In 95 032 ANÁLISIS Y DISEÑO DEL PRODUCTO

(3-0-6. Requisitos: Haber cursado Estática, Dinámica,  Mecanismos, Mecánica de Materiales. 7 IIS)

OBJETIVO GENERAL DE LA MATERIA.

Proporcionarle al alumno las herramientas necesarias para que pueda llevar a cabo un proceso estructurado de diseño a través del cual desarrolle productos manufacturables, competitivos y ecológicos

Introducción al diseño de productos.

TEMAS Y SUBTEMAS DEL CURSO.

1.Diseño Creativo para Competir

1.1.Introducción Diseño y Análisis de Productos, basados en Proyectos Reales
1.2:Toma de conciencia de la necesidad de un cambio cultural
1.3 Definición de diseño.
1.4 El proceso de diseño.

1.4.1 Reconocimiento de una necesidad.
1.4.2 Conceptualización y creatividad.
1.4.3 Determinación de la factibilidad del diseño.
1.4.4 Establecer los criterios y los objetivos.
1.4.5 Análisis y síntesis en el proceso de diseño.
1.4.6 La división del trabajo y la estructura organizacional.
1.4.7 Diseño preliminar.
1.4.8 Diseño de detalle.
1.4.9 Patentes.

1.5 Otras consideraciones importantes en diseño.

1.5.1 Ciclo de vida del producto.
1.5.2 Consideraciones sobre factores humanos.
1.5.3 Diseño para manufactura y ensamble.
1.5.4 Facilidad de mantenimiento.
1.5.5 Ingeniería concurrente.

1.6 Tecnologías avanzadas para el proceso de diseño.

1.6.1 Diseño ingenieril apoyado por computadora.
1.6.2 Manufactura asistida por computadora.

2. El proyecto de diseño de productos y qué etapas se requieren

2.1 El proceso de diseño: Etapas, fases y niveles jerárquicos
2.2   El rol de la modelación y la comunicación.
2.3   Tipos de modelos usados.
2.4  Diseño Como solución de problemas
2.5  Diferentes tipos de diseño

2.5.1. Diseño de selección
2.5.2.  Diseño de configuración
2.5.3.  Diseño paramétrico
2.5.4.  Diseño original 
2.5.5.  Otros tipos de diseño

2.6. Diseño como refinamiento de representaciones abstractas
2.7.   El Análisis Paramétrico de Productos como herramienta de diseño

3.   Requerimientos del Cliente.

3.1. Despliegue de la función de calidad (QFD)
3.2.   La “casa” de calidad
3.3.   La voz del cliente - Modelo de calidad de KANO
3.4.   Convirtiendo lo que los clientes quieren en parámetros de ingeniería
3.5.   Matriz de relaciones
3.6.   Cuantificando los parámetros de ingeniería
3.7.   Matriz de correlaciones e identificación de conflictos
3.8.   Benchmarks como herramientas de diseño
3.9.   Cuatro fases del QFD

4.    Métodos para encontrar soluciones al diseño

4.1. Métodos auxiliares de búsqueda de soluciones

4.1.1. Lenguajes de diseño mecánico
4.1.2.   El elemento humano en el diseño: Control del procesamiento de información
4.1.3.   El principio de variar y la matriz morfológica
4.1.4.   Lluvia de ideas
4.1.5.   Diagramas de espinas de pescado4.1.6.   Descomposición funcional

4.2. Catálogos de diseño y manuales
4.3. Axiomas de diseño 
4.3.1. Axioma de independencia de los requisitos de funcionamiento
4.3.2. Axioma de minimización del contenido de información

5.   Generación de conceptos

5.1 Introducción a la generación de conceptos.

5.1.1 Implementación de los requerimientos funcionales.
5.1.2 Matrices morfológicas.

5.2 Evaluación de conceptos.

5.2.1 Determinación de los criterios de selección.
5.2.2 El método de la comparación directa.
5.2.3. El método de selección Pugh.

5.3 Consideraciones de independencia funcional en diseño.

5.3.1 Axioma de independencia funcional.
5.3.2 Axioma de mínima información.

6. Selección de materiales y procesos.

6.1 Análisis de los requisitos del material.

6.2 Especificaciones y estándares sobre materiales.

6.3 Selección y evaluación de materiales candidatos.

6.4 Consideraciones sobre procesos de fabricación.

7. Modelación y simulación.

7.1 Modelación heurística.

7.2 Modelación matemática.

7.3 Análisis dimensional.

7.4 Leyes de similitud en la evaluación de modelos.

7.4.1 Similitud geométrica.
7.4.2 Similitud cinemática.
7.4.3 Similitud dinámica.

7.5 Modelación numérica y métodos semianalíticos.

7.5.1 El método de diferencias finitas.
7.5.2 El método de elementos finitos.

8. Diseño para manufactura y diseño para ensamble

8.1. ¿Porqué diseño para manufactura y ensamble?
8.2. Reglas y principios generales de diseño para manufactura
8.3. Ajustes y tolerancias en el proceso de diseño

8.3.1. Introducción 
8.3.2. Factores que afectan los ajustes y las tolerancias
8.3.3. Tolerancias, procesos de manufactura y costos
8.3.4. Dimensiones preferidas
8.3.5. Ajustes de juego, de interferencia y de transición

8.4. Tolerancias de forma y posición

8.5. Diseño para ensamble

8.5.1. Selección del método de ensamble
8.5.2. Diseño para ensamble manual
8.5.3. Diseño para ensamble automático

8.6. Diseño para maquinado

8.6.1. Diseño para torneado
8.6.2. Diseño para fresado
8.6.3. Diseño para taladrado
8.6.4. Diseño para fundición

8.7. Diseño de piezas de plástico para inyección

8.8. Diseño para formas perdidas

8.9. Diseño para forja

9. Comunicación en ingeniería (Tema de autoestudio).

9.1 El reporte ingenieril.

9.1.1 El resúmen.
9.1.2 La introducción.
9.1.3 El enfoque técnico.
9.1.4 Arreglo de pruebas.
9.1.5 Procedimiento.
9.1.6 Resultados y discusión.
9.1.7 Conclusiones.
9.1.8 Referencias.
9.1.9 Apéndices.

9.2 Preparación de propuestas.

9.2.1 Planteamiento del problema y descripción del estado del arte.
9.2.2 Objetivo(s).
9.2.3 El enfoque técnico.
9.2.4 Presupuesto.
9.2.5 Recursos y organización.

9.3 Presentaciones orales.

9.3.1 Organización de la presentación.
9.3.2 Uso de apoyos visuales.
9.3.3 Tipos de apoyos visuales.

OBJETIVOS ESPECIFICOS DE APRENDIZAJE POR TEMA.

1.1.Definir el diseño y análisis de Productos, basados en Proyectos Reales

1.2:Hacer conciencia en la necesidad de un cambio cultural

1.3 Definir el concepto de diseño.

1.4 Identificar y comprender las etapas del proceso de diseño.

1.5 Entender el carácter multidisciplinario del proceso de diseño.

1.6 Conocer las nuevas tecnologías que se tienen disponibles para apoyar el proceso de diseño.

2.1  Conocer el proceso de diseño: Etapas, fases y niveles jerárquicos

2.2  Aprender el rol de la modelación y la comunicación.

2.3  Conocer los tipos de modelos usados.

2.4 Definir el diseño como solución de problemas

2.5 Conocer los diferentes tipos de diseño

2.6  Entender el diseño como refinamiento de representaciones abstractas

2.7  Conocer los Análisis Paramétrico de Productos como una herramienta de diseño

3.1  Conocer y usar el despliegue de la función de calidad (QFD)

3.2   Conocer La “casa” de calidad

3.3   Entender la voz del cliente – por medio del Modelo de calidad de KANO

3.4   Entender lo que los clientes quieren para convertirlo en parámetros de ingeniería

3.5   Entender la Matriz de relaciones

3.6   Entender el cuantificando los parámetros de ingeniería

3.7   Conocer la Matriz de correlaciones e identificación de conflictos

3.8   Entender el Benchmarks como herramientas de diseño

3.9   Conocer las cuatro fases del QFD

4.1  Conocer los métodos auxiliares de búsqueda de soluciones

4.2  Investigar y conocer catálogos de diseño y manuales

4.3  Conocer los axiomas de diseño 

5. Aprender técnicas que permitan la elaboración de conceptos factibles y competitivos.

5.1 Conocer técnicas para conformar de manera conceptual soluciones de diseño.

5.2 Entender y aplicar los diferentes métodos para la evaluación y selección de conceptos.

5.3 Utilizar los axiomas de independencia funcional y mínima información para evaluar productos de diseño.

6. Comprender el impacto tecnológico de la selección de materiales y procesos de manufactura en el diseño de un producto.

6.1 Saber determinar los requisitos del material.

6.2 Conocer las especificaciones y estándares sobre materiales.

6.3 Conocer técnicas para la selección adecuada de materiales.

6.4 Conocer los diferentes procesos de manufactura que se usan comunmente en la industria, reconociendo sus limitaciones y restricciones.

7. Conocer las herramientas disponibles para evaluar cuantitativamente un diseño.

7.1 Conocer la técnica de modelación heurística.

7.2 Entender la importancia y utilización de las técnicas de modelación matemática.

7.3 Entender la importancia de análisis dimensional para la modelación experimental.

7.4 Conocer las bases para la elaboración de modelos a escala y prototipos.

7.5 Conocer los métodos de simulación numérica y los métodos semianalíticos que se usan comunmente en el proceso de diseño.

8.1  Definir porque el diseño para manufactura y ensamble

8.2  Conocer las reglas y principios generales de diseño para manufactura

8.3  Aprender los ajustes y tolerancias en el proceso de diseño

8.4  Conocer sobre ajustes y tolerancias en los proceso de manufactura y los costos de ellos, conocer tambien el cocepto de dimensiones preferidas, los conceptos de ajustes de juego, de interferencia y de transición

8.4. Conocer las tolerancias de forma y posición

8.6. Conocer el diseño para ensamble

8.7. Investigar sobre el diseño para maquinado

8.10. Investigar sobre el diseño de piezas de plástico para inyección

8.11. Investigar sobre el diseño para formas perdidas

8.12. Investigar sobre el diseño para forja

9 Ser capaz de comunicar adecuadamente información técnica.

9.1 Elaborar reportes ingenieriles con calidad.

9.2 Saber preparar propuestas técnicas para proyectos ingenieriles.

9.3 Ser capaz de realizar una presentación ingenieril efectiva.

 

METODOLOGIA SUGERIDA Y ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

1. Exposición de los temas por parte del maestro.
2. Tareas y trabajos dirigidos.
3. Presentación de casos prácticos.
4. Utilización de herramientas computacionales.
Elaboración de un trabajo final en el que se apliquen los conceptos aprendidos en el curso para realizar un diseño.

TIEMPO ESTIMADO PARA CADA TEMA

Tema 1  3 hrs.
Tema 2  4 hrs.
Tema 3  6 hrs.
Tema 4  5 hrs.
Tema 5  9 hrs.
Tema 6  4 hrs.
Tema 7  7 hrs.
Tema 8  6 hrs.
Tema 9  1 hrs.
Examen 3 hrs.
Total 48 hrs.

POLITICAS DE EVALUACION SUGERIDAS

3 examenes parciales 60% (20% cada uno).
1 examen final integrador 15%
1 trabajo final integrador 25%

El alumno deberá haber tenido un promedio de calificaciones mayor ó igual a 7 en las tareas asignadas durante el transcurso del semestre como requisito indispensable para tener derecho a entregar el trabajo final.Los alumnos formaran equipos de 2 a 3 personas para cada micro proyecto y para el proyecto final.

LIBRO(S) DE TEXTO

LIBRO(S) DE CONSULTA

MATERIAL Y/O SOFTWARE DE APOYO

PERFIL DEL MAESTRO

Ingeniero mecánico con maestría o doctorado en ingeniería mecánica, sistemas de manufactura o un área afín. Es muy recomendable que el maestro tenga experiencia por haber participado en proyectos de diseño.