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Tecnología Industrial. Marco A. López I.E.S. Río Miño 1 U.D. 2 Apuntes. Diseño y mejora de productos. 1. Desarrollo de productos. 1.1. Fase 1. Estudio de factibilidad. 1.2. Fase 2. Estudio de mercado. 1.3. Fase 3. Desarrollo. 1.3.1. Diseño. 1.3.2. Diseño orientado al usuario. 1.3.3. Fabricación de maquetas. 1.3.4. Fabricación de prototipos. 1.4. Fase 4. Planificación de la producción. 1.4.1. Fases. 1.4.2. Diagramas de flujo. 2. La calidad en el ciclo de vida del producto. 2.1. Control de calidad durante la producción. 2.2. Certificado de calidad. Normas ISO. 2.3. Normalización.

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Apuntes. Diseño y mejora de productos.

1. Desarrollo de productos.1.1. Fase 1. Estudio de factibilidad.1.2. Fase 2. Estudio de mercado.1.3. Fase 3. Desarrollo.

1.3.1. Diseño.1.3.2. Diseño orientado al usuario.1.3.3. Fabricación de maquetas.1.3.4. Fabricación de prototipos.

1.4. Fase 4. Planificación de la producción.1.4.1. Fases.1.4.2. Diagramas de flujo.

2. La calidad en el ciclo de vida del producto.2.1. Control de calidad durante la producción.2.2. Certificado de calidad. Normas ISO.2.3. Normalización.

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1. Desarrollo de productos.

El desarrollo de productos en una empresa madura y queopera continuamente es una actividad interminable ycíclica. Cada nuevo producto acabado proporciona a su vezla base para la siguiente secuencia de desarrollo.

Los costes de desarrollo de un producto tienden a creceracusadamente, al igual que los costes asociados acualquier cambio en el diseño. En otras palabras, las posibilidades de modificar las cualidadesdel producto decrecen al mismo tiempo que el proceso avanza. Por tanto, la compañía debellevar a cabo todos los estudios necesarios ya en la fase de desarrollo del producto.

El desarrollo de un producto debe estar bien organizado porque lo habitual es que no hayatiempo que perder. "El rápido se comerá al lento". La compañía que lanza un producto antesque sus competidores logrará beneficiosdurante un tiempo de ventas más largoantes de que tenga lugar el envejecimientocomercial del producto (véase, en eldiagrama de la izquierda, la línea roja).Además, el precio inicial, más alto, delproducto nuevo producirá más beneficiosque los que puedan proporcionar losproductos tardíos de los competidores máslentos (líneas de color violeta y azul).

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FASES DEL DESARROLLO DE PRODUCTOS

Idea

Investigación

Estudio de viabilidad

¿se puedefabricar?

Estudio de mercado

¿se puedevender?

Diseño

Maquetas, prototipos

¿Es correctoel diseño?

NO

NO

Preparación para la fabricación

Fabricación

Comercialización

Reciclaje

Proyecto

Diagrama de flujo

NO

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Fase 1. Estudio de viabilidad y descripción del proyecto.

Es una investigación encaminada a establecer las posibilidades deéxito de una determinada actividad dados unos recursos disponiblesy unas limitaciones existentes. Deberemos contar con una ampliainformación del proyecto y sus características, evaluar el potencialdel proyecto y decidir si conviene o no invertir en él. Descripción delproyecto: en qué consiste, necesidad que lo origina, localizacióngeográfica, en qué se utilizará el capital requerido. Fortalezas y debilidades. Oportunidades yamenazas.

1.1. Fase 2. Estudio de mercado.

Un estudio de mercado debe servir para tener unanoción clara de la cantidad de consumidores quehabrán de adquirir el bien o servicio que se piensavender, dentro de un espacio definido, durante unperiodo de mediano plazo y a qué precio estándispuestos a obtenerlo. Un estudio de mercadoproporciona dos indicadores básicos para la empresa:

Indicadores cuantitativos

Estimación de clientes, ventas por unidades eingresos. Es la respuesta a una preguntafundamental ¿tendrás beneficios, ganarásdinero? Esta estimación nos permite iniciar elproyecto de empresa con mayor confianza.

Precios y márgenes comerciales de lacompetencia. ¿Cómo funciona la competencia,que precios tiene en el mercado y québeneficios obtiene? Nuestras actuaciones en el negocio estarán siempre condicionadasy pendientes de los competidores, con el objetivo de atraer a los clientes frente a otrasofertas.

¿Siempre se siguen estas fases?

Un acto de insubordinación.

El nacimiento del Golf GTI se produjo de unaforma absolutamente casual. No fue planificado,sino que constituyó un acto casi deinsubordinación, cuando un ingeniero dedesarrollo de Wolfsburg preparó por su cuentaun Golf potenciado, que comenzó a proporcionarexcelentes resultados en las pruebas diarias:alcanzaba las zonas de conducción crítica conmayor facilidad, suministrando las respuestas decomportamiento de bastidor y de tren de rodajede forma más rápida y drástica. Todos los quellegaron a conocer este veloz prototiporeconocieron sus virtudes.

Y así, la desobediencia de una persona dio lugara un vehículo cuyas prestaciones comenzaron atener muchos admiradores entre el personal deVolkswagen. En 1975, finalmente, se autorizó elinicio del desarrollo del proyecto.

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Indicadores cualitativos

El público objetivo de los productos. ¿Quiéncomprará tus productos? A partir de la respuestaa esta pregunta hay que diseñar estrategiascomerciales para atraer clientes hacia tu negocio.

La imagen y posicionamiento de la empresa en elmercado. Tienes que definir la imagen quequieres en el mercado, cómo van a percibir losclientes y cuáles serán los elementos claves en ladecisión de compra. Esta información también tepermitirá poner en marcha estrategiascomerciales específicas.

Diferenciación de tu producto respecto a la competencia. ¿Cuál es tu valor añadido?¿Por qué los clientes van a comprar tu producto o adquirir tu servicio y no otro?

Fases del estudio de mercado.

Actividad: Cálculo del punto muerto. Una empresa de conservas tiene unos gastos fijosde 80.ooo euros al mes. Cada lata tiene un coste de fabricación de 0,50 céntimos. Sidecide vender cada lata a 0,75 céntimos, calcula cuántas latas debe vender al mespara no tener pérdidas.

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Fase 3 Desarrollo.

1.1.1. Diseño.

En esta fase comenzaremos a trabajar en el diseño delproducto que tomando como base las especificaciones fijadasen las etapas anteriores. La forma de trabajar en las fasesiniciales del diseño dependerá de tipo de producto, ya que noserá lo mismo si tenemos que diseñar un circuito electrónico,que un nuevo modelo de coche. En general, los primerosdiseños serán dibujos sobre papel u ordenador con un bajonivel de detalle. Estos dibujos se presentan, se discuten y seseleccionan los mejores para dotarlos de un mayor realismo.Las presentaciones realistas suelen resultar caras, con lo que raramente se usan en lasfases iniciales del diseño. A medida que se avanza en el proceso y se perfecciona el diseño, eshabitual incrementar el realismo de las representaciones empleando imágenestridimensionales y en color que muestren las texturasde los materiales, efectos de luz, sombras, reflejossobre superficies de cristal, etc.

1.1.2. Diseño orientado al usuario.

Los principios del diseño orientado al usuario buscan

que los objetos, servicios o programas diseñados sean

lo más sencillos de utilizar posibles, que su uso resulte

intuitivo y que, por tanto, los usuarios no tengan que

dedicar tiempo ni esfuerzos en aprender cómo

funcionan. No debe despreciarse este punto del

diseño, ya que son muchos los casos de diseños que

triunfan en el mercado precisamente por su facilidad

de uso.

El diseño orientado al usuario, es cada vez más tenido

en cuenta en el desarrollo de programas de

ordenador, pero está presente en todos los campos

del diseño. Podemos encontrar ejemplos en:

Las señales de tráfico. Tienen colores y formas

determinados para facilitar su comprensión y ser

¿Siempre se siguen estas fases?

¿Un invento inútil?

En 1968 por Spencer Silver, un investigador de lacompañía 3M estaba buscando un nuevo adhesivopotente, pero sólo consiguió uno que pegabapoco, y no le dio ningún uso.En 1974 Art Fry se encontraba en la iglesia eintentaba leer algunos salmos, marcados en sulibro. Imposible. Continuamente los papelillosmarcadores caían al suelo. De repente, en sumente gritó el consabido «¡eureka!». «Quizápueda pegar los separadores a las páginas con elpegamento que ha inventado Spence Silver»,concluyó.Al día siguiente, Fry hizo un primer intentoinfructuoso. Pero insistió y un buen día le entregóun libro a su jefe, en el que había introducido unode sus separadores.

«Me percaté de que era una nueva forma deorganizar la información, de traspasarsemensajes, y comencé a luchar para que miempresa, 3M, la comercializara».

No lo tuvo fácil. Sí le adjudicaron un equipo paraque le ayudara a perfeccionar los Post-it, perolos directivos no veían el negocio. «Es un caprichoque saldrá caro. Nadie lo comprará», auguraban…

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fácilmente reconocibles.

Los mapas de metro. Cada línea tiene su color y en las

paradas encuentras gran cantidad de símbolos que te guían a

tu destino.

Las máquinas expendedoras de billetes del metro de Nueva

York. Divididas sus zonas por colores: color verde para la

entrada de dinero (monedas+billetes), en color negro la

pantalla táctil, en color amarillo la entrada para recarga y

salida de billete, en color azul la entrada de tarjeta de crédito,

claves y C.P y finalmente en color rojo la recogida de billetes.

Actividad: Diseña un panel de mandos para regular la posición del asiento de uncoche. Debe permitir la regulación de la base del asiento (altura y distancia alvolante), del respaldo (grado de inclinación) y del reposacabezas (grado deinclinación). Procura que su uso sea lo más intuitivo posible.

Actividad: Busca información en Internet sobre el concepto de “curva de aprendizaje”.¿Qué es?. ¿Qué utilidad tiene?.

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1.1.3. Fabricación de maquetas.

Las maquetas son modelos tridimensionales, normalmente a escala real, construidasusando métodos rápidos y baratos y materiales como madera, papel, cartulina o arcilla.Son a veces útiles como prototipos preliminares.

1.1.4. Fabricación de prototipos.

Los prototipos nos permiten testar el objeto antes de que entre en producción, detectarerrores, deficiencias, etcétera. Cuando el prototipo está suficientemente perfeccionadoen todos los sentidos requeridos y alcanza las metas para las que fue pensado, el objetopuede empezar a producirse. Un prototipo es también un modelo a escala o facsímil delo real, pero en muchos casos no tan funcional como para que equivalga a un productofinal, ya que no realiza todas las funciones de éste.

Prototipos rápidos.

Tradicionalmente para la fabricación de prototipos existía un equipo especializado entraducir los datos suministrados por los diseñadores en un modelo físico. Este procesoresultaba muy laborioso, retrasando de este modo en gran medida la fecha delanzamiento del nuevo producto. Con la aparición de la Fabricación Rápida dePrototipos (Rapid Prototyping) el panorama cambió por completo. Este conjunto detécnicas nos permite construir prototipos directamente a partir de los datos generadospor CAD, en cuestión de horas.

El uso de prototipos rápidos (PR) abarca distintas tecnologías. Normalmente significa lomismo que la estereolitografía o el modelado en 3 dimensiones. Hay varias tecnologías

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disponibles para transformar ficheros CAD en "esculturas" que presenten el productodiseñado en su tamaño final o en cualquier escala que nos convenga. Los materialesposibles abarcan los fotopolímeros, termoplásticos, ceras, y materiales sensibles al caloren láminas.

Actividad: visualiza los vídeos sobre fabricación de prototipos rápidos queencontraras en el aula virtual. ¿Qué diferencias observas entre los sistemas defabricación de prototipos mostrados en los vídeos?

Simulaciones por ordenador.Las nuevas tecnologías nos dan la posibilidad de crear prototipos virtuales quepresenten una imagen tridimensional sobre un monitor, mostrando el funcionamientodel producto, tal vez en un entorno con apariencia natural. Con ayuda de un ordenador,el mando del producto puede también simularse de modo que el producto responda alas órdenes dadas por el usuario. Los prototipos virtuales interactivos son tambiéncapaces de dar algún tipo de respuesta al usuario acerca de la operación y susproblemas. Por ejemplo la simulación de un panel de mandos centralizado para unapartamento, intentando encontrar la mejor disposición para personas de edadavanzada y discapacitadas.

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Fase 4. Planificación de la producción.

Antes de comenzar la fabricación en seriede un producto hay que planificardetalladamente todos los pasos que setendrán que realizar en la cadena deproducción, así como las necesidades demaquinaria, mano de obra y materiasprimas. Para realizar esta planificación sesuelen emplear dos herramientasconocidas como “Listado de fases” y“Diagramas de flujo”.

1.1.5. Listado de Fases.Se denomina fase al conjunto de operaciones de fabricación o montaje que se ejecutancon la misma máquina. Por tanto, una fase puede estar compuesta de varias operaciones. Ejemplo: imagina que se quieren conocer las distintas fases de fabricación del soporte deuna lámpara de escritorio, tal como puedes ver en la imagen de la derecha. Lasecuenciación de las distintas fases exige un estudio minucioso del proceso de fabricaciónde la pieza, en este caso el soporte.Una posible solución podría ser la que se ven en la tabla. En ella, se ven las distintas fasesnumeradas, figura correspondiente,descripción de la fase y tiempo deduración. Como puedes observar, en lafase 4 se realizan 3 operaciones desoldadura: dos chapas en los extremos yla soldadura del soporte de la rótula.Las cadenas de montaje exigen que lasfases se realicen en los tiemposprevistos. Transcurrido ese tiempo, la cadena (y por tanto, la pieza) se mueve al lugardonde se ejecutará la siguiente fase.

1.1.6. Diagramas de flujo.Para optimizar los recursos, es decir, que no existan máquinas o trabajadores esperando aque les llegue una pieza para mecanizarla o montarla, se establece un diagrama de flujo.Un diagrama de flujo es una representación gráfica del seguimiento de cada una de laspiezas que forman el conjunto, desde que se realiza la primera fase hasta que se ajusta enel conjunto final.Para elaborar un diagrama de flujo o de fases se sigue el siguiente procedimiento:

1. En la parte superior de cada hoja, se colocan, horizontalmente, cada uno de losnombres de las piezas que componen el conjunto. Las que están repetidas no se

FASE DESCRIPCIÓN TIEMPO (min)1 Cortar una barra rectangular

hueca, a 75 . Longitud 52cm.3

2 Taladrado 13 Curvado según la forma prevista. 24 Soldado de chapas en los

extremos.Soldado del soporte dela rótula.

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5 Eliminación de la parte sobrante. 46 Niquelado. 16

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ponen. Cuando se represente el proceso de montaje se sacarán tantas flechas de lalínea vertical correspondiente a esa pieza como sea necesario.

2. Debajo del nombre de cada pieza se colocará un círculo (que equivale a una fasede fabricación) en el interior del cual se escribe la inicial o iniciales de la piezacorrespondiente seguida de un número correlativo. A su derecha se escribe elnombre de la operación que se realiza en esa fase.

3. Si en el diagrama de flujo aparece un cuadrado con la letra C en su interior seguidode un número, esto indica que se trata de una fase de control de calidad.

4. La letra P dentro de un círculo quiere decir que la pieza tiene que estar paradadurante el tiempo indicado. Estas paradas se realizan para ajustar los tiempos defabricación y montaje.

5. El almacenamiento temporal se indica mediante un triángulo invertido.

Actividad: Confecciona el diagrama de flujo correspondiente a la fabricación de unaestantería. No tengas en cuenta los tiempos de espera.

Otros tipos de diagramas de flujo.

El tipo de representación empleado en los diagramas de flujo puede variar según la actividadindustrial de la empresa. A continuación, como ejemplo, puedes observa los diagramas deflujo de la fabricación del yogurt y del amoniaco.

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2. La calidad en el ciclo de vida del producto.En casi todas las empresas existe un departamento o una personaresponsable de la calidad. Quizás te imagines que su funciónconsiste en realizar una inspección final del producto antes de queeste salga de la empresa. Actualmente, esto ya no es así o al menosno debería de serlo. En cualquier proceso de producción hay queintentar que el control de calidad se realice sobre la totalidad delproceso y no solamente sobre el producto final. Algunas razonesde importancia son:

1. Evitar la fabricación de productosdefectuosos, en vez de dedicar nuestrosesfuerzos a intentar detectarlos al finaldel proceso de producción.

2. Poder evaluar la eficacia de las distintasfases del proceso de producción y portanto contribuir a su mejora.

3. Permitir la trazabilidad.

Trazabilidad: la palabra trazabilidad no existe en elidioma castellano, el termino apropiado es:seguimiento del producto o también se puede utilizarel término "rastreo de producto. Tiene aplicación endiversas industrias y áreas, se han impulsado elconcepto de trazabilidad, particularmente en paísescon mayor desarrollo en los que se han publicadonormativas específicas.La trazabilidad es aplicada por razones relacionadascon mejoras de negocio las que justifican su presencia:mayor eficiencia en procesos productivos, menores costes ante fallos, mejor servicio aclientes, etc. En este ámbito cabe mencionar sectores como los de automoción, aeronáutica,distribución logística, electrónica de consumo, etc.,

Se trata por tanto de establecer puntos de control de calidad en lugares estratégicos de lacadena de producción, tomar muestras del producto en esos puntos y realizar las pruebas oanálisis adecuados para comprobar que cumple con las especificaciones esperadas. Esta ideade controlar la calidad durante toda la producción, se puede hacer extensible a todo el ciclode vida del producto, incluidas sus fases de diseño y desarrollo.

Un poco de historia

En 1931, Walter A. Shewart , de la Bell Telephone Laboratories, ,saca a la luz su famoso trabajo. “Economic Control of Quality ofManufactured Products”, que constituye un hito en la historia dela calidad mundial. Confirmando la teoría de que, por desgracia,las guerras son uno de los fenómenos que más favorecen eldesarrollo tecnológico y la investigación, la segunda guerramundial impulsó extraordinariamente el control de calidad en losEstados Unidos, como respuesta a la necesidad de producirrápidamente suministros bélicos de elevada fiabilidad.

La llegada a Japón del fenómeno calidad se inicia en 1946, durantela ocupación, cuando W. G. Magil y H. M. Sarahson de la SCAPCivilian Communication Section deciden instruir a la industriajaponesa de telecomunicaciones en control de calidad. Dos añosdespués la JUSE ( Japanese Union of Scientists and Engineers ),consciente de las graves deficiencias de calidad de los productosjaponeses, así como de las repercusiones de dicho problema en elmercado exterior, decide fundar un comité de investigación , cuyofruto inmediato son los primeros cursos de calidad impartidos en1949. En 1950, en una segunda visita como invitado por la JUSE,celebra un seminario de ocho días al que asisten 21 personas de laalta dirección de empresas japonesas. Nuevas conferencias esemismo año en Tokyo, SAKA, Nagoya y Hakata, a las que ahoraasisten más de cuatrocientos ingenieros japoneses; otras dosvisitas en 1951 y otra en 1952 constituyen el verdadero origen delfenómeno: los japoneses entienden que en la calidad está elsecreto del éxito de su país. Más aún: la clave de la verdaderavictoria, en un conflicto de intereses que para muchos no habíaterminado con la derrota militar de 1945.

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Para las empresas puede ser muy útil realizar un seguimiento de la calidad del producto unavez que ha salido de la fábrica:

1. Permite detectar fallos de fabricación o diseño que sólo aparecen con el usocotidiano del producto.

2. Reduce las pérdidas por “no-calidad”.3. Permite obtener información de los consumidores de cara a mejoras en el

producto o desarrollo de nuevos productos.

2.1. Control de calidad durante la producción.

En este tema vamos a centrarnos en el estudio del control de calidad durante el proceso defabricación. Veamos, de manera resumida, los puntos de control de calidad que se suelenestablecer habitualmente:

Control de calidad sobre el producto.

Sobre las materias primas o proveedores: control de las características técnicas ydimensionales de las materias primas o productos suministrados por otras empresasque se van a emplear durante el proceso de fabricación.

Sobre el proceso productivo: se establecen distintos puntos de control a lo largo de lafase de producción, en los que se verifica que, hasta ese momento, el productocumple con las características fijadas. La elección correcta de los puntos de control esvital para que el sistema de calidad funcione correctamente.

Sobre el producto final: cuando el producto ya está terminado y listo para serempaquetado, se realiza un último examen para comprobar que cumple con lascaracterísticas especificadas.

A la hora de realizar controles de calidad siempre se presentan dos alternativas:1. Realizar el control sobre el 100% de los productos. Esta opción es muy costosa y

sólo se emplea en el caso de productos con un alto valor de mercado o en los queun fallo pueda ocasionar graves consecuencias. Por ejemplo un avión, untransbordador espacial…

2. Controles sobre productos al azar. Sólo se analiza una muestra de los productos.En este caso es de de vital importancia que la muestra sea representativa de latotalidad del producto. Para determinar el tamaño de muestra y extrapolar losresultados obtenidos se emplean procedimientos estadísticos.

Actividad: En la entrada de la fábrica está esperando un camión lleno de arena quevas a emplear en el proceso productivo. De forma aproximada, ¿cuántas muestrastomarías y en qué lugares te parecería razonable hacerlo?

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Control de calidad sobre el proceso.

En este caso los controles de calidad no se realizan sobre el producto, sino sobre elpropio proceso de fabricación: la maquinaría, el trabajo de los operarios, losinstrumentos y métodos empleados en los análisis del producto… Los principalesmotivos de este control son:

Tanto una máquina defectuosa como los errores cometidos por los operariospueden generar grandes pérdidas. De nada sirve detectar los productosdefectuosos sino podemos controlar las causas de los defectos.

Los procesos de análisis empleados en la empresa deben estar correctamentecalibrados o de lo contrario no serán útiles para saber si un producto es válido ono.

CALIDAD

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2.2. Certificados de calidad.

Existen unos estándares de gestión de calidad normalizados, es decir, definidos por unorganismo normalizador, como ISO, DIN o EN, etc. que permiten que unaempresa con un sistema de gestión de la calidad pueda validar su efectividadmediante una auditoría de una empresa externa. Una de las normas más

conocidas y utilizadas a nivel internacional para gestionar la calidad, es la norma ISO9001(última revisión ISO 9001:2000).

Un certificado de calidad no es indicador de buena calidad en un producto, sino de la calidadproceso de fabricación del mismo. Aunque en muchas empresas la búsqueda de la calidad enel proceso de fabricación implique una mejora en la calidad del producto, no siempre tiene porqué ser así.

2.3. Normalización

La normalización es una actividad colectiva encaminada a establecersoluciones a situaciones repetitivas y consiste en la elaboración, difusión yaplicación de normas (documentos técnicos públicos que contieneespecificaciones de aplicación voluntaria, elaborados por consenso de laspartes interesadas, basados en la experiencia y el desarrollo tecnológico yaprobados por un Organismo Nacional/Regional/Internacional deNormalización reconocido).

Las normas ofrecen un lenguaje común de comunicación entre las empresas, la Administracióny los usuarios y consumidores, establecen un equilibrio socioeconómico entre los distintosagentes que participan en las transacciones comerciales, base de cualquier economía demercado, y son un patrón necesario de confianza entre cliente y proveedor.

Actividad. Ver el vídeo sobre el proceso de diseño y producción de un nuevo modelode motocicleta.