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CAPITULO 5

Ingeniería Concurrente en

elDiseño del producto y

selección del proceso.

Manufactura

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El proceso de diseño del producto

Desarrollo del producto

Diseño conceptual, mercado objetivo

Planeación del producto

Creación de mercado, Inversión

Ingeniería de producto/proceso

Herramientas, prototipos

Producción piloto / lanzamiento

Prueba de volumen, inicio de fabricación

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CALIDADCALIDAD

TRABAJO ENTRABAJO ENEQUIPOEQUIPO

HECHOSHECHOSYY

DATOSDATOS

CALIDADCALIDAD

TRABAJO ENTRABAJO ENEQUIPOEQUIPO

HECHOSHECHOSYY

DATOSDATOS

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Ingeniería Concurrente (CE)Definición

Ingeniería concurrente en vez de un solo enfoque en serie, hace énfasis en la integración interfuncional y en el desarrollo concurrente de un producto y de sus procesos asociados

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Ingeniería Concurrente (CE)…

Los equipos proporcionan el principal mecanismo de integración en los programas de CE

Hay 3 tipos de equipos: El equipo de administración El equipo técnico Los equipos de diseño-construcción

La reducción del tiempo para terminar un proyecto es una de los principales beneficios de CE

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Diseñar para el cliente

Despliegue de la función de calidad, QFD

Análisis del valor/Ingeniería del valor

El producto ideal para el cliente

Casa de la calidad

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Diseñar para el cliente: Despliegue de la función de calidad (QDF, Toyota)

Equipos interfuncionales de mercadotecnia, ingeniería del diseño y fabricación

La voz del consumidor

La Casa de la calidad

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Casa de la calidad

Requerimientos del cliente

Importancia para el

cliente.

Fácil de cerrar

Se mantiene abierta en una cuesta

Fácil de abrir

No entra el agua con la lluvia

No produce ruidos en carretera

Ponderación de importancia

Características técnicas

Ene

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10 6 6 9 2 3

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3

2

X

X

X

X

X

Correlación:

Fuertemente positiva

Positiva

NegativaFuertemente negativa

X*

Evaluación competitiva

X = NosotrosA = Comp. AB = Comp. B(5 es óptimo

1 2 3 4 5

X AB

X AB

XAB

A X B

X A B

Escala de importancia:

Alta = 9

Mediana = 3

Pequeña = 1Valores objetivo

Red

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7.5

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lb

Red

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alEvaluación técnica (5 es óptimo)

5

4321

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La matriz ayuda al equipo a traducir los requerimientos del cliente en metas concretas de operación o ingeniería.

La matriz ayuda al equipo a traducir los requerimientos del cliente en metas concretas de operación o ingeniería.

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Análisis del valor / Ingeniería del valor El propósito es simplificar los productos y

procesos. Su objetivo es lograr un mejor desempeño o

equivalente a menor costo ¿El producto tiene algunas características

de diseño innecesarias? ¿Es posible que dos o más partes se

combinen en una? ¿Cómo podemos reducir el peso? ¿Hay partes no estandarizadas que puedan

eliminarse?

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Diseñar para el cliente Diseño industrial

Estética

Ergonomía

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ERGONOMÍA El diseño del lugar de trabajo, las herramientas,

el equipo y el entorno de manera que se ajusten al operario humano se llama ergonomía

Adecuar el lugar de trabajo al operario Proporcionar posibilidades de ajuste Mantener posturas neutrales Minimizar repeticiones Usar agarre con fuerza cuando se requiera Emplear agarre de contracción para precisión y

no fuerza

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Despliegue de la función de calidad Equipos interfuncionales de mercadeo,

ingeniería de diseño y manufactura

Voz del cliente

Casa de calidad

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DiseñoDiferentes significados Diseño estético del producto El establecimiento de los parámetros

básicos de un sistema Es como el detalle de los materiales,

formas y tolerancias de las partes individuales de un producto

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Diseño para manufactura Actitud tradicional del diseñador:

“Nosotros lo diseñamos, ustedes lo construyen“, lo que se califica como “Enfoque del otro lado de la pared”

CE “Hagamoslo simultáneamente y juntos el

trabajo”

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Diseño de productos para manufactura y ensamble, DFMA Las mejoras más importantes se originan en

la simplificación del producto, al reducir el número de partes separadas:

1. ¿Durante la operación del producto, la parte añadida funciona en relación con las otras ya ensambladas?

2. ¿La parte añadida debe ser de un material diferente o se debe de aislar de las otras ya ensambladas?

3. ¿La parte añadida debe separarse del resto para permitir el desensamble del producto con fines de ajuste o mantenimiento?

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Tipos de procesos De conversión (Ej. De láminas de hierro a

láminas de acero)

De fabricación, las mp se convierten en alguna forma específica (Ej. Oro a corona de un diente)

De ensamble (Ej. Ensamblar un tubo de escape al auto)

De prueba, (Ej. De la calidad de los productos)

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Estructuras de flujo del proceso Taller de trabajo, pequeños lotes (Ej. Centro de

copias haciendo una copia a un estudiante)

Taller de lotes, estandarizado hasta cierto punto, línea de productos relativamente estable (Ej. Centro de copias haciendo trabajos de 10, 000 unidades para un cliente, productos químicos, etc)

Línea de ensamble o cadena de montaje (Ej. Fábrica de automóviles)

Flujo continuo, altamente automatizada (Ej. Productor de jabón en polvo)

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IVFlujo continuo

III.Línea de ensamble

II.Lotes

I.Taller de trabajo

Volumen bajo,

producto único

Productos múltiples, volumen

bajo

Pocos productos grandes, volumen más alto

Alto volumen,

alta estandari-zación,

Imprenta comercial Restaurante francés

Equipo pesadoCafetería

Ensamble de automóvilesBurger King

Refinería de azúcar

Flexibilidad (alta)Costo unitario (alto)

Flexibilidad (baja)Costo unitario (bajo)

Fuente: Adaptado de Robert Hayes y Steven Wheelwright, Restoring Our Competitive Edge: Competing through Manufacturing, Nueva York, John Wiley & Sons, 198, p. 209. 13

Etapas principales de los ciclos vitales de los productos y procesos

Etapas principales de los ciclos vitales de los productos y procesos

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La fábrica virtualDefinición

La fábrica virtual se refiere a actividades que no se realizan en una planta central, sino en múltiples ubicaciones mediante proveedores y empresas asociadas como parte de una alianza estratégica o de una “cadena de suministros” más grande.

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Fábrica virtualCambiar de la producción centralizada a ....

...una red integrada de capacidades.

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2

Tecnología de operaciones

Sistemas de hardware

Sistemas de software

Manufactura integrada por computador

Tecnologías en servicios

Beneficios

Riesgos

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Sistemas de hardware Máquinas de control numérico (NC)

Centros de mecanizado

Robots industriales

Sistemas automatizados de manejo de materiales

Sistemas flexibles de manufactura (FMS)

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4

Sistemas de software Diseño asistido por computador (CAD)

Sistemas automatizados de planeación y control de manufactura (MP & CS)

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5

Manufactura integrada por computador Diseño del producto y del proceso

Planeación y control

El proceso de manufactura

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Análisis del Punto de Equilibrio

Un método estándar para escoger entre procesos o equipos alternativos

Presenta visualmente las utilidades y pérdidas alternativas debidas al número de unidades producidas o vendidas

Más adecuado cuando los procesos y el equipo implican una considerable inversión inicial y un costo fijo, y también cuando los costos variables son razonablemente proporcionales al número de unidades producidas

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Punto de equilibrio…PE demanda =PE demanda =

Costo de compra o de producir el equipo precio por unid - costo por unid o bien Total de costos fijos del proceso Precio unitario al consum - CV unitarios

Costo de compra o de producir el equipo precio por unid - costo por unid o bien Total de costos fijos del proceso Precio unitario al consum - CV unitarios

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Ejemplo Suponga que usted quiere comprar una

nueva computadora que costará $5,000. Será usada para procesar órdenes escritas de clientes que pagarán $25 por el servicio. El costo de mano de obra, electricidad y el formulario usado asciende a $5 por cliente. ¿Cuántos clientes será necesario atender para estar en PE con nuestros costos?

PE Demanda: =5,000/(25-5) =250 clientes

Suponga que usted quiere comprar una nueva computadora que costará $5,000. Será usada para procesar órdenes escritas de clientes que pagarán $25 por el servicio. El costo de mano de obra, electricidad y el formulario usado asciende a $5 por cliente. ¿Cuántos clientes será necesario atender para estar en PE con nuestros costos?

PE Demanda: =5,000/(25-5) =250 clientes

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TOMA DE DECISIONES

ANÁLISIS DEL PUNTO DE EQUILIBRIO: PARA EVALUAR UN NUEVO PRODUCTO EVALUAR EL DESEMPEÑO DE UNO

EXISTENTE DETERMINAR EL VOLUMEN DE VENTAS AL

CUAL LOS INGRESOS IGUALAN A LOS COSTOS

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TOMA DE DECISIONES

COSTOS TOTALES = F + (cv) Q

INGRESOS TOTALES = Pq

PUNTO DE EQUILIBRIO: CT = IT Q = F / ( p - cv)

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EJEMPLO WILLIAMS PRODUCTS ESTA EVALUANDO INTRODUCIR UN

NUEVO PRODUCTO A SU LINEA. WILLIAMS ESTIMA LOS CV=$5 POR UNIDAD, LOS CF ANUALES = $46,500

SI p=$17 c/u, CUANTOS DEBERA VENDER PARA ALCANZAR EL PUNTO DE EQUILIBRIO?

SUS PROYECCIONES DE VENTAS SON DE 8,000 U. EL PRIMER A#O SI p=$12.50, Y DE 10,000 SI p=$11.50

CUAL SERA LA ALTERNATIVA DE MAYORES BENEFICIOS? QUE OTRA CONSIDERACION DEBERA DE TENER EN CUENTA

ACERCA DE FABRICAR Y MERCADEAR EL NUEVO PRODUCTO? Q= 46500/(17-5) = 3875 U. UT1 = 8000*12.5 - (46500 + 8000*5) =$13,500 UT2 = 10000*11.5 - (46500+10000*5) =$18,500

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PUNTO DE EQUILIBRIO

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

0 3875 8000

INGRESOS

COST TOT

•DEBERÁ DE CONSIDERAR ESTRATEGIAS DE MERCADEO, OPERACIONES Y FINANCIERAS

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PUNTO DE EQUILIBRIO PARA EVALUAR DOS

PROCESOS CUANDO SE DESEA EVALUAR DOS PROCESOS O UN PROCESO INTERNO Y LA COMPRA DE UN SERVICIO O MATERIAL EXTERNO

DEBEN DE ESTUDIARSE TODOS LOS COSTOS Y LAS VENTAJAS DE CADA UNO

EL ANALISIS DETERMINA LAS CANTIDADES PARA LAS CUALES LOS COSTOS TOTALES SON IGUALES PARA LAS DOS ALTERNATIVAS

F1+ (cv1)Q = F2 + (cv2)Q Q = ( F1 - F2 ) / ( cv1 - cv2 )

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DECISIONES DE HACER O COMPRAR, EJEMPLO

EL GERENTE DE UN RESTAURANTE DE COMIDA RAPIDA ESTA AGREGANDO ENSALADA A EL MENU. HAY DOS OPCIONES, EL PRECIO AL CONSUMIDOR DEBE DE SER EL MISMO. ABRIR UNA BARRA DE ENSALADA CON UN EMPLEADO A MEDIO

TIEMPO. SE ESTIMAN COSTOS FIJOS DE $12,000 Y CV DE $1.50 POR ENSALADA

LA OPCION DE COMPRA ES DE ENSALADA PRE-EMPACADA, SE COMPRARA A $2 CADA ENSALADA Y SE REQUERIRAN INSTALACIONES Y REFRIGERACION ADICIONAL CON COSTOS FIJOS DE $2400

SE ESPERA VENDER 25,000 ENSALADAS ANUALES

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EJEMPLO Q = (F1 - F2) / (cv1 - cv2) Q = (12,000 - 2,400) / ( 2 - 1.5 ) Q = 19,200 ENSALADAS DADO QUE LA PROYECCION DE VENTAS (25, 000) ES MAYOR QUE EL PUNTO DE EQUILIBRIO

(19,200) , LA OPCION DE PRODUCIR ES PREFERIDA SOLAMENTE SI EL RESTAURANTE ESPERARA VENDER

MENOS DE 19,200 SERIA MEJOR LA OPCION DE COMPRAR

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Diseño del flujo del proceso de manufacturaDefinición

El diseño del flujo del proceso de manufactura es un método para evaluar los procesos específicos seguidos por las MP, las partes y los subensambles a medida que se mueven a lo largo de la planta

Las herramientas de administración de las operaciones más comúnmente utilizadas en la planeación y el diseño del flujo del proceso son: Los dibujos del ensamble, Hojas de ruta y Gráficas del flujo del proceso

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Diagrama de ensamble (o Gozinto)

A-2SA-2

4

5

6

7

Anillo de cierre

Separador, resorte retén

Remaches (2)

Resorte-retén

A-5Componente u operación de ensamble

Inspección

16©The McGraw-Hill Companies, Inc., 1998

Irwin/McGraw-Hill

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Carta de Flujo del proceso

Material recibido del proveedor

Inspeccionar los materiales ¿Defectos?

Regresar al proveedor para reposición

Si

No, Continúe…

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CONSERVACIÓN DE FRESASDiagramas de producción para tres técnicas de conservación

http://www.fao.org/docrep/008/y5771s/y5771s03.htm

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http://www.apm.com.mx/portal/Proceso.html

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©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004

                                                                           

                                                                                                                  

http://www.holcim.com/CL/ESC/id/-1610625603/mod/gnm20/page/editorial.html

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Diagrama de flujo para producir helados

http://turnkey.taiwantrade.com.tw/showpage.asp?subid=023&fdname=FOOD+MANUFACTURING&pagename=Planta+de+produccion+de+helados

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©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004

PLANTA DE PRODUCCIÓN DE PANTALONES JEANS

http://turnkey.taiwantrade.com.tw/showpage.asp?subid=181&fdname=TEXTILES&pagename=Planta+de+produccion+de+pantalones+jeans

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Diseño y manufactura de productos globales Joint Ventures

Proveedores estratégicos

Estrategia de diseño de productos globales

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Medición del desempeño del desarrollo del producto

Medidas •Frecuencia de nuevos producidos introducidos•Tiempo de introducción al mercado•Número indicado y terminado•Porcentaje de venta de nuevos productos

•Frecuencia de nuevos producidos introducidos•Tiempo de introducción al mercado•Número indicado y terminado•Porcentaje de venta de nuevos productos

MercadoMercado

ProductividadProductividad

CalidadCalidad

•Horas de ingeniería por producto•Costo de materiales y herramientas por proyecto

•Horas de ingeniería por producto•Costo de materiales y herramientas por proyecto

•Conformidad y confiabilidad en el uso•Satisfacción en el diseño y funcionamiento•Rendimiento en la fábrica y en el campo

•Conformidad y confiabilidad en el uso•Satisfacción en el diseño y funcionamiento•Rendimiento en la fábrica y en el campo

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Tecnología “El conocimiento práctico, los objetos

físicos y los procedimientos que se usan para generar productos y servicios” (Krajewski)

La destreza y la experiencia están incorporadas a este conocimiento, pueden escribirse en manuales o procedimientos

Los tres componentes trabajan juntos:

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Compras• Comunicacio-

nes• Transportes • EDI, (Interc.

Electr. Datos)• Manejo de

materiales• Pruebas • Almacenaje • Tecn. Inform.• Tecn. Oficina

Operaciones de servicios

• Procesos básicos

• Pruebas • Manejo de mat.• Tecn. oOicina• Tec. Informac.

Operac. de manufactura

• Procesos básicos

• CIM (Manuf.Integr. por Comput)

• Manejo de mat.• Tecn. Oficina• Tec.Informac.• Pruebas • Almacenaje

Distribución• Comunicacio-

nes• Transportes • EDI, (Interc.

Electr. Datos)• Manejo de

materiales• Pruebas • Almacenaje • Tecn. Inform.• Tecn. Oficina

Mercadeo y ventas

• Comunicaciones • Tecnología de

los medios• Comercio

electrónico• Pruebas • Tecn. Oficina• Tec.Informac.• Pruebas

Proveedores Clientes

Tecnología de procesos a lo largo de la cadena de

suministro

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Procesos bProcesos básicos en ásicos en serviciosserviciosTecnología de procesos

Transferencia electrónica de fondos y procesadoras de cheques codificados

Piloto automático y sistemas de navegación marítima

Exploradores asistidos por comp., sistemas para sillas de dentistas

Máquinas vendedoras y terminales exploradoras ópticos de correo

Sistemas electrónicos de reservaciones y sist. elect. de llave y cerradura

Tipo de industria

Banca

Transportes

Salud

Comercio mayorista y al detalleHoteles

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Procesos básicos en Procesos básicos en manufacturamanufactura

Tecnlogía de procesos

Reacciones químicas y refinación

Moldeo y corte

Aserrado y láser ópticoPintura y pulidoSoldering and screw

fastening

Tipo de industria

Modificación de propiedades físicas de materiales

Cambio de la forma de materiales físicos

Maquinado a dimensiones fijas

Preparación del acabado de superficies

Table 4.1

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Tecnología de procesos• Hardware• Bases de datos• Software• Telecomunicaciones

• Tecn. de planific y presup.• Interc. Elect. Datos (EDI)• Tecn. Inform. • Tecn. Ofic.• Comercio electrónico

• Tecnol. de capacitación• Tecn. Ofic. • Evaluación de rendimiento• Investig. Motivacional • Tecnol. Inform.

• Tecnologia de producto

• Office technology• Tecn. Inf.• Tecn. Procesos • Tecn. Planta Piloto• Diseño asitido por

computadora (CAD)

• Tecnol. Planif. y presup.• Tecn. Ofic • Bases de datos en línea• Tecn. Inform.

Contabilidad

ingeniería

Finanzas

Operaciones

Recursos humanos

Sistemas de inform. para la

admón.

Figure 4.1 (b)

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Etapas de Etapas de investigación y investigación y desarrollodesarrollo

Nuevos procesos

Nuevos productos o

servicios

Genera nuevos conocimientos e inicia avances tecnológicos

Etapa 1Investigacion

básica

Resuelva problemas prácticos mediante la aplicación de los hallazgos de la investigación básica

Etapa 2Investigación

aplicada

Crea nuevos productos o procesos para satisfacer necesidades del mercado

Etapa 3Desarrollo

Proveedores y asociaciones de empresas

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Estrategia de tecnología Dado que cambia con rapidez y debido a

la multiplicidad de tecnologías disponibles Deben tomarse decisiones inteligentes y

bien informadas sobre las nuevas tecnologías de productos y procesos

Una nueva tecnología debería generar una ventaja competitiva de algún tipo

Ésta se genera al incrementar el valor de un producto para un cliente o al reducir los costos de llevar el producto al mercado

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Adecuación a las prioridades competitivas Averiguar cómo puede ayudar el cambio

tecnológico a que una empresa satisfaga las prioridades competitivas de costo, calidad, tiempo y flexibilidad

Las nuevas tecnologías pueden edificar las nuevas capacidades de producción que sirven de base para a nuevas estrategias

No solo debe de preservarse el pasado, sino también crear el futuro