INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CELAYA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA

MAESTRÍA EN CIENCIAS EN INGENIERÍA MECÁNICA

TAREA 9: EL PROCESO DE DISEÑO

AUTOR: JORGE FÉLIX BARRERA CORONILLA

METODOLOGÍA DEL DISEÑO

PROFESOR: BENJAMÍN ARROYO RAMÍREZ

CELAYA, GTO. A 1 DE MARZO DE 2012

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ÍNDICE

Página

RESUMEN ii

SECCIÓN I

OBJETIVO……………………………………………………………………… 1

SECCIÓN II

ANTECEDENTES…………………………………………………………… 1

SECCIÓN III

PROCESO DE DISEÑO…………………...…………………….…………… 1

3.1 MODELOS DESCRIPTIVOS….………....………………….. 1

3.2 MODELO DE FRENCH......…………................................... 2

3.3 MODELOS PRESCRIPTIVOS.………....…………………… 3

3.4 MODELO DE ARCHER…..…………………………………. 4

3.5 MODELO PAHL Y BEITZ…....……………………………... 4

3.6 MODELO VDI………………………………………………... 6

SECCIÓN IV

CONCLUSIONES……………………………………………………………… 8

BIBLIOGRAFIA………...……………………………………………………... 9

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RESUMEN

En este escrito se presentan los diferentes modelos de diseño. Se muestran las

metodologías expuestas por French, Archer, Pahl y Beitz, así como el modelo VDI.

En la sección inicial, establecemos el objetivo que consiste en conocer los

modelos y comparar su estructura de acuerdo a lo definido por mí, en la tarea

anterior.

Para la segunda sección, relacionamos los temas vistos previamente y deducimos

que falta una metodología final que dirija nuestros esfuerzos al generar

alternativas creativas de soluciones del problema, en tal punto toma relevancia los

modelos descriptivos y prescriptivos de diseño.

En la sección tres se despliegan los diferentes modelos, tanto descriptivos como

prescriptivos; partiendo con el modelo de French, el cual toma en cuenta las

etapas de planteamiento del problema, diseño conceptual, formalización de

esquemas y el desarrollo de detalles. En seguida se plasma el modelo de Archer,

el cual da la impresión de ser más completo ya que realiza una recopilación de

datos e identifica los problemas secundarios. Posteriormente, se presenta la

metodología de Pahl y Beitz que en mi punto de vista es muy semejante a la

metodología que establecí en la asignatura anterior, ya que incluye un acopio de

información sobre el problema para generar esquemas basados en conceptos, de

ahí se parte para formar bosquejos sin establecer dimensiones de manera

rigurosa y se finaliza diseñado de manera particular los detalles que influyen en

gran medida. Por último se exhibe la guía VDI compuesta de especificación,

definición de funciones, principios de solución, módulos realizables y estructura de

módulos, módulos claves, refinamiento y desarrollo de módulos, finalizando con la

generación del producto final.

En la sección final, se presentan las conclusiones del trabajo; donde podemos

deducir que en todas las metodologías hay elementos comunes que se convierten

en el grupo central de actividades necesarias para realizar un diseño apropiado.

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I. Objetivo En lo general, describir las diferentes metodologías de diseño propuestas por diversos autores; particularmente, evaluar mi concepción del la metodología de diseño descrita en la tarea anterior con el fin de enriquecer la misma.

II. ANTECEDENTES

Actualmente, con toda la información recopilada hasta aquí se puede tener una concepción de cómo iniciar un diseño; pasando por la generación de ideas creativas relacionadas con las técnicas y procesos creativos, conociendo cuál es la naturaleza y la habilidad del diseño. Sin embargo, se necesita seguir una dirección correcta para aumentar las posibilidades de crear un diseño exitoso. De lo anterior es necesario entender los modelos de diseño empleados hoy en día. Nigel Cross, clasifica los modelos de diseño en dos grupos: descriptivos y prescriptivos. Los modelos descriptivos muestran la secuencia de actividades que ocurren en diseño, dentro de los cuales se puede mencionar el modelo básico y el modelo de French. Los prescriptivos, como su nombre lo indica, prescriben un patrón de actividades de diseño, como lo intentan Archer, Pahl y Beitz y el modelo alemán VDI.

III. Desarrollo El proceso de diseño.

3.1 Modelos descriptivos.

Han sido muchos los intentos por formular mapas o modelos del diseño de proceso. Algunos de estos modelos simplemente describen las secuencias de actividades que típicamente ocurren en el diseño; otros modelos intentan prescribir un mejor o más apropiado patrón de actividades. Los modelos descriptivos del proceso de diseño usualmente identifican el significado de la generación de un concepto solución temprano en el proceso, por lo tanto el reflejar la solución enfatiza el pensamiento de la naturaleza del diseño. La solución inicial propuesta es entonces sujeta a análisis, evaluación, refinamiento y desarrollo. En ocasiones, por supuesto, el análisis y evaluación muestran los defectos fundamentales en la propuesta inicial y tiene que ser abandonada, un nuevo concepto y el ciclo inicia de nuevo. El proceso es heurístico: usando la experiencia previa, los lineamientos generales y reglas de paro automático que dirigen hacia lo que el diseñador espera sea la dirección correcta, pero sin ninguna garantía de éxito.

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En el capítulo 1 se desarrollo un modelo descriptivo simple del proceso de diseño, basado en las actividades diseñadas que el diseñador lleva a cabo. El punto final del proceso es la comunicación de un diseño, listo para manufacturar. Anterior a esto, el diseño propuesto está sujeto a evaluación en contra de los objetivos, restricciones y criterios de las instrucciones o informe del diseño. La misma propuesta surge de la generación de un concepto por el diseñador, usualmente después alguna exploración inicial del espacio problema pobremente definido. Colocando estas cuatro tipos de actividades en su secuencia natural, tenemos un modelo simple de cuatro etapas del proceso de diseño que consiste en: exploración, generación, evaluación y comunicación.

ILUSTRACIÓN 1 MODELO SIMPLE DE CUATRO ETAPAS DEL PROCESO DE DISEÑO

3.2 Modelo de French. Michael French, desarrollo un modelo más detallado del modelo básico, su propuesta básicamente tiene las siguientes etapas:

3.2.1 Análisis del problema.

El análisis del problema es una parte pequeña pero importante del proceso general. La salida es el informe del problema, y éste puede tener tres elementos:

Un planteamiento apropiado del problema.

Las limitaciones que se imponen a la solución.

El criterio de excelencia hacia el que se va a trabajar.

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Estos tres elementos corresponden a los objetivos, restricciones y criterio de las instrucciones de diseño.

3.2.2 Diseño conceptual.

Ésta fase toma el informe del problema y genera soluciones abiertas en forma de esquemas. Ésta es la fase que realiza las demandas más grandes en el diseñador, y donde está el mayor alcance para mejoras sorprendentes. Es la fase donde la ciencia ingenieril, el conocimiento práctico, los métodos de producción y los aspectos comerciales necesitan ser integrados, y donde las decisiones más importantes son tomadas.

3.2.3 Dar forma a los esquemas.

En ésta fase los esquemas son trabajados en un detalle mayor y, si hay más de uno, una elección final entre estos es realizada. El producto final es usualmente un conjunto de bosquejos de los planes generales. Hay (o debe estar) un pacto grande de realimentación desde ésta fase hacia la fase de diseño conceptual.

3.2.4 Desarrollo de detalles.

Ésta es la última fase, en la cual un gran número de pequeños pero puntos esenciales que permanecen para ser decididos. La calidad de éste trabajo debe ser buena, de otra manera retrasos y gastos o inclusive fallas resultarán; las computadores están ya reduciendo el trabajo pesado de éste trabajo paciente y habilidoso y reducen la posibilidad de errores, se hará incrementalmente. La fase de diseño de detalle corresponde a la generación de todas las especificaciones necesarias para la producción del producto-solución. La elaboración de planos de detalle, la determinación de etapas de fabricación, la identificación de proveedores, etc., son típicas actuaciones en esta fase, que es la mejor desarrollada a nivel empresarial, dado su interés particular y su organización orientada a la materializar soluciones.

3.3 Modelos prescriptivos En general estos modelos ofrecen un procedimiento sistemático a seguir, más algorítmico, y se considera que proporciona una metodología de diseño particular. Se enfatiza la necesidad de un trabajo más analítico que preceda a la generación de conceptos de solución. La intención es tratar de asegurar que el problema de diseño se entienda completamente. Los modelos prescriptivos además de describir, dan pautas para desarrollar cada una de las fases y etapas del proceso de diseño.

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3.4 Modelo de Archer

Este modelo incluye iteraciones con el mundo exterior del proceso de diseño, como información del cliente, la capacitación y experiencia del diseñador, otras fuentes de información… Archer identifico seis tipos de actividades:

a) Programación, proponer un curso de acción. b) Recopilación de datos, recopilar, clasificar y almacenar datos. c) Análisis, identificar problemas secundarios. d) Síntesis, preparar bosquejos de las propuestas de diseño. e) Desarrollo, desarrollar un diseño o diseños prototipo, preparar y realizar

estudios de validación. f) Comunicación, preparar la documentación de manufactura.

3.5 Modelo Pahl y Beitz Un modelo razonablemente completo que aun tiene claridad es el que ofrecen Pahl y Beitz. Se basa en las siguientes etapas de diseño.

Clarificación de la tarea Recopilar información acerca de los requerimientos que deben incorporarse en la solución y también acerca de las restricciones.

Diseño conceptual Establecer estructuras funcionales, buscar principios de solución apropiados; combinarlos en variantes de conceptos.

Diseño para dar forma Partiendo del concepto, el diseñador determina el arreglo y las formas, y desarrolla un producto técnico o sistema de acuerdo con las consideraciones técnicas y económicas.

Diseño de detalles Finalmente se plantean o se desarrollan el arreglo, la forma, las dimensiones y las propiedades superficiales de todas las partes individuales; se especifican los materiales; se vuelven a verificar los aspectos técnicos y la factibilidad económica; se preparan todos los dibujos y otros documentos para producción.

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ILUSTRACIÓN 2 METODOLOGIA DE DISEÑO DE PAHL Y BEITZ

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3.6 Modelo VDI. El cuerpo profesional de ingenieros, Verein Deutscher Ingenieure (VDI), ha producido un buen número de guías VDI en esta área, incluyendo la VDI 2221. Las guía VDI sigue un procedimiento sistemático general en el que primero se analiza y entiende el problema lo mas completamente posible, luego se descompone en problemas secundarios, se encuentran soluciones secundarias apropiadas y estas se combinan en una solución general, este modelo se divide en siete etapas.

Primera etapa. Esta etapa da como resultado que la especificación es de particular importancia y constantemente se revisa y se mantiene actualizada; se utiliza como una referencia en todas las etapas subsecuentes.

Segunda etapa.

Consiste en determinar las funciones requeridas del diseño, y producir una estructura de funciones diagramática.

Tercera etapa.

Se hace una búsqueda de principios de solución para todas las funciones secundarias, y estas se combinan de acuerdo con la estructura global de funciones en una solución principal.

Cuarta etapa.

Aquí se divide en módulos realizables y una estructura de módulos que representan la descomposición de la solución en ensambles fundamentales.

Quinta etapa. Se desarrollan módulos claves en un conjunto de arreglos preliminares.

Sexta etapa. Se refinan y desarrollan los módulos creados en la etapa 5 para llegar a un arreglo definitivo.

Séptima etapa. Se generan los documentos del producto final.

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ILUSTRACIÓN 3 METODOLOGIA DE DISEÑO VDI 2221

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IV. Conclusiones

La mayoría de los autores confirman el hecho de que a partir de una necesidad o

una idea de mejora se produce una investigación sobre el problema para generar

soluciones, que se pueden plasmar en diagramas de flujo de acuerdo a las etapas

que son acordadas, estableciendo las condiciones a las que está sujeto el modelo.

En seguida, se llega al punto de evaluar soluciones para discernir sobre cual es la

solución más idónea. Una vez elegida la solución, se da el bosquejo final con las

especificaciones satisfaciendo los detalles llegando a elaborar los documentos

finales. Pasando, finalmente, al proceso de producción del producto bajo el diseño

elaborado.

En lo particular, las actividades que definí en el trabajo anterior no están fuera de

la realidad, sin embargo, pienso que las diferentes metodologías estructuran sus

fases en forma más estratégica haciendo de la conceptualización una actividad

más influyente en el diseño en general. Por mi parte, delimite mis actividades en

forma más de elaboración, con un menor empleo del concepto como elemento

básico del diseño.

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Bibliografía

Cross, Nigel. Engineering Design Methods. Ed. John Wiley and Son’s,

Chippenham, Wiltshire, 2000.