Proceso CAD

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Ingeniería concurrente Ing. Ana Lilia Hernández

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Ingeniería concurrente

Ing. Ana Lilia Hernández

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Dificultades para la Ingeniería Concurrente

Resistencia al cambio ante una nueva forma (filosofía y entorno) de empresa.

La necesidad de contar con una plantilla motivada, orientada a la responsabilidad y a la calidad (trabajo bien hecho y a la primera), y de mejorar su nivel de formación.

La disponibilidad económica para afrontar inversiones en nuevas tecnologías (productivas y de información).

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Implantar ingeniería concurrente en la industria

Es necesario introducir tres tipos de principios:OrganizacionalesMejora de procesosGestión de información

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Organizacionales

Se basan en la introducción de nuevas estructuras organizativas (matriz de jerarquía débil, “task force” o equipos en proyecto).

Actitudes orientadas al servicio al cliente y a la colaboración con proveedores.

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Promoción de la cooperación interdepartamental.

Desaparición de niveles de mando intermedio.

Incremento de la responsabilidad del trabajador y promoción de su autoestima.

Mejora de recursos humanos. Fomento del liderazgo y coordinación.

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Mejora de procesos

Se orienta al desarrollo y mejora continúa de las actividades del ciclo de vida del producto (intentado su paralelización).

Aplicación de tecnologías asistidas por computadora, de metodologías sistemáticas de diseño, de técnicas de control estadístico, etc.

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Gestión de información

Se pretende alcanzar elevados niveles de integración de la información y del conocimiento (“Know-how”).

También la adecuada gestión de los recursos humanos y corporativos de la empresa.

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Ingeniería concurrente e integración empresarial

Integración funcional /departamental (vertical)

Integración temporal (horizontal)Integración interpersonal Integración entre los diferentes

proyectos.

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Integración funcional /departamental (vertical)

Las funciones (y los departamentos) de marketing, de diseño y de fabricación deben trabajar simultánea y coordinadamente en el desarrollo del producto.

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Integración temporal (horizontal)

La empresa se mueve en una triple escala temporal, corto, medio y largo plazo (que debe gestionarse coordinadamente).

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Integración interpersonalLa dirección de la empresa establece sus

objetivos estratégicos. Los mandos intermedios lideran los

proyectos de desarrollo de nuevos productos.

Los operarios realizan las tareas de fabricación.

Para un funcionamiento eficiente: es necesario coordinar (integrar) los objetivos, medios y resultados de los tres niveles jerárquicos.

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Integración entre los diferentes proyectos.

La empresa desarrolla al mismo tiempo diferentes proyectos, de mayor a menor prioridad.

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Mecanismos básicos para la integración:

La racionalización y reestructuración de las actividades que intervienen en el/los procesos a integrar.

Las posibilidades de comunicación y suministro de información que ofrecen las nuevas tecnologías basadas en los sistemas informáticos.

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Impacto de la tecnología

Revolución

Industrial

Las máquinas reemplazaron el trabajo humano

La tecnología de la mecanización reemplazó Los

trabajos manuales.

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Aumentaron los

volúmenes de

producción estándar

Baja en los costos, porque se diseñaron

máquinas para un producto en

específico

Automatización de líneas de

producción

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Automatización Es un desarrollo tecnológico que representa

un conjunto de conceptos que evolucionan (es lógico el siguiente paso en el desarrollo).

Desarrollo en la manufactura automatizada: Centros de maquinado Maquinas de control numérico Robots industriales CAD CAE CAM Sistemas de manufactura flexible Automatización aislada

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Centros de maquinado

Centros inteligentes automáticos que trabajan en coordinación para realizar todo el proceso.

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Máquinas de Control Numérico

Tienen un control digital computarizado.

Un circuito de control retroalimenta la posición de los herramentales durante el proceso y constantemente compara la localización actual con la programada y corrige si es necesario.

Lo cual elimina pérdida de tiempos en todo el proceso.

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Robots industriales Sustituyen al hombre en los trabajos

de manipulación y en otras tareas rutinaria.

Un robot es una máquina reprogramable con múltiples funciones que puede ser programado para que realice un gran número de tareas.

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Diseño de equipo para proceso asistido por computadora

CAD

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Diseño de procesos o sistemas de CAM

Es una mejora del sistema CAD para la aplicación en manufactura.

CAD/CAM: Que incluye la elaboración de instrucciones para manufactura.

Este sistema es muy eficiente para el diseño de la manufactura para pequeños lotes de producto de bajo costo.

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Utilidad del CAD en función del tipo de diseño

Diseño innovadorDiseño adaptativoDiseño variacional

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Diseño Innovador El problema a resolver o la necesidad

inadecuadamente insatisfecha (que pueden ser novedosos o no) se abordan mediante un nuevo “Principio de innovación”.

El principio se puede derivar de la aplicación de técnicas y tecnologías ya existentes o requerir nuevos avances tecnológicos.

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Puede abarcar todo el producto o sólo algunos de sus componentes.

Requiere un esfuerzo especial a lo largo de todas las fases del diseño (ya que la experiencia de diseños anteriores no se podrá usar)

Exige un análisis de su viabilidad tecnológica y económica.

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Diseño adaptativoCuando un nuevo problema se emprender

manteniendo los “Principios de solución” conocidos y establecidos para otros productos.

Que se adaptan en la fase de materialización del diseño a los requerimientos específicos del nuevo problema.

Resultan importantes los materiales, cálculo y fabricación.

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Diseño variacional (o de variantes)Cuando las especificaciones del

problema varían ligeramente. Se pretende resolver mediante la

modificación de un diseño anterior. Supone variación del tamaño y/o

estructura de partes y subconjuntos dentro de los límites establecidos para el rango de productos diseñados.

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Evita la repetición del esfuerzo requerido por el diseño innovador.

El riesgo es que los principios de solución que ofrecen la mejor respuesta para el problema inicial dejen de serlo para el problema actual.

Evitar el uso de diseño variacional fuera del rango de validez para el que se obtuvo la solución inicial

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Aplicaciones del los sistemas CAD

Diseño gráfico Diseño artísticoAnimación Procesamiento y tratamiento de

imágenes Visualización de imágenes en

general

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ArquitecturaElectrónicaAplicaciones de cartografía, topografía, etc.

Diseño industrialInformática

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Etapas de producción CAD

1. Definición del producto.

2. Creación de modelos.

3. Análisis y optimización.

4. Construcción de prototipos.

5. Ensayos y optimización de prototipos.

6. Documentación

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Definición del producto

Consiste en la especificación de las características físicas y funcionales del producto.

¿Qué producto se desea?

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Creación de modelosEl departamento de ingeniería

determina todas las características físicas del producto (dimensiones, materiales, especificaciones).

¿Cómo desarrollar el producto?

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Análisis y optimización

Engloba métodos de cálculo que permiten simular el comportamiento del producto (mecánico, eléctrico y térmico).

Redefinir el producto de forma interactiva-> diseño optimizado.

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Construcción de prototipos

Modelo físico del producto realizado de forma manual

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Ensayos y optimización de prototiposSe comprueba si el prototipo cumple

con las especificaciones o si presenta fallos.

Un ensayo se puede realizar de dos formas (de acuerdo con el tipo del producto y las dimensiones del mismo):En bancos de ensayosEn la realidad

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En banco de ensayos

Se somete el prototipo a la acción de una máquina de laboratorio (banco de ensayos) que le aplica los esfuerzos que habrá de soportar en la realidad.

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En la realidad

El prototipo a escala real se somete a las mismas condiciones físicas y de uso que experimentará durante su vida útil.

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Documentación

Consiste en generar toda la información necesaria para las fases de fabricación que sigue al proceso de diseño. Se divide en: Dibujo de planos de conjunto y detalle. Creación de listas de materiales. Establecimientos de normas de fabricación y

comprobación. Generación de manuales de uso y

mantenimiento. Confección de fichas de características

técnicas.

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Características de un sistema CAD

Modo modelo: en el que se construye un modelo tridimensional del objeto. Debe permitir su visualización dinámica (zoom, desplazamiento y giro)

Modo dibujo: Permite obtener vistas 2D a partir del modelo 3D.

Capas: Son como hojas transparentes que almacenan diversos componentes del mismo dibujo y que el diseñador puede visualizar u ocultar a voluntad.

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Estructura jerárquica de componentes: para trabajar con partes del objeto a diseñar, que son más sencillas de manejar.

Posibilidad de generar información técnica: Utilizando un editor que asocia información alfanumérica a entidades gráficas.

Base de datos global: Almacenamiento todos los datos que se necesiten para realizar el análisis del modelo.

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Uso de periféricos gráficos: personalización de cada uno de ellos (ratón, lápiz óptico, etc.)

Modelado paramétrico y variacional: constituyen dos de las prestaciones para el diseño industrial de productos.

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Bibliografía

Introducción al proyecto de producción: ingeniería concurrente para el diseño de producto. Salvador Capuz Rizo Ed. Univ. Politéc. Valencia, 1999 - 218 páginas.

Introducción al diseño paramétrico: con Autodesk Mechanical Desktop. Rafael Álvarez Cuervo, Jorge Roces García. Universidad de Oviedo, 2005 - 373 páginas