17 de Agosto de 2015

DOC. CALIXTO

INTRODUCCIÓN

“Un problema nace con el deseo de lograr la transformación de un estado

en otro.”

Siempre que se presenta un inconveniente a lo largo de la vida, se suele

utilizar el término “problema”, aún sin conocer el significado, y al

comprenderlo se puede notar que un problema se puede encontrar en

infinidad de situaciones, y de igual forma, se puede encontrar un sinfín de

soluciones, pero depende de nosotros el encontrar la solución más

conveniente.

Para tratar de darle una “solución” a ese problema, se deben tomar en

cuenta los recursos con los que se cuentan; así como las limitaciones

físicas, sociales, económicas, contextuales, técnicas, profesionales, etc.

Es muy difícil encontrar un problema con una solución única, ya que en la

mayoría de las veces, existen diferentes alternativas de las cuales,

tomaremos la mejor para dar solución.

La ciencia y la ingeniería siempre van de la mano, ya que los

conocimientos que en ese momento se tienen, no siempre satisfacen la

correcta solución del dilema presentado.

Un buen ingeniero no se basa solamente en sus conocimientos de las

ciencias básicas, sino también de las aplicadas; aparte, debe de tener una

actitud emprendedora, adquirir experiencia, que lo llevarán día a día a

desarrollarse profesionalmente y con mayor competitividad en el trabajo.

En el diseño de máquinas se trata de crear dispositivos y sistemas que

funciones de manera segura y eficaz.

Una máquina se define como un aparato formado de unidades

interrelacionadas o como un dispositivo que modifica una fuerza o un

movimiento

Las partes interrelacionadas hacen referencia a los elementos de la

máquina. La idea de trabajo útil es fundamental porque en cualquier

maquina se tienen algún transferencia de energía y es tarea del ingeniero

hacer todos los cálculos necesarios que se interrelacionan en la máquina.

En esto tiene su fundamento el diseño de máquinas.

El objetivo del diseño es dar forma a las piezas, escoger los materiales y el

tipo de manufactura apropiados.

Desarrollo

Ninguna metodología en especial puede manejar a la perfección todas las

situaciones que se presentan en un momento dado. Para ser de utilidad,

debe ser utilizada con flexibilidad y según los requerimientos que se

tengan en determinada situación.

EL FACTOR EXPERIENCIA EN LA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS

Un experto puede almacenar en el cerebro durante un período de 10 años

una masa de más de 50 mil patrones de conocimiento especializado

fácilmente accesible, conectados de algún modo. Raras veces almacena

hechos aislados

Al trabajar con problemas se debe practicar definiciones, formulación,

gráficas de diagramas, interpretación, análisis (descomposición del,

problema en sus componentes) y exploración. Luego que conocen una

estrategia, se debe monitorear el proceso. Conocer procedimientos para

salir de las trabas. Se deben comprobar sus resultados y evaluarlos sobre

la base de criterios internos y externos. Si se ha cometido errores se debe

aprender de ellos y permanecer activos y precisos.

Método de resolución de problemas

PROCEDIMIENTO

1.- IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA

Una definición incorrecta o inapropiada, hará que el ingeniero pierda

tiempo y puede conducir a una solución incorrecta. (Enunciar el problema

de forma correcta).

Que las necesidades enunciadas sean reales (inútil si duplica otros

diseños o si resuelve un problema que no tiene impacto)

Las necesidades que buscan satisfacerse deben de definirse a grandes

rasgos y diferenciarse de otras soluciones.

Caso de decesos automovilísticos. (Enfoque equivocado de problema, el

planteamiento de dos enunciados diferentes)

El problema no debe de tener restricciones innecesarias.

El problema de que se trate se define en forma amplia y sin detalles. Los

objetivos principales de la formulación de un problema son definir, en

términos generales, en qué consiste, determinar si amerita que le demos

atención y obtener una perspectiva del problema.

 

Análisis del problema

En esta etapa se define con la mayor especificación posible y con todo

detalle. El análisis debe contemplar:

 

1) Estados "A" y "B". Variables de entrada y salida de la solución.

2) Restricciones. Son características de una solución que se fijan

previamente por una decisión y tiene que cumplir la solución de un

problema.

3) Variables de solución. Son las formas en que pueden diferir las

soluciones.

4) Criterios. Son normas de preferencia para seleccionar entre varias

soluciones.

5) Utilización. Alcance al que ha de emplearse la solución.

6) Volumen de producción. Es el número de unidades a producirse de la

solución.

2.- RECOPILACIÓN DE LA INFORMACIÓN NECESARIA

Una vez identificado el problema, y definidas correctamente las

necesidades, comienza.

Depende de la naturaleza del problema.

Mediciones físicas, mapas investigación documental, experimentación,

patentes, encuestas de opinión etc., internet, consultar a otros colegas,

catálogos de fabricantes.

3.- BÚSQUEDA DE SOLUCIONES CREATIVAS

Es la fase del proceso de diseño en que se buscan soluciones posibles por

medio de una investigación.

Después que se ha formulado y analizado el problema entra la fase de

búsqueda de soluciones en la cual el ingeniero se ve forzado en encontrar

soluciones a dicho problema. Las personas encargadas a dicho proyecto

deberán tener una idea antigua o nueva aplicable de manera tal que a su

problema, es decir necesita formular una manera, un método o un

concepto que logre llevar a cabo la tarea, el ingeniero de lanza a la

verdadera tarea o investigación, ya sea en su mente, la literatura técnica,

científica del mundo que nos rodea. Con esas informaciones se

encuentran soluciones ya hechas que podrán ser aplicadas en algunas

partes de los problemas, pero existe una segunda fase que son las propias

ideas resultado de la invención.

Lluvia de ideas. (Gente involucrada en el proceso, introducen de manera

espontánea ideas diseñadas para resolver un problema específico, no se

desecha ninguna idea, alentar a los participantes, no más de una hora.

4.-El pasó de las ideas a los diseños preliminares

Se descartan las ideas impracticables y se moldean y modifican las ideas

prometedoras, para formar anteproyectos y diseños factibles.

En este paso puedes ser necesario tomar muchas decisiones acerca de

disposiciones, configuraciones, materiales, dimensiones, y otras

especificaciones alternativas. También puede ser necesario hacer planos,

bosquejos, bocetos conceptuales.

Se someten todas las ideas a un escrutinio cuidadoso, generalmente se

hace a través de modelos.

Un modelo es cualquier descripción simplificada

De un sistema, o un proceso de ingeniería, que puede

Usarse para ayudar en el análisis de un diseño.

Modelos matemáticos.

Un modelo matemático consiste en una ecuación o un grupo de

ecuaciones que representan un sistema físico. Por ejemplo la sig.

Ecuación representa la presión del viento sobre una estructura.

p=K.V^2.

Donde:

p=presión del viento expresada en kg/m^2

K= Un factor que depende principalmente de la forma de la estructura

V= velocidad del viento expresada en km/h

Muchos fenómenos físicos pueden describirse mediante modelos

matemáticos.

Estos modelos se basan en teorías o leyes científicas.

Solo pueden describir fenómenos físicos relativamente simples.

Cuando se estudian sistemas complejos, los ingenieros emplean los

sistemas de simulación por computadora. Un modelo de este tipo puede

incorporar modelos matemáticos con bases empíricas como componentes

del sistema modelo sistema total.

Los ingenieros han utilizado los modelos físicos durante mucho tiempo

para obtener una mejor comprensión de los fenómenos complejos.

Constituyen el modelo más antiguo de diseño estructural. Se han utilizado

en los campos de la hidráulica, la hidrodinámica y la aerodinámica.

Ejemplos.

La dispersión de contaminante en un lago

El comportamiento bajo el agua de submarinos

El comportamiento de aviones (túneles de viento)

Generalmente se utilizan modelos a escalas mas pequeñas. Solo en

algunas excepciones se utilizan a tamaño natural

5.- LA EVALUACIÓN DE Y SELECCIÓN DE LA SOLUCIÓN

PREFERENTE

Todas las alternativas se evalúan, comparan y seleccionan hasta que se

obtiene la solución óptima o la más viable. Inicialmente las soluciones

elegibles se expresan a grandes rasgos.

El objetivo de análisis de alternativas es de llegar un punto en el cual

puede tomase una decisión respecto a la mejor alternativa. La toma de

decisiones involucra pues ciertamente una compaginación , el hombre que

decide correctamente tomar en cuenta los diversos factores que

intervienen en un problema para encontrar así la mejor alternativa o

posible solución que combine de manera óptima todos estos factores de la

compleja actividad que representa el decidir podemos afirmar que presenta

dos aspectos determinantes los cuales propicia que la búsqueda de la

combinación optima siga dos caminos uno de ellos es usar teorías

científicas diversas de toma de decisiones, algunas de ellas son la

optimización, la probabilidad, la confiabilidad. La teoría de la decisión de

utilidad que se refiere a la obtención de estrategias para optimizar la

probabilidad de obtener un valor máximo en la escala de utilidad, El otro

camino es el más difícil pues las tomas de decisiones también involucran

complejidad y subjetividad, factores humanos, criterios, etc. Ahora bien la

toma de decisiones constituye en sí un problema por lo que es conveniente

mostrar las características de este, podría decirse que un diseño en la

ingeniería es la optimización de una meta fijada. Esta meta que puede ser

un concepto o na combinación mejorada de dos o más cosas debe

determinar

A medida que avanza el proceso de diseño, se han ido descartando las

posibilidades que no son prometedoras. Quedando así un conjunto mas

pequeño de opciones. La retroalimentación, la modificación y la evaluación

pueden ocurrir en repetidas ocasiones a medida que el dispositivo o

sistema evoluciona, desde el concepto hasta el diseño final.

Dependiendo de la naturaleza del problema, que se va a resolver, la

evaluación puede basarse en varios factores, por ejemplo si se trata de la

evaluación de un producto.

La seguridad.

El costo.

La confiabilidad

La aceptación del consumidor.

Construir un prototipo y probar.

Evaluaciones más formales y estructuradas

Tradicionalmente estas evaluaciones dependen del análisis económico.

Recientemente se ha incorporado el problema ambiental en estas

evaluaciones y se han realizado jerarquizaciones.

Análisis económico

Durante al menos 50 años. Los ingenieros han utilizado el análisis

económico como herramienta para la toma de decisiones en la

construcción de presas, puentes, carreteras entre otras obras públicas.

Intentan comparar los beneficios públicos de estos proyectos con los

costos para realizarlos, los estudios económicos pueden utilizarse para

determinar.

Determinar la factibilidad del proyecto

Comparar diseños alternativos

Determinar la prioridad de la construcción de un grupo proyecto

Evaluar las características específicas de diseño.

Reconocer el valor del dinero en el tiempo.

Una cantidad de dinero vale más ahora que el prospecto de recibir la

misma cantidad en una fecha.

Un enfoque constituye en comparar los beneficios y los costos sobre la

base de un valor presente (P) de algún pago individual futuro (F).

P= F/(1+i)^n

Donde i = tasa de interés o tasa de descuento por periodo

n = número de periodos con interés, generalmente años

6.- LA PREPARACIÓN DE INFORMES, ANTEPROYECTOS Y

ESPECIFICACIONES

La solución elegida se expone por escrito detalladamente.   Los datos de

salida de esta fase consisten usualmente de dibujos del proyecto, un

informe escrito y con un modelo físico o con un informe técnico que

describe la propuesta con palabras, diagramas y croquis. Éste describe el

funcionamiento de la solución y proporciona una evaluación cabal de ella.

Después de que ha sido seleccionado el mejor diseño, debe comunicarse

a quienes deben aprobarlo, apoyarlo y traducirlo a la realidad. Esta

comunicación puede adoptar la forma de un informe de ingeniería o un

anteproyecto.

Los informes de ingeniería generalmente se destinan a un cliente o

supervisor. (Empleado de una corporación grande).

El anteproyecto es el medio con el que cuenta el ingeniero para

describir a una división de manufactura o a un contratista los detalles

suficientes acerca de un diseño, para que pueda producirse o

construirse.

7.- IMPLEMENTACIÓN DEL DISEÑO

Es la fase final del proceso de diseño. Es donde se implementa el proceso

de producir o construir un dispositivo físico, un producto o un sistema.

Los ingenieros deben de planificar y supervisar la producción de

dispositivos o productos y supervisar la construcción de los proyectos de

ingeniería.

EJEMPLOS

Tratamos de hacer una silla ergonómica estándar y de bajo costo,

Problema

Como hacer una silla ergonómica estándar, para esto se necesita menor

tensión en los músculos, curvatura lumbar normal, eje de gravedad

equilibrado, peso repartido, menor peso en la ciática y as venas,

Que sea reproducible con materiales de bajo costo, de fácil reproducción,

que sea estándar y que sea estética.

Para que sea barata se necesita que sean materiales económicos y

resistentes, y el mayor ahorro posible de materiales.

Que tenga un buen diseño estructural, una correcta combinación de los colores que agraden a la vista,

Recabacion de information

Síntesis del problema, planteamiento de soluciones

1.

Ventajas

Es la más ergonómica

Es cómoda

Y estética

Desventajas

Es en extremo costosa

No se puede tener un modelo estándar

2.-

Ventajas

Es ergonomica

Es muy estetica

Incluye el espacio de trabajo en una postura comoda

Tiene accesorios utiles

Desventajas

Necesita mucho espacio

Es de dificil reproduccion

Es en extremo costosa

3.-

Ventajas

Es cómoda

Bastante estética

Es multipropósito

Desventajas

Es costosa

Es demasiado grande

5.-

Ventajas

Es ergonómica

Es móvil

Es estética

Es ajustable

Desventajas

No es apilable

No proporciona soporte para las piernas

6.-

Ventajas

Es económica

Es apilable

Fácil reproducción

Desventajas

No es tan ergonómica

No es estética

Selección de solución.

La solución que elegimos es la 5 porque es la que cumple mejor con

nuestras necesidades. Porque resuelve la mayoría de nuestros problemas.

Presentación de la situación de llegada:

-¿Qué problema tiene el estacionamiento en la facultad?

-¿El espacio disponible para estacionamiento está bien administrado?

-¿Cómo se puede resolver esa situación?

Definición formal del problema

El problema radica en que no hay un espacio especialmente dedicado a

los automóviles de los estudiantes de la facultad de electrónica, ya que los

espacios disponibles a usar como estacionamientos están dedicados y

destinados para el personal administrativo y docente de nuestra facultad.

Por lo que los estudiantes debemos compartir los pocos espacios

sobrantes con compañeros de facultades cercanas.

¿Es esto un verdadero problema? en ciudad universitaria existe un número

elevado de espacios destinados a estacionamiento, la mayoría de estos

ubicados en la biblioteca central y el estacionamiento general.

Entonces, ¿vale la pena gastar recursos haciendo más lugares de

estacionamiento? cuando diseñaron ciudad universitaria jamás se pensó

en llegar a alojar a tantos carros.

Investigaciones a realizar:

-Número de espacios disponibles para estacionamiento en la facultad

-Número de cajones disponibles en ciudad universitaria

-Número de estudiantes de la facultad que traen coches

-Relación de entrada y salida

Restricciones:

-No se puede crear más lugares de estacionamiento cerca de la facultad

porque los espacios están ocupados por cosas más importantes.

-¿Vale la pena gastar recursos en espacios para estacionar?

-Las medidas no pueden traer afecciones secundarias a los estudiantes.

Posibles soluciones al problema

-Crear más espacios de estacionamiento

-Crear otro piso de estacionamiento (superior o inferior)

-Implementar la idea de " hoy no circula"

-Implementar un sistema de estacionado automático.

-Aprovechar al máximo los espacios disponibles.

-Estacionarse en los estacionamientos generales (biblioteca central y

estacionamiento general)

-Contratar un sistema de “Valet Parking”

¿Qué solución es la más viable?

-Crear más espacios de estacionamiento.

*¿Dónde?

*Se crearía conflicto con el flujo de vehículos en ciudad universitaria

*Se tendrían que estacionarse en los estacionamientos generales en lo

que se construyen

*¿Vale la pena el gasto de recursos?

-Implementar la idea de no circula en c. u.

*Existe gente que no radica en la ciudad de puebla y el vehículo es su

medio de transporte.

-Implementar un sistema de estacionamiento automático.

*Es muy caro.

*No hay espacios óptimos para ponerlo.

*Se tendría que gastar en mantenimiento y reparación.

-Aprovechar al máximo los espacios disponibles

*Porque no solucionaría por completo el problema

*Quitarías espacios de recreación.

-Estacionarse en los lugares generales.

*Están lejos.

*A la gente no le gusta caminar

-Contratar un valet parking

*Es muy caro

Después de analizar el problema y considerar todas las posibles

soluciones que nos planteamos, concluimos que la solución más viable

que se puede aplicar y optimizar es la idea de utilizar los estacionamientos

generales, ya que no se necesita una inversión, se podría complementar

con los sistemas de transporte universitario.

Conclusiones.

Después de haber leído los métodos de resolución de problemas que se

presentan, nos pareció destacable el apartado donde dice que no es un

procedimiento que se debe seguir al pie de la letra, ya que es un

procedimiento flexible y manipulable, entonces decidimos crear un método

con los puntos más importantes

• Identification de la necesidad.

• Definition del problema

• Recabación de informacion.

• Planteamiento de soluciones.

• Síntesis del problema. (plantear diferentes soluciones)

• Análisis de ventajas y desventajas.

• Selección de solución.