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C A P Í T U L O 1

Diseño

Esbozo de capítulo1.1

Introducción 1

1.2 El Proceso de Diseño 41.2.1 Estudio de caso 8

1.3 Diseño total 10

1.3.1 Mercado 10

1.3.2 Especificación 10

1.3.3 Diseño conceptual 121.3.4 Diseño detallado 12

1.3.5 Fabricación 12

1.3.6 Ventas/de marketing 13

1.3.7 Flujos de Información de Diseño totales y Actividades 13

1.4

Diseño sistemático 15

1.5

Diamante doble 17

1.6

Concibe, Diseño, Implementa, Opera (CDIO) 17

1.7

Diseño para Seis Sigma 17

1.8

Optimización de diseño 18

1.9

Etapa-Proceso de Puerta 19

1.10

La Base de Tecnología 20

1.11

Conclusiones 22 Referencias 22 Lectura más Lejana 23Nomenclatura 24

AbstractoLos objetivos de este libro son para presentar unn overview del proceso de diseño y para introducirla tecnología y selección de un número de elementos de máquina específica que son fundamental auna gama ancha de aplicaciones de diseño de ingeniería mecánicas. Este capítulo introduce el

proceso de diseño de un inventor perspectiva, y diamante doble, a modelos más formales como“etapa y diseño total- o fase-revisiones de puerta.

1 . 1 I ntroducción

El diseño “de plazo” es popularly utilizado para referir a un objeto es un esthetic aspecto, con

específico reference a su forma u outward aspecto así como su función. Por ejemplo, nosotros

Ingeniería de Diseño mecánico Handbook . http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-08-097759-1.00001-0

Copyright © 2014 Elsevier Ltd. Todos los derechos reservaron. 1

A menudo referir a ropa de diseñador, iconos de diseño, y coches bonitos, ejemplos de los cuales están

dados en Figuras 1.1 y 1.2. En estos ejemplos, los productos cumplen una gama de requisitos respecto a

impacto visual, i.e. Algo que apela a nuestra percepción visual, y función técnica, ambos de los cuales son

http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-08-097759-1.00001-0

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12 Capítulo 1

importantes en definir tan-diseño bueno llamado.” El diseño “de palabra” está utilizado como ambos un sustantivo y un verbo, y lleva una gama ancha de

contexto- asociaciones y significados sensibles. Cuando declarado por George Cox en el Cox Revisión

(Cox, 2005), “el diseño es lo que enlaza creatividad e innovación. Lo Formas ideas para acontecer

práctico y atractivo propositions para usuarios o clientes. El diseño puede ser descrito como la creatividad

desplegó a un fin específico.” En diseño de esencia puede ser considerado para ser el proceso de concebir,

desarrollando, y realizando productos, artifacts, procesos, sistemas, servicios, y experiencias con el

objetivo de cumplir necesidades identificadas o percibidas o deseos típicamente trabajando dentro de

constreñimientos definidos o negociados. Este proceso puede dibujar a y synthesize principios,

Figura 1.1Piaggio Vespa, el cual estuvo lanzado en 1946. El

Vespa era un ejemplo temprano de monocoque

construcción donde la piel y el marco están

combinados como construcción sola para

proporcionar rigidez apropiada y montando para el

vehicle componentes y jinetes.



PÁGINA 13

Conocimiento, habilidades de métodos, y herramientas de un espectro ancho de las disciplinas que

dependen en la naturaleza de la iniciativa de diseño y actividad.

El diseño de palabra viene del latino “designare,” el cual significa para designar o marca fuera. El diseño

puede ser tomado para significar todos los procesos de concepción, invención, visualización, cálculo,

refinamiento, y especificación de detalles que disuadenmine la forma de un producto. El diseño

generalmente empieza con cualquiera una necesidad o un requisito o, alternativamente, una idea. Acaba con

un conjunto of dibujos o representaciones de ordenador y otra información que habilita un producto para ser

fabricado y utilizó.

El diseño puede ser considerado como “la actividad total necesario de proporcionar un producto o proceso

para conocer una necesidad de mercado.” Esta definición viene de la SEMILLA (Compartiendo

Experiencia en Diseño de Ingeniería) organización, el cual es ahora el DESIG (Educación de Diseño Grupo

de Interés Especial de la Sociedad de Diseño) (ve Pugh, 1990).

Según una Academia Real de Engineering panfleto, la ingeniería puede ser definida tan,

La disciplina, arte y profesión de adquirir y aplicando científico, matemático, económico, conocimiento

social y práctico para diseñar y estructuras de complexión, máquinas, dispositivos, sistemas, materiales y

processes que sin incidentes realizar soluciones a las necesidades de sociedad.

Esta definición no es atribuida a un individuo solo, y el Accreditation Tablero para Ingeniería y Tecnología

(INSTIGA, 2011), el Institution de Ingenieros Mecánicos, y la Academia Nacional de Ingeniería (2004)todos tienen definiciones similares para ingeniería donde científico y mathematic los principios están

aplicados para diseñar, desarrolla, y deartefactos de hígado, productos, y sistemas para realizar un societal,

anuncio, o requisito de organización u oportunidad.

El diseño “de ingeniería de los plazos” y “ingeniería de diseño” son a menudo utilizado interchangeably. La

inclusión de la ingeniería de palabra en ambos suggests que implican la aplicación de conocimiento

científico y matemático y principios. Puede ser útil de pensar de “diseño de ingeniería” en conexión con

“ciencia de ingeniería” como la hebra de ingeniería

Figura 1.2

El Audi TT, el cual era originalmente lanzado en 1998 y

es un contender para los deportes más atractivos coche

del vigésimo siglo. Cortesía de figura de Audi.



12 Capítulo 1

Influyendo

Factores

Iteration

Figura 1.3

La aproximación para diseñar de” el inventor tradicional y “familiar.

que está preocupada con aplicación, designing, fabricación, y edificio. Ingeniería de diseño sugiere un proceso en qué ingeniería (científico y matemático) las aproximaciones están aplicadas en la realización de

actividades que empezaron con un concepto de diseño o propuesta. Aun así, tales distinciones reprincipal

sutil y sujeto a contexto.

1 . 2 El Proceso de Diseño

Procesos de diseño abundan y ha sido ampliamente documentado, con muchas escuelas de diseño, diseño

consultancies, y empresas de ingeniería que desarrollan su marca propia de aproximaciones (p. ej. ver

Clarkson y Eckert, 2005). Generalmente citó conocidohods incluir la aproximación educativa CDIO

(concibe, desarrolla, implementa, operar), diseño total, diamante doble, seis sigma, MDO (multiobjective

optimización de diseño), y gated revisiones. Procesos de diseño pueden ser en términos generales

categorized como actividad-basado, involving generación, análisis, y evaluación, y etapa-basado,implicando fases distintas de, por ejemplo, aclaración de tarea y diseño conceptual. Es también ampliamente

reconoció que diseño de aproximación de practicantes experimentado en una manera diferente a novato

designers (p. ej. ver Unhmed et al., 2003).



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De vuestra experiencia propia, probablemente sabes aquel diseño puede consistir de examinar una

necesidad de diseño y trabajando en el problema pormedio o f sketches, modelos, brainstorming,cálculos como necesario, desarrollo de styling tan apropiado, haciendo seguro el producto cabe junto y

puede ser fabricado, y cálculo de los costes. El proceso de diseño puede ser representado schematicallya levels de creciente formality y complejidad. Figura 1.3 representa la aproximación tradicional

asociada con lone inventores. Este modelo comprende la generación de la “idea brillante,” los dibujos

y los cálculos que dan forma o forma a la idea, juicio del diseño, y reevaluation si necesario, resultando

en la generación del producto de fin. El proceso de evaluación y reworking una idea es común en

diseño y está representado en el modelo por el iteration unrrow tomando la actividad de diseño

respalda un paso de modo que el diseño puede ser mejorado. Figura 1.4 ilustra los resultados posibles

de este proceso para un casco que proporciona visión periférica e inversa.Figura 1.5 espectáculos una descripción más formal del proceso de diseño que podría ser asociado con

los ingenieros que operan dentro de una estructura de administración de empresa formal. Los varios

plazos utilizaron en Figura 1.5 está descrito en el texto siguiente.

Reconocimiento de A menudo el diseño empieza cuándo un individual o company reconoce una necesidad, o identifica un

Necesidad mercado potencial, para un producto, dispositivo, o proceso. Alternativamente “la necesidad" puede ser definida

Cuando la situación en el cual una empresa decide a reengineer uno de sus productos de existir (por ejemplo, produciendo un modo de

coche nuevol). La declaración de necesidad es a veces referido a como el breve o el mercado breve.

La definición de Esto implica todas las especificaciones ofthe producto o proceso para ser diseñado. Por ejemplo,

Problema esto podría incluir entradas y producciones, características, dimensions, y limitaciones encima

Cantidades.

Síntesis Esto es el proceso de combinar las ideas desarrollaron a una forma o concepto, el cual

Ofertas una solución potencial al requisito de diseño. La síntesis “de plazo" puede ser familiar de su uso en química, donde suele

describir el proceso de producir un compuesto por una serie de reacciones de otras sustancias.

Análisis Esto implica la aplicación de ciencia de ingeniería, i.e. Los temas exploraron extensively dentro

Cursos de ingeniería tradicional como statics y dinámica, mecánica de materiales, flujo de fluido, y

transferencia de calor. Estas herramientas “de ingeniería" y techniques puede soler examinar el diseño

para dar quantitative información como si es bastante fuerte u operará en una temperatura aceptable. El

análisis y la síntesis invariablemente van juntos. La síntesis significa poner algo junto y el análisis significa

resolver algo a sus partes de elector o tomándolo a piezas. Los diseñadores tienen que synthesize algo

antes de él puede ser analizado. Esto es el pollo famoso y el escenario de huevo! Cuándo un producto está

analizado, alguna clase de deficiency o inadequacy puede ser identificado aquello requiere la síntesis de

una solución nueva previa a reanalysis y repetition ofthe el proceso hasta una solución adecuada está

obtenido.

Optimización Esto es el proceso de repetitively refinado un conjunto de a menudo-conflicting criterios para conseguir elMejor compromise.

Evaluación Esto es el proceso de identificar si el diseño satisface los requisitos originales. Él

Puede implicar valoración ofthe análisis, testaje de prototipo, y búsqueda de mercado.



12 Capítulo 1

Unlthough Figuras 1.3 y 1.5 al principio diseño de espectáculo de la mirada que ocurre en una modasecuencial, con una tarea que sigue otro, el proceso de diseño de hecho puede ocurrir en un paso

adelante, el paso respalda moda. Para instance, puedes proponer una solución a la necesidad de diseñoy entonces actuar algunos cálculos o juicios, los cuales indican que la propuesta es inadecuada. Una

solución nueva necesitará ser puesta adelante y las valoraciones más lejanas hicieron. Esto está sabido

como el iterative proceso de diseño y forma una parte esencial de refinado y mejorando la propuesta

de producto. El nonlinear la naturaleza de diseño está considerada por Sala y Childs (2009).

Figura 1.4

Casco panorámico por Alberto Meda y Denis Santachiara. (Un) La

necesidad: para ser capaz de ver detrás

Tú. (b) La idea: Un enlace óptico que utiliza fibra optics y lenses. (c)

Práctico sketches mostrando el concepto. Fuente: Manzini, 1989.



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Nota que los gráficos de flujo mostrados en Figuras 1.3 y 1.5 no represent un método de diseño sino

una descripción de lo que de hecho ocurre dentro del proceso de diseño. El método de diseño utilizó

es a menudo único al ingeniero o equipo de diseño. Metodología de diseño no es una ciencia exacta y

hay de hecho ningún guaranteed methods de diseño. Algún trabajo de diseñadores en una moda

progresiva, mientras otros trabajan en varios aspectos simultáneamente.

Figura 1.5

El proceso de diseño que ilustra algunos de los pasos iterativos asociaroncon el proceso.



12 Capítulo 1

1.2.1

Estudio de caso

El proceso identificado en Figura 1.6 puede ser ilustrado por ejemplo. Siguiendo algunos initial

valoraciones de mercado, el Tablero de una empresa de maquinaria de la planta ha decidido

proceder con el diseño de un producto nuevo para transportar pallets alrededor de fábricas. El

Tablero ha dentro importar un forklift camión, pero no desea para apremiar el equipo de diseño a

este concepto sólo. El proceso del diseño puede ser visto en los plazos de las etiquetas utilizaron en

Figura 1.5.

Reconocimiento de Necesidad (o el mercado Breve)

La empresa ha identificado un mercado potencial para un nuevo pallet-moviendo dispositivo.

Definici ón de Problema

Una especificación llena del producto deseado por la empresa tendría que ser escrita. Esto deja el

equipo de diseño para identificar si sus propuestas de diseño conocen la petición original. Aquí una

lista larga de necesidades de información para ser desarrollado y aclarado antes del diseño puede

proceder.

Por ejemplo, para el pallet-moviendo ser de dispositivo exploró aquí esto probablemente incluiría

aspectos para consideración como:

1. Qué medidas de pallet es para ser movido?

2. Qué es la masa máxima en el pallet?

3. Qué es la medida máxima de la carga en el pallet?

4. Qué gama de materiales es para ser movido, y es los materiales packaged?5. A qué altura máxima tiene que el pallet ser lifted?

6. En qué terreno tiene que el pallet-moviendo el dispositivo opera?



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7. Qué gama está requerida para el pallet-moviendo dispositivo?

8. Es un combustible de fuente de/energía particular para ser utilizado? Qué lifetime está requerido?

9. Allí está fabricando constreñimientos para ser considerados?

10. Qué es el precio de ventas del objetivo?

11. Cuántas unidades pueden el mercado sostiene?

12. Es el dispositivo para ser automático o manned?

13. Qué necesidad de constreñimientos legal para ser considerado?

Esta lista no es exhaustiva y requeriría consideración más lejana. El paso próximo es para cuantificar

cada cual de los criterios. Para caso, la especificación puede ceder que estándar sized pallets, veFigura 1.6, está implicado; el maximum carga para ser movida es 1000 kg; el volumen máximo de la

carga es 2 m3; el logra tiene que ser hasta 3 m; el uso es en la fábrica floo y superficies de asfalto; el

pallet-moviendo el dispositivo tiene que ser capaz de mover un solo pallet 100 m y tiene que ser capaz

de repetir esta tarea al menos 300 tiempo antes de refueling si necesario; electricidad, gas, o diesel

combustible; siete-año lifetime; producción en un país europeo Del este; el objetivo que vende precio

9000 Euros; 12,000 unidades por año; manned uso; diseño a ISO (Organización Internacional para

Estandarización) y país de objetivo estándares nacionales (p. ej. ver BS ISO 509, BS ISO 6780, BS

EN ISO 445, BS EN 1726-1, BS EN 13,545, 99/705,213 DC, ISO, 18,334, 99/712,554 DC, BS 3726,

BS 5639-1, y BS ISO 2330).

S í

ntesisEsto es a menudo identificado como la etapa formativa y creativa de diseño. Algunos las ideas

iniciales tienen que ser propuestas o generadas en orden para ellos para ser evaluado y mejoró. Los

conceptos pueden ser generados por imaginación, experiencia, o por el uso de diseño techniques como

gráficos morfológicos. Alguna evaluación tendría que ser hecha en esta etapa para reducir el número

de los conceptos que requieren trabajo más lejano. Varios techniques es disponible para esto,

incluyendo mérito y adequacy valoraciones.

Figura 1.6

Pallet Dimensiones y terminología. Fuente: Ve BS ISO 509, 99/712,554 DC, y 99/712,555 DC.



12 Capítulo 1

An álisis

Una vez un concepto ha sido propuesto, entonces puede ser analizado para determinar si componentes

de elector pueden conocer las demandas colocaron en ellos en plazos de rendimiento, manufacture,

coste, y cualquiera otros criterios especificados. Alternativamente, análisis techniques puede soler

determinar qué medida la necesidad de componentes para ser para conocer las funciones requeridas.

Optimizaci ón

Inevitablemente hay conflictos entre requisitos. En el caso de tél forklift camión, medida,

maneuverability, coste, esthetic apelación, facilidad de uso, estabilidad, y la velocidad no esnecesariamente todo de acuerdo con cada cual otro. Minimización de coste puede pedir compromises

en materialUso y fabricando métodos. Estos consideranations parte de forma de la optimización del producto que

produce el mejor o más aceptable compromise entre los criterios deseados. La optimización estáconsiderada más allá en Sección 1.8.

Evaluaci ón

Una vez un concepto ha sido propuesto y seleccionado y los detalles de medidas de componente,

materiales, fabricación, costes, y el rendimiento salió, es entonces necesario de evaluarlo. Hace el

diseño propuesto cumple la especificación? Si aparece a, entonces pielther evaluación por uso y

clientes potenciales de manifestantes de prototipo pueden ser apropiados de confirmar la funcionalidad

del diseño, reacción de cliente del juez, y proporcionar información en si cualesquier aspectos de la

necesidad de diseño para ser reworked o refined.

1 . 3 Diseño total

El proceso de diseño ha sido el foco de búsqueda para muchos años, y un número de modelos de diseño

y las metodologías son disponibles. Metodología de diseño es un marco dentro del cual el diseñador

puede practicar con thoroughness. Uno tal aproximación, diseño total llamado,” ha sido propuesto por

el programa de SEMILLA (1985) y Pugh (1990) y está ilustrado schematically en Figura 1.7. Esto

muestra las actividades de núcleo de diseño: marketing, especificación, diseño conceptual, diseño

detallado, y el marketing que/vende. Tan dentro Representa 1.3 y 1.5, la naturaleza iterativa de diseño

es accounted para dónde trabajo en unos resultados de diseño en la necesidad de volver y rehacer

trabajo anterior para producto un diseño global mejor para conocer los requisitos. De hecho, es a veces

necesario de volver varios niveles. Un ejemplo podría ser el descubrimiento en manufacture etapa queun elemento no puede ser hecho como envisaged y un concepto nuevo está requerido. Idealmente tal

descubrimiento no tendría que ocurrir, cuando cada otro nivel del proceso de diseño ilustrado en Figura

1.7 tendría que ser considerado en cada etapa. Cada cual del diseño unctivities ilustró en Figura 1.7 estádescrito en más detalle en el texto siguiente. Cuando es el mismo ser de proceso describió, estas

descripciones son similares a aquellos descrito para Figura 1.5.



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1.3.1

Mercado

La fase de mercado refiere a la valoración de oportunidades de ventas o necesidad percibida para

actualizar un producto de existir que resulta en una declaración a veces llamó el mercado breve, el

diseño breve, breve, o declaración de necesidad.

1.3.2

Especificación

La especificación implica the declaración formal de las funciones requeridas, características, y

rendimiento del producto o proceso para ser diseñado. Práctica recomendable del



12 Capítulo 1

outset De trabajo de diseño es para producir una especificación de diseño del producto que tendría

que ser formulado de la declaración de necesidad. La especificación de diseño del producto es la

especificación formal del producto para ser diseñado. Actúa como el control para la actividad de

diseño total porque pone las fronteras para el diseño subsiguiente. Los detalles más lejanos de la

especificación de diseño del producto están descritos en Capítulo 2.

Figura 1.7

El núcleo de diseño total.Después de que Pugh (1990).



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1.3.3

Diseño conceptual

Las etapas tempranas de diseño cuándo las decisiones importantes son para ser hecho es a veces diseño

conceptual llamado. Durante esta fase, una idea áspera está desarrollada cuando a cómo un producto

funcionará y lo que parecerá. El proceso del diseño conceptual también puede ser descrito como la

definición de la morfología del producto, cómo está hecho, y su layout.

El diseño conceptual es la generación de soluciones para conocer requisitos especificados. El diseño

conceptual puede representar la suma of todos los subsistemas y partes de componente que van en

para hacer el sistema entero. Ión y Herrero (1996) describe diseño conceptual como un proceso

iterativo comprendido de una serie de generative y evaluative etapas que convergen a la solución

preferida. En cada etapa de iteration, los conceptos están definidos en el detalle más grande que deja

evaluación más minuciosa. Es importante de generar tan muchos conceptos e ideas como posible ocuando es económicamente expedient. Hay una tentación para aceptar el primer prometedor concept y

proceder toward diseño detallado y el producto final. Esto tendría que ser resistido, cuando tales

resultados invariablemente pueden ser bettered. Vale anotar que más pronto o más tarde vuestro diseño

tendrá que competir contra aquellos de otros fabricantes, así que el generation de los conceptos

desarrollados es prudent. Algunos métodos como brainstorming, SCAMPER, y el análisis morfológicoutilizó a ayuda la generación de conceptos está descrita en Capítulo 3.

1.3.4

Diseño detallado

La fase de diseño detallada consiste de la determinación de la forma específica y medida de

componentes individuales, qué materiales tendrían que ser utilizados, cómo cupieron juntos, y elmétodo de fabricación. Uso de marcas de diseño detallado de las muchas habilidades adquiridas y

desarrollado por ingenieros en las áreas de análisis. Es la fase de diseño detallada que puede tomar

arriba del bulk del tiempo gastado en un diseño. Aun así, cuando implicado más temprano, es sensato a

sólo gastar tiempo en detalles una vez un sensible el concepto ha sido seleccionado.

1.3.5 Fabricación

La fase de fabricación, a pesar de que identificado tan distinto dentro de la estructura, es t ípico de otras

fases en que influye todo el otros. El diseño de cualquier elemento tiene que ser tal que es factible de

fabricarlo! Los materiales seleccionaron tiene que ser compatible con las instalaciones de fabricación y

las habilidades disponibles y en costes aceptables para emparejar requisitos de marketing. La

fabricación es tan importante que estrategias de diseño para reforzar su importancia ha sido

desarrollada, como diseño para asamblea (DFA) y diseño para fabricación (DFM) (ve, para caso,

Boothroyd, 1997). Más recientemente, el concepto de ingeniería concurrente ha acontecido popular. Es

una aproximación sistemática que anima el desarrollador de tél outset para considerar todos loselementos de un producto lifecycle o proceso de concepto a través de la eliminación que incluye

control de calidad, planificando, y requisitos de usuario.



12 Capítulo 1

1.3.6

Ventas/de marketing

La última fase, vendiendo, es naturalmente esencial y tendría que emparejar las expectativas del initial

fase de mercado. Esta fase también tiene un impacto en otras fases dentro del núcleo de diseño.

Información como reacción de cliente al producto, cualesquier fracasos de componente o desgaste,

daño durante embalaje, y transportation tendría que ser alimentado atrás para influir el diseño de

revisiones de producto y diseños futuros.

1.3.7

F luj os de Inf ormación de Diseño totales y Actividades

Las flechas dobles mostradas en Figura 1.7 representa el flujo de información y control de una

actividad a otro así como la naturaleza iterativa del proceso. Para caso, actividad de diseño detallado puede indicar que un aspecto del diseño conceptual no es factible y tiene que ser reconsiderado.

Alternativamente, el trabajo conceptual puede ceder features que tiene el potencial para oportunidadesde marketing adicional. En otras palabras, la actividad en una lata de nivel y interact dinámicamente

con actividades en otros niveles. Figura 1.8 ilustra el flujo posible de este proceso durante el desarrollode un producto.

Producción

Prototipo

*

Producción

YoVentas

Figura 1.8

Actividades de diseño en etapas diferentes en desarrollo de producto. Adaptado de Baxter (1995).

Gatillo para

Producto

Desarrollo

MercadoTestajePrueba

Mercado

Necesidad

MercadoTestaje

MarketingReviseEspecificación

ReviseEspecificación

ConceptualDiseño

Baberoconcepto Mejor ------ -- 1

Especificación

Conceptual NuevoProductos

Babero Babero

ConceptualDiseño

ConceptualDiseño

DiseñoOpciones

Opciones de

materiales

Técnicas

breakthrough

FabricaciónOpciones Más

Concepto

_ Detalle

Diseño i Componente

Pre-Prototipo de diseño de la

producción------------- ---------

Diseño para fabricación

Yo

GeneralAsamblea

DetalleDiseño Físico

Rendimiento

Testaje

UtillajeDiseño

ProducciónPlanificación

Fabricación



Casi cualquier producto, como un vacuum limpiador, pava, automobile, o mano inalámbrica-herramienta, requiere entrada de personas de muchas disciplinas, incluyendo ingeniería, legal, y

marketing, y esto requiere coordinación considerable. En plazos industriales, la integración viene

aproximadamente comore sult de las entradas de diseño parciales de cada disciplina. En Figura 1.9,

actividades adicionales, como análisis de mercado, acentuando, y optimización, ha sido añadido al

núcleo de diseño como entradas. El efectoive y diseño eficaz de cualquier producto invariablemente

requiere

El uso de diferente techniques y habilidades. Las disciplinas indicaron es la herramienta del diseñador-

Figura 1.9

El proceso de diseño total. Después de que Pugh (1990).



16 Capítulo 1 caja e indicar la naturaleza multidisciplinar de diseño. El forklift ejemplo de camión mencionado en

Sección 1.2.1 r equerirá administración de motor y sistemas de control así como el diseño decomponentes mecánicos. A pesar de que este texto concentrates en diseño mecánico, esto es justo uno,

albeit importante, interesando, y necesario, aspecto del holistic o actividad de diseño total.

Un número de circumferential las entradas han sido mostradas como flechas en Figuras 1.3, 1.5, 1.7, y

1.9 . Estos representan elementos de la especificación listada por orden de importancia para cada fase de

diseño. El orden de prioridad de estas especificaciones puede alterar para fases diferentes de la actividad

de diseño. El número exacto dependerá en el caso real bajo consideración.

La industria es normalmente preocupado con diseño total. El diseño total es la actividad sistemática

necesario de la identificación de una necesidad de mercado a la comercialización del producto a satisfy la

necesidad de mercado. El diseño total puede ser considerado como habiendo un núcleo central de las

actividades que consisten del potencial de mercado, especificación de producto, diseño conceptual,diseño detallado, fabricación, y marketing.

1 . 4 Diseño sistemático

Una aproximación sistemática a diseño ha sido desarrollada y propuesta por Pahl y Beitz (1996), quiénes

dividen su modelo, ve Figura 1.10, a cuatro fases:

1. Planificación de producto y aclarando la tarea;

2. Diseño conceptual;3. Embodiment Diseño;

4. Diseño de detalle.

La aproximación reconoce que debido a la naturaleza compleja de tecnología moderna, es ahorararamente posible para una persona sola para emprender el diseño y desarrollo de un proyecto importanteen su o su propio. En cambio, un equipo grande está implicado y esto introduce los problemas de

organización y comunicación dentro de una red más grande. El objetivo es para proporcionar un

comprensible, compatible, y aproximación clara a diseño sistemático.

Modelos de diseño y methodologies nos anima para emprender especificación y marketing prudente.

Debido a su presentación secuencial, “inicios de diseño con una necesidad” o “inicios de diseño con una

idea,” ellos inherently animarnos para emprender tareas sequentially. Esto no es necessarily la intenciónde los modelos, y de hecho esta aproximación está contrarrestada dentro de las descripciones y las

instrucciones dadas por el proponents del modelo, quién en cambio anima un iterativo feedback

metodología laborable.

Un criticismo de los modelos de diseño de Pahl und Beitz y Pugh es que tienden para ser enciclopédico,con consideración de cada escenario posible. Cuando tal, aun así, su uso puede ser



PÁGINA 17

Figura 1.10

El proceso de diseño propuesto por Pahl y Beitz. La figura adaptada de Pahl y Beitz (1996).

fl feoM03 Cl

encima

Visto como lista decontrol contra el

cual un modelo

personal puede serverificado. Un

criticismo máslejano de modelos

de diseño es que son

demasiado

serialistic tanopposed a holistic,

y que debido a la

manera seria en el

cual los modelos

están retratados y

documentado,

tienen la tendencia

para poner el

diseñador intuitivo

e impulsivo fuera!



16 Capítulo 1

1 . 5

Diamante doble

El Consejo de Diseño (2007) informó un estudio del proceso de diseño en 11 empresas principales e

identificó un diseño de cuatro pasos el proceso llamó el “proceso de diseño” de diamante doble

modelo. Este modelo implica: descubre, define, desarrolla, y entregar. En Figura 1.11, las etapas

divergentes y convergentes del proceso de diseño están indicadas, mostrando los modos diferentes decreer que uso de diseñadores.

1 . 6 Concibe, Diseño, Implementa, Opera (CDIO)

El CDIO el marco es ampliamente utilizado en diseño y educación de ingeniería. El marco

explícitamente reconoce la importancia de holistic consideraciones para resultados de diseño eficazcon aplicación de ambas habilidades de práctica de la ingeniería como diseño, fabricación, personal,

profesional, interpersonal, y negocio en combinación con conocimiento disciplinario de las ciencias y

matemática así como el humanities (Crawley, 2001).

1 . 7 Diseño para Seis Sigma

Diseño para seis sigma (DFSS) es una aproximación para diseñar un producto nuevo o servicio conun rendimiento alto medible. Esto requiere el desarrollo de una comprensión de clienta necesita

previa de lanzar más que afterward.

Hay un número de las metodologías que aplican six sigma principios, incluyendo DMADV (diseño,medida, analiza, diseño, verificar), IDOV (identifica, diseño, optimiza, verificar) así como DFSS.IDOV Tiende para centrar en las etapas finales de optimización de ingeniería y no puede dirigir la

selección de producto features y atributos que de hecho requisitos de cliente de la dirección (Tennant,2002).

DFSS Comprende un número de actividades definidas cuando perfilado en Mesa 1.1.

Descubrir Definir Desarrollar Entregar

Figura 1.11Esquemático describiendo el proceso de diseño. Consejo de

diseño (2007).



1 . 8 Optimi zación de diseño

Inevitablemente hay conflictos entre la diversidad de los requisitos conducidos por el stakeholders.

La optimización puede ser vista como el proceso de repetitively refinado un conjunto de a menudo-conflicting criterios para conseguir el mejor compromise. En el caso de un sistema de transporte,

medida, maneuverability, coste, esthetic apelación, facilidad de uso, estabilidad, seguridad, y la

velocidad no es necesariamente todo de acuerdo con cada cual otro; por ejemplo, ve et al de Sala.,

(2013). Las prioridades pueden cambiar dentro del lifetime de un producto y variar dentro de

mercados y culturas. Minimización de coste puede pedir compromises en uso material y fabricandométodos. Esta parte de forma de las consideraciones de la optimización del producto que produce el

mejor o más aceptable compromise entre los criterios deseados.

Un proceso de diseño de ingeniería tradicional comprende una serie de a menudo pasos

secuenciales, empezando con requisitos definidos o una oportunidad y procediendo a través de

ideación, síntesis, análisis, y optimización, a production. Este proceso puede ser controlado por una

serie de revisiones de puerta en coordinación con el stakeholders y el proceso puede ser iterativo

con

18 Capítu lo 1

Mesa 1.1: Diseño para seis sigma.

Fase Actividades características

Introducción de producto nuevo Selección del concepto o servicio para cumplir una necesidad percibida. Benchmarking. Encuestas de

cliente. R&D, ventas y entrada de marketing. Análisis de riesgo.

Define Benchmarking, encuestas de cliente y análisis. Desarrollo de un equipo charter para proporcionar

una fundación sólida para el proyecto.

Cliente (medida) Identificación ofthe necesidades y características llenas del cliente. Uso de QFD (despliegue de

función de la calidad (ve Capítulo 2)) para identificar el conjunto de crítico a calidad (CTQ) metrics.

Esto surge del conjunto de necesidades de cliente junto con una lista de parámetros potenciales que

pueden ser medido y cuantificó definir los objetivos para cada CTQ métrico.

Concepto (analiza—diseño

conceptual) Un diseño está explorado y desarrollado para el producto nuevo y servicio. Esto requiere una ronda

más lejana de QFD para identificar las características mejores que tienen el potencial de entregar el

crítico a calidad metrics. Durante esta fase, hay un movimiento de crítico a calidad a critical para

procesar (CTP) metrics. Al final de esta etapa, un concepto o conceptos junto con un conjunto de

crítico de procesar metrics que apremia el diseño formal y técnico habrá sido Producido.

Diseño (diseño técnico) El equipo entrega overthe diseño briefforthe equipo de diseño para completar usingthe crítico de

procesar metrics. Las herramientas típicas aplicaron en esta fase incluye Diseño de Experimentos

(DoE) y optimización estadística.

Implementa Uso de análisis de efecto de modo de fracaso (FMEA) y otro prototyping y el producto o el sistema

que prueban aproximaciones para habilitar bien-sintonía ofthe diseño.

Handover Lleno-escala corro comercial-fuera.



20 Capítulo 1 Las fases que son revisited cuándo rework está reconocido tan necesario. Este t ipo de proceso puede

dirigir a bottlenecks en activity y una tendencia para enganchar a un particular suboptimal solución comotantos tiempos y el esfuerzo ya han sido allocated a él.

La gama de herramientas de optimización utilizó en el diseño está revisado por Roy et al. (2008).

Optimización de diseño multidisciplinar (MDO), por ejemplo, combina herramientas y aproximaciones

de un número de disciplinas para emprender el refinamiento de un conjunto de parámetros para una área

de problema dada para entregar el mejor compromise entre aquellos parámetros, y ha sido ampliamente

aplicado en aplicaciones aeroespaciales. Una característica clave de optimización de diseño

multidisciplinar es que la solución es mejor que que obtuvo por optimizar cada cual de los parámetros

sequentially. La aproximación es resource-intensivo en plazos de poder computacional, aun así el trucaje

de ley del Moore del procesamiento significa que esto no es un hindrance a aplicación de la

aproximación. Aproximaciones de optimización y las estrategias numéricas típicamente empleadas ha

incluido decompositiencima, aproximación, evolutivo y mimetic algoritmos, metodologías de superficie

de la respuesta, fiabilidad, y multiobjective. El METUS metodología (METUS, 2012), por ejemplo, hasido utilizado en Airbus development programas para ayudar proporcionan un holistic aproximación a

desarrollo de producto, cubriendo las fases de concepción y optimización de arquitectura de producto,visualización, e integración de socios en la cadena de suministro.

MDO Puede ser considerado para ser una metodología para el diseño de un sistema de ingeniería queexplota el synergies entre interacting parámetros. El principio de MDO es que proporciona la colección

de herramientas y métodos que habilita y permite el tradeoff entre diferente disciplines inherente endiseño. Proponents De MDO sugiere que esto proporciona la justificación para su aplicación en una

etapa temprana en un programa de desarrollo del producto (p. ej. ver Sobieszczanski-Sobieski et al.,

1984).Idealmente un MDO el entorno tendría que permitir la definición del breve y constreñimientos de

especificación para todo el varios stakeholders (p. ej. ver Kroll et al., 2009). Esto es típicamente

consiguió utilizar un pecadogle modelo paramétrico para el sistema entero que facilita comunicación

eficaz entre el diferente stakeholders. MDO Ofrece el potencial para las interacciones entre subsistemas

y sistemas para ser explorado de una etapa temprana en el proceso de diseño por un number de

stakeholders. El propósito es para encontrar los mínimos para las funciones de coste y lograr un optimal

solución para el holistic sistema.

1 . 9 Etapa-Proceso de Puerta

La etapa-proceso de innovación de producto de puerta era originalmente desarrollado para desarrollo de producto nuevo, tomando un equipo u organización de una idea inicial de lanzar. El proceso era

originalmente desarrollado por Cooper (1986) y desde entonces ha encontrado muchos diverso

Aplicaciones. El proceso ha sido emulado por procesos como la fase-proceso de puerta y gated

revisiones. En una etapa típica-modelo de puerta, las etapas claves y las puertas están perfiladas en

Mesa 1.2.



PÁGINA 191 . 1 0 La Base de Tecnología

La gama de existir y tecnología bien probada es extensa. Muchos elementos son disponibles como

componentes estándares y puede ser adquirido de proveedores de especialista. Además, estándar

Mesa 1.2: Typical etapa-actividades de proceso de la puerta.Fase Actividad

Descubrimiento Prework Para revelar producto y oportunidades nuevas ideas.

Puerta 1. Pantalla de idea Decisión para cometer tentative o recursos iniciales a un proyecto particular.

Etapa 1. Scoping Una investigación preliminar del proyecto para habilitar el campo del proyecto a Ser centrado a.

Puerta 2. Segunda pantalla Una pantalla más rigurosa donde el proyecto está evaluado otra vez en luz de la información

encontrada en etapa 1. Si el proyecto es deemed ir en esta etapa, más significrecursos de

hormiga están proporcionados para etapa 2 para ir adelante.

Etapa 2. Complexión el caso

empresarial Una investigación más detallada que implica búsqueda primaria para producir un caso

empresarial. Puerta 3. Va a desarrollo Esto es el último punto en el cual un proyecto puede ser parado antes de cometer a recursos

muy significativos para la organización se preocuparon. La puerta 3 evaluación implicará revisión

y detallado scrutiny de las actividades y material producido en etapa 2.

Etapa 3. Desarrollo Desarrollo y diseño detallado del producto nuevo o sistema junto con algún testaje de producto,

preparación de producción, y planes de lanzamiento.

Puerta 4. Va a testaje Revisión de trabajo de desarrollo para comprobar que el resultado es atractivo y compatible con

el estado de acuerdo a requisitos. El análisis financiero emprendido basado en dato más

cuidadoso. Etapa 4. Testaje y validación Dentro-casa y marketplace pruebas y pruebas para validar y verificar el producto nuevo y

determinar aceptación de cliente y la economía de la empresa. Etapa 4 puede resultar en

requisitos para rework de algunos aspectos y la necesidad de volver para escenificar 3.

Puerta 5. Va para lanzar Decisión para ir a mercado y comercialización llena lanzamiento, producción, y operaciones

setup.

Etapa 5. Lanzamiento Comercialización, producción llena, u operación llena de la empresa. Ejecución de la producción,

operaciones, distribución, garantía de calidad, y correo-control de lanzamiento. Ventas y

corrientes de ingresos comienzan. Correo-revisiones de lanzamiento Típicamente en 35 meses después de lanzamiento, con dato inicial, y entonces otra vez en 1219

meses, una vez el proyecto es estable.



Mesa 1.3: Un overview del alcance de elementos de máquina. Fricción Reducción

Miscellaneous Mecanismos

Energía Conversión

Energía Transmisión

Energía Almacenamiento

Localizando

Cambiando Sellando Sensores

Flywheel Rodando elemento

bearings surco

Profundo rodillo de

Aguja de rodillo

Cilíndrico Taper rodillo

contacto Angular Self-

aligfiing EmpujadoRecirculating pelota

Sliding bearings

Sencillo frotando

Hidrodinámico

Hidrostático

Hidrodinámico slideway

Ruedas y Cepillos derodillos

Marchas

Espolón

Helical

Bisel

Gusano

Confirmai

CinturonesPlano

Vee

Primave

ras

Helical

Hoja

Belleville

Goma Spiral Carter

Ronda Hoja de Rodillo

de Cadenas Síncrona

Transportador cuerdas y

Cables Silenciosos

Couplings Rígido

Flexible Universal CranksCams

Tornillos de poder e

hilos

Palancas y Tubos de

conexiones,

mangueras y ductstornillos de Pelota

Diseño21

rbomachinery CComo

na engjnes Rotodynamic las

ombas y los compresores

banica Turbinas de Hélices

otores de combustión

rna Rotativos Reciprocating

alderas y combustorsectric Alternadores de

otores y Solenoides de

generadores

Intercambiado

res de

Calor

de

Cohetes

de

bombas

Pistolas

Damper

s y

células

de

Combus

tible de

absorbe

doresdeshock

tuadores neumáticos

e hidráulicos Frena

banda de Tambor &del

Disco

Fluido Washers Acumulador Uñas

Primavera de gas Alfileres Reservoir Cylindrical Presión Taper Barco Primavera

Masa sólida Ribetes Químico Tolerance

Cargo Anillos Barra de torsión Expandiendo

bolts

Threaded

fasteners Bolts

Frutos secos & de

cerradura de los

frutos secos Crub

tornillos Studs

Tornillos

Hombros

Espaciadores

Surcos

Cabe

Clearance

Transición

Interferencia

AdhesivesWelds

Piso

de llaves,

rondaProfiled

Gib

cabeza

Woodruf

f Splines

Circlips

Snap

anillos

Clamps

Reteniendo

Anillos

Clutches Dinámico Movimiento Mandíbula Sellos Dimensional

Múltiple Mecánico Masa serration Cara Fuerza

Sprag Anillo de labio Torque Rodillo Bush Power Disco Laberinto Presión

Tambor Cepillo Pitot Tubos Cono Ferrofluidic Estático tocando?

Magnético Sellos de Manómetros Synchromesh O Anillo? Piezoeléctrico

Trinquete y Packings Sonido pawl Piston Anillo Flujo Geneva Estático Láser Doppler

Mecanismos Sellos Cable caliente Valves Arquetas Ultrasónico Latches O rinp Nivel Gatillos Arquetas Humedad Bimetallic Sealants Temperatura Cintas Termopares

Resistencia Termómetros

Pirómetros Calor flux

Thermopile

Cardon

gauges

Tensión y

Tiempo de

tensión

composici

ón

Química

Sprayer

s

Shutter

s

Gancho

s

PulleysRodillo

s de

Mango

s y

tambor

es

Centrif

uges

Filtros

Hinges,

pivots

Cortad

ores

de

Herra

mientas de

Palanc

as de

Conexio

nes

Cizalla

Drills

Former

s los

agarra

dores

Guía

Seguidores



PÁGINA 23

Práctica y metodología de diseño han sido especificados para muchos otros. El diseñador es capaz de

explotar tecnología disponible cuando es o en combinación y adaptación con otra tecnología. El alcance

de elementos de máquina mecánica disponibles al diseñador está perfilado en Mesa 1.3. Esta lista no es

exhaustiva pero da una idea de algunos del edificio bloquea” disponibles. Una proporción significativa

de los elementos de máquina definió en la mesa está considerada dentro de este libro.

Desarrollando un overview de la base de tecnología disponible es útil al diseñador cuando evita el

tiempo gastó repetir el design proceso en una tecnología que ya ha sido desarrollado. Además, elconocimiento de ciencia e ingeniería habilita un diseñador para juzgar lo que es técnicamente y

científicamente factible de modo que “lejos-fetched” las ideas pueden ser objetivamente gobernado

fuera.

1 . 1 1 Conclusiones

El diseño puede ser considerado para ser el proceso de concebir, desarrollando, y realizando productos,artefactos, procesos, sistemas, servicios, y experiencias con el objetivo de cumplir necesidades

identificadas o percibidas o deseos típicamente working dentro de constreñimientos definidos o

negociados. La ingeniería implica la aplicación de científico y mathematic principios en combinación

con profesional y conocimiento de ámbito, para diseñar, desarrolla, y entregar artefactos, productos, y

sistemas para realizar un societal, anuncio, o requisito de organización u oportunidad. Este capítulo ha

brevemente revisó una gama de diseño procesa pertinente a ambas ingeniería y ámbitos de diseño. Los

modelos presentaron proporcionar una indicación de proceso, a pesar de que un dado individual o laorganización es probablemente para desarrollar su propio bespoke la aproximación pertinente a sus

requisitos específicos o contexto.

ReferenciasLibros y PapelesINSTIGA, 2011. Criterios para Acreditar Programas de Ingeniería. Effective Evaluaciones durante el 2010 — 2011

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24 Capítulo 1

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http://www.id-consult.com/en/metus-software/





























































PÁGINA 23

Testaje y características técnicas.

Sitios de web

En el tiempo de ir para pulsar el mundial-la web contuvo la información útil que relaciona a estoCapítulo en los sitios siguientes.

www.bsi.org.uk www.iso.org

Nomenclatura

Los símbolos siguientes have sido utilizado en este capítulo:BS Estándar británico

CDIO Concibe, diseño, implementa, opera CTP Crítico de procesar CTQ Crítico a calidad

DFA Diseño para asamblea DFM Diseño para fabricación DFSS Diseño para seis sigma

DMADV Diseño, medida, analiza, diseño, verifica

DoE Diseño de experimentos FMEA Modo de fracaso y análisis de efectos IDOV Identifica, diseño, optimiza, verifica

ISO Organización internacional para

MDO Optimización de diseño multidisciplinar PDS Especificación de diseño del producto QFD Despliegue de función de la calidad

http://www.bsi.org.uk/


http://www.iso.org/

http://www.iso.org/

http://www.iso.org/


Documents

Archivo Diseño II.pdf