La gestión del diseño es una actividad organizativa y técnica que, dentro de las condiciones de la tarea, permite el mejor desarrollo posible de la documentación del diseño de nuevos productos [1] .
El trabajo de cualquier empresa consiste en una solución constante de varios problemas de producción [2] . A menudo, las tareas responsables de la intraproducción y las tareas para el desarrollo de productos científicos y técnicos complejos se denominan proyectos. Los productos del proyecto pueden ser los productos de la empresa (los resultados de la investigación científica y de marketing, el diseño y la documentación tecnológica de un nuevo producto, software, etc., desarrollado para el cliente) y la solución de problemas internos de producción (mejora de la la calidad de los productos y la eficiencia de la organización laboral, la optimización de los flujos financieros, etc.).
Un proyecto son obras, planes, actividades y otras tareas encaminadas a crear un nuevo producto ( dispositivos , obras , servicios ). La ejecución de un proyecto constituye una actividad de proyecto .
Con respecto al desarrollo de la documentación de diseño, las actividades del proyecto incluyen:
El diseño se caracteriza por una orientación práctica y la responsabilidad personal por los resultados obtenidos y transferidos al cliente. Otra característica del diseño es el hecho de que, por regla general, no un funcionario especial (gerente) actúa como jefe del trabajo del proyecto, sino un especialista técnico: el jefe del trabajo o proyecto. Es responsable de tomar las decisiones finales en las etapas individuales y durante todo el trabajo como un todo. También selecciona y organiza el personal, es responsable de la distribución de fondos.
De acuerdo con el Código Civil, el diseño es uno de los tipos de trabajo por contrato , cuyo resultado es un producto (proyecto), es decir, un conjunto de documentación para otro producto ( objeto de diseño , es decir, un dispositivo material, o la realización de un trabajo o la prestación de un servicio).
Los participantes en estos trabajos se dividen en consumidores ( clientes del trabajo de diseño) y proveedores ( ejecutantes de estos trabajos, contratistas). La persona responsable de desarrollar un proyecto se llama diseñador o desarrollador. Si los productos se crean para consumo propio, entonces es posible combinar al cliente y al contratista en una sola persona. El proveedor, así como el consumidor de productos, puede ser una organización (persona jurídica) o una persona específica (individuo).
Hay otro participante en el trabajo: el estado, que ha creado un sistema de medidas para proteger al consumidor a través del control, la concesión de licencias y la emisión de documentación reglamentaria, incluidas las que regulan las actividades del proyecto.
El diseño es un proceso complejo que está asociado no solo a la búsqueda de soluciones e ideas originales, sino también al diseño y aprobación de los resultados, la evaluación de su eficacia, la capacidad de distribuir el trabajo entre los ejecutantes y gestionarlo, etc. un proceso largo que incluye etapas desde la asignación del diseño de preparación hasta la prueba de prototipos.
Un grupo de personas siempre está involucrado en el proceso de diseño, por lo que la efectividad del trabajo también depende significativamente de qué tan completamente se tomen en cuenta las características de los empleados, la interacción entre los participantes (partes) del diseño esté adecuadamente organizada y el Se selecciona un equipo de artistas y se lo administra hábilmente.
Todo esto indica que el diseño debe gestionarse profesionalmente, es decir, debe incluir tanto la búsqueda de una solución original como la organización del trabajo de diseño (gestión de empleados y trabajo), es decir, vale la pena hablar no solo de diseño, sino sobre la gestión del diseño .
La "gestión del diseño", como el "diseño", tiene los mismos objetivos de actividad (creación de un conjunto de documentación), el mismo objeto (producto en forma de dispositivo, trabajo, servicio), pero para lograr el objetivo implica medios y métodos.
El sistema de gestión empresarial incluye sistemas generales ( gestión de proyectos , marketing , sistema de gestión de calidad ) y especializados (gestión de producción, personal , finanzas , etc.). Para utilizar de manera efectiva los recursos científicos y técnicos de la empresa y cumplir con las obligaciones contractuales con el cliente, este sistema también debe incluir la gestión del diseño.
Por otro lado, dado que las tareas de encontrar nuevas soluciones (es decir, problemas de diseño) siempre surgen al resolver varios problemas de control, el conocimiento de la metodología de diseño es la base para una actividad exitosa en estas áreas.
Está el diseño de dispositivos técnicos, el diseño social, el diseño de software y otros tipos de trabajos de diseño. Difieren en los tipos de objetos que se desarrollan, enfoques históricos, etc. Por lo tanto, el diseño de software se ha considerado durante mucho tiempo como parte de la gestión de proyectos, utilizando activamente terminología y tecnología modernas [3] .
La siguiente información se relacionará principalmente con el diseño de dispositivos técnicos (diseño clásico).
La gestión del diseño tiene su propia metodología , que incluye los principios y estructura de actividades, métodos y métodos, etc.
Los productos modernos ( edificios , máquinas , sistemas de software, etc.) se caracterizan no solo por la complejidad, sino también por un impacto notable en la sociedad y el medio ambiente, la gravedad de las consecuencias de los accidentes debido a errores de diseño y operación, alta calidad y precio requisitos, fechas de lanzamiento de reducción para nuevos productos. Al crear dichos objetos, ya deben considerarse como un sistema , es decir, un complejo de elementos internos interconectados con cierta estructura, una amplia gama de propiedades y una variedad de conexiones internas y externas. El diseño debe basarse en una cuidadosa consideración conjunta del objeto de diseño y el proceso de diseño, que a su vez incluyen una serie de partes importantes, que se muestran en la Fig. 1.
El enfoque más eficaz para la gestión del diseño en las condiciones modernas es un enfoque sistemático . Todavía no se puede argumentar que se conoce la composición completa y el contenido de sus principios, sin embargo, en relación con las actividades del proyecto, se puede formular el más importante de ellos:
Se utilizan varios métodos en el proceso de diseño . En primer lugar, estos son métodos heurísticos , experimentales y formalizados .
Los métodos heurísticos operan con conceptos y categorías (abstracto, abstracto). Formalizado - por parámetros específicos o sus grupos. Experimental: objetos y procesos físicos (reales) y sus características.
Entre los métodos heurísticos, destacamos los siguientes métodos universales:
Entre los métodos formalizados, se destacan los métodos de diseño óptimo , que sirven de base para elegir la mejor solución y, por lo tanto, competitiva, le permiten probar razonablemente la corrección y eficacia de los resultados obtenidos, y presentarlos de manera convincente al cliente.
Los resultados de la selección dependen de los criterios de optimización adoptados en el proyecto . Determinan la forma final del sistema que se está diseñando, y su correcta asignación evita resultados aleatorios e ineficientes (aunque estos resultados podrían obtenerse sobre la base de métodos probados repetidamente y generalmente aceptados). Suele utilizarse un par de criterios, conocidos como “precio-calidad”, es decir, economía-eficiencia.
Para aumentar la confiabilidad de las conclusiones subjetivas, se proponen varios métodos, en su mayoría basados en el uso de evaluaciones de expertos . Bastante simple y común es el método de comparaciones binarias . El método se basa en que es más fácil comparar dos opciones y elegir la preferida que comparar tres o más opciones al mismo tiempo.
Si bien el objeto del diseño son los productos en forma de dispositivo, trabajo, servicio, en realidad, en el proceso de diseño, se trabaja con sus modelos, cuya forma se refina gradualmente desde las descripciones verbales iniciales hasta los prototipos. Y el resultado del diseño, la documentación del diseño, también es uno de los tipos de modelos ( dibujos , modelo poligonal, modelo de información ), intermedio en el camino hacia la creación de un producto.
Para simplificar el proceso de estudio de dispositivos y procesos reales, se distinguen cuatro niveles de sus modelos, que se diferencian en el número y grado de importancia de las propiedades y parámetros que se tienen en cuenta. Estos son modelos funcionales , fundamentales , estructurales y paramétricos .
Como resultado de la resolución del problema de diseño, se produce una transición de un modelo a otro (funcional - fundamental - estructural - paramétrico). El tipo de modelo también está asociado con una determinada etapa del trabajo del proyecto, cuya aprobación es obligatoria, ya que simplifica el proceso de desarrollo, la distribución del trabajo y el control sobre su implementación.
Si tomamos como 1 el costo de corregir un error de diseño detectado después de la finalización del diseño y realizado en la etapa de cálculo de los parámetros (síntesis paramétrica), entonces el costo de corregirlo aumenta en aproximadamente 10, 100 y 1000 veces si el se cometió error, respectivamente, en las etapas de síntesis de la estructura, principio de funcionamiento, preparación de especificaciones técnicas.El diseño como actividad útil tiene una cierta estructura.
La estructura de las actividades del proyecto es una secuencia determinada de procedimientos basada en la interacción de los participantes en el proceso del proyecto. La estructura establece el algoritmo de control (plan) que conduce al logro de los objetivos de diseño y es un modelo para gestionar el proceso de diseño [5] .
En la fig. 2 muestra la estructura de las actividades del proyecto. Muestra un sistema de control jerárquico, según el cual las acciones en las etapas posteriores se establecen según los resultados de las etapas anteriores.
La finalización del trabajo para cada etapa sirve como los principales puntos de control, en los que los resultados son visualmente y en una forma relativamente terminada. Esto le permite dar una opinión razonada sobre futuras acciones para implementar el proyecto.
Debido a que el conocimiento inicial sobre el objeto es incompleto, el proceso de diseño es iterativo , lo que se refleja en la Fig. 2 mediante flechas punteadas de movimiento inverso. Por otro lado, la retroalimentación le permite evaluar rápidamente los modelos seleccionados y los métodos de solución e influir en la eficacia de la gestión.
En cada etapa de diseño, se realizan los siguientes procedimientos:
La tarea inicial es emitida por el cliente. Las principales razones que lo obligan a recurrir al desarrollador son la falta de conocimientos especiales relevantes o los recursos limitados del cliente (falta de tiempo para resolver el problema, la cantidad necesaria de personas, equipo).
La tarea se puede definir claramente, por ejemplo, cuando todo el trabajo lo realiza una sola persona, o lo emite un especialista autorizado, o no se puede cuestionar (orden gubernamental). Pero más a menudo se formula en términos generales en el lenguaje de un consumidor no especializado, lejos del lenguaje del desarrollador y los términos de dominio, y no siempre es técnicamente claro y exhaustivo. Los requisitos inciertos provocan incertidumbre entre todos los participantes en el trabajo, ya que permiten diferentes interpretaciones de los requisitos y no permitirán una evaluación objetiva de la calidad del producto desarrollado. Asimismo, el desarrollador debe entender que el cliente puede desconocer (o conocer parcialmente) los requisitos especiales, lo que no releva al desarrollador de la responsabilidad y obligación de cumplir con los requerimientos de las autoridades de control, independientemente de su presencia en la faena. Por lo tanto, una característica de la actividad del proyecto es la responsabilidad no solo del cliente, sino también del desarrollador (ejecutor) para establecer los objetivos del proyecto y la utilidad de su resultado.
La solución de cualquier problema comienza con la recopilación y el refinamiento de los datos iniciales. Por lo general, el cliente establece el objetivo (como él lo entiende) y las limitaciones de recursos (tiempo, dinero).
La siguiente etapa obligatoria es la comprensión y análisis de la información, que consiste, en primer lugar, en traducir los requisitos al idioma de la materia, formular la tarea de la manera más completa y competente posible, en fundamentar la necesidad de resolverla, que es decir, formular los términos de referencia (TOR). El contratista lo realiza en estrecho contacto con el cliente.
La incertidumbre inherente a TK hace que sea necesario pasar por las etapas varias veces, iterativamente, desde una declaración más general del problema hasta su estudio detallado.
La elaboración de una especificación técnica es una tarea compleja y responsable: muchos datos aún no se conocen, pero cómo se establecerá la tarea puede facilitar o dificultar el diseño posterior. Los expertos creen que una especificación técnica competente es más del 50% del éxito en la solución de un problema, y el tiempo dedicado a preparar las especificaciones técnicas es una de las mejores inversiones que puede hacer una empresa durante el período de diseño. No en vano, la redacción de las especificaciones técnicas se confía a los mejores especialistas: diseñadores jefes, directores de proyectos y obras, etc.
Por otro lado, vale la pena tomar en cuenta las palabras de Lee Iacocca : “... el problema es que estudiaste en Harvard, donde te clavaron en la cabeza que no puedes tomar ninguna acción hasta que reúnas todos los hechos. Tienes el 95% de la información, y para recolectar el 5% que falta, necesitarás otros seis meses. Durante este tiempo, todos los hechos quedarán obsoletos, porque el mercado se desarrolla mucho más rápido. Lo más importante en la vida es hacer todo a tiempo. … la tarea principal es recopilar todos los hechos y puntos de vista importantes que están disponibles para usted. Pero en algún momento necesitas empezar a actuar con decisión. Primero, porque incluso la mejor decisión resulta equivocada si se toma demasiado tarde. En segundo lugar, porque en la mayoría de los casos no existe la certeza absoluta. Nunca podrá recopilar el 100% de la información. Desafortunadamente, la vida no esperará hasta que evalúes todos los posibles errores de cálculo y pérdidas. A veces solo tienes que avanzar al azar y corregir errores en el camino. [7]Como resultado, los términos de referencia deben incluir una lista de objetivos de diseño y una lista de requisitos:
Al igual que el proceso de diseño, la gestión de requisitos también está sujeta a gestión. Estos procedimientos están bien establecidos en la gestión de requisitos de software .
Cabe señalar que los datos dados en la condición son parámetros nominales , pero sería más correcto dar los valores normalizados de estos parámetros, establecidos por los valores máximos permitidos (por ejemplo, la masa del producto es 9,8 ... 10,1 kg). Es decir, lo que se consideran condiciones son, en la práctica, restricciones en forma de desigualdades bilaterales. El ancho del rango es una consecuencia de la tolerancia en este parámetro.
Para especificar los objetivos y requisitos que no están establecidos de forma clara o cualitativa, se utiliza el método de descomposición.
Una función es un objetivo, un principio físico (u otro) es la base para lograrlo. La tarea de sintetizar el principio de funcionamiento es encontrar las disposiciones fundamentales, efectos físicos, sociales, etc. que formarán la base para el funcionamiento del futuro producto. Estas pueden ser normas fundamentales, leyes y reglas fundamentales, sus casos especiales o sus consecuencias. El trabajo se realiza con modelos básicos y su representación gráfica - diagramas de bloques. El resultado de la etapa será un esquema esquemático ( físico-funcional ) del dispositivo que se está desarrollando, y el que mejor cumpla con los requisitos de los TOR.
Esta etapa corresponde a la etapa final de los TOR y la etapa de la propuesta técnica de la estructura de diseño de acuerdo con GOST 2.103. [ocho]
La originalidad del esquema funcional-físico es la base para la patentabilidad de la solución técnica encontrada (por regla general, este es un método). Por otro lado, la investigación de patentes [9] permite determinar la pureza patente de la solución obtenida y confirmar la ausencia de derechos de propiedad sobre la misma.
El tipo y la composición del esquema funcional-físico le permite seleccionar subsistemas y comenzar la distribución del trabajo entre coejecutores (especialistas estrechos).
En la etapa de síntesis del principio de funcionamiento, se amplía la gama de parámetros del dispositivo diseñado. Básicamente caracterizan su esencia física, química, etc. Todavía no son suficientes para dar una imagen completa y precisa del comportamiento del dispositivo en condiciones reales y elegir el principio de funcionamiento preferido. Sin embargo, es posible realizar una evaluación preliminar de la disponibilidad de una fuente de energía y su capacidad requerida, tipo de producción y otra información.
La evaluación del principio de acción por el número de efectos utilizados no siempre es correcta. Así, el funcionamiento de una lámpara incandescente se basa en dos efectos físicos, y el de las lámparas fluorescentes del orden de 5, aunque este último se utiliza cada vez con más frecuencia.En la etapa de síntesis estructural, según el principio de operación seleccionado, se crean variantes de la representación gráfica inicial del dispositivo: estructuras, diagramas, algoritmos, bocetos simplificados. Comienza el proceso de construcción . Aparecen parámetros que caracterizan la geometría básica del dispositivo, propuestas de unidades y conjuntos estándar y prefabricados (comprados), y posibles proveedores. De acuerdo con GOST 2.103, esta etapa incluye la etapa de diseño preliminar.
La síntesis de estructuras, incluso dentro de un mismo esquema físico-funcional, permite obtener un número significativo de soluciones constructivas y es un medio importante para lograr altas características de los dispositivos diseñados. La síntesis de estructuras es una etapa difícil de formalizar. Está íntimamente relacionado con los procedimientos heurísticos y es el principal ámbito de actividad inventiva.
La estructura sintetizada debe comprobarse para comprobar su pureza patente. Y si el diagrama de bloques desarrollado resulta ser original, esto indica la patentabilidad del diseño a nivel de dispositivo.
Después de la síntesis de variantes de estructuras, se procede a la elección de la mejor. Pero lo incompleto de los datos disponibles en esta etapa y la imperfección de los métodos de optimización estructural no nos permiten indicar de manera inequívoca la mejor opción. La elección de la mejor estructura se reduce a la búsqueda de una racional, y las conclusiones son de carácter recomendatorio y valorativo. La clasificación de estructuras de acuerdo con las características consideradas es ampliamente utilizada, y la conclusión se realiza sobre la base de la experiencia operativa de productos con estructuras similares.
La estructura seleccionada sirve de base para crear un diagrama o croquis del dispositivo que se está desarrollando, lo que permite representarlo mejor, facilita la selección y construcción de un modelo de diseño (design model). Una imagen gráfica es necesaria cuando se discute el desarrollo con otras personas (por conveniencia y claridad de percepción) o cuando se fijan y archivan los resultados del trabajo. En casos simples y obvios (por ejemplo, para estructuras típicas), las variantes de los esquemas se analizan en la mente e inmediatamente se procede a los cálculos y al dibujo de la estructura.
Sobre la base de los esquemas de diseño obtenidos, en la etapa de síntesis paramétrica, se determinan el tipo específico y las características del dispositivo que se está diseñando, se encuentra una solución numérica del problema de diseño, documentación detallada o descripción del dispositivo, dibujos de la se crean el producto y sus partes. Esta etapa corresponde a las etapas de diseño técnico y de trabajo.
La solución numérica está asociada a modelos computacionales. Estos pueden ser modelos bien conocidos (métodos de cálculo normativos y software listo para usar con algoritmos de solución bien establecidos) o desarrollados en relación con un problema específico. La realización de cálculos técnicos es la parte más formalizada de la actividad del proyecto.
Después de determinar los parámetros del dispositivo, es posible verificar las suposiciones hechas previamente (por ejemplo, sobre las dimensiones y el peso del dispositivo y sus partes, lo que afecta los valores reales de las características mecánicas, la elección de los coeficientes de diseño , etc.) y, en caso de grandes discrepancias, aclarar los datos iniciales y repetir los cálculos. También es posible verificar la consistencia de los principales parámetros de los subsistemas del dispositivo, como el rendimiento (por ejemplo, valores de potencia teniendo en cuenta la eficiencia), el grado de confiabilidad (es deseable que los subsistemas tengan la misma confiabilidad) y otros.
Cada parámetro dado en la documentación de diseño se conoce con cierta precisión y se caracteriza por sus valores límite y ley de distribución. Representar los parámetros como un número específico ( valor nominal ) introduce incertidumbre en el cálculo y, por lo tanto, debe hacerse de manera razonable. Por ejemplo, cálculo según valores medios o límite, en el "margen de seguridad".
A su vez, la precisión de los resultados del cálculo está determinada por la precisión de los parámetros iniciales y la precisión del modelo y método elegidos para resolver el problema. Por el contrario, la precisión del modelo elegido y el método de solución deben proporcionar la precisión requerida de los resultados.
El estudio de las opciones de diseño en cada ciclo de trabajo finaliza con la adopción de una de las siguientes decisiones:
Una vez finalizado el diseño, se recomienda analizar nuevamente la solución resultante, especialmente por la posibilidad de maximizar el grado de unificación , estandarización , continuidad y fabricabilidad. El método más eficaz para mejorar la solución es el análisis de costes funcionales (FCA).
En algunos casos (una tarea importante, altos requisitos para una solución), una vez finalizado el trabajo, se realiza un examen del proyecto: interno o externo (independiente). La aceptación del trabajo se formaliza mediante actos, y no solo se verifica la calidad del resultado del desarrollo, sino también la integridad de la documentación.
El ciclo de trabajo se completa con la etapa de resumen de las actividades del proyecto: certificación . Su propósito es determinar el nivel de calidad del producto creado y confirmar su cumplimiento con los requisitos de aquellos países donde se espera su implementación posterior. La necesidad de señalar esta etapa como independiente se debe a que en la actualidad la exportación de productos o su venta dentro del país es en muchos casos inaceptable sin un certificado de calidad.
La gestión de la ingeniería es una rama de la gestión del diseño y una disciplina científica que estudia y aplica los principios de la ingeniería en la planificación y gestión operativa de la industria, así como en la producción. La gestión de ingeniería combina partes administrativas, técnicas, científicas, económicas y legales.
Es una forma específica de gestión del diseño necesaria para la gestión exitosa de proyectos individuales, empresas y personas en los campos de la fabricación, el diseño industrial, la construcción, las tecnologías de la información y la comunicación, el tráfico o el comercio internacional.
El término "gestión de ingeniería" se utiliza a veces como sinónimo de gestión de diseño.
Los historógrafos creen que el departamento de gestión de ingeniería más antiguo es el departamento del Instituto de Tecnología Stevens (Nueva Jersey). En 1908 se fundó la Escuela de Ingeniería de Gestión. Más tarde, aparecieron en Europa las licenciaturas en administración de ingeniería. En 1959, la Universidad de Drexel también inició un programa para estudiar administración de ingeniería. La Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri (anteriormente la Universidad de Missouri-Roll) fundó el Departamento de Gestión de Ingeniería en 1967. El sistema universitario italiano de gestión de ingeniería surgió a principios del siglo XXI. La educación es de 5 años: 3 años para una licenciatura y 2 años para una maestría.
Alemania ha estado estudiando gestión de ingeniería desde 1927 en Berlín. Curiosamente, en las universidades y escuelas de ingeniería de la RDA, se creó un curso de estudio similar como ingeniería económica. La Universidad Técnica de Estambul ha tenido departamentos de Gestión de Ingeniería (Gestión de Diseño) desde 1982. En el Reino Unido, apareció una cátedra de este tipo en la Universidad de Warwick en 1980. En Rusia, el programa de gestión de ingeniería está disponible desde 2014 y ofrece títulos de licenciatura y maestría. En Francia, apareció en 2018 y ofrece una maestría y 4-5 años de estudio. En la mayoría de los países europeos, los programas de maestría para la formación de especialistas en gestión de ingeniería están diseñados para dos años de estudio.
De acuerdo con los requisitos del rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, la gestión de ingeniería ha alcanzado un nivel académico a lo largo de los años. Los solicitantes de la maestría deben tener una licenciatura en campos compatibles, como informática y matemáticas. Los programas de maestría brindan conocimientos técnicos, por lo que representan un equilibrio entre las disciplinas académicas, científicas, profesionalmente aplicadas y teóricas y metodológicas que corresponden a los programas tradicionales de MBA. La especialización en ciertas áreas, o el programa de certificación, puede incluir ingeniería industrial, tecnología de control, ingeniería de sistemas, productos y procesos, calidad, gestión organizacional, gestión de operaciones, tecnología y sistemas de información y telecomunicaciones, gestión de proyectos, marketing y finanzas. Las asociaciones industriales y profesionales ofrecen un programa de certificación a través de seminarios profesionales organizados y capacitaciones que validan el conocimiento y las habilidades de los ingenieros de gestión [10] .
Hay muchos científicos que se consideran autoridades en el campo de la gestión de la ingeniería. Un ejemplo en este sentido sería Taylor , Henri Fayol , Henry Gant . Es por eso que las primeras escuelas de administración de ingeniería (Escuela de Administración Científica, Escuela de Administración) contenían un componente de ingeniería pronunciado.