UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA

INGENIERÍA CONCURRENTE PRUEBAS DE EVALUACIÓN A

DISTANCIA

Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales

ESTE CUADERNILLO CONTIENE LAS PRUEBAS DE EVALUACIÓN A DISTANCIA DE LA ASIGNATURA. UNA VEZ CUMPLIMENTADAS, DEBERÁ REMITIRLAS AL CENTRO ASOCIADO EN LOS PLAZOS PREVISTOS.

Curso 2006-07

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NOTA: Estas pruebas de evaluación a distancia deberán ser realizadas por el alum-no de forma personalizada.

Caso de necesitar ayuda, deberá ponerse en contacto con el profesor Tutor de su Centro Asociado, el cual le atenderá de acuerdo con los horarios que organice el propio Centro Asociado. En todo caso, estas pruebas de evaluación a distancia de-berán ser corregidas por el propio profesor Tutor el cual las devolverá al alumno para que éste, si procede, pueda aprender de los errores cometidos.

El alumno debe saber que con los resultados del trabajo sobre las pruebas de eva-luación a distancia el profesor Tutor elaborará un informe que hará llegar a la Sede Central. Este informe será valorado, siempre de forma positiva, por el Equipo Docen-te de la asignatura.

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CONTENIDO

1.- PRIMERA PRUEBA: DISEÑO Y DESARROLLO DE PRODUCTOS............................................... 5 Ejercicio 1.1.- Ciclo de vida del producto......................................................................... 7 Ejercicio 1.2.- Relación entre diseño y fabricación......................................................... 8 Ejercicio 1.3.- Elección del proceso de fabricación ........................................................ 9 Ejercicio 1.4.- Elección entre procesos de fabricación ................................................ 10 Ejercicio 1.5.- Elección del proceso de fabricación en función del material ............. 11

2.- SEGUNDA PRUEBA: PRODUCCIÓN .............................................................................................. 13 Ejercicio 2.1.- Relación entre diseño, fabricación y montaje...................................... 15 Ejercicio 2.2.- Sistemas de fabricación........................................................................... 15 Ejercicio 2.3.- Diseño de sistema de empaquetado ...................................................... 16 Ejercicio 2.4.- Calidad en diseño ..................................................................................... 16 Ejercicio 2.5.- Automatización de la producción........................................................... 17 Ejercicio 2.6.- Repercusiones medioambientales de los procesos............................ 17

3.- TERCERA PRUEBA: APLICACIONES DE LA INGENIERÍA CONCURRENTE........................... 19 Ejercicio 3.1.- Utilización de sistemas expertos ............................................................ 21 Ejercicio 3.2.- Relación entre diseño y montaje ............................................................ 21 Ejercicio 3.3.- Prototipos................................................................................................... 21 Ejercicio 3.4.- Sistemas de diseño asistido.................................................................... 22 Ejercicio 3.5.- Simulación ................................................................................................. 22

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1.- PRIMERA PRUEBA: DISEÑO Y DESARROLLO DE PRODUCTOS

Curso 2006-07

Primera prueba: Diseño y desarrollo de productos

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Ejercicio 1.1.- Ciclo de vida del producto

El esquema adjunto representa una válvula neumática de cinco vías. Las dos posiciones del pistón permiten el paso de fluido alternativamente de unas vías a otras, y se ha presentado la pieza en las dos posiciones para mejor entendimiento del mecanismo.

Se desea analizar el ciclo de vida del conjunto, analizando las partes por separado y como un todo de cara, por ejemplo, al estudio del reciclado de los componentes. Todos los componentes, excepto las juntas, son metálicos.

Escala 1:1

Ingeniería concurrente. Pruebas de evaluación a distancia

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Ejercicio 1.2.- Relación entre diseño y fabricación

El departamento de ventas de la empresa INGCON ha suministrado al departamento de diseño el croquis, para información y comentarios, de la pieza metálica representada en la figura tal como le ha llegado de un cliente. Se calcula una fabricación de 10.000 unidades/mes durante los próximos tres años. La pieza se montará manualmente en un conjunto mecánico mediante sistemas tornillo-tuerca. Se fabricará mediante un proceso de conformado plástico. Analizar el ciclo de vida del producto y aportar mejoras a este diseño de cara a su fabricación y posterior montaje.

Escala 1:1

Primera prueba: Diseño y desarrollo de productos

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Ejercicio 1.3.- Elección del proceso de fabricación

Se plantea la necesidad de producción del envase representado en la figura (escala 1:5), en material plástico (PE). Se necesita obtener a razón de 50.000 unidades/mes.

Escala 1:5

• Analizar el ciclo de vida del producto.

• Elegir la secuencia de procesos de fabricación, evaluando posibles alternativas, justificando razonadamente las propuestas realizadas.

• Definir el o los conjuntos de útiles requeridos para la obtención del envase en función de la secuencia de procesos seleccionada en el punto anterior.

• Analizar el impacto ambiental que tendrá nuestro producto.

La normativa actual sobre envases indica la necesidad de su reciclado por lo que se hace imprescin-dible que en el envase aparezca, de forma no manipulable, la indicación del material y el sistema de reciclado. Por otro lado, el cliente desea evaluar el envejecimiento de las piezas y por ello necesita que figure, además de su anagrama, la indicación de la fecha en la que ha sido procesado (mes/año). Proponer al menos dos alternativas para abordar estas peticiones y elegir la que se consi-dere más rentable.

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Ejercicio 1.4.- Elección entre procesos de fabricación

El departamento de estudios de mercado ha detectado la necesidad de fabricar, en acero, el compo-nente representado en la figura. La cantidad a producir propuesta es de 5.000 unidades / año. Anali-zar el ciclo de vida del producto proponiendo al menos dos posibles métodos de obtención. Comparar las posibilidades en cuanto a:

1. Coste.

2. Calidad técnica y acabado superficial.

3. Posibilidades de automatización.

Si es necesario realizar cambios en el diseño se deben describir las ventajas que se espera obtener.

Primera prueba: Diseño y desarrollo de productos

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Ejercicio 1.5.- Elección del proceso de fabricación en función del material

Se plantea la necesidad de producción del componente representado en la figura (escala 1:1), bien en material metálico (zamac) bien en material plástico (PVC). Se necesita producir un lote de 50.000 unidades. Se requiere:

1. Analizar el posible ciclo de vida del producto.

2. Elegir el proceso idóneo de fabricación comparando las diferentes fases para cada una de las dos alternativas de material.

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CONSULTAS REFERENTES AL CONTENIDO DE LOS TEMAS Y METODOLOGÍA DE SU ESTUDIO:

RESPUESTAS DEL PROFESOR:

EVALUACIÓN PRUEBA OBJETIVA

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2.- SEGUNDA PRUEBA: PRODUCCIÓN

Curso 2006-07

Segunda prueba: Producción

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Ejercicio 2.1.- Relación entre diseño, fabricación y montaje

En la figura adjunta se representa una válvula de escape rápido en sus dos posiciones. Proponer al-ternativas al diseño que puedan redundar en un beneficio al proceso de fabricación, al de montaje o al servicio de mantenimiento postventa.

Escala 1:1

Ejercicio 2.2.- Sistemas de fabricación

Con las soluciones aportadas en el ejercicio anterior diseñar la línea de montaje más adecuada para lograr una cadencia de 150 unidades/hora. Cuando sea necesario definir geométricamente el utillaje específico para facilitar el posicionado y montaje del conjunto.

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Ejercicio 2.3.- Diseño de sistema de empaquetado

La empresa INGCON, dedicada a la fabricación de bombillas, desea instalar una nueva línea de em-paquetado. Las condiciones requeridas son:

1. Cada bombilla se guarda en una caja individual.

2. Cada 12 cajas individuales constituyen una caja grande.

3. Se desea obtener un ritmo de 8 cajas grandes cada 60 segundos.

4. Todas las cajas son de cartón y vienen ya montadas y abiertas.

Diseñar la línea que cumpla con estos requerimientos describiendo detalladamente cada una de las tareas elementales de montaje así como los equipos y sistemas necesarios.

Ejercicio 2.4.- Calidad en diseño

Se desea fabricar en acero, el componente representado en la figura. La cantidad a producir es de 5.000 unidades / año. El departamento de ventas, a petición del cliente, ha pedido que la pieza pre-sente un acabado espejo, aún cuando la pieza irá destinada al interior de un motor, que el diámetro interior será un 10H4 y que la tolerancia de concentricidad del agujero pasante sea de Ø 0,02. El ta-ller dispone de un torno y una fresadora convencionales y no tiene posibilidades de subcontratación.

Valore la petición realizada y las posibilidades de alcanzarla. En caso de que considere la propuesta como válida exponga la forma en la que la llevaría a cabo. En caso contrario realice una contrapro-puesta.

Segunda prueba: Producción

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Ejercicio 2.5.- Automatización de la producción

Una empresa dedicada a la fabricación de juguetes infantiles desea instalar una línea de envasado para un nuevo producto. Se trata de un juguete destinado a desarrollar la habilidad de clasificación de objetos (en este caso vehículos) en función de su forma o su color. El producto estará presentado en una caja de cartón que contendrá una bandeja de clasificación y seis bolsas de plástico, una por cada tipo de vehículo. Cada bolsa contendrá cuatro unidades de un mismo vehículo, cada uno de un color diferente, esto es, los colores no pueden repetirse dentro de una misma bolsa.

Se necesita definir el sistema de envasado que, bajo la filosofía de automatización, cumpla con las características especificadas, sabiendo además que los vehículos pueden ser barco, locomotora, co-che, camión, avión y autocar. Los colores pueden ser morado, rojo, azul, verde, amarillo y naranja.

Las bandejas vienen apiladas en contenedores, al igual que las cajas de cartón, mientras que los ve-hículos vienen todos mezclados en contenedores procedentes de la línea de inyección.

Una vez estructurado el sistema de envasado, se deberá realizar una estimación de tiempos al objeto de conocer cuantas unidades podremos envasar al mes.

Por último, bajo la idea de mejora continua, se estudiarán mejoras al conjunto del ciclo de vida del producto, bien bajo la idea de una tormenta de ideas o de cualquier otra herramienta similar.

Ejercicio 2.6.- Repercusiones medioambientales de los procesos

Analizar las repercusiones medioambientales que puede tener la utilización de los métodos de fabri-cación con chorro de abrasivo.

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CONSULTAS REFERENTES AL CONTENIDO DE LOS TEMAS Y METODOLOGÍA DE SU ESTUDIO:

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3.- TERCERA PRUEBA: APLICACIONES DE LA INGENIERÍA

CONCURRENTE

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Tercera prueba: Aplicaciones de la ingeniería concurrente

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Ejercicio 3.1.- Utilización de sistemas expertos

Proponer un ejemplo sencillo de utilización de un sistema experto aplicable al campo de la fabricación o al montaje. Resolver esquemáticamente el ejemplo propuesto escribiendo las reglas básicas nece-sarias.

Ejercicio 3.2.- Relación entre diseño y montaje

Se plantea el problema de situar un lote de elementos en forma de T en un hueco como el represen-tado en la figura utilizando sistemas de montaje totalmente automatizados. Como se aprecia, tal cual se ha diseñado el hueco la pieza no queda correctamente montada. Ante este problema se pide pro-poner y justificar mejoras al diseño bien de la pieza a fabricar, del hueco o de ambos para solucionar la situación.

Ejercicio 3.3.- Prototipos

Realizar una búsqueda en Internet para obtener una relación lo más amplia posible de procedimien-tos de generación de prototipos.

Con esta relación, desarrollar una clasificación de indicando los criterios adoptados de forma que un usuario ajeno al tema pueda, dado un producto determinado, encontrar rápidamente el procedimiento idóneo de obtención de un prototipo.

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Ejercicio 3.4.- Sistemas de diseño asistido

Realizar una búsqueda en Internet para obtener una relación lo más amplia posible de aplicaciones de diseño asistido, estructurando las diferentes soluciones en función de su trabajo en:

• Dos o tres dimensiones.

• Modelos alámbricos, de superficies o sólidos.

• Manejo de símbolos rígidos, paramétricos o variacionales.

• Otros criterios a indicar por el alumno, considerados de interés.

Ejercicio 3.5.- Simulación

Realizar una búsqueda en Internet para obtener una relación lo más amplia posible de aplicaciones de diseño en ingeniería que permitan realizar algún tipo de simulación.

De entre esta relación, seleccionar aquellos que puedan hacer análisis reológicos y proponer, en ba-se a los criterios que proponga el alumno tras su justificación, aquella aplicación que se considera mejor.

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