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R Repositorio d de l la U Universidad d de Z Zaragoza – – Z Zaguan h http://zaguan.unizar.es   Proyecto Fin de Carrera Aplicación de herramientas de gestión de la calidad al diseño de una bicicleta Autor/es Carlos Sola Virto Director/es y/o ponente Miguel García Garcés Escuela de Ingeniería y Arquitectura 2012 PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA DEDICATORIA Este proyecto esta de dicado a mi familia que me he apollado desde le principio para que no abandonara. Y más concretamente a mi abuelo fallecido, ya que me he basado en la bicicleta que el solía usar cuando yo era un niño. El cual ha sido el germen que me hizo pensar en este modelo de bicicleta para desarrollar el proyecto. También esta dedicado a Nuria, que gracias a su apoyo incondicional no he abandonado en incontables ocasiones. Fdo: Carlos Sola Virto PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA AGRADECMIENTOS En agradecimiento a todas las personas que me han apoyado, animado y ayudado para llevar a cabo éste proyecto. Muchas gracias a Miguel, mi tutor del proyecto, que siempre me ha apoyado y ayudado en cada momento de desesperación, que no han sido pocos. Agradecer a todas mis amistades que me han ayudado a recoger información, se que muchas veces he sido un poco pesado y núnca nadie se han quejado. Así mísmo gracias a la mayoría por ofrecerse a ayudarme. Y por último, pero no por ello menos impartantes, a mi familia. Siempre animándome a que siga adelante y finalice todo aquello que comienzo. Gracias a todos y todas. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA INDICE 1. INTRODUCCIÓN 1.1 - Introducción 1.2 - Objeto del Proyecto 1.3 - Antecedentes 1.4 - Alcance 1.5 - Cronología 2. DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO 2.1 - Características generales 2.2 - Despiece 2.3 - Diagrama de montaje 2.4 - Funcionamiento 2.5 - Fabricación de las piezas 2.6 - Esquema de Montaje 3. ANÁLISIS DE VALOR 3.1 - Introducción 3.2 - Descripción del producto 3.3 - Valores de funciones 3.4 - Proposición de alternativas 4. DESPLIEGUE DE LA FUNCIÓN DE CALIDAD 4.1 - Introduccón 4.2 - ¿Que es QFD? 4.3 - Desarrollo QFD 4.4 - Comparación con producto similar PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 5. ANÁLISIS MODAL DE FALLOS Y EFECTOS 5.1 - Introducción 5.2 - Descripción del método 5.3 - Fallos 5.4 - Mecanismos de fallos 5.5 - Desarrollo AMFE 6. CONCLUSIONES 7. BIBLIOGRAFÍA PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 1. INTRODUCCIÓN Pag. 1.1 INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………… 2 1.2 OBJETO DEL PROYECTO…………………………………………………………… 8 1.3 ANTECEDENTES…………………………………………………………………… 9 1.4 ALCANCE 1.4.1 - Puntos fundamentales y básicos de la calidad……………… 10 1.4.2 - Elaboración de la documentación………………………………… 11 1.4.3 - Aplicación de la función de calidad…………………………… 11 1.4.4 - Análisis Modal de Fallos y Efectos……………………………… 12 1.4.5 - Análisis de Valor……………………………………………………… 12 1.4.6 - Seguimiento del proyecto…………………………………………… 13 1.4.7 - Presupuesto de documentación……………………………………… 14 1.5 CRONOLOGÍA……………………………………………………………………… 15 PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 2 1.1 INTRODUCCIÓN PUNTOS FUNDAMENTALES Y BÁSICOS DE LA CALIDAD Para implantar un sistema de calidad, debemos comenzar con un diagnóstico previo. Cada ente es diferente; más aún, dos plantas o dos departamentos de una organización, pueden tener una cultura diferente, una versión diferente de lo que a la calidad, la planificación, la política, la gestión o las relaciones interpersonales se refiere. Hay que hacer un diagnóstico antes de llevar a cabo cualquier acción en cualquier ámbito de actuación. Así como cualquier profesional antes de abordar cualquier tipo de proyecto debe hacer un análisis previo para informarse a cerca de las condiciones legales, económicas técnicas, etc para desarrollar la solución más acorde con el problema que se plantea ante cualquier proyecto. Es prementorio diseñar una serie de tests, encuestas y ejercicios para poder hacer un diagnóstico rápido, serio y eficaz, antes de realizar un proyecto de cambio. Es en base al diagnóstico, que se discute con los responsables de la organización, como se realizan las acciones más idóneas para comenzar cualquier cambio en el ámbito de la calidad. Cabe mencionar que la calidad no es un producto, o un objetivo; el concepto real de Calidad Total es hacer las cosas bien a la primera, y mejorarlas constantemente conforme lo impongan las necesidades. No hay que conformarse con la mejora de la calidad en un tanto por ciento determinado, hay que hacer que las cosas funcionen sin perder tiempo, esfuerzo y dinero en rectificar, controlar, arreglar o modificar cosas mal hechas. El error indica falta de profesionalidad, de motivación o interés. Para mejorar en calidad hace falta un diagnóstico previo, sobre el cual se diseñará un programa específico para cada organización. El hecho de que un sistema, técnica o método funcione en un lugar no significa que vaya a funcionar en cualquier otro o en todos ellos, por similares que sean. En la sociedad en la que vivimos hoy en día, desde una perspectiva consumista como la que se da en occidente, la preocupación por la calidad de los productos o servicios que se adquieren se ha incrementado. Gracias en gran medida a la amplia oferta que se puede encontrar de cualquier producto en el mercado globalizado en el que nos encontramos. Todo esto hace que el comprador haya desarrollado una conciencia de consumo mucho más crítica en cuanto a la relación calidad precio. No es justo pagar un precio elevado por productos o servicios que no cumplen con las normas o con las expectativas del comprador, y menos lo es la propaganda engañosa, las falsas promesas, con las cuales se confunde y manipula a los consumidores. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 9 1.3 ANTECEDENTES El plan de estudio correspondiente al título oficial de ingeniero Técnico en la especialidad de Diseño Industrial, a impartir en la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial fue aprobado por la Junta de Gobierno de la Universidad de Zaragoza el 5 de Julio de 2001, y homologado por el Consejo de Universidades, por acuerdo de su Comisión Académica de 17 de Octubre de 2001 y publicado en el BOE n°28 de 5 de Noviembre del 2001. En él se especifica todo lo referente al Proyecto Fin de Carrera. Para la obtención del título de Ingeniero Técnico Industrial especialidad Diseño Industrial es requisito indispensable superar una asignatura troncal “Proyecto Fin de Carrera”, que tiene por finalidad la elaboración de un Proyecto como elemento integrador o de síntesis, que satisfaga ciertos requisitos tanto en lo personal como en lo educativo. Realizar un trabajo equiparable al ejercicio profesional propio de un ingeniero técnico de diseño industrial. Para la realización del Proyecto Fin de Carrera se buscan posibles temas por cada uno de los departamentos de la escuela con la finalidad de encontrar uno con el que se alcancen las metas mencionadas anteriormente. O bien ofreciendo la posibilidad de desarrollo de un proyecto engendrado por el estudiante, que es el que nos ocupa en este proyecto. Como el proyecto que quería desarrollar estaba relacionado con el departameto de procesos industriales me puse en contacto con D. Miguel García Garcés, profesor del departamento de Ingeniería de Diseño y Fabricación y que además me dio clases en el segundo curso (Introducción a los procesos industriales) y durante el tercer curso (Ampliación de procesos Industriales). Tras exponerle mi idea de proyecto el accedió a dirigirlo. El proyecto desarrollado finalmente es: Estudio y desarrollo de material docente en los procesos de embutición de chapa. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 10 1.4 ALCANCE 1.4.1 CALIDAD EN LAS ESPECIFICACIONES Y EL DISEÑO Antes de proceder al proceso de producción debemos abordar el proceso de diseño de cualquier producto. Dentro de este proceso deberemos tener en cuenta una serie de claves que se antojan absolutamente necesarias para crear un producto lo más seguro para todas las partes implicadas (fabricante, distribuidor, consumidor, etc). Todo proyecto debe definirse, fijar unos objetivos concretos y una vez que se conozca todo esto proceder a la realización de pruebas piloto, que nos aportarán una valiosa información, ya que nos permitirán corregir el proceso y ajustarlo a las necesidades. Con todos estos datos se establecerán los controles o tests necesarios en cada fase o parte del proceso que nos asegurarán que se cumple el objetivo de obtención de un producto de la máxima calidad. Quedarán así definidos todos los criterios de medición, aceptación y rechazo para cada paso que el producto deba hacer dentro de la cadena de producción. Especificando claramente atributos, tolerancias, equipo de edición y criterios de medición necesarios. Aunque con este trabajo no queda todo hecho, ya que se deberán realizar evaluaciones continuas en momentos significativos del proceso de producción. Por medio de métodos analíticos como pueden ser árboles de fallo, AMFE, evaluación de riesgos, inspecciones o ensayos. Todos estas medidas se aplican con el último objetivo de conseguir anular completamente los porcentajes de fallo durante la fabricación de un producto. Aunque siempre puede surgir cualquier contratiempo, llegado este punto se desarrollará la acción correctora necesaria para subsanar el problema y se tomarán medidas para que no vuelva a suceder nuevamente. Por supuesto todo ensayo o evaluación debe quedar registrada y servirá para engrosar la base de datos de la empresa, muy importante para de cara al propio desarrollo de la empresa y su crecimiento en el tiempo. Antes del lanzamiento de la producción debe haber una revisión final del diseño debidamente documentada con planos y especificaciones. Toda la documentación generada será recogida, analizada por la dirección, quien tomará la decisión de pasar a la fabricación. El sistema deberá prever una revisión de aptitud para la comercialización, cerciorándose que todos los elementos complementarios estén a punto. De acuerdo a la evolución del mercado y a la información de los usuarios, habrá que prever cambios y modificaciones del diseño, definiéndolos en términos de urgencia, magnitud o complejidad según corresponda; también se deben considerar re actualizaciones del diseño para ajustarlo a las necesidades cambiantes de los clientes. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 11 1.4.2 ELABORACIÓN DE LA DOCUMENTACIÓN El proyecto esta compuesto de dos documentos: 1. Memoria 2. Aplicación de herramientas de gestión de calidad al diseño de una bicicleta, que se compondrá de: • Descripción del producto , en este caso la bicicleta. • Aplicación de la función de Calidad (QFD) • Análisis Modal de Fallos y Efectos (AMFE) • Análisis de Valor 1.4.3 APLICACIÓN DE LA FUNCIÓN DE CALIDAD En este apartado se han realzado una serie de análisis basándose en diferentes técnicas además de despliegue de la función de calidad (QFD, en sus siglas en Ingles), como es el Diseño Robusto (técnica taguchi). Para lo cual se han tenido que estudiar las especificaciones de los clientes y la manera de traducir estas especificaciones a cualidades que nosotros podamos medir El capítulo esta dividido en: 1- Introducción 2- ¿Que es QFD? 3- Desarrollo QFD 4- Aplicación técnicas Fuzzy a los valores 5- Conclusión sobre los resultados obtenidos PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 12 1.4.4 ANÁLISIS MODAL DE FALLOS Y EFECTOS En este apartado se han estudiado los posibles fallos más probables que pueden darse en la bicicleta, ya que, como se explicará más adelante, se han desarrollado una serie de técnicas que han determinado los posibles fallos más frecuentes del producto. Este documento esta desarrollado en 3 capítulos: 1- Introducción 2- Fallos 3- Mecanismos de fallos En el apartado “Fallos” se ha aplicado el sistema de Árbol de fallos (FTA; Fault Tree Analysis) se trata de un método deductivo de análisis que se explica en dicho apartado. Mientras que en el apartado “mecanismos de fallos” apartado cuenta con la aplicación de las técnicas de Ishkawa y Pareto, igualmente se explican en sus correspondientes apartados. 1.4.5 ANÁLISIS DE VALOR En este documento se realiza una descripción del producto a estudio para poder generar en el todas la mejoras que encontremos, de manera que obtengamos un producto con prestaciones iguales o superiores a un coste mas económico. Se ha estructurado en 4 capítulos: 1- Introducción 2- Descripción de la bicicleta 3- Valoración de funciones 4- Propuestas alternativas PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 13 1.4.6 SEGUIMIENTO DEL PROYECTO Debido a mi situación, me encuentro trabajando en el extranjero, no se ha dado un seguimiento como el que yo hubiese querido. He decidido realizar un proyecto de éstas características por la posibilidad que me brindaba de hacerlo en mi casa, sin la necesidad de asistir periódicamente al centro universitario donde estoy matriculado del proyecto y por consiguiente donde he cursado mi carrera. El seguimiento por parte de su director Miguel Garcia Garces, en el Área de Ingeniería de los Procesos de la Fabricación de la EINA, se ha dado sobre todo en la parte final del mismo. Con el fin de revisar el trabajo realizado así como informar y resolver toda duda que haya podido tener en cuanto a la realización del proyecto así como de la documentación a redactar. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 14 1.4.7 PRESUPUESTO DE DOCUMENTACIÓN Dentro de este apartado se ha considerado el coste que supone tener a una persona durante todo el tiempo que dura el proyecto preparando toda la documentación necesaria para su realización, así como las horas invertidas por el director del proyecto en la revisión de dicha documentación. Dado que no me he dedicado única y exclusivamente a la realización del proyecto, el tiempo en meses que he dedicado a ello no es real con el que hubiera debido ser, si mi dedicación hubiera sido exclusiva. De esta manera se han contabilizado las hora que se han dedicado a la realización del mismo. Este presupuesto vendría representado de la siguiente manera: • Coste de la persona encargada de preparar la documentación: 210 horas a 36 Euros. 7560 Euros. • Coste de la persona que revisa la documentación (director del proyecto): 16 horas a 48 Euros. 768 Euros. TOTAL 8328 Euros PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 15 1.5 CRONOLOGÍA La realización de un proyecto, está marcado por diferentes etapas que se suelen superponer en el tiempo y que hay que compaginar lo mejor posible con otras actividades para poder concluir con éxito el proyecto de una forma ordenada y eficiente. Por esa razón es importante realizar un esquema temporal del trabajo que se ha realizado, queda mostrado en el siguiente grafico: MES DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN SEMANA 51 52 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Aceptación del proyecto Línea de trabajo Documentación Recopilación de información Análisis de la documentación Redacción P.F.C. Comprobación Impresión Depósito P.F.C. Presentación Defensa P.F.C. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 2. DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO Pag. 2.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES………………………………………………… 2 2.2 DESPIECE…………………………………………………………………………… 18 2.3 DIAGRAMA DE MONTAJE…………………………………………………………… 19 2.4 FUNCIONAMIENTO…………………………………………………………………… 20 2.5 FABRICACIÓN DE LAS PIEZAS 2.5.1 - Estructura y dirección……………………………………………… 21 2.5.2 - Rueda………………………………………………………………………. 25 2.5.3 - Motriz……………………………………………………………………..27 2.5.4 - Freno………………………………………………………………………. 32 2.6 ESQUEMA DE MONTAJE 2.5.1 - Estructura y dirección……………………………………………… 36 2.5.2 - Rueda……………………………………………………………………….. 37 2.5.3 - Motriz……………………………………………………………………... 38 2.5.4 - Freno………………………………………………………………………..39 2.5.5 - Esquema general………………………………………………………… 40 PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 2 PROYECTO FIN DE CARRERA 2. DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO 2.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES La bicicleta que ha sido objeto de este proyecto es una bicicleta. La marca de la bibicleta es “Hercules Cycle and Motor Company” y el modelo es la Hercules Model N° 20. El propósito de la bicicleta Hércules se fundamenta en el uso de un medio de transporte terrestre sobre ruedas. Se trata de una bicicleta de paseo y por ello la forma del cuadro se ve condicionada permitiendo a la persona adoptar una posición más erguida. Sus características principales son las siguientes: • Diseño ergonómico para cómoda sujeción • El sillín posee amortiguación y se adapta al usuario. • El volante es amplio dando una posición de descanso a los brazos. • Los frenos son de varilla. • Usa ruedas 26 pulgadas (66cm) • Sus dimensiones totales son; 1795 x 935 x 458 mm. (Longitud x Altura x Anchura) • Su peso total es de 12’7 kg Figura 2.1 Bicicleta Hercules OA 1930s PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 9 Figura 2.7 Explosión rueda delantera. 1 3 12 6 8 13 11 7 9 2 5 10 4 1.Cono 2.Cono 3.Rodamientos 4.Tuerca 5.Golilla 6.Cubo 7.Eje 8.Neumático 9.Cámara y válvula 10.Llanta 11.Rayo 12.Niple 13.Cojinete PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 10 Figura 2.8 Explosión conjunto eje trasero. 1 3 6 8 7 9 25 10 4 1.Cojinete 2.Contratuerca 3.Cono 4.Cono 5.Rodamiento 6.Tuerca 7.Golilla 8.Cubo 9.Eje 10.Cubeta PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 11 Figura 2.9 Explosión conjunto eje delantero. 1.Cojinete 2.Eje 3.Cubo 4.Cono 5.Cono 6.Tuerca hecagonal 7.Golilla 8.Rodamientos 1 3 6 87 2 5 4 PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 12 SISTEMA 3: MOTRIZ El sistema motriz de la bicicleta se basa en el mecanismo básico del sistema biela manivela, en donde el movimiento lineal que realiza un pistón (en nuestro caso la pierna) es traspasado a una biela adherida a un eje, la cual se trasforma en un movimiento circular, el cual puede suceder en viceversa, en una relación inversa entre trabajo mecánico y velocidad. Su importancia consiste en transmitir la energía del ciclista a la bicicleta, de modo que tome impulso y se mueva, lo cual, lo permite gracias a la transmisión de movimientos de giro entre ejes alejados, formados de un conductor y un conducido, más elementos intermedios que permiten la rotación del mecanismo. Los elementos que intervienen son el pedal (junto a la biela), el plato, el piñón y la cadena de transmisión. El pedal sirve de apoyo para los pies para que produzca la fuerza ejercida por el usuario, que unida a la biela y ésta a su vez al plato, le da movimiento a la cadena. El plato transfiere el movimiento provocado por los pedales a la cadena. El piñón transfiere el movimiento provocado por la cadena a la rueda. La cadena de transmisión traspasa la energía de los pedales a las ruedas. Figura 2.10 Sistema Motriz. 1 3 6 2 5 4 1.Eje 2.Plato 3.Piñón 4.Biela 5.Pedal 6.Cadena PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 13 Figura 2.11 Motor. 1. Contratuerca. 2. Cubeta. 3. Bolas de rodamiento. 4. Eje. 1 2 3 4 Figura 2.12 Plato y piñón. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 14 1 32 24 8 6 7 10 5 9 3 1 Figura 2.13 Sistema de tracciòn. Figura 2.14 Pedal. 1. Biela 2. Chaveta 3. Tuerca hexagonal 1. Tuercas hexagonales 2. Tornillos 3. Eje central pedal 4. Rodamientos 5. Tapas laterales 6. Caja pedalier 7. Barra pisadera 8. Contratuerca 9. Golilla con chaveta 10. Cubrepolvo PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 15 Figura 2.15 Cadena. 1. Placa 2. Casquillo 3. Rodillo 4. Pasador 2 4 3 1 PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 16 SISTEMA 4: FRENO. El sistema de freno mediante accionamiento de varilla, utiliza una serie de varillas y pivotes para transmitir la fuerza aplicada por una palanca de mano para presionar las pastillas. El mecanismo de enganche delantero es complicado por la necesidad de permitir la rotación donde la horquilla se une al tubo frontal. Aunque difícil y complejo, las conexiones son fiables y duraderas y se pueden reparar o ajustar con herramientas simples de mano. La palanca de freno sirve para accionar las varillas, controlando así la velocidad según la fuerza con la que se apriete, haciendo que ésta disminuya, o incluso que se pare totalmente la bicicleta. Las varillas transmiten la presión ejercida por el usuario a las pastillas de freno. Las pastillas de freno son accionada por la palanca de freno a través de las varillas, haciendo que ejerzan una presión hacia arriba contra la superficie interna (hacia el centro) de la llanta de la rueda. 1. Manilla de freno 2. Palanca unión varilla 3. Varilla freno delantero 4. Horquilla de freno 5. Abrazadera exterior 6. Abrazadera interior 7. Zapata 8. Almohadilla 9. Varilla freno intermedia 10. Varilla de freno trasero Figura 2.16 Despiece freno. 2 48 6 7 10 5 9 3 1 PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 17 1. Manilla de freno 2. Varilla de freno 3. Varilla de freno 4. Freno trasero 2 4 3 1 Figura 2.17 Sistema de freno en la bicicleta. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 18 2.2 DESPIECE A continuación se realizará el despiece de la bicicleta para poder ver en detalle todas sus piezas. Se ha dividido la construcción de la bicicleta en tres sistemas diferenciados, y a su vez dividido en diferentes partes, como se muestra en el siguiente árbol semántico: (Debido a la dificultad de encontrar una bicicleta de estas características las vistas serán de un modelado 3D de la mísma) MANILLAR GUARDABARROS HORQUILLA SILLÍN CÁMARA PLATO M. FRENO DIRECCIÓN VÁLVULA PIÑÓN VARILLAS LLANTA CADENA PASTILLAS CUADRO NEUMÁTICO PEDAL BICICLETA SISTEMA 1: ESTRUCTURA SISTEMA 2: RUEDA SISTEMA 3: MOTRIZ SISTEMA 4: FRENO PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 25 2.5.2. RUEDA Neumático (o Cubierta): Este elemento de la bicicleta esta formado por caucho en su mayoría y alambres de acero. El proceso de fabricación es el sigiente; Se parte una carcasa, o base sobre la cual se va a apoyar toda la construcción que es la capa que queda en la parte interior del neumático en contácto con la cámara. Sobre esta carcasa se aplica al tambor de construcción, se corta y empalma, a continuación los haces de cables o de acero se insertan y la carcasa se dobla desde ambos lados. A los 45 grados de ángulo el material de la carcasa está en capas y forma un neumático con una estructura diagonal. En esta fase, la capa de protección de la punción seleccionada se inserta. Pero el neumático en crudo se encuentra todavía en una forma flexible sin una banda de rodadura. Solamente durante el proceso de vulcanización, el neumático consigue su banda de rodadura y sus propiedades elásticas. En el proceso de vulcanización el neumático en crudo se presiona en un molde con un tubo de calentamiento especial y se vulcaniza a aprox. 170 grados de cinco a seis minutos. El neumático esta hecho. Cámara: Las cámaras se fabrican de butilo, un caucho sintético que es elástico y con una magnífica retención del aire lo que permite dar cuerpo a las cubiertas. En el proceso de fabricación de cámaras o tubos internos de bicicletas, la primera operación es poner el caucho a masticar, agregándole los ingredientes que lo hará más estable y homogeneizado. Luego pasa a través de una máquina de extricción, esta es una máquina parecida a una extrusionadora, y consiste en un rodillo que gira en el hueco de un cilindro, obligando al caucho a pasar por un troquel, produciendo un tubo de caucho este tubo se corta en la longitud apropiada, se empalman los extremos formando un anillo, se infla y se vulcaniza con vapor de caldera. Válvula: La válvula es el elemento que nos permite llenar de aire la cámara de caucho del neumático. La valvula que monta a original Hércules es la válvula tipo Schrader o de automóvil. Ésta válvula fue inventada por el alemán emigrado a los Estados Unidos en 1843, August Schrader (1822-1909) quien la patentó en 1893 junto con su hijo para los neumáticos de automoción. Esta válvula conlleva un dispositivo mecánico para controlar el flujo de un líquido con tres componentes importantes: el cuerpo de válvula; el vástago de la válvula; y el casquillo de la válvula. Es la presión de aire dentro del neumático la que sostiene la válvula cerrada. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 26 LLANTA: La llanta es un componente de la rueda que esta fabricada en acero y consta de una pletina preformada, hay varios tipos de preforma, en función del neumático que se quiera usar, en éste caso el tipo de llanata utilizado es del tipo Westwood. esta se fabrica mediante estampación. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 27 RADIOS: Los radios de esta bicicleta están fabricados en acero, estan formados por una barilla de 2 mm de grosor, roscada en un extremo y con una cabeza en el otro. Se obtienen a partir de una barilla de dicho grosor, roscada en un extremo, que irá unido a la llanta y con una cabeza en el otro lado, que también esta doblado formando un ángulo de 90º, de mayor grosor que sirve de tope. El lado roscado sirve para ajustarlo más o menos, de esta manera se tensa más o menos en función de las necesidades de la rueda. 2.5.3. MOTRIZ CONJUNTO EJE: Este elemento al igual que el sillin, esta formado por varias piezas, todas ellas de acero, que se explicarán a continuación: 1. Contratuerca: La fabricación de esta pieza es mediante corte con matriz, troquelado, mandrilado y torneado de roscado interno. 2. Cubeta: Corte con matriz, embutido, troquelado, mandrilado y torneado de roscado externo. 3. Bolas de rodamiento: Torneado y pulido. 4. Eje: Torneado cilindrado, torneado conificado y fresado. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 28 CADENA: Al igual que el elemento anterior, la cadena la componen una serie de eslabones que a su vez están compuestos cada uno de ellos por cuatro piezas completamente diferenciadas, todas ellas fabricadas en acero. Se explicarán a continuación: 1. Placa: Corte con matriz, troquelado, revenido, enfriamiento en aceite y centrifugado del aceite. 2. Casquillo: Enderezado, corte con prensa, doblado con mandril y revenido. 3. Rodillo: Enderezado, corte con prensa y revenido. 4. Pasador: Enderezado, corte con sierra, rectificado sin centros (centerless), rectificado universal y lubricado. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 29 PLATO: La fabricación de este elemento se lleva a cabo mediante punzonado, embutido y fresado y el material del que está hecho es acero. El proceso de punzonado se desarrolla para crear los diferentes agujeros de la pieza, este proceso se llava a cabo mediante la presión sobre el elemento del punzón creando el dibujo de la pieza. El siguiente proceso, embutido se desarrolla a partir de el disco de material previamente punzonado, el cual es empujado dentro de una matriz hueca por un punzón. El posterior fresado consiste principalmente en el corte del material que se mecaniza con una herramienta rotativa de varios filos, que se llaman dientes, labios o plaquitas de metal duro, que ejecuta movimientos de avance programados de la mesa de trabajo en casi cualquier dirección de los tres ejes posibles en los que se puede desplazar la mesa donde va fijada la pieza que se mecaniza, de esta manera se consigue un gran acabado para una pieza impotantísima para la transmisión del trabajo a la rueda trasera. PIÑÓN: El proceso de fabricación del piñon incluye una serie de acciones que se llevan a cabo en el torno que se explican a continuación para conseguir esta pieza. Mediante un cilindrado se reduce el diámetro de la barra de material que se está trabajando, para realizar esta operación, la herramienta y el carro transversal se han de situar de forma que ambos formen un ángulo de 90º. A continuación se realiza un mandrinado para hacer el agujero del piñon que va a albergar el eje. Después un refrentado mediante el cual se mecaniza el extremo de la pieza, en el plano perpendicular al eje de giro para conseguir una planicidad lo más exacta posible, para efectuar esta operación, la herramienta se ha de colocar en un ángulo aproximado de 60º respecto al porta herramientas. De lo contrario, puede haber riesgo de sobrecalentamiento debido a la excesiva superficie de contacto de punta de la herramienta. Y para finalizar con el torno se realiza un roscado interno para alojar la tapa del piñon. A continuación se procede con un ranurado frontal, donde irán alojadas las bolas y posterior dentado del elemento que le da la forma final al piñón. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 30 BIELA: La biela en sí es solo un elemento, pero se ha decidido incluir todo el conjunto biela, chaveta y tuerca hexagonal que componen el sistema de transmisión al eje motor. 1. Biela: La forma de esta pieza se consigue mediante forja, que es un proceso de conformado por deformación plástica que puede realizarse en caliente o en frío y en el que la deformación del material se produce por la aplicación de fuerzas de compresión. Despues se realiza un tratamiento térmico de temple y revenido que le procura al acero una mayor resistencia. 2. Chaveta: Se procede al enderezado y corte de una barilla de acero, moldeado de la cabeza, torneado de roscado externo y revenido. 3. Tuerca hexagonal: Es una pieza normalizada. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 31 PEDAL: Primero de hablar de los porcesos de fabricación de éste elemento de la bicicleta decir que está formado por una serie de piezas, las cuales se explicarán como se fabrican una a una. Eje central pedal: Los procesos a seguir son torneado y temple y revenido. Tapas laterales: : Corte, perforado, mandrinado, embutido, roscado, soldadura MIG Caja pedalier: Enderezado, corte, pulido Barra pisadera: El proceso por el cual se obtienen estos elementos es mediante modelo por inyección de plástico. Cubrepolvo: Mediante embutido y roscado. El resto de elementos son normalizados; contratuerca, tuercas hexagonales, tornillos, golilla con chaveta y rodamientos. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 32 2.5.4. FRENO El sistema de freno esta compuesto por 20 piezas todas ellas fabricadas en acero, a excepción de la zapata, que esta fabricada en caucho, de las cuales hay seis que se repiten en ambos frenos (anterior y posterior) y las manillas que son exactamente iguales pero simétricas entre ellas. Con lo cual se van a dividir las piezas en tres grupos; freno delantero, freno trasero y piezas comunes. FRENO DELANTERO; VARILLA (palanca de freno/horquilla): Este elemento como se ha mencionado anteriormente esta fabricado en acero y esta formado por una varilla maciza de 5 mm de diámetro roscada en la parte inferior que irá unida a la horquilla mediante ésta rosca y un otra rosca en el extremo superior con la que se unirá a la unión de barilla. UNIÓN DE VARILLA: Este elemento es el encargado de unir la varilla con la palanca unida al manilla de freno. El proceso de fabricación de la pieza es el siguiente, se parte de un cilindro macizo de 11 mm de dimámetro que mediante torneado se le redondean la arista de un extremo, consiguiendo un elemento con forma de bala. A continuación mediante fresado se retira material del extremo opuesto dándole forma semicircular con eje perpendicular al longitudinal del cilindro inicial. Después se le practican dos taladros perpendiculares entre sí a la pieza. Uno longitudinalmente y el otro transversalemente con centro coincidente al semicírculo conseguido en el paso anterior. Una vez tenemos ésta pieza se practica una ranura en el centro de la semicircunferencia en sentido perpendicular al taladro transversal. Finalmente se practica un roscado interno en el taladro longitudinal en el que se fijará la Varilla. FRENO TRASERO; Bastón: Este elemento es el encargado de unir la varilla con la palanca del freno. Partimos de una varilla de 3 mm de diámetro con un extremo curvado en forma de bastón por donde se fijará a la palanca del freno y un roscada en el otro extremo. Mediante esta rosca se unirá a la varilla. VARILLA: El proceso de fabricación de esta pieza a partir de una varilla maciza de 5 mm de diámetro roscada en ambos extremos. A los cuales se fijarán sendas uniones de varillas, anteriormente nombradas. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 33 DESVIADOR: El proceso de fabricación de esta pieza es el siguente, se parte de una pletina que se preforma mediante punzonado, este proceso da una preforma a la chapa eliminando el material sobrante y dando como resultado la preforma de la pieza. En esta pieza ya obtenida se realiza nuevamente otro punzonado donde se le practican tres agujeros, uno en cada extremo, a los que se fijarán sendas uniones de varilla, y otro más en el centro de la pieza plana, el cual sirve para fijar la pieza al cuadro. El siguiente proceso que se le aplica es un embutido mediante el cual es empujado dentro de una matriz hueca por un punzón que le da a la pieza su forma final. VARILLA LARGA: Para esta pieza partiremos de una varilla cilíndrica maciza de 6 mm de diámetro y 420 mm de longitud a la cual se practicarán sendas roscas en sus estremos. A los cuales se unirán sendas uniones de varilla. CANASTILLO: Esta pieza es la encargada de unir la varilla larga con la palanca bajo pedal. El proceso de fabricación a partir del cual obtenemos esta pieza es el siguiente. Se parte de una pletina que se preforma mediante punzonado, este proceso da una preforma a la chapa eliminando el material sobrante y dando como resultado la preforma de la pieza. En esta pieza ya obtenida se realiza nuevamente otro punzonado vertical y se le practica un agujero, en el extremo que va unido a la varilla larga, de R4,6 mm. En el otro extremo de la pieza se practica un taladro perpendicular tanto al eje longitudinal de la pieza como al eje del primer agujero parcticado en el otro extremo de la pieza, que servira de unión mediante un eje con la palaca bajo pedal. PALANCA BAJO PEDAL: Para esta pieza partiremos de una pletina de 3 mm de grosor a la cual se le practica un punzonado para eliminar el material sobrante dejando un elemento con la forma deseada. A continuación se le practican tres taladros como se ve en la figura, uno en cada extremo y otro en el centro que hace de eje sobre el que gira la pieza. Esta pieza hace de unión entre el canastillo y el tensor. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 34 TENSOR: Para la obtención de esta pieza partiremos de una pletina de 10 mm de anchura y 120 mm de longitud a la cual se le realizan tres agujeros por punzonado. Uno en el centro al que se le practica un roscado y otro más en cada extremo, todos ellos de R 5 mm. A continuación se practica otro punzonado para dar la forma final a la chapa, obteniendo así una pieza simétrica que unirá por medio del agujero roscado del centro con el tornillo de la horquilla trasera y por el otro lado con el canastillo. TORNILLO DE LA HORQUILLA: Esta pieza es realizada en acero, como la práctica totalidad de la spiezas en esta bicicleta clásca. Para su obtención partiremos de una varilla maciza de 6 mm de diámetro a la cual se le aplica una rosca en cada extremo de la misma. Las cuales unirán con el Tensor y con la horquilla trasera que ejerce la presión de frenado a la rueda trasera. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 1 PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 3. ANÁLISIS DE VALOR Pag. 3.1 INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………… 2 3.2 DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO……………………………………………………… 3 3.3 VALORES DE FUNCIONES…………………………………………………………… 6 3.4 PROPOSICIÓN DE ALTERNATIVAS………………………………………………… 10 PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 2 3. ANÁLISIS DE VALOR 3.1 INTRODUCCIÓN. El análisis de valor de un producto es un método para poder generar productos. Generalmente se basa en una mejora de los existentes, con prestaciones superiores y a un coste más económico. Esta reducción se debe a que se eliminan prestaciones que se creen innecesarias, que nos añaden un coste al producto pero no son importantes para el cliente. Se pueden considerar distintas acepciones de valor: o Valor de uso V (U); Capacidad de un producto para cumplir un objetivo (utilidad funcional). o Valor de coste V(C); Suma del costo de los recursos necesarios para producir un producto. o Valor de apariencia V(A); Características atractivas que hacen deseable la posesión del producto. o Valor de cambio V (E); Cualidades o propiedades de un producto o servicio que nos permiten cambiarlo por otra cosa, generalmente un precio. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 3 3.2 DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO El producto que va a ser sometido al Análisis de Valor es una bicicleta, el modelo es la Hercules Model N° 20. Sus características principales son las siguientes: • Diseño ergonómico para cómoda sujeción • El sillín posee amortiguación y se adapta al usuario. • El volante es amplio dando una posición de descanso a los brazos. • Los frenos son de varilla. • Usa ruedas 26 pulgadas (66cm) • Sus dimensiones totales son; 1795 x 935 x 458 mm. (Longitud x Altura x Anchura) • Su peso total es de 12’7 kg A continuación se muestra una perspectiva estallada de la bicicleta para intentar situar todas sus piezas. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 4 1 17 9 5 13 29 35 3 19 11 33 7 23 15 2 18 10 26 6 22 14 30 36 4 20 12 28 8 24 16 32 38 Figura 5.1 Explosión bicicleta. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 5 1. Cuadro 2. Juego dirección superior 3. Manillar 4. Puño 5. Potencia 6. Horquilla 7. Asiento 8. Muelles 9. Tija 10. Alambres 11. Eje de rueda 12. Golilla 13. Cubo 14. Rayo 15.Niple 16. Llanta 17. Cámara 18. Neumático 19. Guardabarros 20. Plato 21. Cadena 22. Piñón 23. Eje motor 24. Cubeta 25. Contratuerca 26. Biela 27. Chaveta 28. Eje central pedal 29. Tapas laterales 30. Barra pisadera 31. Manilla de freno 32. Varillas de freno 33. Palanca bajo pedal 34. Tensor 35. Horquilla de freno 36. Zapata 37. Almohadilla de caucho 38. Unión varillas PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 6 3.3 VALORES DE FUNCIONES En este apartado se determinaran las funciones de cada componente del producto. En apartados anteriores se han visto el despiece de la bicicleta, con sus piezas numeradas, así como también hemos podido ver una perspectiva estallada de la misma para poder conocer mejor la posición de cada pieza de la bicicleta. A continuación se va a realizar una descripción de las funciones de las partes más importantes de la bicicleta (no se han considerado las piezas normalizadas como tornillería): 1. Cuadro: Es la “columna vertebral” de una bicicleta, ya que sirve de soporte a todas las demás piezas. Es la “columna vertebral” de una bicicleta, ya que sirve de soporte a todas las demás piezas. 2. Juego dirección superior: Es el encargado de dotar a la dirección de juego para poder girar el manillar mediante un rodamiento. Además une la potencia con la columna de dirección. 3. Manillar: Es el mecanismo de manejo de la bicicleta. Se conecta a través de la potencia a la horquilla, permitiendo al ciclista manejar y balancear la bicicleta girando la rueda delantera. Los manillares de paseo lejos de una posición aerodinámica ofrecen una posición erguida y una conducción relajada. 4. Puño: Este elemento es el encargado de ofrecer un punto de sujección para el usuario lo más confortable posible. Su foma ergonómica diseñada para poder agarrarlo con la mano ofrece al usuario manejabilidad, gracias al material del que está fabricado (caucho) y su forma. 5. Potencia: Elemento que une el manillar a la horquilla. Además de proveer la conexión adecuada entre el manillar y el tubo de dirección de la horquilla 6. Horquilla: Es el elemento que transmite el movimiento del manillar a la rueda delantera, dotándo así de dirección a la bicicleta. Es una de las piezas más importantes que conforman la bicicleta. En un impacto en la calzada, esta absorbe alrededor de un 10% del impacto. Por esto podemos decir que forma parte tanto del sistema estructural como del de dirección, puesto que proporciona el equilibrio y es el timón principal de la bicicleta. 7. Asiento: La función de éste elemento es el de ofrecer al usuario un punto lo más conforatble posible para desarrollar el pedaleo. Éste elemento debe estar calibrado lo mejor posible con respecto a los pedales en función del usario para facilitarle el trabajo. 8. Muelles: Dentro del asiento estos elementos son los encargados de ofrecer suspensión. para absorver en la medida de los posible las vibraciones porducidas por el rodaje de la bci en malas superficies. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 7 9. Tija: Consiste en un tubo de acero de 30 cms de largo que se inserta al cuadro y a su vez al carro del sillín. El largo de la tija permite ajustar el sillín a una altura deseada. 10. Alambres: Son los elementos encargados de unir y sostener el sillin y todos sus componentes. 11. Eje de rueda: Este es el elemento que fija la rueda al sistema estructural y dota de movimiento giratorio a la rueda. 12. Golilla: Estos elementos sirven para fijar las tuercas y evitar que se suelten mediante un dentado. 13. Cubo: Es el elemento que une el eje de la rueda con los rayos y estos a su vez con la llanta. 14. Rayo: Elementos que unen la llanta de la rueda al cubo. Mediante la tensión de los mismos mantienen la llanta recta y así el neumático evitando posibles roces con las zapatas de freno. 15. Niple: Son las piezas que conectan y tensan los rayos a la llanta. 16. Llanta: Elemento estructural de la rueda. Es el encargado de mantener la cámara y el neumático y a donde se fijan los rayos, que son los que aportan la tensión necesaria para mantenerla recta. 17. Cámara: Este elemento aporta la presión a la rueda para que ésta cumpla con su función. Además absorbe gran parte de las vibraciones del terreno. 18. Neumático: Este elemento es el encargado de transmitir directamente la tracción efectuada por el usuario al firme. Además de proteger la cámara y aportar fijacón al firme. gracias a su dibujo y el material del que está hecho. 19. Guardabarros: La función del elemento es la de proteger al usuario de la posible suciedad que el movimiento giratorio de las ruedas puedan proyectar sobre el. 20. Plato: Este componente es el encargado de transmitir el movimiento giratorio que transmite el usuario a la cadena que ésta a su vez lo transmite al piñón. 21. Cadena: La función de la cadena es la de transmitir el movimiento giratorio del plato al piñón. 22. Piñón: A través del eje, transmite la fuerza y el movimiento a la rueda trasera, de la cual depende el desplazamiento de ésta. Es el encargado de transmitir el movimiento de la cadena a la rueda. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 8 23. Eje motor: Es el eje que une los dos pedales. Su función es fijar el punto de giro al cuadro y sostener las bielas. 24. Cubeta: Este elemento es el encargado de alojar el eje motor. A su vez ésta va alijada en el cuadro de la bicicleta. 25. Contratuerca: Es el elemento encargado de fijar la cubeta donde va alojado el eje motor al cuadro, evitando que se salga. 26. Biela: La función de éste elemento es la de transmitir el esfuerzo que desarrolla el usuario al eje motor y éste al plato. 27. Chaveta: Es la pieza que fija la biela al eje motor evitando que se desprenda. 28. Eje central pedal: Este elemento es el encargado de dotar al pedal de giro libre para que pueda acompañar al pie del usuario mientras hace girar la biela. Además de unir el pedal a la biela. 29. Tapas laterales: La función de éste elemento es la de evitar que entre suciedad al eje del pedal y así evitar que éste se atasque. 23. Eje motor: Es el eje que une los dos pedales. Su función es fijar el punto de giro al cuadro y sostener las bielas. 24. Cubeta: Este elemento es el encargado de alojar el eje motor. A su vez ésta va alijada en el cuadro de la bicicleta. 25. Contratuerca: Es el elemento encargado de fijar la cubeta donde va alojado el eje motor al cuadro, evitando que se salga. 26. Biela: La función de éste elemento es la de transmitir el esfuerzo que desarrolla el usuario al eje motor y éste al plato. 27. Chaveta: Es la pieza que fija la biela al eje motor evitando que se desprenda. 28. Eje central pedal: Este elemento es el encargado de dotar al pedal de giro libre para que pueda acompañar al pie del usuario mientras hace girar la biela. Además de unir el pedal a la biela. 29. Tapas laterales: La función de éste elemento es la de evitar que entre suciedad al eje del pedal y así evitar que éste se atasque. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 9 30. Barra pisadera: Estos elementos son los que el usuario pisa directamente y ejerce la fuerza que mueve las bielas. 31. Manilla de freno: Este elemento es el encargado de transmitir el movimiento a la palanca y así mover las varillas del sistema de freno. 32. Varillas de freno: Son las encargadas de transmitir el movimiento de la manilla de freno a las horquillas de freno. 33. Palanca bajo pedal: Este elemento tiene la funcón de transmitir el movimiento de la varilla al tensor. 34. Tensor: La función de este elemento es al igual que el anterior la de transmitr el movimiento a la varilla de la horquilla, y también la de tensar o destensar el sistema de frenado trasero para ajustar las almoadillas lo más posible a la llanta y así hacerlas más efectivas. 35. Horquilla de freno: Este elemento mantiene las zapatas en su sitio enfrentadas a la llanta y es el encargado de presionarlas contra ambos lados de la llanta para frenarla en caso de que el usuario accione los frenos. 36. Zapata: La función de éste elemento es la de alojar las almohadillas de caucho y fijarlas a la horquilla. 37. Almohadilla de caucho: Es el elemento encargado de desarrollar presión sobre la llanta y hacerla parar. 38. Unión varillas: Estos elementos son los encargados de unir las varillas entre si y el resto de elementos del sistema de frenado. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 4 Destacamos el valor integrador de la matriz de la calidad-núcleo del QFD-que, en un único gráfico, indica los requerimientos del cliente, establece las características técnicas capaces de satisfacerlos, y brinda la posibilidad de comparar el producto de la propia empresa con otros de la competencia. Pero este valor integrador no se reduce al aspecto gráfico, sino que influye sobre la organización en su conjunto; en efecto, gracias a la matriz de la calidad, los integrantes de áreas heterogéneas de la firma se forman una idea más acabada de las complejas relaciones que hacen al diseño de productos satisfactorios. De esta forma, se comprende mejor la importancia de los datos, se facilita el diálogo, se asignan prioridades, y se establecen métricas y objetivos armónicos-todo ello sin perder el contacto con el cliente y con los productos de los competidores. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 5 4.2.1 PLANIFICACIÓN DEL QFD Esquema básico de QFD: ¿QUÉ?: Filas de la matriz que pueden servir para especificar: 1ª matriz de QFD. Las necesidades manifestadas por el mercado, cliente, etc. 2ª matriz de QFD. Los requerimiento funcionales del producto (RFs). 3ª matriz de QFD. Los parámetros de diseño (PDs). ¿CÓMO?: Columnas de la matriz que pueden ser usadas para indicar: 1ª matriz de QFD. Los requerimiento funcionales del producto (RFs). 2ª matriz de QFD. Los parámetros de diseño (PDs). 3ª matriz de QFD. Las variables del proceso (VPs). ¿CUANTO?: Parte inferior de la matriz que nos indicará la valoración de los ¿cómo? Por su aportación a la solución global de los ¿qué? PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 6 Esquema básico de QFD: ¿QUÉ?/¿CÓMO?: Cuerpo de la matriz: Representa el grado de relación entre los ¿qué? y los ¿cómo? Se usará la siguiente escala y representación: Relación fuerte: 9 puntos. Relación media: 3 puntos. Relación débil: 1 punto. ¿CÓMO?/¿CÓMO?: Tejado de la matriz: Representa el grado de interrelación entre los ¿cómo?, esto es, las redundancias y los conflictos. El código a emplear es: Positiva fuerte: +9 puntos. Positiva media: +3 puntos. x Negativa media: -3 puntos. # Negativa fuerte: -9 puntos. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 7 4.2.2 DESARROLLO DEL QFD Para llevar a cabo el desarrollo del QFD se seguirán unos pasos a través de las etapas que se explicarán a continuación; ETAPA A. ESPECATIVAS DEL USUARIO A.1 IDENTIFICACIÓN DE LOS USUARIOS Todos los estudios y parámetros utilizados en éste apartado se ven condicionados por ser un producto que ya no se fabrica y que su contexto histórico cumplía un cometido diferente al actual. Ya que a día de hoy este tipo de bicicleta es casi exclusivamente para uso lúdico y en la actualidad el usuario puede disponer de otros muchos medios de transporte, cuando en la época de ésta bicicleta su uso era mucho más de subsistencia además de lúdico, puesto que la bicicleta para una gran mayoría de público era el único medio de transporte del que podían disponer. En esta etapa se quieren considerar los posibles usuarios actuales y los que en su momento tuvo. Con ello vamos a conseguir una lista de tipos de usuarios, jerarquizada según criterios económicos y/o estratégicos. Esto se plasmará en una tabla con tres columnas, la primera columna clasificará a los usuarios según su naturaleza y las exigencias que espera del producto. La segunda columna indicara el “peso”, es decir, la importancia (en porcentajes) de este tipo de usuarios para la empresa. Y, por último, indicaremos las características de cada tipo de usuario. A.2 IDENTIFICACIÓN Y JERARQUIZACIÓN DE EXPECTATIVAS DEL USUARIO Se buscará toda la información posible de todo aquello que le pueda interesar al usuario; especificaciones del producto, mantenimiento, precio, etc. Así mismo se tendrán en cuenta aquellas especificaciones, que aunque el cliente no las haya pedido, hacen el producto mas completo, para poder conseguir un producto mejor. Se considerarán dos criterios; la importancia que tiene cada característica para el usuario y la importancia relativa de cada tipo de usuario/cliente para la empresa. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 8 ETAPA B. DEFINICIÓN DEL PRODUCTO B.1 LOS ¿QUE? Y LOS ¿CÓMO? En esta etapa con la lista de expectativas del cliente (“QUE”) e identificaremos para cada una de ellas un ¿COMO? conseguirla. Mediante este proceso se intentará asociar uno o más COMO para cada QUE inicial del usuario. B.2 MATRIZ DE CORRELACIÓN Una vez se tengan claras todas las expectativas del usuario, mediante esta matriz se mostrarán las relaciones existentes entre las expectativas con su peso relativo. En esta matriz colocaremos en las filas las expectativas del cliente y en las columnas las características del producto. Es decir, si una vez completada la matriz, obtenemos una línea vacía indicará que esa expectativa no está satisfecha para el usuario y si se obtiene una columna vacía indicará que hay una característica que no se corresponde con ninguna expectativa del usuario, por lo tanto, es inútil. B.3 JERARQUIZACIÓN DE LOS ¿CÓMO? La finalidad de distinguir entre varios niveles de correlación es poder jerarquizar los COMO, siempre procurando que al pasar de las expectativas del cliente (¿QUE?) a las características sustitutivas correspondientes(¿CÓMO?), se siga conservando la jerarquización de los QUE. B.4 CASA DE LA CALIDAD Para construir el techo de la matriz, se tendrá que analizar las posibles relaciones existentes entre las características de sustitución consideradas dos a dos. Tendremos que indicar que grado de correlación existe entre ellas, así como el sentido de esta correlación. Si existe una correlación positiva, se considerará ambas características como un conjunto. Por el contrario una correlación negativa puede indicar que habrá que buscar una solución ponderada entre ambas. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 9 B.5 LOS ¿CUANTO? Parte inferior de la matriz que indicará la valoración de los ¿cómo? por su aportación a la solución global de los ¿qué?. Se completará la matriz con la especificación del CUANTO necesario para cada COMO. ETAPA C. DEFINICIÓN DE LOS COMPONENTES En esta etapa se seguirá el mismo procedimiento que en la etapa B y se utilizan los mismos mecanismos. Los COMO de la segunda etapa pasan a ser los QUE de la etapa C. ETAPA D. DEFINICIÓN DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN En esta etapa se traducirán las características técnicas de las piezas definidas anteriormente, a un dossier que define los procedimientos y las operaciones necesarias para la fabricación de dichas piezas. ETAPA E. ORGANIZACIÓN DE LA PRODUCCIÓN En esta etapa elaboraremos los planes de producción para fabricar el producto. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 10 4.3 DESARROLLO QFD A continuación se va a desarrollar todo lo expuesto en el punto anterior en cuanto a la metodología del QFD para el producto que nos ocupa, la bicicleta. Se aplicará la casa de calidad al diseño de la bicicleta. Para ello se seguirán los pasos establecidos en el apartado anterior. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 11 ETAPA A. ESPECATIVAS DEL USUARIO A.1 IDENTIFICACIÓN DE LOS USUARIOS Debido a que no se puede tener acceso a los usuarios contemporáneos a la bicicleta, se utilizarán los usuarios que tendría éste tipo de bicicleta en la actualidad. Así pues, se ha realizado un estudio entre usuarios actuales (entre los que yo me encuentro) y usuarios potenciales a los cuales podría ir destinado el producto. Una vez hecho este estudio, se jerarquizarán en una lista de usuarios. Teniendo en cuenta que ésta bicicleta es una bicicleta de paseo, robusta y muy resistente, aunque algo pesada en comparación con las actuales, ya que esta toda ella construida en acero. El tipo de usuario se reduce considerablemante si hablamos en términos de practicidad a la hora d eelegir este producto. Los usuarios potenciales de esta bicicleta se numeran en la tabla que se adjunta a continuación: También considerar que los datos obtenidos se ajustan a España, donde la cultura de la bicicleta es muy diferente a la de otros paises europeos, dónde se valora mucho más el uso de bicicletas antiguas o clásicas. Ampliándose su uso mucho más entre usuarios habituales, no siendo así por norma general en España. Siendo mucho más amplio el porcentage de usuarios relacionados con el coleccionismo o lúdico. USUARIO PESO (%) CARACTERÍSTICAS Usuarios lúdicos 30% - Disfrute - Comodidad Usuarios habituales 10% - Comodidad - Movilidad - Eficacia - Económica - Seguridad - Prestaciones Usuarios ocasionales 20% - Disfrute - Belleza - Comodidad Coleccionistas 40% - Valor histórico - Funcionalidad - Disfrute - Valor estético - Rehabilitación PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 12 A.2 IDENTIFICACIÓN Y JERARQUIZACIÓN DE EXPECTATIVAS DEL USUARIO Para tener en cuenta todas las especificaciones de los usuarios, se ha realizado un estudio de los posibles usuarios. Dicho estudio se ha conseguido a traves de una recopilación de infomación de personas que habitualmente usan éste medio de transporte para valorar las características más destacadas para ellos. la información ha sido obtenida de un grupo de personas, amistades sobre todo y familiares. De ésta manera se cuenta con una información valiosa para el diseño o rediseño del producto que nos ocupa. Entre los usuarios preguntados me gustaría destacar una serie de grupos claramente diferenciados para así obtener las principales diferencias de preferencias que hay entre unos y otros. Los usuarios que se han decidido diferenciar son los siguientes: 1. Antiguo usuario 1 (A1), Ganadero retirado. (Coleccionista) 2. Antiguo usuario 2 (A2), Empleado de banca. (Usuario Ocasional) 3. Usuario habitual 1 (H1), Trabajador temporal no especializado. (Usuario lúdico) 4. Usuario habitual 2 (H2), Estudiante Universitario. (Usuario habitual) La jerarquización de los valores más importantes a sido por consulta directa con los sujetos “encuestados”. Pidiéndoles que valoraran en una escala de 1 a 3 (3-Muy relevante, 2-No determinante, 1- Irrelevante) las características, que para mí, son más comunes en este tipo de productos. * El hecho de que me encuentre en el extranjero y no conozca a demasiada gente en el lugar donde vivo actualmente hace que no me haya sido posible hacer unas encuestas fromales, ya que la mayoría de los “encuestados” a sido a traves de mails o por conversacion telefónica. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 13 ETAPA B. DEFINICIÓN DEL PRODUCTO B.1 IDENTIFICACIÓN Y JERARQUIZACIÓN DE EXPECTATIVAS DEL USUARIO En esta etapa se va a completar el diagrama matricial aplicado al QFD. Con los datos obtenidos de los usuarios se completará la “casa de la calidad” aplicada al diseño de la bicicleta objeto del estudio. Se desarrollará una tabla para cada tipo de usuario, así se podrá utilizar para aplicar las modificaciones a la bicicleta en cada caso concreto. O sea, como si se fuera a diseñar una bicicleta para cada tipo de usuario. Todas las tablas compartirán los COMO y los QUE, aunque con la diferencia del valor de los QUE para cada tipo de usuario. Los COMO (características elementales operativas y manejables) a tener en cuenta serán los siguientes: • Esfuerzo a realizar • Color • Peso • Diseño • Eficacia • Manejabilidad • Tamaño • Agilidad Estas características (COMO) deben poder ser medidas cuantitativamente para poder así valorarlas. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 20 APLICACIÓN CASA DE CALIDAD AL DISEÑO DE BICICLETA PARA USUARIO A1. COLECCIONISTA 9 9 3 1 6 2 1 18 9 6 6 6 3 33 3 9 27 Exigencias del usuario Menos esfuerzo al pedalear Comodidad Mayor manejabilidad Variedad de colores Subt. Durabilidad Belleza Ergonómico Más ligera Subtotal ponderado relativo (%) Importancia Características técnicas de la bicicleta Esfuerzo a realizar Peso Eficacia Tamaño Color Diseño Manejabilidad Agilidad 1 2 100% 16 39627 1042 11 124 14 18 13 18 6 36 6 13 11,29 14,51 10,48 14,51 4,83 29,06 4,83 10,48 12,9 2,457,25 4,8321,77 8,0633,87 8,87 100% 1 3 2 2 2 Magnitud objetivo Grado de dificultad Esfuerzo 3/4 Peso -2Kg + 40% Longitud 1600mm + 20% + 40% 232324 Subt. ponderado absoluto Subtotal pond. relativo (%) ++ ++ + + + - - - PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 21 APLICACIÓN CASA DE CALIDAD AL DISEÑO DE BICICLETA PARA USUARIO A2. USUARIO OCASIONAL Exigencias del usuario Menos esfuerzo al pedalear Comodidad Mayor manejabilidad Variedad de colores Durabilidad Belleza Ergonómico Más ligera Subtotal ponderado relativo (%) Importancia Características técnicas de la bicicleta Esfuerzo a realizar Peso Eficacia Tamaño Color Diseño Manejabilidad Agilidad 2 2 100% 24 618 1212 1433 20 142 14 9 24 30 6 24 9 26 9,85 6,33 16,9 21,17 4,22 16,9 6,33 18,3 16,9 4,2212,67 8,45 8,45 9,8523,23 14,23 100% 2 2 1 3 1 Magnitud objetivo Grado de dificultad Esfuerzo 3/4 Peso -2Kg + 40% Longitud 1600mm + 20% + 40% 232324 Subt. ponderado absoluto Subtotal pond. relativo (%) ++ ++ + + + - - - 18 18 6 2 9 2 9 6 6 6 6 66 6 18 18 PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 22 APLICACIÓN CASA DE CALIDAD AL DISEÑO DE BICICLETA PARA USUARIO H1. USUARIO LÚDICO Exigencias del usuario Menos esfuerzo al pedalear Comodidad Mayor manejabilidad Variedad de colores Subt. ponderado absoluto Durabilidad Belleza Ergonómico Más ligera Subtotal ponderado relativo (%) Importancia Características técnicas de la bicicleta Esfuerzo a realizar Peso Eficacia Tamaño Color Diseño Manejabilidad Agilidad 1 3 1 100% 12 39927 1342 21 136 21 18 24 15 3 36 6 13 15,44 13,23 17,67 11,02 2,2 26,47 4,41 9,55 8,82 2,26,61 6,6519,85 9,5530,88 15,44 100% 2 3 1 2 2 Magnitud objetivo Grado de dificultad Esfuerzo 3/4 Peso -2Kg + 40% Longitud 1600mm + 20% + 40% 232324 Subt. ponderado absoluto Subtotal pond. relativo (%) ++ ++ + + + - - - 9 18 3 1 6 3 18 9 9 9 3 33 6 9 27 PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 23 APLICACIÓN CASA DE CALIDAD AL DISEÑO DE BICICLETA PARA USUARIO H2. USUARIO HABITUAL Exigencias del usuario Menos esfuerzo al pedalear Comodidad Mayor manejabilidad Variedad de colores Subt. ponderado absoluto Durabilidad Belleza Ergonómico Más ligera Subtotal ponderado relativo (%) Importancia Características técnicas de la bicicleta Esfuerzo a realizar Peso Eficacia Tamaño Color Diseño Manejabilidad Agilidad 3 3 2 100% 33 918 1512 1827 30 162 21 9 36 30 6 12 9 39 12,96 5,55 22,26 18,51 3,7 7,4 5,55 24,07 20,37 5,5511,11 9,257,4 11,1116,69 18,51 100% 3 1 2 3 1 Magnitud objetivo Grado de dificultad Esfuerzo 3/4 Peso -2Kg + 40% Longitud 1600mm + 20% + 40% 232324 Subt. ponderado absoluto Subtotal pond. relativo (%) ++ ++ + + + - - - 27 27 9 3 9 3 9 3 9 9 6 66 9 18 9 PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 24 4.4 COMPARACIÓN CON PRODUCTO SIMILAR Dado que este producto es una bicicleta que ya no se fabrica y que realmente no existe a día de hoy una competencia directa real, ya que casi se trata de un objeto de coleccionismo. La comparación se va a llevar a cabo mediante una técnica llamada “diseño axiomático de productos industriales” . El concepto de Diseño Axiomático fue avanzado por el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) a mitad de los años 70. Se buscaba con éste método la mejora de la calidad de los productos, reducción del tiempo requerido para introducir nuevos productos en el mercado y la reducción del valor de compra de un producto. Ha sido propuesto con el propósito de servir como modelo sistemático para la formación y práctica en ingeniería, las hipótesis en las que se basa es que existen unos principios fundamentales que gobiernan las buenas prácticas del diseño. Simplemente se le aplicara el axioma de mínima información para simplificar el trabajo, ya que la bicicleta en cuestión se va a comparar con un modelo actual. AXIOMA DE MÍNIMA INFORMACIÓN: Se ha decidido utilizar éste axioma porque dado que se habla de una bicicleta que ya no se fabrica y es muy complicado conseguir una físicamente, así como información sobre ella. Dé ésta manera se intenta, de una forma muy básica y simple, aplicar el axioma de información para la medida de la complejidad para un producto en general de forma aproximada, mediante la aplicación de una fórmula detallada más adelante. Con la cual se hace una estimación de la complejidad a partir de la cantidad y tipos de piezas del producto. Con este axioma se pretende minimizar el contenido de información del diseño debido a la falta de información a cerca de ésta bicicleta tan antigua. Para ello se va a comparar con un producto de sus mismas características funcionales, y por lo tanto con los mismos requerimientos funcionales a satisfacer, de la competencia, para así conocer qué diseño es mejor según el axioma de información. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 25 Figura 3.1 Sistema de freno en la bicicleta. El producto con el que se va a comparar es el siguiente: BICICLETA BH BOSTON DEL AÑO 2010 PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 26 Para simplificar los cálculos se desarrollarán la medida de la complejidad de cada producto en general de forma aproximada, utilizándose la siguiente expresión C: Complejidad Np: Número de piezas Nc: Número de clases de piezas Ni: Número de interface entre las piezas C= BICICLETA HÉRCULES 1930 NpNcNi Tubo de dirección 1 Racores-Tubo dirección (2) Tubo superior 1 Racores-Tubo superior (2) Tubo inferior 1 Racores-Tubo inferior Tubo asiento 1 Racores-Tubo asiento (2) Caja pedalier 1 Racores-Tirantes Rigidizador 2 Caja pedalier-Varillas Tirantes 1 Rigidizador-Tirantes Vainas 1 Rigidizador-Vainas Punteras 1 Potencia-Columna de dirección Racores 4 Racores-Tija Juego dirección superior 1 Manillar 1 Manillar-Puño Puño 2 Manillar-Potencia Portafarol 1 Portafarol-Juego de dirección Potencia 1 Potencia-Juego de dirección Perno 1 Potencia-Portafarol Arandela 1 Asiento 1 Asiento-alambre unión asiento Tornillos 6 Alambre unión asiento-Muelles (3) Muelles 3 Tija-Asiento PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 27 BICICLETA HÉRCULES 1930 NpNoNi Tija 1 Tija-Tubo asiento Alambre unión muelle 1 Alambre unión asiento 1 Alambre unión 1 Tuercas 14 Columna de dirección 1 Columna de dirección-Cubierta unión horquilla Cubierta Unión-Horquilla 1 Cubierta unión horquilla-Vainas horquilla Vainas horquilla 1 Cojinete 2 Cámara-Neumático(2) Contratuerca Cojinete 1 Válvula-Cámara(2) Cono 4 Llanta-Cámara(2) Rodamientos 7 Rayo-Llanta (72) Golilla 4 Niple-Llanta(73) Cubo 2 Eje-Vainas horquillas Tuerca hexagonal 11 Eje 2 Eje-Punteras Cubeta 1 Eje-Vainas Neumático 2 Cámara 2 Llanta 2 Rayo 72 Niple 73 Plato 1 Biela-plato(2) Piñón 1 Eje motor-Biela (2) Contratuerca 1 Cadena-Piñón Cubeta 1 Eje central pedal-biela (2) Eje motor 1 Plato-Caja pedalier Biela 2 Eje central pedal-plato Chaveta 2 Eje central pedal-caja pedalier PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 28 BICICLETA HÉRCULES 1930 NpNoNi Tornillos pedal 4 Eje central pedal 2 Tapas laterales 8 Barra pisadera 4 Cubrepolvo 2 Cadena 1 Manilla de freno 1 Manilla de freno-Manillar Palanca unión varilla 2 Manilla de freno-Varilla freno Horquilla de freno 2 Horquilla de freno-Varilla freno trasera Varilla freno delantero 4 Horquilla de freno-Varilla freno delantera Abrazadera exterior 2 Varilla freno – Zapata (4) Abrazadera interior 2 Zapata 4 Guardabarros 2 Guardabarros-rueda(2) PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 29 BICICLETA BOSTON 2010 NpNcNi Tubo de dirección 1 Racores-Tubo dirección(2) Tubo superior 1 Racores-Tubo superior(2) Tubo inferior 1 Racores-Tubo inferior Tubo asiento 1 Racores-tubo asiento(2) Caja pedalier 1 Racores-tirantes Rigidizador 2 Caja pedalier-vainas Tirantes 1 Rigidizador-Tirantes Vainas 1 Rigidizador-Vainas Punteras 1 Potencia-columna de dirección Racores 4 Racores-Tija Juego dirección superior 1 Manillar 1 Manillar-Puño Puño 2 Manillar-Potencia Portafarol 1 Portafarol-Juego de dirección Potencia 1 Potencia-Juego de dirección Perno 1 Potencia-Portafarol Arandela 1 Asiento 1 Asiento-alambre unión asiento Tornillos 10 Alambre unión asiento-muelles (3) Muelles 2 Tija-asiento Tija 1 Tija-tubo asiento Alambre unión muelles 1 Alambre unión asiento 1 Alambre unión 1 Tuercas 16 Columna de dirección 1 Columna de dirección-Cubierta unión horquilla Cubierta Unión-Horquilla 1 Cubierta unión horquilla-Vainas horquilla Vainas horquilla 1 PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 4 A continuación se adjunta un esquema para facilitar la comprensión de lo expuesto en la página anterior; 5.2.1 METODOLOGÍA DEL AMFE Se van a indicar a continuación una breve explicación de los pasos seguidos para la aplicación del método AMFE. 1 - Nombre del producto y componente. La primera columna de la tabla del AMFE será ocupada por el nombre del producto y los componentes objeto del estudio. 2 - Función. La segunda columna se indican las funciones que realiza cada uno de los componentes, así como las interconexiones entre los componentes, si las hay. 3 - Modo de fallo. En este apartado se comprueba los posibles fallos que pueden afectar al buen funcionamiento que se espera de la pieza. Fallos pueden ser defectos en cuanto a funcionamiento, por mal diseño o por algún defecto de montaje, el cual no podría ser detectado por el usuario hasta su uso. Un modo de fallo puede deberse a una causa concreta o a varias, que pueden o no ser dependientes entre ellas. COMPONENTES FALLO MODOS DE FALLO MECANISMOS DE FALLO FUNCIÓN (QFD) • ISHIKAWA • PARETO • BRAINSTORMING • ÁRBOL DE FALLO • FAST, UML, etc. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 5 4 - Efectos del fallo. El siguiente apartado especifica los efectos que los fallos del apartado anterior causarían en el funcionamiento del producto, en caso de fallo. Cuando se analiza un componente se deberá tener en cuenta la repercusión de los fallos en el funcionamiento global del producto. Entre los efectos típicos de fallo en un AMFE de diseño tendríamos los siguientes: acabado, ruido, inoperabilidad, inestabilidad, etc... 5 - Gravedad del fallo. Este apartado cuantifica el valor de los efectos del fallo, para el usuario, de las consecuencias del fallo. Para aplicar cada valor se usa una tabla de clasificación de la severidad de cada efecto de fallo, para asignar a G un valor medible objetivamente. La tabla se incluye a continuación; CRITERIO DESCRIPCIÓN VALOR DE G Imperceptible Al usuario le costaría darse cuenta del problema 1 Escasamente perceptible El usuario se daría cuenta, pero no le daría importancia. 2 - 3 Baja percepción El usuario se daría cuenta del problema, pero no le daría demasiada importancia. 4 - 5 Perceptible El usuario percibiría el problema y le produciría disgusto e insatisfacción. 6 - 7 Percepción elevada El usuario percibiría el problema como crítico, originando un alto grado de insatisfacción. 8 - 9 Percepción muy elevada El usuario percibe el fallo como un problema de seguridad o no cumplimiento de los reglamentos en vigor. 10 Este índice de Severidad solo es posible mejorarlo mediante acciones de diseño, y no se ve afectado por los controles actuales. 6 - Características críticas. Cuando el índice de gravedad sea igual o superior a 9, la frecuencia y detección sean superiores a 1, se considera el fallo y las características como críticas. Serán marcadas con un asterisco en la tabla del AMFE y deberán considerarse actuaciones sobre ellas. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 6 7 - Causa del fallo. En esta columna se especifican todas las posibles causas aplicables al modo de fallo. Entre las causas más típicas de fallo se encuentran as siguientes; uso de material erróneo, sobrecarga, mal uso, etc. 8 - Probabilidad de ocurrencia Se define como la probabilidad que una causa específica se produzca y de lugar al modo de fallo. Este valor es más bien subjetivo o intuitivo más que una magnitud medidle, así, en esta columna se usará un valor de probabilidad de ocurrencia de la causa específica. Para repercutir en este ámbito se deberán tomar las siguientes medidas; una, incrementar los sistemas de control/prevención para detectar la causa de fallo. Y otra, cambiar el diseño del producto y así solucionar o reducir la probabilidad de que la causa de fallo se vuelva a reproducir. Para calcular este valor disponemos de la siguiente tabla: CRITERIO DESCRIPCIÓN VALOR DE O Muy escasa probabilidad de ocurrencia Defecto inexistente en el pasado 1 Escasa probabilidad de ocurrencia Muy pocos fallos en circunstancias pasadas similares 2-3 Moderada probabilidad de ocurrencia Defecto aparecido ocasionalmente 4-5 Frecuente probabilidad de ocurrencia En circunstancias similares anteriores el fallo se ha presentado con cierta frecuencia 6-7 Elevada probabilidad de ocurrencia El fallo se ha presentado frecuentemente en el pasado 8-9 Muy elevada probabilidad de ocurrencia Es seguro que le fallo se producirá frecuentemente 10 PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 7 9 - Controles actuales. En esta columna se indican los controles que se llevan a cabo en la actualidad para prevenir las causas de fallo y detectar los efectos resultantes. 10 - Probabilidad de no detección. Este índice esta relacionado con los controles de detección que se hacen en la actualidad y su causa, esta directamente relacionado con los controles que se hacen a los productos. Indica la probabilidad de que el modo de fallo o causa lleguen al conocimiento del usuario. Para dar valor a ésta columna se usa una tabla que se adjunta a continuación. CRITERIO DESCRIPCIÓN VALOR DE D Muy escasa El defecto es obvio. Resulta muy improbable que no sea detectado por los controles existentes 1 Escasa El defecto, aunque es obvio y fácilmente detectable, podría raramente escapar a algún control primario, pero sería posteriormente detectado 2-3 Moderada El defecto es una característica de bastante fácil detección 4-5 Frecuente Defectos de difícil detección que con relativa frecuencia llegan al cliente 6-7 Elevada El defecto es de naturaleza tal, que su detección es relativamente improbable mediante los procedimientos convencionales de control y ensayo 8-9 Muy elevada El defecto con mucha probabilidad llegará al cliente, por ser muy difícil de detectar 10 11 - Número de Prioridad de Riesgo (NPR). NPR o número de prioridad de riesgo es el producto de la probabilidad de ocurrencia, la gravedad y la probabilidad de no detección. Se debe calcular para todas las causas de fallo. Antes de comenzar el AMFE tendremos que definir un valor de NPR que consideraremos límite, y a partir del cual estableceremos cuando vamos a aplicar una acción correctora. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 8 12 - Acción correctora. Esta columna se completará con una breve descripción de la acción correctora recomendada para cada fallo. En caso de que se recomienden más de una acción es conveniente que se siga un orden de preferencia, el cual se detallan a continuación: 1º- Posibles cambios en el diseño del producto. 2º- Posibles cambios del proceso de fabricación. 3º- posibles cambios en control o inspección. 13 - Responsables. En esta columna se indican los agentes responsables de llevar a cabo las acciones determinadas en el apartado anterior, como otros detalles que puedan ser de interés. 14 - Acciones implantadas. Esta columna se completa con las acciones que se llevan a cabo realmente, no las aconsejadas. Ya que en algunas ocasiones no tienen porqué concordar completamente con las que se recomiendan en las columnas anteriores. 15 - Nuevo Número de Prioridad de Riesgo. Las últimas columnas (15, 16, 17 y 18) corresponden a los nuevos valores conseguidos gracias a las acciones correctoras que se aplican en las columnas anteriores, reduciéndose los valores de la gravedad (G), la probabilidad de ocurrencia (O) y la probabilidad de no detección (D). Con la consiguiente reducción del NPR (número de prioridad de riesgo). En el caso de que no se alcance un NPR suficientemente reducido se procederá a un nuevo estudio de las acciones tomadas anteriormente, hasta que se consiga una reducción del NPR suficiente Hallado finalmente un NPR satisfactorio se da por concluido el AMFE del producto objeto de estudio. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 9 FAST Esta técnica ha sido utilizada generalmente en ingeniería de valor para analizar costos, pero el método también puede ser utilizado en ingeniería de diseño. El diagrama FAST es una técnica para analizar la estructura funcional de un sistema técnico. Puede servir como una táctica útil con cualquier estrategia sistemática de diseño. FAST son las iniciales de Técnica sistemática de análisis funcional, fue creada por Charles W. Bytheway en 1965, como una forma para representar y organizar sistemáticamente las relaciones funcionales de un sistema técnico. El análisis funcional se lleva a cabo en 5 fases: • Listado de funciones. • Organización. • Caracterización. • Ordenación jerárquica. • Evaluación. La bicicleta está formada por una estructura portante llamada cuadro, que es el soporte que sostiene las ruedas, el asiento, los órganos de transmisión y el manillar. Dicha estructura otorga rigidez al conjunto y define la posición relativa de las demás partes. El cuadro, como estructura portante sujeta el asiento para que el usuario se siente y apoye los pies sobre los pedales; estos últimos están sujetos a un plato, vinculado también al cuadro. El asiento está diseñado ergonómicamente de modo que, al sentarnos, los pies toquen los pedales e impriman la fuerza necesaria para hacer funcionar la bicicleta. Al impulsar los pedales se ponen en funcionamiento los órganos de transmisión de movimientos. Gira el plato y transmite el movimiento al piñón por medio de la cadena. El piñón está sujeto a la rueda trasera; por lo tanto ésta también gira y, por fricción contra el suelo la rueda delantera se moviliza. Ésta es dirigida por el usuario a través del manillar. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 10 • Estabilidad • Desplazamiento • Transforma el movimiento • Transmite el movimiento • Recibir energía • Ejercer fuerza • Mover piernas • Apoyar pies La bicicleta posee dos ruedas dentadas que sirven de sostén a cada rueda de engranaje; el plato es más grande que el piñón. La bicicleta está destinada a satisfacer la necesidad de traslado de personas de un lugar a otro, constituyendo un medio de trasporte que no afecta al medio ambiente. Para comenzar hay que conseguir un listado de las funcione que cumple el producto. Seguidamente se adjunta una lista con las funciones: • Transporta • Hace cómodo el transporte • Transformar movimiento circular en lineal • Dirige el movimiento • Controla la velocidad • Protege al usuario • Transporta cargas • Absorbe vibraciones Una vez hemos conseguido un listado con las funciones principales y otras secundarias se organizan según importancia. Ya que se debe aclarar las funciones más importantes o principales que irán en el camino crítico del diagrama y a partir de éstas funciones principales se asociarán con otras secundarias en el FAST. El diagrama FAST tendrá un camino crítico de funciones, yendo de derecha a izquierda a través de la línea de alcance. Sobre la línea del camino crítico estará únicamente la función básica, las funciones secundarias requeridas y las necesidades externas. La función básica del sistema será la función inmediata a la derecha de la línea de alcance izquierda sobre el camino crítico. Si alguna función sucede al mismo tiempo o es causada por una función de el camino critico es colocada abajo del camino crítico, si una función ocurre al mismo tiempo es colocada sobre el camino critico. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 11 A continuación se encuentra el listado con orden jerárquico en función del tipo de función (de más a menos) • Transporta • Desplazamiento • Transformar movimiento circular en lineal • Dirige el movimiento • Controla la velocidad • Ejercer fuerza • Estabilidad • Apoyar pies • Recibir energía • Transforma el movimiento • Transmite el movimiento • Mover piernas • Hace cómodo el transporte • Protege al usuario • Absorbe vibraciones • Transporta cargas PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 12 Transportar Personas Transmitir Energía (Usuario) Recibir Energía Absorbe Vibración Seguridad Estabilidad Desplazamiento Mover Piernas Transportabilidad Comodidad Ejercer Fuerza Dirigibilidad Apoyar Cuerpo Control Velocidad Transporte de cargas Apoyar Pies Transformar Movimiento Transmitir Movimiento Mecanismo Rotación Figura 4.1 Diagrama FAST de la bicicleta. FAST A continuación se identificarán los bloques funcionales usando la técnica FAST. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 13 A continuación se muestran los fallos posibles de la bicicleta. Estos fallos han sido extraídos del análisis funcional FAST realizado anteriormente y del cual se obtuvo como funciones principales: Seguidamente se ha realizado un brainstorming de los posibles modos de fallo que puede tener la bicicleta, que estarán relacionados con los componentes de la misma. F1:TRASPORTAR AL USUARIO F1:NO-TRASPORTAR AL USUARIO F2:DIRIGIR EL MOVIMIENTO F2:NO -DIRIGIR EL MOVIMIENTO F3:APORTAR ESTABILIDAD F3:NO-APORTAR ESTABILIDAD F4:TRANSFORMAR EL MOVIMIENTO F4:NO-TRANSFORMAR EL MOVIMIENTO F5:VARIAR LA VELOCIDAD F5:NO-VARIAR LA VELOCIDAD FUNCIONES FALLOS PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 20 Figura 4.9 Árbol de fallo plato y piñón atascado. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 21 Figura 4.10 Árbol de fallo rotura manilla de freno. Figura 4.11 Árbol de fallo desajuste varillas. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 22 Figura 4.12 Árbol de fallo desgaste almohadilla zapata. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 23 5.4 MECANISMOS DE FALLO A continuación se usará el diagrama de Ishikawa y de Pareto para llevar a cabo el análisis de los mecanismos de fallo relacionados a cada modo de fallo. El Diagrama de Ishikawa, también llamado Diagrama Causa-Efecto, es una herramienta que sirve para el análisis de problemas y sus posibles soluciones. La técnica consiste en una representación gráfica sencilla en forma de espina de pescado, en la que puede verse de manera racional las causas que provocan un mismo problema en el producto o sistema. • La primera parte de esta herramienta muestra todos aquellos posibles factores que puedan estar originando alguno de los problemas. • La segunda parte es la ponderación/valoración de estos factores a fin de centralizarse específicamente sobre los problemas principales. La puntuación es la siguiente: IMPACTO ALTO BAJO IMPLEMENTACIÓN FÁCIL 12 DIFÍCIL 34 PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 24 5.4.1 DIAGRAMA DE ISHIKAWA A continuación se muestra un ejemplo del diagrama que se va a usar con las categorías que se han considerado más apropiadas para el estudio de la bicicleta. Figura 4.13 Diagrama Ishikawa. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 25 MODO DE FALLO: ROTURA DEL CUADRO Brainstorming de las posibles causas. • Oxidación del material del cuadro. • Material oxidable. • Material inadecuado. • Poca resistencia del material. • Presencia medio agresivo como humedad, lluvia, etc. • Golpes. • Mal uso. • Separación uniones soldadas. • Fallo en la soldadura. DIAGRAMA CAUSA-EFECTO. Figura 4.14 Diagrama Ishikawa rotura del cuadro PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 26 MODO DE FALLO: ROTURA DE LA RUEDA Brainstorming de las posibles causas. • Pinchazo de la cámara. • Caucho defectuoso. • Mal uso. • Golpes. • Rotura de la llanta. • Rotura de los radios. • Separación de uniones radios-llanta. • Pérdida de tornillos. DIAGRAMA CAUSA-EFECTO. Figura 4.15 Diagrama Ishikawa rotura de la rueda. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 27 MODO DE FALLO: ROTURA DEL MANILLAR Brainstorming de las posibles causas. • Oxidación del material. • Material oxidable. • Material inadecuado. • Presencia medio agresivo como humedad, lluvia,etc. • Golpes. • Mal uso. • Separación uniones soldadas. DIAGRAMA CAUSA-EFECTO. Figura 4.16 Diagrama Ishikawa rotura del manillar. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 28 MODO DE FALLO: ROTURA DEL PEDAL Brainstorming de las posibles causas. • Oxidación del material. • Presencia medio agresivo como humedad, lluvia,etc. • Golpes. • Mal uso. • Deterioro del material. • Material inadecuado. • Poca resistencia del material. • Separación unión biela-caja pedalier. DIAGRAMA CAUSA-EFECTO. Figura 4.17 Diagrama Ishikawa rotura del pedal. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 29 MODO DE FALLO: PEDAL ATASCADO Brainstorming de las posibles causas. • Mal uso. • Golpes. • Falta de mantenimiento. • Falta de lubricante. • Suciedad. • Rodamientos poco pulidos. • Fallo en la fabricación de los rodamientos. • Poca resistencia del material. • Separación unión biela-caja pedalier. • Fallo en la unión. DIAGRAMA CAUSA-EFECTO. Figura 4.18 Diagrama Ishikawa pedal atascado PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 36 MODO DE FALLO: DESGASTE ALMOHADILLA ZAPATA Brainstorming de las posibles causas. • Material inadecuado. • Caucho poco resistente. • Deterioro del material. • Suciedad, lluvia, humedad, etc. • Mal uso. • Uso excesivo de los frenos. DIAGRAMA CAUSA-EFECTO. Figura 4.24 Diagrama Ishikawa desgaste almohadilla zapata PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 37 5.4.2 DIAGRAMA DE PARETO El diagrama de Pareto, también llamado curva 80-20 o Distribución A-B-C, es una gráfica para organizar datos de forma que estos queden en orden descendente, de izquierda a derecha y separados por barras, permite asignar un orden de prioridades. El Principio de Pareto afirma que en todo grupo de elementos o factores que contribuyen a un mismo efecto, unos pocos son responsables de la mayor parte de dicho efecto. Hay que tener en cuenta que tanto la distribución de los efectos como sus posibles causas no es un proceso lineal sino que el 20% de las causas totales hace que sean originados el 80% de los efectos. El objetivo de esta comparación es clasificar dichos elementos o factores en dos categorías: Las “Pocas Vitales” (los elementos muy importantes en su contribución) y los “Muchos Triviales” (los elementos poco importantes en ella). A continuación se comentan una serie de características que ayudan a comprender la naturaleza de la herramienta. Priorización: Identifica los elementos que más peso o importancia tienen dentro de un grupo. Unificación de Criterios: Enfoca y dirige el esfuerzo de los componentes del grupo de trabajo hacia un objetivo prioritario común. Carácter objetivo: Su utilización fuerza al grupo de trabajo a tomar decisiones basadas en datos y hechos objetivos y no en ideas subjetivas. Para llevar a cabo el proceso hay que seleccionar una serie de factores de riesgo, los cuales el anterior apartado nos ha ayudado a diferenciar a través de los diagramas de Ishikawa. Así pues, a continuación se adjunta un listado con los principales problemas que hemos obtenido del punto anterior a los cuales se les ha asignado un marcador MFx (Mecanismo de Fallo). A partir de esta lista se le aplica, a través de la tabla que la sigue, una serie de datos en función a los costes de los fallos, la frecuencia de éstos. Los datos con los que se cotejarán los mecanismos de fallo son los siguientes: . Coste aprox. que supondría el arreglo del fallo . Frecuencia con la que se reproduce e fallo en la vida útil de la bicicleta (aprox.) . Frecuencia x coste . % correspondiente a cada fallo del total PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 38 Se parte de los mecanismos de fallo que se han considerado más relevantes analizados anteriormente: • (MF1)Separación uniones soldadas del cuadro. • (MF2) Pinchazo de la cámara. • (MF3) Rotura de la llanta. • (MF4) Rotura de los radios. • (MF5) Separación unión llanta-radio. • (MF6) Separación uniones soldadas del manillar. • (MF7) Separación unión biela-caja pedalier. • (MF8) Pedal atascado por falta de mantenimiento. • (MF9) Oxidación de muelles del sillín. • (MF10) Separación uniones cosidas del sillín. • (MF11) Cadena atascada por falta de mantenimiento. • (MF12) Separación de uniones de los eslabones de la cadena. • (MF13) Oxidación de la cadena. • (MF14) Desgaste de los dientes del plato o piñón. • (MF15) Rotura de la palanca unión varilla-manilla de freno. • (MF16) Rosca uniones de varilla pasada. • (MF17) Oxidación varillas. • (MF18) Pérdida elementos unión de varillas. • (MF19) Desgaste del caucho de las zapatas. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 39 Mecanismo de fallo Coste mecanismo de fallo (€) Frecuencia (nº veces) Frecuencia x Coste %% acumulado Orden MF16 Rosca uniones de varilla pasada. 15 500 7500 35,046729 35,046729 1º MF18 Pérdida elementos unión de varillas. 3 800 2400 11,2149533 46,2616822 2º MF2 Pinchazo de la cámara. 5 300 1500 7,00934579 53,271028 3º MF10 Separación uniones cosidas del sillín. 30 50 1500 7,00934579 60,2803738 3º MF17 Oxidación varillas. 15 100 1500 7,00934579 67,2897196 3º MF19 Desgaste del caucho de las zapatas. 5 300 1500 7,00934579 74,2990654 3º MF9 Oxidación de muelles del sillín. 15 70 1050 4,90654206 79,2056075 7º MF11 Cadena atascada por falta de mantenimiento. 2 400 800 3,73831776 82,9439252 8º MF15 Rotura de la palanca unión varilla-manilla de freno. 5 150 750 3,5046729 86,4485981 9º MF8 Pedal atascado por falta de mantenimiento. 2 300 600 2,80373832 89,2523364 10º MF14 Desgaste de los dientes del plato o piñón. 20 30 600 2,80373832 92,0560748 10º PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 40 Mecanismo de fallo Coste mecanismo de fallo (€) Frecuencia (nº veces) Frecuencia x Coste %% acumulado Orden MF3 Rotura de la llanta. 20 20 400 1,86915888 93,9252336 12º MF4 Rotura de los radios. 5 80 400 1,86915888 95,7943925 12º MF7 Separación unión biela-caja pedalier. 4 100 400 1,86915888 97,6635514 12º MF5 Separación unión llanta-radio. 1 250 250 1,1682243 98,8317757 15º MF6 Separación uniones soldadas del manillar. 50 2 100 0,46728972 99,2990654 16º MF1 Separación uniones soldadas del cuadro. 60 1 60 0,28037383 99,5794393 17º MF13 Oxidación de la cadena. 3 20 60 0,28037383 99,8598131 17º MF12 Separación de uniones de los eslabones de la cadena. 15 2 30 0,14018692 100 19º 21400 100 Figura 4.25 Tabla de Frecuencias-Costes. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 41 A continuación, teniendo en cuenta los datos que se obtienen de la tabla de Pareto se procederá a realizar la gráfica de Pareto. En la tabla se han identificado claramente un orden de importancia con respecto al tanto por ciento del total que supone cada fallo. Según los resultados obtenidos en el diagrama podemos ver que los mecanismos de fallos más significativos en cuanto a costes son: • M16 Rosca uniones de varilla pasada. • MF18 Pérdida elementos unión de varillas. • MF2 Pinchazo de la cámara. • MF10 Separación uniones cosidas del sillín. • MF17 Oxidación varillas. • MF19 Desgaste del caucho de las zapatas. Como se puede apreciar en los resultados obtenidos en el diagrama de Pareto, los fallos relacionados con el sistema de frenado de la bicicleta son los más representativos (en cursiva en la anterior lista). Se ha decidido realizar el análisis modal de fallos y efectos (AMFE) para el sistema de frenado de la bicicleta, por ser el que más se ve implicado en los mecanismos de fallo. 0 25 50 75 100 MF16 MF2 MF17 MF9 MF15 MF14 MF4 MF5 MF1 MF12 % Acumulado % Sobre el total PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 42 Los elementos que más provabilidad de fallo del sistema de frenado según el análisis anterior son los siguientes componentes: • Manilla de freno. • Varillas. • Uniones varillas. • Zapatas. • Palancas. • Tensor. • Canastilla. • Bastón. • Desviador. • Pastillas. El sistema de freno mediante accionamiento de varilla, utiliza una serie de varillas y pivotes para transmitir la fuerza aplicada por una palanca de mano para presionar las pastillas. La manilla sirve para accionar las varillas, controlando así la velocidad según la fuerza con la que se apriete, haciendo que ésta disminuya, o incluso que se pare totalmente la bicicleta. Las varillas transmiten la presión ejercida por el usuario a las zapatas de freno. Las uniones de varillas son los elementos encargados de unir la todas las varillas a los demás elementos y entre ellas. Las zapatas son accionadas por la palanca de freno a través de las varillas, haciendo que ejerzan una presión hacia arriba contra la superficie interna (hacia el centro) de la llanta de la rueda. El sistema será eficaz siempre y cuando se mantenga la tensión de las varillas y para ello cada componente debe cumplir correctamente su función. PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 43 ANÁLISIS MODAL DE FALLOS Y EFECTOS Nº HOJA REVIS. Nº FECHA POR DE PROCESO: DE DISEÑO: PRODUCTO: Bicicleta PROCESO: RESPONSABLE: ESPECIFICACIÓN: OPERACIÓN: FECHA: FECHA DE EDICIÓN: ACTUAR SOBRE NPR MAYORES QUE: REVISADO: NOMBRE DE PROD. OP. O FUNCIÓN MODO DE FALLO EFECTOS DEL FALLO G CAUSAS DEL FALLO OCONT. ACTUALES D NPR ACCIÓN CORRECT. RESP. ACCIÓN IMPLANT. VALORACIÓN NPR GOD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 14 151617 18 Manilla de freno Permite el accionamiento del usuario. Tensar las varillas Rotura manilla de freno. No frena 9 Rotura de la palanca unión varillamanilla de freno. 3 Muestreo 381 5.5. DESARROLLO DEL AMFE PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 44 ANÁLISIS MODAL DE FALLOS Y EFECTOS Nº HOJA REVIS. Nº FECHA POR DE PROCESO: DE DISEÑO: PRODUCTO: Bicicleta PROCESO: RESPONSABLE: ESPECIFICACIÓN: OPERACIÓN: FECHA: FECHA DE EDICIÓN: ACTUAR SOBRE NPR MAYORES QUE: REVISADO: NOMBRE DE PROD. OP. O FUNCIÓN MODO DE FALLO EFECTOS DEL FALLO G CAUSAS DEL FALLO OCONT. ACTUALES D NPR ACCIÓN CORRECT. RESP. ACCIÓN IMPLANT. VALORACIÓN NPR GOD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 14 151617 18 Varillas de freno Transmite la tensión ejercida por el usuario a las zapatas Desajuste varillas de freno Oxidación varillas Hay que aplicar más fuerza para frenar la bicicleta 8 Rosca pasada. Mala calidad del material 7 Muestreo 3 168 Cambio en el diseño de la rosca Ingeniería Aumento del nº de vueltas de la rosca y de la altura del diente. 65390 PROYECTO FIN DE CARRERA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD AL DISEÑO DE UNA BICICLETA 45 ANÁLISIS MODAL DE FALLOS Y EFECTOS Nº HOJA REVIS. Nº FECHA POR DE PROCESO: DE DISEÑO: PRODUCTO: Bicicleta PROCESO: RESPONSABLE: ESPECIFICACIÓN: OPERACIÓN: FECHA: FECHA DE EDICIÓN: ACTUAR SOBRE NPR MAYORES QUE: REVISADO: NOMBRE DE PROD. OP. O FUNCIÓN MODO DE FALLO EFECTOS DEL FALLO G CAUSAS DEL FALLO OCONT. ACTUALES D NPR ACCIÓN CORRECT. RESP. ACCIÓN IMPLANT. VALORACIÓN NPR GOD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 14 151617 18 Pivotes (uniones varillas) Permite transmitir la tensión entre las varillas Pérdida pivotes No frena 9 Rosca pasada. 6 Muestreo 3 162 Cambio en el diseño de la rosca Ingeniería Aumento del nº de vueltas de la rosca y altura del diente. Y aumento del tamaño del pivote. 74384