Ingeniería Concurrente en el diseño de producto y mfg

CAPITULO 5 Ingeniería Concurrente en el Diseño del producto y selección del proceso. Manufactura

El proceso de diseño del producto Desarrollo del producto Diseño conceptual, mercado objetivo Planeación del producto Creación de mercado, Inversión Ingeniería de producto/proceso Herramientas, prototipos Producción piloto / lanzamiento Prueba de volumen, inicio de fabricación

Ingeniería Concurrente (CE) Definición 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

Ingeniería Concurrente (CE)… Los equipos proporcionan el principal mecanismo de integración en los programas de CE Hay 3 tipos de equipos: El equipo de administración El equipo técnico Los equipos de diseño-construcción La reducción del tiempo para terminar un proyecto es una de los principales beneficios de CE

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

Diseñar para el cliente: Despliegue de la función de calidad (QDF, Toyota) Equipos interfuncionales de mercadotecnia, ingeniería del diseño y fabricación La voz del consumidor La Casa de la calidad

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

Análisis del valor / Ingeniería del valor El propósito es simplificar los productos y procesos. Su objetivo es lograr un mejor desempeño o equivalente a menor costo ¿El producto tiene algunas características de diseño innecesarias? ¿Es posible que dos o más partes se combinen en una? ¿Cómo podemos reducir el peso? ¿Hay partes no estandarizadas que puedan eliminarse?

Diseñar para el cliente Diseño industrial Estética Ergonomía 5

ERGONOMÍA El diseño del lugar de trabajo, las herramientas, el equipo y el entorno de manera que se ajusten al operario humano se llama ergonomía Adecuar el lugar de trabajo al operario Proporcionar posibilidades de ajuste Mantener posturas neutrales Minimizar repeticiones Usar agarre con fuerza cuando se requiera Emplear agarre de contracción para precisión y no fuerza

Despliegue de la función de calidad Equipos interfuncionales de mercadeo, ingeniería de diseño y manufactura Voz del cliente Casa de calidad 6

Diseño Diferentes significados Diseño estético del producto El establecimiento de los parámetros básicos de un sistema Es como el detalle de los materiales, formas y tolerancias de las partes individuales de un producto

Diseño para manufactura Actitud tradicional del diseñador: “ Nosotros lo diseñamos, ustedes lo construyen“, lo que se califica como “Enfoque del otro lado de la pared” CE “ Hagamoslo simultáneamente y juntos el trabajo”

Diseño de productos para manufactura y ensamble, DFMA Las mejoras más importantes se originan en la simplificación del producto, al reducir el número de partes separadas: ¿Durante la operación del producto, la parte añadida funciona en relación con las otras ya ensambladas? ¿La parte añadida debe ser de un material diferente o se debe de aislar de las otras ya ensambladas? ¿La parte añadida debe separarse del resto para permitir el desensamble del producto con fines de ajuste o mantenimiento?

Tipos de procesos De conversión (Ej. De láminas de hierro a láminas de acero) De fabricación, las mp se convierten en alguna forma específica (Ej. Oro a corona de un diente) De ensamble (Ej. Ensamblar un tubo de escape al auto) De prueba, (Ej. De la calidad de los productos)

Estructuras de flujo del proceso Taller de trabajo, pequeños lotes (Ej. Centro de copias haciendo una copia a un estudiante) 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) Línea de ensamble o cadena de montaje (Ej. Fábrica de automóviles) Flujo continuo, altamente automatizada (Ej. Productor de jabón en polvo )

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

La fábrica virtual Definición 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.

Fábrica virtual Cambiar de la producción centralizada a .... ...una red integrada de capacidades. 14

Tecnología de operaciones Sistemas de hardware Sistemas de software Manufactura i ntegrada por c omputador Tecnologías en servicios Beneficios Riesgos 2

Sistemas de hardware Máquinas de control numérico (NC) Centros de mecanizado Robots industriales Sistemas automatizados de manejo de materiales Sistemas flexibles de manufactura (FMS) 3

Sistemas de software Diseño asistido por computador (CAD) Sistemas automatizados de planeación y control de manufactura (MP & CS) 4

Manufactura integrada por computador Diseño del producto y del proceso Planeación y control El proceso de manufactura 5

Análisis del Punto de Equilibrio Un método estándar para escoger entre procesos o equipos alternativos Presenta visualmente las utilidades y pérdidas alternativas debidas al número de unidades producidas o vendidas 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

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

Ejemplo 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? PE Demanda: =5,000/(25-5) =250 clientes

TOMA DE DECISIONES ANÁLISIS DEL PUNTO DE EQUILIBRIO : PARA EVALUAR UN NUEVO PRODUCTO EVALUAR EL DESEMPEÑO DE UNO EXISTENTE DETERMINAR EL VOLUMEN DE VENTAS AL CUAL LOS INGRESOS IGUALAN A LOS COSTOS

TOMA DE DECISIONES COSTOS TOTALES = F + (cv) Q INGRESOS TOTALES = Pq PUNTO DE EQUILIBRIO: CT = IT Q = F / ( p - cv)

EJEMPLO WILLIAMS PRODUCTS ESTA EVALUANDO INTRODUCIR UN NUEVO PRODUCTO A SU LINEA. WILLIAMS ESTIMA LOS CV=$5 POR UNIDAD, LOS CF ANUALES = $46,500 SI p=$17 c/u, CUANTOS DEBERA VENDER PARA ALCANZAR EL PUNTO DE EQUILIBRIO? 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 CUAL SERA LA ALTERNATIVA DE MAYORES BENEFICIOS? QUE OTRA CONSIDERACION DEBERA DE TENER EN CUENTA ACERCA DE FABRICAR Y MERCADEAR EL NUEVO PRODUCTO? Q= 46500/(17-5) = 3875 U. UT1 = 8000*12.5 - (46500 + 8000*5) =$13,500 UT2 = 10000*11.5 - (46500+10000*5) =$18,500

PUNTO DE EQUILIBRIO DEBERÁ DE CONSIDERAR ESTRATEGIAS DE MERCADEO, OPERACIONES Y FINANCIERAS

PUNTO DE EQUILIBRIO PARA EVALUAR DOS PROCESOS CUANDO SE DESEA EVALUAR DOS PROCESOS O UN PROCESO INTERNO Y LA COMPRA DE UN SERVICIO O MATERIAL EXTERNO DEBEN DE ESTUDIARSE TODOS LOS COSTOS Y LAS VENTAJAS DE CADA UNO EL ANALISIS DETERMINA LAS CANTIDADES PARA LAS CUALES LOS COSTOS TOTALES SON IGUALES PARA LAS DOS ALTERNATIVAS F1+ (cv1)Q = F2 + (cv2)Q Q = ( F1 - F2 ) / ( cv1 - cv2 )

DECISIONES DE HACER O COMPRAR, EJEMPLO 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. 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 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 SE ESPERA VENDER 25,000 ENSALADAS ANUALES

EJEMPLO Q = (F1 - F2) / (cv1 - cv2) Q = (12,000 - 2,400) / ( 2 - 1.5 ) Q = 19,200 ENSALADAS DADO QUE LA PROYECCION DE VENTAS (25, 000) ES MAYOR QUE EL PUNTO DE EQUILIBRIO (19,200) , LA OPCION DE PRODUCIR ES PREFERIDA SOLAMENTE SI EL RESTAURANTE ESPERARA VENDER MENOS DE 19,200 SERIA MEJOR LA OPCION DE COMPRAR

Diseño del flujo del proceso de manufactura Definición 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 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

Diagrama de ensamble (o Gozinto) 16 The McGraw-Hill Companies, Inc., 1998 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

Carta de Flujo del proceso Material recibido del proveedor Inspeccionar los materiales ¿Defectos? Regresar al proveedor para reposición Si No , Continúe…

CONSERVACIÓN DE FRESAS Diagramas de producción para tres técnicas de conservación http://www.fao.org/docrep/008/y5771s/y5771s03.htm

http://www.apm.com.mx/portal/Proceso.html

http://www.holcim.com/CL/ESC/id/-1610625603/mod/gnm20/page/editorial.html

Diagrama de flujo para producir helados http://turnkey.taiwantrade.com.tw/showpage.asp?subid=023&fdname=FOOD+MANUFACTURING&pagename=Planta+de+produccion+de+helados

PLANTA DE PRODUCCIÓN DE PANTALONES JEANS http://turnkey.taiwantrade.com.tw/showpage.asp?subid=181&fdname=TEXTILES&pagename=Planta+de+produccion+de+pantalones+jeans

Diseño y manufactura de productos globales Joint Ventures Proveedores estratégicos Estrategia de diseño de productos globales 17

Medición del desempeño del desarrollo del producto Medidas Frecuencia de nuevos producidos introducidos Tiempo de introducción al mercado Número indicado y terminado Porcentaje de venta de nuevos productos Mercado Productividad Calidad Horas de ingeniería por producto Costo de materiales y herramientas por proyecto Conformidad y confiabilidad en el uso Satisfacción en el diseño y funcionamiento Rendimiento en la fábrica y en el campo

Tecnología “ El conocimiento práctico, los objetos físicos y los procedimientos que se usan para generar productos y servicios” (Krajewski) La destreza y la experiencia están incorporadas a este conocimiento, pueden escribirse en manuales o procedimientos Los tres componentes trabajan juntos:

Tecnología de procesos a lo largo de la cadena de suministro Compras Comunicacio-nes Transportes EDI, (Interc. Electr. Datos) Manejo de materiales Pruebas Almacenaje Tecn. Inform. Tecn. Oficina Operaciones de servicios Procesos básicos Pruebas Manejo de mat. Tecn. oOicina Tec. Informac. Operac. de manufactura Procesos básicos CIM (Manuf.Integr. por Comput) Manejo de mat. Tecn. Oficina Tec.Informac. Pruebas Almacenaje Distribución Comunicacio- nes Transportes EDI, (Interc. Electr. Datos) Manejo de materiales Pruebas Almacenaje Tecn. Inform. Tecn. Oficina Mercadeo y ventas Comunicacio nes Tecnología de los medios Comercio electrónico Pruebas Tecn. Oficina Tec.Informac. Pruebas Proveedores Clientes

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

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

Tecnología de procesos Figure 4.1 (b) Hardware Bases de datos Software Telecomunicaciones Tecn. de planific y presup. Interc. Elect. Datos (EDI) Tecn. Inform. Tecn. Ofic. Comercio electrónico Tecnol. de capacitación Tecn. Ofic. Evaluación de rendimiento Investig. Motivacional Tecnol. Inform. Tecnologia de producto Office technology Tecn. Inf. Tecn. Procesos Tecn. Planta Piloto Diseño asitido por computadora (CAD) Tecnol. Planif. y presup. Tecn. Ofic Bases de datos en línea Tecn. Inform. Contabilidad ingeniería Finanzas Operaciones Recursos humanos Sistemas de inform. para la admón.

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

Estrategia de tecnología Dado que cambia con rapidez y debido a la multiplicidad de tecnologías disponibles Deben tomarse decisiones inteligentes y bien informadas sobre las nuevas tecnologías de productos y procesos Una nueva tecnología debería generar una ventaja competitiva de algún tipo Ésta se genera al incrementar el valor de un producto para un cliente o al reducir los costos de llevar el producto al mercado

Adecuación a las prioridades competitivas Averiguar cómo puede ayudar el cambio tecnológico a que una empresa satisfaga las prioridades competitivas de costo, calidad, tiempo y flexibilidad Las nuevas tecnologías pueden edificar las nuevas capacidades de producción que sirven de base para a nuevas estrategias No solo debe de preservarse el pasado, sino también crear el futuro

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