(Cajas Negras, Lectura)
-
Upload
ricardo-chaparro -
Category
Documents
-
view
30 -
download
0
description
Transcript of (Cajas Negras, Lectura)
-
Lo Funcional
Anlisis de Objetos o Artefactos
Cajas Negras, Estructuras
Funcionales
SAR
-
o Un artefacto puede verse como una caja negra capaz de transformar unas entradas determinadas en unas salidas deseadas (y tambin indeseadas).
o Esto significa que nos interesa, en trminos globales, QU es lo que hace el producto y NO el CMO lo hace.
o Las entradas y salidas de la caja negra reciben el nombre de flujos.
La caja negra:
FuncinPrincipal
E
M
S
E
M
S
Flujos
Artefacto
FuncinPrincipal
E
M
S
E
M
S
FuncinPrincipal
E
M
S
E
M
S
Flujos
Artefacto
-
Caja Negra:
Modelo o Representacin de un Objeto o artefacto en el cual es posible
distinguir:
Salidas: Flujos de materia, energa o Seales que salen del objeto y que constituyen los producidos
objeto de l.
Entradas: Flujos de materia, energa o seal que entran al objeto y que constituyen los recursos
necesarios para el funcionamiento de l.
Funcin principal: Relacin general de accin, descrita en abstracto, entre las magnitudes de entrada, de
salida y de estado de un objeto, necesaria para realizar una tarea. Se enuncia, por lo
general, empleando un verbo de accin (n infinitivo) + un sustantivo que identifica el flujo
afectado o puede ser una frase con un solo verbo
Representacin Funcional de
Objetos y/o Artefactos:
-
Debe hacerse sobre un producto especfico (ej.
sacacorchos Imusa referencia SC-22)
Debe hacerse sobre un punto especifico en el
Ciclo de Vida* del producto (normalmente en el
uso del producto)
Se hace desde el punto de vista del producto,
no del posible uso que se le puede dar.
Condiciones para realizar un
Anlisis y Caja Negra:
-
*Ciclo de vida del producto:
Son todas las etapas por la cuales pasa el
producto, desde su diseo hasta su disposicin
final.
Diseo Fabricacin Distribucin Venta
Preparacin para el uso
Uso o utilizacin
Mantenimiento Reciclaje u
otro
Condiciones para realizar un
Anlisis y Caja Negra:
-
Representacin Funcional de
Objetos y/o Artefactos: Caja Negra:
Recomendacin para su elaboracin:
1. Identificar el Flujo principal de Salida, (es aquel que no se puede cambiar pues cambiara el "sistema"),
2. Identificar los flujos de Entrada, (Lo que se requiere, lo que se toma o se le suministra al sistema),
3. Definir la Funcin Principal, (lo que se espera que haga o lo que debe hacer el objeto o artefacto; que
tiene que hacer, en trminos generales, para convertir
las entradas en salidas),
4. Completar los flujos de salida y entrada, (aquellos que no son tan obvios).
-
Representacin Funcional de
Objetos y/o Artefactos: Caja Negra:
Recomendacin para su
elaboracin:
Dibujar un esquema del objeto dentro de la
Caja Negra o como
Caja Negra, esto
facilita la identificacin
de los flujos
-
Generalidades
Representacin de caja negra:
Funcin
Principal Materia 1 Materia 2
Energa 1 Energa 2
Seal 1 Seal 2
-
Representacin general de los objetos o
artefactos:
Caja Negra:
Un ejemplo tpico es el del Telfono Publico:
Imagen tal como aparece en: macedanos.blogspot.com/2007/06/desaparicin-de...
-
Anlisis Funcional:
Caja Negra:
Voz,
Seales
Informacin, Monedas,
Peso,
.
Energa Elctrica,
Seales,
informacin, Fuerzas de sujecin,
Monedas,
Voz,
.
http://officeimg.vo.msecnd.net/en-
us/images/MH900232794.jpg
-
Anlisis Funcional:
Caja Negra:
Funcin Principal:
TRANSFORMAR
SEALES
Voz,
Seales
Informacin, Monedas,
Peso,
.
Energa Elctrica,
Seales,
informacin, Fuerzas de sujecin,
Monedas,
Voz,
.
-
Entendiendo los sistemas Tcnicos
PRODUCTO:
Secador de pelo Oster
modelo 80377-04 con las
siguientes
caractersticas:
Potencia: 1600 W
Tres velocidades
Botn de aire fro
instantneo
Filtro removible
Concentrado removible
Sistema de seguridad anti-
shock
-
La Caja Negra * (Relacin General entre las Entradas y las Salidas)
Secador de Pelo
Caja Negra
*Permite Identificar el Flujo y la Funcin Principales
Representacin
Esquemtica
Impulsar aire
caliente o frio en
determinada
direccin
-
La Caja Negra Consideraciones para su presentacin.
NOTA: Cuando los artefactos u objetos han sido desarrollados para el procesamiento de un flujo en
particular y sus posibilidades de uso requieren de
dicho flujo, lo mas conveniente es desarrollar una
caja negra inicial considerando dicho flujo particular.
Si despus se establece que dicho flujo puede ser
remplazado por otro o que al objeto se le puede dar
un uso diferente funcionando como se espera, se
puede generalizar la Funcin Principal y
probablemente excluir dicho flujo
-
Direccionar
Fuerza
Amplificada
Materia
Fuerza
Humana Movimiento
Empuje
Materia
Fraccionada
Representacin de caja negra
(Cortador de papas)
-
Representacin de caja negra (Exprimidor de Naranjas)
Jugo del resto
de componentes
de la naranja
Otros ejemplos
de lo mismo
-
Generalidades
Representacin de caja negra (destornillador elctrico)
Disponer Torque
y RPM.
-
Generalidades
Representacin de caja negra (proyector de acetatos)
Proyectar
-
Sistemas Tecnolgicos:
Representacin como Sistema:
Representacin grfica igual a la caja negra ms la Retroalimentacin.
Se identifica el Control y Tipo de Control, las Variables de Retroalimentacin y las principales
Decisiones que debe tomar dicho control.
-
Representacin como sistema:
En el ejemplo del Telfono Publico:
Sistemas Tecnolgicos:
(http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/Colecciones/Colibri/arte1/imgs/42b.jpgp:/)
Funcin Principal:
TRANSFORMAR
SEALES
Voz,
Seales
Informacin, Monedas,
Peso,
.
Energa Elctrica,
Seales,
informacin, Fuerzas de sujecin,
Monedas,
Voz,
.
Variables de Retroalimentacin: Seales
sonoras, posicin de algunos elementos,
devolucin de la (s) moneda (s),
Decisiones: Colgar, Hablar, Esperar, Re-
marcar, echar mas monedas, golpear... Control
Manual
-
o Para el caso del secador de pelo, la representacin de dicho sistema podra ser:
(Pahl & Beitz, 2005) / Sar http://officeimg.vo.msecnd.net/en-us/images/MH900352736.jpg ;
http://officeimg.vo.msecnd.net/en-us/images/MH900351632.jpg
El Sistema
Tecnolgico
SEPARAR
aire Aire caliente
Ruido
On / off
Intensidad
F.H.
E.E.
Humedad
Pelo seco
Calor
Pelo hmedo
SEPARAR
aire Aire caliente
Ruido
On / off
Intensidad
F.H.
E.E.
Humedad
Pelo seco
Calor
Pelo hmedo
Control
Manual
-
Clasificacin de los Sistemas Tecnolgicos:
o De acuerdo con el flujo principal que transforman o manejan, los Sistemas Tecnolgicos se pueden clasificarse como:
o Mquinas (Energa), mecnica, trmica, elctrica, qumica, tambin: Fuerzas, corriente, calor
o Aparatos (Materia) gas, lquido, slidotambin polvo, materia prima, componentes, piezas de trabajo, personas, etc..
o Instrumentos o Equipos (Seales e/o informacin) magnitud, color, datos, ruido, ordenes, luces, olores, etc..
========= 0 ========
o Ejercicio: Ejercico CNs y Clasific ST.pptx
(Pahl & Beitz, 2005) / Sar
Sistemas
Tecnolgicos:
-
DESCOMPOSICIN
FUNCIONAL
-
Generalidades
Palh & Beitz, 2005
Dividir cada problema en tantas pequeas partes como fuese posible y necesario para resolverlo mejor.
Descartes 1637
Descomposicin funcional:
Modelo de
relaciones
(Pahl& Beitz)
Relaciones
funcionales:
Concepto de
Sistema Subsistema
-
La estructura funcional
Definicin
Modelo o representacin de un sistema tcnico en el cual:
Se describe el orden interno (estructura o relaciones Lgicas) de
un artefacto.
Dicho orden se expresa trminos de las funciones y sus
relaciones a travs de los flujos de Materia, Energa y Seal.
El arreglo resultante permite que se cumpla la funcin principal
del artefacto.
Descomposicin funcional:
-
Descomposicin Funcional
Anlisis de Objetos,
Artefactos o Sistemas
Tecnolgicos Existentes:
Tiene como fin entender el
funcionamiento del objeto en
si y determinar el porque de
la presencia de los
diferentes componentes para
la realizacin de la funcin
principal de dicho objeto, (descubrir la funcin que
desempea cada parte dentro del
sistema u objeto).
Diseo de Sistemas
Tecnolgicos Nuevos:
Tiene como finalidad
identificar las relaciones
lgicas entre flujos y
funciones de modo que se
puedan ilustrar los
procesos que ocurren
dentro del sistema y que
garantizan el cumplimiento
de la Funcin Principal.
Nuevos Sistemas Tecnolgicos
-
Ejercicio, Anlisis de Funciones
Conseguir un objeto o artefacto que se pueda
desensamblar, preferiblemente de accionamiento
y control manual, que tenga al menos 7
componentes o partes. (conseguir 2 o 3 para seleccionar uno).
Traer para la prxima clase, dicho objeto con las
herramientas requeridas para su desensamble y
re-ensamble.
NO PUEDE SER:
Portaminas, Linterna de pilas, Navaja, Juguete, cafetera, secador de pelo, destornillador elctrico,
sacacorchos...
-
Ejemplo tipo 1:
Cafetera de Pistn:
1-Caja Negra?
(Tablero)
-
Cafetera
de Pistn:
2- Identificacin de
Componentes:
-
Cafetera
de Pistn:
3- Identificacin de
varias Funciones por
componente, mnimo,
tres para cada uno:
(ver cuadro de funciones siguiente:)
-
Clases de funcin, Funciones
bsicas y sinnimos (Otto & Kristin, Product Design, 2001)
Clase Funcin bsica
Clase de flujo restringido
Sinnimos
Canal, cause o conductos
Importar Entrar,
recibir, permitir,captar
Exportar Descargar, Expulsar,
Disponer, Eliminar
Transferir
Transportar materia
Levantar, mover
Transmitir energa
Conducir, transmitir
Guiar
Trasladar Dirigir, enderezar, conducir
Rotar Girar, voltear
Permitir grados de libertad
Restringir, desbloquear
-
Clases de funcin, Funciones
bsicas y sinnimos (Otto & Kristin, Product Design, 2001)
Clase Funcin bsica
Clase de flujo restringido
Sinnimos
Soportar
Parar Aislar, proteger, evitar,
escudar, inhibir, tapar
Estabilizar afirmar
Asegurar Bloquear, fijar, sujetar,
mantener, sostener
Posicionar Orientar, alinear,
localizar
Conectar
Acoplar Ensamblar, unir,
adjuntar
Mezclar Combinar, adicionar,
empacar, juntar
Bifurcar
Separar
Cambiar, dividir, liberar, despegar, desconectar, desensamblar, sustraer
Remover materia
Cortar, pulir, lijar, perforar, tornear
Refinar Purificar, colar, filtrar,
limpiar
Distribuir Divergir, dispersar,
difuminar, vaciar
Disipar Absorber, humedecer,
resistir, difuminar
-
Clases de funcin, Funciones
bsicas y sinnimos (Otto & Kristin, Product Design, 2001)
Clase Funcin bsica
Clase de flujo restringido
Sinnimos
Proveer
Almacenar Contener, colectar,
reservar, capturar
Distribuir Llenar, reponer,
exponer, proveer
extraer
Controlar Magnitud
Accionar Empezar, iniciar
Regular
Controlar, permitir, evitar, habilitar/deshabilitar, limitar, interrumpir
Cambiar
Incrementar, disminuir, amplificar, reducir, aumentar, normalizar, multiplicar, nivelar, rectificar, ajustar
Formar Compactar, aplastar,
formar, comprimir, agujerear
-
Clases de funcin, Funciones
bsicas y sinnimos (Otto & Kristin, Product Design, 2001)
Clase Funcin bsica
Clase de flujo restringido
Sinnimos
Convertir Convertir
Transformar, licuar, solidificar, evaporar, condensar, integrar, procesar, diferenciar
Sealizar
Censar Percibir, reconocer,
discernir, chequear, localizar
Indicar Marcar
Mostrar
Medir Calcular
-
Cafetera
de Pistn:
4- Identificacin de las
funciones especificas de
cada componente en
funcin del objeto:
5- Trazado de un
esquema de flujo, Lnea
de flujo o Estructura
Funcional Simple para el
flujo principal (leer los
flujos a travs de los
componentes):
-
Cafetera
de Pistn:
6- Estructura Funcional
con flujos secundarios o
complementarios:
-
Cafetera
de Pistn:
En resumen:
Se construye la
Estructura Funcional a
partir de la identificacin
de las Funciones
Particulares de cada
componente que aportan
al desarrollo de la
funcin principal del
objeto, artefacto o
sistema tecnolgico y los
flujos afectados por
ellos.
-
Ejemplo Tipo 2:
Secador de Pelo
Caja Negra:
Representacin
Esquemtica
Impulsar aire caliente
o frio en determinada
direccin
-
Desensambles e
Identificacin de Partes
No Descripcin 1 Carcaza inferior
2 Rejilla Trasera
3 Filtro del Aire
4 Ensamble Ventilador
5 Soporte
6 Ensamble Resistencias
7 Aislante
8 Rejilla delantera
9 Concentrador
10 Switch aire fro
11 Selector
12 Empaque cable
13 Cable
14 Botn selector
15 Botn aire fro
16 Carcaza superior
1
2 3 4
11
12
5 6 7 8 9
10
13
14
15
16
-
Sub-Ensambles 4 y 6:
4.1
4.2
4.3
5
6.1 6.2
6.3 6.4
6.6
6.5
No Descripcin
4.1 Hlice
4.2 Motor D.C.
4.3 Deflectores
No Descripcin
6.1 Resistencia 1
6.2 Bimetlico
6.3 Resistencia 2
No Descripcin
6.4 Resistencia 3
6.5 Soporte resistencias
6.6 Puente de diodos
-
Ejemplo:
Secador
Hacer la descripcin funcional a travs de los
componentes en el secador.
Vincular los flujos con los componentes y su funcin
principal.
Leer la transformacin de los flujos a travs de los
componentes del Objeto
Comp. 1
Fn. 1
Comp. 2
Fn. 2
Comp. 3
Fn. 3
Comp. n
Fn. n
-
Partes
No Descripcin 1 Carcaza inferior
2 Rejilla Trasera
3 Filtro del Aire
4 Ensamble Ventilador
5 Soporte
6 Ensamble Resistencias
7 Aislante
8 Rejilla delantera
9 Concentrador
10 Switch aire fro
11 Selector
12 Empaque cable
13 Cable
14 Botn selector
15 Botn aire fro
16 Carcaza superior
Desarrollar las lneas de flujo en el tablero
1
2 3 4
11
12
5 6 7 8 9
10
13
14
15
16
-
La estructura funcional (1)
Mtodo de descomposicin funcional (ver Pahl & Beitz, Hubka & Eder, Cross, Ulrich & Eppinger, Roozenburg, Stone).
Pueden hacerse estructuras funcionales de Anlisis o de Sntesis.
Procedimiento:
1. Desarrollar cadenas funcionales para cada uno de los flujos identificados en la caja negra.
2. Identificar funciones comunes entre cadenas.
3. Ensamblar las cadenas desarrolladas en una nica estructura funcional
4. Validar la estructura revisando (i) el cumplimiento de los principios de conservacin, (ii) la correspondencia con la C.N. y (iii) las funciones se enuncian a partir de lo que el artefacto le hace al flujo.
Funcin Principal
E
M
S
E
M
S
-
Proceso de elaboracin (Sugerencia)
1) Identificar los flujos y relacionarlos con los
requerimientos de los usuarios
2) Generar el modelo de caja negra del producto
3) Generar las cadenas funcionales de cada flujo que
entra al sistema
4) Integrar las cadenas funcionales derivadas en una
nica estructura funcional
5) Validar la estructura funcional
La estructura funcional (2)
-
Estructura Funcional
Caso Secador de Pelo:
-
Finalizar Transmisin
Fpg a BC
Importar BC
Fuerza Penetracin/Giro (Fpg)
Botella + Corcho
Botella Corchada (BC)
Fpg
Posicionar BC vs
Sacacorcho
Penetrar Corcho
Integrar F a BC
Extraer Corcho
Finalizar Transmisin
Fe a BC
Botella Descorchada
Fuerza Extraccin (Fe)
Fe
Botella Corcho
Fuerza RXN (Fpg)
Estructura Funcional Sacacorchos
Aplicar Fe Importar Amplificar Conducir
Fuerza RXN (Fe)
Sujetar Corcho
-
Finalizar Transmisin Fpg a BC
Importar BC
Fuerza Penetracin/Giro (Fpg)
Botella + Corcho
Botella Corchada (BC)
Fpg
Posicionar BC vs
Sacacorcho
Penetrar Corcho
Integrar F a BC
Extraer Corcho
Finalizar Transmisin Fe a BC
Botella descorchada
Fuerza Extraccin (Fe)
Fe
Botella Corcho Fuerza RXN Fpg
Estructura Funcional Sacacorchos
Entrar Fe Importar Amplificar Conducir
Fuerza RXN Fe
-
Presentacin del producto
PRODUCTO:
Cafetera Windmere modelo C250 de 10
tazas con las siguientes caractersticas:
o Filtro permanente de malla de nylon
o Depsito de agua con tapa que se abre
hacia arriba
o Interruptor iluminado de encendido y
apagado
o Plato para calentar
o Depsito con indicadores de nivel de agua
o Jarra de cristal templado
o Base antideslizante
Caso de estudio: La Cafetera*
* NOTA: Objeto Diseado, fabricado y ofrecido para preparar bebida caliente de caf.
-
Modelo de Caja Negra
CalorEnerga Elctrica
Caf molido
Agua fra
ON-OFF
Caf caliente almacenado
Ripio de caf almacenado
Vapor de agua
Fuerza Humana Aroma
Ruido
Seal luminosa ON-OFF
SEPARAR
Caso de estudio: Cafetera
Generar Infusin
-
Caso de estudio: La Cafetera
Cadena (Lnea) Funcional del caf
Calor
Caf molido
AromaImportar Almacenar Integrar Separar
Almacenar
Agua caliente + vapor
Ripio de caf
Ripio de caf almacenado
Conducir Almacenar Integrar
Caf caliente almacenado
Vapor de agua
-
Caso de estudio: La Cafetera
Cadena funcional del agua
Ruido
Agua caliente + vapor
Importar Conducir
Almacenar
Agua FraAlmacenar Separar
Nivel de agua
Conducir
Integrar
Calor
-
Caso de estudio: La Cafetera
Cadena funcional de la energa elctrica
Seal luminosa ON-OFFIntegrar Transformar
Importar SepararEnerga Elctrica
Conducir Permitir Permitir
Conducir
Transformar Separar Separar
Nivel de Temperatura
Disminuir Calor (prdidas)
Seal de ON-OFF para activar el flujo de E.E.
Calor (para el agua)
Calor (para el caf)
Seal de ON-OFF para activar la seal luminosa
-
Caso de estudio: La Cafetera
Cadena funcional de la fuerza humana y de las
Seales de ON-OFF
Seal de ON-OFF para permitir el flujo de E.E
Importar Integrar SepararFuerza Humana
Importar ConducirON-OFF
Seal de ON-OFF para activar la seal luminosa
-
Caso de estudio: La Cafetera
Calor
Caf molido
Aroma
Ruido
Seal luminosa ON-OFF
Importar Almacenar Integrar Separar
Almacenar
Agua caliente + vapor
Ripio de caf
Ripio de caf almacenado
Conducir Almacenar Integrar
Importar Conducir
Almacenar
Integrar
Caf caliente almacenado
Agua FraAlmacenar Separar
Nivel de agua
Conducir
Integrar
Transformar
Importar SepararEnerga Elctrica
Conducir Permitir Permitir
Conducir
Transformar Separar Separar
Nivel de Temperatura
Disminuir Calor
Importar Integrar SepararFuerza Humana
Importar ConducirON-OFF
Agua caliente + vapor
Vapor de agua
-
Estructura Funcional:
Caso Destornillador elctrico
-
TDC Aplicacin de la base funcional
Taxonoma de funciones de Pahl & Beitz
Engineering Design and Product Development
Department of Management Engineering
Departamento de Ingeniera de Diseo de Producto
Escuela de Ingeniera Dr. John Restrepo, Ph.D. [email protected]
Ing. Jos F. Martnez, M.Sc. [email protected]
La estructura funcional
-
Taxonoma de funciones de Pahl & Beitz
Engineering Design and Product Development
Department of Management Engineering
Departamento de Ingeniera de Diseo de Producto
Escuela de Ingeniera Dr. John Restrepo, Ph.D. [email protected]
Ing. Jos F. Martnez, M.Sc. [email protected]
La estructura funcional
-
Caso de estudio: la cafetera
Funciones abstractas:
Importar
Almacenar
Integrar
Separar
Conducir
Permitir
Disminuir
La estructura funcional
-
Taxonoma de funciones de Pahl & Beitz
Estructura Funcional (cortador de papas)
Engineering Design and Product Development
Department of Management Engineering
Departamento de Ingeniera de Diseo de Producto
Escuela de Ingeniera Dr. John Restrepo, Ph.D. [email protected]
Ing. Jos F. Martnez, M.Sc. [email protected]
La estructura funcional
-
Taxonoma de funciones de Pahl & Beitz
Representacin de caja negra (cortador de papas)
Engineering Design and Product Development
Department of Management Engineering
Departamento de Ingeniera de Diseo de Producto
Escuela de Ingeniera Dr. John Restrepo, Ph.D. [email protected]
Ing. Jos F. Martnez, M.Sc. [email protected]
La estructura funcional
-
Taxonoma de funciones de Pahl & Beitz
Estructura Funcional (cortador de papas)
Engineering Design and Product Development
Department of Management Engineering
Departamento de Ingeniera de Diseo de Producto
Escuela de Ingeniera Dr. John Restrepo, Ph.D. [email protected]
Ing. Jos F. Martnez, M.Sc. [email protected]
La estructura funcional
-
Taxonoma de funciones de Pahl & Beitz
Estructura Funcional (cortador de papas)
Engineering Design and Product Development
Department of Management Engineering
Departamento de Ingeniera de Diseo de Producto
Escuela de Ingeniera Dr. John Restrepo, Ph.D. [email protected]
Ing. Jos F. Martnez, M.Sc. [email protected]
La estructura funcional
-
Taxonoma de funciones de Pahl & Beitz
Estructura Funcional (cortador de papas)
Engineering Design and Product Development
Department of Management Engineering
Departamento de Ingeniera de Diseo de Producto
Escuela de Ingeniera Dr. John Restrepo, Ph.D. [email protected]
Ing. Jos F. Martnez, M.Sc. [email protected]
La estructura funcional
-
Ejercicio de Anlisis Funcional
..\Re Ingia de Fns\EJERCICIO SOBRE
FUNCIONES.doc