Diseño avanzado en Ingeniería

Diseño avanzado en Ingeniería

  • Author: Efrén Moreno Benavides
  • Publisher: Dextra
  • ISBN: 9788417946456
  • eISBN Pdf: 9788417946463
  • Place of publication:  Madrid , Spain
  • Year of publication: 2020
  • Pages: 413

Fijado un determinado reto tecnológico, el libro establece dos definiciones: (¡) innovación (disruptiva), que es encontrar la solución inmejorable, y (2) sostenibilidad, que es encontrar la solución con la máxima aceptación durante el máximo tiempo. Ambas definiciones son inseparables porque aquella solución que es inmejorable no puede, por definición, ser sustituida por otra solución mejor y, en consecuencia, tendrá la máxima aceptación durante el máximo tiempo. Es decir, la solución inmejorable es sostenible y la solución sostenible es inmejorable.  Por tanto, mejorar es avanzar hacia la sostenibilidad y la máxima sostenibilidad se alcanza cuando la solución inmejorable llega a la sociedad. Así, tanto la innovación como la sostenibilidad son el resultado de un determinado marco ético que establece qué está bien y qué está mal, qué es mejor y qué es peor. El lector puede intuir la catástrofe que supone que, aunque el reto tecnológico esté perfectamente fijado, el marco ético no lo esté: el principal sumidero de valor en un proceso de diseño es la existencia de diversos marcos éticos. En otras palabras, si el marco ético cambia permanentemente, la solución inmejorable también lo hará y la sostenibilidad no se alcanzará. Este nuevo enfoque para la sostenibilidad es el objeto de este libro.

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  • Índice
  • Prólogo
  • 1. El proceso de diseño
    • 1.1. Concepto de diseño y términos relacionados
    • 1.2. El diseño como proceso generador de valor en la sociedad
    • 1.3. Objetivo de las teorías de diseño
    • 1.4. Antecedentes
    • 1.5. Alcance de las teorías de diseño
    • 1.6. Definición de diseño
    • 1.7. Características del diseño
    • 1.8. Problema de diseño
    • 1.9. Actividades del proceso de diseño
    • 1.10. Gestión de la información
    • 1.11. El proceso de diseño como producto
    • 1.12. Importancia del proceso de diseño
    • 1.13. Importancia de la ciencia del diseño
  • 2. La información, la entropía y su relación con el diseño
    • 2.1. El proceso de diseño en términos de probabilidades
    • 2.2. Definición de diseño
    • 2.3. Incertidumbre
    • 2.4. Entropía
    • 2.5. Entropía conjunta, condicionada y relativa
    • 2.6. Información mutua
    • 2.7. Cotas superior e inferior de la información mutua. Contenido de información de una variable
    • 2.8. Información de un proceso
    • 2.9. Espacios de definición: necesidad-solución-respuesta-satisfacción
      • 2.9.1. Límites de aceptación
      • 2.9.2. Tolerancias
      • 2.9.3. Funciones de transferencia
      • 2.9.4. Márgenes de respuesta
      • 2.9.5. Satisfacción
      • 2.9.6. Codificación
    • 2.10. Grado de satisfacción
      • 2.10.1. Criterio de parada
    • 2.11. Diseño conceptual y detallado
    • 2.12. Operadores. Información necesaria, generada y disponible
    • 2.13. Primeras afirmaciones
  • 3. Diseño axiomático
    • 3.1 Introducción al Diseño Axiomático
      • 3.1.1. Dominios funcionales y jerarquía del proceso de diseño
      • 3.1.2. Funciones de transferencia y matriz de diseño
      • 3.1.3. Función de transferencia para pequeñas variaciones
      • 3.1.4. Definición de diseño
      • 3.1.5. Requisitos funcionales y restricciones
      • 3.1.6. Los principios del diseño
    • 3.2. Axioma de independencia
    • 3.3. Axioma de información
    • 3.4. Independencia de los axiomas
      • 3.4.1. Entropía de una variable continua
    • 3.5. Teoremas y corolarios más relevantes
    • 3.6. Proceso de diseño
    • 3.7. Ejemplo de aplicación. Configuración de los rodamientos de un motor a reacción
      • 3.7.1. Formulación del problema. Requisitos funcionales
      • 3.7.2. Formulación de la solución. Parámetros de diseño
      • 3.7.3. Aplicación del Axioma de Independencia
      • 3.7.4. Aplicación del Axioma de Información
      • 3.7.5. Conclusiones
    • 3.8. Estudio cuantitativo de la matriz de diseño
      • 3.8.1. Diagonalización
      • 3.8.2. Medida del grado de independencia
    • 3.9. Ejemplo de aplicación. Control de caudal y temperatura
  • 4. Diseño métrico
    • 4.1. Introducción al Diseño Métrico
    • 4.2. La falta de calidad
      • 4.2.1. Diseño para máxima calidad
      • 4.2.2. La Función de Falta de Calidad
      • 4.2.3. Índice de capacidad de un proceso
      • 4.2.4. Efecto de la variación en las funciones de transferencia
      • 4.2.5. Selección de la matriz de diseño
      • 4.2.6. Conexión con el Diseño Axiomático
    • 4.3. Diseño del sistema y diseño de parámetros
    • 4.4. Diseño de tolerancias
    • 4.5. Diseño Robusto
    • 4.6. Rentabilidad de las técnicas de diseño avanzado
    • 4.7. Ejemplo de aplicación. Arquero
    • 4.8. Ejemplo de aplicación. Cable de alta tensión
  • 5. Diseño fiable
    • 5.1 Objetivo del cálculo de fiabilidades
    • 5.2 Definición de fiabilidad
      • 5.2.1. Modo de fallo
      • 5.2.2. Efecto de la variabilidad de los parámetros de operación y diseño
    • 5.3 Cálculo de la probabilidad de fallo
    • 5.4 Modelo de fiabilidad de primer orden (First Order Reliability Model: FORM)
      • 5.4.1. Criterio de fallo lineal con dos variables
      • 5.4.2. Factor de seguridad
      • 5.4.3. Criterio de fallo lineal con múltiples variables
      • 5.4.4. Criterio de fallo no lineal con múltiples variables
      • 5.4.5. Análisis de sensibilidad
      • 5.4.6. Ejemplo de aplicación. Válvula antirretorno
    • 5.5. Modelo de fiabilidad semi-empírico
    • 5.6. Ejemplo de aplicación. Influencia del juego radial en la vida de un rodamiento bajo un modo de fallo de fatiga superficial
  • 6. Diseño entrópico
    • 6.1. Teorema de mínimas tolerancias
    • 6.2. Teorema de Linealidad
    • 6.3. Ejemplo de aplicación. Diseño conceptual de un sistema de aporte de combustible para motores de gasolina
      • 6.3.1. Planteamiento del problema
      • 6.3.2. Proceso de diseño
      • 6.3.3. Análisis de la solución obtenida
    • 6.4. El principio de mínima generación de entropía e información
      • 6.4.1. El lema de Gibbs y la evolución de los sistemas sometidos a leyes de conservación
      • 6.4.2. El teorema del límite central
      • 6.4.3. El diseño como proceso reductor de entropía einformación
  • 7. Diseño sostenible
    • 7.1 Sociedad, ética y creatividad
    • 7.2 Modelo fractal divergente-convergente
    • 7.3 Complejidad
    • 7.4 Solución inmejorable
      • 7.4.1. Eficacia del proceso de diseño clásico
      • 7.4.2. Ineficiencia del proceso de diseño clásico
      • 7.4.3. Consecuencias éticas
      • 7.4.4. Consecuencias empresariales
      • 7.4.5. Flecha de la sostenibilidad y relativismo
    • 7.5 Marco ético que caracteriza la solución inmejorable
      • 7.5.1. Principio del mayor número de modos de hacer las cosas
      • 7.5.2. Principio de mínimas dependencias
      • 7.5.3. Conexión entre ambos marcos éticos
      • 7.5.4. Consideraciones prácticas
      • 7.5.5. Conexión con otros marcos éticos
    • 7.6. Ecuación fundamental del diseño
    • 7.7. Definición de sostenibilidad
    • 7.8. Definición de innovación
      • 7.8.1. Double Diamond
      • 7.8.2. Design Thinking
      • 7.8.3. Google Design Sprint
    • 7.9. Conclusiones
  • 8. Aplicaciones prácticas
    • 8.1. Salto de altura
    • 8.2. Máquina de moldeo para plástico bicomponente
    • 8.3. Secador de manos eléctrico frente a papel absorbente
    • 8.4. Dyson
      • 8.4.1. Secador de manos
      • 8.4.2. Aspirador
    • 8.5. Common rail
    • 8.6. Aeropuerto
    • 8.7. 3M
      • 8.7.1. Conductor eléctrico de alta tensión
      • 8.7.2. Proyector móvil
      • 8.7.3. Arquitectura sin remaches
      • 8.7.4. Consulta médica a distancia
      • 8.7.5. Post-it
    • 8.8. Indicador de innovación
    • 8.9. Teléfonos móviles
    • 8.10. Kodak
    • 8.11. Superlópez
    • 8.12. Grifo
    • 8.13. Tren de alta velocidad
    • 8.14. Dinero
    • 8.15. Principio de Mínimas Dependencias
  • Apéndice. Conceptos estadísticos
    • 1. Teorema del límite central
    • 2. Distribución normal
    • 3. Muestra de una población cuya distribución es normal
    • 4. Vida de un componente
    • 5. Número de piezas que fallan en un intervalo temporal infinitesimal
    • 6. Definición de vida
    • 7. Función de densidad de probabilidad para el número de fallos y la vida
      • 7.1. Tasa de fallo instantánea (hazard rate)
      • 7.2. Tiempo medio entre fallos (mean time between failures: MTBF)
      • 7.3. Frecuencia de fallos (failure rate)
      • 7.4. Modelo exponencial
      • 7.5. Modelo de Weibull
      • 7.6. Modelo de Weibull para cargas variables
      • 7.7. Estimador de máxima verosimilitud
    • 8. Diseño de experimentos
      • 8.1. Análisis de Regresión
      • 8.2. Diseños factoriales con dos niveles
      • 8.3. Diseños factoriales fraccionales con dos niveles
      • 8.4. Resolución III
      • 8.5. Resolución V
      • 8.6. Ajuste de superficies de segundo orden
      • 8.7. Ajuste de superficies de primer orden
      • 8.8. Optimización
  • Bibliografía

Subjects

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