Proceso de Diseño en Proyectos de Ingeniería

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Orientación Técnica de Ingeniería

Diseño:

El diseño es la parte medular de la ingeniería; todo lo que se efectúa para resolver un problema se hace mediante este procedimiento. El éxito de este proceso depende de:

La capacidad inventiva. Experimentos que se realicen.

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Problemas en Ingeniería.

Un problema proviene del deseo de lograr la transformación de un estado de cosas en otro.

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Solución

Estado A Estado B

Solución:

Una solución es un medio de lograr la transformación deseada.

Un problema para el que haya una solución posible es ciertamente raro; en la mayor parte de los problemas hay muchas soluciones posibles, muchas más de las que haya tiempo de investigar.

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Un INGENIERO es un solucionador de problemas

Un problema comienza al darse cuenta de una necesidad o carencia que indudablemente puede satisfacerse mediante un dispositivo físico, una estructura o un proceso.

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Comunicación:

La comunicación y contacto con la gente requiere la mayor cantidad de tiempo de trabajo de un ingeniero, mientras que el estar sentado ante su mesa o una computadora le consume un tiempo mucho menor de lo que generalmente se piensa.

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Proceso de diseño en la ingeniería.

Formulación del problema: El problema de que se trata se define en forma amplia y sin detalles.

Análisis de problema: En esta etapa se le define con todo detalle.

Búsqueda de soluciones: Las soluciones alternativas se reúnen mediante la indagación, invención, investigación, etc.

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Decisión: Todas las alternativas se evalúan, comparan y seleccionan hasta que se obtiene la solución optima.

Especificación: La selección elegida se expone por escrito detalladamente

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Proceso de diseño en la ingeniería.

1. Formulación del problema:

Para comenzar a dar solución a un problema se debe expresar en términos generales el problema, ignorando los detalles por el momento y concentrándose en la identificación de los estados A y B.

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¿Si se esta interesado en resolver un problema sin saber en que consiste?

Se debe conocer tanto el problema que se trata de resolver, como saber si vale la pena resolverlo, antes de lanzarse a considerar los detalles.

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2. Análisis del problema

En esta etapa de proceso de diseño se determinan las características cualitativas y cuantitativas de los estados A y B

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RESTRICCIONES:

Una restricción es una característica (algo que debe cumplir) de una solución que se fija previamente por una decisión o por cualquier otra disposición que tenga que cumplir el solucionador del problema.

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RESTRICCIONES FICTICIAS:

Considérese el problema de unir los 9 puntos de la figura por no mas de cuatro trazos rectos sin despegar la punta del lápiz del papel.

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Algunas personas no pueden resolver este problema y otras necesitan mucho tiempo para ello, porque injustificada e inadvertidamente quizás, descartan la posibilidad de prolongar las líneas mas allá del cuadrado formado por los puntos.

Se comportan como si no estuviera permitido aun cuando no se menciono ninguna restricción en el enunciado del problema.

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Variables de solución:

Las formas en que pueden diferir las soluciones de un problema se llaman variables de solución. La solución final de un problema consiste en un valor especificado para cada una de tales variables; un cierto tamaño, una determinada forma, etc.

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Criterios:

Deben ser identificados en el análisis del problema.

Cambian muy poco de problema a problema: el costo de fabricación, la seguridad personal, la confiabilidad, la facilidad de mantenimiento.

Pero lo que si cambia significativamente es la importancia relativa de cada uno de ellos.

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Su formulación del problema

Otros hechos y opiniones

importantes Información

irrelevante, opiniones, tradiciones, etc.

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Investigación

Decisión

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¿Que es Investigación?

(Del latín. investigatĭo, -ōnis). Acción y efecto de investigar. La que tiene por fin ampliar el conocimiento científico, sin perseguir, en principio, ninguna aplicación práctica.

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En que consiste la Investigación:La Investigación es un proceso que, mediante la aplicación del método científico, procura obtener información relevante y fidedigna (digna de fe y crédito), para entender, verificar, corregir o aplicar el conocimiento

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Por que es fundamental la Investigación:

La investigación es fundamental para el estudiante y para el profesional, esta forma parte del camino profesional antes, durante y después de lograr la profesión; ella nos acompaña desde el principio de los estudios y la vida misma. Para todo tipo de investigación hay un proceso y unos objetivos precisos.

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Importancia de la Investigación:

La investigación nos ayuda a mejorar el estudio porque nos permite establecer contacto con la realidad a fin de que la conozcamos mejor. Constituye un estímulo para la actividad intelectual creadora. Ayuda a desarrollar una curiosidad creciente acerca de la solución de problemas.

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Elementos de la Investigación:

Desde un punto de vista estructural reconocemos cuatro elementos presentes en toda investigación: sujeto, objeto, medio y fin.

Se entiende por sujeto el que desarrolla la actividad, el investigador;

Por objeto; lo que se indaga, esto es, la materia o el tema;

Por medio; lo que se requiere para llevar a cabo la actividad, es decir, el conjunto de métodos y técnicas adecuados;

Por fin; lo que se persigue, los propósitos de la actividad de búsqueda, que radica en la solución de una problemática detectada.

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Por el propósito o finalidades perseguidas:

Investigación básica: También recibe el nombre de investigación pura, teórica o dogmática. Se caracteriza porque parte de un marco teórico y permanece en él; la finalidad radica en formular nuevas teorías o modificar las existentes.

Investigación aplicada: Este tipo de investigación también recibe el nombre de práctica o empírica. Se caracteriza porque busca la aplicación o utilización de los conocimientos que se adquieren.

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Por la clase de medios utilizados para obtener los datos.

Investigación documental: Este tipo de investigación es la que se realiza, como su nombre lo indica, apoyándose en fuentes de carácter documental, esto es, en documentos de cualquier especie.

Investigación de campo: Este tipo de investigación se apoya en informaciones que provienen entre otras, de entrevistas, cuestionarios, encuestas y observaciones.

Investigación experimental: Recibe este nombre la investigación que obtiene su información de la actividad intencional realizada por el investigador y que se encuentra dirigida a modificar la realidad.

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Por el nivel de conocimientos que se adquieren

Investigación exploratoria: Recibe este nombre la investigación que se realiza con el propósito de destacar los aspectos fundamentales de una problemática determinada y encontrar los procedimientos adecuados para elaborar una investigación posterior.

Investigación descriptiva: Mediante este tipo de investigación, que utiliza el método de análisis, se logra caracterizar un objeto de estudio o una situación concreta, señalar sus características y propiedades.

Investigación explicativa: Mediante este tipo de investigación, que requiere la combinación de los métodos analítico y sintético.

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Decisión.

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Decisión La toma de decisiones es el proceso de seleccionar

un curso de acción entre alternativas; es la medula de la planeación

Casi no es viable imaginar un campo de mayor trascendencia para el humano que el de la toma de decisiones.

La toma de decisiones es también una ciencia aplicada que ha adquirido notable importancia y es el tema básico de la Investigación Operativa.

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El proceso de toma de decisiones:

¿Cual es la meta que usted desea alcanzar?

Averiguo cual es el conjunto de cursos de acción posibles.

Predecir el resultado de cada curso de acción.

Elija la mejor alternativa.

Implemente su decisión.

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Implemente su decisión

Las decisiones son el corazón del éxito y a veces, hay momentos críticos en que pueden presentar dificultad.

Un gerente debe tomar muchas decisiones todos los días. Algunas de ellas son decisiones de rutina o intrascendentes mientras que otras tienen una repercusión drástica en las operaciones de la empresa donde trabaja.

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LA EXPERIENCIA EN LA TOMA DE DECISIONES

En la toma de decisiones la experiencia es un elemento clave puesto que las decisiones deben tomarse sobre una realidad altamente compleja debido al enorme número de variables que entran en juego.

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EL ENFOQUE DE SISTEMAS Y LA TOMA DE DECISIONES

La toma de decisiones es fundamental para cualquier actividad humana. En este sentido, somos todos tomadores de decisiones. Pero hay decisiones programadas y no programadas.

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Tipos de Decisiones:

LAS DECISIONES PROGRAMADAS: Estas son apropiadas para problemas estructurados y decisiones de rutina.

LAS DECISIONES NO PROGRAMADAS: Estas se usan para decisiones no rutinarias.

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Métodos para decidir entre alternativas

Técnicas de optimización bajo certeza.

Técnicas de la teoría de decisión estadística.

Curva de utilidad e indiferencia.

Clasificación, ponderación o eliminación por aspectos.

Teoría de los juegos.

Inferencia estadística clásica.

Hojas de balance decisional para la toma de decisiones bajo tensión.

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DISEÑO DE INGENIERÍA

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¿Qué es Diseño de Ingeniería?

El diseño de ingeniería puede describirse como el proceso de aplicar las diversas técnicas, metodologías y principios científicos con objeto de definir un dispositivo, un proceso o un sistema (encaminado a cubrir una cierta necesidad) con el suficiente detalle para permitir su realización.

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Planteamiento y resolución de problemas

Etapa de definición Definir el problema Enunciar los datos conocidos Efectuar las hipótesis apropiadas

Etapa preliminar Decisiones preliminares Diseñar bosquejos de la solución

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Etapa de cálculo detallado Modelos matemáticos Análisis Evaluación

Etapa de documentación Documentar resultados

Tres grandes hitos del diseño.

Diseño conceptual, en el que se plantean las configuraciones posibles, buscando una síntesis equilibrada desde una perspectiva general sin requerir una excesiva precisión.

Diseño preliminar, en el que se trata de optimizar las configuraciones seleccionadas de la fase anterior para llegar a una óptima.

Diseño detallado, en el que se desarrolla la solución anterior con cálculos pormenorizados, simulaciones y pruebas con prototipos.

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Reconocer la necesidad

Comunicar el diseño

Diseño conceptual

Diseño preliminar

Diseño detallado

Crear un diseño

Preparar un modelo

Probar modelo

Mejorar diseño

Definición del proceso de diseño

El proceso de diseño tiene que estar orientado a la realización de cambios, de forma que éstos impliquen la menor pérdida de tiempo y dinero en el rediseño. El concepto de ingeniería concurrente es un enfoque sistemático en el diseño de un producto, que considera todos los elementos del ciclo de vida desde su concepción hasta su retirada del mercado

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EL CICLO DE DISEÑO

El trabajo de un ingeniero rara vez termina al especificar una solución; su responsabilidad se extiende ordinariamente hasta la obtención de la aceptación de su diseño, la vigilancia de su instalación o construcción y su uso inicial, la observación y evaluación del mismo durante su funcionamiento y la decisión (o bien, la ayuda para tal decisión) de cuando sea aconsejable un nuevo diseño. Estas funciones completan el ciclo esquematizado.

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Ejemplo de ciclo de diseño42

Problema nuevo

Formulación AnálisisInvestigació

nDecisió

n

Especificación de la solución

preferible

Facilitar la aceptación de la

solución

Vigilancia de la realización

(instalación, fabricación)

Vigilancia del uso y

funcionamiento inicial

Observación de la solución en servicio

Evaluación de la efectividad

Decisión para nuevo diseño

Reac

tiva

ción

del

pro

ceso

de

dise

ño

Ejemplo de los problemas de diseño en ingeniería

Se describirán a continuación trabajos de ingeniería para ilustrar la amplia aplicabilidad del proceso de diseño. El trabajo A comprende el diseño de un dispositivo que convierta directamente la palabra hablada en escrita. La entrada será un mensaje verbal y la salida tiene que ser el registro en papel de dicho mensaje. Tal dispositivo obviamente tiene valor comercial.

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EL PROCESO DE DISEÑO:ESPECIFICACION DE UNA SOLUCION; EL

CICLO DE DISEÑO

Los datos de entrada a esta fase son la solución elegida, parte de ella en forma de croquis, apuntes, cálculos, etc.

Los datos de salida de esta fase consisten usualmente de dibujos del proyecto, un informe escrito y, posiblemente, un modelo físico o icónico tridimensional. Los primeros de estos medios de comunicación, que se llaman a menudo “los planos” simplemente, son dibujos de la solución cuidadosamente realizados; detallados.

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EL PROCESO DE DISEÑO:ESPECIFICACION DE UNA SOLUCION; EL

CICLO DE DISEÑO

El segundo medio, el informe técnico, suele ser un documento bastante formal que describe la propuesta con palabras, diagramas y croquis. Este informe también describe el funcionamiento de la solución y proporciona una evaluación cabal de ella. Es por medio de estos informes como la aptitud de expresarse se manifiesta a la gente a la que queremos impresionar favorablemente.

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El proceso de diseño es una serie de etapas en la evolución de la solución a un problema.

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