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UNIVERSIDAD DE SALAMANCA

DEPARTAMETO DE IGEIERÍA MECÁICA
ÁREA DE MECÁICA DE MEDIOS COTIUOS Y TEORÍA DE ESTRUCTURAS

IGEIERÍA MECÁICA Y DE MATERIALES


TESIS DOCTORAL


IVESTIGACIÓ Y APLICACIÓ DE LA
TECOLOGÍA HÍBRIDA E EL
DESARROLLO DE COMPOETES DE
SEGURIDAD DE VEHÍCULOS
AUTOMÓVILES
– BRAZO DE SUSPESIÓ HÍBRIDO –



Por:

IGNACIO LOBO CASANOVA
Ingeniero de Materiales
Ingeniero Técnico Industrial Mecánico


Directores de Tesis:

JOSÉ LUIS GONZÁLEZ FUEYO
Doctor Ingeniero Industrial

METIN ERSOY
Professor Doktor Ingenieur


Zamora, Diciembre de 2010
T E S I S D O C T O R A L : I V E S T I G A C I Ó Y A P L I C A C I Ó D E L A T E C O L O G Í A H Í B R I D A E E L D E S A R R O L L O
D E C O M P O E T E S D E S E G U R I D A D D E V E H Í C U L O S A U T O M Ó V I L E S – B R A Z O D E S U S P E S I Ó H Í B R I D O –


T E S I S D O C T O R A L : I V E S T I G A C I Ó Y A P L I C A C I Ó D E L A T E C O L O G Í A H Í B R I D A E E L D E S A R R O L L O
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UNIVERSIDAD DE SALAMANCA

DEPARTAMETO DE IGEIERÍA MECÁICA
ÁREA DE MECÁICA DE MEDIOS COTIUOS Y TEORÍA DE ESTRUCTURAS


TESIS DOCTORAL


IVESTIGACIÓ Y APLICACIÓ DE LA
TECOLOGÍA HÍBRIDA E EL
DESARROLLO DE COMPOETES DE
SEGURIDAD DE VEHÍCULOS
AUTOMÓVILES
– BRAZO DE SUSPESIÓ HÍBRIDO –



Presentado por:

IGNACIO LOBO CASANOVA


Para la obtención del Título de:

DOCTOR INGENIERO EN INGENIERÍA MECÁNICA Y DE MATERIALES


Directores de Tesis:

JOSÉ LUIS GONZÁLEZ FUEYO

METIN ERSOY



Zamora, Diciembre de 2010
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A mis padres
A mi mujer



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ZF LEMFÖRDER GMBH UIVERSIDAD DE SALAMACA


AGRADECIMIENTOS:
AA ttrraavvééss ddee eessttaass llíínneeaass deseo manifestar mi rreeccoonnoocciimmiieennttoo yy mmii más sincera gratitud a
todas aquellas personas e instituciones que, de una u otra forma, me han ayudado y apoyado
hasta alcanzar este punto en mi vida académica y que fundamentalmente han contribuido en
la elaboración de esta Tesis Doctoral.
En primer lugar qquuiissiieerraa ddaarr llaass ggrraacciiaass a mi diirreeccttoorr ddee TTeessiiss,, eell Doctor D. José Luis
González Fueyo profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Escuela
Politécnica Superior de Zamora (Universidad de Salamanca), por la confianza depositada,
su inestimable ayuda tanto humana como científica y por su colaboración y disponibilidad
en todo momento.
A continuación quiero expresar mi gratitud a mi codirector de Tesis y compañero de
trabajo el Prof. Doktor D. Metin Ersoy, Responsable del Departamento de Estudios
AAvvaannzzaaddooss ddeell GGrruuppoo ZZFF LLeemmfföörrddeerr GmbH y Professor Dokttoorr eenn llaa University of Applied
Sciences de Osnabrück – Fachhochschule Osnabrück– (Alemania), por conferirme la
oportunidad de escribir mi Tesis Doctoral con la colaboración del Grupo ZF Lemförder
GmbH y apoyarme en todo momento en el desarrollo de la misma. Sus ideas, consejos y
experiencia pprrooffeessiioonnaall me han formado concediéndome unn ppuunnttoo ddee vviissttaa mmááss pprrááccttiiccoo ddee
la ingeniería en cuanto se refiere a proyectos de innovación, dando de esta manera forma
física a todo el trabajo de investigación desarrollado.
Al Grupo ZF Lemförder GmbH por haber hecho posible la ejecución de este trabajo
poniendo aa mmii ddiissppoossiicciióónn ttooddooss lloos mmeeddiiooss yy rreeccuurrssooss nneecceessaarriiooss ppaarraa su realización. En
particular deseo dar las gracias a todos mis amigos, antes que compañeros, tanto de la planta
en Burgos (España) como de la Central en Dielingen (Alemania), por el apoyo y la ayuda
prestada, por su trabajo y dedicación en su fase experimental (prototipado y validación del
concepto) aaasssííí cccooommmooo pppooorrr lllaaasss fffaaaccciiillliiidddaaadddeeesss bbbrrriiinnndddaaadddaaasss eeennn lllaaa rrreeeaaallliiizzzaaaccciiióóónnn dddeee eeessstttaaa Tesis Doctoral. Ha
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ssiiddoo uunn ppllaacceerr ttrraabbaajjaarr eenn eessee eeqquuiippoo;; ““vosotros habéiss ttrraannssffoorrmmaaddoo eenn rreeaalliiddaadd eessttee
proyecto”.
Gracias también a los integrantes del Departamento de Seguridad Activa de la
Fundación CIDAUT por la información proporcionada y por su dedicación en los trabajos
realizados conjuntamente. En especial quiero agradecerle al doctor D. Esteban Cañibano
Álvarez, responsable del Departamento de Seguridad Activa de la Fundación CIDAUT y
profesor del Departamento de Mecánica de los Medios Continuos y Teoría de Estructuras de
la Universidad de Valladolid, el conjunto de consejos, comentarios y recomendaciones,
siempre precisas y acertadas, que han mejorado el contenido de esta Tesis.
A todos mis antiguos compañeros de la Universidad de Burgos, más concretamente a
los miembros del Departamento de Ingeniería Civil, por su confianza, colaboración y por el
aalliieennttoo rreecciibbiiddoo eenn ttooddoo mmoommeennttoo..
A mis padres, José Ignacio y Encarnación, a mis hermanos, María Teresa y Javier y
hermanos políticos, Luis Ginés y Rebeca, y al resto de familia por su apoyo incondicional y
confianza en mi trabajo en todo momento. Ellos me han hecho llegar hasta aquí
proporcionándome uunnooss eessttuuddiiooss yy aanniimmáánnddoommee siempre aa aallccaannzzaarr nnuueevvaass mmeettaass.. Su
confianza en mi me ha conducido hasta aquí y me conducirá en el futuro.
A mi esposa Yulia, por no dejarme caer en el desánimo, por su paciencia y comprensión
yy ppoorr eell ggrraann eessffuueerrzzoo rreeaalliizzaaddoo ppaarraa qquuee ttooddoo eessttoo ffuueerraa ppoossiibbllee.. AA ppaarrttiirr ddee eessttee mmoommeennttoo
recuperaremos todo el tiempo que la Tesis te ha arrebatado.
Por último, quiero agradecer también la ayuda y apoyo que me han brindado mis
amig@s y todas aquellas personas que de alguna manera han hecho posible la conclusión de
este trabajo. ¡Gracias aa ttooddooss por estar siempre ahí!



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ZF LEMFÖRDER GMBH UIVERSIDAD DE SALAMACA


PRESENTACIÓN:
EEll pprreesseennttee ddooccuummeennttoo rreepprreesseennttaa llaa ppaarrttee eessccrriittaa ddee la TTeessiiss DDooccttoorraall con título
“Investigación y Aplicación de la Tecnología Híbrida en el Desarrollo de Componentes
de Seguridad de Vehículos Automóviles – Brazo de Suspensión Híbrido –” realizada por
el alumno D. Ignacio Lobo Casanova.
EEll pprreesseennttee TTrraabbaajjoo hhaa ssiiddoo ttuuttoorraaddoo ppoorr el doctor DD.. JJoosséé LLuuiiss GGoonnzzáálleezz FFuueeyyoo
profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Escuela Politécnica Superior de
Zamora (Universidad de Salamanca).
Asimismo llooss ttrraabbaajjooss rreeaalliizzaaddooss eenn eessttaa TTeessiiss se encuentran lliiggaaddoos a las actividades
de Investigación, Desarrollo e Innovación de la multinacional alemana perteneciente al
sector de automoción ZF Lemförder GmbH, siendo tutorados por el doctor D. Metin Ersoy,
Responsable del Departamento de Estudios Avanzados del Grupo ZF Lemförder GmbH y
Professor Doktor en la UUnniivveerrssiittyy ooff AApppplliieedd SScciieenncceess ddee OOssnnaabbrrüücckk ((AAlleemmaanniiaa))..
La finalidad del trabajo es la obtención del título de Doctor Ingeniero en Ingeniería
Mecánica y de Materiales por la Universidad de Salamanca por parte del autor del mismo,
una vez cumplidos todos los requisitos impuestos por el Tribunal.

Zamora, Octubre de 2010

D. Ignacio Lobo Casanova
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ZF LEMFÖRDER GMBH UIVERSIDAD DE SALAMACA





ÍNDICE



AGRADECIMIENTOS: ............................................................................................................................................................................... I

PRESENTACIÓN: ...................................................................................................................... I

MARCO DE LA TESIS DOCTORAL ..................................................................................... 1
MARCO TEÓRICO-TÉCNICO: ..................................................................................................... I
MARCO EMPRESARIAL: ......................................................................................................... IV
1.- INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. IV
2.- EL GRUPO ZF FRRIIEEDDRRIICCHHSSHHAAFFEENN AG................................................................................................................................... V
2.1.- Divisiones del Grupo ZF Friedrichshafen AG ............................................................................................... VI
3.- EL GRUPO ZF LEMFÖRDER GMBH ..................................................................................................... VI
3.1.- División de Componentes de Chasis de ZF Lemförder GmbH ................................................................... VIII
3.2.- Plan Estratégico de ZF Lemförder GmbH ................................................................................................... IX
3.2.1.- MMiissiióónn ddee llaa EEmmpprreesa .................................................................................................................................................... IX
3.2.2.- Visión de la Empresa ..................................................................................................................... IX
4.- REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA:........................................................................................................... X
4.1.- Marco Empresarial ...................................................................................................................................... X
4.1.1.- Referencias ..................................................................................................................................... X
4.1.2.- BBiibblliiooggrraaffííaa ..................................................................................................................................................................... X
T E S I S D O C T O R A L : I V E S T I G A C I Ó Y A P L I C A C I Ó D E L A T E C O L O G Í A H Í B R I D A E E L D E S A R R O L L O
D E C O M P O E T E S D E S E G U R I D A D D E V E H Í C U L O S A U T O M Ó V I L E S – B R A Z O D E S U S P E S I Ó H Í B R I D O –

- ÍNDICE - 8 I 8

ZF LEMFÖRDER GMBH UIVERSIDAD DE SALAMACA
BLOQUE – I – TTEESSIISS DODOCCTTOORRAALL ...................................................................................................................... 1
INTRODUCCIÓN: .................................................................................................................... 2
1.- DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA. MOTIVACIÓN ......................................................................................... 3
2.- OBJETIVOS DE LA TESIS DOCTORAL BLOQUE I ......................................................................................... 5
2.1.- OObbjjeettiivvoo PPrriinncciippaall ddeell BBllooqquuee II ddee llaa TTeessiiss DDooccttoorraall .................................................................................................................... 5
2.2.- Objetivos Parciales del Bloque I de la Tesis Doctoral .................................................................................. 5
2.2.1.- Estudio de la Importancia de los Proyectos de Innovación ............................................................ 5
2.2.2.- Estudio del Concepto del Término Innovación y de los Tipos de Innovación. ................................ 6
2.2.3.- Estudio de la Terminología Investigación y Desarrollo ................................................................... 6
2.2.4.- Estudio del Proceso de Innovación y de los Principales Modelos Teóricos de los Procesos de
IInnnnoovvaacciióónn eenn llaa EEmmpprreessaa.. .......................................................................................................................................................... 7
3.- ESTRUCTURA DE LA TESIS BLOQUE I ..................................................................................................... 8
SITUACIÓN DE PARTIDA: ....................................................................................................... 11
1.- IMPORTANCIA DE LOS PROYECTOS DE INNOVACIÓN ............................................................................... 11
ESTADO DEL CCOONNOOCCIIMMIIEENNTTOO:: .............................................................................................................................. 14
1.- EL CONCEPTO DE INNNNOOVVAACCIIÓÓNN YY LLAA TERMINOLOGÍA INVESTIGACIÓN Y DEESSAARRRROOLLLLOO ..................................... 14
1.1.- Definición de Innovación ........................................................................................................................... 15
1.1.1.- Tipos de Innovación ...................................................................................................................... 16
1.2.- Definiciones de Investigación y Desarrollo ................................................................................................ 20
1.2.1.- Definición de Investigación .......................................................................................................... 21
1.2.2.- DDeeffiinniicciióónn ddee DDeessaarrrroolllloo ............................................................................................................................................... 22
2.- EL PROCESO DE INNOVACIÓN EN LA EMPRESA ...................................................................................... 23
2.1.- Modelos del Proceso de Innovación .......................................................................................................... 26
2.1.1.- Modelo de Primera Generación: Modelo Lineal Empujado por la Tecnología ............................. 27
2.1.2.- Modelo de Segunda Generación: Modelo Tirón de la Demanda ................................................. 28
2.1.3.- MMooddeelloo HHííbbrriiddoo ddee PPrriimmeerraa yy SSeegguunnddaa GGeenneerraacciióónn:: MMooddeelloo ppoorr EEttaappaass ..................................... 29
2.1.4.- MMooddeelloo ddee TTeerrcceerraa GGeenneerraacciióónn:: MMooddeelloo IInntteerraaccttiivvoo oo MMiixxttoo ...................................................................................... 30
2.1.5.- Modelo Evolucionado de Tercera Generación: Modelo Norma UNE 166002 .............................. 33
2.1.6.- Modelo de Cuarta Generación: Modelo Integrado ...................................................................... 34
2.1.7.- Modelo de Quinta Generación: Modelo de Red........................................................................... 35
METODOLOGÍA - RESULTADOS: ............................................................................................ 38
1.- EL PROYECTO DE INNNNOOVVAACCIIÓÓNN DDEE LLAA TESIS DOCTORAL ........................................................................................................... 38
1.1.- Tipo de Innovación .................................................................................................................................... 39
1.1.1.- Recapitulación: Tabla Resumen de los Tipos de Innovación ........................................................ 39
1.1.2.- Recapitulación: Tabla Resumen de los Rasgos Esenciales de Investigación y Desarrollo ............. 40
1.1.3.- Tipo de Innovación a Desarrollar en el Bloque II .......................................................................... 41
1.2.- Gestión del Proceso de Innovación ........................................................................................................... 43
1.2.1.- RReeccaappiittuullaacciióónn:: TTaabbllaa RReessuummeenn ddee llooss MMooddeellooss ddee GGeessttiióónn ddeell PPrroocceessoo ddee IInnnnoovvaacciióónn ............. 43
1.2.2.- Modelo del Proceso de Innovación para el Bloque II ................................................................... 45
CONCLUSIONES: ................................................................................................................... 50
1.- CONCLUSIONES SOBRE EL CONCEPTO DE INNOVACIÓN ............................................................................ 50
2.- CONCLUSIONES SOBRE LOS MODELOS TEÓRICOS DEL PROCESO DE INNOVACIÓN .......................................... 52
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- ÍNDICE - 8 I I 8

ZF LEMFÖRDER GMBH UIVERSIDAD DE SALAMACA
3.- CONCLUSIONES FIINNAALLEESS SSOOBBRREE LLAA INNOVACIÓN Y EL MODELO DEL PRROOCCEESSOO DDEE IINNNNOOVVAACCIIÓÓNN......................... 55
3.1.- Requisitos para Lograr una Innovación con Éxito ..................................................................................... 55
3.2.- El Modelo de Innovación Propuesto para el Bloque II ............................................................................... 56
LITERATURA CITADA. BIBLIOGRAFÍA: .................................................................................... 58
1.- REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA:.......................................................................................................... 58
1.1.- BBllooqquuee II:: EEll PPrrooyyeeccttoo ddee IInnnnoovvaacciióónn eenn llaa EEmmpprreessaa ................................................................................................................... 58
1.1.1.- Referencias ................................................................................................................................... 58
1.1.2.- Bibliografía ................................................................................................................................... 59
BLOQUE – II –TESIS DOCTORAL ..................................................................................... 61
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................................................................... 62
1.- DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA. MOTIVACIÓN ....................................................................................... 63
2.- OBJETIVOS DE LA TESIS DOCTORAL BLOQUE II ...................................................................................... 65
2.1.- Objetivo Principal del Bloque II de la Tesis Doctoral ................................................................................. 65
2.2.- Objetivos Parciales Técnicos del Bloque II de la Tesis Doctoral ................................................................. 66
2.2.1.- PPrroossppeecccciióónn ddee llaass NNeecceessiiddaaddeess ddeell MMeerrccaaddoo .............................................................................................................. 66
2.2.2.- Estudio del Estado del Arte del Producto y de sus Procesos Productivos .................................... 67
2.2.3.- Determinación de la Solución Idónea ........................................................................................... 67
2.2.4.- Definición del Concepto del Producto y del Proceso Productivo ................................................. 68
2.2.5.- Definición y Optimización del Producto y del Proceso Productivo ............................................... 68
2.3.- OObbjjeettiivvooss PPaarrcciiaalleess EEmmpprreessaarriiaalleess ddeell BBllooqquuee IIII ddee llaa TTeessiiss Doctoral ........................................................................................ 71
2.3.1.- DDDiiivvveeerrrsssiiifffiiicccaaarrr lllaaa ppprrroooddduuucccccciiióóónnn dddeee lllaaa eeemmmppprrreeesssaaa... PPPooottteeennnccciiiaaarrr eeelll dddeeesssaaarrrrrrooollllllooo dddeee bbbrrraaazzzooosss dddeee sssuuussspppeeennnsssiiióóónnn cccooonnn
mayor valor añadido ................................................................................................................................. 71
2.3.2.- Fortalecer la imagen vanguardista de la empresa ........................................................................ 72
2.3.3.- Conseguir una posición preferente frente a la competencia en este tipo de componentes ........ 72
3.- ESTRUCTURA DE LA TESIS BLOQUE II .................................................................................................. 73
ANÁLISIS PRE-IINNNNOOVVAACCIIÓÓNN .................................................................................................................................. 78
SITUACIÓN DE PARTIDA: ............................................................................................................... 78
1.- DESCRIPCIÓN DE LA PROBLEMÁTICA GLOBAL ....................................................................................... 79
2.- DESCRIPCIÓN DE LA PROBLEMÁTICA LOCAL .......................................................................................... 81
3.- DETERMINACIÓN DE LOS REQUISITOS SOCIOECONÓMICOS ...................................................................... 82
3.1.- FFaaccttoorreess qquuee CCoonnddiicciioonnaann aa llaa IInndduussttrriiaa ddeell AAuuttoommóóvviill ............................................................................................................ 82
3.1.1.- El Desarrollo Estratégico del Mercado ......................................................................................... 82
3.1.2.- Desarrollo de Nuevos Segmentos de Vehículos Automóviles y la Aplicación de Nuevos
Materiales ................................................................................................................................................. 84
3.1.3.- Los Requisitos Medioambientales ................................................................................................ 86
3.1.4.- Reducción del Tiempo de Desarrollo y Costes .............................................................................. 92
3.2.- RReeccaappiittuullaacciióónn:: PPrroobblleemmááttiiccaa ddee llaa IInndduussttrriiaa ddeell AAuuttoommóóvviill .................................................................................................... 94
NECESIDAD DE INNOVACIÓN: ......................................................................................................... 97
1.- AFECTACIÓN DE LOS PRODUCTOS DE ZF LEMFÖRDER GMBH ................................................................... 97
1.1.- Necesidad de Innovación para el Brazo de Suspensión ........................................................................... 100
1.1.1.- Descripción de la Metodología para el Estudio del Ciclo de Vida ............................................... 100
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- ÍNDICE - 8 I I I 8

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