VERSIN AUTORIZADA EN ESPAOL DE LA OBRA PUBLICADA EN INGLS, POR JOHN WILEY & SONS, INC., CON EL TITULO: M E T H O D S E N G I N E E R I N G J O H N WILEY & SONS, INC., NUEVA YORK

COLABORADOR EN LA TRADUCCIN: A R M A N D O N I O N O V O INGENIERO QUMICO DE LA UNIVERSIDAD DE NUEVO LEN. MAESTRA EN INGENIERA INDUSTRIAL DE LA UNIVERSIDAD DE STANFORD.

REVISIN: D A G O B E R T O D E L A S E R N A INGENIERO CONSULTOR

LA PRESENTACIN Y DISPOSICIN EN CONJUNTO DE

I N G E N I E R A D E M T O D O S

SON PROPIEDAD DEL EDITOR. NINGUNA PARTE DE ESTA OBRA PUEDE SER REPRODUCIDA O TRANSMI-TIDA, MEDIANTE NINGN SISTEMA O MTODO, ELECTRNICO O MECNICO (INCLUYENDO EL POTO-COPIADO, LA GRABACIN O CUALQUIER SISTEMA DE RECUPERACIN Y ALMACENAMIENTO DE IN-FORMACIN), SIN CONSENTIMIENTO POR ESCRITO DEL EDITOR.

DERECHOS RESERVADOS:

1 9 9 4 , E D I T O R I A L L I M U S A . S . A . DE C.V. G R U P O N O R I E G A E D I T O R E S BALDERAS 9 5 , MXICO, D.F. C.P. 0 6 0 4 0 TELFONO 5 2 1 - 2 1 - 0 5 FAX 5 1 2 - 2 9 - 0 3

C A N I E M NM. 121

DCIMA PRIMERA REIMPRESIN

HECHO EN MXICO I S B N 9 6 8 - 1 8 - 0 5 3 5 - 2

( 1 3 1 4 3 )

A mis padres

Prlogo

Este libro difiere de los libros de texto actuales referentes al estudio de tiempos y movimientos en los siguientes aspectos importantes:

1. Se introduce una variedad de tcnicas y teoras nuevas. No obstante la necesidad que existe de un libro de texto con un enfoque moderno en la materia, el peso de la tradicin ofrece un lmite a la magnitud del cambio que se pudiese lograr, por ello, he evitado separarme de la tradicin ms all de lo que la especialidad lo permite.

2. En general, se evitan los detalles minuciosos, especialmente respecto a la manera de ejecutar las diversas tcnicas y procedimientos. La descrip-cin detallada de los procedimientos resulta intil y de hecho ftil en un curso de enseanza superior. Los detalles de ejecucin difieren radicalmente de una a otra compaa y se asimilan fcilmente en la prctica. Adems, tales detalles ya los ha olvidado el estudiante cuando llega el momento de necesitarlos. Lo que es peor an, los detalles frecuentemente obscurecen asuntos ms importantes concernientes a cuando y donde aplicar una tc-nica determinada, su importancia relativa, sus fallas e imperfecciones y otros aspectos importantes. El campo de la Ingeniera Industrial atraviesa una poca de progreso extraordinario, un perodo de superacin, de creciente exactitud y objetividad, de perfeccionamiento en perspectiva. Los estudian-tes de un curso con estas caractersticas saben esto y tienen derecho a resentirse por la cantidad de trivialidades que se les presentan. Este resen-timiento posiblemente es mayor si el estudiante est consciente de los problemas principales confrontados por una empresa y de la nueva meto-dologa con que cuentan los ingenieros industriales para atacarlos.

3. En este volumen se da una gran importancia a la perspectiva global. Lo ms importante es que el estudiante est preparado, cuando se requiera, para tomar una decisin inteligente en lo que se refiere a la mejor poltica, tcnica o curso de accin. Si no es capaz de hacer lo anterior, el proceso educativo habr fallado aun cuando conozca los detalles de cmo hacerlo.

4. Se da mayor nfasis a la evaluacin de principios y prcticas. En los casos en que es aconsejable, el material de evaluacin se separa del resto de lo expuesto, de tal manera que sea posible posponerlo para la parte final

7

Prlogo

del curso, o usarlo para un curso ms avanzado. Por varias razones se incorpora una cantidad moderada de valoracin crtica. La principal es la de elevar el nivel de seleccin del estudiante por encima del adqui-rido en un curso comn de estudio de tiempos y movimientos. Otra razn es la de estimular el inters del estudiante aumentando su motivacin con la inclusin de algunos de los temas de controversia en la materia.

Es un error que en un libro de texto se enmascare este material presen-tndolo como un tema simple, sin imperfecciones, cientfico y sin contro-versias, lo cual desde luego no es cierto. Yo no he creado tal ilusin; por el contrario, espero inculcar al lector una actitud objetiva y realista.

5. La filosofa y el procedimiento aqu recomendados tienen un enfoque ms de ingeniera y de diseo que de reduccin de costos o simplificacin de trabajo. Anteriormente se haba dado mucho nfasis a los principios, medios y tcnicas y muy poco a la manera en que stos se aplican. La espe-cificacin del mtodo de trabajo requiere del mismo riguroso proceso de solucin de problemas que un ingeniero aplicara a cualquier otro tipo de problema de diseo. Como consecuencia, se dedica considerable aten-cin al proceso de diseo como marco para la aplicacin de principios y tcnicas.

6. Se supone un conocimiento de Estadstica elemental: la familiaridad con la teora elemental de muestreo es requisito indispensable para cual-quier curso que trate de un proceso de medicin.

7. Adems de presentar los principios y tcnicas y su evaluacin, se de-dica considerable atencin a su aplicacin. Se hacen varias sugerencias para obtener los mejores resultados de cada tcnica y para minimizar las dificul-tades originadas al usarlas. Los consejos sobre la realizacin son tan impor-tantes como las instrucciones sobre cmo hacei las cosas.

8. Se presentan y discuten varias de las disposiciones sobre las tcnicas y principios que aparecen en este libro. Se piensa que ste sea uno de los ms valiosos atributos de este trabajo. Un propsito de esto es el de pre-venir al lector contra numerosas afirmaciones falsas, inexactas y prejuiciadas que aparecen en las publicaciones sobre medicin de trabajo. Quizs un propsito ms importante es ofrecer al estudiante una experiencia valiosa y as elevar su "criterio analtico" por medio de un examen objetivo de las demandas citadas. Entre las afirmaciones que se discuten, existen varios ejemplos evidentes de omisin de objetividad profesional, reglas aceptadas de inferencia cientfica y detalles prcticos de los cuales el estudiante puede beneficiarse.

Se pretende que esta obra sirva principalmente como texto de introduc-cin. No obstante, la'inclusin del material sobre evaluacin de teoras y tcnicas, el cual en general se ha separado del material bsico, tanto- este como la seccin sobre administracin de la funcin de la Ingeniera de Mtodos y algunos de los temas ms avanzados, proporcionar considerable

Prlogo

material para un curso avanzado de Ingeniera de Mtodos. Con el fin de aportar una buena introduccin general al tema, intento lograr lo si-guiente :

a) Familiarizar al estudiante con los principios fundamentales, procedi-mientos y tcnicas.

b) Proporcionar una valoracin de stos.

c) Proporcionar una base para elegir inteligentemente la tcnica o curso de accin ms apropiados para un conjunto de circunstancias determinadas.

d) Aconsejar respecto a la realizacin eficaz de los procedimientos y tcpicas presentados.

e) Lograr un nivel de distincin ms alto que el usual y, por ende, una habilidad superior para distinguir entre teoras, procedimientos y demandas lgicas e ilgicas tal y como el lector los encuentra en los libros y en la prctica.

Brevemente, el contenido y organizacin del material es como sigue:

Introduccin. No obstante que por lo general el estudiante de centros superiores ansia aplicar los conocimientos tericos que adquiere, por lo general, tambin, carece de la preparacin necesaria para ello. Tomando esto en consideracin, esta seccin tiene como objeto presentar las bases que le permitirn eliminar algunas de las dificultades con las que tropieza una persona no familiarizada con el mundo de los negocios.

Parte I: El proceso de diseo. Esta, que es la primera de las 6 secciones principales, trata sobre el enfoque general a un problema de diseo.

Parte II: Introduccin a la ingeniera de mtodos. Es una orientacin general en Ingeniera Industrial y en Ingeniera de Mtodos, una de sus especialidades.

Parte III: Diseo de mtodos. Es la aplicacin del proceso de diseo a la especificacin del mtodo de trabajo. Aqu se introducen los principios y tcnicas de esta especialidad, tanto los tradicionales como los modernos, usando como marco el proceso general de diseo. Una caracterstica espe-cial de esta seccin es la presentacin conjunta de dos ramas de conoci-miento; la que procede de los siclogos, concerniente a la integracin del ser humano en un sistema y la de los principios que deducen y usualmente aplican los ingenieros de mtodos, representados por los principios clsicos de la economa del movimiento.

Parte IV: Medicin del trabajo. En esta seccin, que trata de la medi-cin de trabajo (estudio de t iempos)se ha puesto un nfasis especial en la

1 Existe una variacin extrema en ]a terminologa de esta especialidad. Debido a eso, cuando otros trminos prevalezcan, stos sern incluidos entre parntesis inme-diatamente despus de la expresin usada.

Prlogo

'valuacin y en la realizacin fructfera. Se presenta una variedad de ideas nuevas, principalmente en el problemtico tema de la calificacin. Son dignos de mencin los medios para analizar y resolver los problemas sur-gidos de las desviaciones en el mtodo durante el perodo de observacin, y un plan bsicamente diferente para calificar el muestreo. Se introducen algunos medios tiles para el desarrollo de datos estndar, incluyendo el anlisis de regresin y el uso de computadoras electrnicas.

Parte V: Problemas especiales de la ingeniera de mtodos. Las dos car actersticas que ocasionan ms problemas al diseador y al gerente, son el desequilibrio entre las capacidades de produccin de los componentes del sistema y la variacin en su funcionamiento. Los efectos de estas dos carac-tersticas en todas las fases del diseo y operacin de un sistema de manu-factura son de gran alcance, por lo que merecen un captulo especial, dedicado al enfoque de la Ingeniera de Mtodos a cada uno de ellos. Debido a que las actividades del trabajo directo son amplias diferentes a las del directo, en gran variedad de aspectos importantes se dedica un captulo separado al enfoque de la Ingeniera de Mtodos a este problema.

Parte VI: Administracin de la funcin de la ingeniera de mtodos. Esta seccin, la cual es una innovacin, consiste en una serie de captulos que tratan sobre los diversos problemas de la administracin de la inge-niera de mtodos y la manera de resolverlos. La seccin administrativa ofrece una perspectiva de todo lo que antecede, incluye una variedad de temas importantes que han sido descuidados en otros libros de texto y que proporcionan una base inteligente para el manejo y valoracin de un departamento de Ingeniera de Mtodos.

Las descripciones publicadas sobre medicin de tiempos de mtodos (M.T.M.) consisten, ya sea de una extensa y detallada descripcin del sistema, o meramente de una presentacin de las tablas de valores de tiempo. Ninguno de estos dos extremos es de utilidad a un estudiante que desee intentar la aplicacin del sistema. En el apndice A, se presenta una descripcin condensada y simplificada del sistema M.T.M., que per-mitir al estudiante lograr lo anterior sin tener que aprender un s i n n m e r o de reglas y definiciones.

Deseo expresar mi agradecimiento a mis colegas en el Lafayette College, por su paciente indulgencia, especialmente a mis colaboradores inmediatos, profesores Charles M. Merrick y Charles E. Moore. Tambin estoy en deuda con el personal del Departamento de Administracin Industrial y de Ingeniera, con la escuela Sibley de Ingeniera Mecnica, con la Universidad de Cornell, especialmente con los profesores J. William Gavett,

Prlogo J ^

Martin W. Sampson Jr. y Andrew S. Schultz Jr., por su contribucin al desarrollo profesional del autor. Mi agradecimiento sincero lo extiendo tambin a la seora de Edwin J. Harte, la seora de Robert Henthorn y a la seora de Lou Robinson por su paciencia durante la transcripcin mecanogrfica del manuscrito, a la seora de George Berkemeyer por su competente colaboracin en la edicin, y a los seores Robert J. Rees y William E. Van Order, Presidente y Vicepresidente Ejecutivo de la Me-chanical Garden Trowel Company, por su atenta cooperacin.

EDWARD V . KRICK Easton, Pennsylvania

Indice del contenido

1 Introduccin 19

Parte primera EL PROCESO DE DISEO

2 Introduccin al proceso de diseo 29 3 Formulacin del problema 39 4 Anlisis del problema 51 5 Bsqueda de las alternativas 65 6 Evaluacin de las alternativas: especificacin de una solucin

y parte final del ciclo de diseo 75i

Parte segunda INTRODUCCION A LA INGENIERIA DE METODOS

7 Ingeniera de mtodos: examen general 87

Parte tercera DISEO DE METODOS

8 Introduccin al diseo de mtodos: formulacin y anlisis de los problemas de diseo de mtodos 103

9 Diseo de mtodos: bsqueda de alternativas 135 10 Diseo de mtodos: evaluacin de las alternativas y especi-

ficacin de una solucin 177 11 Valoracin de la teora y la prctica empleadas en el diseo

de mtodos 201

Parte cuarta MEDICION DEL TRABAJO

12 Introduccin a la medicin del trabajo 213 13 Estudio de tiempos por el mtodo de parar y observar 227

13

Indice de contenido

14 Estudio de tiempos por el mtodo de parar y observar: medi-cin de los tiempos y calificacin del operador 237

15 Estudio de tiempos por el mtodo de parar y observar: proce-sado de los datos y presentacin de los resultados 259

16 Evaluacin y mejora de estudios de tiempo por el mtodo de parar y observar 269

17 Muestreo del trabajo 303

18 Evaluacin y mejoramiento de! muestreo del trabajo 331

19 Los datos estndar 339

20 Tcnica de tiempos de movimientos predeterminados 363

21 Consideraciones sobre la tcnica de tiempos de movimientos predeterminados y mejoras a la misma 371

Parte quinta PROBLEMAS ESPECIALES DE LA INGENIERIA DE METODOS

22 Problemas del desequilibrio en el sistema de manufactura 389

23 Problema de la variacin en un sistema de manufactura 397

24 Mano de obra indirecta 429

Parte sexta ADMINISTRACION DE LA FUNCION DE LA INGENIERIA DE METODOS

25 Administracin de la ingeniera de mtodos: determinacin de su funcin 441

26 Administracin de la ingeniera de mtodos.- consecusin y mantenimiento del personal 445

27 Administracin de la ingeniera de mtodos: determinacin de la metodologa 449

28 Administracin de la ingeniera de mtodos.- programacin de las actividades del departamento 459

29 Administracin de la ingeniera de mtodos: mantenimiento de relaciones favorables con el resto del personal en la orga-nizacin 465

30 Administracin-de la ingeniera de mtodos.- evaluacin y me-joramiento del desempeo en el diseo de mtodos 475

31 Administracin de la ingeniera de mtodos: evaluacin y me-joramiento del desempeo en la medicin del trabajo 483

32 Administracin de la ingeniera de mtodos: conservacin de 493

Indice de

Indice de tablas

1 Descripcin del proceso de diseo 37-38 2 Resumen del enfoque a un problema de diseo de mtodos 103 3 Elementos para el anlisis "microscpico" de la actividad

manual 107 4 Varias tareas bsicas de produccin y sus correspondientes

caractersticas de ejecucin 146 5 Sntesis del tiempo esperado de desempeo para la opera-

cin de apretar una tuerca con una llave 180 6 Comparacin de cuatro mtodos de balance 192 7 Sistema Westinghouse para calificacin del desempeo 250 8 Tabla de los ajustes por la dificultad del trabajo, usada en

la calificacin objetiva 253 9 Comparacin del mtodo convencional manual y del mtodo

electrnico para recopilar y procesar datos sobre tiempos 268 10 Resultados de un estudio sobre muestreo del trabajo, para

el departamento de ingeniera 307 11 Clculo de la ecuacin de regresin lineal para datos del

ensamble de un panfleto 349 12 Clculo de la suma residual de cuadrados y de la desviacin

estndar de los puntos-dato con respecto a la lnea de re-gresin; datos del ensamble de panfletos 352

13 Resumen de los estudios de tiempos disponibles para la ope-racin de pintar con una brocha 355

14 Clculo de la suma residual de cuadrados, desviacin es-tndar e intervalo de confianza para la ecuacin de regre-sin para pintar con brocha 357

15 Asignaciones de trabajo para una "lnea de ensamble" de dos y tres estaciones para juegos de peine y cepillo 393

16 Parte de una Simulacin Monte Cario canal sencillo,- servicio al primero que llegue; fuente ilimitada de clientes 409

17 Hoja de tabulacin para una parte de una Simulacin Mon-te Cario, para un operador atendiendo cinco mquinas 421

17

1 o Indice de i O tablas

Tablas del apndice

A- l Tiempos para extender 511 A-2 Tiempos para sujetar 511 A-3 Tiempos para mover 512 A-4 Tiempos para apretar 512 A-5 Tiempos para acoplar 513 A-6 Tiempos para girar 513 A-7 Tiempos para soltar 513 A-8 Seleccin de tiempos para alcanzar 514 A-9 Seleccin de tiempos para mover 515 A-10 Seleccin de tiempos para sujetar 516 A- l 1 Seleccin de tiempos para girar 517 A-12 Seleccin de tiempos para soltar 517 A- l3 Seleccin de tiempos para apretar 518 A-14 Seleccin de tiempos para acoplar 519-20 A - l5 Tabla de movimientos simultneos 521 A-16 Modelos de movimientos representativos M.T.M. para

actividad bimanual 522

Introduccin

UN CAMBIO NOTABLE

Para los lectores recin egresados de las aulas Universitarias, donde trabajaron durante varios semestres en matemticas y ciencias puras, la materia ap'icada a que van a enfrentarse representa un cambio drstico, cambio al cual algunos estudiantes tienen dificultad en adaptarse dentro de un perodo relativamente corto. Sin embargo, esta adaptacin deber efectuarse, si una persona va a resolver problemas reales de la industria. Es de lamentar que este cambio de punto de vista tenga que verificarse en una forma tan repentina.

Con la esperanza de facilitar y acelerar este cambio de perspectiva, es conveniente discutir desde un principio aquellos aspectos en los que este tema se diferencia del trabajo que predomina en los cursos iniciales de muchos programas universitarios. Con tal fin, se discutirn varias de las caractersticas importantes de la Ingeniera de Procesos y, en un mayor grado, los problemas de la ingeniera en general. . Existe una gran diferencia entre las ciencias "exactas" y lo aqu ex-puesto, que tiene mucho de los atributos de un arte, en virtud del criterio e inventiva que requiere.

El nmero de soluciones posibles y la dificultad para evaluarlas

Por lo general, existen muchas, si no es que un nmero infinito de soluciones a los problemos caractersticos de 1?, ingeniera. Muy pocas veces le es posible a un ingeniero, al resolver un problema, concebir siquiera un pequeo porcentaje de las muchas y diversas soluciones posibles. Adems, por lo general, dos ingenieros que trabajan independientemente en el

19

Introduccin

mismo problema, encuentran casi siempre diferentes soluciones. Casi inva-riablemente el ingeniero encuentra que es imposible evaluar perfectamente las diferentes soluciones de un problema. Por lo comn, son muchas las variables que intervienen y poco el tiempo disponible para evaluar las solu-ciones, de tal manera que en la mayora de las veces solamente se consideran los factores ms importantes. Adems, en muchos casos le es im-posible medir variables de importancia, en las que basa su toma de decisio-nes, y debe considerar tales factores como intangibles. Finalmente, existen errores en la medicin y prediccin del funcionamiento del diseo y, por tanto, gran parte de la evaluacin final de las soluciones posibles se deja, por necesidad, al criterio ms prudente.

El hecho de que ordinariamente tratamos con una pequea fraccin de todas las soluciones posibles y de que debemos escoger entre stas, con base en una evaluacin imperfecta, hace injustificable el referirnos a una solucin de un problema de ingeniera, como a la respuesta correcta. Lo que ms justificadamente podemos decir es: "sta es una respuesta, una solucin considerada superior en las soluciones posibles". Adems, la dife-rencia de ideas y opiniones hace que la solucin presentada por un ingeniero, no sea automticamente aceptada. Usted, como ingeniero, sabe que fcil-mente se duda de su criterio y que existen diferentes ideas y opiniones; circunstancias como stas requieren algo ms que presentar su solucin al problema; es necesario exponer sus ideas y convencer a los dems de la superioridad de las mismas.

El papel de la inventiva en la solucin de problemas de ingeniera

En gran parte de su trabajo, un ingeniero debe depender de su habili-dad creativa para hallar las soluciones a los problemas. Aun cuando dispone de un cierto acervo de conocimientos, compuesto de principios, prcticas aceptadas, experiencias de problemas anteriores, etc., todo esto es de ayuda limitada, debido a la singularidad de la mayora de los problemas a los que se enfrenta. Considerando la diferencia que. sucesiva-mente van presentando los problemas, una gran parte de los diseos de un ingeniero es el fruto de su inventiva personal. En muchas situaciones para las que no existen soluciones establecidas, basadas en principios y prcticas vigentes (o que acaso no le son conocidas) , l debe depender de su ingenio para crear ideas. Por consiguiente, la inventiva es un atri-buto indispensable que vale la pena empezar a cultivar desde ahora.

El papel del criterio

En ciertas etapas de nuestra formacin acadmica, resulta difcil recono-cer y aceptar el grado hasta el cual es aplicable el criterio en los problemas usuales de la ingeniera y la administracin. Actualmente, y quiz por

Variacin de los factores

fjgsgiaca, el criterio juega un papel importantsimo en todas las etapas 'del trabajo del ingeniero; por ejemplo:

1. La seleccin de los mejores procedimientos, tcnica o prctica a seguir en la solucin de un problema particular, requiere, ante todo, criterio, ya que los factores citados rara vez son claros, debido a lo cual suelen origi-I$ar$e serias controversias entre los especialistas.

rit 2. Tanto en la seleccin como en la aplicacin de las diversas tcnicas ^[procedimientos, frecuentemente se requiere un grado de criterio difcil de glfcanzar.

Y tal como se mencion antes, se necesita criterio para la evaluacin Ab la$ posibles soluciones a un problema.

:Eln ejercicio constante del criterio es inevitable, ya que en el dinmico Mundo de los negocios, las decisiones deben tomarse rpidamente, a fin

Introduccin

de manera que en la prctica frecuentemente es difcil, o imposible, hacer generalizaciones concernientes a tales cosas.

Imperfecciones de los mtodos

No existe procedimiento, prctica o poltica empleada en el mundo de los negocios que no adolezca de imperfecciones y desventajas. Los medios para resolver problemas y las soluciones obtenidas, estn muy lejos de la perfeccin. En ocasiones, las imperfecciones son claras y, sin embargo, algunas tcnicas y procedimientos se emplean por la simple y prctica razn de que, en algn momento, son los mejores medios disponibles para lograr el propsito perseguido. En virtud de que deben obtenerse respuestas y resultados, tomarse decisiones, los especialistas usarn las me-jores tcnicas y procedimientos disponibles, independientemente de sus imperfecciones. No debemos olvidar que la seleccin de soluciones a los pro-blemas cotidianos, consiste siempre en seleccionar un conjunto de posibili-dades, todas ellas imperfectas. La imperfeccin muy raramente obstaculiza su uso.

La propiedad de lo indefinido

Otra propiedad de los problemas ciel mundo real, que origina dificul-tades y descontento, especialmente al principio, es la naturaleza indefinida de un gran nmero de los factores que involucra. Habr muchas oca-siones, en este curso y en el mundo de los negocios, en que uno 110 pueda dar un claro s o un no a una pregunta, ni obtener un resultado claro de una investigacin o experimento. Y raramente las cosas son simplemente negras o blancas. En lugar de un simple s o no, posible o imposible, econmico o antieconmico, la respuesta que uno pueda dar se limita a un "QUIZA". Esta falta de conclusiones es algo a lo que uno se debe acostumbrar, ya que es una propiedad muy comn de las respuestas a las preguntas que nos hacemos.

La evolucin como propiedad

Al intentar entender por qu algunos aspectos de una empresa estn organizados y operados de la manera en que ya lo estn, encontramos con frecuencia que el sistema presente, en lugar de ser el resultado de un proceso de decisin deliberado y cuidadosamente meditado, es algo que simplemente "creci" al paso de los aos. De hecho, existen numerosos procedimientos, formas y sistemas singulares e increbles que son el resul-tado de un proceso casual de evolucin, ya que en realidad nunca fueron diseados, sino que simplemente surgieron, paso a paso, a lo largo de los

Historia de la ingeniera de procesos

f f 0ys . Probablemente esto pudo haber ocurrido en la distribucin existente - t una planta; la organizacin actual de la compaa, el sistema de con-

fbilidad, la forma de pago de salarios y muchos otros aspectos de la ^racin; todos ellos simplemente "surgieron".

lector debe tener presente esto al tratar de encontrar una explicacin Objetiva a ciertos asuntos o situaciones, ya que de lo contrario puede

^ tf buscando una explicacin profunda que, simplemente, no existe. Ade-mis, el hecho de que muchas de estas situaciones son el resultado de este foal proceso de evolucin, hace que existan enormes oportunidades de ahorro.

dificultad que algunos estudiantes tienen para creer que tales situa-$f8ieS abundan en la industria, se relaciona con la equivocada y muy difundida creencia de que muchos de los problemas industriales son de Sfl solucin. Gon frecuencia tienen la impresin de que debido a que ftria compaa emplea ingenieros para que diseen sus productos, los pro-MWnas relacionados con el diseo estn resueltos,- que porque los ingenieros RMn la distribucin de la planta, el arreglo de las instalaciones y el flujo

producto estn por ello optimizados; o que el empleo de ingenieros Socialistas en mtodos, significa que no existen mejoras que hacer. Esto rtstituye un error grave (si esta virtual perfeccin existiera, imaginemos dfe! cuntas preocupaciones se libraran los gerentes), ya que cualquier Wtipaa tiene un sinfn de problemas dignos de atencin.

Uf larga y activa historia de la ingeniera de procesos

Is Para muchos lectores, la Ingeniera de Procesos1 representar un cambio drstico' de tema, no nicamente por su naturaleza prctica, sino porque tm> :s una materia comn y corriente aplicada. Este campo se presta sorprendentemente a controversias, problemas y discusiones explosivas, tal ^fcmo lo indica su vigorosa historia que data del siglo diecinueve. La Ingeniera de Procesos se ocupa directamente del establecimiento de nitados y cargas de trabajo. Como una consecuencia, los trabajadores, tos i sindicatos y el personal de supervisin, que tienen gran relacin con te proceso, demuestran un activo inters en los resultados de los esfuer-w del ingeniero de procesos. Por los medios que l usa para determinar los mtodos y cargas de trabajo.

'El estudio de tiempos, que constituye una fase importante de la Ingenie-ra eje Procesos, tiene una historia que data de muchas dcadas y se tasa principalmente en el trabajo de Babbage, quien en su libro clsico, tiftilado Economy of Macliinery and Manufacture, publicado en 1833, ex-poso la utilizacin de un elaborado estudio de tiempos en operaciones de manufactura. El capital mpetu al estudio formal de tiempos fue dado Por Frederick W. Taylor. Su trabajo de vanguardia, que implicaba el uso

' 1 No obstante que el trmino Ingeniera de Procesos es cada vez ms usado, Ornenos llaman a esta especialidad Estudio de Tiempos y Movimientos.

Introduccin

de extensos procedimientos de medicin de tiempos, contiene una amplia documentacin.2 Los procedimientos para el estudio de tiempos, desarrolla-dos por Taylor a principios del siglo, se adoptaron rpidamente en los crculos industriales y fueron ampliamente usados en 1920. Durante este perodo, as como entre los aos 1920 a 1930, se abus de esta tcnica, se le hizo excesiva propaganda y fue aplicada errneamente por una multitud de seudoexpertos, a quienes despectivamente se les llamaba "peritos en eficiencia". Desafortunadamente, los desaciertos cometidos en esa poca han empaado la historia del estudio de tiempos al grado de que esta especializacin, actualmente, goza de una reputacin dudosa.

Las malas prcticas y abusos realizados en el pasado han influido para crear una actividad por dems antagnica de parte de los trabajadores y sindicatos, con la cual el ingeniero de mtodos debe enfrentarse.

Lo que a primera vista pudiera aparecer como un sencillo procedimien-to de rutina, constituye un foco de problemas en las relaciones obrero patronales. Es difcil imaginar el nmero de rencillas existentes entre com-paas y sindicatos por quejas de trabajadores, de casos de conciliacin y arbitraje y de huelgas originadas por asuntos relacionados con el estudio de tiempos. Tambin son sorprendentes las cantidades de tiempo perdido, palabras acaloradas, medidas y contra medidas y negociaciones atribuibles tambin a la misma causa. Por lo mismo, el estudio de tiempos y pro-blemas conexos constituye un dolor de cabeza para todos los interesados, especialmente para el pacificador gerente de Relaciones Industriales.

No obstante que el estudio de tiempos no es nada nuevo, las prcticas actuales no difieren apreciablemente de las introducidas por los precursores en este campo. Como consecuencia de ello, la tradicin ejerce una gran influencia sobre las prcticas actuales. El poder de la tradicin, y el hecho de que as se haya actuado durante los ltimos 35 aos, para mantener el statu quo, hace que se subestime fcilmente. Muchas teoras sobre estudios de tiempos, tcnicas, procedimientos y situaciones, deben su existencia a este factor: la tradicin, por lo que en tales casos resulta ftil buscar una razn terica o econmica.

La otra faceta importante de la Ingeniera de Procesos, denominada clsicamente estudio de movimientos y mencionada aqu con el nombre de diseo de mtodos, ha tenido una historia igualmente larga, pero no tan interesante. Frank Gilbreth3 fue el pionero en este campo durante la primera parte de este siglo. Muchas de sus aportaciones y las de la doctora Lillian Gilbreth a la filosofa y tcnicas asociadas con el diseo de mtodos de trabajo estn an en vigencia. Las caractersticas mencionadas respecto al estudio de tiempos y su historia se aplican tambin al estudio de mo-vimientos, aunque en menor grado, de tal suerte que las teoras, procedi-mientos y resultados del estudio de movimientos son los temas de contro-

2 Frederick W. Taylor, Principies of Scientific Management, Harper and Brothers, Nueva York, 1915.

3 Frank B. y Lillian M. Gilbreth, Applied Motion Study, Sturgis and Walton, Co., Nueva York, 1917.

Historia de la ingeniera de procesos

versia y causan una friccin considerable entre la compaa y el sindicato; este campo tiene una reputacin desfavorable como resultado de las malas prcticas y de los abusos cometidos; la tradicin ejerce una amplia in-fluencia sobre la teora y la prctica; los trabajadores mantienen un gran inters en los resultados que obtiene el ingeniero y en la manera de obtener-los. Estar enterado de todo lo anterior facilitar una mayor apreciacin y comprensin de lo que sigue. Darse cuenta de la existencia de estas cir-cunstancias, significa tener una visin ms sensata, lo cual es muy aceptable al enfocar este tema.

REFERENCIAS

Davidson, H. O., Functions and Bases of Time Standards, American Institute of Industrial Engineers, Nueva York, 1952.

Fillipetti, G., Industrial Management in Transition, edicin revisada, Richard D. Irwin, Inc., Homeward, 111., 1953.

PARTE I

EL PROCESO DE DISEO

fl

. diseo, en esencia, es solucin de un problema relacionado con una clase v especial de problemas que la compaa, por tradicin, confa al ingeniero. 1 Un caso sencillo lo presenta el problema espacial, cuando se pretende

definir la posicin de dos puntos del espacio tridimensional, ya que se intenta recorrer el segmento de recta que los une. Este problema puede

')? presentarse al cruzar un ro de una orilla a otra, o al ir de una ciudad a ?1 otra, o de un planeta a otro. La caracterstica de este problema, y de hecho

la de muchos otros, es el gran nmero (en ocasiones, infinito) de solu-ciones alternativas, esto es, las diferentes maneras de trasfadarse de un

s >' lugar a otro. Existen ciertamente muchos modos de viajar y muchas rutas posibles entre dos ciudades, entre las que podernos distinguir las razonables,

irrazonables y algunas ridiculas. El problema siempre implica el que se trate con varios mtodos diferentes para lograr el resultado deseado; de

'' hecho, si no existieran algunas alternativas conocidas o desconocidas, no habra problema.

Si todas las soluciones fueran igualmente satisfactorias, no existira el problema; pero, por lo general, este no es el caso, ya que un problema implica algo ms que encontrar cualquier mtodo de trasladarse de un lugar a otro; se requiere encontrar el mtodo preferido; por ejemplo,

29

El proce de d i s e o

el menos costoso. Por lo cual, si el mtodo preferido es obvio desde un principio, entonces tampoco existe problema. La caracterstica final de im-portancia del problema, en este caso simplificado, consiste en que se debe dar una solucin dentro de un plazo definido.

Caractersticas de un problema: el caso general

El caso general incluye la bsqueda de un mtodo para ir de un estado fsico (forma, condicin, o estado) a otro, as como tambin de un lugar a otro. Entonces, un problema puede implicar la bsqueda de un mtodo de ir de pan sin tostar a pan tostado, de un nivel de temperatura a otro, de las piezas sueltas a un automvil ensamblado, de la bodega al camin; as como de una ciudad a otra, o de una a otra de las orillas de un ro. En cualquier problema existe un conjunto de circuns-tancias iniciales (entrada o punto de partida), al que, a partir de aqu, denominaremos "estado A". Similarmente, existe un conjunto de circuns-tancias (salida, objetivo, o resultado para cuyo logro se busca un mtodo), y que, en lo sucesivo, denominaremos "estado B".

Para pasar del estado A al B, es indispensable realizar ciertos trabajos; por ejemplo, para ir de las piezas sueltas al carro ensamblado por com-pleto, las partes deben ser ensambladas, y algunas debern serlo antes que otras; para acelerar una masa, se debe aplicar una fuerza; para que el crecimiento de una planta se efecte, se requiere agua, luz y ciertos nutrientes. Por razones fsicas estas cosas han de suceder o se deben conseguir para ir del estado A al estado B. Por lo general, existen otras razones adicionales diferentes de las fsicas, originadas por alguien cuya autoridad debe ser respetada por la persona que trata de resolver el pro-blema. Por ejemplo, la gerencia especific que el ensamble se efecte en cierta rea de la planta; en el problema del ro, se ha especificado el uso de un puente.

En el problema del pan tostado que con anterioridad mencionamos se decidi que el calor se obtendr por medio de la electricidad. Nos referimos a todas estas cosas, fsicas o de cualquier otra ndole como son las restric-ciones. Este es un punto de vista simplificado de una restriccin, pero es suficiente por ahora; sin embargo, en el captulo subsiguiente discutiremos con mayor amplitud este concepto.

En cualquier problema existen mtodos alternativos para lograr la trans-formacin del estado A al B; pero en cualquier caso, las caractersticas comunes que citamos a continuacin, tienen efectos importantes en la so-lucin de los problemas:

1. El nmero de soluciones elegibles es, por io general, muy grande o infinito.

2. Todas las soluciones posibles de un problema prctico raras veces son obvias desde el principie; de hecho, es poco frecuente que todas las

T Introduccin a l proceso j i de diseo

soluciones posibles para un problema sean conocidas, aun despus de una investigacin considerable. : 3. Estas soluciones alternativas no son igualmente deseables, ya que-se

fcsca la solucin preferible, siendo para ello necesario un proceso de selec-ftSn y de decisin; as, la existencia de mtodos con diferentes grados de preferencia significa que resulta fructfera la bsqueda de soluciones alterna-tivas, antes de elegir una. A partir de aqu, la base de preferencias se

denominar criterio, el cual en muchos problemas en el mundo de los i negocios, suele ser la ganancia obtenida, la que permite en la inversin elegir entre las soluciones alternativas. En trminos generales, el mtodo buscado es aqul que maximiza la ganancia en la inversin de tiempo, dinerp y otros recursos.

4. La ventaja relativa de soluciones alternativas de un problema, rara-mente es evidente ya que usualmente deben efectuarse investigaciones que comprendan la bsqueda de datos, mediciones y clculos para proporcionar estimaciones satisfactorias de la ventaja relativa de las soluciones y, an despus de una ardua investigacin, persiste la duda respecto a esta ventaja relativa.

i El nmero de veces que la persona o el objeto va del estado A al ^estado B se transforma en una caracterstica significante de un problema, ^Cuando como criterio se emplea el costo total derivado del costo de llegar .v crear y usar una solucin alternativa. Por ejemplo, son datos significan- tes el nmero de veces que va a cruzarse el ro, o el nmero de auto-, mviles por ensamblar, ya que si el ro se va a cruzar una sola vez en ;l*m puente no es la alternativa que minimice el costo o el tiempo totales,

o que maximice la ganancia en la inversin: pero si se espera que millo-nes de personas crucen el ro por el punto dado, es obvio que un bote de

i iremos no es el mtodo preferido con respecto a estos criterios. El mismo razonamiento puede aplicarse a todos los casos en los cuales rige el criterio m costo total, siendo entonces ms apropiado tener diferentes soluciones

;fjon respecto al costo, a medida que vara el nmero de repeticiones. -El deseo de maximizar la ganancia en la inversin o minimizar el costo

''total tiene un segundo efecto importante, pues el costo del tiempo y otros ^ JObttrsos empleados para llegar a la solucin final de un problema prctico,

Wpresenta parte de la inversin necesaria para esta solucin y, con fre-hencia, este costo es la mayor parte de la inversin. As, a medida que un %eniero contina trabajando en un problema, la inversin se incrementa

L continuamente, como se indica en la curva A de la figura 1. Al mismo % tiempo, al continuar la bsqueda de mejores alternativas, se alcanza un

ftonto en el que es ms difcil encontrar soluciones adicionales y donde productividad empieza a disminuir, tal y como se indica por el punto de "flexin en la curva B de la figura 1; representando dicha curva el valor

u esperado de las ideas generadas como una funcin del tiempo acumu-lativo dedicado al problema.

El procera de diserto

Consecuentemente, mientras contina la bsqueda de mejores mtodos, se alcanza un punto en el tiempo donde no es probable que se encuentren mejores soluciones que justifiquen la inversin adicional de tiempo y es-fuerzo. Es este punto, T, en la figura 1, el aumento en la calidad de las soluciones se equilibra con el aumento en el costo de buscarlas," por lo tanto, existe un punto en el cual se maximiza la ganancia en la inversin; ms all del cual se espera que disminuya la ganancia, debido al costo

En donde: Ta = Punto de equilibrio T, = Punto de ganancia mxima en el tiempo invertido Tc = Punto en et cual las ganancias se pierden debido al

costo del tiempo invertido

Figura 1. Representacin geomtrica de las relaciones entre el costo (curva A) y el valor (curva B) del tiempo dedicado a un problema, en funcin del tiempo empleado.

acumulado por la continuada atencin al problema y a la, por lo general, decreciente productividad de soluciones no concebidas an.

De acuerdo con esto, siempre que se emplee el criterio antes mencionado, existe una cantidad ptima de dinero y tiempo que han de gastarse; sin embargo, este gasto ptimo es difcil de estimar satisfactoriamente, siendo usual que se fijen, de manera arbitraria, la cantidad por invertir y la fe-cha de la solucin final del problema.

Existen dos razones por las cuales un problema no es resuelto en el sentido cabal de la palabra, es decir, no se encuentra una respuesta correcta o perfecta; primera: el tiempo requerido para lograr esto sera mayor que la vida del problema en s, por lo menos para la mayora de los problemas en la industria; segunda: invariablemente, no es econ-mico el intento de encontrar la solucin perfecta, debido a la situacin

Introduccin al proceso de diseo

^aficionada antes; es decir, resulta ms econmico dirigir los esfuerzos * hacia otros problemas que requieren solucin, antes que seguir tratando *te encontrar la solucin perfecta al problema dado. au Adems, en la "solucin" de problemas no existe la intencin de buscar basta que se encuentre la solucin ideal, ni tampoco se espera encontrarla, ni e ^ t e la posibilidad de reconocerla como tal en caso de encontrarla. "Wpj- el contrario, la idea que se persigue es el intento de progresar hacia ' S i ' S o l u c i n ideal, buscando continuamente soluciones mejores hasta que no parezca productivo continuar con la bsqueda.

jferi conclusin, un problema posee las siguientes caractersticas:

!jjjj^ f. Dos estados concretos llamados A y B, y el deseo de alcanzar una o Hs veces el estado B, a partir del A. **. Ciertos eventos que deben ocurrir para lograr la transformacin de

.oi3. Ms de un mtodo posible (y probablemente muchos) de lograr esta transformacin.

4. Preferencia variable hacia estos mtodos. ^ 5. Un cierto periodo durante el cual ha de obtenerse una solucin.

Jjl problema 110 existira si todas las alternativas y su conveniencia rela-Jva se conocieran desde un principio; pero, por lo general, lo anterior est muy lejos de ser verdad, ya que aun cuando se haya dedicado una gran atencin al problema, se debe decidir entre un nmero menor de alterna-tivas al que en realidad existe, y la seleccin ha de hacerse basndose en un conocimiento imperfecto de la conveniencia relativa de cada una de las alternativas. .jB'..1 ' * -

^procedimiento general para la solucin de problemas

m El procedimiento bsico para la solucin de problemas se puede dis-Jjffiguir en tres fases diferentes, en lo que a secuencia y funcionabilidad se infiere: una fase de definicin, una fase de bsqueda y una fase de decisin. Especficamente:

proceso de definicin que consiste en determinar las caractersticas del pro-,'blema, es decir:

IO'. .. a) Las especificaciones de los estados A y B. -b) Las restricciones. c) El criterio.

fii dj El nmero de repeticiones. tf

El proceso de dlsefio

Este proceso est caracterizado por una investigacin, una sntesis, una cierta dosis de inventiva o, por un elemento aleatorio.

3. El proceso de decisin consiste en la evaluacin de las alternativas obtenidas para despus elegir basndose en el criterio usado, pudiendo apreciarse que es un proceso de eliminacin.

En la prctica, las anteriores fases del proceso para la solucin de pro-blemas pueden tener muchos puntos en comn; siendo frecuente la repeti-cin del ciclo antes de que pueda alcanzarse una solucin satisfactoria.

El problema del estudiante rico. Ante nosotros tenemos el problema de un bachiller avanzado, prximo a la expulsin, que sin dinero y taciturno desea transformarse en un potentado: Cmo podra formularse su pro-blema?

Estado A: El bachiller prximo a ser expulsado; cansado, hambriento y sediento. Estado B: El bachiller, instalado permanente y confortablemente en su propiedad,

disponiendo de una gran cantidad de secretarias, cocineros y sirvientes, con auto-mviles deportivos de varios estilos, alberca, avin, campo de golf y otros lujos.

Criterio: Tiempo, costo y privaciones necesarias para alcanzar los objetivos. Lmite de tiempo para obtener una solucin: La fecha en la que el centro de

estudios notifica la expulsin. Restricciones: No ir a parar a la crcel.

En este caso, la bsqueda de soluciones alternativas, no debe exceder los limites de la imaginacin.

Aplicacin de este proceso para la solucin de problemas

Los enfoques a la solucin de problemas y al diseo recomendados usualmente por libros de texto y encontrados comnmente en la prctica, se caracterizan por lo vago y arduos que son, mientras que los procedi-mientos tradicionales manifiestan dos deficiencias notables, a saber:

1. En ocasiones la persona encargada de resolver el problema no visua-liza la naturaleza real del mismo, debido principalmente a su enajenacin con respecto a la actual solucin del problema.

2. Frecuentemente la solucin propuesta es tan slo un remedio de la solucin presente, cuando en realidad es necesario y posible un cambio radical. Esto resulta como una consecuencia de abstraerse con la solucin presente y de no buscar, activa y efectivamente, otras soluciones.

Son estas las fallas que han hecho que se despierte un inters en el tema de los mtodos para la solucin de problemas, tal y como lo demuestran los artculos, trabajos, discusiones y la promocin de procedimientos formales para la solucin de problemas dentro de varias compaas de importancia. Por ejemplo, la General Motors Corporation recomienda el procedimiento siguiente:

Introduccin al proceso de diseo

1. Determinar la naturaleza del problema por resolver, o el objetivo deseado. 2. Estudiar las condiciones; es decir, las causas y efectos relacionados con el pro-

blema. 3. Planear todas las soluciones posibles. 4. Evaluar estas soluciones posibles. 5. Recomendar la accin que debe tomarse. 6. Vigilar para asegurarse que esa accin ha sido tomada. 7. Comprobar los resultados para asegurarse que el problema ha sido eliminado

y el objetivo alcanzado.

Ellos aseguran, con respecto a este procedimiento, que:

Este plan detallado paso por paso asegura mejores resultados porque a) pone nfasis en el anlisis del problema como una base para la investigacin, b) estimula la bsqueda de todas las soluciones posibles, c) asegura la evaluacin de cada sistema posible de resolver un problema, tendiendo hacia la solucin ms efectiva y. econ-mica, y d) requiere de una comprobacin de resultados para asegurar que la accin correctiva propuesta elimin el problema o logr el objetivo deseado.1

La General Electric Corporation recomienda el procedimiento siguiente:

1. Identificacin: identifique los problemas no resueltos que existan a su alrededor. 2. Definicin: determine cul es el problema especfico que usted pueda intentar

resolver; debiendo decidirse qu parte del problema se va a resolver, las suposiciones que pueden hacerse y los resultados especficos que se desean. En esta parte usted realiza su propia investigacin y establece las especificaciones de la solucin.

3. Bsqueda de los mtodos: use su imaginacin creativa para escoger los mtodos que puedan ser usados para encontrar la solucin deseada.

4. Evaluacin de mtodos: evale los mtodos considerados por medio del anlisis, experimentacin y pruebas.

5. Seleccin de los mtodos: compare sus evaluaciones y escoja el mtodo ms apropiado.

6. Solucin preliminar o diseo: haga un diseo preliminar usando el mtodo escogido.

7. Interpretacin de resultados: como una comprobacin interprete los resultados del diseo preliminar antes de completar el diseo o solucin.

8. La solucin detallada o diseo: de acuerdo con su interpretacin de los resul-tados efecte las observaciones posteriores que sean necesarias.

Con respecto a este procedimiento, ellos dicen: "Para cualquier ingeniero es de gran importancia disponer de un mtodo co-

Wecto para la solucin de problemas de ingeniera, siendo el anterior un mtodo formalizado que consiste de los 8 pasos bsicos necesarios para la solucin de cual-quier problema".2

En el Western Electric Corporation Engineering Magazine 3 se describe un procedimiento similar; pero, aun cuando todos estos procedimientos

1 Con permiso de R. D. McLandress, "Methods Engineering for More Effective and Economical Use of Manpower", General Motors Engineering Journal, General Motors Corporation, noviembre-diciembre de 1953.

2 Con autorizacin de L. W. Warzecha, "New Course Emphasizes Unique Problem Approach", General Electric Review, septiembre de 1954.

3 Robert F. Brewer y James A. Hosford, "Designing Automatic Machines", The Western Electric Engineer, Vol. I, No. 1, enero de 1957.

El proce de d i s e o

concuerdan en cuanto a la necesidad de definir cuidadosamente el pro-blema, as como de realizar una efectiva y completa investigacin de soluciones alternativas, en la prctica este aspecto suele descuidarse.

Una investigacin sobre la prctica en la industria indica una creencia general en la existencia de un procedimiento particular para la solucin de problemas que a largo plazo produce resultados superiores, tanto en la calidad de las soluciones como en el costo de obtencin de las mismas, siendo cierto que el peor de los procedimientos producira una solucin aceptable, ya que en la generacin de las ideas existe siempre un elemento aleatorio.

Adems, el uso de un mtodo ptimo no garantiza que todas las solu-ciones finales sean superiores a las obtenidas usando procedimientos in-feriores, ya que la diferencia estriba en la probabilidad de obtener resultados superiores, de tal manera que la ganancia est en el rendimiento, a largo plazo, del diseador.

Tanto los tericos en campos tales como solucin de problemas, innova-cin, inventiva y toma de decisiones, as como las personas de una gran experiencia, sostienen que existe un procedimiento preferente y superior para la solucin de problemas, y a continuacin describimos dicho proce-dimiento en funcin de lo conocido hasta hoy. Al presentarlo, se supone que lo que se intenta es el rendimiento ptimo en lo que se refiere a la solucin final y a la manera de obtenerla.

EL PROCESO DE DISEO

Los problemas a los que por lo comn se enfrentan los ingenieros han sido especificados exactamente como se indic en los primeros prrafos de este captulo.

El proceso que se describir para resolver estos problemas y al cual nos referiremos en adelante como el proceso de diseo,4 se diferencia tan slo en pequeos aspectos a lo antes mencionado. El proceso de diseo se relaciona con la obtencin de los hechos, con el proceso de meditar, con la toma de decisiones y con otras fases de las actividades en las que un diseador se ve envuelto al buscar una solucin por l especificada. Por consiguiente, el proceso de diseo es la metodologa general del diseador para la solucin de problemas.

El proceso de diseo difiere en dos conceptos del proceso general para la solucin de problemas de donde deriva. En el proceso de diseo se sugiere que la definicin del problema se ejecute en dos pasos diferentes a saber: una amplia formulacin del problema libre de detalles, seguida de un anlisis detallado del mismo. Se recomienda hacer la definicin del problema en dos pasos separados, con el fin de estimular al diseador para adoptar una perspectiva amplia del problema, antes de entrar en

4 La palabra diseo proviene del latn designare, que significa indicar el camino, lo cual describe en realidad el proceso que se est efectuando.

Introduccin al proceso de diseo

detalles. El segundo aspecto en que difieren los dos procesos, es la inclusin de la fase de especificacin hecha con el propsito de comunicar la solu-cin para permitir su aplicacin.5 El resultado es el siguiente procedimiento de diseo, que consta de 5 fases:

Formulacin del problema. Anlisis del problema. Bsqueda de alternativas. Evaluacin de las alternativas. Especificacin de la solucin preferida.

El mismo procedimiento bsico de diseo se aplica, as se trate de un puente, una herramienta de produccin, una lavadora de trastos automtica, una refinera de minerales, una mquina de propulsin a chorro, una planta de manufactura, o un sistema de manejo de materiales. La defini-cin y alcance de cada una de estas fases se muestran en la tabla 1, discutindose en detalle en los captulos siguientes.

T A B L A 1

Descripcin del proceso de diseo

Fases del proceso de diseo Forma en que este proceso puede aplicarse un problema de ensamble

I. FORMULACION DEL PROBLEMA

Una descripcin breve y general de las caractersticas del problema, libre de detalles y restricciones, incluyendo cuando menos:

1. Los estados A y B y quizs, 2. El criterio o criterios principales, 3. El volumen,* y 4. El lmite de tiempo.

II. ANALISIS DEL PROBLEMA

Determinacin detallada de las ca-ractersticas del problema, incluyendo las restricciones. Esta fase se refiert principalmente a las especificaciones de los estados A y B, de los criterios y su importancia relativa, as como como de las restricciones. Se carac-teriza por la obtencin, investigacin,

Disear un mtodo de un plazo aproxi-mado de 3 semanas, para ensamblar 15,000 relojes del modelo X, a partir

de sus piezas componentes, de tal ma-nera que se minimice el costo total.

El anlisis de este problema incluira: la determinacin de las especificaciones de las piezas componentes y del ensamble completo. Determinacin de los crite-rios especficos que se usarn, y de su importancia relativa, tales como el cos-to de instalacin y operacin del mtodo propuesto, la fatiga, el esfuerzo, la mo-

5 La aplicacin, tal y como se usar a partir de aqu, se refiere a la adopcin, creacin y al uso adecuado del diseo final.

* El volumen, llamado antes nmero de repeticiones, se refiere, por ejemplo, al nmero de automviles que sern fabricados, al uso esperado de cierta carretera, al esperado nmero de clientes de una planta de energa.

El proce de d i s e o

T A B L A 1 (continuacin)

Fases del proceso de diseo Forma en que este proceso puede aplicarse a

un problema de ensamble

aclaracin y anlisis de los hechos re-lacionados con lo arriba mencionado.

[II. BUSQUEDA DE ALTERNATIVAS La bsqueda de soluciones alterna-tivas.

IV. EVALUACION DE ALTERNATI-VAS La evaluacin de soluciones alterna-tivas como preparacin para tomar una decisin con base en los criterios establecidos.

V. ESPECIFICACION DE LA SOLU-CION PREFERIDA Delineacin de las especificaciones y de las caractersticas de funciona-miento del mtodo seleccionado.

notona y el tiempo de aprendizaje del empleado, etc. Determinacin de las restricciones sobre el mtodo de en-samble; por ejemplo, algunas piezas deben ensamblarse antes que otras, ha-bindose decidido previamente y que es-ta actividad de ensamble se efecte en cierta rea de la planta en una lnea de ensamble.

El diseador busca una variedad de pro-cedimientos posibles de ensamble, de distribucin de los lugares de trabajo, de secuencia de eventos, de tipo de equipo, etc., basndose en sus propias ideas y en otras fuentes de informa-cin.

Aqu, los costos de la inversin (costos de instalacin, capital, entrenamiento, etc.) y los costos de operacin (costos del equipo en operacin, mano de obra etc.), se estiman para las dife-rentes proposiciones.

En esta fase se registran los detalles del mtodo seleccionado, para facilitar su instalacin y control (la distribucin, procedimientos y equipo).

Es posible que estas fases se superpongan as; por ejemplo, se pueden concebir varias soluciones durante e! perodo de formulacin y aclaracin. De manera similar, aun cuando posteriormente la generacin de ideas sea la actividad predominante, no se excluye la posibilidad de reformular o de acla-rar posteriormente el problema.

EJERCICIOS

1, Identifique los estados A y B para cada uno de los problemas siguientes, haciendo las suposiciones que considere necesarias.

a) Hacer un sujeta-papeles. b) Inspeccin de tubos electrnicos. c) Construccin de una casa. d) Viaje a la luna. e) El problema de escalar una montaa. 2. Describa algunos criterios que pudieran ser aplicados para escoger entre las

soluciones alternativas para cada uno de los problemas mencionados en 1.

Formulacin del problema

Recomendara usted que se trate de resolver ur 'pnroblema sin conocer realmente en qu consiste? Claro que no, y sin eIlba^rgo, esto es lo que hacemos con frecuencia en detrimento de nuestf0 'ncdimiento en diseos a largo plazo; ahora bien, el propsito de la fase & formulacin es el de maximizar la probabilidad de aislar y definir satisfacVi^amente el problema que se tiene entre manos, y de que deber hacerse i un principio, yaque el tiempo que se dedique a la formulacin del es, cuando menos, tan productivo como el dedicado a cualquier otr las fases esenciales en la solucin de problemas.

Un caso particular

La gerencia de una organizacin que product di:Estribuye forrajes y fertilizantes est preocupada por el costo relativanl(tlt9.,e a j t 0 gj m a n e j 0 y almacenamiento de sus productos, y para t f a t a ' dile encontrarle una solucin a este problema, se utilizaron los servas de un ingeniero, esperando con ello encontrar una reduccin imponte en los costos.

Por lo general los materiales se empacan en saco s se almacenan usando el mtodo descrito en la figura 2.

Este ejemplo ser una ilustracin para la dsc^n o que presentamos a continuacin.

Formulacin de este problema. Ante todo, de^ei, te^nerse presente que la formulacin implica una descripcin breve y S\TCfal de las caracte-rsticas del problema, sin tomar en cuenta en ella l o s Pajuiles y restricciones; es muy importante que esto se realice al iniciar Ja (qjcocin del problema, tratndose de evitar las influencias que sobre el iPS^ererro tengan los deta-lles, restricciones y la solucin hasta ahora lograda De}gebido al hecho de

39

Formulacin del problema

que esta etapa requiere relativamente poco tiempo, suele drsele poca importancia, cuando en realidad es definitiva.

En esencia, la formulacin del problema requiere la definicin de los estados A y B, de los criterios principales, del volumen y del lmite de tiempo. En la prctica, raramente es necesario o comn un enunciado formal que incluya todas estas caractersticas; lo esencial es la identificacin de los estados A y B, misma que puede ser verbal o diagramtica.

El problema descrito del sistema de distribucin de forrajes puede verso de varias maneras; por ejemplo, encontrar dentro de un perodo X, el mtodo que maximice la ganancia para transportar el mximo de tonela-das de forraje desde:

1. El mezclador, hasta el empacado en sacos acomodados dentro del almacn, llenndolos, pesndolos, cosindolos y apilndolos; o

2. El mezclador hasta el empacado en sacos dentro del almacn; o 3. El mezclador, a sacos en el camin repartidor; o 4. El mezclador, al camin repartidor; o 5. El mezclador, al medio de transportacin; o 6. El mezclador, a los silos de almacenamiento del granjero; o 7. De los silos de almacenamiento de los ingredientes del [orraje, a los

silos de almacenamiento del granjero; o 8. Del almacn al granjero; o 9. Del productor al consumidor.

Existen todava otras formulaciones posibles del problema, ms am-plias, ms estrechas, o cualquiera comprendida entre ellas.

La formulacin 1 no es aconsejable, ya que incluye las restricciones de "llenado, pesado, cosido apilado", las cuales debern excluirse de la formu-lacin del problema. Adems, deber notarse que estas restricciones no son ms que caractersticas particulares de la solucin actual del problema; aunque, desgraciadamente, esta es la manera en que con frecuencia en-focaramos un problema como ste, aceptando injustificadamente numero-sas caractersticas de la solucin usual como esenciales, y procediendo como si fueran inalterables; as se excluyen muchos cambios provechosos que de otra manera se hubieran introducido; uno de los objetivos principales del proceso de diseo aqu descrito es el de vencer esta tendencia.

Aun cuando las otras formulaciones del problema no incluyen restric-ciones, no son igualmente preferibles o ventajosas. Esta coleccin de formu-laciones, cada una con consecuencias muy diferentes, trae a colacin un tema al cual nos referiremos de aqu en adelante como la amplitud de la formulacin del problema.

Amplitud de la formulacin del problema

El trmino amplitud se usar con respecto a la formulacin del pro-blema para indicar 1) el grado de especificacin supuesto de los estados

El proce de d i s e o

A y B, al iniciarse el proceso de diseo y 2) la parte del problema total que el diseador atacar personalmente. El grado de especificacin supues-to de los estados A y B, al iniciarse el proceso de diseo, determina el nmero y variedad de soluciones alternativas a disposicin del diseador. En las formulaciones 1, 2 y 3 del problema de forrajes, se supone que en el estado B, el forraje est dentro de sacos; sin embargo, en la formulacin 4 slo se especifica el "camin", lo cual expone el problema a una gama de posibilidades que no incluye a los sacos, y en la formulacin 5 sola-mente se especifica "medio de transportacin", lo que excluye al camin. Esta tendencia hacia una definicin menos especfica de los estados A y B, contina hasta que se especifiquen solamente el productor y el consumidor, lo cual deja libre el camino para una amplia variedad de mtodos de manej, modos de transportacin, tipos y tamaos de paquetes, etc. Se sugiere que al formular un problema, el diseador suponga las especifi-caciones de los estados A y B, tan generales como la economa y los lmites de organizacin lo permitan. No observar esta poltica, traer como resultado que el diseador no considere posibilidades realmente ventajosas, porque en el planteo de su problema ha aceptado injustificada-mente ciertas especificaciones de los estados A y B.

La amplitud de la formulacin del problema lleva consigo la asignacin de la parte del problema que resolver el propio diseador; por ejemplo, en las formulaciones 1 y 2 del problema de forrajes, el estado B llega tan slo hasta los sacos apilados en el almacn; mientras que en la formulacin 3, se ampla hasta el camin repartidor y en la formulacin 6, al con-sumidor; por su parte, el estado A se ampla en la formulacin 7. De esta manera, a medida que los estados A y B se amplan para incluir una mayor parte del problema total; el problema de formulacin se hace ms amplio. (En muchas ocasiones se puede considerar que el problema total sea el de cmo maximizar la ganancia en una inversin.) Un problema del diseador puede consistir en una sola operacin de produc-cin, o en un sistema completo de produccin, que abarque todo lo que acontece entre la materia prima y el consumidor final. Por lo general, un problema debe formularse de tal manera que se incluya tanto del problema total como de la economa de la situacin y los lmites de organi-zacin. Es decir, cuanto ms se divida un problema total en sus partes, para ser atacadas independientemente, es probable que la solucin total o sistema, sea menos ptima. Si en el problema de forrajes el llenado de los sacos, la transportacin hacia la bodega y posterior estibacin, la carga de camiones, el transporte al granjero y la descarga de camiones, se tratan todos estos aspectos como problemas independientes, es muy probable que el resultado diste mucho de ser el ptimo; y seguramente al tratar este problema en una forma ms amplia, se obtendra de un sistema superior, con un costo total mucho menor.

De aqu en adelante, la especificacin que el diseador considere que se le est imponiendo errneamente ser llamada una especificacin ficti-cia; sin embargo, existe la posibilidad de que, sin indicacin explcita, el

Formulacin del problema

diseador, automtica e injustificadamente, suponga que el estado B sea los sacos apilados en el almacn, y que complete el proceso entero de diseo sin darse cuenta de que es l quien limita el problema en lo que respecta a los efectos perjudiciales de las especificaciones ficticias, por excluir alternativas ventajosas mediante la subdivisin del problema, en un aspecto del que ya se hizo mencin con anterioridad.

Si el ingeniero encargado del proyecto logra liberarse de sus limitaciones, tiene la posibilidad de manejar los forrajes "a granel"; asimismo, si logra una formulacin del problema de la entrega al granjero, abre la posibilidad de llenar el forraje directamente y "a granel" a los silos. La experiencia ha demostrado, a este respecto, la ventaja de este mtodo, ya que despus de muchos aos de usar laboriosos mtodos de manejo, los distribuidores han optado por entregar forrajes a los silos de almacenamiento del granjero, descargndolos mediante bandas o dispositivos neumticos, desde los gran-des camiones que los transportan a granel, logrando con esto un ahorro substancial, tanto para el productor como para el consumidor.

Con cunta amplitud puede el diseador formular un problema?

La amplitud de formulacin de un problema es una decisin que debe tomar el diseador, ya que su punto de vista es la manera en que ha captado el problema, bastando a veces tan slo una serie de razonamientos o simples anotaciones. Puesto que por naturaleza la formulacin es fle-xible, el diseador puede y debe formular el problema ampliamente:

Figura 3. Partes componentes (o), y la proteccin ensamblada (b),para evitar que el aislante en la puerta del refrigerador ensucie el mecanismo del pestillo.

El proce de d i s e o

siendo esto una prerrogativa del diseador, cuya utilizacin puede resultarle bastante ventajosa. Asi, en el problema de los forrajes, corresponde al inge-niero visualizar el problema como "la transferencia del forraje del pro-ductor al consumidor".

Ntese, sin embargo, que una cosa es una formulacin amplia y, otra, que el diseador persista en llevar a cabo el resto del proceso de diseo con dicha formulacin; pues proseguir con una formulacin amplia frecuen-

Figura 4. Fase del engrapado en la operacin de ensamble de las protecciones (por cortesa de la General Motors de Brasil).

teniente incluye un cambio en especificaciones, interfiriendo reas de la organizacin que, naturalmente, no corresponden a las del diseador; esto, por lo general, puede traer como consecuencia una resistencia y, adems, falta de cooperacin.

Consideremos ahora el problema al que se enfrenta un ingeniero, consis-tente en disear un mtodo mejor para ensamblar protecciones de cartn complicadas, las cuales se colocarn subsecuentemente alrededor del me-canismo del pestillo dentro de las puertas de un refrigerador, para as evitar que el aislante en las puertas ensucie los mecanismos. Esta proteccin que aparece en la figura 3 b, se ensambla a partir de dos estampados de cartn con los dobleces marcados como los que aparecen en la figura 3a; en la operacin de ensamble, primero se doblan varias de las orejas, y despus las dos secciones se engrapan como se ilustra en la figura 4.

Formulacin del problema

"w- V ' ;; "

El proce de d i s e o

elaborar un nuevo producto, la gerencia se mostrar reacia a reconsiderar decisiones ya hechas; siendo conveniente que el diseador contine con su formulacin amplia, cuando menos hasta este punto. Si tiene xito en deshacerse de las protecciones de cartn actuales, probablemente se podra redondear una mejor solucin, lo cual se le acreditara. En caso contrario, l estar protegido cuando surja la pregunta "Por qu esta ridicula pro-teccin?"

Otro modo de autoproteccin en una situacin como sta, es que el diseador presente a la gerencia varias alternativas para poder escoger, entre las cuales deber estar presente un mtodo mejorado para ensamblar la proteccin actual, as como tambin varios de los mejores mtodos para mantener el mecanismo del pestillo libre e independiente de material aislante.

Volvamos con el ingeniero encargado del problema de los forrajes: si l decide continuar con la formulacin ms amplia, pudiera ser nece-sario que tuviera que convencer a los responsables a abandonar el uso de los sacos, discutir asuntos de poltica de ventas, mtodos de almace-naje, etc.

Pudiera ser que quienes le asignaron el proyecto tuvieran en mente algo diferente; quiz esperaban que dedicara su tiempo a mejorar el mtodo de llenado, de verificacin, de cosido y de transporte de los sacos. As, un diseador puede muy bien ser forzado a mantener una formulacin muy estrecha del problema por resolver, aun cuando desde el punto de vista de la empresa fuera ms productivo no proceder en esa forma.

El grado hasta el cual un diseador es capaz y est justificado para mantener una formulacin extensa de un problema, depende de los factores siguientes:

1. El alcance de sus responsabilidades. La capacidad oficial del dise-ador es la determinante principal de las decisiones que est autorizado a objetar y a cambiar.

2. La situacin econmica. En general, cuanto menos importante es el problema para la empresa, desde un punto de vista econmico, menores son las posibilidades que puedan ser investigadas justificadamente, salvo las especificaciones que puedan ser cambiadas; hay cosas que se deben aceptar "como son", debido a lo improductivo que resulta dedicarles atencin. El volumen tiene una gran influencia a este respecto.

3. El lmite arbitrario (si acaso existe) que se haya puesto al tiempo y al dinero que pueden ser dedicados al problema.

4. Circunstancias especiales. Por ejemplo, las personas involucradas en el problema pueden hacer que sea imposible poner en duda las decisiones tomadas previamente, aun cuando no estn justificadas por su organizacin deficiente.

Formulacin del problema

Follas comunes al principio del proceso de diseo

Los problemas de la distribucin de forrajes y del ensamble de la pro-teccin se plantearon a los ingenieros encargados, presentndoles las solucio-nes respectivas, con el encargo explcito o implcito de encontrar un mtodo .mejor. Al ingeniero rara vez se le presenta el problema real; por el con-trario, l debe intentar estudiar el diseo existente, y examinar la tradicin y las opiniones de otros, para determinar cul es en realidad el problema. Esto se hace difcil, no slo por lo indefinido de los problemas, sino por la prctica, generalizada en las universidades, de presentar los problemas a los estudiantes en una forma pura e irreal, de tal manera que no estn acostumbrados ni tienen la habilidad de identificar un problema en la "vida real". Estas dos situaciones hacen que el diseador sea vulnerable al siguiente tipo de fallas:

Una falla que un diseador debe procurar evitar cuando hace el enfoque de un problema, es la de resolver parcial o totalmente un problema fic-ticio innecesario, ya que en tal caso, el problema en s, casi nunca requiere su atencin.

Son ejemplos de problemas ficticios, el diseo de una parte componente que en realidad no se necesita, y el rediseo de una operacin de manu-factura que pudiera ser eliminada completamente.

La falla al buscar y definir activa y efectivamente un problema al iniciar el enfoque de la situacin, sugiere un resultado como ste, con l subsecuente descrdito para el diseador.

La segunda falla principal consiste en atacar la solucin actual en lugar del problema mismo, ya que el diseo actual es simplemente una solucin, entre muchas, del problema a resolver y la solucin actual no es el problema; sin embargo, con frecuencia el diseador ataca el diseo actual como si lo fuera. Nunca est por dems hacer hincapi respecto a la facilidad con que puede incurrirse en esta falla. Existe diferencia, crucial y sutil, entre empezar con la solucin actual y trabajar en ella en un intento de eliminar las deficiencias, y empezar con la definicin bsica del problema y sintetizar una solucin superior mediante el proceso de diseo. El ltimo procedimiento es el principal factor en la obtencin de un diseo ms eficiente en perodos a largo plazo.

La mejor manera de evitar estas fallas consiste en concentrarse inicial-mente en el planteo del problema, evitando temporalmente los detalles, las restricciones y la solucin actual.

El punto de vista de la caja negra

Este til y excepcional mtodo de plantear un problema de diseo, lo llamaremos el "mtodo de la caja negra". La solucin de un problema Se visualiza como una caja negra de contenido desconocido y no especifi-

El proce de d i s e o

cado, con una entrada especificada (oslado A), una salida especificada lambin (estado B), y con criterios dados para evaluar el funcionamiento de la caja; en la figura 6 se muestra este punto de vista. Otros ejemplos de entradas son la pulpa de madera, ropas sucias, o energa elctrica, con sus salidas respectivas: papel, ropas limpias y trabajo mecnico.

El mtodo de la caja negra facilita la identificacin adecuada de los estados A y B, a medida que se lorrnula el problema, pues es un truco visual especialmente til para desviar de la solucin actual la atencin del diseador; para obtener el beneficio mximo de este mtodo, es iui-

Figura 6. Formulacin de un problema utilizando la caja negra . Problema: encontrar, dentro de un perodo determinado, el contenido de la caja, que realice la conversin

Indicada, de la manera preferida.

portante que el diseador permita que la caja negra aleje de. su nienlc la solucin actual, y que l no haga, por el momento, suposiciones con respecto a cul ser la solucin final, o partes de ella. Probablemente nunca cambiar la frecuencia con la cual el ingeniero se enfrenta a un problema, familiarizndolo (si es que no lo est ya) con la solucin actual. Entonces, corresponde al ingeniero joven desarrollar la habilidad para aislar efectivamente el problema, independientemente de este mtodo de ataque, y as el concepto de la caja negra constituye un medio para desarrollar y aumentar esta habilidad.

Antes de iniciar la solucin de cualquier problema, el diseador debe formularlo, debiendo estar seguro de que: 1) el problema merece su atencin; 2) sea amplio su punto de vista con respecto al problema; 3) se eviten por el momento, los detalles y las restricciones; 4) sea cauto con los problemas ficticios; y 5) no se dedique a la solucin actual del problema, ni confunda el problema con la solucin.

Ordinariamente, estas cuestiones merecen ms atencin que la dedicada a esta fase, pues en la fase de formulacin sern, por lo general, secun-darias tanto la identificacin de los criterios, como el volumen y el perodo de tiempo, los que pueden ser cosas rutinarias, segn la naturaleza del problema, y requiriendo solamente que se les considere superficialmente

Entrada (estado A)

Salida (estado B)

Pan tostado

Resumen

Anlisis del problema

Un caso concreto

Cierto fabricante de lavadoras est a punto de redisear la lavadora automtica que se vende actualmente. La Gerencia ya ha decidido res-pecto a los valores mximos de costo de fabricacin, dimensiones, tiempo del ciclo, peso, y los requisitos adicionales que se citarn a continua-cin: los planos debern estar listos dentro de 6 meses, el volumen de ventas pronosticado es de 300,000 unidades. Un anlisis de este problema, conforme a los datos anteriores, es como sigue:

Estado A: Cierta cantidad de ropa sucia. Estado B: La misma ropa en la que queda una cantidad minima especificada de

inugre y humedad, limitando a un grado minimo tambin especificado el mal trato, encogimiento y desgaste.

Criterios: Ganancia en la inversin, o ms especficamente, costo de manufactura, atraccin para el cliente, costo de proveer las refacciones, vida del producto y facilidad de reparacin, etc.

Restricciones: 1. Debe eliminarse la mugre, ya que se obtendr ropa limpia a partir de ropa

sucia. 2. El costo total de manufactura no puedo exceder de $125 dls. 3. La unidad no puede ser mayor de 30 pulgadas de ancho, 38 pulgadas de

alto y 30 pulgadas de profundidad. 4. La unidad no puede pesar ms de 250 libras. 5. El proceso de limpieza debe terminarse en 20 minutos, o menos. 6. La unidad debe operar a 60 ciclos y 110 voltios de C.A. 7. La unidad debe poder operarla el ama de casa con un mnimo de instruc-

ciones. 8. La unidad debe estar a prueba de equivocaciones en su operacin. 9. La unidad debe estar a prueba de accidentes ocasionados por las partes que

estn al descubierto.

51

El proce de d i s e o

Estas limitaciones' en las variables de la solucin son las restricciones, pudiendo fijarse a pnori algunas variables, las que no podrn ser alteradas por el diseador. Por ejemplo, en el problema de la lavadora se especifi-c que la fuente de energa fuera de 110 voltios, 60 ciclos; otras varia-bles pueden ser alteradas por el diseador, pero tan slo dentro de un rango limitado. Por ejemplo, en el problema de la lavadora, el peso del producto final no ha de ser mayor de 250 libras, esto es, la variable est restringida a un rango que vara entre 0 y 250 libras.

Tipos de restricciones

1. Reales, las que se caracterizan por su naturaleza impositiva, y cuyo establecimiento no implica hiptesis alguna; de stas, algunas se aceptan y otras se rechazan porque es necesario y/o productivo hacerlo as.

2. Ficticias. No son necesarias, y probablemente supuestas por el dise-ador, sin razn alguna.

Restricciones reales, aceptadas. Es muy probable que el disedor acepte cuando menos algunas de las restricciones reales que le son impuestas. Esto sucedera en caso de que:

1. La restriccin es, o al menos parece ser, una solucin ptima, o casi ptima.

2. La restriccin es una decisin aparentemente no ptima, pero no lo suficientemente mala como para que garantice el tiempo y esfuerzo nece-sarios para rebatirla.

En este caso, los beneficios que pudieran obtenerse si se lograra anular la especificacin, no parecen justificar el costo de solicitar el cambio. Por ejemplo, pudiera ser que el diseador de la lavadora considerase que no es econmico producir las unidades en seis colores diferentes, pero que el costo aparente de convencer al departamento de ventas sea tal, que no le permite intentarlo. Lo ms econmico parece ser conformarse.

3. La restriccin aparenta ser lo suficientemente mala para garantizar desviarse de ella, pero el diseador reconoce que es tonto inclusive sugerir algo diferente a lo especificado. Esta situacin es creada con frecuencia debido al comportamiento enrgico y en ocasiones arbitrario, de cierto personal ejecutivo relacionado con el problema.

4. El diseador decide no desviarse de la restriccin por razones per-sonales aun cuando es productivo hacerlo.

5. El diseador fracas al intentar revocar la restriccin. Restricciones reales, no aceptadas. No todas las restricciones impuestas

inicialmente son irrevocables, ya que no siempre son compatibles. En ciertas ocasiones el diseador encuentra que no existe solucin que las satis-

Anlisis del problema

faga a todas, o que el costo de satisfacerlas sea prohibitivo. Entonces, es posible que, de todas las restricciones impuestas, algunas no se acepten porque sean decisiones subptimas o incompatibles, o porque rechazarlas resulte productivo y en ocasiones inevitable.

Es un error creer que todas las especificaciones dadas por los estados A y B (las cuales determinan indirectamente las restricciones) y las espe-cificaciones dadas para las soluciones (que se convierten en las restriccio-nes), sean las mejores decisiones que pudieran haberse tomado y, por

Prosiguiente, sean las ptimas desde el punto de vista del criterio global. e hecho, casi todas las decisiones son subptimas en un mayor o menor

grado, cosa que no es de sorprender si analizamos los siguientes puntos: 1. Los elementos de azar que intervienen en la bsqueda de soluciones

alternativas y el hecho de que la mayora de los que toman las decisiones, casi siempre disponen de poco tiempo para ello.

2. La importancia del papel desempeado por el buen juicio al tomar decisiones en la vida diaria; pudindose cometer errores al no prever todas las consecuencias futuras.

3. El grado al cul un problema se subdivide en muchos subproblemas relativamente independientes.

4. Las decisiones no siempre se toman con una base completamente objetiva y racional.

5. En ocasiones, al ingeniero se le imponen restricciones intuitivas, ms bien que "efectivas".

En vista de estas circunstancias, suele ser inevitable que el diseador ocasionalmente encuentre un conjunto de restricciones, que no puede satis-facer, al menos con una sola solucin.1

Mucho ms probable que la situacin anterior es aqulla en la cual se pueden satisfacer todas las restricciones, pero nicamente a un costo innecesario y posiblemente prohibitivo. El diseador encuentra con frecuen-cia que es muy costoso satisfacer una especificacin subptima, establecida por alguien que est en una posicin ms alta que l en la jerarqua de la organizacin. Por ejemplo, en el problema de la lavadora es posible disear un mtodo para lavar todos los tipos posibles de telas, pero el costo involucrado puede ser mayor que el aumento en las ventas. En situacio-nes de este tipo, las cuales son bastante frecuentes, el diseador debe estudiar la situacin, aplicar su mejor criterio y escoger de entre un nmero de cursos de accin posibles, debiendo decidir si la restriccin en cuestin puede ignorarse bajo las circunstancias presentes, si puede desviarse de ella en un menor grado, o si es productivo y posible buscar y obtener su revocacin, y en caso de lograrlo, hasta dnde deber llegar en su intento por lograr el cambio. Estas y otras decisiones que el diseador

^ En trminos del espacio de la solucin, suele ocurrir que se tengan dos (o ms) regiones sin puntos comunes, en cuyo caso no es posible la solucin comn.

1 proceso de dlsefio

y B, a las restricciones y a los criterios. De hecho, en esta fase, aicamente se les resta atencin particular a los criterios, cuando alguno o varios de ellos son de importancia inusitada, ya que en este caso afectan el tipo de soluciones posibles que sern enfatizadas durante "la bsquedi de alter-nativas". Por ejemplo, uno de los principales argumentos de ventus para un nuevo modelo de escopeta, ser su alta calidad y, por consiguiente, un cri-terio de importancia extrema en el diseo del arma. Debido a esto el diseador pondr cuidado especial en la eleccin de materiales, mecanis-mos y acabados. En la mayora de los casos, los criterios son iaplcitos y rutinarios.

Esta fase del proceso de diseo implica una cantidad considerable de "recopilacin de hechos", especialmente con respecto a las caacteristicas de los estados A y B, y las restricciones. Tambin implica el anlisis y desmenuzamiento de los "hechos", de tal manera que cuando el diseador termine con el anlisis del problema, habr establecido los lmites dentro de los cuales trabajar. En otras palabras, habr determinado lo que es dado, lo que es fijo, lo que a su criterio "debe ser". Lo ms importante es que l habr determinado todo lo que le es permitido y lo qie se espera que especifique a medida que progresa, y de esta manera hibr deter-minado las variables que est autorizado a alterar, utilizando lis reas de posibilidad dentro de las cuales l es libre de elegir. El objetiv de prestar una atencin considerable a las restricciones no es meramentt saber qu es lo que no se puede hacer, sino de sacar a luz lo que es fijo, de tal manera que el diseador pueda proceder en la suposicin de que las varia-bles restantes pueden ser alteradas. El propsito ltimo es, entjnces, el de averiguar en qu aspectos l no est restringido.

Al terminar esta fase, el diseador deber haberse liberado al mximo de las especificaciones establecidas previamente, siempre y cuando esto sea justificado econmicamente. El diseador deber haber analizado la validez de las restricciones que le han sido impuestas, investigando k rigidez de las no vlidas e intentado revocar algunas si esto fuera posible,unto en sen-tido econmico como de organizacin. Adems, deber halerse librado de las restricciones ficticias, que no son ms que caractersticas particu-lares de la solucin actual del problema, debiendo prestar atencin a la eliminacin de la tendencia de aceptar lo que "es" como si "lebiera ser".

El peligro consiste en autorrestringirse en demasa, con el resultado probable de excluir del anlisis, injustificada y desafortuiadamente, a soluciones promisorias.

Recopilacin de hechos

La recopilacin de hechos mencionada antes, se refiere ala obtencin de la informacin pertinente de las caractersticas del pablema; ade-ms de determinar las especificaciones, este proceso implica aprender sobre la naturaleza, el comportamiento y la interaccin de ciertas variables que

Anlisis del problema

intervienen en, o afectan a los estados A y B, los criterios, el volumen, las restricciones y las soluciones potenciales. Ejemplos de tales variables son los siguientes:

1. Datos pertinentes en un problema de diseo de un almacn, la varia-cin esperada en el tamao y tiempo de arribo de los embarques.

2. Datos pertinentes en un problema de diseo de una presa, la varia-cin esperada en la precipitacin pluvial.

3. Las relaciones entre la calidad de un producto y la demanda del consumidor.

4. La variacin, a largo y a corto plazo, en la demanda de energa elctrica en una comunidad.

5. La relacin entre el espesor del aislante y la rapidez de prdida de calor.

Entonces, el proceso de recopilar hechos puede muy bien consistir en algo ms que consultar registros, manuales y otras fuentes de informacin; puede requerir la observacin de fenmenos, analizar datos histricos, experimentacin, muestrear la opinin y la reaccin humanas y otras formas similares de obtencin de informacin.

Al obtener informacin relativa al volumen, deben determinarse sus tendencias estacionales de aumento y disminucin a otros tipos de ciclos, y sus variaciones fortuitas inherentes, pues el volumen raramente es es-ttico. Es importante tambin determinar la "vida" esperada del problema en cuestin, por ejemplo, el tiempo esperado de la demanda del producto que est siendo diseado. Por consiguiente, el diseador debe obtener informacin futura, de personas bien calificadas, para hacer tales pro-nsticos.

El proceso de recopilacin de hechos puede incluir tambin la obtencin de la informacin relativa a la(s) solucion(es) presente(s) al problema sujetas a las precauciones que se mencionarn.

En dnde se adapta la solucin actual a un problema?

En la mayora de los casos el diseador est demasiado familiarizado con la solucin actual del problema; o si no lo est, al presentrsele el problema, simultneamente se le muestra la solucin actual, lo que puede conducir a que su solucin sea realmente un rediseo.

En algunos casos esta familiarizacin con la solucin actual del proble-ma puede resultar conveniente o desventajosa; por ejemplo:

1. Al valorar un problema para determinar si conviene redisearlo, es necesario determinar su ahorro potencial. Si se quiere estimar la inferio-ridad de la solucin actual, con respecto a una alternativa, es necesario

El proce de d i s e o

y B, a las restricciones y a los criterios. De hecho, en esta fase, nicamente se les resta atencin particular a los criterios, cuando alguno o varios de ellos son de importancia inusitada, ya que en este caso afectan el tipo