Ingeniería Concurrente en el diseño de producto y mfg

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Ingeniería Concurrente en el diseño de productos y procesos de manufactura

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  • Ingeniería Concurrente en el diseño de producto y mfg

    1. 1. CAPITULO 5 Ingeniería Concurrente en el Diseño del producto y selección del proceso. Manufactura
    2. 2. El proceso de diseño del producto <ul><li>Desarrollo del producto </li></ul><ul><ul><li>Diseño conceptual, mercado objetivo </li></ul></ul><ul><li>Planeación del producto </li></ul><ul><ul><li>Creación de mercado, Inversión </li></ul></ul><ul><li>Ingeniería de producto/proceso </li></ul><ul><ul><li>Herramientas, prototipos </li></ul></ul><ul><li>Producción piloto / lanzamiento </li></ul><ul><ul><li>Prueba de volumen, inicio de fabricación </li></ul></ul>
    3. 4. Ingeniería Concurrente (CE) Definición <ul><li>Ingeniería concurrente en vez de un solo enfoque en serie, hace énfasis en la integración interfuncional y en el desarrollo concurrente de un producto y de sus procesos asociados </li></ul>
    4. 5. Ingeniería Concurrente (CE)… <ul><li>Los equipos proporcionan el principal mecanismo de integración en los programas de CE </li></ul><ul><li>Hay 3 tipos de equipos: </li></ul><ul><ul><li>El equipo de administración </li></ul></ul><ul><ul><li>El equipo técnico </li></ul></ul><ul><ul><li>Los equipos de diseño-construcción </li></ul></ul><ul><li>La reducción del tiempo para terminar un proyecto es una de los principales beneficios de CE </li></ul>
    5. 6. Diseñar para el cliente El producto ideal para el cliente Despliegue de la función de calidad, QFD Análisis del valor/ Ingeniería del valor Casa de la calidad
    6. 7. Diseñar para el cliente: Despliegue de la función de calidad (QDF, Toyota) <ul><li>Equipos interfuncionales de mercadotecnia, ingeniería del diseño y fabricación </li></ul><ul><li>La voz del consumidor </li></ul><ul><li>La Casa de la calidad </li></ul>
    7. 8. Casa de la calidad 7 La matriz ayuda al equipo a traducir los requerimientos del cliente en metas concretas de operación o ingeniería . Requerimientos del cliente Importancia para el cliente. Fácil de cerrar Se mantiene abierta en una cuesta Fácil de abrir No entra el agua con la lluvia No produce ruidos en carretera Ponderación de importancia Características técnicas Energía necesaria para cerrar la puerta Revisar fuerza en terreno plano Energía necesaria para abrir la puerta Impermeabilización 10 6 6 9 2 3 7 5 3 3 2 X X X X X Correlación: Fuertemente positiva Positiva Negativa Fuertemente negativa X * Evaluación competitiva X = Nosotros A = Comp. A B = Comp. B (5 es óptimo 1 2 3 4 5 X AB X AB XAB A X B X A B Escala de importancia: Alta = 9 Mediana = 3 Pequeña = 1 Valores objetivo Reducir el nivel de energía 7.5 ft/lb Reducir la fuerza a 9 lb Reducir la energía a 7.5 ft/lb Mantener nivel actual Evaluación técnica (5 es óptimo) 5 4 3 2 1 B A X BA X B A X B X A BXA BA X Resistencia del sello de la puerta Trans. acústica, ventana Mantener nivel actual Mantener nivel actual
    8. 9. Análisis del valor / Ingeniería del valor <ul><li>El propósito es simplificar los productos y procesos. </li></ul><ul><li>Su objetivo es lograr un mejor desempeño o equivalente a menor costo </li></ul><ul><ul><li>¿El producto tiene algunas características de diseño innecesarias? </li></ul></ul><ul><ul><li>¿Es posible que dos o más partes se combinen en una? </li></ul></ul><ul><ul><li>¿Cómo podemos reducir el peso? </li></ul></ul><ul><ul><li>¿Hay partes no estandarizadas que puedan eliminarse? </li></ul></ul>
    9. 10. Diseñar para el cliente <ul><li>Diseño industrial </li></ul><ul><ul><ul><li>Estética </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Ergonomía </li></ul></ul></ul>5
    10. 11. ERGONOMÍA <ul><li>El diseño del lugar de trabajo, las herramientas, el equipo y el entorno de manera que se ajusten al operario humano se llama ergonomía </li></ul><ul><li>Adecuar el lugar de trabajo al operario </li></ul><ul><li>Proporcionar posibilidades de ajuste </li></ul><ul><li>Mantener posturas neutrales </li></ul><ul><li>Minimizar repeticiones </li></ul><ul><li>Usar agarre con fuerza cuando se requiera </li></ul><ul><li>Emplear agarre de contracción para precisión y no fuerza </li></ul>
    11. 13. Despliegue de la función de calidad <ul><li>Equipos interfuncionales de mercadeo, ingeniería de diseño y manufactura </li></ul><ul><li>Voz del cliente </li></ul><ul><li>Casa de calidad </li></ul>6
    12. 14. Diseño Diferentes significados <ul><li>Diseño estético del producto </li></ul><ul><li>El establecimiento de los parámetros básicos de un sistema </li></ul><ul><li>Es como el detalle de los materiales, formas y tolerancias de las partes individuales de un producto </li></ul>
    13. 15. Diseño para manufactura <ul><li>Actitud tradicional del diseñador: </li></ul><ul><ul><li>“ Nosotros lo diseñamos, ustedes lo construyen“, lo que se califica como “Enfoque del otro lado de la pared” </li></ul></ul><ul><li>CE </li></ul><ul><ul><li>“ Hagamoslo simultáneamente y juntos el trabajo” </li></ul></ul>
    14. 16. Diseño de productos para manufactura y ensamble, DFMA <ul><li>Las mejoras más importantes se originan en la simplificación del producto, al reducir el número de partes separadas: </li></ul><ul><li>¿Durante la operación del producto, la parte añadida funciona en relación con las otras ya ensambladas? </li></ul><ul><li>¿La parte añadida debe ser de un material diferente o se debe de aislar de las otras ya ensambladas? </li></ul><ul><li>¿La parte añadida debe separarse del resto para permitir el desensamble del producto con fines de ajuste o mantenimiento? </li></ul>
    15. 17. Tipos de procesos <ul><li>De conversión (Ej. De láminas de hierro a láminas de acero) </li></ul><ul><li>De fabricación, las mp se convierten en alguna forma específica (Ej. Oro a corona de un diente) </li></ul><ul><li>De ensamble (Ej. Ensamblar un tubo de escape al auto) </li></ul><ul><li>De prueba, (Ej. De la calidad de los productos) </li></ul>
    16. 18. Estructuras de flujo del proceso <ul><li>Taller de trabajo, pequeños lotes (Ej. Centro de copias haciendo una copia a un estudiante) </li></ul><ul><li>Taller de lotes, estandarizado hasta cierto punto, línea de productos relativamente estable (Ej. Centro de copias haciendo trabajos de 10, 000 unidades para un cliente, productos químicos, etc) </li></ul><ul><li>Línea de ensamble o cadena de montaje (Ej. Fábrica de automóviles) </li></ul><ul><li>Flujo continuo, altamente automatizada (Ej. Productor de jabón en polvo ) </li></ul>
    17. 19. IV Flujo continuo III. Línea de ensamble II. Lotes I. Taller de trabajo Volumen bajo, producto único Productos múltiples, volumen bajo Pocos productos grandes, volumen más alto Alto volumen, alta e standari - zación, Imprenta comercial Restaurante francés Equipo pesado Cafetería Ensamble de automóviles Burger King Refinería de azúcar Flexibilidad (alta) Costo unitario (alto) Flexibilidad (baja) Costo unitario (bajo) Fuente: Adaptado de Robert Hayes y Steven Wheelwright, Restoring Our Competitive Edge: Competing through Manufacturing, Nueva York, John Wiley & Sons, 198, p. 209. 13 Etapas principales de los ciclos vitales de los productos y procesos
    18. 20. La fábrica virtual Definición <ul><li>La fábrica virtual se refiere a actividades que no se realizan en una planta central, sino en múltiples ubicaciones mediante proveedores y empresas asociadas como parte de una alianza estratégica o de una “cadena de suministros” más grande. </li></ul>
    19. 21. Fábrica virtual <ul><li>Cambiar de la producción centralizada a .... </li></ul><ul><li>...una red integrada de capacidades. </li></ul>14
    20. 22. Tecnología de operaciones <ul><li>Sistemas de hardware </li></ul><ul><li>Sistemas de software </li></ul><ul><li>Manufactura i ntegrada por c omputador </li></ul><ul><li>Tecnologías en servicios </li></ul><ul><li>Beneficios </li></ul><ul><li>Riesgos </li></ul>2
    21. 23. Sistemas de hardware <ul><li>Máquinas de control numérico (NC) </li></ul><ul><li>Centros de mecanizado </li></ul><ul><li>Robots industriales </li></ul><ul><li>Sistemas automatizados de manejo de materiales </li></ul><ul><li>Sistemas flexibles de manufactura (FMS) </li></ul>3
    22. 24. Sistemas de software <ul><li>Diseño asistido por computador (CAD) </li></ul><ul><li>Sistemas automatizados de planeación y control de manufactura (MP & CS) </li></ul>4
    23. 25. Manufactura integrada por computador <ul><li>Diseño del producto y del proceso </li></ul><ul><li>Planeación y control </li></ul><ul><li>El proceso de manufactura </li></ul>5
    24. 26. Análisis del Punto de Equilibrio <ul><li>Un método estándar para escoger entre procesos o equipos alternativos </li></ul><ul><li>Presenta visualmente las utilidades y pérdidas alternativas debidas al número de unidades producidas o vendidas </li></ul><ul><li>Más adecuado cuando los procesos y el equipo implican una considerable inversión inicial y un costo fijo, y también cuando los costos variables son razonablemente proporcionales al número de unidades producidas </li></ul>
    25. 27. Punto de equilibrio… PE demanda = Costo de compra o de producir el equipo precio por unid - costo por unid o bien Total de costos fijos del proceso Precio unitario al consum - CV unitarios
    26. 28. Ejemplo <ul><li>Suponga que usted quiere comprar una nueva computadora que costará $5,000. Será usada para procesar órdenes escritas de clientes que pagarán $25 por el servicio. El costo de mano de obra, electricidad y el formulario usado asciende a $5 por cliente. ¿Cuántos clientes será necesario atender para estar en PE con nuestros costos? </li></ul><ul><li>PE Demanda: </li></ul><ul><li> =5,000/(25-5) </li></ul><ul><li> =250 clientes </li></ul>
    27. 29. TOMA DE DECISIONES <ul><li>ANÁLISIS DEL PUNTO DE EQUILIBRIO : </li></ul><ul><ul><li>PARA EVALUAR UN NUEVO PRODUCTO </li></ul></ul><ul><ul><li>EVALUAR EL DESEMPEÑO DE UNO EXISTENTE </li></ul></ul><ul><ul><li>DETERMINAR EL VOLUMEN DE VENTAS AL CUAL LOS INGRESOS IGUALAN A LOS COSTOS </li></ul></ul>
    28. 30. TOMA DE DECISIONES <ul><li>COSTOS TOTALES = F + (cv) Q </li></ul><ul><li>INGRESOS TOTALES = Pq </li></ul><ul><li>PUNTO DE EQUILIBRIO: CT = IT </li></ul><ul><ul><li>Q = F / ( p - cv) </li></ul></ul>
    29. 31. EJEMPLO <ul><li>WILLIAMS PRODUCTS ESTA EVALUANDO INTRODUCIR UN NUEVO PRODUCTO A SU LINEA. WILLIAMS ESTIMA LOS CV=$5 POR UNIDAD, LOS CF ANUALES = $46,500 </li></ul><ul><li>SI p=$17 c/u, CUANTOS DEBERA VENDER PARA ALCANZAR EL PUNTO DE EQUILIBRIO? </li></ul><ul><li>SUS PROYECCIONES DE VENTAS SON DE 8,000 U. EL PRIMER A#O SI p=$12.50, Y DE 10,000 SI p=$11.50 </li></ul><ul><li>CUAL SERA LA ALTERNATIVA DE MAYORES BENEFICIOS? </li></ul><ul><li>QUE OTRA CONSIDERACION DEBERA DE TENER EN CUENTA ACERCA DE FABRICAR Y MERCADEAR EL NUEVO PRODUCTO? </li></ul><ul><li>Q= 46500/(17-5) = 3875 U. </li></ul><ul><li>UT1 = 8000*12.5 - (46500 + 8000*5) =$13,500 </li></ul><ul><li>UT2 = 10000*11.5 - (46500+10000*5) =$18,500 </li></ul>
    30. 32. PUNTO DE EQUILIBRIO <ul><li>DEBERÁ DE CONSIDERAR ESTRATEGIAS DE MERCADEO, OPERACIONES Y FINANCIERAS </li></ul>
    31. 33. PUNTO DE EQUILIBRIO PARA EVALUAR DOS PROCESOS <ul><li>CUANDO SE DESEA EVALUAR DOS PROCESOS O UN PROCESO INTERNO Y LA COMPRA DE UN SERVICIO O MATERIAL EXTERNO </li></ul><ul><li>DEBEN DE ESTUDIARSE TODOS LOS COSTOS Y LAS VENTAJAS DE CADA UNO </li></ul><ul><li>EL ANALISIS DETERMINA LAS CANTIDADES PARA LAS CUALES LOS COSTOS TOTALES SON IGUALES PARA LAS DOS ALTERNATIVAS </li></ul><ul><li>F1+ (cv1)Q = F2 + (cv2)Q </li></ul><ul><li>Q = ( F1 - F2 ) / ( cv1 - cv2 ) </li></ul>
    32. 34. DECISIONES DE HACER O COMPRAR, EJEMPLO <ul><li>EL GERENTE DE UN RESTAURANTE DE COMIDA RAPIDA ESTA AGREGANDO ENSALADA A EL MENU. HAY DOS OPCIONES, EL PRECIO AL CONSUMIDOR DEBE DE SER EL MISMO. </li></ul><ul><ul><li>ABRIR UNA BARRA DE ENSALADA CON UN EMPLEADO A MEDIO TIEMPO. SE ESTIMAN COSTOS FIJOS DE $12,000 Y CV DE $1.50 POR ENSALADA </li></ul></ul><ul><ul><li>LA OPCION DE COMPRA ES DE ENSALADA PRE-EMPACADA, SE COMPRARA A $2 CADA ENSALADA Y SE REQUERIRAN INSTALACIONES Y REFRIGERACION ADICIONAL CON COSTOS FIJOS DE $2400 </li></ul></ul><ul><ul><li>SE ESPERA VENDER 25,000 ENSALADAS ANUALES </li></ul></ul>
    33. 35. EJEMPLO <ul><li>Q = (F1 - F2) / (cv1 - cv2) </li></ul><ul><li>Q = (12,000 - 2,400) / ( 2 - 1.5 ) </li></ul><ul><li>Q = 19,200 ENSALADAS </li></ul><ul><li>DADO QUE LA PROYECCION DE VENTAS </li></ul><ul><li>(25, 000) ES MAYOR QUE EL PUNTO DE EQUILIBRIO (19,200) , LA OPCION DE PRODUCIR ES PREFERIDA </li></ul><ul><li>SOLAMENTE SI EL RESTAURANTE ESPERARA VENDER MENOS DE 19,200 SERIA MEJOR LA OPCION DE COMPRAR </li></ul>
    34. 36. Diseño del flujo del proceso de manufactura Definición <ul><li>El diseño del flujo del proceso de manufactura es un método para evaluar los procesos específicos seguidos por las MP, las partes y los subensambles a medida que se mueven a lo largo de la planta </li></ul><ul><li>Las herramientas de administración de las operaciones más comúnmente utilizadas en la planeación y el diseño del flujo del proceso son: Los dibujos del ensamble, Hojas de ruta y Gráficas del flujo del proceso </li></ul>
    35. 37. Diagrama de ensamble (o Gozinto) 16 <ul><li>The McGraw-Hill Companies, Inc., 1998 </li></ul>Irwin/McGraw-Hill A-2 SA-2 4 5 6 7 Anillo de cierre Separador, resorte retén Remaches (2) Resorte-retén A-5 Componente u operación de ensamble Inspección
    36. 38. Carta de Flujo del proceso Material recibido del proveedor Inspeccionar los materiales ¿Defectos? Regresar al proveedor para reposición Si No , Continúe…
    37. 39. CONSERVACIÓN DE FRESAS Diagramas de producción para tres técnicas de conservación <ul><li>http://www.fao.org/docrep/008/y5771s/y5771s03.htm </li></ul>
    38. 40. http://www.apm.com.mx/portal/Proceso.html
    39. 41. http://www.holcim.com/CL/ESC/id/-1610625603/mod/gnm20/page/editorial.html                                                                                                                                                                                               
    40. 42. Diagrama de flujo para producir helados http://turnkey.taiwantrade.com.tw/showpage.asp?subid=023&fdname=FOOD+MANUFACTURING&pagename=Planta+de+produccion+de+helados
    41. 43. PLANTA DE PRODUCCIÓN DE PANTALONES JEANS http://turnkey.taiwantrade.com.tw/showpage.asp?subid=181&fdname=TEXTILES&pagename=Planta+de+produccion+de+pantalones+jeans
    42. 44. Diseño y manufactura de productos globales <ul><li>Joint Ventures </li></ul><ul><li>Proveedores estratégicos </li></ul><ul><li>Estrategia de diseño de productos globales </li></ul>17
    43. 45. Medición del desempeño del desarrollo del producto Medidas <ul><li>Frecuencia de nuevos producidos introducidos </li></ul><ul><li>Tiempo de introducción al mercado </li></ul><ul><li>Número indicado y terminado </li></ul><ul><li>Porcentaje de venta de nuevos productos </li></ul>Mercado Productividad Calidad <ul><li>Horas de ingeniería por producto </li></ul><ul><li>Costo de materiales y herramientas por proyecto </li></ul><ul><li>Conformidad y confiabilidad en el uso </li></ul><ul><li>Satisfacción en el diseño y funcionamiento </li></ul><ul><li>Rendimiento en la fábrica y en el campo </li></ul>
    44. 46. Tecnología <ul><li>“ El conocimiento práctico, los objetos físicos y los procedimientos que se usan para generar productos y servicios” (Krajewski) </li></ul><ul><li>La destreza y la experiencia están incorporadas a este conocimiento, pueden escribirse en manuales o procedimientos </li></ul><ul><li>Los tres componentes trabajan juntos: </li></ul>
    45. 47. Tecnología de procesos a lo largo de la cadena de suministro <ul><li>Compras </li></ul><ul><li>Comunicacio-nes </li></ul><ul><li>Transportes </li></ul><ul><li>EDI, (Interc. Electr. Datos) </li></ul><ul><li>Manejo de materiales </li></ul><ul><li>Pruebas </li></ul><ul><li>Almacenaje </li></ul><ul><li>Tecn. Inform. </li></ul><ul><li>Tecn. Oficina </li></ul><ul><li>Operaciones de servicios </li></ul><ul><li>Procesos básicos </li></ul><ul><li>Pruebas </li></ul><ul><li>Manejo de mat. </li></ul><ul><li>Tecn. oOicina </li></ul><ul><li>Tec. Informac. </li></ul><ul><li>Operac. de manufactura </li></ul><ul><li>Procesos básicos </li></ul><ul><li>CIM (Manuf.Integr. por Comput) </li></ul><ul><li>Manejo de mat. </li></ul><ul><li>Tecn. Oficina </li></ul><ul><li>Tec.Informac. </li></ul><ul><li>Pruebas </li></ul><ul><li>Almacenaje </li></ul><ul><li>Distribución </li></ul><ul><li>Comunicacio- nes </li></ul><ul><li>Transportes </li></ul><ul><li>EDI, (Interc. Electr. Datos) </li></ul><ul><li>Manejo de materiales </li></ul><ul><li>Pruebas </li></ul><ul><li>Almacenaje </li></ul><ul><li>Tecn. Inform. </li></ul><ul><li>Tecn. Oficina </li></ul><ul><li>Mercadeo y ventas </li></ul><ul><li>Comunicacio </li></ul><ul><li>nes </li></ul><ul><li>Tecnología de los medios </li></ul><ul><li>Comercio electrónico </li></ul><ul><li>Pruebas </li></ul><ul><li>Tecn. Oficina </li></ul><ul><li>Tec.Informac. </li></ul><ul><li>Pruebas </li></ul>Proveedores Clientes
    46. 48. Procesos básicos en servicios Tecnología de procesos Transferencia electrónica de fondos y procesadoras de cheques codificados Piloto automático y sistemas de navegación marítima Exploradores asistidos por comp., sistemas para sillas de dentistas Máquinas vendedoras y terminales exploradoras ópticos de correo Sistemas electrónicos de reservaciones y sist. elect. de llave y cerradura Tipo de industria Banca Transportes Salud Comercio mayorista y al detalle Hoteles
    47. 49. Procesos básicos en manufactura Table 4.1 Tecnlogía de procesos Reacciones químicas y refinación Moldeo y corte Aserrado y láser óptico Pintura y pulido Soldering and screw fastening Tipo de industria Modificación de propiedades físicas de materiales Cambio de la forma de materiales físicos Maquinado a dimensiones fijas Preparación del acabado de superficies
    48. 50. Tecnología de procesos Figure 4.1 (b) <ul><li>Hardware </li></ul><ul><li>Bases de datos </li></ul><ul><li>Software </li></ul><ul><li>Telecomunicaciones </li></ul><ul><li>Tecn. de planific y presup. </li></ul><ul><li>Interc. Elect. Datos (EDI) </li></ul><ul><li>Tecn. Inform. </li></ul><ul><li>Tecn. Ofic. </li></ul><ul><li>Comercio electrónico </li></ul><ul><li>Tecnol. de capacitación </li></ul><ul><li>Tecn. Ofic. </li></ul><ul><li>Evaluación de rendimiento </li></ul><ul><li>Investig. Motivacional </li></ul><ul><li>Tecnol. Inform. </li></ul><ul><li>Tecnologia de producto </li></ul><ul><li>Office technology </li></ul><ul><li>Tecn. Inf. </li></ul><ul><li>Tecn. Procesos </li></ul><ul><li>Tecn. Planta Piloto </li></ul><ul><li>Diseño asitido por computadora (CAD) </li></ul><ul><li>Tecnol. Planif. y presup. </li></ul><ul><li>Tecn. Ofic </li></ul><ul><li>Bases de datos en línea </li></ul><ul><li>Tecn. Inform. </li></ul>Contabilidad ingeniería Finanzas Operaciones Recursos humanos Sistemas de inform. para la admón.
    49. 51. Etapas de investigación y desarrollo Nuevos procesos Nuevos productos o servicios Genera nuevos conocimientos e inicia avances tecnológicos Etapa 1 Investigacion básica Resuelva problemas prácticos mediante la aplicación de los hallazgos de la investigación básica Etapa 2 Investigación aplicada Crea nuevos productos o procesos para satisfacer necesidades del mercado Etapa 3 Desarrollo Proveedores y asociaciones de empresas
    50. 52. Estrategia de tecnología <ul><li>Dado que cambia con rapidez y debido a la multiplicidad de tecnologías disponibles </li></ul><ul><li>Deben tomarse decisiones inteligentes y bien informadas sobre las nuevas tecnologías de productos y procesos </li></ul><ul><li>Una nueva tecnología debería generar una ventaja competitiva de algún tipo </li></ul><ul><li>Ésta se genera al incrementar el valor de un producto para un cliente o al reducir los costos de llevar el producto al mercado </li></ul>
    51. 53. Adecuación a las prioridades competitivas <ul><li>Averiguar cómo puede ayudar el cambio tecnológico a que una empresa satisfaga las prioridades competitivas de costo, calidad, tiempo y flexibilidad </li></ul><ul><li>Las nuevas tecnologías pueden edificar las nuevas capacidades de producción que sirven de base para a nuevas estrategias </li></ul><ul><li>No solo debe de preservarse el pasado, sino también crear el futuro </li></ul>

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