Diseño metodológico orientado a la resolución de un problema de variedad en la parte guía de una maquina laser

Abstract

[ES] En los últimos años ha habido una gran evolución en la forma en que se comportan los mercados globales así como en las demandas de los clientes. Estos hechos están obligando a las empresas a cambiar su forma de producir. Con la aparición de la globalización y el aumento de la interacción entre las empresas, los clientes individuales demandan productos más específicos en breves períodos de tiempo, por lo que las empresas se enfrentan a tres desafíos importantes: Primero la globalización mencionada: en el mundo actual, los usuarios pueden acceder a todo tipo de mercados. Todos nosotros como clientes demandamos las mejores condiciones con los precios más bajos. Ciclos de vida del producto más cortos: los mercados específicos, especialmente los tecnológicos, están en constante desarrollo. Este factor obliga a las empresas a actualizarse en cortos períodos de tiempo. Requisitos dinámicos: la demanda de los clientes nunca deja de cambiar, además, no todos los usuarios tienen las mismas demandas.

Estos desafíos llevan a las empresas a intentar tratar a los clientes como seres individual, lo que produce no solo un aumento de la variedad de productos externos, sino también un aumento más importante de la variedad de productos internos. Como resultado, las empresas sufren un aumento en la complejidad y, por lo tanto, un aumento en los costos. Esta tesis se centra en hacer frente a estos problemas en una familia de productos de máquinas láser, específicamente en la parte guía de la máquina, propiedad de la empresa ERLAS Erlanger Lasertechnik GmbH. Esto se logra mediante la aplicación de un método desarrollado por el Instituto de Desarrollo de Productos y Diseño de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Tecnología de Hamburgo. El método tiene como objetivo reducir la variedad interna entre los productos de la misma familia, pero siempre guardando la variedad externa, para que las solicitudes de los clientes sigan siendo satisfechas.

Con el método Diseño para la variedad (Kipp 2012), el diseñador tiene la posibilidad de desarrollar la arquitectura del producto para minimizar los costos de todas las etapas de la vida de los productos variables. Estos costos se pueden dividir en: Costes, que incluyen los costes de producción y los costes de complejidad 1. Los costes de producción se refieren a los costes de los materiales y de fabricación 2. Costes de complejidad. Representan el porcentaje más alto e incluyen, entre otros, desarrollo, administración, logística y costes de stock Costes de uso, que se divide en costes de inversión (precio de compra) y costes de operación (costo de energía)

Este método trata de trabajar con módulos del producto, que serán proporcionados por el Instituto. Estos módulos se formarán de forma que la modificación de un módulo afecte a la menor parte posible de la máquina. Al trabajar con los componentes, es muy importante hacer una diferenciación entre componentes variables y estandar para reducir los primeros. Con el método de Diseño para la variedad esperamos cumplir dos objetivos principales: Reducción de la variedad interna para reducir costos a lo largo de todo el ciclo de vida del producto Detectar variantes innecesarias del producto para borrarlas y de esta manera ajustar la gama de productos para reducir los costos de la complejidad

Los pasos que se seguirán a lo largo de los meses de trabajo son los siguientes: 1. Primeras investigaciones. Introducción en el campo de estudio 2. Definición del problema y establecimiento del objetivo del proyecto 3. Definición del método de Diseño de variedad para comprender cómo funciona y conocer los pasos que se deben seguir para aplicar el método 4. Introducción a la máquina y definición de los módulos para comenzar a aplicar el método 5. Aplicación del método con los siguientes pasos: 5.1 Árbol de variedad externa 5.2 Gráfico de interfaz de

[EN] In the last decades there has been a huge update in the way that global markets behave, also in the requests of clients. These facts are forcing companies to change their way of producing. With the appearance of globalisation and the increase of interaction between companies, individual customers demand more specific products in brief periods of time, for this reason companies are facing three important challenges: The first mentioned globalization: in the current market users can access every market. All of us as clients demand the best conditions with the lowest prices. Shorter product life cycles: Specific markets, especially the technological ones, are in a constant development. This factor forces companies to update within short periods of time. Dynamic requirements: the demand of the clients never stop changing, besides not every user has the same demands.

These challenges lead companies trying to treat customers as an individual one, which produces not only an increase of the external product variety but also a more important increase of the internal product variety. As a result, companies suffer an increase of complexity and, hence, a rise of the costs. This thesis focuses on facing these problems in a product family of laser machines, specifically in the guiding part of the machine, property of the company ERLAS Erlanger Lasertechnik GmbH.

This is achieved by the application of a method developed by the Institute for Product Development and Mechanical Engineering Design of Hamburg University of Technology. The method aims to reduce internal variety among products of the same family but always saving the external variety, so that the requests of the clients continue to be satisfied. With the Design for Variety method (Kipp 2012), the designer has the possibility of developing the product architecture to minimise the costs of all the life stages of the variant products. It can be divided in: Costs, which include the production costs and the complexity costs 1. Production cost refers to the material costs and the manufacturing costs 2. Complexity cost. Are the main percentage and includes among others development, administration, logistic and stock cost Use cost, which are divided in investment cost (purchase price) and cost of operation (energy cost)

This method is about working with components of the product, which will be provided by the Institute. These modules will be formed in a way, so that the modification of one module affects the least parts of the machine as possible. When working with the components it is very important to make a differentiation between variant and standardised components in order to reduce the first ones. With the method of Design for Variety we look forward to fulfilling two main goals: Reducing internal variety to reduce costs across the whole product life cycle Detecting unnecessary product variants to erase them and in this way adjusting the range of products to reduce costs of complexity

The steps that will be followed throughout the months of work are the following: 1. First researches. Introduction in the field of study 2. Definition of the problem and setting the aim of the project 3. Definition of the method of Design of variety to understand how it works and to know better the steps that must be followed to apply the method 4. Introduction to the machine and definition of the modules to start applying the method 5. Application of the method with the following steps: 5.1 Tree of external variety 5.2 Module interface graph 5.3 Product family functional structure 5.4 Variety allocation model 6. Analysis of the results obtained with the tools and search of the solutions regarding relevant criteria (costs, number of variant components, etc.) 7. Evaluation and choice of the gained product concepts using the criteria 8. Final steps. Conclusion and summary