección de los componentes de bajo costo y mejor funcionalidad

3. Proteger el negocio especializándonos en herramientas de bajo costo y

específicas y atacar donde se tiene mayor fortaleza • Aplicar metodologías de bajo costo

• Implementar mejoras en el productos mas atractivos

• Apoyar el recurso humano y promover la creatividad de los equipos de trabajo Este curso es de importancia para generar el conocimiento en el proceso del diseño de productos hecho en Latinoamérica mediante una nueva metodología que utilice parámetros, creatividad y factores propios de los mexicanos y crear un producto que cumpla con las características y necesidades de un producto innovador de nivel mundial.

3. Descripción Este plan de trabajo propone generar conocimientos para el desarrollo e implementación de una metodología y herramienta para aplicar los pasos en el diseño de productos. Tomaremos como base algunas corrientes y metodologías aplicadas con éxito por diversas empresas e instituciones y los pasos propuestos de la innovación del producto de Gestión de Tecnología para el Premio Nacional de tecnología en México y algunas otras directrices aun que este plan solamente se enfocara en la búsqueda de conocimiento para el desarrollo de una metodología que nos ayude al diseño de un producto por lo que se plantea un nuevo modelo de innovación. Este proceso depende de los conocimientos, capacidad del equipo de trabajo, tiempo, recursos y procedimientos de la empresa, etc. Esta metodología y herramienta de software soluciona la problemática del diseño del producto en la etapa de Definición y Desarrollo. Muchas empresas privadas y centros de investigaciones en México dedicadas al desarrollo y diseño de productos tienen la problemática de productos con muchos defectos, los cuales en algunas ocasiones se resuelven en campo y en otras no les dan seguimiento.

4. Desarrollo de la iniciativa Para obtener los objetivos que requiere trabajar en forma constante en las siguientes actividades:

1. Generación del conocimiento: Aprender, Capacitar 2. Detectar y desarrollar tecnología de vanguardia aplicada al diseño del producto 3. Implementar mejoras en diseño de productos que ayuden a reducir costos y

mejorar la calidad 4. Enfocar los esfuerzos en la eficiencia de procesos productivos y costos. 5. Generar extensiones de líneas de los productos más rentables

Se realizaran la aplicación de herramientas fundamentales que no requieren de mucha inversión como:

1. Evaluar los “QUE” de mi cliente interno y externo o consumidor, “Que le duele al cliente”. Es muy importante detectar clientes internos

2. Dar soluciones a cada uno de los problemas (los QUE) arrojados por mi producto nuevo o a rediseñar. Es muy importante involucrar a las personas o sistemas que intervienen dentro del proceso.

3. Identificar y evaluar los Riesgos y Fallas que podrían ocurrir en el diseño 4. Evaluar sistemas o productos de la competencia y verificar patentes 5. Evaluar mediante un análisis de costos las soluciones mas adecuadas o que

arrojen mayor rango de funcionalidad. 6. Evitar prototipos mediante modelos del producto.

5. Propuesta de solución Se esta realizando pruebas pilotos en nuevos productos de una compañía dedicada al diseño de maquinaria logrando buenos resultados en la aplicación de los 6 requerimientos o herramientas mencionadas anteriormente. Este curso se basa en nuevas metodologías que están en proceso de investigación y aplicación, las cuales hasta ahora los primeros resultados y ejemplos han sido lo siguiente: A. ANALISIS DE DEFINICIÓN Y MEDICIÓN

Definir el área del problema Preguntar ¿DÓNDE ESTA EL DOLOR?

ENCONTRAR VARIABLES DE ANALISIS

CUESTIONARIO AL CLIENTE En este cuestionario se incluye los requerimientos generales (Los QUE?, QUE LE DUELE AL CLIENTE?) probables que esperamos obtener del cliente externo y además de mis clientes internos.

Mediante lluvia de ideas se realizo el cuestionario al cliente donde se analizaron requerimientos tales como:

• Limpieza y desperdicios

• Eficiencia y confiabilidad

• Flexibilidad y acoplamiento

• Montaje y desmontaje

• Frecuencia de Paros y mantenimiento

• Automatización

• Seguridad

• Ergonomía

• Comparación con otros equipos, componentes, PATENTES

• Energía, impacto ecológico

El formato de Cuestionario al Cliente, aplicable para algunos equipos de JERSA, aun que para cada equipo debe adaptarse ya que los requerimientos son diferentes. QUE BUSCA MI CLIENTE?

� Calidad y Tecnología � Precio � Servicio local, Capacitación y Servicio a Clientes � Disponibilidad de refacciones � Tiempo de entrega, Financiamiento � Calidad en materiales � Larga duración, Libre de mantenimiento � Construcción apropiada de forma sanitaria � Funcional, Fácil de usar, etc

QUE BUSCA LA EMPRESA? QUE REQUIERE EL PROCESO DEL PRODUCTO, CREATIVIDAD DEL OPERADOR? CONOCER AL CONSUMIDOR

• Que le interesa. • Prioridades. • En que le beneficia el Producto. • Sus opciones para satisfacer dicha necesidad

LOS QUE´S colectados les llamaremos Puntos Críticos B. PUNTOS CRITICOS (PC) Y VARIABLES DE SOLUCION (VS) Los resultados de la encuesta a los clientes nos muestran información del QUE necesita el cliente y a la vez se convierte en especificaciones y es tarea del grupo de trabajo saber COMO dar solución a los QUE del cliente y así iniciar un análisis de variables de solucion Los Puntos Críticos (PC) para la dosificadora fueron: Cliente Externo:

- Humedad y agua en el interior del equipo - Vibraciones y estabilidad en el equipo

- Desperdicios por la altura entre bote e inserto (Flexibilidad en tipos de botes)

- Desperdicio por el claro entre plato y tazón segrega liquido y producto - Desperdicio por el claro entre inserto y disco - Inestabilidad de disco base (plato) - Desperdicio por la compuerta abierta - Desperdicio al no existir botes en la línea - El producto y alimentación no es uniforme dentro de la tina - Pistón inestable al accionarse con la compuerta - Soportes con problemas de estabilidad y flexión en el ángulo que soporta el

tazón. Cliente Interno (los QUE dentro de la empresa):

- Espacio inaccesible en el área de llenado - Montaje y desmontaje complicado de la flecha - Montaje y desmontaje complicado de la estrella - Montaje del carter

TRADUCCION TECNICA Y RESUMIDA DE PUNTOS CRITICOS Traduce la voz del cliente o consumidor a la voz de los Ingenieros (Consejo). El Análisis de puntos críticos es un proceso que nos ayuda a identificar los requisitos de los clientes y a estructurar el diseño y desarrollo de una solución que satisfaga esos requisitos. C. PROCESO DE VARIABLESDE SOLUCION

1. Identificar los “requerimientos claves del consumidor” mediante la investigación de mercado, requisitos de confiabilidad, requerimientos de normas/reglamentos y factores actuales de calidad.

2. Jerarquerizar los “requerimientos” por orden de importancia y traducirlos en

especificaciones técnicas requeridas para satisfacer los “requerimientos” de los clientes.

El nivel de importancia asignado fue realizado considerando la lluvia de ideas de las prioridades para el cuestionario para los tres equipos a rediseñarse. Las prioridades en el rediseño por orden de importancia fueron: 1. Limpieza e higiene 2. Desperdicio 3. Funcionalidad 4. Inestabilidad 5. Montaje y desmontaje 6. Embarque

3. Agrupar los PC en caso que existan diferentes importancias en cierto grupo. Esto evita la correlación y evita que la importancia del cliente elimine ideas que pueden ser viables.

4. Colocar las especificaciones técnicas por orden de importancia del impacto que hacen en los requerimientos de los clientes y traducirlas en las características potenciales de las partes

5. Ordenar las características de las partes por su impacto en el cumplimiento de las especificaciones técnicas de los PC

C1. LLUVIA DE IDEAS. Son las soluciones del equipo de trabajo para cada Punto Critico

Definir el Equipo de Apoyo Técnico Compuesto de personal involucradas en su área capaces de hacer mejoras perdurables al proceso.

Crear lluvia de ideas con personal de las áreas involucradas:

Manufactura Calidad

Diseño Compras Expertos de Procesos Consumidor / Cliente

Proveedor Ventas Operadores Supervisores C2. ANALISIS DE MERCADO El objetivo es analizar los aspectos del mercado en particular el comportamiento y las necesidades de los clientes para obtener información para el proceso de innovación ejemplo: identificar y evaluar las especificaciones de los nuevos productos. El análisis de mercado tiene dos aplicaciones dentro de la gestión tecnológica:

1 Identifica oportunidades de negocio, satisface necesidades del mercado 2 Conocimiento tecnológico de nuevos productos, innovación promovida por la

tecnología

C3. ANALISIS COMPARATIVO Comprender y evaluar las fortalezas o debilidades, mejores practicas de nuestro producto en comparación con otro es lo que ofrece el análisis comparativo, o benchmarking. Consiste en medir los procesos, productos y/o servicios de una organización y compararlos con los mejores. El Análisis comparativo es un proceso continuo que lleva a: Una mejor comprensión de los procesos propios Una comparación sistemática de los procesos y mejores prácticas dentro y fuera del entorno Acciones de mejoras que permitan alcanzar y superar a la más alta competencia. Existen diversos tipos de análisis comparativos que se aplican en una empresa: Proceso, funciones, genérico, sectorial, producto, estratégico, competitivo, táctico, etc LOS 7 PASOS PARA REALIZAR ANÁLISIS COMPARATIVOS ENTRE PRODUCTOS

1. Listar aspectos de diseño; aquellos que se desea comparar. 2. Listar productos competidores o similares; aquellos que se incluirán en el análisis

comparativo. 3. Buscar información; relativa a los productos, a las funciones que desempeñan y a

los mercados objetivos. 4. Desarmar y estudiar productos clasificados en grupos (se propone un proceso de

5 pasos); incluye la documentación del proceso de ensamble y elaboración de lista de partes.

5. Comparar por funcionalidad; comparación de las partes de los productos con base en las funciones que realizan.

6. Establecer cuales son los mejores productos de cada clase con base en funcionalidad, identificación de los líderes.

7. Identificar tendencias de la industria; categorización del mercado, comparación de la tecnología empleada en los productos, ubicación competitiva del producto propio y de los competidores.

A continuación se presenta un análisis comparativo de los Puntos Críticos con sus variables de solución y su comparación mediante fotos, diagramas, etc. el la primera columna muestra los problemas (QUES) en la segunda muestra los COMO (soluciones) y posteriormente fotos de las soluciones de la competencia.

C4. ANALISIS COMPARATIVO MEDIANTE PATENTES El objetivo del análisis de patentes es obtener y evaluar la información para variadas aplicaciones de la estrategia tecnológica enfocada al funcionamiento de sistemas. Enfocaremos la búsqueda de patentes para informaciones de funcionalidad, componentes y mecanismos a nivel internacional para ver que se ha desarrollado y con que elementos se puede reestructurar y optimizar nuestro diseño del producto en I+D y mejorar las ideas de esas patentes o en su caso desechar una idea que ya existe. Existen patentes gratuitas en la web por lo cual este método resulta ahora accesible y de bajo costo.

http://www.freepatentsonline.com/ http://patft.uspto.gov/ http://gb.espacenet.com/espacenet/gb/en/e_net.htm http://www.impi.gob.mx/impi/jsp/indice.jsp http://www.patent.gov.uk/ Las patentes se clasifican de acuerdo a las aplicaciones, actualmente existen software con base de dato que nos ayuda a la búsqueda, depuración, y análisis de las patentes.

Tabla C1. Aplicaciones empresariales de los análisis de datos sobre patentes en la gestión de la tecnología y prestaciones para los usuarios C5. ANÁLISIS DE RIEZGOS Y FALLAS (ARF) Identificar, Ordenar riesgos en el diseño del producto y prevenir el modo de falla.

Actualmente, el ARF se ha popularizado en todas las empresas automotrices americanas y ha empezado a ser utilizado en diversas áreas de una gran variedad de empresas a nivel mundial.

¿Qué es ARF?

El Análisis de Riesgos y Fallas, es un proceso sistemático para la identificación de las fallas potenciales del diseño de un producto o de un proceso antes de que éstas ocurran, con el propósito de eliminarlas o de minimizar el riesgo asociado a las mismas.

Requerimientos del ARF

Para hacer un ARF se requiere lo siguiente:

• Un equipo de personas con el compromiso de mejorar la capacidad de diseño para satisfacer las necesidades del cliente.

• Diagramas esquemáticos y de bloque de cada nivel del sistema, desde subensambles hasta el sistema completo.

• Especificaciones de los componentes, lista de piezas y datos del diseño.

• Especificaciones funcionales de módulos, subensambles, etc.

• Requerimientos de manufactura y detalles de los procesos que se van a utilizar.

Beneficios Del ARF

• Ayuda en la selección de alternativas durante el diseño

• Modos de fallas potenciales y sus efectos sean considerados durante el diseño

• Proporciona información para ayudar en la planeación de programas de pruebas

• Desarrolla una lista de modos de fallas potenciales

• Formato con acciones que reduzcan el riesgo

• Detecta fallas

• Identifica los modos de fallas conocidos y potenciales

• Proporciona un punto de vista nuevo en la comprensión de las funciones de un sistema

C6. BENEFICIO FINANCIERO – DISEÑO ECONÓMICO

Junto con finanzas o contabilidad y su equipo de apoyo técnico confirmar que los ahorros/beneficios son validos y alcanzables

COSTO TOTAL DEL PRODUCTO PARA EL FABRICANTE Y CLIENTE

BUSCAR CALCULOS DE COMPARACION Para llevar acabo una determinación mas detallada de los datos de costos hay que tomar en cuenta una estructura de costos de productos del cual se pueda comprobar factores de recargo con mayor valor informativo para varios productos.

* En miles de pesos

GGM: Gastos de adquisición, de almacenaje, de control GGF: Preparar maquina, Amortización de maquinas, costo de energía, consumibles, alquiler de edificio GSP: Dispositivos, útiles D. ANALISIS DE COSTOS Vs CANTIDAD Este método sirve para comprobar estructuras de costos en diseños nuevos y existentes como base para la toma de dediciones. Se realiza usando una base de datos y la estructura de la lista de materiales. Sirve para conocer los puntos clave en lo que se refiere a medidas de gastos, costos, etc. La clasificación se realiza mediante grupos o sub-ensambles según sea la característica a analizar (costos, cantidad, gastos, etc.) La división queda a voluntad del analista donde la característica puede ser estimada, real, totales, relativos, etc. El análisis se realiza mediante los siguientes pasos:

1. Fijar el volumen de investigación, ejemplo costo de producción de las piezas sin montaje y prueba, costos de material, etc.

2. Colectar los datos, se puede usar la lista de materiales, partes, etc. 3. Ordenar los grupos y repartirlos según la forma de costos descendentes. 4. Realizar una tabla con costo de las piezas descendente, numero de piezas,

porcentaje de piezas, cantidad acumulada, porcentaje acumulado 5. Realizar grafica

CURVA DE ADICION DEL ANALISIS DE COSTOS Vs CANTIDAD E. PLAN DEL PROCESO ECONOMICO Plan del proceso económico incluye métodos, medios y medidas para reducir los gastos de fabricación que deben ser implementados dependiendo el giro de la empresa Métodos y Ayuda FASES DEL

PROCESO Medidas

Tarea y problema Análisis de la economía, de la competencia y del mercado Procedimiento de valoración, análisis de costos, calculo de rentabilidad y datos tendenciales Análisis de productos semejantes según tipos de gastos Buscar puntos que influyen en los costos con estructura de gastos y análisis ABC

1. Definir y procesar el problema

Fijar el volumen de los gastos Definir los detalles del problema Que es posible cambiar y que no es posible

Gastos funcionales Análisis de valor, determinación de los gastos

2. Comprobar funciones y sus estructuras

Realizar funciones de números pequeños y parciales Estructuras funcionales no complicadas

Lista de costos: costos 3. Buscar soluciones Fuertes efectos físicos con

relativos de piezas estándar, de fabricación interna y externa Valoración por puntos o productos según el problemas (ver VDI 2225)

y estructurarlas pocos factores de influencia y de obstáculos al mismo nivel Ensambles y sistemas simples y enlace de funciones Preferir piezas estándar y de fabricación externa

Costos relativos, estructura de gastos Ej. Positivos/negativos, catálogo de piezas repetidas y familia de piezas. Sistemas de unidades de fabricación estándares y en serie.

4. Clasificar en modelos realizables

Pocas piezas, pocas piezas diferentes sobre todo en piezas pequeñas: diseños integrables, piezas iguales y repetidas, familia de piezas, series de fabricación y unidades estándares

Valoración técnica según VDI 2221 Análisis de valor útil, diagramas de presupuestos, regla de calculo p/ reducción e incremento de los gastos, estimación de gastos en grupo Mejorar valor

5. Diseñar los modelos esenciales

Reducir material caro y dimensiones específicamente en piezas grandes. Tolerancias y superficies rudas Poca operación de fabricación y maquinado, evitar medios especiales, dispositivos, utilería. Diseñar con el fin de fácil montaje

Mejorar valor Lotes marginales de proceso de fabricación Calculo comparativo de fabricación propia y externa. Calculo de rentabilidad para medios especiales

6. Diseñar el producto entero

Poder medir las dimensiones, pocas tolerancias y respetar las normas internas

7. Elaborar los datos de ejecución y utilidad

8. Conclusiones

Este primer paso es la aplicación de nuevos métodos basados en la problemática que presenta las PYMES en México tomando como referencia un producto de una empresa manufacturera. Los resultados fueron positivos con el diseño de un producto innovador y económico en relación con otros productos que cumplió las necesidades de los clientes del sector.

9. Referencias

1. Julio Gama, Por una cultura innovadora, América Económica 2. NFO Evbuomwan, A survey of design philosophies, models, methods and system, University of London 1996 3. Imre Horvath, A treatise on order in engineering design research, London 2004 4. Jack Welch, SIX SIGMA Implementation in General Electric, Ohio 2003 5. S Finger, J Dixon, A review of Research Mechanical Engineering Design, Part I and

II, Engineering Design, Massachusetts 6. AguirreG. Evaluation of Design System at the design stage, Tesis doctoral,

Cambridge UK, 1992 7. French M.J. Conceptual Design for Engineering, The design Council, Springer-

Verlang, London 1995, 2da Ed. 8. Antonio Peña, revista Ciencia (Vol 48 Num. 2 Pag. 8-15 1997) de la Academia

Mexicana de Ciencias