Ensayo: Introducción a la ingeniería y al diseño en la ingeniería de Edward Krick

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO DISEÑO DE CONJUNTOS ESPECIALIDAD: ING. EN ROBÓTICA INDUSTRIAL DISEÑO DE CONJUNTOS ENSAYO SOBRE EL LIBRO : INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA Y AL DISEÑO EN LA INGENIERÍA EDWARD KRICK INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO DISEÑO DE CONJUNTOS INTRODUCCIÓN El proceso de formación de un ingeniero conlleva más pasos, es más complejo y considera más aspectos de otras ciencias (y ramas de estas) de lo que comúnmente se considera; se necesitan de ciertas aptitudes, cualidades, habilidades y conocimientos para poder hacer frente a los principales problemas en la ingeniería. Ya sea para alguien interesado en estudiar una ingeniería, un estudiante en curso o un ingeniero que desee aprender un poco más, es importante conocer qué es la ingeniería, cuál es trabajo cotidiano de un ingeniero así como algunos aspectos a considerarse en el diseño. CONTENIDO OBJETIVOS Los objetivo principales de las ingenierías y el conjunto de estas, es solucionar problemas, satisfacer necesidades y alcanzar objetivos pre-establecidos para la resolución de estos problemas, es decir, la ingeniería es una descripción de problemas y de su resolución. PROBLEMAS DE INGENIERÍA El ingeniero debe ser capaz de identificar las características básicas de los problemas que tenga que resolver, por el hecho de que un problema tiene muchas posibles soluciones y conlleva mucho tiempo investigar todas. En la solución de un problema se requiere algo más que hallar la solución, se requiere una solución optima cumpliendo una serie de objetivos. En la solución del problema se debe: Considerar aspectos económicos (Costo, Productividad, Accesibilidad, Rentabilidad, etc.) Balancear criterios para obtener un mejor resultado. Tener buena comunicación con compañeros, clientes, jefes, etc. Trabajar en equipo con ingenieros especialistas en otras áreas de ingeniería. Ocupar el ingenio, criterio y juicio personal, evaluar, razonar y aplicar conocimientos. LOS ORÍGENES DE LA INGENIERÍA MODERNA INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO DISEÑO DE CONJUNTOS Los orígenes de la ingeniería provienen de civilizaciones antiguas que desarrollaron conocimientos, métodos y procesos para crear artefactos y erigir construcciones; no se tenia conocimiento científico, sólo se tenia a la experiencia, ingenio y el arte. La principal diferencia entre la ingeniería moderna y la ciencia es: CIENCIA INGENIERÍA Busca Se basa Obtener más conocimientos Satisfacer una necesidad por medio de un proceso, máquina, etc. Investigación Diseño Desde la revolución del conocimiento científico (Ecuaciones de movimiento, física de átomos, conocimientos en física, astronomía, biología, medicina y química) la ingeniería se modernizó y aplico estos conocimientos para crear. CUALIDADES DEL INGENIERO COMPETENTE Estos conocimientos, destrezas, aptitudes son un modelo de las cualidades que debe tener un ingeniero eficaz. CONOCIMIENTOS REALES- Para la creación de artefactos y solución de problemas, el ingeniero debe poseer conocimiento fundamental de la física y química, además de las ciencias aplicadas con la cual se adquiere experiencia, componente importante a la hora del diseño, conocimientos adquiridos por medio de la experiencia, conocimientos de demás ramas de la ciencia que le ayudaran a desenvolverse en el ámbito social, económico, etc. DESTREZA O CAPACIDAD EN LAS SIGUIENTES ÁREAS Diseño. Inventiva crear en base a elementos existentes o innovar un proceso. Criterio reglas para referenciar entre opciones. Matemáticas Comprender ecuaciones y modelos mat. Simulación Diseñar un sistema que modele el diseño. Experimentación Saber las variables que rigen el diseño y cuales se desean obtener. Deducción de Conclusiones. Comprender los factores que alteran la simulación y experimentación Computación electrónica Dominar los programas para experimentación. Optimización Utilizar los recursos de forma optima. Búsqueda de información. Pensamiento. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO DISEÑO DE CONJUNTOS Comunicación Ser capaz de interrelacionarse con compañeros. Trabajo en grupo APTITUDES El ingeniero debe ser curioso y escéptico, tomar decisiones objetivamente, ser responsable, servir a la sociedad como experto en un cierto en un tipo de problema, tener ética, una mente abierta y sin prejuicios. CAPACIDAD PARA CONTINUAR EL AUTO-MEJORAMIENTO Seguir aprendiendo y reforzando conocimientos. REPRESENTACIÓN POR MODELOS Un modelo es una representación (Ecuación matemática, Gráfica, Tridimensional, Esquema) que simula el proceso, máquina o instrumento a diseñar, se rige por las mismas ecuaciones. En el momento de diseñar un modelo no se deben considerar las discrepancias ya que harían a este más complicado y por lo tanto costoso. ANALÓGICOS DIGITAL Se construyen mediante un conjunto Se construyen representando el de convenciones que esquematizan objeto real mediante una y codifican propiedades del objeto codificación matemática real para facilitar la interpretación de (geométrica, estadística, etc) las mismas. OPTIMIZACIÓN Se deben de conocer las relaciones entre los criterios para encontrar el valor óptimo en el cual el criterio es máximo, esto se hace de modo iterativo o analítico, conociendo el valor relativo de cada criterio y realizando transacciones óptimas; esto con el fin de mejorar el proceso, hacerlo más eficaz, productivo, con mayor calidad y reduciendo el uso de recursos. COMPUTACIÓN El ingeniero debe ser capaz de dominar los distintos programas existentes para la simulación, modelado, estadísticas, información, obtención de gráficas de alguna variable del proceso, etc. Así como ser capaz de interpretar la información y conocer los modelos que rigen el proceso. EL PROCESO DE DISEÑO: FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 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 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO DISEÑO DE CONJUNTOS generales en que consiste, determinar si merece nuestra atención y obtener una buena perspectiva del problema cuando sea más oportuno y fácil hacerlo. Es decir, en este paso se define y delimita cuál es el problema, se establecen los límites, se indica hasta donde se quiere llegar y lo que se quiere hacer. EL PROCESO DE DISEÑO: ANÁLISIS DEL PROBLEMA En esta etapa se le define con todo detalle. Los puntos que debe contener el análisis del problema, son: Estados "A" y "B". Variables de entrada y salida de la solución. Restricciones. Son características de una solución que se fijan previamente por una decisión y tiene que cumplir la solución de un problema. Variables de solución. Son las formas en que pueden diferir las soluciones. Criterios. Son normas de preferencia para seleccionar entre varias soluciones. Utilización. Grado en que ha de emplearse la solución. Volumen de producción. Es el número de unidades a producirse de la solución. EL PROCESO DE DISEÑO: LA BÚSQUEDA DE SOLUCIONES ALTERNATIVAS Es la fase del proceso de diseño en que se buscan activamente las soluciones posibles promedio de la investigación; en la mente, en la literatura técnica y científica, y en el mundo que nos rodea. Hay una segunda gran fuente de soluciones: las propias ideas, que son producto del proceso mental llamado invención. EL PROCESO DE DISEÑO: LA FASE DE DECISIÓN Todas las alternativas se evalúan, comparan y seleccionan hasta que se obtiene la solución óptima. Inicialmente las soluciones elegibles se expresan sólo en términos generales. Después que hayan sido eliminadas las alternativas obviamente deficientes o de inferior calidad, con frecuencia con procedimientos de evaluación relativamente rápidos y burdos, se añaden más detalles a las posibilidades restantes, las que se evaluarán mediante métodos más refinados. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO DISEÑO DE CONJUNTOS EL PROCESO DE DISEÑO: ESPECIFICACIÓN DE UNA SOLUCIÓN. EL CICLO DE DISEÑO 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, posiblemente, un modelo físico o icónico tridimensional. Los primeros de estos medios de comunicación, que se llaman a menudo "los planos", simplemente son dibujos de la solución cuidadosamente realizados, detallados y acotados. El segundo medio, el informe técnico, suele ser un documento bastante formal que describe la propuesta con palabras, diagramas y croquis. Este informe, también describe el funcionamiento de la solución y proporciona una evaluación cabal de ella. OPTIMIZACIÓN DE LOS MÉTODOS DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS Los errores originados por las predicciones del modelo tendrán un costo apreciable a largo plazo, estos errores ocasionaran accidentes, fallas, reparaciones, cambios, etc. Por eso debe emplearse el mejor método de resolución y refinar nuestra capacidad predictiva. Capacidad predictiva El costo de desarrollar y aplicar un modelo crece conforme se realizan esfuerzos para reducir el error en las predicciones del modelo En la gráfica se busca el valor óptimo entre el costo por errores y el costo por refinamiento de predicción Selección de una "herramienta de trabajo" Hay numerosas alternativas y se deben considerar antes de emprender determinado trabajo. Ninguna es óptima en todos los casos, le toca al ingeniero considerarlas y hacer una selección inteligente. Como no se debe hacer la selección No hay que usar solo un método de resolución, se deben buscar primero alternativas. Eliminar el hábito de resolver los problemas mecánicamente, vale la pena detenerse a razonar cambiar el método de resolución. Clasificación de los principales métodos de predicción A menor costo y tiempo en hacer una predicción, mayor probabilidad de error tendremos en nuestro modelo de predicción. Ejemplos de herramienta: Métodos de análisis Métodos de medición Proceso computacionales INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO DISEÑO DE CONJUNTOS LA INGENIERÍA Y LA SOCIEDAD La ingeniería y la tecnología influyen en el desarrollo económico por encima de la disponibilidad de materias primas, los bienes de capital, y la disponibilidad de mano de obra barata, resultando así un factor clave y prioritario del desarrollo económico y del bienestar social. La ingeniería impulsa el desarrollo tecnológico, y se enriquece con sus descubrimientos y progreso. Así mismo, contribuye de forma relevante a resolver las necesidades materiales y espirituales, individuales y colectivas de los seres humanos, y a través de la satisfacción de dichas necesidades cohesiona la sociedad, impulsa su desarrollo y genera riqueza. REFLEXIÓN FINAL Es muy importante conocer los aspectos fundamentales que se requieren para formarse como ingeniero, así como los pasos que conforman un proceso de diseño, los cuales debemos de seguir para satisfacer una necesidad y alcanzar los objetivos propuestos. El objetivo de un ingeniero es deducir problemas y solucionarlos, ocupando el ingenio, aplicando los conocimientos adquiridos en su formación y mediante su experiencia; considerando las posibles soluciones y por medio de un criterio decidir por la más óptima; considerar los aspectos económicos. Es fundamental aprender a trabajar en conjunto, a tener una buena comunicación con compañeros, jefes y clientes para hacer más eficaz el proceso de diseño. Se deben conocer y comprender los pasos del proceso de diseño, para solucionar el problema de forma eficaz y encontrar la mejor solución.