Diseño de Producto - Cap 1-11

TEMA 1DISEÑO DE PRODUCTOS.

MÉTODOS Y TÉCNICAS

1. INTRODUCCiÓN 23

2. TÉCNICASDE ANÁLISISDE INFORMACiÓN 232.1. ANÁLISIS PARAMÉTRICO 242.2. ANÁLISIS DE NECESIDADES 272.3. ANÁLISISMATRICIAL 27

3. TÉCNICASDE CREATIVIDAD. 293.1. ANALOGíA 293.2. BRAINSTORMING 313.3. LISTADEATRIBUTOS. 32

3.4. LISTAS DE COMPROBACiÓN (CHECKLlSTS). 333.5. INVERSiÓN 363.6. COMBINACiÓN 363.7. MÉTODODELAS PALABRASALEATORIAS. 373.8. LOS SEIS SOMBREROS DEL PENSAMIENTO 38

3.8.1. Pensamiento con el Sombrero Blanco 393.8.2. Pensamiento con el Sombrero Rojo 393.8.3. Pensamiento con el Sombrero Negro. 393.8.4. Pensamiento con el Sombrero Amarillo 403.8.5. Pensamiento con el Sombrero Verde. 403.8.6. Pensamiento con el Sombrero Azul 40

3.9. CUADROS MORFOLÓGICOS 40

3.10. MÉTODODECONVERGENCIACONTROLADAO DATUM (S. PUGH). 413.10.1. Procedimientopara el desarrollodel método. 42

3.11. EL MÉTODODE RELACIONES Y PESOS. 46

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DISEÑO DE PRODUCTO. MÉTODOS Y TÉCNICAS

4. ANÁLISISFUNCIONAL 474.1. INTRODUCCIÓN 474.2. CARACTERíSTICAS DELMÉTODO 484.3. CÓMODEFINIRLAS FUNCIONES 49

4.3.1. Definiciónde necesidades 494.3.2. Formulación de funciones 49

4.4. ESTRUCTURACIÓN DE FUNCIONES 514.4.1. Clasificaciónsegún su importancia 524.4.2. Clasificaciónsegún el tipo de prestación 54

4.5. ÁRBOLDEFUNCIONESO DIAGRAMADEFUNCIONES. 54

4.6. EL FAST (FUNCTlON ANAL YSIS SYSTEM TECHNlQUE)COMO HERRAMIENTA PARA EL ANÁUSIS FUNCIONAL 564.6.1. Cómo se construye un modelo FAST 56

5. ANÁLISIS DEL VALOR 61

5.1. INTRODUCCIÓN. ... 61

5.2. EL PROCESO DEL ANÁLISIS DE VALOR. 625.2.1. Preparación y recogida de información 625.2.2. Análisis 625.2.3. Generación de soluciones. 635.2.4. Evaluación de alternativas 635.2.5. Implantaciónde las mejorasy controldel proceso. 63

5.3. EL ANÁLISIS DE VALOR EN EL PROCESO DE DISEÑO DEPRODUCTOS 63

6. DESPLIEGUE DE LA FUNCiÓN CALIDAD (QFD). 656.1. INTRODUCCIÓN. 65

6.2. PRINCIPIOS BÁSICOS DEL QFD. 65

6.3. DESARROLLO DEL QFD. 676.3.1. Captación de las demandas del cliente. 686.3.2. Estructuración de las demandas. 696.3.3. Priorización de las demandas. 716.3.4. Evaluación del cliente 726.3.5. Elaboración de la lista de parámetros técnicos. 726.3.6. Medida de los parámetros técnicos. 736.3.7. Elaboración de la matriz de relaciones (Casa de la Calidad) 756.3.8. El resto del proceso. 80

7. RESOLUCiÓN INVENTIVA DE PROBLEMAS (TRIZ) 877.1. FUNDAMENTOS DE TRIZ. 87

7.2 TRIZ:LA TEORíADE LA RESOLUCIÓNINVENTIVADE PROBLEMAS 91

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TEMA 1. DISEÑO DE PRODUCTO. MÉTODOS Y TÉCNICAS

7.3. EL PROCESO DE TRIZ PASO A PASO 917.3.1. Identificación del problema 917.3.2. Formulación del problema. 927.3.3. Búsqueda de soluciones ya aportadas al problema. 937.3.4. Búsqueda de soluciones y adaptación al problema. 94

7.4. EN RESUMEN 102

8. ANÁLISIS MODAL DE FALLOS Y EFECTOS 104

8.1. INTRODUCCIÓN 104

8.2. PASOS PARA LLEVAR A CABO UN AMFE 1068.2.1. Definir el producto en términos de sistema. 1068.2.2. Subdividir el sistema por funciones para el análisis 1068.2.3. Identificarmodos potenciales de fallo para elementos del

sistema 1068.2.4. Identificar el efecto potencial de cada fallo. 1078.2.5. Estimar una severidad o un peligro para cada efecto 1078.2.6. Elaboración de la Matriz de Fallos y Efectos 1098.2.7. Determinar la causa del modo de fallo 1118.2.8. Fijar las acciones correctivas 1118.2.9. Desarrollar el plan de acción 112

9. LOS MÉTODOS DE TAGUCHI. 114

10. TÉCNICAS DE DISEÑO POR FACTORES (DfX). 11610.1. DISEÑO PARA ENSAMBLAJE 117

10.1.1. El AEM de Hitachi. 11710.1.2. El DfA de Boothroyd y Dewhurst. 11810.1.3. Directrices generales del DfA. 121

10.2. DISEÑO PARA MEDIO AMBIENTE 12610.2.1. Métodos y técnicas para el DfE 12710.2.2. Los indicadores ecológicos como herramienta de diseño. 130

10.3. DISEÑO PARA DESMONTAJE 139

11. MAPA DE MÉTODOS Y TÉCNICAS. 141

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1. INTRODUCCiÓN.

El proceso de diseñar un producto, independientemente de quién lo lleve acabo y de las características del producto, supone dar una serie de pasos queprogresivamente nos acercan a la solución definitiva. A lo largo de este caminoes necesario, sobre todo, trabajar con información, analizarla, tomar decisio-nes y proceder según las mismas. La persona o el equipo que diseña un pro-ducto debe hacer frente a una serie de problemas de mayor o menor compleji-dad, y para ello debe disponer de los instrumentos necesarios.

La revisión aquí realizada no pretende ser exhaustiva, pues existen ya pu-blicaciones dedicadas exclusivamente al tema de métodos y técnicas de dise-ño. Simplemente se incluye a modo de pequeño manual. El objetivo es servirde referencia inmediata de consulta y sobre todo, asociar estos métodos ytécnicas con el proceso de diseño global de productos. Una vez establecido elmarco de trabajo en el tema 2 del primer libro, es posible nutrir cada una delas fases del proceso de diseño con las herramientas que pueden ayudar a unmejor desarrollo del mismo.

El orden en que se exponen los métodos y técnicas corresponde más omenos a una clasificación temporal de los mismos, aunque esta afirmación noes nada rigurosa. Normalmente suelen asociarse las técnicas de creatividadcon las etapas iniciales del proyecto, pues en ellas el problema se supone mu-cho más abierto, y la definición de un nuevo producto requiere una fuerte car-ga creativa. Sin embargo, eso no significa que no puedan emplearse estastécnicas en etapas más avanzadas de diseño de detalle. Es posible encontrarun problema en el diseño, la ubicación, el ensamblaje, etc. de un componentey recurrir entonces a técnicas de creatividad para darle solución.

Del mismo modo, hay métodos descritos, como el QFD o las técnicas dediseño por factores, que no se emplean en una fase determinada del procesode diseño, sino que lo cubren por completo.

Por último, hay que decir que en algunos casos estos métodos y técnicasno son una herramienta exclusiva del ingeniero de producto o el ingeniero endiseño industrial. Algunas de ellas requieren la participación de equipos de di-seño completos, o al menos de gente de otras disciplinas específicas (produc-ción, marketing, compras...)

2. TÉCNICAS DE ANÁLISIS DE INFORMACiÓN.

En este apartado se describen brevemente algunas técnicas empleadaspara analizar los datos recogidos en las etapas iniciales del proceso de diseño.En el tema 2 se ha visto cómo para iniciar un diseño correctamente primero esnecesario documentarse en detalle acerca del producto, sus características,los productos similares existentes en el mercado, la competencia, el tipo deconsumidor, la legislación...

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Muchosde estos datos simplemente habrá que ordenar/os y clasificar/os,extraer conclusiones directas (el caso de una patente o ~na ley que d¡recta-mente obliga a diseñaruna característicade un mododeterminado)y archi-varios con los documentos del proyecto.

De otros, sin embargo, las conclusiones a extraer no son tan directas y esnecesario depurar la informaciónque viene en forma bruta. En este apartadose presentan algunas de ellas, sin pretender entrar en más detalle del necesa-rio para lIevarlasa cabo.

2.1. ANÁLISIS PARAMÉTRICO.

El análisis paramétrico desarrollado por Hollinsy Pugh en 1990 es un mé-todo que se emplea para identificarel lugarde un productodentro del mercadoen relación con los competidores, y también para descubrir las relacionesexistentes entre los distintosparámetros inherentes al productoconsiderado.

Este análisis implica el estudio de los productos rivales desde una conside-ración inicialde los datos conocidos a partirde catálogos publicadoso extraí-dos mediante observación directa de dichos productos. El estudio tiene quever con la búsquedade relacionesentre parámetrospara el área particulardelproducto en cuestión. Esto se lleva a cabo mediante la representaciónde grá-ficas que revelanestas relaciones.

La idea básica es tomar datos de parámetros de varios productos de distintasmarcas y modelos de la competencia. Posteriormente, se empiezan a cruzardatos y se representan las relaciones gráficamente. Por último, se observan lasgráficas para buscar relaciones que puedan dar pistas a la hora de diseñar.

En una situación real, es necesario representar cientos de puntos, lo cualse lleva a cabo con ayuda de una hoja de cálculo. Para tener un valor com-pleto, habría que representar también cientos de parámetros. Suele ocurrir quede todos ellos un buen porcentaje no muestre ninguna relación significativa,pero siempre aparecen fuertes relaciones entre el resto, muchas de las cualeseran previamente desconocidas.

Hay que hacer notar que la predisposición de quienes van a realizar estatarea es importante. Principalmente no deben inducir previamente las relacio-nes que luego puedan o no aparecer. Las razones para trazar una determinadagráfica pueden parecer ilógicas. Esto causa problemas a muchos ingenieros,que normalmente no comenzarán una tarea o la desestimarán si no encuen-tran lógico realizarla. Esto no quiere decir que no se tracen las gráficas de pa-rámetros que intuitivamente se presenten como relacionados, pero muchasveces la mayor parte de información valiosa conseguida proviene de gráficasque a priori parecían ilógicas.

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Las reglas para establecer el análisis paramétrico son:

1) Reunir tanta información como sea posible referente al área del pro-ducto estudiado, al propio producto si ya existe y a productos rivales.

2) Establecer una etiqueta (nomenclatura) tanto para la compañía comopara el modelo, y si es necesario, una que destaque alguna diferenciasingular del producto.

3) Usar varios colores para reforzar las distinciones propuestas en elapartado 2).

4) Trazar las gráficas y buscar patrones y relaciones entre parámetros.

5) Asegurarse de que los datos empleados se refieren a productos com-parables en un mismo nivel.

6) Comenzar siempre con relaciones lógicas. A menudo son pocas y sellevan a cabo con rapidez.

7) Emplear los datos tal como se han obtenido, sin intentar buscar rela-ciones de antemano. Poco a poco se irá adquiriendo una mayor com-prensión de los mismos según se realicen más gráficas.

8) Buscar e intentar establecer patrones y relaciones fuertes, cuya exis-tencia se podrá justificar posteriormente a partir de las correlacionesobtenidas.

9) Superponer y comparar distintas gráficas para obtener una visión másglobal de las relaciones entre parámetros. Es aconsejable ver la evolu-ción de varios parámetros en función de otro, por ejemplo.

10) Buscar excepciones, que suelen aparecer por los siguientes motivos:un trazado erróneo de la gráfica, un modelo característico por algúnmotivo, empleo de una base distinta para dos parámetros.

11) Siempre hay que redibujar y destacar las conclusiones obtenidas, de-sechando aquellas gráficas que no aporten nada significativo.

12) Correlacionar los resultados obtenidos con los datos recogidos en lainvestigación de mercado tradicional.

13) Emplear el conocimiento adquirido como parte de las Especificacionesde Diseño del Producto.

El análisis paramétrico es útil también en el nivel de subsistema o compo-nente de un diseño, por ejemplo para evaluar un grupo de suministradorespotenciales que van a proveer de componentes a la empresa.

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Correlación nOelementos abatibles, fácilmente desmontables-node colores

10 ..---. .--.

.. .--.nOelementos abatibles, fácilmente desmontables

Ejemplos de gráficas obtenidas mediante Análisis Paramétrico.Como se ve, las relaciones entre parámetros no tienen por qué guardar lógica

(es la clave de esta técnica).

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Correlación rf elementos abatibles, fácilmente desmontables-peso

2S

20 . - --.. . .'5 .-- . . .o

I .Q.. ,o - .

5 . ._-

o11 , 2 3 . 5 e 1 e

rf de elementos abatibles, fácilmente desmontables


2.2. ANÁLISIS DE NECESIDADES.

Este método se refiere al establecimiento de las verdaderas necesidadesdel usuario. Esta información se puede obtener de diversas fuentes, pero prin-cipalmente a partir de un extenso estudio de los informes de organismos re-presentativos, publicaciones sobre datos de mercado (hábitos de compra) osobre reacciones del consumidor frente a distintos productos, y mediante en-trevistas o encuestas preparadas explícitamente. Un cuestionario adecuada-mente estructurado puede dar una completa visión sobre las necesidades delusuario.

Una recomendación en este sentido es la de plantear el análisis de necesi-dades mediante la estructuración de entrevistas o cuestionarios cuyas pre-guntas se estructuren a partir de los elementos generales de unas Especifica-ciones de Diseño Producto (dichos elementos se recogen en el apartado co-rrespondiente a Especificaciones del tema 2 del primer libro). Los elementosprimarios de estas especificaciones deben generar los aspectos sobre los queformular las preguntas correctas a los clientes de modo que una vez obtenidaslas respuestas, puedan ser incorporadas directamente a las propias Especifi-caciones de Diseño del Producto. Esto es preferible a realizar planteamientosdesordenados que normalmente dejan huecos por cubrir y cuya estructuraciónse deriva normalmente más desde la consideración de los productos existen-tes y la postura del usuario ante los mismo más que de una búsqueda de ca-racterísticas fundamentales del producto que busca el usuario.

En el apartado del presente tema correspondiente al QFD también seapuntan algunas ideas acerca del tratamiento de la información del usuario.

2.3. ANÁLISIS MA TRICIAL.

Esta técnica se basa en la construcción de una matriz con todas las carac-terísticas de los productos de la competencia comparables al estudiado colo-cadas en el eje vertical, y con los distintos modelos de la competencia coloca-dos en el eje horizontal. La matriz se rellena mostrando qué modelos incluyencada característica. Por último, se obtiene una suma para cada característicaque muestra el total de modelos que la incluyen.

Este método de análisis permite descubrir qué características son más co-munes en los modelos (y por tanto menos diferenciadoras, pero también másesperables por el usuario), cuáles menos (en cuyo caso se puede ver por quéy si es posible desarrollarlas) y qué huecos existen para diferenciar nuestroproducto de los existentes en el mercado actual.

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Ejemplo de matriz de Funciones-Competencia para una silla de ruedas.

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d)X )( XID m ID

a. a. a. a. Q)

Silla de ruedas E E E E ni ni.8.¡¡; .¡¡; .¡¡; .¡¡; u .!

IVni ni .o ni ni nio o o o > > O O O > > >

:2 -o -o -o E E E c: c: c: c:'" 'S .S 'S - - - -

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D.. ti> o o ti> o ni EFunción a¡ ni :g ni 8 ::E « ::E

-g'" .c: oc: .c: « N () () 515 o.

::E .... «1 Chasis de acero .... 292 Chasis de aluminio ....... 433 Chasis de fibra de carbono

.... 294 Sillaestándar **** 295 Silla ligera

...... 436 Silla ultraligera

.... 297 Respaldo abatible

...*. 368 Respaldo reclinable .r «t.." 369 Respaldo regulable en .r .r .r

..... 36altura

.¡"

10 Asiento regulable en altura......... 43

11 Asiento evacuatorio .r . 712 Asiento acolchado .r .r .¡" ..- 36

13 Asiento de tela .¡" .¡" .r .r ..-...... 64

14 Profundidad regulable .¡" .¡" .¡" _.1It" 36

15 Salvarropas .r .r .¡" ........57

16 Reposabrazos .¡" .¡" .¡" .¡" .¡" ........ 5717 Resposabrazos fácilmente .¡"

.... 29desmontables

.r .¡"

18 Reposabrazos abatibles .r .r .... 2919 Reposapiéselevables .¡" .r .¡" .¡" .r .r .r ............ 8620 Reposapiés fácilmente .r

....H. 50desmontables

21 Reposapiés individuales .r .¡" .¡" .......... 6422 Reposapiemas .¡" .¡" .¡" .¡" .-...... 6423 Respaldo ajustable en .r ... 21

tensión24 Ruedas matrices .r

....... 50fácilmentedesmontables

.r .r .¡" .¡"

25 Ruedas matrices .r............86

neumáticas.r .r .r .¡"

26 Ruedas matrices.. 14

inclinadas.r

27 Ruedas directrices ....... 50neumáticas

.¡"

28 Ruedas directrices....*.* 50

macizas.¡" .¡" .r

29 Plegable .r .r .r .r .r ............ 8630 Doble cruceta . 731 Variedad de colores .¡" .¡" .r .¡" ......... 6432 Ampliagama de

.....* 43accesorios

.r ,¡' ,¡' ,¡'

33 Sistema antivuelco .¡" ..... 36


3. TÉCNICAS DE CREATIVIDAD.

Se ha escrito y hablado mucho sobre el tema de la creatividad y el diseño, yexiste una gran variedad de métodos cuyo objetivo es estimular la creatividady la generación de ideas. Estos métodos se han usado y evaluado durante va-rios años, siempre con proyectos verdaderos, en muchas industrias que desa-rrollan diferentes. Se ha encontrado que las técnicas creativas usadas en si-tuaciones de ejercicio son útiles, pero conducen a una variedad amplia de so-luciones a los problemas. Según Pugh, esto puede deberse a dos razones:primera, una mala definición del problema, lo que hace que el campo de solu-ciones se amplíe errónea e innecesariamente; y segunda, la falta de acotacióndel problema. Muchas de las técnicas de estímulo a la creatividad suponenejercicios de libertad sin responsabilidad, lo que implica que se generan mu-chas soluciones que no son comparables porque no se han aportado bajo unamisma base de referencia. En general, esta referencia debería ser el conjuntode especificaciones.

Sin embargo, estos métodos tienen un atributo muy importante y común:actúan como un estímulo para generar ideas y soluciones y todos se basan enla analogía, un hecho que es obvio para los psicólogos pero no para los inge-nieros.

El mejor estímulo al diseño conceptual es el trabajo en grupo en sí, parti-cularmente si el grupo tiene una percepción común de lo que es el diseño. Unpunto común de vista en este aspecto es posiblemente el más efectivo inte-grador de ideas y resulta en una carencia de tensión en el grupo mismo. Cual-quier actividad de diseño involucra tensiones y diferencias entre la gente, y laresolución de diferencias se acelera y posibilita por suscribirse a una idea co-mún del significado del diseño.

Volviendo a la eficacia, eficiencia y uso de técnicas creativas, se ha encon-trado en la práctica que el método y la situación van de la mano para producirresultados de calidad, es decir, buenas soluciones de diseño.

Los métodos más efectivos han resultado ser los que aparentemente eranmás obvios y simples, y están basados en la analogía o variantes de la misma,como se ha comentado anteriormente.

3.1. ANALOGíA.

Es una técnica natural desarrollada subconscientemente desde la infancia:én cualquierconversación sobre casi cualquier cosa, la gente suele referirse asituaciones análogas a la que se comenta, y usa estas analogías para realzar

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sus argumentos e hipótesis. Como técnica, es un destacado estímulo a la

creaHvldad, cuando se emplea de modo consdenle y exhausHvo en cualquIersituación particular de diseño. De manera sencilla se puede definir como unatécnica que pretende dar soluciones a un problema buscando situaciones si-milares en otras áreas de la ingeniería, naturaleza o en realidad de cualquierotra fuente, pero normalmente fuera del campo habitual en el que se enmarcael problema.

La analogía se emplea a menudo para la obtención de nuevas ideas, ypuede tomar distintas formas, como por ejemplo el empleo directo de una pie-za de equipamiento de una aplicación a otra. Otras veces simplemente permitegenerar una idea, que posteriormente se desarrolla obteniéndose un productototalmente distinto del que propició la idea.

La analogía es la herramienta más poderosa en el campo de la generaciónde ideas. De este modo, en esta etapa del proceso de diseño es importante laconsideración de productos análogos a la hora de desarrollar nuevos concep-tos. No sólo por actuar como estímulo, sino también porque puede conducir asoluciones de un modo más rápido, acortando los tiempos de diseño.

Ejemplo de analogía. El diseño de la bicicleta, con un ingenioso sistema de cua-driláteros articulados, está pensado de manera que el giro se produzca al "tumbar"

como sucede en las motos.

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Ejemplo de analogía natural (Biónica)

3.2. BRAINSTORMING.

El brainstorming es probablemente el método más conocido y empleado enla generación de ideas. Fue desarrollado por Alex Osborn en los años 50. Elpropio Osborn define el "brainstorming" como: "La técnica por medio de la cualun grupo intenta encontrar solución a un problema determinado mediante laacumulación de todas las ideas proporcionadas de modo espontáneo por susintegrantes" .

En realidad, muchos de los problemas sometidos a brainstorming son gene-ralmente indefinidos y muy abiertos. Mientras se proponen ideas, todo juicioacerca de las mismas se suspende hasta la fase final.

El empleo del brainstorming puede ser útil en la búsqueda de productosanálogos, y también en la fase final de la generación de diseños conceptuales,para proponer criterios de evaluación de los mismos. En el método de conver-gencia controlada no se suele emplear el brainstorming en su forma clásica.

El término "Tormenta de Ideas" se ha convertido en una expresión comúnpara definir el pensamiento creativo. La base de la Tormenta de Ideas es unageneración de ideas en un ambiente de grupo bajo el principio de la suspen-sión del juicio o crítica. Este principio ha sido probado muy efectivo por los in-vestigadores científicos tanto a escala individual como de grupo. La fase degeneración se separa de la etapa de juicio o crítica de las ideas.

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Enel fibrode MíGhaelMorgan,GreBtív8WorkforC8InnovBtíon,el autorpro.I I I 1 I

pone a slguleme gUla:

La Tormenta de Ideas es un proceso que funciona mejor con un grupo depersonas cuando se siguen las siguientes reglas:

1. Tener el problema claro y bien definido.

2. Asignar a alguien que se encargue de escribir todas las ideas a medidaque se produzcan.

3. Reunir un grupo con el número requerido de personas.

4. Asignar a alguien que se encargue de hacer respetar las siguientes re-gias:

· Suspender el juicio o crítica.

· Toda idea es aceptada y registrada.

· Anime a las pesonas a construir sobre las ideas de los demás.

· Anime a que se expresen las ideas "locas"o "fuerade lugar".

En el libro Seríous Creatívíty, Edward de Bono describe la tormenta de ideascomo una práctica tradicional de hacer pensamiento creativo deliberadamente,lo que ha traído como consecuencia que las personas crean que solamente sepuede pensar creativamente cuando se está en grupo. El propósito de la tor-menta de ideas es que los comentarios de las otras personas actúen como es-tímulos de sus propias ideas en una especie de reacción en cadena.

Los grupos no son de ninguna manera necesarios para pensar creativa-mente de forma deliberada, y en el libro Bono describe técnicas para generarideas de manera individual. En un grupo hay que escuchar a los demás y to-mar tiempo para repetir sus propias ideas de tal manera que capten la sufi-ciente atención. Pensar en grupo utilizando la tormenta de ideas puede, cier-tamente producir ideas pero, debería también utilizarse el pensamiento indivi-dual.

3.3. LISTA DE ATRIBUTOS.

Con esta técnica, se hace uso de los atributos de un producto o material deuna manera nueva. Se suelen emplear características tales como:

Forma.Peso.Densidad.Acabado superficial.Propiedades físicas: conductividad térmica, eléctrica, magnetismo, etc...

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3.4. LISTAS DE COMPROBACIÓN (CHECKLlSTS).

Se basan en listas de preguntas que se hacen sobre el producto, y suelenenglobar a las listas de atributos. Una de las listas más extendida es la Listade Preguntasde Osborn,que se adjuntaa continuación:

Lista de preguntas de Osborn

¿OTROS USOS?

¿Nuevos usos para lo existente?¿Otros usos si se modifica?

¿ADAPTAR?

¿Se parece algo a esto? ¿Sugiere otras ideas?¿Qué cosas semejantes se han dado en el pasado?¿A quién puedo emular? ¿Qué podría copiarse?

¿MODIFICAR?

¿Darle nueva forma?¿Cambiar su sentido, color, movimiento, sonido, olor, forma, aspecto?¿Hacer otros cambios?

¿AGRANDAR?

¿Qué se puede añadir?¿Más tiempo? ¿Más fuerte? ¿Más alto? ¿Más largo? ¿Más grueso?¿Añadir un valor suplementario? ¿Hacerlo más rápido?

¿DISMINUIR?

¿Qué se puede quitar? ¿Más condensado?¿Qué se debe hacer más pequeño?¿Hacerlo en miniatura?¿Más bajo? ¿Más corto? ¿Más ligero?¿Qué se puede suprimir?¿Cómo hacerlo más aerodinámico? ¿O más ergonómico?¿Cómo dividirlo en piezas? ¿Cómo rebajarlo de categoría?

¿SUSTITUIR?

¿A quién poner en su lugar? ¿Qué poner en su lugar?¿Qué otros ingredientes? ¿Qué otros materiales?¿Otros procedimientos? ¿Otras fuentes de energía?

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~ Ponerenotro'Uisr?¿Diferenteforma de resolverlo?¿Distintotono de voz?

¿REORDENAR?

¿Intercambiar los componentes?¿Otros modelos? ¿Un orden diferente?¿Otra secuencia? ¿Otro orden entre la causa y el efecto?¿Cambiar el aspecto? ¿Cambiar el orden temporal?

¿INVERTIR?

¿Transponer negativo en positivo? ¿Cuáles son los opuestos? ¿Cuáles sonlos negativos?

¿Cómo termina por arriba? ¿Debemos girarlo?¿Por qué no arriba en lugar de abajo? ¿Por qué no abajo en lugar de arriba?¿Cómo invertir los papeles?¿Cómo decirlo al revés? ¿Cómo hacer algo inesperado? ¿Qué se puede ha-cer por medio de la sorpresa? ¿Y si trucásemos el orden de desarrollo? ¿Porqué no hay una luz que vaya hacia arriba en lugar de hacia abajo?

¿COMBINAR?

¿Por qué no intentar una mezcla, una aleación, un conjunto o una combinación?¿Enlazar las unidades? ¿los fines? ¿los incentivos? ¿las ideas?¿Ordenar en función del tiempo?¿Ordenar en el espacio?¿Ordenar en función de la importancia relativa?

¿ELIMINAR?

¿Qué se puede quitar?¿Qué se puede excluir?¿Qué se puede rechazar?

¿SEPARAR?

¿y si lo dividiéramos?¿y si lo despegásemos? ¿Y si se desprendiera?¿y si lo pusiéramos aparte?

¿EQUILIBRAR?

¿Igualar?¿Balancearlo?¿Contrapesarlo?

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¿COMPRIMIR?

¿Cómo condensarlo?¿Cómo miniaturizarlo?

¿FABRICAR?

¿Necesitamos alguna habilidad?¿Alguna herramienta?¿Algún instrumento especial?

¿OTRO COLOR?

¿Azul, amarillo, rojo, verde?¿Pardo, naranja, oro, negro?¿A rayas, a motas, a flores, a cuadros?¿A manchas, tostado, gris, moreno?¿Plata, cobre, aluminio, verde aceituna, óxido?¿Bronce, tabaco, púrpura, marrón?¿Brillante? ¿Apagado? ¿Combinación de colores?

¿OTRA FORMA?

¿Hacerlo redondo, cuadrado, triangular, rectangular?¿Hacerlo pentagonal, hexagonal, heptagonal, octogonal ...? ¿Redondear las

esquinas?¿Marcar las esquinas y los ángulos? ¿Forma oval? ¿En U?¿Irregular? ¿Juntar varias formas? ¿Otras formas?

¿OTRO MATERIAL?

¿Plástico, papel, tela, papel, tela?¿Madera, aglomerado, contrachapeado?¿Cobre, latón, vidrio, c~rtón, caucho?¿Fibra de vidrio, nylon, aluminio? ¿Hierro, acero?¿Otro material? ¿Combinación de ellos?

¿OTRO PAís?

¿Suecia, Méjico, Estados Unidos, URSS?¿Polonia, India, China, Japón?¿Egipto, Argelia, España, Australia, Chile, Gran Bretaña?

¿OTRA ÉPOCA?

¿Prehistoria, Edad Media, Edad Moderna?¿Modernismo, Cubismo, Romanticismo?¿Renacimiento, Funcionalismo, Neoclasicismo?

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3.5.INVERSIÓN.

Para poder aplicar esta técnica, debe existir una solución previa. Consisteen considerar soluciones inversas a las adoptadas en algún caso particular.Una impresora, por ejemplo, es una inversión de la máquina de escribir. Parareducir los efectos de inercia de ésta, se invierte el movimiento, que antes lle-vaba el carro, al cartucho.

3.6. COMBINACIÓN.

Ejemplo de inversión: El movimiento de las aspas delmolino produce un giro, el giro del motor del helicóp-tero produce un movimiento.

Nuevamente, para aplicar esta técnica debemos emplear soluciones yaexistentes. Se trata de manipular las partes de la solución existente para al-canzar nuevas combinaciones.

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TEMA ,. DISEÑO DE PRODUCTO. MÉTODOS Y TÉCNICAS

Ejemplo de combinación

3.7. MÉTODO DE LAS PALABRAS ALEA TOR/AS.

El método de las "Palabras Aleatorias" es una poderosa técnica de pensa-miento lateral que es muy fácil de utilizar. Es con mucho la más simples de to-das las técnicas de creatividad y es ampliamente utilizada por la gente que ne-cesita crear nuevas ideas (por ejemplo, para nuevos productos). Los eventos"iluminadores" nos permiten penetrar en nuestros patrones de pensamiento demodo diferente. La asociación de una palabra aplicada a una situación "fuerade contexto" genera nuevas conexiones en nuestra mente, produciendo confrecuencia un efecto "Eureka" instantáneo, una idea o intuición.

Las entradas aleatorias pueden ser palabras o imágenes. Algunas técnicaspara obtener palabras aleatorias (deben ser sustantivos) son:

. Tener una bolsa llena de miles de palabras escritas en pequeñas tarjetasde papel. Cerrar los ojos, y sacar una palabra.

. Abrir un diccionario o un periódico en una página al azar y escoger unapalabra.

. Usar programas de ordenador generadores de palabras.

Es importante utilizar la primera palabra que se encuentre. Una vez esco-gida una palabra, se hace una lista de sus atributos o asociaciones con lapalabra. Luego se revisan cada uno de esos puntos y se intenta aplicar al pro-blema que está resolviendo.

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3.8. LOS SEIS SOMBREROS DEL PENSAMIENTO.

"Los Seis Sombreros del pensamiento" es una técnica de fomento a lacreatividad desarrollada por Edward de Bono a principios de los 80. Es unsistema que otorga su lugar al pensamiento crítico, pero no permite que éstedomine, como ocurre en el pensamiento ordinario.

De Bono distingue entre pensamiento creativo y pensamiento reactivo. Elpensamiento reactivo, en el que considera que se basa la mayor parte de delpensamiento occidental, se basa en el diálogo y en la argumentación dialécticay su utilidad consiste en saber reaccionar ante un interlocutor, pero no paragenerar propuestas. El pensamiento creativo se centra en cambio en producirpropuestas, establecer objetivos, evaluar prioridades y generar alternativas.

De Bono afirma que se puede aprender a aplicar el pensamiento creativo lomismo que se aprende cualquier habilidad. Para conseguirlo hay que raciona-lizar la confusión que caracteriza el pensamiento, en que la creatividad, la lógi-ca, la información o la esperanza se solapan. De alguna manera la técnica delos sombreros pretende racionalizar y separar esta confusión. También esta-blecen una intencionalidad de pensar, y de acuerdo con De Bono, es esa in-tención, unida a los movimientos que realicemos para alcanzarla la que con-vertirá una idea en realidad.

Los seis sombreros representan seis maneras de pensar y se deben consi-derar como direcciones de pensamiento más que etiquetas para el pensa-miento. Esto quiere decir que los sombreros se utilizan proactivamente y noreactivamente.

El sistema de los seis sombreros fomenta la creatividad frente a la defensade la propia opinión. Las personas pueden contribuir bajo cualquier sombrero(punto de vista) aunque inicialmente hayan sustentado un punto de vistaopuesto. La clave es que cada sombrero es una dirección de pensamiento envez de ser una etiqueta de pensamiento. La justificación para utilizar los SeisSombreros del Pensamiento se basa en las siguientes características:

. Fomenta el pensamiento paralelo. Ponerse un sombrero" implica dirigir laatención de forma consciente hacia una forma de pensar, lo cual da acualquier asunto seis puntos de vista diferentes.

. Fomenta el pensamiento en toda amplitud. Al pedir a alguien, incluso auno mismo, que se ponga un sombrero, se le está pidiendo que cambiede modo, que deje de ser negativo o se le está dando permiso para serpuramente emocional. .

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· Separa el ego del desempeño. Mientras alguien en un grupo "se pone unsombrero" está representando un papel, y por lo tanto está liberándosede las defensas del ego, que son responsables de los errores prácticosdel pensar.

El libro "Six Thinking Hats" (de Bono, 1985), explica el sistema, aunque hatenido algunas actualizaciones y cambios en la ejecución del método. A conti-nuación se expone un resumen de John Culvenor y Dennis Else, EngineeringCreative Design, (1995).

Hay seis sombreros metafóricos y el participante puede ponerse y quitarseestos sombreros para indicar el tipo de pensamiento que está utilizando. Laacción de ponerse y quitarse el sombrero es esencial. Los sombreros nuncadeben ser utilizados para categorizar a los individuos, aunque su comporta-miento parezca inducimos a hacerlo. Cuando se realiza en grupo, todos losparticipantes deben utilizar el mismo sombrero al mismo tiempo.

3.8.1. Pensamiento con el Sombrero Blanco.

Éste tiene que ver con hechos, cifras, necesidades y ausencias de informa-ción. "Pienso que necesito un poco de pensamiento de sombrero blanco eneste punto..." significa: Dejemos los argumentos y propuestas y miremos losdatos y las cifras.

3.8.2. Pensamiento con el Sombrero Rojo.

Éste tiene que ver con intuición, sentimientos y emociones. El sombrerorojo le permite al participante exponer una intuición sin tener que justificarla."Poniéndome mi sombrero rojo, pienso que es una propuesta terrible". Usual-mente, los sentimientos e intuiciones solamente pueden ser introducidos enuna consideración si son sustentadas por la lógica. Por lo general el senti-miento es genuino pero la lógica no es auténtica. El sombrero rojo autorizaplenamente al participante para que exponga sus sentimientos sobre el asuntosin tener que justificarlo o explicarlo.

3.8.3. Pensamiento con el Sombrero Negro.

Se emplea para formular enjuiciamientos negativos como forma de pensar.Se señala lo que está mal y los motivos por lo que algo no puede funcionar. Seintenta poner de relieve todos los elementos negativos. Se confronta una ideacon la experiencia pasada y también se la proyecta hacia adelante. El sombre-ro negro se utiliza para señalar por qué una sugerencia no encaja en los he-chos, la experiencia disponible, el sistema utilizado, o la política que se estásiguiendo. El sombrero negro debe ser siempre lógico.

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3.8.4. Pensamiento con el Sombrero Amarillo.

Tiene que ver con la lógica positiva. Por qué algo va a funcionar y por quéofrecerá beneficios. Debe ser utilizado para mirar adelante hacia los resultadosde una acción propuesta, pero también puede utilizarse para encontrar algo devalor en lo que ya ha ocurrido.

3.8.5. Pensamiento con el Sombrero Verde.

Éste es el sombrero de la creatividad, alternativas, propuestas, estímulos ycambios. Es el modo creativo, del movimiento y la provocación. Buscar alter-nativas es un rasgo esencial. Se intenta ir más allá de lo conocido, lo obvio y losatisfactorio.

3.8.6. Pensamiento con el Sombrero Azul.

Éste es el sombrero de la vista global y del control del proceso. No se enfo-ca en el asunto propiamente dicho sino en el "pensamiento" acerca del asunto."Poniéndome el sombrero azul, siento que deberíamos trabajar más en elpensamiento con el sombrero verde en este punto". En términos técnicos, elsombrero azul tiene que ver con el meta-conocimiento. Es el pensamiento queorganiza, propone o llama al uso a los otros sombreros. Define los temas a losque debe dirigirse el pensamiento y determina las tareas de pensamiento quese van a desarrollar. Se encarga de la síntesis, la visión global y las conclusio-nes.NOTA: Resumen de Edward de Bono's "Why Do Quality Efforts Lose TheirFizz?" Quality is No Longer Enough, The Journal for Quality and Participation,Septiembre 1991.

3.9. CUADROS MORFOLÓGICOS.

Este método de generación de alternativas fue desarrollado por Zwicky y sebasa en la combinación de soluciones a las subfunciones del producto paraobtener gran cantidad de alternativas.

A partir de un análisis funcional (su desarrollo se ve también en este tema)se dispone de las subfunciones que debe desempeñar el producto. A estassubfunciones, más simples de resolver que la función principal, se les asignandistintas soluciones, de manera que se tiene un conjunto de subfunciones y undeterminado número de soluciones a cada subfunción.

Con estos dos elementos se construye una matriz donde las filas se co-rresponden con las funciones y subfunciones y las columnas con las solucio-nes. La manera de proceder entonces se basa simplemente en seleccionarcombinaciones diferentes de soluciones por subfunción. Lógicamente, elnúmero de productos diferentes que se genera es igual al número total de

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combinaciones posibles, que suele ser muy alto. Por ello es necesario eliminargran parte de las mismas y centrarse en aquéllas que mejor cumplan las es-pecificaciones, o tratar de establecer criterios de selección.

Hay que notar que este método sirve para generar gran cantidad de alter-nativas, pero no es un apoyo en sí a la resolución del problema de diseño,pues se trabaje al nivel al que se trabaje, las soluciones a las subfuncionesdeben aportarse a priori.

3.10. MÉTODO DE CONVERGENCIA CONTROLADA O DATUM (S. PUGH).

Estrictamente, el método de convergencia controlada o DATUM no es unmétodo de ayuda a la creatividad. O mejor dicho, no es únicamente un métodode ayuda a la creatividad. Puede catalogarse también como un método de se-lección de alternativas, y de hecho en el libro Metodología del Diseño Industrial(Mónica García et al, 2001) aparece como un método de toma de decisiones.En realidad es una original mezcla de ambos, en el cual la selección de alter-nativas incluye un proceso de mejora y refinamiento de las existentes, de ma-nera que la solución final puede no ser íntegramente ninguna de las propues-tas al iniciar el proceso.

El propósito de cualquier método de evaluación es permitir que losprincipios de diseño se vean claramente y puedan ser manejados. El métodode la convergencia controlada fue desarrollado por Pugh en 1981. Utilizadirectamente el eje vertical de la matriz para expresar los criterios deselección, y el horizontal para expresar las distintas alternativas.

Una gran ventaja de este método frente a otros métodos de selección pormatrices, como ya se ha apuntado es que permite alternar el pensamiento di-vergente (análisis) y el convergente (síntesis), ya que es alternativamente unmétodo de generación de soluciones y otro de selección de las mismas. Unacaracterística esencial es la comparación de cada alternativa con una soluciónreferencia.

El método también hace difícil que la gente pueda imponer sus ideas pormotivos no razonados. El punto de vista variable, junto con los necesarios in-tentos por eliminar las características negativas de una solución aparente-mente menos aceptable en comparación con la solución referencia, produce laaparición de nuevas soluciones. Como el método es iterativo, las continuas ite-raciones expanden y contraen la matriz hasta el punto en que se alcanza laconvergencia en el mejor diseño.

Una solución referencia es aquélla que se considera la mejor; es decir,aquélla que más probablemente cumpla las restricciones de las especifica-ciones de diseño del modo más efectivo.

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Teniendo en cuenta que, de modo absoluto, es imposible evaluar todas lassoluciones posibles a un problema dado, y para minimizar las posibilidades deuna elección de solución errónea, se hace esencial desarrollar una formulacióny evaluación de soluciones de modo progresivo y disciplinado.

3.10.1. Procedimiento para el desarrollo del método.

1. Es esencial que todas las ideas sean generadas desde la perspectiva delas especificaciones, es decir, que todas sean soluciones a un mismo pro-blema con los mismos requerimientos y restricciones.

2. Habiendo establecido un número de soluciones posibles, representarlas enforma de boceto, con el mismo nivel de detalle para todas ellas.

3. Establecer una matriz de comparación y evaluación de conceptos, de mo-do que se comparen las distintas soluciones generadas frente a los crite-rios de evaluación.

4. Es conveniente que la matriz incorpore los bocetos relativos a cada solu-ción, de manera que el equipo de diseño tenga siempre presente cuál escada una.

5. Hay que asegurarse de que la comparación de las distintas soluciones esválida, es decir, que todas ellas son comparables a un mismo nivel.

6. Elegir los criterios frente a los cuales se van a evaluar las soluciones. De-ben estar basados en los requerimientos descritos en las especificaciones.Es esencial que los criterios de selección sean claros, entendidos y acep-tados por todo el equipo de diseño y recogidos por escrito para futuras re-ferencias.

7. Elegir un producto de referencia frente al cual se compararán las demáspropuestas. Si ya existe algún producto similar que se considera líder en elmercado, puede tomarse ése como primer referente. Si no existen diseñoscompetitivos del mismo tipo que los estudiados, se tomará una de las pro-puestas generadas.

8. Al comparar cada solución en cada criterio frente al modelo de referenciase puede usar la siguiente leyenda:

+ significa mejor que, más barato que, más fácil que... con relación alreferente.

significa peor que, más caro que, más difícil de desarrollar que...con relación al referente.

S se empleará si se considera que la solución comparada y el refe-rente satisfacen igualmente el criterio.

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9. Habiendo seleccionado el referente, realizar una comparación inicialdelas otras soluciones usando la simbología comentada. De este modo seestablece un patrón matricial en términos de "+","-"o "s" relativos al refe-rente.

10. Evaluar los valores de cada solución sumando el número de "+","-"y "s".Algunas soluciones presentarán resultados muy positivos (diseños fuer-tes), mientrasque a otras lesocurrirálocontrario(diseñosdébiles).

11. Examinar los puntos negativos de los diseños fuertes. ¿qué es necesariopara mejorar el diseño y eliminar dichos puntos? ¿es posible conseguirlo?Si es así, ¿puede ocurrir que las modificaciones realizadas afecten a losfactores positivos, perjudicándolos? Si se realizan mejoras en una solu-ción, deben ser introducidas en la matriz como una solución nueva, no al-terando la original.

12. Examinar los diseños débiles y estudiar sus puntos negativos intentandomejorarlos. Si ello es posible sin afectar a los aspectos positivos, se intro-ducirá la solución conseguida como una nueva.

13. Habiendo llevado a cabo los puntos 11 y 12 rigurosamente, los diseñosrealmente débiles deben ser eliminados de la matriz.

14. Si no aparece un cierto número de diseños fuertes como resultado de esteproceso, esto es indicativo de que:

· Los criterios son ambiguos, susceptibles de ser interpretados de distintomodo por los miembros del grupo; o bien puede darse el caso de queun criterio ya incorpore en su planteamiento otro u otros criterios, lo quegenera confusión.

· El hecho de que ningún diseño destaque del resto se debe a que en elfondo una o más soluciones son subconjuntos o pequeñas variacionesde otra.

Habiendo completado lo que podríamos llamar la evaluación inicial, los in-tegrantes del equipo de diseño habrán adquirido:

· Una mayor visión de los requerimientos de las especificaciones.

· Una mayor comprensión de los problemas del diseño.

· Una mayorcapacidadde proponersolucionespotenciales.

. Unamejorrelaciónentrelas solucionespropuestas,que puedegenerarnuevas soluciones.

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. Elconocimientode losfactoresquehacena undiseño más fuerte queotro.

. Un estímulo natural para producir ideas.

Una vez construida la nueva matriz se toma el producto más fuerte comonuevo "datum" de referencia y se repite el proceso.

Puede llegar a ser necesario repetir el procedimiento varias veces, refinan-do cada vez, para confirmar el enfoque adoptado. Dependiendo de la comple-jidad del proyecto, no es raro efectuar cinco o seis evaluaciones, y las compa-raciones en todos, antes de que un concepto único surja, el cual se lleva en-tonces a diseño final, detalle y fabricación.

Al poner este procedimiento muchas veces en práctica para establecer pro-ductos nuevos o mejorados, se ha encontrado que las limitaciones al pensa-miento creativo son minimizadas. La dificultad fundamental de carencia deconvergencia a la mejor solución se evita, mientras los participantes tienencampo abierto para considerar el enfoque. En otras palabras, habiendo con-fluido de una manera controlada, ellos son todavía capaces de pensar diver-gentemente sobre el mismo problema.

Al discutir la convergencia controlada como un procedimiento para el usoen la etapa conceptual de diseño, debería indicarse que, como un enfoque,puede usarse a cualquier nivel en el diseño, desde el concepto más complejoal componente más simple de detalle. Es una herramienta para clasificar ideasa cualquier nivel: el sistema, subsistema o componente.

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Autonomla de la batería S S S S + +

Radio de giro + _ + + + +Volumen abierto + - + S _ +

Volumen plegado + + + + _ +Anchura mínima de paso S + + S - SCapacidad de carga + S + S S -Dimensiones de los mandos + _ + _ _ _

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Ejemplo de matriz para el método DA TUM. El producto de referencia es el primero.

El resto se compara con él. La suma de +, - Y S permite ver qué modelos son más fuertes que el referente.

Se muestra la primera iteración.

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Segunda iteración. Se toma el más fuerte de la primera como DATUM y se introducenmodelos mejorados. Es posible mantener los originales también.

Se ha eliminado un modelo débil poco mejorable.

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Pendiente máxima. + S S S

Autonomía de la batería S S S S

Radio de giro S - + -Volumenabierto + - + +

Volumenplegado + - + +

Anchura mínima de paso S + S S

Capacidad de carga + S S -Dimensionesdelosmandos + S + -Estética + S + S

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Primero, los criterios deben ordenarse según su importancia, y a cada unose le da un factor de ponderación o peso basado en una escala de 1-5 o 1-10,normalmente. Cuanto mayor es el factor de ponderación, más importante esese criterio frente a los otros. Después, las distintas solucionesse relacionancon los criteriosy se les asigna también un valor entre 1-5o 1-10.Lasoluciónque parecesatisfacermejor el criterio, recibe la puntuaciónmás alta.

Los valores ponderados de los criterios se multiplican por los valores rela-cionados de las soluciones para dar una puntuación total a cada alternativa.Lógicamente, las soluciones con mejor puntuación serán las que mejor cum-plan los criterios.

La principal razón para emplear el método de relaciones y pesos es quepermite manejar números asignados a parámetros no cuantificables (estéticos,de compatibilidad, de material, de mantenimiento...) y esto permite emplearuna base a la cual pueden reducirse los distintos criterios.

Es necesario distinguir el proceso de evaluación del de optimización, preci-samente por este hecho, la existencia de parámetros no cuantificables. Al usarel método de convergencia controlada, no se emplean ponderaciones numéri-cas, pero se ha observado que es útil el graduar los criterios según tres niveles(alto, medio, bajo). El empleo de ponderaciones numéricas es más provechosocuando existen precedentes de líneas de producto fuertes.

4. ANÁLISIS FUNCIONAL.

4.1. INTRODUCCI6N.

El Análisis Funcional es un método propuesto por Lawrence D. Miles comoparte de un método de reducción de costes. Miles define una función como unefecto físico o propiedad de un determinado material, destacando la posibili-dad de conseguir esa misma función por otros medios. El objetivo es separarla acción que se efectúa del producto o componente del producto que la llevaa cabo. Esto permite buscar nuevas soluciones a un mismo concepto. Poste-riormente dicha función se asociaría al cumplimiento por parte del producto deuna necesidad del mercado, con lo que se puede definir una función como laacción o efecto que realiza el producto para cubrir una determinada expectati-va del consumidor.

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- - - - - -


El Análisis Funcional es útil fundamentalmente en dos ámbitos: en el diseñoconceptual de productos nuevos o como complemento a otros métodos demayor alcance, normalmente empleados en rediseño de productos (análisis devalor o TRIZ, por ejemplo).

En el Análisis Funcional se parte de la consideración de que los productosproducen efectos (funciones). El análisis funcional busca identificarlos, des-componerlos en efectos subordinados, y definir así lo esencial de esas entida-des en cuanto productoras de efectos. Luego, el Análisis Funcional examinaesos efectos analizados como una respuesta a necesidades o problemas de-tectados en el consumidor. Es decir, estudia la relación de adecuación o finali-zación entre el producto y las necesidades y problemas del cliente.

El enfoque visual del Análisis Funcional consiste en considerar el productocomo una caja negra (es decir, un elemento del que se desconoce lo que con-tiene) que se encarga de transformar un estado inicial en un estado final.

EstadoInicial . Producto

Estado~ final

El objetivo es dilucidar qué acciones se deben llevar a cabo dentro de lacaja negra para poder transformar el estado inicial en el estado final. En pro-ductos como los electrodomésticos el proceso está muy claro. Una tostadora,por ejemplo, es un producto que transforma un estado inicial (pan natural) enuno final (pan tostado). Dentro de la caja negra hay una serie de funciones queposibilitan esa transformación. En otros productos el proceso o los estados ini-cial y final quizá no están tan claros, pero existen.

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Estado inicial, solución y estado final. En este caso, la caja negra se convierte enuna silla de ruedas, capaz de convertir el estado inicial en el final.

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4.3. CÓMO DEFINIR LAS FUNCIONES.

4.3.1. Definición de necesidades.

En primer lugar, es necesario conocer qué necesidad busca cubrir el con-sumidor al adquirir el producto. Para ello hay que pensar en las relaciones en-tre el problema al que el consumidor quiere dar solución y las característicasque debe o debería tener el producto a diseñar. Se pueden hacer preguntascomo ¿qué debe hacer el producto? ¿por qué debe hacer eso? ¿debe haceralgo más? ¿puede hacerse de otro modo?

Para llegar al conocimiento de las demandas del consumidor se puedenemplear las técnicas descritas para el desarrollo de los pasos iniciales delQFD (cuestionarios, modelo de Kano, estructuración de las demandas, etc...).

4.3.2. Formulación de funciones.

Una vez se tiene claro el propósito del producto (a qué necesidad se estádando solución), es preciso formular las funciones que debe cumplir. Este pro-ceso exige cierto grado de abstracción por parte del ingeniero, pues no es fácilalejar de la mente la imagen de un producto concreto o de sus característicasa la hora de definir las funciones. Una manera de conseguir este objetivo esseguir los pasos descritos a continuación:

1Q.Determinar cuál es la misión del producto o del componente. Averiguarqué es lo que debe hacer ese producto.

2Q.Describir dicha misión. Anotar cómo lleva a cabo su misión.

3Q.Formular la tarea de manera sucinta, con estructuras de la forma 'ver-bo+sustantivo' .

4Q.Efectuar un distanciamiento de la descripción inicial. Se pretende de estamanera abrir el campo de posibilidades y buscar la función última quecumple el producto. Muchas veces, la existencia de productos que cubrende alguna manera una función bloquea el proceso de abstracción impi-diendo ver cuál es la necesidad última que se tiene que satisfacer.

El Análisis Funcional utiliza modelos verbales que expresan una relación.Así, para definir una función como una relación d~ adecuación deseada' a

ciertas necesidades (o de soluciones a ciertos problemas) hay que comenzarpor preguntarse sobre el efecto que produce el producto considerado.

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Se emplea para formular verbalmente estas preguntas una proposición quedebe contener un verbo en infinitivo (una frase verbal, que responde mejor a laactividad deseada, a la dimensión dinámica de la función), y un sustantivo (ofrase nominal). Al expresar las funciones conviene tener en cuenta:

1) El verbo en infinitivo indica la acción deseada. Por esta razón se debeemplear verbos transitivos (referidos al objeto sobre el que actúan).

2) Los sustantivos (o frase nominal) indican objetos a que se dirige la ac-ción formulada en el verbo.

3) Debe formularse a un cierto nivel de abstracción - distanciamiento a loconcreto.

A tener en cuenta...

Los sustantivos tienen que representar características mensurables o compa-rables, los verbos deben orientarse a la acción. Hay que evitar verbos en pa-sivo, o verbos indirectos (como suministra, da, prepara, etc.) que aportanmenos información concreta.

Evitar frases en que se describen objetivos o metas como optimizar, maximi-zar, prevenir...

Efectuar una lista con numerosas combinaciones de dos palabras en refe-rencia a la función a describir, y seleccionar luego la mejor combinación.

Esta circunstancia hace que el análisis funcional sea en la práctica más útilen el rediseño de productos, donde es más fácil (o quizá menos arriesgado)plantear nuevos conceptos para las funciones, que en el nivel de productoscompletos (donde un nuevo planteamiento del concepto puede suponer quizáreestructurar toda la empresa). Por ejemplo, una solución conceptualmentenueva para la función transportar al usuario sería un sistema que sustituyera lasilla por unas extremidades artificiales. Lógicamente, la tecnología a emplearcambia completamente, pero la función a satisfacer es la misma. El ejemplo dela máquina de escribir, sustituida por la combinación ordenador-procesador detexto, es típico. Pero siempre es mucho más arriesgado intentar proponer unasolución nueva a un producto completo que a uno de sus subsistemas o com-ponentes.

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EJEMPLO: Silla de ruedas.

1Q Determinar cuál es la misión del producto o del componente.

En el caso de la silla de ruedas, la tarea a realizar es la de desplazar apersonas con movilidad reducida.

2QDescribir dicha misión.

En el caso de la silla de ruedas, el producto transforma la fuerza propia ode agentes externos en un movimiento dirigido.

3QFormular la tarea de manera sucinta, con estructuras de la forma 'ver-bo+sustantivo'.

La función en este caso sería transportar al usuario.

4QEfectuar un distanciamiento de la descripción inicial.

En este caso, la función está formulada de manera suficientemente ge-neral. Transportar al usuario es una función suficientemente abierta. Sinembargo, el hecho de que partamos del análisis de una silla de ruedas nosestá condicionando una parte importante del campo creativo. Nos va a serdifícil pensar en medios de transporte en los que el usuario no vaya senta-do, o incluso en medios de transporte diferentes a una silla de ruedas,cuando puede haber muchos otros que realicen esa misma función.

4.4. ESTRUCTURACIÓN DE FUNCIONES.

Hasta ahora se ha hablado de detectar la misión del producto como la fun-ción que debe desempeñar para satisfacer una demanda del consumidor. Esamisión es lo que se llama función principal. Pero, está claro, sólo los productosmuy sencillos tienen una única función. El siguiente paso en el proceso con-siste en determinar las funciones secundarias y terciarias si las hay.

La manera de clasificar estas funciones depende del criterio que se escoja.Algunos de ellos son:

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4.4.1. Clasificación según su importancia.

Las clases de funciones sirven para elaborar una ordenación según su ma-yor o menor importancia.

Funciones principales o fundamentales: Son las que aportan la utilidadbuscada primariamente por el usuario del producto, es decir, la razón de laexistencia del producto. Designan tareas o fines fundamentales del productopara el cliente. La pregunta que define la función es: ¿Qué busca el cliente deeste objeto? Para cumplir una función fundamental se necesitan los efectoslogrados por determinadas características del objeto o por otras funciones au-xiliares.

Funciones secundarias o auxiliares:En la práctica, toda función o tareaprincipal se subdivide y realiza a través de tareas secundarias. Una funciónauxiliar sólo existe para permitir se realice una función principal, o bien paracomplementaria y mejorarla, aportando valor añadido al producto. En generalse presentan como "consecuencia" de tener que realizar una elección en lamaterialización de la función principal, y por tanto a un nivel de menor abstrac-ción. Es en las funciones secundarias donde es más fácil realizar eliminacio-

nes, sustituciones o innovaciones, como ya se ha comentado anteriormente.

Las funciones secundarias o auxiliares describen la forma en que el usuariode las prestaciones del objeto las concibe en su detalle. Esta descripción deta-llada implica la descomposición del objeto analizado en sus distintos elemen-tos: partes, procesos, subconjuntos, etc.

Funciones innecesarias y/o perjudiciales: Se trata de aquellas que noaportan utilidad ni al productor ni al cliente, que no contribuyen a que el objetofuncione realmente mejor, o a que se venda mejor; y en el caso de perjudicarincluso al cumplimiento de las funciones exigidas serán funciones perjudicia-les. En este caso, lo que se busca es reducir su efecto todo lo posible. El he-cho de que en un producto aparezcan funciones de este tipo se puede deber avarias causas.

. Modificación en las exigencias planteadas al objeto.

. Información incompleta sobre lo que espera realmente el usuario del ob-jeto.

. Conocimientos incompletos, lagunas de conocimiento técnico propio,falta de percepción sobre las propias posibilidades.

. Contradicciones tecnológicas que suponen el empeoramiento de una ca-racterística al pretender mejorar otra.

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FUNCiÓN PRINCIPAL: Como se ha comentado antes, la función principalsería desplazar al usuario.

FUNCIONES SECUNDARIAS: En esta categoría entran todas aquellasfunciones que posibilitan ese desplazamiento:

Recoger fuerza (propia o externa).

Transformar fuerza en desplazamiento.

Dirigir desplazamiento.

Regular desplazamiento. Soportar al usuario.

Soportar el conjunto.

FUNCIONES TERCIARIAS: En un producto de cierta complejidad es fácilllegar a niveles funcionales terciarios. En este caso, por ejemplo, la funciónSoportar al usuario (en el buen sentido de la expresión) tendría subfuncio-nes de carácter ergonómico:

Soportar adecuadamente la espalda.

Soportar los brazos y piernas.

Permitir el cambio de postura. [Nótese que en este caso, la función no esimprescindible para la realización de su función superior (no es necesarioque se pueda cambiar de postura para soportar al usuario), pero suponeuna mejora, y en muchos casos este tipo de funciones viene demandadopor el usuario, por imposición normativa o por consideraciones técnicas].

FUNCIONES INNECESARIAS: Son efectos que se producen como conse-cuencia del uso del producto y que deben minimizarse. En el caso de la si-lla de ruedas, por ejemplo, la posición sentada mantenida de modo prolon-gado puede producir escaras en el usuario. El tejido del asiento puede difi-cultar la transpiración de las zonas en contacto. Si la silla es eléctrica su-pone un consumo de energía (y si es manual un esfuerzo físico por partedel que la impulsa), ete.

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4.4.2. Clasificación según el tipo de prestación.

Esta clasificación considera la característica de la función, estableciendocategorías según dicha característica.

· Funciones técnicas: Son las que responden a las especificaciones deutilización de un objeto, técnica y económicamente. En estas funcionesse exige calidad, fiabilidad (nivel de prestaciones garantizado durante uncierto período), eficiencia en el uso de los factores empleados, etc.

· Funciones de uso o manejo: Permiten al usuario manejar el producto demanera que pueda obtener de él las funciones técnicas esperadas.

· Funciones de seguridad: El manejo o empleo del producto no debe impli-car riesgos, por lo que se deben incorporar funciones destinadas a mini-mizarlos o eliminarlos.

· Funciones de imagen, de estética, de efecto psicológico: Responden a lasatisfacción de necesidades de tipo subjetivo generadas por modas otendencias de gusto en la sociedad o sus grupos. Describen característi-cas exteriores que no dependen del cumplimiento técnico o de la mani-pulación del objeto, pero deseadas por el cliente. El diseño de un pro-ducto debe permitir la obtención de las funciones técnicas, de uso y deimagen o estimación.

4.5. ÁRBOL DE FUNCIONES O DIAGRAMA DE FUNCIONES.

Las funciones detectadas a lo largo del proceso anterior pueden ser inde-pendientes o estar relacionadas unas con otras. El cumplimiento de unas pue-de exigir se hayan cumplido otras. El conjunto de las funciones desarrolla unefecto global que se designa como la función total del objeto. Para realizar elAnálisis Funcional es necesario determinar qué relaciones existen entre lasdistintas funciones parciales del producto.

Esta estructuración suele plasmarse en forma de árbol funcional, en el quelas funciones se relacionan en forma de árbol de familias de funciones. En la

clasificación y ordenación de funciones se pasa desde el nivel más general almás concreto.

54


Resistircarga

Soportarelementospropios

Mantenerusuario

Soportarelementosauxiliares

Soportarconjunto

Resistirsobrecargas

Proporcionarmovilidadal

usuario

{Adaptarpostura

Asegurar

{Amortiguaragentes

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Protegerdelesiones

Asegurarposiciónde usuario

-fRecogerfuerza

de usuario

Transformarfuerza Transmitirfuerzaen movimiento

Generarmovimiento

Transportarconjunto -(

RecibirordenDirigirmovimiento

Adoptardirección

-fFrenaren movimiento

Detenermovimiento Inmovilizaren parado

Inmovilizarentransporte

Posible árbol funcional para un producto que resuelva la función "Propor-cionar movilidad al usuario". Probablemente un enunciado más adecuadosería "Trasladar al usuario", para determinar más el tipo de movilidad. Sedebe notar que el análisis funcional se ha llevado a cabo de la manera másgeneral posible, de modo que en ningún momento se presupone que el pro-ducto es una silla de ruedas. Este tipo de análisis se debe hacer cuando sequiera buscar una solución totalmente innovadora para un problema deter-minado, es decir, cuando se busca un producto totalmente distinto que reali-ce la misma función. El planteamiento del análisis funcional cambia si el pro-pósito no es ése, sino rediseñar un producto ya existente. En tal caso se po-dría asumir que existe un producto base (en el ejemplo, una silla de ruedas),con lo cual deberían aparecer más funciones propias de dicho producto (porejemplo, en la rama del árbol UAdaptar postura' podrían figurar funcionescomo "Ajustar altura de asíentd', "Sujetarcuelld' o similares).

55


41~' ~~ FA~T (FlJN~TfQN ANA~ y~(~ ~Y~T'M T'~f1N(~V~J ~~M~f1'fm~-MIENTAPARAELANÁLISIS¡:UNCIONAL.

El Análisis Funcional de Sistemas Técnicos (FAST en inglés) es una pro-puesta de Charles Bytheway para dotar de método al Análisis Funcional, ycomo una alternativa al Análisis de Valor.

La diferencia entre FAST y el análisis de valor radica en el uso de una lógi-ca intuitiva para determinar y probar las dependencias de las funciones y laproyección gráfica del sistema en un diagrama de dependencia de funciones.Otra diferencia principal está en analizar un sistema como una unidad com-pleta, en vez de analizar los componentes de un sistema. Al estudiar sistemasse ve más claramente que las funciones no son independientes. Un sistemaexiste porque las funciones forman vínculos de dependencia con otras funcio-nes. La importancia del FAST es que se muestran gráficamente esas relacio-nes y resulta más fácil estudiar un producto de cara a introducir mejoras.

Hay dos tipos de diagramas FAST, el diagrama técnico y el diagrama delcliente. Un diagrama técnico FAST sirve para entender los aspectos técnicosde una parte concreta de un producto total. Un diagrama del cliente se centraprincipalmente en los aspectos de un producto por los que el cliente se preo-cupa y no ahonda en los tecnicismos.

4.6.1. Cómo se construye un modelo FAST.

El diagrama FAST muestra una disposición horizontal denominada dimen-sión Cómo/Por qué (How/Why). El nombre se debe a que éstas son las pre-guntas que se deben hacer para estructurar la lógica del sistema que constitu-ye el producto. Comenzando con una función, preguntamos cómo se realiza.Esta línea de interrogarse y pensar se lee de izquierda a derecha. Para abs-traer el problema a un nivel mayor, hay que preguntarse por qué se realiza esafunción. Esta línea de lógica se lee de derecha a izquierda.

Subyace una lógica esencial asociada con la línea Cómo/Por qué del dia-grama. Por una parte, al emprender cualquier tarea es mejor partir de los obje-tivos de la misma, para después examinar cómo alcanzarlos. Al estudiar cual-quier función en el modelo FAST con la pregunta Por qué, la función a su iz-quierda expresa el cometido de esa función. La pregunta Cómo es respondidapor la función a la derecha, y es una manera de realizar esa función.

En segundo lugar, el hecho de variar una función en el camino Cómo/Porqué afecta a todas las funciones a la derecha de esa función. Se trata de unefecto dominó que sólo funciona en sentido de izquierda a derecha. Comen~zando en cualquier sitio en el diagrama FAST, si una función se modifica, los

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objetivos son todavía válidos (las funciones a la izquierda), pero el método pa-ra lograr esa función, y todas las demás a la derecha se ven afectados.

Por último, el construir el modelo en sentido Cómo obliga al equipo de dise-ño a centrarse en cada función del modelo. Una buena regla para trabajar conun diagrama FAST es construir en sentido Cómo (de derecha a izquierda) ydespués probar la lógica en sentido Por qué.

Nota.

Hay que notar que, dado que la manera de progresar en la dirección Có-mo del diagrama es ofrecer una manera de conseguir el cumplimiento de unafunción anterior, poco a poco las funciones dejan de serio para convertirse ensoluciones. Dicho de otra manera, cuanto más se avanza en la direcciónCómo, menos abstracto es el elemento que nos encontramos, y se pasa deun problema (función a ejecutar) a una solución (sistema que la ejecuta)

La orientación vertical del diagrama FAST está descrita como la direcciónCuándo (When). No es una parte del proceso lógico intuitivo, pero suple alpensamiento intuitivo. Aunque se le denomine Cuándo, no indica una dimen-sión temporal, sino causa y efecto.

Las líneas de alcance representan los límites del estudio y se muestrancomo dos líneas verticales en el diagrama FAST. Las líneas de alcance deli-mitan el "ámbito del estudio del producto", o ese aspecto del problema con elque el equipo de estudio se enfrenta. La línea izquierda de alcance determinala función básica del estudio. Las funciones básicas siempre serán las prime-ras funciones inmediatamente a la derecha de la línea izquierda de alcance.La línea derecha de alcance identifica el comienzo del estudio y separa la fun-ción de entrada del alcance del estudio.

El objetivo del estudio se llama la "Función de Mayor Orden", localizada a laizquierda de la función básica y fuera de la línea izquierda de alcance. Cual-quier función a la izquierda de otra función es una "función de mayor orden"que ella. Cualquier función a la derecha de otra función es una "función de or-den inferior" y representa un método seleccionado para llevar a cabo la prime-ra función. (Esto suena a "parte contratante"...)

La función situada inmediatamente a la derecha de la línea izquierda de al-cance representa el propósito o la misión del producto sometido a estudio y sellama Función Básica. Una vez delimitada, la Función Básica no cambiará. Sila Función Básica falla, entonces el producto o proceso perderá su valor

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- --


comercial,puessencillamentenocumpliráconsu cometido.Todaslasfuncio-nes a la derecha de la función básica reflejan la solución conceptual seleccio-nada para satisfacer la función básica.

El diagrama describe el método considerado o elegido, para alcanzar lafunción básica. El diagrama puede representar bien las condiciones actualesdel producto (cómo es un producto actual que resuelve una función) o las con-diciones ideales o abstractas (cómo debe ser un producto que desempeñe esafunción). Por regla general, es mejor crear un modelo ideal que uno real, inclu-so si lo que se pretende es mejorar un producto ya existente. Este enfoqueproporciona a los miembros del equipo de desarrollo del producto una oportu-nidad para comparar el ideal con el actual y ayuda a buscar la manera de re-ducir las diferencias. El modelo real es útil para buscar la causa de problemasen un determinado producto, pero no para diseñar uno nuevo o mejorar uno yaexistente.

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Funciónde I Función IFunciónI~E :

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I II CUÁNDO I

Líneadel . CÓMO ILneade

AlcanceL_+ ~ PORQUE JAlcance

Cualquier función en el camino lógico Cómo/Por qué es una función lógicadel camino. Si las funciones a lo largo de la dirección Cuándo desembocan enla función básica, entonces están ubicadas en el camino lógico principal. Si elcamino Cuándo no conduce directamente a la función básica, es un caminológico menor. El cambiar una función en el camino lógico principal alterará odestruirá la forma en que se realiza la Función Básica, mientras que el cambiaruna función en un camino lógico menor alterará una función independiente querealza la Función Básica pero no es indispensable para que ésta se alcance.Las funciones de refuerzo o independientes son usualmente secundarias yexisten para cumplir con las especificaciones de las funciones básicas o debi-do a una solución particular.

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TEMA ,. DISEÑO DE PRODUCTO. MÉTODOS Y TÉCNICAS

Las funciones independientes describen una mejora o un control de unafunción localizada en el camino lógico principal. No dependen de otra función uotro método seleccionado para realizar esa función. Las funciones indepen-dientes están ubicadas por encima de la función lógica del camino, y son con-sideradas secundarias.

La siguiente fase del proceso es dimensionar el modelo FAST o asociar in-formación a sus funciones. Hay muchas formas para dimensionar un modeloFAST. Una de ellas, llamada Grupos de Funciones (Clustering Functions),permite utilizar el FAST como alternativa al Análisis de Valor:

El modo Grupos de Funciones supone dibujar límites con líneas punteadasalrededor de grupos de funciones para configurar subsistemas. Agrupar fun-ciones es un buen modo de ilustrar objetivos de reducción de costes y asignarobjetivos de diseño para conceptos nuevos de diseño. Para la reducción decostes, el equipo de diseño construiría un diagrama FAST del tipo real, agru-paría las funciones en subsistemas, asignaría costes a cada subsistema yasociaría costes objetivo a cada uno.

¿Cuándo emplearlo?

Después de lo visto, puede pensarse que quizá es una pérdida de tiemporealizar un análisis funcional de un producto que ya está establecido en elmercado y del cual se conoce cómo funciona y cómo hacer que funcione. Enmuchas ocasiones no procederá el realizar un análisis funcional de un pro-ducto completo, pero tampoco es prescriptivo. Podemos plantear dicho análi-sis para introducir una nueva función en un producto ya existente y para de-terminar qué sistemas la van a desarrollar. O también podemos planteamosel modificar la manera en que un producto realiza una determinada función,para ofrecer alternativas. Bajo este aspecto tan cerrado, el análisis funcionalobliga a plantearse por qué las cosas son como son, y si pueden ser de otramanera, y esa apertura de pensamiento es la esencia de la creatividad.

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5. ANÁLISIS DEL VALOR.

5.1. INTRODUCCIÓN.

El análisis del valor también fue desarrollado por Lawrence D. Miles, padredel análisis funcional. En realidad, los términos Análisis del Valor, AnálisisFuncional, Ingeniería del Valor o Gestión del Valor están muy relacionados yse emplean muchas veces indistintamente. El análisis del valor es un métodoque pretende mejorar el valor de un producto o proceso mediante el análisisde los componentes que lo integran, sus funciones y los costes asociados acada uno. El objetivo final es el de reducir el coste del producto sin mermar sufuncionalidad. Para ser más precisos, pretende mejorar la relación fun-ción/coste, lo cual puede conseguirse actuando sobre cualquiera de los ope-randos.

Bajo el punto de vista del análisis del valor, éste se entiende como la rela-ción entre los beneficios que aporta un determinado producto frente a los cos-tes que supone. En realidad, haciendo una abstracción que en diseño de pro-ductos es fundamental, es fácil ver que el consumidor no demanda en realidadun determinado producto, sino la satisfacción de una necesidad. El productono es sino el medio de cubrir dicha necesidad. El desarrollar funciones ade-cuadas a las necesidades a un coste menor supone diseñar productos de ma-yor valor (igual función a menor coste).

El análisis del valor puede emplearse para analizar un producto o proceso,con el fin de determinar el valor real de cada componente o en la etapa de di-seño de detalle, para intentar recortar costes, determinando los componentesque se pueden optimizar. Hay que tener en cuenta que para llevar a cabo esteanálisis es necesario conocer los costes completos y desglosados de cadacomponente. Por ello gran parte del peso de este método se dirige hacia el re-diseño de productos ya existentes.

Conceptos del Análisis del Valor

Necesidad: Algo que es necesario o deseado por el cliente.

Función: Acción que realiza un producto por la cual se satisface la necesidadde un consumidor.

Coste: Precio que el consumidor debe pagar para disponer del producto (pa-ra cubrir su necesidad)

Valor. Es la relación entre una función destinada a satisfacer la demanda deun consumidor y el coste de dicha función.

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Las funciones se pueden estructurar jerárquicamente, a partir de una fun-ción prIncipal, que es la que debe cubr~rla necesidad del consumidor, a la quele siguen una serie de funciones secundarias, que sirven de apoyo a la prime-ra. Este árbol de funciones (o árbol funcional del producto) se emplea en mu-chos otros métodos de desarrollo de productos, y ya se comentó en el aparta-do correspondiente al análisis funcional de productos.

El producto se divide en los componentes que lo integran, los cuales se rela-cionan después con las funciones a las que contribuyen. El valor del productopuede aumentar mejorando o sustituyendo los componentes individuales.

La aplicación del método es complicada, porque requiere además de unanálisis profundo del producto que hay que mejorar, un enfoque innovador pa-ra encontrar alternativas. Puede realizarse en combinación con métodos debúsqueda de soluciones técnicas, sobre todo TRIZ.

5.2. EL PROCESO DEL ANÁLISIS DE VALOR.

El análisis de valor se basa en un plan de trabajo sistemático que se puededividir en cinco fases, que recuerdan bastante a un proceso de resolución deproblemas clásico. Se detallan a continuación:

5.2.1.Preparación y recogida de información.

Consiste en determinar qué producto hay que analizar (bien un productoconcreto, bien una gama con piezas comunes, por ejemplo) y posteriormenteidentificar y establecer prioridades entre los clientes del mismo.

Del mismo modo, se debe disponer de la información relativa a costes defabricación, ya sea de un producto acabado o estimaciones de coste realiza-das sobre un determinado diseño. Lógicamente, las primeras son más preci-sas, por lo que el método es muy útil en casos de rediseño o perfecciona-miento de productos ya existentes.

5.2.2. Análisis.

En esta fase se analizan las funciones del producto, mediante el análisisfuncional, cuyo objetivo consiste en identificar las funciones realizadas por unproducto o sus componentes. A las funciones se les asigna una importancia yun coste. Esos costes se deben cuantificar, lo que llevará a una lista de fun-ciones ordenadas según su importancia y valor. De esta manera se dispone deuna tabla en la que se puede contrastar la importancia de una determinadafunción frente al coste que supone dentro del conjunto del producto. .

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Esta fase del análisis de valor es fundamental en el proceso de diseño,pues supone la traducción de necesidades en funciones que las satisfagan, locual es la base de metodologías como el QFD, también descrtio en un aparta-do del presente volumen.

5.2.3. Generación de soluciones.

En esta fase es muy conveniente utilizar técnicas creativas para ayudar a lageneración de soluciones que aumenten el valor del producto. A partir del aná-lisis de las funciones y costes se lleva a cabo la búsqueda de los medios quepermitan la eliminación, cambio o mejora de los componentes y funciones. Esimportante buscar distintas maneras de satisfacer las funciones básicas, aun-que no sean las establecidas tradicionalmente. Hay que considerar la función,no el producto, por lo que es necesario limpiar la mente de ideas preconcebi-das y tratar de hablar en términos de funciones, olvidando la materializaciónque supone el producto.

5.2.4. Evaluación de alternativas.

En esta fase se comparan las ideas de acuerdo con unos criterios preesta-blecidos (grado de mejora, viabilidad técnica, simplicidad, coste de implanta-ción...) de modo que se pueda escoger la óptima para dichos criterios. Elequipo encargado del análisis de valor necesitará un análisis objetivo de lasideas que se generen en la fase creativa. En este punto, es posible empleartécnicas de evaluación o de toma de decisión.

5.2.5. Implantación de las mejoras y control del proceso.

En esta fase se lleva a cabo toda la documentación del proyecto, descri-biendo las mejoras aportadas y el plan de implantación de las mismas. Aquíintervienen las técnicas de gestión de proyectos.

5.3. EL ANÁLISIS DE VALOR EN EL PROCESO DE DISEÑO DE PRODUCTOS.

Como se vio al hablar del análisis funcional, identificar la función en lostérminos más amplios facilita el pensamiento divergente porque da la máximalibertad para desarrollar alternativas de modo creativo.

La función designada como "básica" representa la función operativa del ar-tículo O el producto y debe ser mantenida durante el proceso de diseño. De-terminar la función básica de componentes individuales puede ser relativamente

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simple. Por definición las funciones básicas no deben cambiar, y la forma enque dicha función se va a conseguir depende de las soluciones que el equipode diseño sea capaz de aportar.

Al comprar un producto se asume que es funcional, y por tanto que va acumplir la función básica para la que fue diseñado y fabricado. La atención delcliente se dirige entonces hacia esas funciones secundarias visibles del pro-ducto, funciones añadidas que determinan el mayor valor del producto res-pecto a otros. Desde un punto de vista del diseño de producto, los productosque son percibidos como de alto valor primero se ocupan del conseguir alcan-zar la función básica y cumplir las especificaciones fundamentales del pro-ducto. Una vez que las funciones básicas están satisfechas, el equipo de dise-ño puede centrarse en las funciones secundarias necesarias para atraer a losclientes o para solucionar problemas o demandas secundarias. Las funcionessecundarias están incorporadas en el producto como características para so-portar y realzar la función básica o como estrategia de venta. La eliminaciónde funciones secundarias que no son de gran importancia para el cliente pue-de reducir el costo del producto y aumentar así su valor.

La contribución de coste de la función básica, por sí misma, no establece elvalor global del producto. Sin embargo, aunque la contribución de coste de lafunción básica es relativamente pequeña, su pérdida causará la pérdida delvalor comercial del producto, puesto que nadie va a comprar un producto queno realiza su función.

Un objetivo del análisis de valor, mejorar el valor de un producto reduciendola relación coste/función, se puede conseguir eliminando o combinando tantasfunciones secundarias como sea posible.

Las estimaciones de coste detalladas son importantes después del análisisfuncional, para evaluar las propuestas de mejora de valor. La contribución delcosto total y parcial de las funciones del producto bajo estudio guiará al equipoa través de la selección de funciones a mejorar.

Una variación de la matriz Coste-Función es la Matriz de Análisis de Valor.Esta matriz se deriva de la metodología QFD, que se estudia en un apartadoposterior. La matriz de Análisis de Valor presenta dos ventajas frente a la ma-triz Coste-Función. Primero, asocia las funciones directamente con las necesi-dades del cliente o los requisitos del producto. Al hacer esto, introduce en elanálisis una evaluación de importancia asociada con estas funciones basadaen las necesidades originales del cliente o los requisitos. Las funciones se re-lacionan entonces con los elementos del producto que las desempeñan, aligual que con la matriz Coste-Función. Los componentes están relacionadoscon las funciones con una intensidad fuerte, moderada o débil. Esta relación

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se refleja de manera simbólica con los símbolos estándar de relación QFD,que se verán posteriormente. El factor de ponderación se multiplica por la im-portancia de cliente o de función y cada valor de columnas se suma.

Estos totales son normalizados para calcular la importancia relativa de cadacomponente en satisfacer las funciones designadas. Aquí aparece la segundaventaja frente a la matriz Coste-Función. Esta importancia de componenteentonces puede ser utilizada como la base para determinar el coste del artí-culo global o del producto. Los objetivos de coste por componente pueden sercomparados con los costes reales o estimados para ver dónde están en desa-cuerdo con el valor de ese componente como derivado de análisis de requisi-tos del cliente.

6. DESPLIEGUE DE LA FUNCiÓN CALIDAD (QFD).

6.1. INTRODUCCIÓN.

El Despliegue de la Función de Calidad (traducción de QFD, Quality Func-tian Deployment, que a su vez es un intento de traducir el término japonés pa-ra esta metodología: hin shitsu ki nou ten ka/) se desarrolló en 1972 por YojiAkao en el astillero de Mitsubishi en Kobe, llegó a los Estados Unidos en 1986,y fue ampliamente adoptado por firmas japoneses, norteamericanas y euro-peas. En algunas aplicaciones, redujo el tiempo de diseño en un 40% y loscostos en un 60%, manteniendo y mejorando la calidad del diseño.

6.2. PRINCIPIOS BÁSICOS DEL QFD.

El QFD pretende en líneas generales aportar una sistemática que permitacaptar las demandas reales del mercado, plasmarlas como objetivos de dise-ño, y conseguir que dichos objetivos permanezcan presentes a lo largo de to-do el proceso de diseño. La idea fundamental es trasladar lo que en QFD seconoce como "voz del cliente" a todas las fases del diseño de un producto. Siesto se consigue, se tendrá un producto que responde realmente a las expec-tativas del cliente.

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---


Segúnalgunasdefiniciones:

"El QFD es un método para desarrollar una calidad de diseño dirigida a lasatisfacción del consumidor y luego traducir la demanda del consumidor enobjetivos de diseño y elementos de control de la calidad para ser empleadosen todos los pasos de la fase de producción. El QFD es un modo de asegurarla calidad de diseño mientras el producto está todavía en la etapa de diseño"(Akao, 1990)

"El QFD es un proceso que identifica los requerimientos del cliente y pro-porciona una disciplina para asegurar que esos requerimientos estén presen-tes en las etapas de diseño, planificación, manufactura y comercialización".(ITESM, 1994),

"El QFD es un proceso de ingeniería de sistemas que transforma los de-seos de los usuarios/clientes en un lenguaje adecuado a todos los niveles delproyecto para desarrollar un producto, proporcionando los medios para gestio-nar dicho desarrollo". (E. B. Dean, 1992)

Algunas de las ideas son comunes a las expuestas en el apartado corres-pondiente al Análisis Funcional. En ellas se describía cómo el cliente buscasatisfacer una necesidad o resolver un problema, y se entendía el productocomo una vía para conseguirlo. La importancia de conocer qué busca elcliente aumenta en los numerosos campos industriales en los que la tecnolo-gía está resuelta y se requieren otros elementos diferenciadores.


De las definiciones se puede deducir que el QFD no es una herramienta, sinomás bien un método. Por tanto, si se emplea, debe estar presente a lo largo detodo el proceso de diseño del producto, e incluso más allá.

De todos modos, sí que hay que destacar que la descripción del QFD quesuele aparecer en la bibliografía trata todo el desarrollo como si se refiriera a unrediseño, es decir, se parte de un producto ya existente. Esto hace pensar que elmétodo de concibió para este fin, siendo menos útil si no se dispone de un puntode partida. A este respecto se incluye una reflexión en el apartado 6.5.

Otra característica importante del método es que basa toda su potencia enconocer la "Voz del Cliente". Hay que tener en cuenta, por tanto, que se debedisponer de medios para realizar encuestas en un número suficiente para dar re-presentatividad a la muestra, lo cual no está al alcance de cualquier empresa.

Sea como sea, y utilizado al menos en su primera matriz, el QFD es un¡3.ex-celente herramienta para el equipo de diseño, puesto que le facilita una visiónglobal del producto desde el punto de vista del usuario, quien al fin y al cabo juz-ga si un producto resuelve o no su problema.

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6.3. DESARROLLO DEL QFD.

EL QFD en sí es una propuesta metódica y bastante flexible. Dependiendodel tipo de proyecto, del producto a desarrollar y de las condiciones en que selleva a cabo, el equipo de diseño puede adaptar el método a su conveniencia.Lo importantees mantener la filosofía del mismo,y conseguir que la "voz delcliente" presidael procesode diseño.

Después de lo comentado anteriormente, está claro que el primer paso delQFD será detectar las demandas del consumidor. Veamos no obstante un es-quema previo del proceso para posteriormente desarrollar cada paso. Hay quehacer notar que el proceso completo del QFD va mucho más allá de la primeramatriz, que es la más conocida y la que usualmente aparece en la bibliografía.Hay libros que tratan el desarrollo completo del QFD. Lo que aquí se pretendees únicamente dar una visión general del método y describir al menos la pri-mera matriz porque es, junto con la segunda, la que más relación tiene con lalabor de diseño de productos por cuanto tratan la transformación de las de-mandas del cliente en características del producto.- - - -

PARÁN ETRes

TÉc"cos

CARACTERíSTICAS

DE PIEZAS~RÁM ETROSDEL PROCESO

PARÁMETROS

DE CONTROL

Las cuatro matrices del QFO

El QFD utiliza en total cuatro matrices principales para integrar las necesi-dades de información del equipo de desarrollo de productos. Las aplicacionescomienzan en la primer casa, la Casa de la Calidad (HOQ, House of Quality).El equipo utiliza en conjunto la HOQ para comprender la voz del cliente y tra-ducirla a la voz del ingeniero. Esta matriz también se llama matriz deQUÉ/CÓMO (What vs How), porque relaciona las demandas del usuario (quéquiere) y los parámetros técnicos del diseño (cómo se satisface esa necesi-dad).

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DesarrollodelaprimeramatrizdelQFD

1. Captaciónde las demandasdel cliente (Voz del Cliente).2. Estructuraciónde las demandas.3. Priorizaciónde las demandas.4. Evaluacióndel cliente.

5. Elaboraciónde la lista de parámetrostécnicos.6. Medidade los parámetrostécnicos.7. Elaboraciónde la matrizde relaciones (Casade la Calidad).

6.3.1. Captación de las demandas del cliente.

La necesidad de un cliente es una descripción, expresada utilizando susmismas palabras, del beneficio que quiere obtener mediante el producto o ser-vicio. Por ejemplo, los usuarios de una silla de ruedas pueden pedir "que seacómoda", "que quepa en el coche", "que no pese", "que dure mucho sin recar-gar" (si es eléctrica), etc.

Normalmente, en las conversaciones con los clientes se pueden llegar aidentificar entre 100 Y 400 necesidade& entre las que se incluyen las necesi-dades básicas (aquellas demandas que son inherentes al producto, y que deno cumplirse invalidan a éste por perder su funcionalidad), las necesidadesfuncionales (aquellas demandas que conforme se cumplen, aumentan la sa-tisfacción del usuario) y las necesidades apasionantes (aquellas necesidadesque, si fueran satisfechas, harían las delicias del consumidor). Sin embargo,es difícil que un equipo pueda trabajar con un número tan elevado de necesi-dades del cliente a la vez. A través de la investigación de mercado se buscadeterminar cuatro aspectos fundamentales:

a. Las necesidades reales de los clientes.

b. Cómo valoran los clientes cada una de las demandas.

c. Cuáles son las principales quejas que plantean los clientes acerca delproducto. .

d. Qué opinión tienen los clientes de nuestro producto y de los compe-tidores líderes, tomando como referencia cada una de las necesidadesdetectadas.

El modo en que se lleva a cabo la recogida de este tipo de datos dependede los medios disponibles, del tipo de mercado, etc. Existen muchos textos enlos que se describe cómo confeccionarencuestas en función del tipo de información

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que se quiere obtener. Sin ser una tarea específica del ingeniero de producto odel diseñador industrial, es un conocimiento que conviene tener, pues el con-tacto con el consumidor es fundamental para desarrollar buenos productos. Nonos extenderemos en este tema, pero sí citaremos dos libros que en este sen-tido pueden servir de consulta:

Fundamentos y técnicas de investigación comercial. Idefonso Grande Este-ban, Elena Abascal Fernández. Madrid, 511ed. 2000 ISBN 8473562429.

Metodología del diseño industrial. Mónica García Melón, Tomás GómezNavarro, Vicente Agustín Cloquell Ballester. Valencia, Universidad Politécni-ca, 2001. Ref: 2001.4054 -ISBN 849705024X (ya comentado, su capítulo 2está dedicado a la elaboración de encuestas y cuestionarios)

6.3.2. Estructuración de las demandas.

Para poder manejar las necesidades del cliente, éstas deben estar estructu-radas en jerarquías. Las necesidades primarias son en general las primeras 5a 10 necesidades que fijan el rumbo estratégico del producto. Por ejemplo"que sea cómoda" es una necesidad primaria para una silla de ruedas. Las ne-cesidades secundarias se elaboran a partir de las necesidades primarias -ca-da necesidad primaria genera habitualmente entre 3 y 10 necesidades secun-darias. Estas nece.sidades indican más específicamente lo que puede hacersepara satisfacer la necesidad estratégica (primaria) correspondiente. Por ejem-plo, "que sea cómoda" puede desglosarse en una serie de necesidades implí-citas como "que sea regulable en altura, anchura, etc.", "que permita descan-sar las extremidades", "que sujete bien el cuerpo", "que tenga un tacto agrada-ble", etc. En la mayoría de los casos, las necesidades secundarias generannecesidades terciarias muy detalladas. Estas necesidades terciarias indicanespecíficamente cómo puede el equipo de diseño satisfacer las necesidadessecundarias.

¡OJO!

Que unas necesidades determinadas puedan indicar al equipo de diseñocómo satisfacer demandas de orden superior no significa que una demandasea una solución. Convienen no tomar por demandas aquellas formula-ciones que impliquen una solución determinada. Por ejemplo, "que sea dealuminio" no es una demanda real. El cliente puede estar pidiendo ese mate-rial porque sabe que pesa poco, o por su apariencia, o por otro motivo. Peroes poco probable que desee que la silla esté fabricada en aluminio, sino másbien que tenga unas características que sabe que el aluminio cumple. Espreciso llegar a conocer esas características.

69



DEMANDASPRIMARIAS

Fácil de usar

Segura

70

DEMANDASSECUNDARIAS

Fácil de manejar

Fácil de transportar

Que sea fácil demantener

DEMANDAS TERCIARIAS

Alta maniobrabilidad

Claridad en los mandos

Controles grandesFacilidad para subir pendientesPoco esfuerzo de impulsoFacilidad para moverse en espa-cios pequeñosPosibilidad de manejo por acom-pañanteFacilidad para estacionarFacilidad para superar bordillosFacilidad para acceder y salir

Que sea ligeraQue ocupe poco plegadaQue se pueda transportar en cocheFácil de plegarAdaptación al acceso al transportepúblico

Fácil de limpiarMontaje/desmontaje de la bateríasencillo

Que dure mucho sin recargarQue sea estable

Que se pueda anclar en transportes públicosQue se pueda inmovilizar en pendienteQue sujete bien el cuerpo

TEMA 1.DISEÑODE PRODUCTO. MÉTODOS Y TÉCNICAS

6.3.3. Priorización de las demandas.

Los clientes quieren que sus necesidades sean debidamente satisfechas,pero algunas necesidades son más urgentes que otras. Estas prioridades ayu-dan al equipo de QFD a tomar decisiones que equilibran el coste de satisfaceruna necesidad y el beneficio que recibe el cliente. Por ejemplo, si resultaigualmente costoso satisfacer dos necesidades, la necesidad que el clienteconsidera como la más importante deberá tener mayor prioridad.

La priorización de demandas debe estar prevista en el cuestionario, me-diante la petición al encuestado de una puntuación según la importancia otor-gada a cada demanda. A la hora de puntuar, puede ser útil emplear el Procesode Análisis Jerárquico (AHP, Saaty, 1995) que se basa en comparación porpares, para determinar correctamente la importancia de cada demanda.

Es posible catalogar también el tipo de demanda. Ya se ha comentado an-teriormente que las demandas pueden ser básicas, enunciadas o estimulan-tes. El modelo de Kano permite determinar el tipo de demanda mediante pre-guntas formuladas en positivo y negativo.

71

--

Que resista esfuerzos Que permita bastante carga

Que soporte condiciones climáti-Resistente Que resista al cas adversas

ambiente Que pueda manejarse en monte,playa, etc.

Que permita reposar los brazos ylas piernas

Que se adapte alQue pueda adaptarse a distintasusuariotallas

Que permita regular posiciones.Cómoda

Que el asiento no produzca muchocalor

Que no genere Que no genere escarasmolestias

Que no tenga vibraciones

Que sea silenciosa

Que tenga una estética cuidadaAtractiva Que se pueda personalizar

Que admita complementos


Se trata de una sencilla e ingeniosa herramienta que busca clasificar las de-mandas según la expectativa del cliente respecto a las mismas. Consiste enpreguntar al usuario qué opina si una determinada demanda es satisfechapor un producto, y qué opina si no lo es. Las posibilidades en función de larespuesta del usuario se describen en la tabla que aparece a continuación:

En función de las respuestas, se puede ver si la demanda de dicha caracte-rística es básica, funcional o apasionante. Los nombre asignados a los tiposde demanda pueden variar de unos autores a otros.

Una vez se dispone de una lista de demandas estructurada, clasificada ypriorizada, se puede rellenar la columna de la matriz referente a las deman-das, o columna de los Qué.

6.3.4. Evaluación del cliente.

Las percepciones del cliente describen cómo evalúan los clientes los pro-ductos disponibles en función de la capacidad del producto o del servicio parasatisfacer sus necesidades. Cuando sabemos qué productos satisfacen mejorlas necesidades del cliente, con qué grado de satisfacción, y si existen dife-rencias entre el mejor producto y el producto que hoy fabrica la empresa, 'elequipo de QFD puede proporcionar los objetivos e identificar las oportunidadespara el diseño de los productos.

6.3.5. Elaboración de la lista de parámetros técnicos.

Para cumplir con las necesidades del cliente, el producto (o servicio) debesatisfacer necesidades que se puedan medir. Por ejemplo, la regulación de loselementos de la silla (demanda de comodidad) puede medirse en rango de

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EL PRODUCTO NO SATISFACE LADEMANDA

Normal No me gustaNo me gusta

nada.

Me gusta A A-F FOc( mucho-IUw;:)Uc( Me gusta A-F F-B Bcc(cOlLZ

g:::¡ Lo veo nOrr.lal B B-Ic(WWI/)C


desplazamiento en centímetros, o en ángulo de abatimiento para el respaldo,la duración de la batería en horas de autonomía... Los parámetros se miden através de unidades de medición físicas que se convierten en los objetivos dediseño. Sin embargo, no son soluciones para el producto. Las soluciones pro-vienen de la segunda matriz de QFD. Si se especifican soluciones en una eta-pa temprana, el proceso de desarrollo del producto queda limitado exclusiva-mente a las soluciones existentes. De esta manera, podrían quedar de ladosoluciones más creativas. Los parámetros técnicos son aquellas magnitudes ocaracterísticas que el equipo de diseño puede manejar o determinar para defi-nir su producto.

Puede haber demandas difíciles de asociar a parámetros que se puedanmedir. Suele ocurrir con demandas de carácter subjetivo ("que sea bonita","que sea moderna", incluso "que sea cómoda" puede resultar ambiguo). Enestos casos es necesario objetivar de alguna manera, mediante asignaciónnumérica por niveles (niveles de "modernidad" según varios modelos, porejemplo), o técnicas de análisis de la percepción del usuario y semántica delproducto. Dado que el usuario es lo más importante en el QFD, muchos auto-res (Dean, Terninko) consideran que este tipo de técnicas debe integrarse enel desarrollo de productos donde la percepción del usuario tiene un elevadopeso (productos de moda, productos de equipamiento doméstico, bienes deconsumo particular...)

6.3.6. Medida de los parámetros técnicos.

De la misma manera que el equipo de diseño mide los productos disponi-bles con respecto a las necesidades del cliente, mide también los productoscompetitivos por medio de las unidades físicas especificadas por los atributosdel diseño. De esta manera, es posible contrastar en qué niveles se mueve lacompetencia (por ejemplo, se puede ver si las sillas que fabrican otras empre-sas son más ligeras o si ocupan menos al plegarse).

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--



LISTA DE POSIBLES PARÁMETROS TÉCNICOS

Peso completoPeso del chasis

LongitudAnchuraentre ruedasAnchuraplegadaAlturaAlturadel asientoAnchuradel asientoAlturade los reposabrazosAlturade los reposapiés.Inclinacióndel asiento

Rango de regulaciónde la altura del asientoRango de regulaciónde la altura de los reposabrazos.Rango de regulaciónde la altura de los reposapiés.Rango de regulaciónde la inclinacióndel asiento.Fuerza de impulsoo resistencia.Autonomíade la bateríaRadio de giroVolumenabiertoVolumenplegadoAnchuramínimade pasoCapacidad de cargaDimensionesde los mandos

kgkgcmcmcmcmcmcmcmcmo

cmcmcmo

kphorasm.

1,cm31,cm3cm

kgcm x cm x cm

Nota: Es posible fijarparámetros de los que no se pueda medir su magnitud,como se ha comentado, o que sean difíciles de medir. No obstante, se pue-den incluirpara tener en cuenta otros aspectos del producto aparte de los pu-ramente técnicos.

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6.3.7. Elaboración de la matriz de relaciones (Casa de la Calidad).

Una vez cumplimentados los campos de la matriz relativosa las demandasde usuario (los Qué) y a los parámetros técnicos (los Cómo) el equipo de QFDjuzga qué parámetros o atributos del diseño influyen o están relacionados conlas distintas demandas del cliente. Cada casilla de la matriz de relaciones esun cruce entre una entrada de filas (una demanda) y una entrada de columnas(un parámetro técnico), e indica qué porcentaje de cada parámetro del diseñoafecta a cada una de las demandas del cliente. En realidad no se expresa me-diante un porcentaje, sino por medio de una simbología propia del QFD basa-da en tres niveles: relación muy fuerte, relación fuerte o relación débil En la fi-gura se representa la simbología tradicional, aunque existe otra basada úni-camente en círculos parcial o totalmente llenos según la intensidad de la rela-ción. Si no hay relación, la casilla correspondiente queda en blanco. Estossímbolos son después interpretados numéricamente. La relación muy fuertesuele puntuarse con un 9, la fuerte con un 3 y la débil con un 1. Estos valoresse emplean en operaciones posteriores.

Del mismo modo, en la parte superior (el "tejado") de la matriz, se relacio-nan los parámetros entre ellos. La idea es mostrar gráficamente si entre dosparámetros hay una relación fuerte o no. Se pueden emplear los mismos sím-bolos que se usan para el cuerpo central de la matriz. Por ejemplo, los pará-metros Peso total de la silla y Volumensin plegar deben estar fuertemente re-lacionados, pues el variar uno afectará al otro. Sin embargo, los parámetros

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@ RELACiÓN MUY FUERTE 9

O RELACiÓN FUERTE 3

D RELACiÓN DÉBIL 1

SIN RELACiÓN O


Autonomíay~adio dg Giro no tiQnQndQmQsiQdoqUQVQr,por lo qUQsu rQlg.ción será nula. Esto sirve después para determinar si conviene o no intentarvariar el valor de un parámetro al fijar las especificaciones. Otra posibilidad esrelacionar los parámetros especificando si su relación es positiva (al mejorar elvalor de un parámetro mejora el de otro) o negativa.

PARÁMETROSTÉCNICOS

La Casa de la Calidad, primera matriz del QFD.

Una vez se completa la matriz, se dispone de un plano muy visual de rela-ciones entre demandas y parámetros. De alguna manera, se conoce qué pa-rámetros hay que controlar para llegar a cumplir determinadas demandas. Sinembargo, no todas las demandas son igual de importantes ni todos los as-pectos del producto se valoran igual por el usuario. Esta información también es

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xx>,.«. ' '.,

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I

I

Iortancia ponderadaIP normalizadl

Producto 1

Producto 2Producto 3

Ofic:ultadtécnica

ESPECIFICAOOOES

L


importante, por lo que en la matriz se incluyen otras columnas destinadas amanejar esta información, que a continuación se describen. El orden de lascolumnas o su colocación en la matriz no es siempre el mismo en todos los li-bros sobre QFD, pero tampoco es excesivamente relevante, y pueden colo-carse como se prefiera, aunque siempre dentro de una lógica.

Importancia: En esta columna se in-sertarán los valores de importancia decada una de las demandas. Estos valo-res provienen de la priorización de de-mandas, de la cual ya se ha hablado.

Columnas de Evaluación del Clien-te: En estas columnas se insertan losvalores que indican cómo percibe elusuario el cumplimiento de las deman-das por parte de varios productos.Normalmente se suelen emplear dos otres de la competencia y uno propio,aunque esto depende del tipo de pro-ducto. La manera de plasmarlo en lamatriz es simbólica. Se asigna un sím-bolo (y un color, si es posible) a cadaproducto, y se procede como sigue: pa-ra la primera demanda, se toma el pri-mer producto y se coloca su símboloen la columna que corresponde a suvaloración por el cliente (hay cinco co-lumnas numeradas de 1 a 5, por lo queal hacer la encuesta a los usuarios hay

que pedir una ponderación en esta escala, siendo 5 la mejor valoración). Sehace lo mismo con el resto de productos y se pasa a la segunda demanda.Cuando se acaba con la última demanda, se suelen conectar los símbolos decada producto, para tener una imagen visual que indique qué producto estámejor valorado por los usuarios o en el cumplimiento de qué demandas lacompetencia está por encima.

Valor Obietivo: El usuario ha valorado cómo se cumple cada demanda envarios productos distintos. Si se le preguntara lo mismo para el producto quese está diseñando, ¿qué valor tendría que darle para ser competitivo? Eso eslo que se introduce en esta columna. En ella el equipo de diseño fija el valorque desea que el usuario otorgue en cada demanda para el producto que va adiseñar. Para ello hay que observar qué puntuaciones tiene nuestro producto ylos de la competencia en cada demanda, pero también la importancia que

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--

o .. o .. ..> .!.! ,. ...,

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E:E .. c. "iio .. o; E'" ..., (;.E .. '" t.).¡¡ .. c:

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É 1a.

2 3 4 & É

--- - -


tiene cada demanda para el usuario. No vale la pena invertir esfuerzos enmejorar la puntuaciónde una demanda muy poco importante,cuando hay de-mandasmás importantesque no están bien evaluadas.

Tasa de Meiora: Es una columna de cálculo en la cual se divide el valorobjetivo entre el valor actual para nuestro producto. De esta manera se puedever qué mejora se quiere obtener para cada demanda.

Valor estratéaico: En esta columna se puntúa entre 1 y 2 acerca de la im-portancia estratégica de mejorar una determinada demanda. Si se consideraque dicha mejora otorga una ventaja competitiva sobre otros productos, sepuntúa con un 1'2, 1'5, dependiendo de la importancia estratégica. Si no, sedeja un 1. Lógicamente, dado que el equipo de QFD es multidisciplinar, aquímarketing tendría bastante que decir.

Importancia Compuesta de la Demanda: Es otra columna de cálculo en lacual se representa la operación:

Importancia x Tasa de Mejora x Valor estratégico

La importancia compuesta permite considerar todos estos aspectos de ca-da demanda, en los cuales se incluye la percepción de la importancia de lademanda por el cliente y la percepción de la importancia estratégica de la de-manda por parte del equipo de diseño. Por ello, esta importancia compuestaes la que se tiene en cuenta después para considerar qué parámetros convie-ne cuidar más.

Normalización de la Importancia Compuesta (%): Para disponer de unaidea más clara y poder comparar mejor las importancias compuestas de cadademanda, se incluye una columna en la que se normalizan sus valores: Sesuman todas las importancias y se calcula el porcentaje de cada una frente altotal.

Por lo que respecta a las columnas, la matriz acabaría aquí. Se pueden in-cluir columnas para añadir algún dato importante o para reflejar otro tipo derelaciones, pero la información básica para proseguir queda recogida en lascolumnas descritas.

En la parte inferior de la matriz aparecen igualmente unas filas debajo delcuerpo central. A continuación se describen las operaciones a realizar en ellaspara llegar a la definición de las especificaciones del producto.

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Dificu

ImportanClIP

ESPECI

Importancia ponderada: En esta fila se recoge el resultado de la siguienteoperación: Se toma cada demanda, se multiplica el valor del símbolo que figureen su casilla por su importancia compuesta y luego se suman todos esos valo-res. Dicho número mide en cierto modo la importancia del parámetro asociado aesa columna de cara a satisfacer el conjunto de demandas. Cuanto más alto,más importante es y por tanto más en cuenta hay que tenerlo de cara al diseño.

Normalización de la Importancia Ponderada (%): Al igual que con la impor-tancia compuesta, la importancia ponderada se normaliza para facilitar lacomparación entre parámetros.

Filas de comparación de parámetros: Anteriormente se ha comentado quese emplean dos o tres productos de la competencia para estudiar la evalua-ción que el consumidor hace de cómo satisfacen cada una de las demandas.Estos mismos productos se utilizan ahora para estudiar qué valores adoptanlos parámetros técnicos en cada uno de ellos y también en un producto propio,si lo hay. El objetivo es comparar valores para estimar en qué rango debe mo-verse el producto a diseñar. Para rellenar estas filas, lógicamente, hace faltadisponer de los datos de los productos de la competencia. Muchos de ellospueden obtenerse de catálogos, aunque en las empresas es corriente comprarproductos de la competencia para estudiarlos.

Dificultad técnica: En ocasiones se puede añadir esta fila en la cual el equi-po de diseño estima entre 1 y 5 la dificultad de actuar sobre un parámetro. Deesta manera, se añade un criterio más para fijar las especificaciones.

Valores obietivo (ESPECIFICACIONES): En mayúscula, porque es el obje-tivo final de la primera matriz del QFD. Disponiendo de la importancia ponde-rada normalizada de cada parámetro, de los valores que dichos parámetrosadquieren en otros productos y de la dificultad de actuar sobre cada paráme-tro, a5í como de la5 relacione5 entre parámetros (techo de la matriz) el equipode diseño debe fijar unos valores objetivo para el producto que se va a dise-ñar. Estos valores pasan después a la hoja de especificaciones.

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----

a ponderadanormalizada

Producto 1

Produdo 2Produdo 3

liad lécnica

CACIONES

----

A grandes rasgos, éste sería el modo de proceder para desarrollar la Casade la Calidad. Como se puede apreciar, el objetivo final consiste en traducirunas demandas enunciadas en valores numéricos de las características delproducto que se supone que responden a dichas demandas. Si el proceso serealiza correctamente, se habrá trasladado la Voz del Cliente al producto, yéste responderá a las expectativas del consumidor.

6.3.8. El resto del proceso.

Una vez completa la Casa de la Calidad, se dispone de la planificación delproducto. A las especificaciones deducidas de esta matriz se deben añadiraquellas que vengan impuestas por normativa, y de este modo preparara unlistado completo de especificaciones de diseño del producto. Los requisitos delproducto (o las características técnicas o las especificaciones del producto,como se prefiera) sirven de base para el diseño conceptual del mismo, y comocontrol en etapas subsiguientes. En este punto entran en juego las técnicas decreatividad y todas aquellas herramientas de apoyo al diseño conceptual deproductos (algunos ejemplos se pueden encontrar en este tema y en el 2). Unavez se dispone de varios conceptos para el producto, éstos son analizados yevaluados. Se llevan a cabo estudios de viabilidad, de coste, etc. Para selec-cionar qué concepto se va a desarrollar, es posible emplear la matriz de selec-ción de conceptos de Pugh, o DATUM, también explicada en este tema.

Basado en éste u otros métodos de evaluación, se selecciona un conceptode producto, que se representa mediante esquemas, bocetos, diagramas, ytodos aquellos elementos que sean necesarios. Los subsistemas, módulos opiezas críticos son identificados en el esquema del producto. En este punto esposible emplear técnicas de fiabilidad, como el AMFE (también explicado eneste tema) para determinar estos elementos críticos, que requerirán una ma-yor atención en su diseño.

El paso siguiente es preparar la segunda de las matrices del QFD, que re-laciona los requerimientos del producto con los subsistemas y piezas del mis-mo. Los requisitos del producto o las características técnicas definidas en laCasa de la Calidad se convierten en los QUÉ o entradas por filas de la matriz,mientras que en las entradas por columnas, los CÓMO son aquellas piezas oensamblajes que forman parte del producto. La matriz se prepara de modo

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muy parecido al de la Casa de la Calidad. Los requisitos del producto son tra-ducidos a características de subsistemas, piezas o ensamblajes críticos. Secalculan las importancias de manera similar y se obtienen los valores objetivopara cada subsistema, ensamblaje o pieza.

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El QFD prosigue luego con la tercera matriz, en la cual se lleva a cabo laplanificación del proceso de fabricación. Al igual que en el caso del producto,es posible utilizar una matriz DATUM para seleccionar el tipo de proceso aemplear, aunque en este caso es más recomendable emplear otro tipo de téc-nicas de decisión. Por otra parte, esta tarea ya no es campo propio del dise-ñador industrial.

De nuevo, lo que antes eran entradas por columnas pasan a ser entradaspor filas en la siguiente matriz. Las características de las piezas y ensamblajescríticos se convierten en los QUÉ, y las características del proceso de fabrica-ción son ahora los CÓMO. De esta manera, lo que se pretende es identificarqué requisitos de proceso (mecanizado, herramientas, etc.) son importantesde cara a conseguir las características de pieza que se han fijado como objeti-vo, para centrar esfuerzos en dichos aspectos. Lógicamente, la colaboraciónentre Diseño y Producciór. es en este punto muy importante. De esta matriz seobtiene la planificación del proceso de fabricación.

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En la última matriz del QFD se utilizan como entradas QUÉ (filas) las ca-racterísticas del proceso de fabricación,y como entradas CÓMO (cólumnas)parámetrosde controlde calidadde procesos.El objetivo es disponer de pa-rámetros que permitan controlar el proceso de fabricación para que no sufradesviaciones.

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Al final, el resultado de todo el proceso, planificación y toma de decisioneses que los esfuerzos de fabricación se centran en los procesos críticos, di-mensiones y características que tendrán un efecto significativo en generar unproducto que cumple con las necesidades del cliente que se introdujeron en laprimera matriz, y que han ido traduciéndose en aspectos cada vez más con-cretos hasta llegar al control del proceso de fabricación física del producto.

En la etapa final del proceso se obtienen los siguientes documentos:

. El gráfico de características críticas de componentes.

. El gráfico de plan del proceso.

. El gráfico de plan del proceso.

· El gráfico de control de calidad.

. Las instrucciones para los trabajadores.

Las instrucciones para los trabajadores pueden remontarse hacia atráshasta los requerimientos del cliente, donde las características de control delproducto se identifican más con lo que debe ser el producto que con lo que eloperario debe hacer para conseguirlo. De este modo cada trabajador puedetener en mente las necesidades del usuario y cómo las tareas de las que él esresponsable contribuyen a alcanzarlas. Éste y otros aspectos integradores dela función calidad en el proceso de diseño permiten una mejora continua delmismo.

Como curiosidad, el método del OFD recuerda en muchos aspectos a todoel desarrollo planteado por Pugh acerca del Diseño Total. Los principalespuntos en común son:

· Las cuatro etapas del proceso del OFD, que abarcan los aspectos deestudio de mercados y generación de especificaciones.

· La aplicación de los resultados de la matriz del OFD a los niveles poste-riores de subsistema y componente, al igual que ocurría con la matriz delmétodo de convergencia controlada y con el paso de las Especificacio-nes de Diseño del Producto a las Especificaciones de Diseño de Compo-nentes.

La principal diferencia entre los dos planteamientos es:

La línea maestra del desarrollo del OFD se basa en los requerimientos delcliente (la voz del cliente), mientras que en el proceso de diseño planteado porPugh, aunque se considera este aspecto, no se limita sólo al mismo, y puedeplantearse en situaciones en las cuales no existe el producto, ni por tanto la"voz del cliente".

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Como consecuencia de esta diferencia, el QFD tiende a ser más y máspotente cuanto más conceptualmente estáticos se vuelven los productos, yaque es cuando más importancia cobran los requerimientos del cliente. Unejemplotípicoes la industriadel automóvil.

LECTURA: Estudio crítico del Quality Function Deployrnent (QFD).

Resulta interesante el punto de vista de Ottosson y Nordin acerca de laaplicación del QFD en el desarrollo del proceso de diseño. Aunque el enfo-que presentado en su artículo está eminentemente dirigido hacia una aplica-ción empresarial o de marketing, la relación con el proceso de diseño y lasconclusiones a las que llegan pueden ser de directa aplicación a una meto-dología de diseño concreta.

Los autores definen la innovación como un nuevo producto que se intro-duce en un mercado. Desde el punto de vista de marketing un producto seconsidera nuevo si el mercado lo percibe como tal. En cambio, desde elpunto de vista técnico, un producto nuevo debe incorporar un 60% de com-ponentes, detalles o sistemas nuevos o modificados. Una innovación puedeser un nuevo producto o bien una nueva aplicación para un producto. La ra-zón del desarrollo técnico de un nuevo producto viene dada bien por empujetecnológico o bien por demanda del mercado, aunque en realidad siempredebe haber una necesidad más o menos percibida para que la innovación seconvierta en un éxito económico. Los productos desarrollados por empujetecnológico son producto básico o radicalmente nuevos, mientras que losnuevos productos desarrollados por demanda del mercado son invencionesincrementales que vienen después de una innovación por empuje tecnológi-co. Es decir, en muchos casos la introducción de una nueva tecnología en elmercado genera nuevas necesidades que demandan nuevos productos. Losautores sostienen que el QFD y sus métodos son útiles en el caso de nuevosproductos por demanda de mercado, pero no así en los nuevos productospor empuje tecnológico.

El Total Quality Management es tanto una filosofía como un conjunto deprincipios guía o reglas que forman la base para una organización en cons-tante mejora. Básicamente es un paradigma para la producción de productosque posean las cualidades adecuadas (que en el fondo es el objetivo quepersigue la Ciencia del Diseño). Algunos ejemplos de reglas son el foco delconsumidor (customer focus), la decisión por hecho (decision by fac~, lamejora continua (continuous improvemen~. No existe realmente una defini-ción universal del TOM.

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----

DISENODE PRODUCTO. MÉTODOS Y TÉCNICAS

No se da conlllcto entre la lIIosoNa del ~6M y los productos generadospor empuje tecnológico y en general no hay otro conflicto entre las reglas delTQM y la gestión de la innovación más que para las innovaciones, el métodode decisión por hecho es difícil o imposible de aplicar. El "foco del cliente" esesencial en la gestión de la innovación con la particularidad de que en lugardel cliente se debería considera al usuario, que es importante para cualquierproducto y mucho más para los innovadores.

Por otra parte, el QFD y fundamentalmente la Casa de la Calidad es unmétodo por el cual las preferencias del cliente se traducen en atributos delproducto. El QFD transforma los requerimientos del consumidor en activida-des a considerar en el proceso de desarrollo. De este modo los datos de en-trada para el QFD son "la voz del consumidor", y se basa en la idea de que elcliente siempre tiene la razón. El QFD también tiene como objetivo ayudar alas compañías a analizar la competencia y descubrir cómo funcionan suspropios productos comparados con el resto.

La idea del QFD sobre que "el cliente siempre tiene la razón" no es siem-pre cierta incluso para productos existentes. Para productos generados porempuje tecnológico este punto de vista puede incluso ser peligroso, segúnlos autores. El QFD también ha sido criticado por ser impreciso en lo concer-niente a actividades de recogida de datos y por proponer la implicación delcliente únicamente en las primeras fases del proceso de diseño en lugar deutilizar un diálogo interactivo con los clientes durante el proceso completo.

El detectar la voz del cliente como base para el desarrollo de productossignifica que el conocimiento y la experiencia del cliente acerca de antiguosproductos fijan límites a los futuros desarrollos. Esta limitación es especial-mente patente para la aplicación y contenido técnico del producto. De estemodo, la entrada de datos se basa en hechos pasados y no en visiones odemandas futuras. No hay duda en que el desarrollo basado en tecnologíaantigua o viejas soluciones puede generar nuevas soluciones que puedenaumentar el ciclo de vida del producto. No obstante, muy pocos productosradicalmente nuevos pueden surgir empleando el QFD como herramienta deevaluación. Además de esta limitación, el QFD no puede tener en cuentatendencias, modas u opiniones. Estos aspectos requieren empatía e intui-ción. Por otra parte, el QFD no puede distinguir entre calidad absoluta o lacalidad en términos relativos, la cual dependería de lo que el cliente buscadependiendo de su situación en cada momento.

En definitiva, el QFD persigue fabricar el producto que quiere el cliente.Cuando el cliente no tiene experiencia o conocimiento de un nuevo productopoca o ninguna guía puede dar a los diseñado res del mismo. El empleo

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del OFD para el desarrollo de productos que pretenden ser radicalmentenuevos (dinámicos, según la terminología empleada por Pugh) es de estemodo poco útil, e incluso puede resultar contraproducente.

Los autores ofrecen además una serie de situaciones en las cuales es ono aconsejable emplear los métodos del OFD. Lo que ocurre es que, segúnS. Pugh, la mayor parte del mercado se basa en productos estáticos, nó di-námicos. Bien entendido que Pugh no considera como innovación estrictaningún producto cuyo planteamiento conceptual (cuyo modo de resolver unproblema determinado) no sea distinto de los existentes. Es decir, un nuevomodelo de coche no es una innovación ni es un nuevo producto. Un nuevoproducto sería un medio de transporte diferente del planteamiento "chasissobre ruedas impulsado por motor etc"... Este tipo de productos son muchomenos comunes, precisamente por la dificultad de concebirlos, y las empre-sas suelen trabajar en gran porcentaje sobre productos estáticos, y las inno-vaciones se producen en ciertos niveles de dichos productos.

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Ejemplo de la primera matriz del QFD aplicada al diseño de una silla deruedas eléctrica con sistema de bipedestación. En la primera imagen se ob-serva el cuerpo central de la matriz, las demandas de usuario y los parámetrostécnicos y toda la evaluación de productos por parte del usuario. La relaciónentre parámetros se establece como positiva o negativa. En la segunda ima-gen, las filas que se situarían justo debajo de esta matriz. En ellas se refleja laImportancia Ponderada (Importance Weight Tota~, la normalizada (RelativeWeight Tota~ y el valor objetivo de las especificaciones (Targe~. El equipo dediseño ha fijado únicamente los valores objetivo de aquellos parámetros quehan obtenido una importancia compuesta normalizada elevada (>6). La matrizha sido elaborada con el programa QFO 2000.

7. RESOLUCiÓN INVENTIVA DE PROBLEMAS (TRIZ).

La Teoría de la Resolución Inventiva de Problemas (TIPS, "Theory of In-ventive Problem Solving", más conocida como TRIZ, su acrónimo ruso), se de-sarrolló en la antigua URSS en torno a los años cincuenta. TRIZ surge a partirde la hipótesis de que hay principios de invención universales que son la basede la innovación y el progreso de la tecnología. Lo que se pretende es identifi-car dichos principios de modo que los pasos que se dan durante el proceso deinvención queden determinados y PUl'dan emplearse como una especie de"método de ayuda al pensamiento innovador",

En realidad, aunque figura por su importancia como un punto aparte eneste capítulo, podríamos incluir TRIZ dentro de las herramientas de apoyo a lacreatividad, siempre teniendo en cuenta su campo concreto de aplicación.

7.1. FUNDAMENTOS DE TRIZ.

En general, se puedeclasificarlos problemasen dos grandes grupos:aquellos con solución conocida, y aquellos con solución desconocida. Los pri-meros son problemas comunes, a los que mucha gente se ha enfrentado ya, y

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('0.1 <') <;T 10 <D t- ro O> ('0.1 <') <;T 10

Importance WeightTotal 137 16 165 266 206 81 122 223 159 27 61 67 99 112 32

Relative Wei ght Total 8 1 9 15 12 5 7 13 9 2 3 4 6 6 2

Talget o Eo uEx o

('0.1uE ci E <;T ou u o

o o o <') Q. <') o('0.110 <;T C\J <;T ('0.1


sobreloscualesesposibleindagarenrevistas,libroso consultasespecializa.das para hallar la solución, simplemente llevando el problema a un caso gene-ral y particularizando después para obtener la solución concreta.

Sin embargo, hay otro tipo de problemas cuya solución es desconocida. Aéstos se les llama problemas inventivos, y pueden incluir requerimientos con-tradictorios (es decir, su solución implica realizar dos acciones opuestas). Elcampo del conocimiento al que corresponde este tipo de problemas no estáclaro, aunque se tiende a englobarlos en la psicología y el estudio del procesomental de resolución de problemas. La solución a estos problemas se basa enla intuición y la creatividad, lo cual dificulta la transmisión del conocimiento oexperiencia necesarios para resolverlos.

Todos estos condicionantes producen en suma lo que se llama inercia psi-cológica, una manera de enfocar la resolución de problemas limitándose a tra-bajar en aquella área en la cual se tiene experiencia. El problema que pre-senta la inercia psicológica es que la solución ideal a un problema puede caerfuera de dicha área.

La propuesta de Genrich S. Altshuller se basa en el estudio de la tecnologíaya desarrollada. Sirviendo en la marina soviética, su trabajo consistía en ase-sorar a los inventores de cara a la obtención de patentes. A menudo, sin em-bargo, tuvo que ayudar también a solucionar los problemas con que los in-ventores se encontraban. Su curiosidad sobre el tema lo llevó a investigar enmétodos de resolución de problemas, llegando a la conclusión de que una teo-ría sobre la invención debía cumplir al menos los siguientes requisitos:

1. Ser un procedimiento sistemático, paso a paso.

2. Ser una guía a través de un amplio espacio de soluciones para poderdirigirse hacia la solución ideal.

3. Ser repetible y fiable y no dependiente de las herramientas psicológicas.4. Posibilitar el acceso al cuerpo del conocimiento inventivo.

5. Permitir añadir nuevo conocimiento al cuerpo del conocimiento inventivo.

Altshuller se dedicó a investigar cómo se llegaba a generar la solución in-ventiva. Gracias a su trabajo como revisor de patentes, pudo estudiar cerca de200.000. De ellas, sólo unas 40.000 mostraban soluciones inventivas origina-les, el resto eran simplemente mejoras obtenidas llevando un paso más allálas ideas originales. Para Altshuller, un problema inventivo es aquel en el quela solución produce la aparición de otro problema, de modo que lo que usual-mente se hace es buscar una solución de compromiso. Esto, sin embargo, im-pide alcanzar una solución ideal. Por ejemplo, en el caso de una silla de rue-das eléctrica, podría producirse un conflicto entre el parámetro Peso y el

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It:MA 1. DISENO DE PRODUCTO. MÉTODOS Y TÉCNICAS

parámetro Autonomía. Si queremos aumentar la autonomía de la silla, hay queaumentar el tamaño de las baterías, por lo que comprometemos el peso (la si-lla debe ser lo más ligera posible). La solución ideal conseguiría aumentar laautonomía y al menos mantener el peso. Un invento elimina la contradicciónentre problemas, de modo que no hay que buscar compromiso.

Altshuller clasificó las patentes de una manera diferente de como se hacíahasta ese momento. En vez de clasificarlas por el ámbito industrial de la pro-puesta, se centró exclusivamente en el proceso de resolución del problema.Descubrió que los mismos problemas habían sido solucionados a menudo re-petidamente basándose en tan sólo cuarenta principios inventivos fundamen-tales. Simplemente con el conocimiento de las soluciones obtenidas para pro-blemas anteriores, se podría haber acelerado la resolución de muchos otrosproblemas.

Así, las soluciones a un problema quedan clasificadas de la siguiente ma-nera, según Altshuller:

Clasificación de soluciones:

Nivel uno. Problemas de diseño rutinarios solucionados por métodos co-nocidos dentro de la especialidad. No es necesaria ninguna invención. Apro-ximadamente el 32 % de las soluciones se ubicó en este nivel.

Nivel dos. Mejoras menores a un sistema existente, por métodos conoci-dos dentro de la industria. Por lo general con algún compromiso. Aproxima-damente el 45 % de las soluciones se ubicó en este nivel.

Nivel tres. Mejora fundamentala un sistema existente,por métodoscono-cidos fuera de la industria. Las contradicciones se resolvieron. Aproximada-mente el 18 % de las soluciones se ubicó en esta categoría.

Nivel cuatro. Una generación nueva que usa un principio nuevo para reali-zar las funciones primarias del sistema. La solución encontró más en la cien-cia que en la tecnología. Aproximadamente el 4 % de las soluciones se ubicóen esta categoría.

Nivel cinco. Un descubrimiento raro científico o invención pionera de unsistema esencialmente nuevo. Aproximadamente el 1 % de las soluciones seubicó en esta categoría.

En resumen, Altshuller llegó a la conclusión de que cerca del 90% de losproblemas a los que los ingenieros hacen frente han sido ya resueltos en al-gunaotraparte. Silos ingenieros pudieran seguir el camino hacia una soluciónideal, empezando desde el nivel más bajo (su conocimiento personal y su

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experiencia)hacianivelesmásaltos,muchasde lassolucionesderivaríandelconocimiento de la compañía, la industria u otras industrias. En concreto, llegófundamentalmente a las siguientes conclusiones:

1. Los problemas y soluciones se repiten en distintas industrias y ramas dela ciencia.

2. Los modelos de evolución técnica se repiten también en industrias y dis-ciplinas científicas.

3. Muchas innovaciones utilizan efectos científicos fuera del campo dóndese han desarrollado.

Mucha de la práctica de TRIZ consiste en aprender estos modelos repetiti-vos de soluciones y problemas, así como modelos de evolución técnica, méto-dos de utilización de efectos científicos y aplicar los modelos generales deTRIZ para la situación concreta a la que se enfrenta el inventor.

Un ejemplo típico en la historia de TRIZ es el problema de emplear dia-mantes artificiales para corte. Dichos diamantes presentan inicios de fracturasque no se hacen patentes hasta que el diamante está en uso. Se hacía nece-sario cortar los diamantes a lo largo de dicha fractura natural, pero sin causardaños adicionales. Como solución se empleó un método usado en el enlatadode alimentos para abrir pimientas verdes y quitar las semillas. En este proce-so, las pimientas son colocadas en una cámara hermética en la que la presiónde aire se fija a 8 atmósferas. Las pimientas se encogen y rompen por el tallo.Entonces la presión rápidamente disminuye haciendo que las pimientas rom-pan en el punto más débil (debido a que la presión en el interior es mayor queen el exterior) expulsando las semillas.

Altshuller derivó de estos problemas, contradicciones y soluciones en esaspatentes una teoría de resolución de problemas inventivos que llamo TRIZ.


TRIZ es un método que da sus mejores resultados cuando se aplica a laresolución de problemas de tipo tecnológico. Aunque se ha comentado quepuede clasificarse dentro de las herramientas de ayuda a la creatividad, setiende a relacionar rápidamente dicha palabra con el Brainstorming y técni-cas parecidas. No debemos asociar TRIZ con este tipo de técnicas, pues sucampo de aplicación se centra en la resolución de contradicciones entre pa-rámetros, en un ámbito bastante técnico. Sin embargo, es posible utilizar unacombinación de TRIZ y otras técnicas de creatividad dirigidas a problemasmás abiertos.

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En definitiva, se debe usar TRll cuando el planteamiento de un diseñogenere una situación en la que hay que buscar un compromiso entre dos ca-racterísticas del producto y se desee eliminar dicha situación. El hecho debuscar un compromiso implica que dichas características son hasta ciertopunto mensurables, por lo que deben ser características objetivas.

7.2. TRIZ: LA TEORíA DE LA RESOLUCIÓN INVENTIVA DE PROBLEMAS.

Existen varias leyes en la teoría de TRll. Una de ellas es la llamada Ley dela Idealidad Creciente, que postula que los sistemas técnicos evolucionan ha-cia grados crecientes de idealidad, entendiendo ésta como la relación entre lasuma de los efectos positivos del sistema y la suma de sus efectos negativos.Los efectos positivos incluyen todos aquellos resultados valiosos del funcio-namiento del sistema. Los efectos negativos son entradas no deseables comocoste, consumo de energía, contaminación, posibilidad de daño personal, etc.Evidentemente, en un estado ideal no existen efectos negativos.

Normalmente, cuando la mejora de una característica positiva del sistemaconduce a un incremento de otra característica negativa, hay que buscar uncompromiso. Sin embargo, la Ley de Idealidad Creciente pretende eliminar labúsqueda del compromiso, eliminar las contradicciones del diseño.

7.3. EL PROCESO DE TRIZ PASO A PASO.

En este apartado se describen brevemente los pasos a seguir para aplicarTRIZ a la resolución de un problema.

7.3.1. Identificación del problema.

La identificación del problema, en términos de TRll, consiste en determinarlas características del sistema sometido a estudio, su entorno de operación(cuáles son las condiciones o requisitos que debe cumplir el producto), los pa-rámetros (que definen el producto), la función positiva primaria (es el mismoconcepto que el visto en el análisis funcional), los efectos negativos (derivadosde la consecución de la función) y el resultado ideal. En el caso, por ejemplo,de una silla de ruedas, tendríamos los siguientes elementos:

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Entorno de operación: La silla permite el desplazamiento del usuario en dis-tintos terrenos y debe poder trasladarse en un vehículo.

Parámetros: Dimensiones de la silla plegada, peso de la silla, resistencia...Función positiva primaria: Desplazamiento autónomo del usuario.

Efectos negativos: Coste de la silla, complicación del sistema por el plegado.

Resultado ideal: Silla que pudiera soportar el peso del usuario y pudiera serplegada y levantada por él mismo para entrar en un vehículo.

7.3.2. Formulación del problema.

El siguiente paso consiste en reformular el problema en términos de con-tradicciones físicas, para lo cual hay que detectar qué problemas podrían sur-gir al tratar de mejorar una de las características técnicas del sistema. Es de-cir, buscar si puede haber problemas "de compromiso".


En el caso de la silla de ruedas, existe un problema de compromiso entrela resistencia de la silla y su peso, o entre la comodidad del usuario (que re-quiere más espacio en el asiento) y el tamaño de la silla plegada.

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7.3.3. Búsqueda de soluciones ya aportadas al problema.

El trabajo de Altshulleren la Oficinade Patentes le permitióestudiar milesde ellas. De una revisiónde cerca de 1.500.000 patentes de todo el mundo,dedujo un total de 39 características técnicas que causan conflicto.Son losllamados 39 Parámetros Técnicos. Lo primeroes entonces localizarlos princi-pios de ingeniería que entran en conflicto.A partirde ellos, es posible encon-trar qué principiohay que modificar,qué principiogenera un efecto secundarioindeseabley portantoformularel conflictotécnico.

Los 39 Parámetros Técnicos se incluyen a continuación:

Lista de los 39 parámetros técnicos

1. Peso de un objeto en movimiento

2. Peso de un objeto en reposo.

3. Longitud de un objeto en movimiento.

4. Longitud de un objeto en reposo.

5. Área de un objeto en movimiento.

6. Área de un objeto en reposo.

7. Volumen de un objeto en movimiento.

8. Volumen de un objeto en reposo.

9. Velocidad.

10. Fuerza.

11. Tensión, presión.

12. Forma.

13. Estabilidad del objeto.

14. Resistencia.

15. Durabilidad de un objeto en movimiento.

16. Durabilidad de un objeto en reposo.

17. Temperatura.

18. Brillo.

19. Energía consumida por un objeto en movimiento.

20. Energía consumida por un objeto en reposo.

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21. Potencia.

22. Consumo de energía.

23. Consumo de sustancia.

24. Pérdida de información.

25. Consumo de tiempo.

26. Cantidad de sustancia.

27. Fiabilidad.

28. Precisión de medida.

29. Precisión de fabricación.

30. Factores perjudiciales sobre un objeto.

31. Efectos perjudiciales laterales.

32. Posibilidad de fabricación.

33. Conveniencia de uso.

34. Facilidad de reparación.

35. Adaptabilidad.

36. Complejidad del elemento.

37. Complejidad de control

38. Grado de automatización.

39. Productividad.

7.3.4. Búsqueda de soluciones análogas y adaptación al problema.

Al igual que con los Parámetros Técnicos, Altshuller extrajo del examenminucioso de patentes 40 Principios Inventivos. Se trata de sugerencias queayudan al ingeniero a encontrar una solución inventiva al problema. Para sa-ber qué Principios Inventivos emplear en cada caso, Altshuller construyó laMatriz de Contradicciones. Dicha matriz tiene como entradas en filas los 39

Parámetros Técnicos (considerados como efectos secundarios indeseables)y como entradas en columnas los mismos parámetros pero consideradoscomo características a mejorar. Las celdas de la matriz presentan númerosque remiten a los principios inventivos adecuados para cada contradicción(cada número representa uno de los principios que se muestran en la tablasiguiente).

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Los 40 principios inventivos

1. Segmentación

2. Extracción.

3. Cualidad local.

4. Asimetría.

5. Combinar.

6. Universalidad.

7. Anidar.

8. Contrapeso.

9. Adelantar la acciónopuesta.

10. Adelantar acción.

a. Dividirun objeto en pal.es independientes.b. Hacer un objeto por secciones.c. Incrementarel grado de segmentación.a. Extraer (eliminaro separar) una parte o pro-

piedad de un objeto.b. Extraer sólo lo necesario.

a. Transición de una estructura homogénea deun objeto a una heterogénea.

b. Diferentes partes del objeto realizan diferentesfunciones.

c. Colocar las distintas partes de un objetos bajolas condiciones más favorables para su fun-cionamiento.

a. Sustituir una forma simétrica por una asimétri-ea.

b. Incrementar el grado de asimetría.

a. Combinar en el espacio objetos homogéneosu objetos destinados a realizar operacionescontiguas.

b. Combinar en el tiempo operaciones contiguas.

a. Hacer que los objetos realicen varias funcio-nes, eliminando otros.

a. Colocar los objetos unos dentro de otros.b. Hacer pasar un objeto por la cavidad de otro.

a. Compensar el peso de un objeto con la adi-ción de otro que tenga una fuerza de eleva-ción.

b. Compensar el peso de un objeto con un am-biente con fuerzas aero o hidrodinámicas.

a. Realizar una acción opuesta previamente.b. Si un objeto va a estar bajo tensión, proveer la

tensión opuesta antes.

a. Realizar la acción o parte de ella por anticipa-do.

b. Disponer los objetos de modo que entren enacción adecuadamente.

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11. Amortiguar por an-ticipado.

12. Equipotencialidad.

13. Inversión.

14. Esfericidad.

15. Dinamismo.

16. Acción parcialmenteefectuada.

17. Mover a otra dimen-sión.

18. Vibración mecánica.

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a. Compensar la posible baja fiabilidad de unobjeto mediante medidas tomadas por antici-pado

a. Cambiar las condicionesde trabajo de maneraque un objetono tenga que ser elevado odescendido.

a. En lugar de una acción dictada por las especi-ficaciones del problema, producir la accióncontraria.

b. Hacer las partes móvilesfijasy viceversa.c. Dar la vueltaal objeto.a. Sustituir partes lineales o superficies planas

por curvas, o formas cúbicas por esféricas.b. Utilizarbolas, espirales...c. Reemplazar movimientolineal por rotacional,

usar fuerzas centrífugas...a. Hacer que el objeto se ajuste automática-

mente para un funcionamientoóptimoen cadanivelde la operación.

b. Dividirun objeto en elementos que puedencambiar sus posiciones relativas.

c. Hacer un objeto móvilo intercambiable.a. Cuando es difícilobtener el 100%de un efecto

deseado, alcanzar un cierto porcentaje simpli-fica el problema.

a. Desplazar un movimientolineal a uno en unplano.

b. Usar ensamblajes multicapa en lugar de unaúnica capa.

c. Inclinarel objeto o situarlosobre su lado.

a. Hacer oscilar un objeto.b. Incrementarla oscilación,si ya existe.c. Usar frecuencias de resonancia.

d. Utilizarpiezovibradores, en lugar de vibrado-res mecánicos.

e. Usar vibraciónultrasónicacombinada concampos electromagnéticos.


19. Acción periódica.

20. Continuidad de unaacción útil.

21. Pasar rápidamente.

22. Convertir lo negati-vo en positivo.

23. Realimentar.

24. Mediadores.

25. Autoservicio.

26. Copiar.

27. Duración.

a. Sustituir una acción constante por una periódi-ca.

b. Cambiar la frecuencia de una acción periódi-ca.

c. Utilizar pulsos entre impulsos para proveeruna acción adicional.

a. Realizar una acción útil continuamente de mo-do que todas las partes del objeto trabajen aplena capacidad.

b. Eliminar movimientos intermedios o improduc-tivos.

a. Realizar las acciones negativas de maneramuy rápida.

a. Utilizar los efectos negativos para conseguiruno positivo.

b. Eliminar un efecto negativo combinándolo conotro.

c. Incrementar la cantidad de acción negativahasta que deja de serio.

a. Introducir realimentación.

b. Si ya existe, invertirla.

a. Usar un objeto intermedio para desempeñaruna acción.

b. Conectar temporalmente un objeto a otro fácilde eliminar.

a. Hacer que el objeto se sirva a sí mismo o rea-lice tareas de mantenimiento.

b. Hacer uso de la energía y el material consu-midos

a. Usar copias simples y económicas en lugar deobjetos complejos, más caros, frágiles o difí-ciles de manejar.

b. Sustituir un objeto por su copia óptica o ima-gen.

c. Si se usan copias visibles, reemplazar por co-pias infrarrojas o ultravioleta.

a. Sustituir objetos caros duraderos por variosbaratos intercambiables.

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28. Cambiodelsistemamecánico.

29. Neumáticoo hi-dráulico.

30. Membranas flexi-bles o película del-gada.

31. Usar material poro-so.

32. Cambiar el color.

33. Homogeneidad.

34. Rechazar o regene-rar partes.

35. Transformación delestado físico o quí-mico de un objeto.

36. Cambio de fase.

37. Expansión térmica.

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a. Sustituirun sistemamecánicopor unoóptico,acústico, olfativo...

b. Utilizarcampos electromagnéticos.c. Sustituir campos estáticos por móviles, cons-

tantes por variables, etc.d. Usar un campo combinado con partículas

magnéticas.a. Reemplazar partes sólidas de un objeto por un

gas o un líquido.a. Reemplazar configuracionestradicionales por

otras con membranas.b. Aislarobjetos de su entorno mediante pelícu-

las o membranas.

a. Hacer un objeto poroso o añadir elementos.porosos.

b. Rellenar los poros con alguna sustancia.a. Cambiarel colorde un objeto.b. Cambiar el grado de transparencia de un ob-

jeto o proceso difícilde ver.c. Usar aditivoscolorantes.d. Emplear elementos luminiscentes.a. Hacer del mismo material o de otro con com-

portamientosimilarlos objetos que interaccio-nan con uno primario.

a. Una vez cumple su función,eliminaro modifi-car el objeto.

b. Reponer inmediatamente cualquier parte des-gastada de un objeto.

a. Cambiarel estado de agregación de un objeto,distribuciónde densidad, grado de flexibilidad,temperatura...

a. Incluirun efecto durante un cambiode fase.

a. Usar un material que se expande o contra conel calor.

b. Usar varios materiales con diferentes coefi-cientes de expansión térmica.


38. Usar oxidantes fuer-tes.

a. Sustituiraire normalcon aire enriquecido.b. Sustituiraire enriquecidopor oxígeno.c. Tratar un objeto en aire u oxígeno con radia-

ción ionizada.d. Usar oxígeno ionizado.

a. Cambiarel ambiente normalpor uno inerte.b. Llevara cabo el proceso en vacío.a. Reemplazarunmaterialhomogéneoporun

compuesto.

39. Ambiente inerte.

40. Materiales com-puestos.

Aunque en este libro no se incluye la Matriz de Contradicciones, existe laposibilidad de emplearla a través de Internet, en las siguientes direcciones(salvo cambios de página):

Matriz de Contradicciones.

http://sites.netscape.net/orhudvfTRIZ/ContradictionMatrix.htm

http://www.inp.nsk.su/-dolaash/triz/

La manera de operar con esta matriz es sencilla. Una vez identificados losparámetros en conflicto, se buscan sus entradas en la matriz. El conflicto seproduce cuando, al intentar mejorar un parámetro (ímproving feature), otro seve perjudicado (worsening feature). En la casilla donde se cruzan, figuran losnúmeros de los Principios Inventivos que pueden aplicarse, y existe un enlacea los mismos.

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En la segunda de las páginas citadas el funcionamiento es similar, aunqueno existe una matriz como tal, sino unos cuadros donde se seleccionan los pa-rámetros (el que hay que mejorar y el que empeora) y otro donde se ofrecenlos principios inventivos. Resulta más cómoda de manejar. Además, incluye unmódulo para refinar el planteamiento del problema (Contradiction Sharpenet).

Por último, reseñar que TRIZ no es simplemente una matriz. Altshuller ela-boró toda una teoría sobre la evolución de los conceptos inventivos de la cualhemos visto una pequeña muestra.

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CARACTERISTICAQUEEMPEORA

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3, 5,(1) I,-a::w1- 32U« '"a::«U



Nos centramos en el caso del tamaño de la silla. En el diseño de una sillade ruedas, el tamaño del producto plegado es muy importante fundamental-mente para facilitar el transporte del mismo. El método más empleado es elde plegado por tijeras, que se basa en una estructura articulada en cruz. Bus-camos algún método alternativo que permita eliminar dicha estructura, dadoque se pretende mantener la forma de la silla lo más aligerada posible. Paraemplear la Matriz de Contradicciones de TRIZ hay que determinar qué ca-racterísticas del producto se ven involucradas. Es posible probar con distintascaracterísticas. En este caso, se eligen las siguientes:

CARACTERíSTICA A MEJORAR: Volumen de objeto en reposo. (Se buscaque el volumen de la silla plegada sea mínimo)

CARACTERíSTICA QUE EMPEORA: Forma (Se pretende mantener la formade la silla, no añadir elementos a propósito para el plegado)

Entrando en la matriz con ambas características se obtienen los siguientesprincipios inventivas:

7. "Anidar":Colocar los objetos unos dentro de otros.Hacer pasar un objeto por la cavidad de otro.

2. "Extracción":

Extraer (eliminar o separar) una parte o propiedad de un objeto.Extraer sólo lo necesario.

35. "Transformación del estado físico o químico de un objeto":Cambiar el estado de agregación de un objeto, distribución de densidad,grado de flexibilidad, temperatura...

Del principio inventiva 2, se podría pensar en una silla de ruedas desmon-table en lugar de plegable, de manera que se centraran los esfuerzos en di-señar una silla fácilmente desmontable y portátil.

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Dnl~'iMi~i6invn"tiv~7,M B~,iv~I~iB~!lB~un!i~ill!iB~'U~BM~i"~i~tft-ma de plegado a propósito, sino que las propias barras de la estructura basesean plegables mediante sistema telescópico (anidamiento de unas piezas enotras). La solución que se desarrolla es la siguiente:

El principio inventivo 35, en principio, parece menos viable, y supondría tra-bajar con parámetros físicos de los elementos de la silla (barras resistentespero flexibles para el plegado, por ejemplo).

7.4. EN RESUMEN.

A lo largo de este apartado se ha podido ver el funcionamiento de TRIZ agrandes rasgos. Incorporar la práctica de TRIZ en el proceso de diseño deproductos puede ayudar a:

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. Simplificar técnicamente los productos y los procesos, mejorando costes,fiabilidad y vida media. Según Altshuller, la máquina ideal es la no-máquina (es decir, cuanto más sencillo sea un producto capaz de realizarsus funciones, mejor).

. Resolver conflictos y contradicciones técnicas sin necesidad de solucio-nes intermedias ni de optimización del compromiso.

. Concebir de forma rápida las generaciones de productos y procesos.Reducir el ciclo de desarrollo partiendo inicialmente de un concepto co-rrecto.

TRIZ ayuda a técnicos de diseño, de calidad, de I+D, de oficina técnica, defabricación, etc. en cuatro aspectos:

. Resuelve los conflictos técnicos (cuando la mejora de un parámetro ocomponente de un sistema, conlleva la penalización de otro), aplicandoprincipios de invención estandarizados. TRIZ evita llegar a solucionesintermedias o de optimización del compromiso.

. Conduce hacia el conocimiento científico y técnico, necesarios para re-solver el problema. En muchas situaciones la dificultad del problema es-triba en que la solución está fuera del campo de especialidad del técnico,de la empresa, del sector, o incluso de la industria en general.

. Es una excelente herramienta para la previsión tecnológica. Es decir, da-da una necesidad funcional cualquiera, el uso de TRIZ puede predecircon detalle, un abanico de diseños novedosos que satisfarán la función.

. Las soluciones obtenidas son en muchos casos patentables, y la propiametodología ayuda a conseguir una mejor calidad en la cartera de pa-tentes.

TRIZ se aplica a problemas de todos los sectores industriales, cualquieraque sea su dificultad. Aunque parezca radical, TRIZ ofrece soluciones con-ceptuales para cualquier problema. A su vez, si la implantación de dichas so-luciones conlleva nuevos problemas, se puede aplicar de nuevo TRIZ, para re-solverlos. Aplicar TRIZ incluye una correcta definición del problema e identifi-car la necesidad concreta de mejora o novedad como elementos necesariospara utilizar las herramientas y bases de conocimiento. Es posible utilizar TRIZen combinación con otros métodos y técnicas. Un uso bastante lógico consisteen emplear TRIZ para resolver conflictos entre parámetros en el "tejado" de laCasa de la Calidad.

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6. ANÁLI818 MODAL DE FALL03 y EFEGTOS.

8.1. INTRODUCCIÓN.

El Análisis Modal de Fallos y Efectos (Failure Mode and Effect Analysis,FMEA), fue desarrollado inicialmente por el ejército de los Estados Unidos,como un procedimiento de operaciones. El proce1imiento militar MIL-P-1629,data del 9 de noviembre de 1949. Se empleaba como una técnica de evalua-ción de fiabilidad para determinar el efecto de los fallos de equipos y sistemas.Los fallos se clasificaban según su impacto sobre el éxito de la misión y la se-guridad del personal y el equipo. Posteriormente, el AMFE fue adaptado porotras áreas, y los fabricantes de productos de consumo establecieron un sis-tema nuevo de prioridades, incluyendo la satisfacción de cliente y la seguridad.

En términos de diseño de producto, un fallo supone que un componente oun sistema no satisface o no funciona de acuerdo con la especificación. Losparámetros de la especificación pueden representarse en duración comple-ta/ciclos, dimensiones lineales/tolerancias, carga o flexión, espesores de pintu-ras, etc. Un fallo de especificación también puede incluir aspectos estáticostales como cantos vivos, acabado demasiado brillante, etc. Un fallo no debeser evidente para el cliente.

El modo fallo, por otra parte, es el modo en que se produce el fallo de uncomponente o sistema. Es la manera en que un sistema no satisface la espe-c;ficación dada. Responde a la pregunta: ¿Cómo ha podido fallar el compo-nente o el sistema? El modo de fallo potencial se expresa en términos "físi-cos", y no como síntomas que pudiera experimentar el cliente. Un Modo deFallo se produce entre una Causa y un Efecto. La mayoría de los sistemasreales no siguen el modelo de Causa-Efecto simple. Una única causa puedetener efectos múltiples. Una combinación de causas puede conducir a unefecto, o ellos mismos pueden conducir a efectos múltiples. Las causas pue-den tener causas, y los efectos pueden tener efectos subsecuentes posterior-mente. El Modo de Fallo también debe ser considerado en todos estos mode-los.

El AMFE se lleva a cabo hacia el final de la fase del diseño, y pretende en-contrar los potenciales fallos del producto antes de que éste sea producido,evitando que dichos fallos repercutan en el usuario. El AMFE es una técnicaiterativa que promociona pensamiento sistemático al desarrollar un nuevo pro-ducto, centrando su atención en las siguientes cuestiones:

¿Qué puede salir mal en el proceso de fabricación y durante la vida del ser-vicio del producto?

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¿En qué grado puede salir mal?¿Qué hay que hacer para evitarlo?

Estas preguntas pueden tener respuesta si se analiza adecuadamente elproducto por parte del equipo de diseño que lo está desarrollando. Los ele-mentos clave generalmente reconocidos son los siguientes:

1. Definir el alcance y la función del producto analizado. En este punto esusual el empleo del Análisis Funcional.

2. Indentificar los fallos potenciales de forma gradual.

3. Priorizar los fallos según aspectos como la seguridad, los costes, la cali-dad del producto, etc.

4. Preparar un plan de control para prevenir o reducir el riesgo de fallo.

5. Mantener una base de datos actualizada con los resultados del análisis

de cada producto, así como del registro de fallos de los mismos, de ma-nera que sirva como experiencia para futuros diseños.

6. Documentar los procesos en un formato accesible para futuros equiposde diseño.

El propósito del AMFE es que el equipo de diseño del producto identifiquelos sistemas y procesos de fabricación y componentes, ensamblajes y los su-bensamblajes que pueden resultar críticos en la consecución de un productoseguro, fiable y, en definitiva, de calidad.

Aunque ahora se verán los pasos que hay que dar para realizar un AMFE,básicamente se identifican primero los componentes críticos y después se es-tablecen las relaciones entre éstos y los demás componentes o el productoglobal. Mediante la descripción de todos los componentes, ensamblajes y su-bensamblajes, se lleva a cabo la identificación de posibles modos de fallo.

Las causas potenciales de fallos pueden estar en deficiencias del diseño (eldiseño se fabrica como está especificado, pero falla desde su concepción), endeficiencias de fabricación (el producto no se fabrica según las especificacio-nes del diseño) o en deficiencias de proceso de ensamblaje (similar a la ante-rior).

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Si PASOSPAHALLEVAHA GABOUNAMFE.

8.2.1. Definir el producto en términos de sistema.

En esta etapa se deben definir:

Las funciones objetivo: Dado que todas las valoraciones de riesgo estánrelacionadas con los modos en que un sistema puede fallar al realizar una fun-ción, una definición clara de las funciones que el producto debe realizar es unprimer paso importante.

Los límites. Muy pocos sistemas funcionan aisladamente. La mayoría inte-ractúa con otros sistemas. El delimitar cuáles son estas interacciones es útilpara considerar todos los posibles efectos de un fallo, así como para buscarsoluciones preventivas.

Como se ha comentado anteriormente, en este primer paso es muy conve-niente llevar a cabo un Análisis Funcional, si no se ha hecho todavía, paraidentificar funciones y relaciones.

8.2.2. Subdividir el sistema por funciones para el análisis.

Esta fase define los elementos de un sistema que proporcionará la estructu-ra básica para realizar el AMFE. Si el equipo de diseño ha realizado un Análi-sis Funcional previamente, estas etapas ya las tiene cubiertas.

8.2.3. Identificar modos potenciales de fallo para elementos del sistema.

Para buscar los posibles fallos el equipo de diseño debe contestarse a lassiguientes preguntas:

"¿Qué puede ocurrir si esta función falla?"

"¿Qué puede ocurrir si esta función falla antes o después de otra accióndeterm inada?"

"¿Qué puede ocurrir si esta función no es realizada en la se~uencia co-rrecta?"

"¿Qué puede ocurrir si esta función no se realiza completamente?""¿Qué puede ocurrir si esta función no se lleva a cabo en la cantidad co-

rrecta?"

Es conveniente también pensar en condiciones de uso no habituales, parapoder prever posibles fallos del producto por uso inadecuado o no planificado.

106

TEMA 1.DISEÑODE PRODUCTO.MÉTODOSY TÉCNICAS

8.2.4. Identificar el efecto potencial de cada fallo.

En esta etapa se deben buscar los efectos de un fallo en cada función delproducto: Si se da un determinado fallo, ¿qué consecuencias puede acarrear?Si esta función falla, ¿qué más podría ocurrir como consecuencia?

8.2.5. Estimar una severidad o un peligro para cada efecto.

Se asigna un número a cada posible modo de fallo en función del caráctermás o menos crítico del mismo. En las tablas que se incluyen a continuación,extraídas del propio procedimiento militar, se propone una posible clasifica-ción.

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Frecuencia de falloDescrlDclón Nivel Vidadel elemento

Frecuente A Esprobablequeocurraconfrecuencia

Probable B Puedeocurrirvariasvecesdurantelavidadelelemento

Ocasional e Puedeocurriralgunavezdurantelavidadelelemento

Posible D Espocoprobablequeocurra

TanpocoprobablequeImprobable E puedeasumirsequenovaa

ocurrir

Consecuenciadelaocurrenciadelfallo.Descripción Cateaoria Definición

Catastrófico I Fallocompetodelproductoy/opeligromuygravedelusuario

Crítico 11 Gravesdañosenelsistemay/opeligrogravedelusuario

Marginal 111Dañosmenoresenelproductoy/obajo

riesQoparael usuario.

Aceptable IV Dañospocoimportantes,nohayriesgoparaelusuario.


Como se ve, en función de lo crítico que sea el fallo y la probabilidad esti-mada (o estudiada, si se tiene un historial de fallos de productos o piezas si-milares) de que ocurra, se asigna un criterio para cada modo de fallo. Poste-riormente se calcula el Número de Prioridad de Riesgo (NPR): El NPR es elproducto de la probabilidad de fallo, la consecuencia y la detección (probabili-dad de que el fallo sea percibido por el usuario) y debe ser calculado para to-das las causas de fallo. Para calcular el NPR se emplean las siguientes tablas:

108

Matrizde evaluacióndel rlesaoCateaoríade fallo

Frecuencia I 11 111 IV

A 1 3 7 13

B 2 5 9 16

e 4 6 11 18

D 8 10 14 19

E 12 15 17 20

índicede riesgo Criterio

1-5 Inaceptable6-9 Indeseable

10-17 Aceptable con revisióndel diseño18-20 Aceptable sin revisióndel diseño

Consecuenciade laocurrenciadelfallo.

Descripción Categoria Definición

Catastrófico I Fallocompetodelproductoy/opeligromuygravedelusuario

Crítico 11Gravesdañosenelsistemay/opeligro

gravedelusuario

Marginal 111Dañosmenoresenelproductoy/obajo

riesgoparaelusuario.

Aceptable IV Dañospocoimportantes,nohayriesgo

parael usuario.

TEMA 1.DISEÑODE PRODUCTO.MÉTODOSY TÉCNICAS

Con la tabla de ponderaciones se determinan números asignados a la fre-cuenta de fallo y a la gravedad de la consecuencia (existe un rango para cadanivel). El producto de dichos números por el factor de detección da una ideade la prioridad del modo de fallo.

8.2.6. Elaboración de la Matriz de Fallos y Efectos.

Una manera de determinar las piezas criticas respecto a los modos de falloconsiste en plantear una matriz en la que se comparan las distintas partes delproducto frente a posibles modos de fallo. Los pasos a seguir son:

1. Adoptar una puntuación dependiendo de la relación entre cada pieza ycada modo de fallo, que suele ser 9 . (relación fuerte), 3 ~ (posiblerelación) y 1 (baja relación). Aquí se entiende por relación parte/modode fallo la posibilidad estimada de fallo de dicha parte en dicho modo defallo. En el caso de la silla de ruedas, por ejemplo, si el modo de fallo esPérdida de estabilidad, las Ruedas serán piezas del producto muy impli-cadas en ese modo de fallo, mientras que el Reposabrazos lo será bas-tante menos.

2. Aplicar un peso a cada parte, según su importancia, (se puede usar unaescala de 1 a 10, por ejemplo). Puede haber piezas de igual importan-cia.

3. Multiplicar el peso de cada parte por su factor de relación con cada mo-do de fallo.

4. Sumar horizontalmente para obtener un factor total frente a fallos.

5. Representarmediante porcentaje para cada parte. Las piezas con ma-yores porcentajes son las que más deben estudiarse dada su relaciónimportancia/nivel de probabilidad de fallo.

109

PonderacionesdefrecuenciayconsecuenciaFrecuencia

A 9.10Consecuencia

B 7.8 I 9.10e 4-6 11 7.8D 2.3 111 4-6E 1 IV 1.3

--



En este ejemplo se muestra la confección de una Matriz de Fallos para unode los elementos de la silla de ruedas, en este caso el reposabrazos. Se in-cluye un despiece con los elementos que integran este subsistema de la silla(en él no se ve el tornillo que une la pieza Engranaje al Reposabrazos, asícomo tampoco las piezas que integran el reposabrazos, que sí aparecen enla matriz). Hay que tener en cuenta que, aunque se haga un análisis de mo-do aislado, es necesario considerar los elementos externos al subsistema pe-ro que interaccionan con éste. En la silla analizada habría que considerar laacción del respaldo, que es donde se inserta el reposabrazos.

El funcionamiento del sistema es el siguiente: La pieza Engranaje estáatornillada a la pieza Reposabrazos. La inclinación del reposabrazos se pue-de regular extrayendo la pieza Engranaje del Cuerpo central, girando hastaque vuelva a encajar en la posición más cercana a la deseada y volviendo aencajar el Engranaje. El Muelle asegura que si no hay fuerza exterior el En-granaje no se desacopla.

110


Una posible matriz sería la siguiente:

A la vista de la matriz, las piezas que habría que diseñar con especialcuidado de cara al riesgo de fallo serían el muelle, el engranaje y el cuerpocentral, que son las piezas básicas que forman el mecanismo de regulacióndel reposabrazos.

8.2.7. Determinar la causa del modo de fallo.

Para completar una hoja tipo de AMFE,además de identificarlas piezascríticas respecto a los modos de fallo,también hay que documentar las causasy el plan de acción. Las posibles causas deben buscarse en las siguientesáreas, como ya se ha comentado: deficiencias del diseño, deficiencias de fa-bricación,deficienciasdelprocesode ensamblaje(similara laanterior).

8.2.8. Fijarlas acciones correctivas.

Se deben plantear los mecanismos, los métodos, los procedimientos depruebas, o los controles para prevenir la causa del modo de fallo en el pro-ducto. Es conveniente realizarel AMFEcuando todavía no se han tomado de-cisiones definitivassobre las características del producto, incluyendoel AMFEcomo parte de procesode desarrollode conceptosen productos.

111

~---

.. -.. '" .. '" .. '"-o o., ., o '0 o ., o ., o .."E 1:1> "'1:1 ..- 1:1., 1:1.. .. o..... ... .:!! .. ...o ..., s.. .... .. _.;ii ..- ¡;;.. ...- -....'" ...... ...!: ¡¡¡u A. u" .. ....",.. "'.. w::E .. .. ... o w.... ",'" "'... oEL "u 01" .. .. .... u .... .. :: .. .. 1-o.. o.. .. o 1&.'" o.. .. o.. o"D::E ..... .....

j;:... ... o" z"

f c" .. o .. Z.. .. Z ..IBase 8 . 96 7,55Reposabrazos ..

Espuma 6 . . 108 8.49Forro 3 . . 54 4,25

Tejido 5 . . 90 7,08Tornillounión 8 - - - 725,66Engranaje e - . . - 192 15,09Muelle 9 l. . ¡la . 270 21,23Retén muelle 6 l. - . 126 9,91

Cuerpo central 4 . - . - . . 172 13,52j

Arandela 4 , - 201,57<Tuerca 4 - - . 72 5,66'.


8.2.9. Desarrollar el plan de acción.

Una vez se conocen las posibilidades de fallo y sus consecuencias, hayque determinar acciones a través del rediseño del producto para contrarres-tarlas. Algunas opciones posibles son:

Aumentar la probabilidad de detección de fallos.

Hacer más fácil de percibir el modo de fallo.

Cambiar procedimientos de mantenimiento.

Reducir la probabilidad de ocurrencia.

Eliminar funciones.

Cambiar el diseño para eliminar la causa.

Cambiar el diseño para desacoplar la causa del efecto.

Reducir la severidad de la consecuencia.

Reducir la severidad del efecto.

112

Ejemplo de plantilla para AMFE

......

......w

iT1~:-QC/)~.Otil'T1

~?5P~1'T1,dti&5-<ñJ,

~~C/)

Nombre del producto Equipo de diseño Pág No._ - de- -N°AMFE

Sistema FechaNombre del SubsistemaComponenteN'"Pieza y Modo de Fallo Efecto s Grado Cau sas Probo de Controles Detección Acciones NPRfunción potencial potenciales de potenciales ocurrencia actuales del reco men dadas

de fallo riesgo de fallo diseño


g.las M~TaDas DETAGUGHr.

Existe un planteamiento en el cual los parámetros del proceso de diseño(las especificaciones) se entienden en términos de valores objetivo a alcanzar,de modo que cualquier desviación de estos objetivos incurre en un coste adi-cional que tienen en cuenta tanto pérdidas internas como externas. Este enfo-que tiene mucho que ver con el proceso de fabricación del producto, por lo quese trata de una herramienta en cuyo empleo deben colaborar diseño y fabrica-ción.

Este concepto se atribuye a Genichi Taguchi, y en él se basa la tecnologíade control de procesos, que actualmente está reemplazando el control de pro-cesos mediante estadística y los principios de cero defectos. La pérdida de ca-lidad se define desde este planteamiento como el alejamiento de un valor ob-jetivo y su consecuencia es una pérdida para la empresa y un "coste para lasociedad" .

Taguchi enfoca las tolerancias del diseño como los puntos que marcan loslímites aceptables de costes por desviación, usando una relación paráme-tro/coste. Este concepto, aunque fácil de entender e interpretar, no lleva en símismo a una implantación práctica. El poder real del método de Taguchi sebasa en el esfuerzo por reducir la variabilidad y alcanzar el valor objetivo. Sederiva de esto el concepto de diseño robusto, entendido como aquél cuya fa-bricación no se ve afectada por pequeñas alteraciones de los parámetros delproceso productivo.

El principio básico aplicado a la fase de diseño persigue reducir la variabili-dad en la realización del producto final. Fundamentalmente consiste en identi-ficar los factores que producen esa desviación respecto de lo marcado en lasespecificaciones y tratar de minimizarlos, haciendo el producto menos sensiblea los mismos.

El método de Taguchi conduce al diseñador a determinar parámetros ópti-mos habiendo estudiado a fondo los factores que inciden en la variabilidad delproducto. Así es posible fijar los parámetros óptimos para cada componentedel producto. Los factores se deciden en función de la experiencia y los cono-cimientos que se tienen de cada proceso que involucra el diseño. Se realizaentonces una serie de experimentos para comprobar los efectos de los facto-res seleccionados, de modo que puedan ser optimizados para reducir la des-viación del producto respecto al objetivo. Esto en sí es una tarea compleja,que muchas veces se corresponde más con aspectos de control de calidad ocontrol de procesos que con el ámbito propio del diseño del producto.

114


TDlerancia I ITDlerancia

--

Pérdida decalidad

...

Pérdida decalidad

VALORDE LA ESPECIFICACiÓN

Poniendo en práctica estas técnicas, el ingeniero, a través de un númeromínimo de experimentos de acuerdo con un plan prescrito, optimiza el valorobjetivo de los parámetros definidos para ese producto. Los experimentos sellevan a cabo también a lo largo del proceso comprobando los resultados, loque facilita la mejora continuada. La variabilidad del proceso es controladamediante gráficas y la consecución del producto es evaluada en las series deproducción. Al final, todas las funciones implicadas en el diseño deben alcan-zar las especificaciones que garantizan la satisfacción del cliente.

Por supuesto, hay una dificultad fundamental que es el tratamiento deaquellos aspectos o parámetros del producto que no son cuantificables, a loscuales no se les puede fijar un valor óptimo ni tolerancias.

Éste es el principio fundamental del método de Taguchi. Puede argumen-tarse que no es muy diferente de los métodos convencionales de sensibilidadestadística, y existen ciertas controversias sobre la validez estadística de losrazonamientos y los análisis de Taguchi. Realmente, toda la base estadísticaen la que se apoya Taguchi era bien conocida y aplicada antes de que plan-teara su método. Lo novedoso del mismo es el concepto de emplear comotrasfondo del diseño la calidad y el optimizar el producto y proceso para con-seguir mayor precisión al tratar de alcanzar las especificaciones. Una vez más,la integración del diseño de producto y la ingeniería de procesos se revela co-mo fundamental para garantizar la calidad del conjunto.

115


En este apartado se va a describir un conjunto de técnicas que tienen unacaracterística común, y que en muchos casos se engloban dentro de estrategiasde ingeniería concurrente. El término acuñado en inglés para estas técnicas esDfX, siglas correspondientes a Design for X, y responde a un conjunto de plan-teamientos que consisten en pensar en el diseño del producto desde el punto devista de uno de sus factores. La X, en este caso, es el factor en cuestión. Así,podemos encontrar dentro de este conjunto enfoques como los siguientes:

DFM:DFA:DFMa:DFRe:DFS:DFE:DFRm:DFRec:

Diseño para Fabricación (Design for Manufacturing).Diseño para Ensamblaje o Montaje (Design for Assembly).Diseño para Mantenimiento (Design for Maintenance).Diseño para Fiabilidad (Design for Reliability).Diseño para Seguridad (Design for Security).Diseño para Medio Ambiente (Design for Environment).Diseño para Reutilización (Design for Remanufacturing).Diseño para Reciclaje (Design for Recycling).

En ocasiones se puede encontrar el término Design for X-bility, lo que enuna traducción muy forzada al español resultaría en Diseño para la X-bilidad.En este libro se ha preferido una traducción no tan al pie de la letra y se haoptado por el término Diseño por Factores, dado que en realidad esta lista po-dría ampliarse en gran medida con términos como Diseño para Funcionalidad,Diseño para Ergonomía, Diseño para Estética, Diseño para Costes, etc. En elfondo, como se ha apuntado antes, la cuestión es desarrollar técnicas quecentran el diseño de un producto en uno de sus factores, por lo que el términoelegido parece al menos razonable.

Algunos de estos conjuntos de técnicas incluyen algunas que se describenen otros apartados de este tema (Análisis Funcional o de Valor, Análisis Modalde Fallos y Efectos...). No nos extenderemos en ellas, como es lógico. El he-cho de haber mantenido dichas técnicas en apartados propios se debe a quesu importancia hace que sean empleadas no sólo en el Diseño por Factores,sino en muchos otros métodos.

El objetivo de este apartado, por otra parte, no es analizar extensamentecada uno de los factores, pues ello supondría incluso entrar en otras áreas deconocimiento, sino más bien enmarcar estas técnicas dentro del proceso dediseño de productos. Este objetivo es general a lo largo del tema, como secomentó en su introducción. Por ello, y por la imposibilidad de abarcar en untema el tratamiento de todos los factores, se han escogido tres más directamenterelacionados con la labor del ingeniero de producto o de diseño industrial, queseguidamente se desarrollan.

116


10.1. DISEÑO PARA ENSAMBLAJE.

En el campo del diseño en ingeniería, se asume que un 75-85 % del costedel producto queda marcado por la tarea realizada durante el diseño y planifi-cación del mismo. Por ello, el considerar los problemas potenciales de ensam-blaje y fabricación en la fase de diseño es una de las herramientas de controlde costes más efectivas de que se dispone.

El Diseño para Ensamblaje (DfA) es un producto de los intentos de auto-matización de los finales de los setenta y los inicios de los ochenta cuando losmovimientos hacia altos niveles de ensamblaje automatizada resaltaron defi-ciencias en el diseño actual de productos respecto a la capacidad de automa-tización. La aplicación del DfA para productos nuevos resultó no sólo benefi-ciosa para los procesos automatizados, sino también para los procesos de en-samblaje manual o de ensamblaje en general. El DfA se enmarca dentro delas técnicas conocidas como Diseño para Fabricación o DfM.

Hay varias técnicas y métodos de evaluación para el Diseño para Ensam-blaje. Tres de los más conocidos son los de Boothroyd-Dewhurst (EE.UU.),Lucas (UK) e Hitachi (Japan). El Hitachi Assemblability Evaluation Method(AEM) fue el primero en desarrollarse a finales de los 1970, introduciéndosemás tarde (1980) el Diseño para Ensamblaje (DFA) para reflejar el trabajo deGeoffrey Boothroyd en la Universidad de Massachusetts. El término Diseñopara la Fabricación y el Ensamblaje se introdujo entonces como resultado deltrabajo desarrollado por Boothroyd y Dewhurst en el campo de la fabricación ylas técnicas de ensamblaje.

Estas técnicas son métodos de evaluación que analizan el costo de ensam-blaje de diseños en las primeras etapas del el proceso del diseño, y usan suspropios datos sintéticos para proveer pautas para mejorar el diseño en su facili-dad de ser ensamblado. Ofrecen herramientas para analizar un producto para elensamblaje manual, y en caso de Lucas y Boothroyd-Dewhurst (B-D) para elensamblaje automatizado. B-D van un paso más allá ofreciendo tipos diferentesde ensamblaje automatizado como la velocidad para robots y la alta velocidad.

10.1.1. El AEM de Hitachi.

El Hitachi AEM analiza los movimientos y las operaciones necesarias parainsertar y asegurar cada componente del producto. Se considera que unmovimiento descendente simple es la operación más fácil y más rápida de en-samblaje. Los puntos de penalización son otorgados para cada movimientoocada operación que difiere de, o se añade a, este movimiento simple. El pro-cedimiento comienza introduciendo los movimientos y las operaciones necesa-rias para el ensamblaje en un formulario AEM. El formulario se usa para com-parar los procesos de ensamblaje con un óptimo, y asignar una penalización.El método Hitachi ofrece un número de parámetros de evaluación:

117


, Eltiempode enBamblaje.

. La puntuaciónde facilidadde ensamblaje (E)que es una escala de O(in-finitamentedifícilpara ensamblar) a 100 (el ensamblaje ideal).. Proporciónde coste de ensamblaje que indicael costo de un rediseño enproporciónal coste original.

. Factor de simplicidad:Combinaciónde E y una medida de la eficienciade un ensamblaje.

10.1.2. El DfAde Boothroyd y Dewhurst.

El DfAde Boothroyd-Dewhurstse centra en establecer el costo de la mani-pulacióny la inserción de componentes. El proceso puede ser aplicado al en-samblaje manual o automatizado, el cual está adicionalmente subdivididoenvelocidad alta y velocidad tipo robot. También se incluye una ayuda para laselección del sistema de ensamblaje mediante un análisis simple del volumende producción esperado, del período de retorno requerido, del número de pie-zas en el ensamblaje, y del número de estilos del producto.

Sin importar el sistema de ensamblaje, las piezas son evaluadas en funciónde la facilidad de manipulación, facilidad de inserción y una decisión en lo quese refiere a la necesidad de la pieza en cuestión. Los resultados son entoncescomparados con los datos empíricos y de esta comparación se obtiene untiempo y un coste para el ensamblaje de esa pieza.

Un análisis B-D DfA se lleva a cabo completando una hoja de trabajo. Unavez que las piezas han sido añadidas a la hoja de trabajo, la primera etapa decualquier análisis es un intento en la reducción de las piezas. La oportunidadde reducción se encuentra examinando cada una de las piezas e identificandosi existen como piezas independientes por razones fundamentales. Las razo-nes fundamentales son:

1. ¿Durante la operación la pieza tiene movimiento relativo respecto a otrasya ensambladas? Sólo deben tenerse en cuenta aquellos movimientosrelativamentegrandes. Losmovimientospequeñosque puedenser acomodadospor junturas elásticas, por ejemplo, no son suficientes para una res-puesta positiva.

2. ¿Debe ser la pieza de un material diferente o estar aislada de todas otraspiezas ya ensambladas? Sólo se aceptan razones fundamentales relati-vas a propiedades materiales.

3. ¿Debe la pieza separarse de las que ya están ensambladas porque deotro modo sería imposible el ensamblaje o desmontaje de otras piezas?

118


Si la presencia de una pieza está justificada por cualquiera de estas razo-nes, entonces - se estima - es una pieza necesaria y recibe un 1 en la hoja detrabajo. Si la justificación no es posible, entonces esa pieza es no esencial, re-cibe un Oen la hoja de trabajo, y debería eliminarse o combinar con otra piezaesencial. La segunda etapa del análisis es examinar el manejo e inserción decada componente. Para el ensamblaje manual se emplea un código de dos dí-gitos para el manejo, y otro para la inserción, los cuales se extraen de tablas.

Las tablas clasifican los componentes con relación a sus características pa-ra la manipulación como el tamaño, peso, y cantidad requerida de orientación.Para la inserción, las categorías son la alineación de la pieza, el tipo de méto-do de aseguramiento, y si la pieza es asegurada en inserción o como un pro-ceso separado (encolado, por ejemplo, o atornillado). Estos códigos son cru-zados para identificar el tiempo para esa operación a partir de la tabla. Los có-digos y los subsiguientes tiempos son introducidos en la hoja de trabajo y utili-zados para determinar un número de parámetros:

· El tiempo de ensamblaje (TM) se halla sumando el tiempo de manejo ylos tiempos de inserción.

· El coste de ensamblaje (CM) es proporcional a TM por un factor que re-fleja la tasa salarial y otros gastos.

· El número mínimo teórico de piezas (NM) es la suma de todas las piezasesenciales clasificadas en la categoría con un 1.

· La eficiencia del diseño está definida como el tiempo de ensamblaje idealdividido por el tiempo estimado de ensamblaje. El tiempo ideal de en-samblaje es dado por 3NM, donde el 3 representa un tiempo de manejode 1.5 y uno de inserción de 1.5, para un componente ideal.

Aunque se disponga de los resultados de costes y tiempos, se debe llevarcuidado con estos datos, pues siempre son más fiables cuanta más experien-cia, y por ello esta técnica resulta mucho más exacta en el análisis de redise-ños.

119

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o Nombredelapieza

1 Identificador 1 2 3 4 5

2 N°devecesquelaoperaciónse realizaconsecutivamente

3 Códigodemanejomanual

4 Tiempodemanipulaciónmanualporpieza

5 Códigodeinserciónmanual6 Tiempodeinserciónmanualporpieza

7 Tiempodeoperación(seg.) TM(2)x [(4) + (7)1

8 Costedeoperación CM0.4x (7)

EstimacióndelnOmínimoteóricode NM9 piezas.

0/1


10.1.3. Directrices generales del DfA.

Las herramientas descritas aquí son desarrollos específicos de un conjuntobásico de pautas para el DfA que buscan despertar la conciencia de la im-portancia de la fabricación y el ensamblaje en el diseño de un producto. Estasdirectrices se muestran en la tabla incluida a continuación: .

Directrices para el DfA

1. Buscar la simplicidad:

Minimizar el número de piezas, su variedad, las superficies de ensambla-je, simplificar las secuencias de ensamblaje y el manejo e inserción de pie-zas, para un ensamblaje más rápido y fiable.

Cuantas más piezas, más posibilidades de aparición de piezas y de erro-res de ensamblaje. La probabilidad de obtener un producto "perfecto" dismi-nuye exponencialmente con el número de piezas. Si el número de piezasaumenta, el coste total de fabricar y ensamblar el producto también lo hace.La automatización se complica y encarece cuantas más piezas sean mani-puladas y procesadas. Los costes relativos a compras, almacén y manteni-miento también disminuyen al reducir el número de piezas. Los niveles de in-ventario y de trabajo en proceso dependen del número de piezas distintasimplicadas. Si la estructura del producto y las operaciones requeridas sesimplifican, se requieren menos pasos de fabricación y ensamblaje, los pro-cesos de fabricación pueden integrarse y los tiempos de producción seacortan. El diseñador debería recorrer el conjunto del diseño pieza por piezay evaluar si la pieza puede ser eliminada, combinada con otra pieza, o si sufunción puede ser realizada de otra manera.

2. Usar elementos normalizados.

Utilizar piezas y materiales normalizados y comunes para facilitar la acti-vidad del diseño, para minimizar la cantidad de inventario en el sistema, yestandarizar operaciones de manipulación y ensamblaje. Las piezas comu-nes resultarán en inventarios inferiores, costes reducidos y calidad más alta.El aprendizaje del operador se simplifica y hay más posibilidades de automa-tizar para volúmenes de producción y de operación más elevados. Limitar eluso de componentes poco habituales o exclusivos, ya que es menos proba-ble que los proveedores puedan competir en calidad o en coste con estoscomponentes.

121


:1.Racionar el diseño del producto: modularidad.

Estandarizar en materiales, componentes, y subensamblajes en todas lasfamilias del producto para aumentar las economías de escala y reducir loscostes de equipo y de mecanizado. Diseñar productos modulares para facili-tar el ensamblaje con componentes basados en bloques constructivos. Estediseño modular minimiza el número de variantes de pieza en los primerospasos del proceso de fabricación al permitir una variación mayor del productoal final del proceso durante el ensamblaje final. Este enfoque minimiza elnúmero total de artículos en inventario. Los módulos pueden ser fabricados yprobados antes del ensamblaje final. El tiempo de ensamblaje se acorta, yesto posibilita disponer de una amplia variedad de productos a medida segúnla orden del cliente en un corto tiempo sin tener que mantener un nivel ele-vado de inventario.

4. Usar tolerancias lo más amplías posible.

Reducir la tolerancia en componentes poco críticos y así reducir operaciones,y número de pasadas en el mecanizado. Diseñar en función de las capacidadesde proceso y evitar requisitos de acabado de superficie muy estrictos. Evitar tole-rancias innecesariamente estrechas que puedan exigir más allá de la capacidadnatural de los procesos de fabricación. Determinar cuándo son necesarias nue-vas capacidades del proceso de producción lo antes posible en el proceso de di-seño para permitir suficiente tiempo para determinar parámetros óptimos de pro-ceso y establecer un proceso controlado. Evitar asimismo tolerancias estrictasen piezas conectadas. Las tolerancias en piezas conectadas se van acumulan-do, lo cual dificulta el mantenimiento de la tolerancia global del producto. Diseñaren el centro del rango posible de valores del parámetro de un componente paramejorar fiabilidad y limitar el rango de variación alrededor del objetivo de pará-metro (esto tiene mucho que ver con los métodos de Taguchi, también revisadosen este tema). Los requisitos de acabado de la superficie asimismo pueden ba-sarse en prácticas frecuentes y pueden ser aplicados para superficies interioresresultando en costes adicionales cuando en realidad estos requisitos pueden noser necesarios. Es preciso estudiar cada producto y sus condiciones.

5. Elegir los materíales para adaptarse a la función y proceso de producción.

Evitar escoger materiales puramente por las características funcionales, laelección material también debe favorecer el proceso de producción paraasegurar la fiabilidad del producto.

122


6. Minimizar las operaciones que añaden poco valor.

La minimización de tiempos de manejo, de acabados excesivos y de ins-pección reducirán costes y tiempo empleado.

Diseñar para la unión y fijación eficientes. Los tornillos, pernos, tuercas,etc. son consumidores de tiempo en el proceso de ensamblaje y necesitanoperaciones difíciles de automatizar.

Minimizar el número de piezas flexibles e interconexiones. Evitar las pie-zas flexibles y frágiles como sistemas de alambre, de tubos, hidráulicos...Suflexibilidad hace el manejo del material y el ensamblaje más difícil y estaspiezas son más susceptibles a daño. Las interconexiones como alambres, lí-neas hidráulicas, sistema de tuberías, etc. son caras de fabricar, ensamblar yreparar.

7. Diseño a prueba de error.

Diseñar el producto y el ensamblaje a prueba de error a fin de que el pro-ceso de ensamblaje no presente ambigüedad. Los componentes deben serdiseñados de modo que sólo puedan ser ensamblados de una forma, evitan-do por ejemplo que puedan ponerse al revés. Muescas, huecos asimétricos ytapones pueden emplearse para este efecto. Los productos deben ser dise-ñados para evitar o simplificar los ajustes.

8. Facilitar la manipulación.

Diseñar para facilitar la orientación y manipulación de piezas para minimi-zar el esfuerzo manual de poco valor añadido y la ambigüedad en la orienta-ción y unión de piezas. Los principios básicos son:

Las piezas deben diseñarse para autoorientarse cuando se introdu-cen en un proceso.El diseño del producto debe evitar que las piezas puedan enredarse operder su orientación. Evitar huecos, lengüetas y partes "cerradas" opoco accesibles. El diseño de la pieza debería incorporar simetría al-rededor de ambos ejes de inserción donde fuera posible. En aquelloscasos en que las piezas no pueden ser simétricas, la asimetría debeenfatizarse para asegurar una inserción correcta.Con características ocultas que requieren una orientación particular,se debe proporcionar un rasgo externo o una superficie guía paraorientar la pieza correctamente.En la medida de lo posible, diseñan superficies guía para facilitar lainserción.

Las piezas debe ser diseñadas con superficies que permitan seragarradas y manipuladas con facilidad. Idealmente esto significa

123

- ---


~jM~~~I~~i~~~~Mftu~~"i~iM~Ift"ftft,~ftrftlolM~UO~8rmitirí~"~U~fuera recogidasin problemaspor una personao un robotmanipuladory fácilmente fijada.Minimizar el número de piezas delgadas, planas que son más difícilesde recoger.Evitar piezas con bordes cortantes, rebabas o puntas. Estas piezaspueden herir a los trabajadores o al usuario, requieren más tiempo demanejo, pueden dañar al propio producto, y pueden ser más propen-sas a sufrir daño propio.Evitar piezas que puedan ser fácilmente dañadas o quebradas.Evitar piezas pegajosas o resbaladizas(chapas aceitosas delgadas,piezas aceitosas, piezas adhesivas, pequeñas partes plásticas consuperficies resbaladizas, etc.).Evitar piezas pesadas, que aumentarán la fatiga del trabajador, elriesgo de lesión del mismo, y frenarán el proceso de ensamblaje.

Diseñar para la facilidad de ensamblaje utilizando patrones simples demovimiento y minimizando los ejes de ensamblaje. Los movimientos compli-cados de orientación y de ensamblaje en direcciones diversas deberían evi-tarse. El diseño del producto debe posibilitar el comenzar el ensamblaje conun componente de base que tenga una masa relativa grande y un centro degravedad bajo en el cual se agrega el resto de piezas. El ensamblaje deberíaseguir mediante la incorporación del resto de piezas en la parte superior dela pieza base, de manera que la propia gravedad facilitase la inserción. Estominimiza la necesidad de volver a orientar el ensamblaje y reduce la necesi-dad de una fijación temporal. Un producto que es fácil de ensamblar ma-nualmente será fácilmente ensamblado mediante automatización.

9. Diseñar para el proceso.

Diseñar para la facilidad de fabricación. Seleccionar procesos compatiblescon los materiales y volúmenes de producción. Evitar características innece-sarias de la pieza que involucren más esfuerzo de proceso o más consumode herramientas de mecanizado. Aplicar directrices específicas apropiadaspara el proceso de fabricación. A continuación se incluyen algunas para me-canizado:

Para alto volumen de piezas, considerar si un proceso de fundición oestampación puede reducir las tareas de mecanizado. Diseñar formas cer-canas a las definitivas para partes moldeadas para minimizar el posteriormecanizado.

124


Diseñar para la facilidad de sujeción proporcionando amplias superfi-cies sólidas de montaje y superficies paralelas de amarre.Evitar diseños que necesiten esquinas afiladas o puntas.Evitar paredes delgadas o huecos profundos para poder soportar losesfuerzos del mecanizado sin distorsión.Evitar curvas y contornos en favor de formas rectangulares, más fáci-les de mecanizar.

Evitar características que requieran operaciones y herramientas espe-ciales.

Evitar materiales muy duros o difíciles de mecanizar a menos que se-an imprescindibles para cumplir los requisitos.Disponer las superficies a mecanizar en un mismo plano en la medidade lo posible para minimizar el número de operaciones en la máquina.

Aprovechar la capacidad de proceso para reducir componentes innecesa-rios o procesos adicionales, (por ejemplo, la naturaleza porosa de compo-nentes sinterizados para la retención del lubricante). Diseñar las característi-cas y las funciones para superar limitaciones de proceso, tales como caracte-rísticas para ayudar alimentación mecánica. Evitar la restricción innecesariade procesos para permitir la flexibilidad de fabricación en la planificación deproceso.

10. Diseñar para la producción automatizada.

La producción automatizada supone menos flexibilidad que la producciónmanual. El producto debe ser diseñado de modo que puede ser maniobradomediante autómatas. Hay dos enfoques de automatización: El ensamblajeflexible y el ensamblaje automático de alta velocidad. Las consideraciones enel primer caso son: Diseñar piezas para utilizar manipuladores estándar yevitar el cambio de la herramienta, usar piezas autocentrantes, usar disposi-tivos sencillos de presentación de piezas, y evitar la necesidad de asegurar oamarrar las piezas. Las consideraciones en el segundo caso son: Usar unmínimo de piezas o piezas estándar, usar piezas compactas (sin proyeccio-nes, huecos o ranuras), considerar la posibilidad de un ensamblaje simultá-neo en varios ejes para acelerar el ciclo de ensamblaje, y usar piezas preo-rientadas.

11. Equipo de trabajo.

Promover la ingeniería concurrente. Establecer una organización basadaen el desarrollo de proyectos o productos que implique a un equipo multidis-ciplinar. El éxito depende de un liderzago experimentado y de una culturaabierta, así como de un programa de mejora continuada.

125

--


10.2. DISENO PARAMEDIOAMBIENTE.

El Diseño para Medio ambiente (DfE) es una forma sistemática de incorpo-rar atributos ambientales en el diseño de un producto. Hay tres característicasesenciales del DfE:

. Se considera completamente el ciclo de vida de un producto.

. El punto de aplicación se encuentra al principio del proceso de diseño delproducto.

. Las decisiones se toman usando un conjunto de valores consistente conla ecología industrial.

El DfE considera los impactos ambientales potenciales de un producto a to-do lo largo de su ciclo de vida. El impacto potencial del producto se extiendedesde la liberación de productos químicos tóxicos en el ambiente hasta el con-sumo de recursos no renovables y el uso excesivo de energía. Las etapas devida de un producto incluyen desde la extracción de recursos necesarios parafabricar el producto hasta su eliminación. En efecto, desde esta filosofía, losingenieros diseñan un ciclo de vida de producto, no sólo el producto. La con-ciencia de un ciclo de vida del producto ayuda a las compañías a evitar sor-presas ambientales y responsabilidades. Idealmente, el equipo del diseño tratade reducir estos impactos ambientales al nivel más bajo posible.

Cuanto antes se considere por parte del equipo del diseño los factores am-bientales, mayor beneficio ambiental y reducción de costos. El ciclo biológicode un producto puede resumirse, aunque hay diversas propuestas, en las cin-co etapas que se describen a continuación.

. Prefabricación: Durante esta etapa, las piezas y las materias primas sonobtenidas para el uso en procesos de fabricación.

. Fabricación: Todas las etapas de producción dentro de la compañía,desde que llegan las materias primas hasta que el producto está listo pa-ra embalar. Incluye procesos químicos, ensamblaje y acabado.

. Embalaje y Distribución: El material es embalado para el transporte y lacompra, dirigido a través del sistema de distribución apropiado y entre-gado al consumidor.

. Uso y Mantenimiento: El tiempo desde que el cliente recibe el productohasta que lo retira. Esto incluye el mantenimiento, así como el tiempodespués de las reposiciones parciales o los reacondicionamientos, mien-tras el consumidor está todavía en posesión del producto.

. Fin de Vida: El producto es reciclado, refabricado o retirado del ciclo devida enteramente.

126


P,.fabric:ac:1ón

hFabricación

1 ~\, . I

.......

r .ll.:11

Uso ymantenimiento

Embalaje ydi8tribución

Findttvida

Ciclo de vida simplificado

El Diseño para Medio Ambiente no significa que un producto sea diseñadosolamente para el medio ambiente o que el ambiente sea la única considera-ción. El DfE pretende convertirse en una parte integral del proceso de desarro-llo de producto junto con otras consideraciones del diseño, como los requisitosde coste del producto, demandas del cliente, facilidad de fabricación y las fun-ciones demandadas. Es decir, lo que sería considerado como el resto de facto-res del DfX.

10.2.1. Métodos y técnicas para el DtE.

El DtE puede conducir a cambios radicales en los productos existentes olos procesos así como también introducir tecnologías enteramente nuevas.Esto puede en principio ser motivo de rechazo por el empresario, pero muchasde estas tecnologías permiten probar los procesos antes de llevar a cabo eldesarrollo del producto, evitando costes de preseries, pruebas. prototipos,etc.. .

127


Introgucirel "t~ en la metodologíade deaarrollode prodUGtOBtambiénpuede condudr a cambios en las caraderlsHcas Indlv:duales del producto.Abajo se incluye una lista parcial de ejemplos de características nuevas del di-seño del producto que pueden introducirse para mejorar los atributos ambien-tales de los productos:

· Usar tecnologías alternativas de unión como pestañas de presión, ele-mentos punzantes y tornillos en lugar de adhesivos. (El hecho de utilizartornillos, lo cual permite un desmontaje y mejor reutilización de las piezasdel producto, chocaría sin embargo con una filosofía DfA)

· Minimizar o eliminar hebras de metal incrustadas en plásticos.· Usar tornillos similares (pueden reutilizarse).

· Minimizar la variedad de materiales usados (incluyendo rellenos, coloresy aditivos).

· Marcar los plásticos claramente con identificadores del tipo de resina.· Usar componentes fabricados con materiales conocidos.

· Evitar pintar las partes reciclables. Poner etiquetas en las mismas.· Usar un modelo de diseño modular, a fin de que los módulos puede ser

reemplazados para mejorar o reparar el equipo sin dañarlo.

· Usar cerámica en lugar de plásticos con retraso de llama.

Dos enfoques particulares del DfE son la Evaluación del Ciclo de Vida y losFlujos y Ciclos de Material, que a continuación se describen sucintamente:

Evaluación del Ciclo de Vida (Life Cicle Assessment. LCA): Se trata de unatécnica que pretende seguir las necesidades de recursos y los efectos am-bientales de un producto nuevo a lo largo de todo el camino desde su concep-ción hasta su retirada. El objetivo es proporcionar una valoración integral delos efectos ambientales. Por razones de falta de datos, complejidad del análi-sis e incertidumbre, es complicado llevar a cabo un buen análisis de este tipo.

Fluios v Ciclos de Material (Material Flows and Cvcles): Es una técnica pararastrear el uso y la localización de los materiales con el paso del tiempo (suobtención y empleo, su retirada su reutilización, su ciclo de reutilización...) Alrastrear flujos de materiales, es importante tener claros los límites del análisisy la precisión de las medidas con que se trabaja.

Diseñar y fabricar productos ecológicos requiere conocimiento del productoy proceso, herramientas, métodos de producción e incentivos. Las ayudas pa-ra el diseño ecológico deben ser fáciles y rápidas de entender y usar. Ideal-mente, estas herramientas del diseño deberían ayudar a identificar cambiosdel diseño que suponen costes inferiores y mejoran el uso de los materiales ysu capacidad de reciclaje. Aparte del Diseño para Desmontaje, que se co-menta en el apartado posterior, algunas de estas herramientas son:

128


Herramientas para el DfE

Análisis de Balance de Masa (Mass Balance Analvsis): Implicahacer unseguimientode los materiales y la energía dentro y fuera de un área de aná-lisiscomo una fábrica o una planta de proceso. Idealmente, los balances demasa se basan en medidas de insumos, inventarios,y flujosde salida (inclu-yendo productos, gasto y emisiones). En realidad, en muchas ocasiones re-sulta difíciltodavía disponer de todos los datos necesarios.

IndicadoresEcolóaicos:Esta herramienta podría ser quizá la más útilparaun diseñador industrial, por su inmediatez de aplicación. Los indicadoresecológicos verdes intentan resumir los impactos ambientales en una escalasimple. El diseñador o la persona que toma las decisiones puede comparar lapuntuación de distintas alternativas (materiales, procesos, etc.) y escoge enla medida de lo posible el que presenta el impacto ambiental mínimo. Estocontribuiría a facilitar el diseño de productos con impactos ambientales redu-cidos. Aunque ninguna de estas herramientas incorporan muchos tipos dife-rentes de impacto ambiental, suministran al menos una guía rudimentaria pa-ra orientar al diseñador a la hora de escoger materiales, componentes, o al-ternativas de proceso.

Análisis de Riesao: Es una técnica para evaluar las posibilidades de ocu-rrencia de efectos diferentes. Por ejemplo, el riesgo de emisiones tóxicas seevalúa estimando la cantidad y el tipo de emisiones, la difusión en el am-biente, la exposición ecológica y humana, y el daño probable. Todo estos su-cesos son probablemente inciertos. El análisis del riesgo se convierte así enun concepto útil para analizar los posibles efectos sobre varios medios (aire,agua y tierra). Sin embargo, resulta difícil evaluar los efectos de suceso debaja probabilidad y elevado impacto. Esta técnica, aplic3da al desarrollo deproductos, se asimilaría en su filosofía a un Análisis Modal de Fallos y Efec-tos centrado en cuestiones ambientales.

Selección de materiales v etiauetas: Al realizar una selección entre variosmateriales para una aplicación, cualquiera de ellos podría ser funcionalmenteadecuado. Sin embargo, probablemente tienen implicaciones ambientales dife-rentes. Las guías de selección de materiales intentan orientar a los diseñado-res hacia el material más adecuado desde el punto de vista medioambiental.algo similar a los indicadores ecológicos. Además de estas guías genéricas,las grandes empresas han comenzado a desarrollar internamente guías pro-pias del sector y producto al que se dedican (sobre todo en automoción).

Las etiquetas de material son generalmente marcas en materiales o pro-ductos que muestraninformaciónacerca del contenidomaterialdel mismo.

129

--------


Por ejemplo, las botellas plásticas usadasen mud'lMproduetMdaMMumosuelen exhibir un símboloplásticode identificaciónque facilita la identificacióndel tipo de plásticoy su clasificaciónpara un posteriorreciclaje.

10.2.2. Los indicadores ecológicos como herramienta de diseño.

Entre las técnicas comentadas anteriormente, el uso de tablas de selecciónde materiales e indicadores ecológicos es probablemente el más directamenteadaptado en la actualidad al diseño de productos. El diseñador industrial nopuede dedicarse a evaluar el impacto ambiental de cada uno de los procesoso materiales entre los que puede optar para una pieza de su producto. Lo idealsería disponer de dichos impactos parametrizados en función de las caracte-rísticas geométricas o físicas del producto, de modo que a partir de tablas yconociendo dichas características, se pudiera estimar el impacto ambiental encada caso. En la página web de Product Ecology Consultants se muestra unmétodo de diseño medioambiental de productos basado en Eco-Indicadores.Un Eco-Indicador estándar es un número que expresa la carga ambiental totalde un producto o proceso. Con el eco-indicator estándar un diseñador o un in-geniero de producto puede analizar las cargas ambientales de los productossobre el ciclo de vida, comparándola con otras posibles alternativas.

En el Eco-Indicator 99 se entiende el término "ambiente" bajo tres tipos deposible efecto perjudicial:

1. La salud humana; Bajo esta categoría se incluye el número y la duraciónde enfermedades, y los años de vida perdidos debido a la muerte pre-matura por causas ambientales. Los efectos que se incluyen son: Elcambio de clima, la reducción drástica de la capa de ozono, los efectoscancerígenos, los efectos respiratorios y la radiación nuclear.

2. La calidad del ecosistema; Bajo esta categoría se incluye el efecto en ladiversidad de especies, especialmente para plantas y organismos inferio-res. Los efectos que se consideran son: Toxicidad, acidificación, eutrofi-zación y uso de la tierra.

3. Los recursos; Bajo esta categoría se incluye la energía excedente reque-rida en el futuro para extraer recursos minerales y fósiles de calidad infe-rior. El agotamiento de los recursos agrícolas y de masas como arena ygrava se considera bajo el uso de la tierra.

Los autores del método apuntan las limitaciones de dicha clasificación,justificadas por la complejidad del análisis. Se destaca que este métodosimplemente pretende ayudar a seleccionar eco lógicamente entre variasalternativas de diseño.

130


Los valores de los Eco-Indicadores estándar 99 se refieren a los siguientesconceptos:

Los materiales:Los indicadores para los procesos de producción se basan en el procesadode un kilogramo de material.

Los procesos de producción:El impacto del tratamiento y la elaboración de materiales diversos, expre-sado para cada tratamiento en la unidad apropiada para el proceso parti-cular (los metros cuadrados de hoja enrollada o el kilo de plástico moldea-do, por ejemplo).

Los procesos de transporte:El impacto ambiental está referido a la unidad toneladas-kilómetro.

Los procesos de aeneración de energía:Las unidades son expresadas en términos de electricidad y calor.

Los escenarios de eliminación:Indicadores referidos a un kilo de material, subdivididos en tipos de materialy métodos de proceso de residuos.

El método consiste en la aplicación de cinco pasos bastante sencillos:

1. Establecer el propósito del cálculo (rediseño, evaluación de un producto,selección de alternativas).

Si el propósito del cálculo es obtener una impresión global rápida del im-pacto ambiental de un producto, entonces es suficiente con incluir un númerode elementos básicos en el análisis. En una etapa posterior es posible detallarmás el estudio e incluir materiales y procesos de fabricación secundarios.

2. Definir el ciclo de vida del producto (todo el proceso que sigue desde sufabricación hasta su retirada).

En una evaluación de ciclo de vida el rasgo esencial está en analizar el ci-clo de vida completo del producto, no sólo el producto. Las etapas de uso y re-tirada del producto son elementos importantes de este ciclo.

3. Cuantificar materiales y procesos.

Se debe asignar una cantidad a cada uno de los materiales y procesos quetienen lugar en cada paso del ciclo de vida del producto. En ocasiones notodos los datos están disponibles. Es aconsejable estimar algunos de ellos,hasta que un diseño más detallado permita cuantificarlos.

131


4, Rellenarel formulariooe EGo-lnOiGaOOr6B,

El método proporciona unos formularios que se deben rellenar con los da-tos obtenidos. En este punto es cuando se acude a las tablas donde se reco-gen todos los indicadores para materiales, procesos, transporte, consumo deenergía, etc. En función de las cantidades cuantificadas y el indicador, se cal-cula la aportación de cada elemento al impacto ambiental global del productoen las fases de producción, uso y retirada.

5. Interpretar los resultados.

Una vez se dispone de los formularios cumplimentados, se puede evaluarqué procesos o materiales son más importantes en su contribución al impactoambiental, comparar los impactos de dos productos, evaluar impactos entredos materiales para decidir cuál elegir, etc.

132

Product or camponent Project

Date Author

Notes and conc1usíons

......(J.)(J.)

ñ1

~:-<S2en~.oti111~g~q

ffl,dtig-<:ijI,~~en

ProductionMaterials, processíng. transport and extra energymattrial or III'OCC$$ amoun! indi<:.atOl' u1t

Total

UseTransport,energyandanyauxílíarymateria]s_$ amount índi<:.ator UIt

Total

DisposalDísposal processes per ty)e of materia]material and twe of oroccssÍl1ll amount indÍClltlll' rcsult

Total

TOTAL (all phases)

......ú)~

Production of ferro metals (inmilli(M)intsperkg)Indlcator

2409424

~910110

t¡(;j~,Ot¡ITJ<:JJJOt¡~q:¡:ITJ,dt¡OC/)-<ñl-

~~C/)

Production of non ferro metal s (inmilli(M)intsperkg)Indkator

Alumínium IOOOA,Rec. 60 I

Aluminiwn 0% Rec. 780 I

Chromium 970 I

Co er 1400 I

Lead 640 I

Nickelenriched 5200 I

Palladium enriched 460??oo I

Platinum 700??oo I

Rhodiumenriched 12000000 1

Zinc 3200 I

.....ú)01

ri1~:-'S2C/)~.oCJIT¡]g~p~IT¡.dCJg-<:iitC)~~C/)

Productionofplasticgranulate(in millipoints per kg)

Indicator DescriotiOD

ABS 400 '1

HDPE 330 !

LDPE 360 t

PA6.6 630 3

PC 510 I

PET 380 3

PET bottlegrade 390 usedforbottles '1

PP 330 ,PS(GPPS) 370 l!eneraJcumoses \

PS(HIPS) 360 hi!!h impaet t

PS(EPS) 360 excandable \

PURenerl!Vabsorbin!! 490 ,PURflexibleblockfoam 480 forfurniture,beddínl!,cIotbínl! j

PURhardfoam 420 usedinwhiteI!oods,insulation,eonstructíonmaterial I

PURsemirigidfoom 480 \

PVChifili inmaet 280 Wíthoutmetalstabilízer(PborBalandwithoutclasticizer(seeunderChemicals)IPVC(rigíd) 270 ril!ídPVCwith 10%plastícízers(erudeestímate) I

PVC(flexible) 240 FlexiblePVCwíth50%plasticizers(erudeestímate) l'

PVDC 440 forthíncoatin2S .\


Formularios y distintas tablas de Eco-Indicadores extraídas del "Eco-indicator 99Manual For Designers". Dicho manual puede obtenerse en formato *.pdf en la

página web de Product Ecology Consultants: http://www.pre.nl/

136

Production of chemicals and others (inmilUpointsperkg)Jndicator Descrintion

Ammonia 160 NH IAr""n 7.8 In.rt.." used in li.ml bulbs. woldin of..active m..als lik. aluminium IBentonite 13 Used in cat litter.norcelainerc. ICarbon black 180 Used for colourin and as filler IChemícals inoruníc S3 Averape value far nroductionofinoreanic chemicals IChemicals ornaDlc 99 Averal!evalue for nroductionof ornanicchemicals ICbloem. 38 CI.. Produeod ..ith dianh",Pm ...oduction proeess (mod.m .ecbn01ouv1 IDímelhvl n....hthala.. 190 Used as nlaslieiur foe 8Oftenin>PVC IEthvlen. oxidell!!veol 330 Used as industrial $Olven'and cI.aninQ &Q.n' IFueloil 180 Produc.ion offu.1 onlv. Combustioo .xelud.d! IFuel n.trol unl.aded 210 Productioo of fu.1 oolv. Combustioo exeluded! IFuel diesel 180 Production of fuel onlv. Combustion exeludod! IH. 830 Hvdroeen eas Used for roduction nrocesses IH.SO, 22 SulnhLJricacid. Used for cI.aninQ and s..inin¡¡ IHCI 39 Hvdrochloric acid used fur nroc.ssin. of m..al. and clean¡no IHF 140 Fluoric add IN 12 Nitr Used as an in.rt atmosnh... INaO 6.6 Sodium ehlorid. INaOH 38 Caustic soda INitrie acid SS HNO, Used for stainin¡¡ metals IO. 12 Ox v",," ,o.. IPhosnhoric acid 99 HJPO Used in nreoara.ion of fertiliser ¡Propv1en. ¡¡Iycol 200 Used as 8Dantifi'eezr. and ai solvent IRI34a cuolan. 150 Production ofRI34a onlv! Emission ofl kit R134a 10air ive. 7300 mPt IR22leoolanO 240 Produclion ofR22 onlv! Emissioo of I k. R22 'o air .iv.s 8400 mPt ISilica.. lwaterlass) 60 Used in th. manufacture ofsilica .I d.t....n. manufactur. and metal el.anina 1Soda 4S Na,CO.. Used in d..."'.n.. IUreum 130 Used in fmili...s IWater decarbonized 00026 Processin. onlv; e«ecto un IUOUndwa..r12b1.(if anvl di....earded IWaterdemineralized 0.026 Processin onlv; effects on eround_ tahle (ifanv\ dis..arded lZeolit. 160 Used fur aboomtion and in detereents l

Solar energy (in mlllipoints per kWh)

IDdicator9.7

li11:.10

taline cellso used on building fucade

'sraline cells. used on buildin~ facade

taline cells. used on building lOOf

staline cells, used on building roof

Electricity (ln millipoints per kWh)

......W......

iT1~:-'C)Ci5~,OC)lT1~g~p;:~'

~-<:ñt()~~en

Ilndic:ator Desc:riPtiOD

IDcludin,g fud vroduction

Electr. HV EuroDe fUCPTE) 22 Hi!!h volt8.l!e(> 24 kVoln

Electr. MV EurOPe (UCPTE) 22 Medium voltage (1 kV - 24 kVolt)

Electr. LV Europe (UCPTE) 26 Low voltage « IOOOVolt)

Electrici.... lV Austria 18 low volt8.l!e(<; IOOOVoln

Electricitv LV Bel!!ium 22 low voltal!:e« IOOOVolt \

Electricity LV Switzerland 8.4 Low voltage « IOOOVolt)

Electricitv lV Great Britain 33 low voltage « IOOOVolt)Electricitv LV France 8.9 low voltM!e « lOOOVolt) ;

Electricity lV Greece 61 low voltage « IOOOVolt) ,

Electrícit.... LV IIalv 47 low voltage « IOOOVolt)

Electricitv LV the Netherlands 37 Low voltal!e « IOOOVolt\ I

ElectrícitylV Portuw 46 low voltage« lOOOVolt)


Transport (in millipolnh pertkm)Indkator

uctíon

Delí.cry '<an <3.51140

Tnd. 161 34Tnd. 281 22

Truck 281 volume 8Truck 40t I SPo rer ea, W-Eu c 29Raillrans tt 3.9Tank.. inland STanker """""'" 0.8Fiel tet inland S.1Frei rerOCC8J1ic 1.1A\' airt n 78ConltheftUll air lrIIn 120In,en:ontlnental &irtraII> rt 80Inten:ontinental.I, tronsPOrt 72

Recycling of waste (inmiUipointsperkg)

-240 86 -330-210 86 -300-240 86 -330-170 86 -250-1 2 32 -33-$3 41 -SO-IS SI "{\6

-720 60 -780-70 24 -94

ladl..,to,Total I Pro IA.oldod

produd

A grandes rasgos, éste sería un método de diseño de productos orientadohacia el medio ambiente aplicable en las etapas de diseño conceptual o dedetalle, en función de la profundidad del análisis. En su empleo más sencillo,serviría para seleccionar materiales en función de su eco-indicador y de losparámetros del producto.

Cabe reseñar también como en otras ocasiones la existencia de páginasweb que mediante un programa en Java permiten calcular el impacto ambien-talo el consumo de energía y otros datos interesantes en función del procesode fabricación y los materiales empleados. Como siempre, estos datos debentomarse únicamente como orientativos, dado que los parámetros de los quedependen son muy generales. Citamos una de ellas:

http://greenmfg.me.berkeley.edu/green/SoftwareTools/Software Tools.htm

138


Al igual que en otros capítulos, se incluye la referencia de un libro directa-mente relacionado con esta materia, por si el lector desea ampliar conoci-mientos en este campo:

Ingeniería de producto respetuosa con el medio ambiente.Salvador Capuz Rizo [et al.].Valencia, Universidad Politécnica, 2001.Ref. 2001.227

10.3. DISEÑO PARA DESMONTAJE.

El Diseño para Desmontaje busca facilitar que un producto y sus piezaspuedan ser fácilmente reutilizados, refabricados o reciclado al final de su vidaútil. Si se pudiera conseguir esto para un elevado porcentaje de productos ypiezas, la necesidad de eliminación de desechos disminuiría drásticamente.Los productos, según este enfoque, se diseñan teniendo en cuenta que des-pués van a ser reutilizados, y por tanto considerando sus posibles alternativasuna vez acabada su vida de servicio. De esta manera, el Diseño para Des-montaje colabora en el reciclaje de los productos (con lo que podría integrarsedentro de una estrategia de DfR, o Diseño para el Reciclaje). O más clara-mente, el DtO se puede considerar una adaptación del DfA que se acerca alDfE... (¿más claramente?).

En otras palabras, El Diseño para Desmontaje toma muchas de sus estra-tegias del Diseño para Ensamblaje, pero su objetivo está más bien acorde conel Diseño para Medio Ambiente. Siempre sin olvidar que en ocasiones, reciclaro reutilizar puede resultar más económico que producir desde cero.

Hay dos niveles de estrategias en un DtO, el producto y el material:

a) En el primer nivel, los bienes son reutilizados, reparados o refabricados, serequiere algún desmontaje o alguna operación de reacondicionamiento, amenudo en forma componente. La identidad y la función del producto semantienen.

Ejemplo: De una silla de ruedas se podría reacondicionar su estructura yquizá algún mecanismo, y reemplazando las telas y las ruedas obtener una si-lla nueva de menor categoría.

b) En el nivel material el producto es desensamblado en sus materiales y compo-nentes originales y cada uno de ellos entra en una ruta diferente de reciclaje.En este caso es necesarioel aporte de materialy energía para obtener unnuevo producto de calidad similar a aquél del que aprovechamos sus "restos".

139


Ejemplo: De esa misma silla, se podrían separar sus partes según mate-riales (aluminio, acero, plásticos, telas, gomas, fibras, etc.) y cada uno de ellosrecorrer un proceso distinto. Los materiales reciclables serían utilizados enotro producto previo proceso de reciclado, los reutilizables serían reacondicio-nados al nuevo uso y los que no, retirados.

DESENSAMBLA-'E

LIMPIEZA

INSPECCiÓNCLASIFICACiÓN

A

SUSTITUCiÓN DECOMPONENTES

-(

REENSAMBLA-'E

Proceso de reutilización para una silla de ruedas

Para facilitar estas tareas de separación de componentes, conviene diseñarpensando en el desmontaje, que es en el fondo de lo que se trata. Es reco-mendable considerar lo siguiente:

. La naturaleza reciclable de los materiales o piezas: Emplear materialespara el producto inicial de los que se conocen posibles aplicaciones futu-ras de reciclaje permite planificar su desmontaje a la retirada y su poste-rior reutilización.

. El diseño de mecanismos de cierre y conexiones entre piezas. Cuantomás fácil y rápido sea el desmontar y separar las partes de los productosmás probablemente se podrán reciclar.

. La estructura del producto: Diseñar haciendo que el propio producto sepreste al reciclaje, y considerando cómo se llevará a cabo la retirada delmismo.

140


Es también importante pensar cuántas veces puede reutilizarse o reciclarsecada pieza del producto, para definir una planificación adecuada a dichos lí-mites. Hay que tener en cuenta que un componente reutilizado no puede ofre-cerse igual que uno nuevo, y por tanto hay implícito un proceso de degrada-ción que debe considerarse.

11. MAPA DE MÉTODOS Y TÉCNICAS.

La figura que se muestra a continuación puede emplearse como una guíaorientativa para conocer qué métodos y técnicas pueden emplearse en cadafase del proceso de diseño. Sin embargo, la información que ofrece no es ab-soluta. Es perfectamente posible emplear algunas técnicas de creatividad enfases no conceptuales, como también lo es el utilizar el prototipado en fasesconceptuales (el tema de prototipos rápidos se ve en el tema 2 del libro"DISEÑO DE PRODUCTO. EL PROCESO DE DISEÑO").

La ubicación de cada método o técnica se ha realizado utilizando comocriterio la etapa en la que su utilización es más frecuente. También se preten-día destacar cómo algunos de ellos no se centran en una etapa, sino que suaplicación completa implica observar todo el proceso de diseño, o incluso todoel ciclo de vida del producto.

141

- --


Detección denel:esldad.,.s.EstudiO demercado!Blisquo:-da

de Información.Definll:ión de

especificaciones

Diseñoconceptual

Selecclon dealternativas

Diseño dedetalle

Valida':lón

Fabricación

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142

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Diseño de Producto - Cap 1-11

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