Diseño e ingeniería

La ingeniería de diseño es un proceso de resolución de problemas creativo y colaborativo que transforma los diseños conceptuales en productos tangibles. Esto requiere conocimientos y experiencia especializados para garantizar que el producto final satisfaga las expectativas del cliente, cumpla con su objetivo previsto y pueda fabricarse de manera rentable.

Entre los ejemplos de ingeniería de diseño se incluyen la construcción de edificios e infraestructuras civiles, el diseño de equipos industriales y el diseño de productos de consumo (inglés), así como la fabricación y el procesamiento de materiales. Entre los puestos de trabajos de ingeniería de diseño se encuentran los diseñadores industriales, ingenieros mecánicos, eléctricos o electrónicos, especialistas en simulación, diseñadores de CAD y dibujantes de CAD.

Un ingeniero de diseño utiliza principios matemáticos, física de ingeniería, conocimientos del sector y software especializado para abordar problemas y desarrollar una idea desde su etapa conceptual hasta un diseño detallado. El diseño detallado debe cumplir los requisitos y entregarse de forma rentable, y se comunica a las partes interesadas, como fabricación y adquisiciones, mediante un modelo de diseño asistido por ordenador (CAD), dibujos técnicos, una lista de materiales y una especificación. El proceso de desarrollo del diseño de ingeniería es colaborativo y puede abarcar varias disciplinas, como el diseño industrial o la ingeniería mecánica, eléctrica y electrónica. Incluye además comentarios de clientes, proveedores, fabricación y gestión de proyectos.

La ingeniería de diseño es fundamental para garantizar el éxito de las empresas de desarrollo de productos. El objetivo del desarrollo del diseño es imaginar y acordar una solución de producto que beneficie tanto a los clientes como al negocio. El desarrollo del diseño se ve limitado por el presupuesto, la capacidad de ingeniería y el tiempo de salida al mercado. El proceso de ingeniería de diseño es iterativo y cíclico, con ideas que pasan por múltiples rondas de prototipos, pruebas, evaluación y revisión hasta que el diseño final se considera lo suficientemente óptimo y confiable para su producción. El proceso de ingeniería de diseño comienza con la definición del problema. Luego se lleva a cabo una lluvia de ideas con posibles soluciones antes de crear prototipos, probarlos, recopilar comentarios y evaluar si la definición del problema se puede refinar aún más, si se deben rechazar o aceptar las soluciones propuestas, o si las soluciones se pueden mejorar con otro ciclo de desarrollo.

Las aplicaciones de software de diseño e ingeniería facilitan el desarrollo de productos mediante la automatización de tareas y la gestión de datos. Entre los ejemplos de software de diseño de ingeniería, se incluyen los de gestión de datos de productos (PDM) (inglés), gestión del ciclo de vida de los productos, diseño asistido por ordenador (CAD) e ingeniería asistida por ordenador (CAE) (inglés).

El software de CAD tiene como finalidad crear un modelo 3D virtual de un diseño de producto o máquina, junto con sus datos asociados, como dibujos técnicos y listas de materiales. Los ingenieros de diseño utilizan un modelo CAD como base para la ingeniería asistida por ordenador (CAE), que permite evaluar si la solución propuesta cumple con su objetivo previsto. El software de simulación CAE para diseño de ingeniería incluye análisis de elementos finitos (CEF) y dinámica de fluidos computacional (CFD). El software de CAD se utiliza para diseñar casi todo lo que vemos a nuestro alrededor, desde carreteras, puentes, edificios, coches y aviones, hasta ropa, los productos de uso diario, el procesamiento de alimentos y agua y la generación de energía.

Las empresas que fabrican productos industriales y de consumo sienten la presión de proporcionar soluciones innovadoras para satisfacer las demandas de los clientes y llevarlas al mercado antes que la competencia. La clave para el éxito del desarrollo de productos reside en la ingeniería de diseño, que garantiza que los productos no solo satisfagan las necesidades del cliente, sino que también generen beneficios para el negocio. Las decisiones tomadas durante el desarrollo del producto pueden afectar a la calidad, los componentes, los materiales, los procesos de fabricación y la facilidad de uso del producto durante su ciclo de vida. El software de ingeniería de diseño, como el diseño asistido por ordenador (CAD) y la ingeniería asistida por ordenador (CAE), benefician a las empresas y a los profesionales al automatizar los procesos de diseño y gestionar la información de los datos. Esto permite a los diseñadores e ingenieros tomar decisiones oportunas y eficaces que aumentan el éxito del producto, impulsan la eficiencia operativa y mejoran el tiempo de salida al mercado.

El software de diseño e ingeniería ayuda a los equipos de desarrollo de productos mediante la automatización de los procesos y la gestión de la información de los datos a fin de reducir el tiempo total de desarrollo del diseño y mantener la calidad del proceso. Entre las prestaciones y las funciones principales del software de CAD para ingeniería de diseño se incluyen las siguientes:

• Modelado 3D de piezas y ensamblajes para conceptualizar las cotas físicas y las relaciones espaciales del diseño.
• Conjuntos de operaciones especializadas con bibliotecas CAD asociadas para automatizar elementos de diseño mecánico y eléctrico como ejes y engranajes, conexiones por perno, chapa, soldaduras, estructuras, conductos de tuberías y arneses de cables eléctricos.
• Funcionalidad para crear dibujos técnicos 2D o anotaciones basadas en modelos 3D a fin de comunicar información precisa para la fabricación, incluidos materiales, acabados, técnicas de fabricación, cotas y tolerancias.
• Herramientas de presentación y renderización para crear imágenes fotorrealistas y animaciones del diseño, a fin de comunicar instrucciones de ensamblaje o para materiales de ventas y marketing.
• Funciones de simulación para calcular la tensión, la vibración o el flujo de fluidos (inglés), o herramientas de diseño generativo para automatizar el diseño de componentes en función de las condiciones de carga.
• Función de gestión de listas de materiales para crear automáticamente una lista de los componentes que se van a adquirir o fabricar, así como para facilitar la compra en masa de materias primas.
• Funciones de software para automatizar tareas de fabricación posteriores, como anidar componentes en los materiales existentes (inglés), o de fabricación asistida por ordenador (CAM), incluidas la impresión 3D (fabricación aditiva) y el mecanizado de control numérico computarizado (CNC) (fabricación sustractiva).
• facilita Funcionalidad de gestión de procesos y datos de CAD para facilitar la ingeniería simultánea, el seguimiento de tareas, la auditoría de la información de revisiones de diseño y la gestión de órdenes de cambio de ingeniería.

Autodesk proporciona a los innovadores tecnología de diseño y fabricación para el diseño y la ingeniería de productos, lo que permite a los clientes trabajar con fluidez entre proyectos, disciplinas e industrias. El software de Autodesk para diseño e ingeniería incluye la Product Design & Manufacturing Collection, que contiene lo siguiente:

• Autodesk Inventor: herramientas profesionales de ingeniería y diseño de productos para diseño mecánico, simulación, visualización y documentación en 3D
  • Inventor Nastran: software integrado en CAD para la simulación de tensión no lineal, la simulación térmica, la simulación de vibración y la simulación de fatiga
  • Inventor Tolerance Analysis: software de análisis de acumulación de tolerancia para evaluar el impacto de la variación de cotas
  • Inventor Nesting: software de anidamiento de forma real para Inventor que permite optimizar el rendimiento de material no procesado
  • Inventor CAM: solución CAD/CAM integrada de 2,5 a 5 ejes para Inventor
• Vault: software de gestión de datos de productos para la gestión de archivos de diseño
• AutoCAD: software de CAD 2D y 3D con conjuntos de herramientas específicos para cada sector
• Factory Design Utilities: software de diseño de plantas de fabricación para planificar, diseñar e instalar layouts de producción eficientes
• Navisworks Manage: software de revisión de diseños de gran tamaño con funciones de planificación y detección de conflictos
• ReCap Pro: software y servicios de captura de la realidad y exploración 3D
• 3Ds Max: software de renderización y animación en 3D para la visualización de diseños
• Fusion 360: software CAD, CAM y CAE basado en la nube para la fabricación y el diseño de productos
• Fusion 360 Manage con Upchain: PLM y PDM en la nube que conectan fácilmente datos, personas y procesos
• Design Review: software de visor de CAD para ver e imprimir archivos 2D y 3D, supervisar sus cambios y añadir marcas de revisión, de forma gratuita y sin necesidad de contar con el software del diseño original

Las aplicaciones de software de diseño e ingeniería facilitan el desarrollo de productos mediante la automatización de tareas y la gestión de datos. Los datos generados en la ingeniería de diseño desempeñan un papel fundamental en las actividades posteriores durante el ciclo de vida del producto, como la adquisición, la fabricación, la puesta en servicio y el soporte. Es importante que los datos creados por las aplicaciones de software de diseño e ingeniería se integren perfectamente con otros sistemas empresariales.

Las aplicaciones de software de diseño e ingeniería, como el diseño asistido por ordenador (CAD) y la ingeniería asistida por ordenador (CAE), se integran con el software de gestión de datos de productos (PDM) para administrar y controlar el acceso a los archivos, garantizando que las personas adecuadas dispongan de los datos correctos en el momento preciso. El software PDM funciona junto con el software de gestión del ciclo de vida del producto (PLM) para gestionar los procesos de diseño e ingeniería, como la introducción de nuevos productos (NPI), la gestión de listas de materiales y el control de calidad. El software de CAD también se integra con el software de fabricación asistida por ordenador (CAM), que utiliza datos CAD 2D y 3D para crear trayectorias de herramientas para control numérico por ordenador (CNC) o patrones de corte para impresión en 3D. La integración de CAD y CAM con sistemas de ejecución de fabricación (MES) (inglés) permite la supervisión, el seguimiento y el control eficientes de los procesos de fabricación. A fin de propagar los datos de diseño de productos allá donde se necesitan en la empresa, las aplicaciones de software de diseño e ingeniería se integran con los sistemas empresariales, como las aplicaciones de software de planificación de necesidades de materiales (MRP) o de planificación de recursos empresariales (ERP).