El potencial de los productos
modulares es enorme, solo hay que pensar en que la mayor parte de
cada futuro producto
será creada a partir del ensamblado de partes ya
existentes. Según Riba (2002) el establecimiento de la
estructura
modular requiere criterios y métodos
para repartir las funciones y
establecer las interfases (o conexiones) entre los
módulos. Stone et al. (2001) sostiene que las interfases
pueden ser utilizadas de manera efectiva en el proceso de
diseño
de un producto.
La revisión bibliográfica realizada sobre
la temática revela que existen diferentes enfoques a la
hora de tratar el estudio de las interfases en el campo del
diseño mecánico, las investigaciones
fundamentales y los autores más representativos en esta
área se agruparon en correspondencia con la escuela de
diseño a la que pertenecen.
Escuela
europea
Hillstrom (1994) hace referencia en su trabajo al
reconocimiento de las interfases como un aspecto significativo,
haciendo énfasis en que estas juegan un papel fundamental
en el desarrollo de
la arquitectura
de productos.
Erixon (1998) concluyó que el diseño de
las interfases de un producto es una de las actividades
más importantes a la hora de crear una modularidad
eficiente, enfatizando que para el desarrollo de módulos
paralelos, las interfases tienen que ser definidas y
especificadas desde los inicios en el desarrollo del proyecto, para de
esta forma hacer operar el producto.
Igualmente Liedholm (1999) sostiene la opinión de
que es importante la identificación de las interacciones
desde los comienzos del proceso de diseño. Andreasen
(1998) describe en su trabajo las interfases simples y plantea el
control de las
mismas como un principio para un sistema modular.
Rapp (1999) repara en que el grado de variedad no sólo
puede discutirse para los módulos sino también para
las interfases, incluyendo la interfase como una entidad separada
en la estructura.
Igualmente, Sellgren (1999) utiliza las técnicas
de cómputo para modelar las interfases por separado para
facilitar la combinación de módulos en simulaciones
del sistema, donde una interfase modelada representa la interacción física entre dos
submodelos o entre el modelo
completo y el entorno.
Sellgren & Andersson (2005) hacen una
distinción entre dos tipos de interfases funcionales, la
interfase técnica, que definen como la interacción
entre un par de superficies técnicas funcionales de dos
elementos, y la interfase interactiva, que especifican como la
relación entre una función
ergonómica, funcional o comunicativa en un sistema
técnico y una característica sensorial de un
humano.
Sellgren (2006) plantea que las interfaces naturales
entre los componentes están allí desde el
principio, y la cuestión a resolver es el sitio donde
ubicar estas para los módulos. Para ello utilizó
una matriz de
interfases para estudiar las diferentes opciones, describiendo un
concepto de
modelo modular apoyado en la modelación por el método de
elementos finitos.
Jensen (2000) aplicó una sintaxis igual al idioma
alemán para describir las funciones de los elementos para
el concepto de la integración de la función,
permitiendo simplificar el esquema y racionalización del
producto, tomando las interfases como un aspecto importante
dentro de la arquitectura. También Maier & Rechtin
(2000) se refieren al número de interfases para describir
la complejidad de la arquitectura de un producto, o la
comunicación entre módulos en el caso de
software.
Blackenfelt (2000) propone el diseño de
interfaces robustas para aumentar las características
comunes de la interfase para una variedad de productos.
También, al igual que otros investigadores,
clasificó la interacción entre los componentes de
un producto como espacial, energía, información y materiales.
Sin embargo el introdujo marcadores para las diferentes
interacciones entre los componentes.
Riba (2002) establece las interfases adecuadas entre los
módulos, clasificándolas según las
siguientes relaciones: unión mecánica, flujo de energía, flujo de
materiales o flujo de señales. Mikkola y Gassman (2003)
introducen la función de modularización para
analizar el grado de modularidad en la arquitectura de productos
teniendo en cuenta el número de componentes e interfases
de un producto determinado.
Escuela
americana
Ulrich y Tung (1991) argumentan que, en los sistemas
modulares, existe una similitud entre la estructura física
y la funcional, para lo que es necesario caracterizar las
interfases de los módulos. Su análisis se centra en las estructuras
modulares en lugar de los tipos de módulos.
Ulrich (1995) introduce la idea de interfases
desacopladas las cuales deben ser diseñadas de manera que
un cambio
realizado en un módulo no necesariamente afecte a los
otros que se encuentran a su alrededor. También propone el
empleo de
interfases estandarizadas cuando la variedad es la razón
central para la modularización, y se refiere al hecho que
las interfaces deberían ser comunes para muchos
módulos de variante.
Eppinger (1998) señala claramente el papel de las
interfases dentro de la arquitectura de un producto, al sostener
la opinión que la definición de arquitectura es
equivalente a la definición de interfase.
Sosa et al. (2000) han Investigado la relación
entre la arquitectura y la
organización del diseño, incluyendo la
distinción entre interfaces en términos de la
energía, flujo de materiales e información. Con el
empleo de la metodología presentada por Pimmler y
Eppinger (1994) identificaron cinco tipos de interacciones entre
los componentes de un motor, ellas son
espacial, estructural, energía, material e
información.
Stone et al. (2001) reconocen la importancia de las
interfaces en el desarrollo de la arquitectura de un producto,
realizando un estudio de cómo las interfaces se relacionan
con la arquitectura y su efecto en el costo de la
misma. Demostrando cómo los diseñadores pueden
mejorar el proceso del diseño de arquitectura empleando
las ventajas de las interfases.
Fixon (2007) Considera que las interfaces están
compuestas por tres subcaracterísticas diferentes,
interfase de fuerza que
describe la naturaleza
técnica de cada interfase (transferencia de fuerzas
mecánicas, materiales, señales, etc.) e incluye una
medida de intensidad, la reversibilidad de una interfase que
está en la medida de esfuerzo requerido para desensamblar
una interfase y la tercera, la estandarización de la
interfase que en gran medida describe el grado en el cual
componentes colindantes que son fabricados por una u otra firma
pueden ser compatibles.
Conceptos de
interfase
El interés
por la arquitectura de productos se ha incrementado desde los
años noventa, es evidente que la misma es un factor
altamente influyente para el éxito
de un producto, (Stone et al. 2001). Muchos investigadores han
tratado en sus estudios las interfaces como un aspecto importante
dentro de la arquitectura, según Blackenfelt (2001) el
lugar y el diseño de interfaces del módulo son el
corazón
de modularización del producto. Más allá del
reconocimiento de las interfases como un aspecto significativo,
varios autores han creado diferentes conceptos de las mismas en
un esfuerzo por poner de manifiesto su importancia.
El término interfase está definido por el
diccionario
Webster como: "the place at which independent and often unrelated
systems meet and act on or communicate with each other, –
el lugar en cual se unen y comunican entre sí sistemas
independientes y frecuentemente no relacionados -" Otra
definición pudiera ser: zona de contacto o conexión
entre dos componentes de "hardware"; entre dos
aplicaciones; o entre un usuario y una
aplicación.
Con el objetivo de
agrupar los diferentes conceptos de interfase aportados por los
investigadores, en este trabajo se hace referencia a los
más significativos, atendiendo a la escuela de
diseño mecánico a que pertenecen.
Escuela
europea
Hamvik y Stake (1997) consideran las interfaces como un
sistema que consiste en dos superficies de contacto, estas
superficies deben ser vistas en el sentido amplio de la palabra,
y pueden ser reemplazadas por ejemplo, por otros términos
que correspondan con el campo tecnológico al que se
refieran.
Sellgren (1998) define como interfase a la
relación física no casual entre las superficies de
dos elementos.
Piller y Waringer (1999) plantean que una interface no
es sólo un asunto mecánico o geométrico,
puede ser vista también como una emisión de
funciones, por ejemplo puede describir la transferencia de
energía, información y material .
Blackenfelt (2001) señala que una interfase es
definida como la superficie de contacto entre dos elementos donde
las mismas tienen un significado más amplio que el
contacto físico.
Riba (2002) define el término interfase como
cualquier superficie real o imaginaria entre dos módulos
de un sistema, a través de la cual se establece alguna de
las siguientes relaciones: unión mecánica, flujo de energía, flujo de
materiales o flujo de señales.
Persson (2004) considera que la interfase es la
conexión entre módulos que permite ensamblar
diferentes variantes de productos y que las mismas deben ser
robustas, duraderas y fáciles de especificar en el proceso
de diseño.
De forma abreviada, Mikkola (2003) indica que las
interfases son conexiones compartidas entre componentes,
módulos, y subsistemas de la arquitectura del
producto.
Escuela
americana
Ullman (1992) señala como interfase el
área límite entre regiones adyacentes que
constituye un punto dónde interactúan sistemas
independientes de grupos
diversos.
Pimmler & Eppinger (1994), así como
Sánchez (1994) consideran que una interfase no es
sólo una conexión geométrica o
mecánica, también puede verse como un asunto
funcional con el propósito de transferir
información, energía o flujo de material. Se
refiere a una interface como los requisitos espaciales entre dos
módulos.
Ulrich (1995) define la interfase como las interacciones
entre las conexiones geométricas de dos componentes, por
ejemplo un engranaje en un eje, o también pueden implicar
a interacciones de poco contacto, al igual que con el enlace
infrarrojo de comunicación entre un control remoto y un
set de televisión.
Steiner (1999) define la interfase como la
interacción física entre dispositivos.
Stone et al. (2001) definen bajo el término
interfase una región espacial donde interactúan la
energía y/o el flujo material entre dos componentes o la
interacción entre un componente y el entorno
exterior.
Fixon (2006) define como interfase las relaciones entre
los elementos de un producto.
Muchas definiciones de interface podrían ser
expuestas, sin embargo las antes mencionadas además de ser
las más visibles, contribuyen a sintetizar los principales
elementos contenidos en el significado del término
interface, desde la perspectiva ingenieril.
Analizando los criterios antes expresados, podemos
afirmar que el término interfase es la relación, ya
sea material, de flujo de energía o información,
entre dos elementos de un producto entre sí o de uno de
estos con el exterior.
Conclusiones
1. Se aportan fundamentos teóricos
relacionados con los diferentes enfoques que dan las escuelas
de diseño mecánico al término
interfase.2. Se exponen diferentes conceptos acerca del
término interfase que brindan los autores más
significativos de las diferentes escuelas de diseño
mecánico.3. Se agrupan las investigaciones fundamentales
en el campo de las interfases y los autores más
representativos en correspondencia con la escuela de
diseño mecánico a la que pertenecen.
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Autor:
M.Sc. Johann Mejías
Brito
Dr. C. Roberto Pérez
Rodríguez
M. Sc. José A. Martínez
Grave de Peralta
Departamento de Mecánica Aplicada,
Facultad de Ingeniería
Universidad de Holguín
Cuba
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