Proceso de diseo e ingeniera concurrente

Diseo, Procesos y Dibujo.Juliana R. Laracuente 2013-0100 Skarlette R. Francisco 2013-0767 Jackson Jean Jacques 2013-2384Edwin Pimentel 2014-1635 Erick Fco. Valdez 2012-0802 Johan Melo 2013-2002 Auris Desiree Cedano A. 2013-2401

DEFINICIN DE MANUFACTURA La palabra manufactura se deriva del trmino en latn manu factus, que significa hecho a mano. En el sentido moderno, la manufactura involucra la fabricacin de productos a partir de materias primas mediante diferentes procesos, maquinarias y operaciones, siguiendo un plan bien organizado para cada actividad requerida. Producto es algo que se elabora; las palabras producto y produccin aparecieron por primera vez en algn momento del siglo XV.

Por lo general, la manufactura es una actividad compleja que involucra una amplia variedad de recursos y actividades como: Diseo del producto. Adquisiciones. Mercadotecnia. Maquinarias y herramientas. Produccin Ventas. Planeacin del proceso. Control de la produccin. Embarques. Materiales. Servicios de apoyo. Servicio al cliente.Aportes de la manufactura Gracias a la manufactura es posible elaborar productos detallados o productos continuos como: clavos, engranes, balines para cojinetes, latas para bebidas y soportes para motor que son algunos ejemplos de partes y accesorios (aunque se producen en masa a tasas muy altas de produccin, son partes individuales.

2. Proceso de diseo e ingeniera concurrenteEl diseo del producto es una actividad critica; se estima que en esa etapa se determina entre el 70 y 80 por ciento del costo de desarrollo y manufactura.Tradicionalmente, las actividades de diseo y manufactura se han realizado de manera secuencial en vez de concurrente o simultneamente. En el flujo secuencial, los ingenieros y diseadores invierten esfuerzo y tiempo en analizar componentes y preparar dibujos detallados de las partes.Despus, las especificaciones son recibidas por el departamento de manufactura, en donde se revisan los dibujos detalladamente y se seleccionan los procesos adecuados para una produccin eficiente. Aunque este enfoque parece lgico y directo, implica un gasto excesivo de recursos.En teora, un producto puede fluir de un departamento a otro dentro de una organizacin y de ah al mercado, pero en la practica es frecuente que surjan dificultades.

La principal diferencia del enfoque mas moderno es que todas las disciplinas estn involucradas en las primeras etapas del diseo, de manera que las iteraciones que ocurren de manera natural implican un esfuerzo y menor desperdicio de tiempo. Una clave del enfoque es la ahora bien reconocida importancia de la comunicacin entre las disciplinas y al interior de ellas; es decir, debe haber comunicacin entre ingeniera, mercadotecnia y las instancias de servicio, as como avenidas de interaccin entre las subdisciplinas de ingeniera (por ejemplo, entre diseo para la manufactura, diseo para el reciclaje y diseo para la seguridad).El proceso de diseo comienza con el desarrollo del concepto de un producto original; para que este sea exitoso en el mercado, es deseable (e incluso esencial) un enfoque innovador.El ingeniero de diseo o diseador del producto debe tener conocimiento de las relaciones entre los materiales, el diseo y la manufactura, as como de los aspectos econmicos globales de la operacin.La ingeniera concurrente es un enfoque sistemtico que integra el diseo y la manufactura, con la intencin de optimizar todos los elementos involucrados en el ciclo de vida del producto.Aunque el concepto de ingeniera concurrente parece ser lgico y eficiente, su implantacin puede requerir tiempo y esfuerzo considerables cuando quienes lo usan no trabajan en equipo o no aprecian sus beneficios reales. Es evidente que para tener xito, la ingeniera concurrente debe:a. Tener el apoyo total de la alta administracin.b. Tener un equipo de trabajo multifuncional e interactivo, que incluya grupos de apoyo, yc. Utilizar todas las tecnologas disponibles.

Tanto en las compaas grandes como en las pequeas, el diseo del producto involucra frecuentemente la preparacin de modelos analticos y fsicos que ayudan al estudio de factores como fuerzas, tensiones e inflexiones para la conformacin optima de los materiales. La necesidad de dichos modelos depende de la complejidad del producto. En la actualidad, la construccin y el estudio de modelos analticos se simplifica mediante el uso de las tcnicas de diseo, ingeniera y manufactura asistidos por computadora (CAD, CAM y CAE).

3. DISEO ASISTIDO POR COMPUTADORA Y DESARROLLO DE PRODUCTOEl diseo asistido por computadora (CAD) permite al diseador conceptuar los objetos con mas facilidad y sin necesidad de hacer ilustraciones, modelos o prototipos costosos. Actualmente, estos sistemas son capaces de analizar rpidamente diseos completos, desde una simple mnsula hasta grandes estructuras complejas y su simulacin. Por ejemplo, el avin de dos turbinas para pasajeros Boeing 777 se diseo por completo en computadora (sin papel) y se construyo directamente a partir de software de CAD/CAM desarrollado. A diferencia de los modelos previos, no se elaboraron prototipos o maquetas.

4. LA INGENIERA ASISTIDA POR COMPUTADORA PERMITE MODIFICACIONES FUTURASEn la actualidad, mediante el uso de ingeniera asistida por computadora es posible simular, analizar y probar con ms eficiencia, precisin y rapidez, el desempeo de las estructuras sujetas a la esttica o a cargas dinmicas y temperaturas diversas. La informacin obtenida puede almacenarse, recuperarse, desplegarse, imprimirse y transferirse a cualquier parte de la organizacin. El diseo puede optimizarse y modificarse fcil y directamente en cualquier momento.

5. LA INGENIERA ASISTIDA PORCOMPUTADORA VINCULA TODAS LAS FASES DE LA MANUFACTURALA INGENIERA ASISTIDA POR COMPUTADORA VINCULA TODAS LAS FASES DE LA MANUFACTURALa manufactura asistida por computadora (CAM) abarca todas las fases de la produccin gracias a la utilizacin y proceso del gran volumen de informacin sobre materiales y procesos que se almace.na en la base de datos de la organizacin.En la actualidad, las computadoras ayudan a los ingenieros de manufactura y otros integrantes de la organizacin en tareas como la programacin de mquinas de control numrico.

Proceso de elaboracin a partir de los modelos desarrollado. Con base en los modelos desarrollados y el uso de las tcnicas mencionadas, el diseador selecciona y especifica la forma final y las dimensiones del producto, la exactitud de sus dimensiones, el terminado de la superficie y los materiales a utilizar. A menudo, la seleccin de los materiales se realiza mediante la autorizacin de los ingenieros de materiales, a menos que el ingeniero de diseo tambin tenga experiencia en esta rea. Una consideracin importante de diseo es decidir cmo se ensamblar un componente particular en el producto final. Levante el cofre de su automvil y observe la forma en que varios de sus componentes del motor se encuentran armados en un espacio limitado.6. EL PAPEL DE LOS PROTOTIPOS YLA CREACIN RPIDA DE PROTOTIPOS EN EL DESARROLLO DE UN PRODUCTO El siguiente paso en el proceso de produccin es construir y probar un prototipo. Un desarrollo importante es la creacin rpida de prototipos, la cual se basa en CAD-/CAM, ciertas tcnicas de manufactura y el empleo de materiales metlicos y no metlicos para producir con rapidez un modelo fsico solido a un costo bajo. Estas tcnicas se han desarrollado al grado que pueden aplicarse a la produccin econmica y de bajo volumen de partes reales. Las pruebas a los prototipos deben disearse de forma que las condiciones bajo las que se usara el producto se simulen con tanta precisin como sea posible. Esto incluye la resistencia a esfuerzos, condiciones ambientales como la temperatura y la humedad, as como los efectos de la vibracin y el uso repetido o el mal uso de un producto. En la actualidad, las tcnicas de ingeniera asistida por computadora permiten realizar dichas simulaciones extensiva y rpidamente. Durante esta etapa, pueden necesitarse modificaciones en el diseo original, los materiales escogidos o los mtodos de produccin; a su conclusin, se seleccionan los planes de proceso, los mtodos del equipamiento y las herramientas adecuadas con la cooperacin de los ingenieros de manufactura, planeadores del proceso y otros involucrados en la produccin.Las pruebas a los prototipos deben disearse de forma que las condiciones bajo las que se usar el producto se simulen con tanta precisin como sea posible. Esto incluye la resistencia a esfuerzos, condiciones ambientales como la temperatura y la humedad, as como los efectos de la vibracin y el uso repetido o el mal uso de un producto.

7. DISEO PARA LA MANUFACTURA, EL ENSAMBLE, EL DESENSAMBLE Y EL SERVICIOComo se ha visto, el diseo y la manufactura deben estar ntimamente relacionados; nunca deben verse como disciplinas o actividades separadas. Cada parte o componente de un producto debe disearse de forma que no solo satisfaga los requerimientos y especificaciones de diseo, sino que tambin pueda manufacturarse de manera econmica, rpida y eficiente. Este enfoque mejora la productividad y permite que el fabricante se mantenga competitivo. Esta visin amplia constituye el campo de diseo para la manufactura (DPM). Es un enfoque incluyente para la produccin de bienes que integra el proceso de diseo con los materiales, los mtodos de manufactura, el proceso de planeacin, el ensamble, las pruebas y el aseguramiento de la calidad.Los diseadores y los ingenieros de producto deben ser capaces de evaluar el impacto de las modificaciones de diseo en la seleccin del proceso de manufactura, el ensamble, la inspeccin, las herramientas y troqueles, as como el costo del producto. Es muy importante establecer relaciones cuantitativas que permitan optimizar el diseo en trminos de facilidad de manufactura y ensamble a un costo mnimo (tambin llamada productividad).

Despus de manufacturar las partes individuales, estas deben ensamblarse en un producto. El ensamblaje es una fase importante de la operacin global de manufactura y requiere considerar la facilidad, la velocidad y el costo de unir todas las partes. Adems, muchos productos deben disearse de manera que sea posible desensamblarlos para darles mantenimiento y servicio o reciclar sus componentes. Como las operaciones de ensamblaje pueden contribuir de manera significativa al costo del producto, en la actualidad el diseo para el ensamblaje (DPE) y el diseo para el desensamble se consideran dos aspectos importantes de la manufactura. La tendencia mas reciente incluye el diseo para el servicio, lo que asegura que las partes individuales o subensambles de un producto sean fciles de recuperar y mantener.Se han desarrollado nuevas metodologas y software de computadora (CAD) para el DPE mediante el uso de diseos conceptuales tridimensionales y modelos solidos. De esta forma se minimizan los tiempos y costos de subensamble y ensamble al mismo tiempo que se mantiene la integridad y el desempeo del producto, y se facilita su desensamble. Ahora, la tendencia consiste en combinar el diseo para la manufactura y el diseo para el ensamblaje en el diseo para la manufactura y el ensamblaje (DPME) que resulta mas extenso y reconoce las relaciones entre el diseo y la manufactura.Las partes pueden ensamblarse a mano o por medio de equipo automtico y robotizado. La eleccin depende de factores como la complejidad del producto, el numero de partes, la proteccin requerida para evitar el dao o raspado de superficies terminadas y los costos relacionados con la mano de obra y la maquinaria requeridas para el ensamblaje automatizado.8. SELECCIN DE MATERIALEn la actualidad, existe una variedad siempre creciente de materiales con caractersticas, ventajas y limitaciones particulares. A continuacin se presentan los tipos generales de materiales utilizados en la manufactura actual, ya sea de manera individual o en alguna combinacin:Metales ferrosos: carbn, aleacin, inoxidable y herramientas y troqueles de acero.Metales no ferrosos: aluminio, magnesio, cobre, titanio, superaleaciones, metales refractarios, berilio, zirconio, aleaciones de baja fundicin y metales preciosos.Plsticos: termoplsticos, termo conjuntos y elastmeros.Cermicas, cermicas de cristal, grafito, diamante y materiales tipo diamante.Materiales compuestos: plsticos reforzados, compuestos metal-matriz y cermica-matriz. Estos se conocen tambin como materiales de ingeniera.Nano materiales: aleaciones con memoria de forma, aleaciones amorfas, superconductores y varios otros materiales con propiedades nicas.Conforme se desarrollan nuevos materiales, la seleccin de materias primas se vuelve cada vez mas desafiante. Las estructuras aeroespaciales, as como los productos deportivos, han tomado la delantera en el uso de nuevos materiales. La tendencia ha ido en el sentido de usar mas titanio y compuestos para las estructuras de los aviones comerciales, con una declinacin gradual del uso del aluminio y el acero. Constantemente existen tendencias cambiantes en el uso de materiales en todos los productos, debido principalmente a consideraciones de tipo econmico.9. PROPIEDADES DE LOS MATERIALESCuando se seleccionan materiales para los productos, primero deben considerarse sus propiedades mecnicas: resistencia a esfuerzos, tenacidad, ductilidad, dureza, elasticidad, fatiga y deslizamiento. Tambin son importantes las tasas de resistencia y rigidez respecto al peso en los materiales, en particular para aplicaciones aeroespaciales y de la industria automotriz.Por supuesto, las propiedades mecnicas especificadas para un producto y sus componentes deben ser para las condiciones bajo las cuales se espera que funcione un producto dado. Despus se consideran las propiedades fsicas de densidad, calor especifico, expansin trmica y conductividad, punto de fusin y propiedades elctricas y magnticas.Las propiedades qumicas tambin juegan un papel significativo tanto en los ambientes hostiles como en los normales. Entre los factores importantes a considerar estn la oxidacin, la corrosin, las propiedades generales de degradacin, la toxicidad y la inflamabilidad de los materiales.Las propiedades de manufactura de los materiales determinan si estos se pueden fundir, formar, maquinar, soldar o tratar al calor con facilidad relativa. El mtodo o los mtodos utilizados para procesar materiales pueden afectar de manera adversa las propiedades, la vida til y el costo del producto final.

10. COSTO Y DISPONIBILIDADDE MATERIALESEl costo y la disponibilidad de las materias primas, los materiales procesados y los componentes manufacturados son preocupaciones importantes en manufactura.Si los materiales procesados o componentes manufacturados no estn disponibles en las formas, las dimensiones y las cantidades deseadas, se requerirn sustitutos o un procesamiento adicional, lo cual puede contribuir de manera significativa al costo del producto.Debe mencionarse que un diseo de producto puede modificarse para obtener ventaja de las dimensiones estndar de las materias primas, con lo que se evitan costos adicionales de manufactura.La confiabilidad del suministro, al igual que la demanda, afecta al costo. La mayora de los pases importan numerosas materias primas que son esenciales para la produccin.

Los diferentes mtodos utilizados para el procesamiento de materiales implican costos distintos. Algunos mtodos requieren manufactura avanzada, otros necesitan mano de obra especializada; algunos requieren personal con aptitudes especificas, un alto nivel de educacin o capacitacin especializada.

11. APARIENCIA, VIDA TIL Y RECICLAJELa apariencia de los materiales despus de que estos se han manufacturado como productos determinan en parte el atractivo que ejercern sobre el consumidor. El color, el tacto y la textura de la superficie son caractersticas que todos consideramos al tomar la decisin de comprar un producto.Los fenmenos dependientes del tiempo y del servicio como el desgaste, la fatiga, la fractura y la estabilidad dimensional son importantes. Estos fenmenos pueden afectar de manera significativa el desempeo de un producto y, si no se controlan, pueden conducir a la falla total. En forma similar, la compatibilidad de los materiales usados tambin es importante.La friccin y el desgaste, la corrosin y otros fenmenos pueden acortar la vida de un producto o provocar que este falle prematuramente.El reciclaje y la disposicin adecuada de los materiales al final de su vida til se ha vuelto cada vez mas importante en una era en la que la humanidad tiene mayor conciencia de la preservacin de los recursos y la conservacin de un ambiente limpio y saludable.

Gracias por su atencin