Las industrias actuales no pueden sobrevivir a la competencia global a menos que introduzcan productos nuevos de mejor calidad (Calidad, Q), menor costo (Costo, C) y plazos de entrega más cortos (Entrega, D). Por lo tanto, intentan aprovechar la enorme capacidad de memoria de la computadora, la rápida velocidad de procesamiento y las capacidades de gráficos interactivos fáciles de usar para automatizar y combinar tareas de ingeniería o producción tediosas e independientes, reduciendo así el tiempo y el costo de desarrollo y producción de productos [1 ]. El diseño asistido por computadora (CAD), la fabricación asistida por computadora (CAM) y la ingeniería asistida por computadora (CAE) son tecnologías utilizadas para este propósito durante el ciclo del producto. Por lo tanto, para comprender el papel de CAD, CAM y CAE, debemos examinar las diversas actividades y funciones que deben realizarse en el diseño y fabricación de productos. Estas actividades y funciones se denominan ciclos del producto. El ciclo del producto descrito por Zeid (1991) se modifica aquí ligeramente, como se muestra en la Figura 10-1.
Como se muestra en el cuadro rodeado de líneas continuas en la Figura 10-1, el ciclo del producto consta de dos procesos principales: el proceso de diseño y el proceso de fabricación. El proceso de diseño comienza con una necesidad del cliente identificada por los especialistas en marketing y termina con una descripción completa del producto, generalmente en forma de dibujos. El proceso de fabricación comienza con las especificaciones de diseño y finaliza con el envío del producto real.
Las actividades involucradas en el proceso de diseño se pueden dividir a grandes rasgos en dos categorías: síntesis y análisis. Como se muestra en la Figura 10-1, las actividades de diseño iniciales (como identificar los requisitos de diseño, desarrollar especificaciones de diseño, recopilar información de diseño relevante para estudios de viabilidad y conceptualización del diseño) son parte del subproceso de síntesis. Es decir, el resultado del subproceso de síntesis es un diseño conceptual del producto previsto, que muestra las relaciones entre varios componentes del producto en forma de bocetos o dibujos de diseño [2]. En esta etapa del ciclo, se han realizado los principales compromisos financieros necesarios para hacer realidad la idea del producto y se ha determinado la funcionalidad del producto. La mayor parte de la información generada y procesada durante el subproceso de síntesis es cualitativa y, por tanto, difícil de capturar en un sistema informático.
Una vez desarrollado el diseño conceptual, se inicia el subproceso de análisis con el análisis y optimización del diseño. El modelo de análisis se exporta primero porque el subproceso de análisis se aplica al modelo y no al diseño en sí. A pesar del rápido crecimiento en el poder y la disponibilidad de las computadoras en ingeniería, la abstracción de modelos analíticos permanecerá con nosotros en el futuro previsible. Los modelos analíticos se obtienen eliminando detalles innecesarios del diseño, reduciendo dimensiones e identificando y utilizando simetrías. Por ejemplo, la reducción de tamaño significa que las rebanadas delgadas de material están representadas por superficies equivalentes con propiedades de espesor, o que las regiones alargadas están representadas por líneas con propiedades de sección transversal. Los objetos con simetría en geometría y carga generalmente se analizan considerando una parte del modelo. De hecho, cuando analizaste una estructura en una clase de introducción a la mecánica, ya practicaste este proceso de abstracción con bastante naturalidad.
Una vez completado el diseño, después de la optimización o algunas decisiones de compensación, comienza la fase de evaluación del diseño. Para ello se pueden fabricar prototipos. Una nueva tecnología llamada creación rápida de prototipos se está volviendo cada vez más popular para construir prototipos. Esta tecnología permite la construcción de prototipos depositando capas de abajo hacia arriba. Por tanto, se puede construir un prototipo directamente a partir del diseño, ya que básicamente requiere datos transversales del producto. Si la evaluación del diseño del prototipo indica que el diseño no es satisfactorio, el proceso se repite con un nuevo diseño.
Cuando los resultados de la evaluación del diseño son satisfactorios, los documentos de diseño están listos. Esto incluye la preparación de planos, informes y lista de materiales. Tradicionalmente, los planos se elaboran a partir de dibujos y luego se envían al departamento de producción.
Como se muestra en la Figura 10-1, el proceso de fabricación comienza con la planificación del proceso, utilizando dibujos del proceso de diseño, y termina con el producto real. Los resultados de la planificación de procesos son los planes de producción, los pedidos de materiales y la programación de máquinas. En esta etapa también se manejan otros requisitos especiales, como el diseño de plantillas y accesorios. La planificación de procesos es para el proceso de fabricación lo que la síntesis es para el proceso de diseño: implica una gran cantidad de experiencia humana y una toma de decisiones cualitativa. Esta descripción implica que la planificación de procesos informatizada es difícil. Una vez completada la planificación del proceso, el producto real se produce e inspecciona de acuerdo con los requisitos de calidad.
Después de que las piezas
pasan las inspecciones de control de calidad, se ensamblan, se prueban funcionalmente, se empaquetan, se etiquetan y se envían al cliente.
Notas:
[1]La estructura principal de esta oración es que habían intentado usar...automatización...y atar..., que usaba tres El objeto de coordenadas; separado aquí hay un adjetivo que significa "separado" e "independiente".
[2] Un boceto o dibujo de diseño en forma de boceto o dibujo de diseño; esto indica... una cláusula atributiva que modifica un boceto o dibujo de diseño.
Palabras clave
Diseño asistido por ordenador
Fabricación asistida por ordenador
Ingeniería asistida por ordenador
Ciclo del producto
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Prototipo Prototipo
Viabilidad Viabilidad
Cualitativa
Simetría Simetría
Transversal properties
Traducción:
Ningún negocio puede sobrevivir en la competencia internacional actual a menos que podamos ofrecer nuevos productos con mejor calidad y tiempos de entrega más cortos a precios más bajos. Por lo tanto, todos intentan aprovechar la enorme capacidad de almacenamiento de la computadora, la rápida velocidad de procesamiento y las capacidades de gráficos interactivos fáciles de usar para completar automáticamente y conectar estrechamente otras tareas pesadas y separadas de ingeniería o producción, reduciendo así el tiempo y el costo del desarrollo de productos. y producción. El diseño asistido por ordenador (CAD), la fabricación asistida por ordenador (CAM) y la ingeniería asistida por ordenador (CAE) son exactamente las tecnologías utilizadas para este fin en el ciclo de producción. Por lo tanto, para comprender el papel que desempeñan CAD, CAM y CAE, es necesario comprender las actividades y funciones que deben completarse durante el proceso de diseño y producción de un producto. Estas actividades y funciones se denominan ciclos del producto. El ciclo del producto descrito en Zeid (1991) ha cambiado ligeramente, como se muestra en la Figura 10-L.
Como se muestra en el marco de líneas continuas de la Figura 10-1, el ciclo del producto consta de dos procesos principales: el proceso de diseño y el proceso de fabricación. El proceso de diseño comienza con las necesidades del usuario identificadas por los especialistas en marketing y termina con una descripción completa del producto, a menudo representada gráficamente. El proceso de fabricación comienza con las especificaciones de diseño y finaliza con la entrega del producto.
Las actividades involucradas en el proceso de diseño generalmente se dividen en dos tipos: síntesis y análisis. Como se muestra en la Figura 10-1, las actividades de diseño inicial, como la identificación de los requisitos de diseño, la planificación de las especificaciones de diseño, los estudios de viabilidad basados en la información de diseño relevante recopilada, la conceptualización del diseño, etc., son todos subprocesos integrales; , el resultado del subproceso de síntesis es un diseño conceptual del producto deseado en forma de boceto o plano de distribución. Los principales compromisos financieros y las características del producto necesarios para realizar el concepto del producto se determinan durante esta fase del ciclo del producto. La mayor parte de la información generada y procesada durante el subproceso de síntesis es cualitativa y por tanto difícil de obtener en sistemas informáticos.
Una vez formado el diseño conceptual, comienza el subproceso de análisis para analizar y optimizar el diseño. Primero, se debe derivar un modelo de análisis, ya que los subprocesos de análisis encajan en el modelo, no en el diseño en sí. Aunque la potencia y la disponibilidad de las computadoras en ingeniería han mejorado rápidamente, en el futuro previsible, la abstracción de modelos analíticos todavía tendrá que esperar a que la gente la complete. Los modelos analíticos pueden eliminar detalles innecesarios de los diseños, reducir dimensiones e identificar y utilizar simetrías. Por ejemplo, reducción de tamaño significa representar una pieza delgada de material con una superficie equivalente con propiedades de espesor, o representar una región alargada con un segmento de línea con características de sección transversal. Los objetos con geometría simétrica y cargas simétricas generalmente se analizan mediante una determinada parte del modelo. De hecho, este proceso natural de abstracción se practica desde hace mucho tiempo en los cursos de introducción a la mecánica al analizar una estructura.
Una vez completado el diseño, después de la optimización o algunas compensaciones, comienza la fase de evaluación del diseño. Para ello se pueden crear prototipos. Una nueva tecnología llamada creación rápida de prototipos, que se utiliza para construir prototipos, es muy popular hoy en día. Esta tecnología puede construir prototipos capa por capa de abajo hacia arriba. Debido a que el prototipo se puede construir directamente a partir del diseño, solo se necesitan datos transversales del producto. Si la evaluación del diseño del prototipo muestra que el diseño no es satisfactorio, se repite el proceso con un nuevo diseño.
Cuando los resultados de la evaluación del diseño sean satisfactorios, prepare los documentos de diseño. Los documentos de diseño incluyen la preparación de dibujos, informes y lista de materiales.
En términos generales, los dibujos de diseño deben convertirse en planos y enviarse al departamento de fabricación.
Como se muestra en la Figura 10-1, el proceso de fabricación comienza desde el plan de proceso y termina con el producto real basado en los dibujos del proceso de diseño. Los resultados de la planificación de procesos son planes de producción, pedidos de materiales y procedimientos de procesamiento. En esta etapa se manejan otros requisitos especiales, como el diseño de plantillas y accesorios. La planificación de procesos está relacionada con el proceso de fabricación de la misma manera que la síntesis está relacionada con el proceso de diseño: implica mucha experiencia y juicio cualitativo, lo que significa que la planificación de procesos es difícil de computarizar. Una vez que se complete el plan de proceso, el producto real se producirá e inspeccionará de acuerdo con los requisitos de calidad. Ensamble, pruebe funcionalmente, empaquete, etiquete y envíe piezas de calidad inspeccionada a los clientes.