Modeling the production process for upper extremity prostheses using flexible manufacturing systems

Authors

DOI:

https://doi.org/10.35381/i.p.v7i13.4766

Keywords:

Orthopaedics, Prosthetic technology, Production engineering, Biomedical materials, upper Limb Prostheses, (UNESCO Thesaurus).

Abstract

In Ecuador, the production of transradial prostheses faces limitations for various reasons. This research proposes modeling a production process for upper extremity prostheses using flexible manufacturing systems. A mixed-method approach was applied. Quantitatively, simulations were conducted using FlexSim software to analyze production scenarios and manufacturing times, and qualitatively, interviews, direct observation, and documentary analysis were used to determine the appropriate machinery and materials. The results show that an average quarterly production of up to 35 prostheses can be achieved in an optimized scenario. The central objective was to design an efficient and replicable process for the manufacture of these prostheses, identifying key improvements in efficiency and technological accessibility. In conclusion, the study demonstrates that the use of flexible manufacturing and computational modeling contributes significantly to the development of this production process.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Ávila, P. L., Tena, E. G., y Casillas, J. R. (2024). Evaluación de funcionalidad de ajuste y propiedades mecánicas de una prótesis transradial para impresión 3D. Cultura Científica y Tecnológica, 21(3), 115-134. https://doi.org/10.20983/culcyt.2024.3.2.11

Banks, J., Carson, B. L., Nelson, D., y Nicol, D. (2022). Discrete-Event System Simulation (6th ed.). Pearson. https://acortar.link/DcEMac

Cañizares, J. P., Hernández, L. K., y Bolívar, R. (2024). Evaluación de materiales para sockets protésicos: criterios de desempeño en procesos de manufactura aditiva. Revista Semilleros de Investigación, 7(1), 1-8. https://doi.org/10.24054/sei.v5i1.3503

Cardona, L. G., Ruiz, J. C., y Rendón, C. Á. (2022). Fuerzas de reacción desde el piso durante la marcha en personas con amputación transtibial unilateral, serie de casos. Rehabilitación, 56(3), 237-242. https://doi.org/10.1016/j.rh.2021.02.001

Castillo, M. E., y Murillo, A. J. (2022). Desarrollo a distancia de prótesis experimentales. Revista Legado de Arquitectura y Diseño, 17(32), 99-108. https://acortar.link/vtUXXs

Kim, G. M., Powell, J. E., Lacey, S. A., Butkus, J. A., & Smith, D. G. (2023). Current and emerging prostheses for partial hand amputation: A narrative review. PM&R, 15(3), 392-401. https://doi.org/10.1002/pmrj.12764

Law, A. M. (2022). Simulation Modeling and Analysis. (6th ed.). McGraw-Hill Education. https://acortar.link/sCWXOs

Luengas, L. A., Wanumen, L. F., y Casallas, E. C. (2021). Un enfoque de redes neuronales para la alineación de prótesis transtibiales. Movimiento científico, 15(1), 1-8. https://doi.org/10.33881/2011-7191.mct.15106

Méndez, V., Iberite, F., Shokur, S., y Micera, S. (2021). Current solutions and future trends for robotic prosthetic hands. Annual Review of Control, Robotics, and Autonomous Systems, 4(1), 595-627. https://doi.org/10.1146/annurev-control-071020-104336

Molina, D. A., Cabrejos, R. J., Manrique, M. F., Bustinza, R. R., Aguilar, J. L., y Orihuela, R. J. (2023). Modelado Geométrico y Simulación Cinemática de Prótesis de Mano para Pacientes Adultos con Amputación Transradial. Perfiles de Ingeniería, 19(20), 179-200. https://acortar.link/M2N1kd

Negahban, A. (2024). Simulation in engineering education: The transition from physical experimentation to digital immersive simulated environments. Simulation, 100(7), 695-708. https://doi.org/10.1177/00375497241229757

Peris, A. M., Minguillón, E. A., Lacasa, P. B., Sanz, M. P., García, M. B., y Pozo, A. L. (2022). Terapia ocupacional en la fase preprotésica del paciente amputado de miembro superior. Revista Sanitaria de Investigación, 3(10), 45. https://acortar.link/LsCShb

Plua, S., Carrión, N., Madruñero, J., y Verdezoto, P. C. (2022). Estimación de la superficie requerida y distribución de planta de una industria metalmecánica. Innovation & Development in Engineering and Applied Sciences, 4(2), 10-10. https://doi.org/10.53358/ideas.v4i2.876

Rodríguez, E. G., Cano, L. G., y Pastor, B. S. (2022). Actualización en prótesis para amputaciones parciales de mano y dedos. Rehabilitación, 56(4), 375-382. https://doi.org/10.1016/j.rh.2022.04.002

Saisud, D., & Kongkaew, W. (2025). A hybrid CORELAP-association rules and fuzzy AHP framework for plant layout optimization in the para rubber plywood industry. Expert Systems with Applications, 295, 128766. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2025.128766

Segura, D., Romero, E., Abarca, V. E., y Elias, D. A. (2024). Upper limb prostheses by the level of amputation: a systematic review. Prosthesis, 6(2), 277-300. https://doi.org/10.3390/prosthesis6020022

Simón, A. M., Turner, K. L., Miller, L. A., Dumanian, G. A., Potter, B. K., Beachler, M. D., & Kuiken, T. A. (2023). Myoelectric prosthesis hand grasp control following targeted muscle reinnervation in individuals with transradial amputation. PLoS One, 18(1), e0280210. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0280210

Solano, A. S., Suárez, O. J., y Hermosillo, J. A. (2024). Diseño ergonómico de una prótesis biónica para miembro superior controlada por señales electromiográficas. Revista Colombiana de Tecnologías de Avanzada (RCTA), 1(43), 99-109. https://doi.org/10.24054/rcta.v1i43.2825

Telich, J. E., Moscona, A., Guevara, O. I., Rangel, E., y Santiago, M. Á. (2023). Impresión tridimensional de prótesis de dedo de bajo costo en paciente con transferencia de dedos del pie a la mano. Cirugía Plástica, 33(4), 181-186. https://dx.doi.org/10.35366/113885

Published

2025-08-01

How to Cite

Cisneros-Loja , F. J., Velasco-Paredes , L. J., García-Cabezas, E. F., & Moyano-Alulema, J. C. (2025). Modeling the production process for upper extremity prostheses using flexible manufacturing systems. Ingenium Et Potentia, 7(13), 60–80. https://doi.org/10.35381/i.p.v7i13.4766

Issue

Section

De Investigación

Most read articles by the same author(s)