La ingeniería concurrente, una filosofía actual con plenas perspectivas de futuro

La ingeniería concurrente, también llamada por muchos autores ingeniería simultánea, es un fenómeno que aparece a principios de la década de los ochenta en el Japón y que llega a Europa a través de América, fundamentalmente Estados Unidos, a finales de esa misma década.

El objetivo de una empresa industrial es, en pocas palabras:

"Diseñar productos funcionales y estéticamente agradables en un plazo de lanzamiento lo más corto posible, con el mínimo coste, con el objetivo de mejorar la calidad de vida del usuario final".

Evidentemente, este objetivo se debe alcanzar dentro de la filosofía del libre mercado, donde la industria debe vivir de sus propios recursos.

La ingeniería concurrente que ahora se aborda es una filosofía basada en sistemas informáticos y, como la gran mayoría de estos sistemas, su aportación fundamental consiste en una muy evolucionada forma de tratar la información disponible.

"Filosofía de trabajo basada en sistemas de información y fundamentada en la idea de convergencia, simultaneidad o concurrencia de la información contenida en todo el ciclo de vida de un producto sobre el diseño del mismo".

Englobando en el diseño del producto tanto el propio producto como el sistema productivo que lo hace posible.

Esta filosofía de trabajo involucra, dentro de una compañía, a todas las personas y entes que participan de cualquier manera en el ciclo de vida de un producto en la responsabilidad del diseño del mismo.

Evidentemente, el diseño ya no es una tarea unipersonal, es una tarea de equipo. Es responsabilidad del equipo y, por tanto, las decisiones importantes deben ser tomadas en función de la información aportada por cada una de las personas afectadas, haciendo referencia directa a proveedores y subcontratistas.

Analicemos el caso concreto del diseño, por ejemplo, del sistema de aire acondicionado que va a llevar un edificio:

"Un arquitecto proyecta un edificio, nave, vivienda u oficina y, normalmente, debe prever la instalación de algún tipo de acondicionamiento de aire. Para dimensionar su edificio, necesita datos de volumen relativos al sistema de aire acondicionado, volúmenes que ha de prever en sus planos. Pero el instalador del sistema no le dará las dimensiones de los equipos que necesita si no ve previamente los planos del edificio a acondicionar. No se puede definir el sistema de aire acondicionado si no se ha dimensionado previamente el edificio. No se puede dimensionar el edificio si no se hacen las previsiones oportunas para habilitar los espacios necesarios que habrá de ocupar el sistema de aire acondicionado que todavía no se ha definido. Hace falta una concurrencia en el diseño.

No hace falta entrar en la complejidad de los elementos que se han de tener en cuenta para poder levantar cualquier construcción. Se da por supuesto que, tras no pocas idas y venidas, el edificio se construye.

El edificio es ocupado por una empresa que desea ubicar sus oficinas. La distribución es aparentemente válida, pero no ha pasado un mes y ya se han levantado cuatro mamparas, se ha tirado un tabique y se ha ampliado el despacho del director general, que no era suficientemente grande. Como consecuencia de ello, aquella persona que debería tener una ventana a la izquierda para recibir luz indirecta, tiene que situar su mesa de espaldas a la misma con lo que la luz del día se refleja permanentemente en su pantalla y le obliga a cerrar las persianas para poder trabajar. Además, no se sabe por qué extraña razón, se le ha colocado su mesa debajo de la salida de un chorro de aire frío que le provoca un resfriado permanente."

Evidentemente, en este esquema hay algo que falla. Y lo que falla no es nada especialmente complejo, es falta de información. La solución a éste y cualquier problema de diseño pasa por que se coordinen las herramientas necesarias para hacer que la información relativa al producto, teniendo en cuenta todo su ciclo de vida, esté a disposición del equipo de diseño.

La aplicación de las nuevas tecnologías a cualquier fase del desarrollo de nuevos productos tiene que perseguir como objetivos fundamentales la innovación en los productos y la reducción del tiempo de desarrollo y por ende el tiempo de ‘puesta en el mercado’.

Desde el punto de vista de planificación, la filosofía de concurrencia implica una idea de simultaneidad de tareas al abordarse en paralelo tanto el diseño del producto como el diseño del sistema de fabricación, los esquemas de montaje y embalaje, el plan de lanzamiento e incluso la obsolescencia. Este hecho hace que en sectores de planificación y organización no se hable de ingeniería concurrente sino de ingeniería simultanea (figura 2).

Esta tecnología es la misma que la que se ha utilizado siempre cuando dos técnicos hablan a través del teléfono mientras analizan unos planos que previamente se han enviado por un sistema tradicional como el correo postal o el fax. Gracias al correo electrónico el envío de información y la comunicación se hizo en su momento mucho más ágil, pero esta situación ha llegado a su punto de máxima utilidad con la incorporación de sistemas basados en Internet.

La aparición de Internet ha marcado un hito en las comunicaciones en general, pero también ha entrado de lleno en las utilidades de los sistemas de diseño asistido. Bajo este planteamiento, cuando son varias las personas de una misma compañía las que trabajan bajo esta filosofía, ya no se habla sólo de ingeniería concurrente o simultanea, sino que se abarca un concepto más ambicioso que hoy en día se denomina ingeniería corporativa.

Los costes derivados de las fases de diseño no pasan de ser dedicados a la adquisición de papel y a la utilización de horas de ordenador. Pero las decisiones que en esta fase se toman condicionan sobremanera el coste de fabricación y pruebas, razón por la que el análisis económico no debe ser de costes incurridos sino de costes comprometidos.

Como resultado del análisis se obtiene la gráfica recogida en la figura 4, en la que se presenta el coste de una modificación, un cambio, frente al momento en el que éste se produce.

• Diseño mecánico.
• Montaje.

Como se ha visto a lo largo de estas líneas, el mayor logro de la ingeniería concurrente consiste en la interrelación e integración de herramientas informáticas. De entre éstas herramientas se debe destacar una de fundamental valor, el simulador. El simulador es un sistema informático que, en base a la información contenida, es capaz de hacer una previsión de funcionamiento de un prototipo virtual y, con ello, ayudar al equipo de diseñadores a adecuar sus especificaciones a la funcionalidad del conjunto.

También se ha de apuntar que en el sector del automóvil Japón es un líder indiscutible, y su liderazgo se debe, sin lugar a dudas, a su capacidad para elaborar y poner en funcionamiento herramientas cada vez más sofisticadas de diseño y fabricación automatizadas, herramientas entre las cuales, la ingeniería y diseño concurrentes son un engranaje más.

El campo del diseño mecánico tuvo una primera fase en la que los dibujos y planos de piezas se elaboraban con sistemas informáticos, los primitivos sistemas de diseño asistido en dos dimensiones, que tenían por misión realizar con un ordenador las mismas tareas que previamente había realizado el delineante proyectista sobre su mesa de trabajo.

Estos sistemas evolucionaron rápidamente hacia sistemas más sofisticados, consiguiéndose con ellos herramientas muy potentes de modelizado de sólidos capaces de mover piezas en el espacio y generar planos en dos dimensiones a partir del modelizado en tres dimensiones.

Estos sistemas siguen evolucionando y han avanzado hacia el diseño concurrente. El diseño concurrente en este sector se transcribe a una concurrencia diseño-fabricación a la hora de fabricar una pieza. En este sentido, el diseñador puede, sobre su puesto de trabajo, crear la pieza a diseñar con su modelizador de sólidos. A su vez, basándose en herramientas de diseño asistido, puede generar los planos detallados en dos dimensiones de la pieza, planos que pueden ser analizados y corregidos por un tercero, que puede ser el cliente, el responsable de fabricación o el responsable de montaje, o mejor todos a la vez. Asimismo, en base a herramientas informáticas, el diseñador puede, sobre su propio puesto de trabajo, simular el proceso de fabricación con herramientas de control numérico, y el montaje, por ejemplo robotizado, de la pieza.

En el campo del montaje todavía se debe localizar otro factor importante en la idea de la concurrencia en la transmisión de información de diseño. Si en la fase de montaje, simulado por supuesto, se detecta un problema que afecta a más de una pieza, por ejemplo un ajuste, la modificación introducida, que afecta a varias piezas, debe ser capaz de ser procesada en todas de una manera automática, sin obligar al diseñador a recordar y localizar cuáles son las piezas a las que esta modificación pueda afectar. Se gestionan las modificaciones de manera automática, sin intervención exterior, único elemento que garantiza que el conjunto guarda su integridad y su coherencia intrínseca.

Como se ha visto, la cantidad de información que necesita el equipo de diseño es de tal magnitud que su manejo mediante métodos convencionales se hace poco menos que inviable. Se hace necesario, por tanto, la utilización de los ordenadores y de los sistemas informáticos como herramientas habituales de diseño.

Pero la utilización de estas herramientas no acaba haciendo lo mismo pero de otra manera, muy al contrario, la mejor manera de sacar partido a estos sistemas es utilizarlos en toda su potencialidad, aprovechando la capacidad de los mismos y evolucionando poco a poco los propios métodos de diseño y desarrollo de productos.

Se hace necesario de nuevo que todas las personas relacionadas directa o indirectamente con el producto se responsabilicen, en la medida correspondiente, en el diseño del mismo, desde el departamento de estudios de mercado hasta el servicio postventa.

Es responsabilidad de los directores de desarrollo el facilitar esta tarea, de forma que si un técnico no ve facilitada esta labor, no será su responsabilidad sino de los propios directivos de la compañía.

Para todo ello se hace necesario realizar un replanteamiento de los procedimientos clásicos de desarrollo de productos y adecuarlos a la tecnología actual, la tecnología de la información, que pasa, necesariamente, por la ingeniería concurrente