Varias son las tendencias sobre el procedimiento de definir físicamente el diseño, algunas de ellas defienden que primero se define el concepto y luego la arquitectura (Pahl et al., 1996; Dieter, 2000), mientras que otros autores consideran que la definición de la arquitectura debe iniciarse antes de definir el concepto; en el comienzo del diseño conceptual (Otto y Wood, 2001). En el más sentido tradicional, la arquitectura se define como la disposición de los elementos físicos de un producto para llevar a cabo las funciones requeridas (Dieter, 2000). No obstante, desde un punto de vista más conceptual (Oosterman, 2001), (Pahl et al., 1996) y (Suh, 2001) concluyen que la arquitectura de un producto puede ser definida como el modo en que distintas estructuras físicas interactúan para cumplir con el correcto funcionamiento del producto. Es decir, la arquitectura describe las estructuras físicas que componen un diseño y como interactúan (Oosterman, 2001). La estructura física representa la materialización de los módulos funcionales del producto. Los módulos funcionales son un conjunto de funciones que están relacionadas (Van Wie, Mike J. et al., 2003) y que pueden agruparse para ser satisfechas con un sola estructura física. Un ejemplo de las estructuras físicas que materializan los módulos funcionales de una biela de un MCIA se muestran en la Figura 2-6. Las estructuras físicas se convertirán en bloques de construcción física; también conocidos como subsistemas, sub-montajes o módulos. Cada estructura física se implementará con un conjunto de componentes, y con propiedades de material y de forma que llevarán a cabo las funciones en técnicas de diseñar para fabricación. Generación del concepto En esta actividad se definen las soluciones físicas de cada una de las estructuras identificadas en la arquitectura, Figura 2-6. Las soluciones físicas materializan dichas estructuras. Esta materialización incluye el dimensionamiento aproximado en términos de tamaño, forma, posición y orientación de los diferentes módulos funcionales (Van Wie, Mike J. et al., 2003). Las soluciones físicas se componen de los principios de trabajo y las estructuras de trabajo (Pahl et al., 1996). Los principios de trabajo se definen para cada subfunción que tiene que cumplir el diseño y reflejan el efecto físico necesario para una función dada, así como características de la forma y del material (Pahl et al., 1996). Las estructuras de trabajo resultan de la combinación de los diferentes principios de trabajo que en conjunto tienen que satisfacer las funciones generales del producto. La conjunto de los módulos físicos y los componentes forma la configuración de diseño. La configuración de diseño representa la distribución global y definitiva del producto que permite obtener una visión general del montaje, componentes y piezas, así como formas geométricas, dimensiones, materiales y proceso de fabricación. El resultado es la configuración definitiva (Ullman, 1992; Pahl et al., 1996). Refinar detalles de diseño En esta actividad se refinan los detalles de material, forma y proceso, así como también otros componentes secundarios necesarios para satisfacer funciones auxiliares. c. Evolución de la información En los modelos de fases se puede considerar que la información evoluciona de un modo bastante secuencial. Esto significa que la información de cada actividad se define en bastante nivel de detalle antes de definir la información de la siguiente actividad. Por ejemplo, el análisis funcional es bastante completo antes de iniciar la definición de los requerimientos de producto (Ferrer et al., 2006b). Como se observa en la Figura 2-7, partiendo de las necesidades de los clientes, se realiza el análisis funcional para obtener la estructura funcional del producto, compuesto de un conjunto de funciones generales y las subfunciones necesarias para satisfacer cada una de las funciones (Ullman, 1992; Pahl et al., 1996). A continuación se definen los requerimientos de producto. Cuando el análisis funcional y los requerimientos ya están bastante definidos se determinan las soluciones físicas de diseño adecuadas para satisfacerlos. Por último, se detallan las propiedades de material, forma y proceso de las soluciones físicas definidas anteriormente. Aunque se establece una cierta relación entre la información que se define y las etapas de diseño, las fronteras no son estáticas y las retroalimentaciones entre las fases y la información es un hecho común. Por ejemplo, durante la definición de las soluciones físicas se pueden definir algunas funciones auxiliares, a pesar que el desarrollo funcional más importante ya se ha producido anteriormente (Ullman, 1992; Pahl et al., 1996). Del mismo modo que durante el análisis funcional también se pueden definir los requerimientos del producto (Pahl et al., 1996). Figura 2-7: Evolución de la información en los modelos de diseño de fases 2.2.1.2. La teoría de Diseño Axiomático La teoría de Diseño Axiomático (Suh, 1990; Suh, 2001) pretende desmarcarse de la perspectiva adoptada por la mayoría de los modelos de diseño desarrollados hasta el momento. Según (Suh, 2001), en el pasado los ingenieros diseñaban los productos iterativamente, empíricamente e intuitivamente, basándose en años de experiencia, habilidad, ingenio, creatividad e implicando bastante el método de prueba y error. Aunque la experiencia es muy importante, pues genera conocimiento y experiencia sobre un diseño práctico, no es suficiente para garantizar el éxito del diseño final. El conocimiento de la experiencia debe ser aumentado mediante conocimiento sistemático del diseño, y viceversa (Suh, 1990; Suh, 2001) Por este motivo el máximo objetivo de la teoría de Diseño Axiomático es establecer una base científica para diseñar y mejorar las actividades de diseño, proporcionando al diseñador fundamentos teóricos basados en lógica, procesos de pensamiento racional y herramientas (Suh, 1990). En resumen, desarrollar un método sistemático del proceso de diseño para el diseño de producto satisfactorio (Woon Cha y Rak Moon, 2000). La teoría de Diseño Axiomático (Suh, 1990; Suh, 2001) estructura el proceso de diseño en cuatro dominios, propone un procedimiento sistemático para evolucionar la información de cada dominio y define unos axiomas que ayudan a tomar decisiones sobre las soluciones de diseño. Se expone a continuación cada uno de estos apartados. Requerimientos de producto Capítulo 2. Estado del arte 29 a. Los dominios y la información del proceso de diseño Los dominios representan la demarcación de las diferentes actividades del diseño. En el proceso de diseño se definen cuatro actividades que se engloban en cuatro dominios diferentes: el dominio de cliente, el dominio funcional, el dominio físico y el dominio del proceso (Suh, 2001). La estructura de los dominios expresada esquemáticamente se muestra en la Figura 2-8: Figura 2-8: Dominios del proceso de diseño (Suh, 2001) - El dominio del cliente está caracterizado por las necesidades que el cliente está buscando de un determinado producto, proceso, sistema o material. Estas necesidades se representan mediante los atributos del cliente (Customer Attributes, CAs). - En el dominio funcional se define los requerimientos funcionales del producto (Functional Requirements, FRs) y se identifican las restricciones (Constraints, Cs). Los requerimientos funcionales representan lo que el producto tiene que hacer, es decir el conjunto de funciones que el producto tiene que satisfacer (Oosterman, 2001; Suh, 2001). Las restricciones actúan modificando a los requerimientos funcionales, delimitando así las fronteras de las posibles soluciones de diseño (Suh, 2001). - En el dominio físico se definen los parámetros de diseño (Design Parameters, DPs) que hay que definir para satisfacer los requerimientos funcionales y las restricciones asociadas a cada uno de ellos. Los parámetros de diseño se refieren a conceptos, soluciones generales, propiedades de material y propiedades de forma que materializan el diseño. Aunque se definen en el dominio físico, no son todavía tangibles en este estado (Oosterman, 2001). - Finalmente, en el dominio de procesos hay que definir las variables del proceso (Process Variables, PVs). Las variables del proceso (PVs) se definen como las variables claves que caracterizan el proceso que hay que desarrollar para generar los DPs definidos en el dominio físico. La teoría de Diseño Axiomático define el proceso de diseño como la materialización un producto, proceso, sistema o material para satisfacer los requerimientos funcionales (Woon Cha y Rak Moon, 2000), basándose en la estructura de dominios y la información asociada a cada uno de ellos. Con lo cual el diseñador debe entender y resolver el problema desde el punto de vista funcional. b. Evolución de la información. En cualquier procedimiento de diseño, la información se define, evoluciona y trasforma a

c. Evolución de la información