El Proceso de diseño

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complicados requiere de un enfoque organizado. Los problemas de diseño exigen la conservación de un buen registro y buenos hábitos de documentación para registrar las diversas suposiciones y las decisiones de diseño tomadas a lo largo del proceso, de modo que la evolución del pensamiento del diseñador pueda reconstruirse más adelante si se necesita un rediseño o iteración.

En la tabla 2 se muestra un procedimiento recomendado para el diseñador, el cual lista un conjunto de subtareas adecuadas para la mayoría de los problemas de diseño de máquinas. Tales pasos deben documentarse en cada problema de manera clara y sencilla, en el cuaderno para llevar un orden cronológico.

Tabla 2 Planteamiento y Calculo del Problema

1. Definición del problema.

2. Establecimiento de especificaciones. Etapa de definición

3. Hacer supuestos adecuados.

4. Decisiones preliminares de diseño. Etapa de diseño Preliminar

5. Diseño de esbozos.

6. Modelos matemáticos.

7. Análisis de diseño. Etapa del diseño detallado

8. Evaluación.

9. Documentar resultados. Etapa de documentación

Etapa de definición

En el cuaderno de diseño, primero defina el problema con un enunciado claro y conciso. En muchas ocasiones los problemas que se presentan en la industria no se muestran deforma explicita, es decir hay que desarrollar una serie de actividades e investigaciones con el fin de detectar el problema que afecta realmente la producción o determinada área de la empresa. Por esto hay que tener habilidad de síntesis de información, capacidad analítica, creatividad, liderazgo, entre otras. Las especificaciones de una tarea determinada deben estar claramente listadas, y nos son dadas, tanto por el medio que nos rodea como por la industria o personas que nos están solicitando el diseño, deben ir seguidas por un registro de los supuestos (decisiones a priori tomadas por el diseñador) hechos por el diseñador acerca del problema estos supuestos incrementan la información conocida para agregar restricciones al problema.

Etapa de diseño preliminar

Una vez que se definen las restricciones generales, se deben tomar algunas decisiones de diseño preliminar para continuar. Las razones y justificaciones de tales decisiones habrán de documentarse. Los problemas de Ingeniería son abiertos, tienen muchas soluciones, buenas, malas e indiferentes. El arte consiste en llegar a una buena solución. Esto es una actividad creativa, que implica imaginación, intuición y selección intencional.

La generación de posibles soluciones constituye uno de los puntos más importantes para el Ingeniero y es aquí donde se da rienda suelta a la creatividad. Una vez se tenga toda la documentación con respecto al problema que se identificó y con las restricciones del caso bien contextualizadas, se procede a generar el mayor número de ideas que sean posibles soluciones al problema, entre mayor sea el número mejor, después tendrá bastante de donde escoger. Así, las decisiones de diseño pueden tener repercusiones significativas sobre los resultados, por lo que a menudo tendrán que modificarse o desecharse conforme se itere a través del proceso de diseño. Se ha observado con frecuencia que el 90% de las características del diseño se determinan durante el primer 10% del tiempo total del proyecto, en el cual se toman tales decisiones de diseño preliminares. Si se trata de decisiones deficientes, quizá no se salve un mal diseño con modificaciones posteriores sino, más bien, se descarta y se comienza con una propuesta solución. El concepto de diseño preliminar en esta fase debería documentarse con claridad usando dibujos de diseño, esbozados y etiquetados para que los entienda cualquier otro ingeniero, o incluso uno mismo, después de que haya pasado algún tiempo

Etapa de diseño detallado

Si se establece una directriz de diseño tentativa, se podrían crear uno o más modelos

(matemáticos) de ingeniería del elemento o del sistema para analizarlo. En general, dichos modelos incluyen un modelo de carga consistente en diagramas de cuerpo libre, el cual muestra todas las fuerzas, los momentos y los torques que actúan sobre el elemento o el sistema, así como las ecuaciones adecuadas para su cálculo. Los modelos de estados de esfuerzo y deflexión esperados en los puntos de fallas probables se determinan después con las ecuaciones de esfuerzo y deflexión apropiadas.

Luego, se realiza el análisis del diseño con el uso de estos modelos, y se determinan la seguridad o la falla probables del diseño. Los resultados se evalúan junto con las propiedades de los materiales de ingeniería seleccionados, además de que se toma una decisión en el sentido de si procede continuar con este diseño, o bien, iterar para obtener una mejor solución regresando a una fase anterior del proceso.

Uno de las variables que se deben tener en cuenta en las restricciones y en el producto final es si cumple con la viabilidad técnica: ¿Se violan las leyes físicas? ¿Se sobrepasan las limitaciones establecidas? ¿Se pueden llevar a cabo con recursos y tecnología disponible? ¿Su nivel de desempeño es competitivo con productos similares? ¿Es fácil de reparar y fácil de usar? ¿Se consiguen piezas de repuesto fácilmente? ¿Es estéticamente atractivo? ¿Es razonablemente seguro? ¿Posee capacidad de adaptación a futuros cambios?; con la viabilidad económica Se dispone de fuentes de financiación seguras? ¿Su costo es mayor que el de otros productos similares? Su relación costo/beneficio es aceptable? ¿La tasa de retorno de la inversión es atractiva? ¿El tiempo requerido está entre los márgenes aceptables?; Con respecto a los aspectos humanos: ¿Cumple las regulaciones ambientales? ¿Es éticamente aceptable? ¿Tiene en cuenta los hábitos socioculturales? ¿Su uso genera enfermedades profesionales?

Etapa de documentación

Una vez que la iteración suficiente en este proceso brinda resultados satisfactorios, se debería concluir de manera detallada con la documentación del diseño del elemento,