Diseño para la eficacia
1. Diseñar para fabricar bien
Un tema central es el "Diseño para la manufacturabilidad". Imaginemos que hemos comprado un picador de alimentos que, al poco tiempo, comienza a fallar: a veces no funciona. Una reparación en el taller encargado de la garantía determina que los cables internos están mal conectados y con el movimiento se sueltan.
En otra parte del mundo, en la fábrica del picador, se evalúan reclamos permanentes respecto al funcionamiento del producto. Entonces, alguien en el departamento de ingeniería recordó quejas de la gente de producción respecto a lo complejo que resultaba hacer entrar los cables de las conexiones eléctricas, el motor y otras componentes dentro del reducido espacio del aparato.
Muchas veces los operarios destinaban mucho tiempo a tratar de ordenar los cables por entre las otras componentes y finalmente alinear las tapas para atornillarlas. Esto hacía que, a veces, las conexiones no quedaban bien aseguradas.
En una reunión de discusión y coordinación, un técnico de producción sugirió que si la pieza de plástico tuviera algunas ranuras que permitieran asegurar los cables, y además la tapa pudiera quedar ajustada mediante pinzas adecuadas sin necesidad de atornillar de inmediato, todo se podría ensamblar más fácilmente, y con mayor precisión.
Frente a esta idea, los ingenieros a cargo de moldeado en plástico argumentaron que esto podría incrementar los costos debido a la necesidad de modificar los moldes, pero sobre la base de estas ideas, el equipo a cargo evaluó los pros y los contras de las alternativas.
Se llegó a un nuevo diseño de esas piezas, ordenando nuevos moldes, lo que permitió a los operarios de ensamblaje realizar esa etapa en menos tiempo y con mayor calidad en el producto final.
El ejemplo ilustra que el esfuerzo de mejoramiento desarrollado por las personas de esa empresa los llevó a identificar las causas raíces del problema no en ineficiencias operacionales directas, sino en otro aspecto del negocio que podría pensarse no guarda relación con las operaciones: el diseño.
El reconocer que el diseño de los productos juega un papel muy importante en la eficacia y eficiencia operacional lleva al tema de "Diseño para la manufacturabilidad".
Los principios de esta metodología de trabajo establecen que un adecuado diseño del producto no sólo debe contribuir a su éxito de mercado, sino que también debe contribuir a que la fabricación resulte más simple, requiera menos tiempo, sea de alta calidad y, por consiguiente, menos cara, tanto en costos internos como en los de posventa de los productos.
En efecto, un ensamblaje más simple garantiza que éste sea realizado correctamente y garantiza el funcionamiento del producto, al contrario del caso de operaciones complicadas, en las cuales es más fácil incurrir en equivocaciones.
Para citar algunos ejemplos, en alguna ocasión, Alan Mulally, quien se desempeñaba en su época como jefe de desarrollo de Boeing a cargo del proyecto 777, comentó su gran admiración por los diseños del fabricante de juguetes Fisher Price, especialmente con relación con la forma en que éstos eran elaborados y la facilidad con la cual podían ser ensamblados por los consumidores.
Igualmente, podemos invitar a cualquiera de los lectores o lectoras que tengan niños pequeños (o no tan pequeños) a que observen las piezas de un conjunto de bloques como Lego o similar.
Las piezas han sido diseñadas de modo que en la etapa de fabricación se puedan moldear en plástico de forma simple, es decir, con la menor cantidad de elementos de moldaje posible. Dado el enorme costo de la matricería en la industria del plástico, esto representa ahorros significativos, y menores problemas de calidad al haber menos elementos móviles en los moldes.
Si la discusión anterior puede parecer muy ligada a la manufactura, consideremos cuando nos enfrentamos a algún trámite con una organización de servicios en que debemos completar un formulario; a veces, uno ingresa información en el casillero equivocado debido a que las leyendas son poco claras o su ubicación confunde.
Si el formulario estuviera bien diseñado, la información necesaria sería capturada sin errores y el proceso posterior se realizaría en forma fluida. En caso contrario, todo se retrasará. Ese formulario es una parte del producto, y su diseño es igual de relevante.
En algunos casos, necesitamos garantizar que las especificaciones de diseño sean cumplidas con la mínima posibilidad de equivocaciones, asegurando de ese modo la calidad del producto.
Antiguamente, en algunas plantas automotrices, un error relativamente frecuente era el cableado incorrecto de las luces de señales. Eso se soluciona con un acoplamiento eléctrico que sólo puede encajar de una única forma.
Soluciones de este tipo corresponden a lo que se conocen como diseños "a prueba de fallas" o sistemas "Poka-Yoke".
Un formulario mal diseñado puede recoger información equivocada.
2. Integración: un tema fundamental. Todas las áreas deben participar en el diseño de un producto.
El ejemplo inicial ilustra una faceta muy importante de la forma de hacer diseño moderno: la integración.
Como mostrábamos, es indispensable que exista comunicación y trabajo en equipo entre las distintas áreas que tienen relación con el producto: marketing, diseño, ingeniería y desarrollo y operaciones de fabricación, entre las típicas.
En las organizaciones de clase mundial, los proyectos de desarrollo de nuevos productos son básicamente integrados entre esas áreas y son liderados por personas que están muy conscientes de la importancia del esfuerzo conjunto.
Diversos resultados empíricos muestran que si los esfuerzos de desarrollo y estimulación al trabajo integrado y colaborativo se aplican desde un comienzo, los resultados serán mucho mejores.
En caso contrario, se corre el riesgo de descubrir errores de diseño muy al final del proyecto, y esto muchas veces implica rehacer partes completas, desechar procesos y equipos que ya habían sido construidos u ordenados, además del tiempo perdido de muchas personas.
Este proceso general de integración puede ser apoyado significativamente mediante algunas metodologías.
Ingeniería concurrente
Un concepto conocido ya en muchos ámbitos es el de Ingeniería concurrente. En este método, una serie de aspectos técnicos del diseño son trabajados en conjunto por los diversos equipos.
Toyota, por ejemplo, ha desarrollado una versión del concepto que trabaja simultáneamente en paralelo con varios equipos de diseño, permitiendo la "fertilización cruzada" de ideas entre los distintos equipos de desarrollo (Ingeniería concurrente basada en conjuntos).
Otra metodología de gran aceptación por su capacidad de permitir la interacción de equipos disímiles de personas es QFD, sigla que corresponde en inglés a "Quality Function Deployment" o "Despliegue de la función de calidad".
La idea central de QFD es relacionar las características de diseño del producto con los requerimientos de los clientes (finales o internos). Los costos y beneficios son considerados para encontrar la combinación de características o atributos de diseño que mejor respondan a esos requerimientos.
Los participantes del curso encontrarán una discusión más detallada de estas metodologías en el material complementario.
Las tecnologías de información y software especializado también se han hecho parte en el desarrollo integrado de nuevos productos.
Los sistemas de Diseño Asistido por Computador (CAD) permiten hoy el trabajo conjunto de muchas personas. El diseño se puede separar por partes y el software controla que no haya incompatibilidades.
En algunas industrias, como la aeroespacial y la automotriz, es posible incluso construir "prototipos virtuales". Además, esas especificaciones del producto pueden ser enviadas directamente a las máquinas o "celdas de manufactura" que harán el trabajo (Ver tema 3).
El ahorro en tiempo y costos que esto significa puede ser enorme y transforma al diseño en una ventaja competitiva.
Existen herramientas de diseño integrado también en otros ámbitos, como la industria del software donde se utiliza el "Computer Aided Software Engineering" (CASE), y sistemas de simulación de procesos de negocio, que permiten a la industria de servicios trabajar integradamente el desarrollo de nuevos productos y sus procesos asociados.
3. Las tecnologías de procesos son importantes. Automatizar sin innovar sólo encarece los costos.
Los procesos de producción también son muy importantes para lograr mayor eficiencia y deben ser tomados en cuenta cuando se diseñan los productos. De hecho, el diseño de procesos muchas veces se lleva a cabo junto con el diseño de los productos.
Las tecnologías modernas de fabricación entregan capacidades de producir cada vez más piezas diferentes, con menores costos y mejor calidad, usando, por ejemplo, manufactura flexible y automatización.
Muchos sólo parecidos.
Las "celdas" (o células) de manufactura flexible permiten fabricar una gran variedad de productos que han sido diseñados para que se diferencien en ciertas opciones o terminaciones, pero que igual pueden fabricarse de manera muy eficiente en un mismo lugar.
Esto es debido a que la celda ha sido organizada tomando en cuentas las operaciones que son comunes en un alto porcentaje a todos los productos.
Estas operaciones son apoyadas, muchas veces, por máquinas automatizadas y de gran eficiencia, aunque el concepto también puede aplicarse en un ambiente donde el trabajo es desarrollado mayormente por personas.
La reducción significativa de los tiempos de preparación otorga a estas máquinas la capacidad de cambiar de tipo de producto con poco esfuerzo, potenciando la flexibilidad.
Los movimientos de piezas dentro de la "celda" también son optimizados, lo que lleva a una característica distribución en forma de "U" (figura 1).
Los diseñadores deben tener claridad sobre las capacidades del sistema productivo, con el objeto de aprovechar las posibilidades de generar una mayor variedad de productos.
Aquí, la integración entre producción, diseño y el área de marketing se hace fundamental. La colaboración de todas ellas permitirá obtener nuevos productos que correspondan a lo que los mercados necesitan y que podrán ser fabricados muy eficientemente usando estas tecnologías.
La enseñanza es importante: durante los años 80 muchas empresas en los EE.UU. invirtieron en automatización sin innovar en productos. ¿Resultado? Los mismos productos, pero en algunos casos fabricados a mayor costo, debido al alto valor del capital. Sólo una visión integrada de las capacidades operacionales y de diseño permite dar el salto para lograr una mayor competitividad.
Un tema central es el "Diseño para la manufacturabilidad". Imaginemos que hemos comprado un picador de alimentos que, al poco tiempo, comienza a fallar: a veces no funciona. Una reparación en el taller encargado de la garantía determina que los cables internos están mal conectados y con el movimiento se sueltan.
En otra parte del mundo, en la fábrica del picador, se evalúan reclamos permanentes respecto al funcionamiento del producto. Entonces, alguien en el departamento de ingeniería recordó quejas de la gente de producción respecto a lo complejo que resultaba hacer entrar los cables de las conexiones eléctricas, el motor y otras componentes dentro del reducido espacio del aparato.
Muchas veces los operarios destinaban mucho tiempo a tratar de ordenar los cables por entre las otras componentes y finalmente alinear las tapas para atornillarlas. Esto hacía que, a veces, las conexiones no quedaban bien aseguradas.
En una reunión de discusión y coordinación, un técnico de producción sugirió que si la pieza de plástico tuviera algunas ranuras que permitieran asegurar los cables, y además la tapa pudiera quedar ajustada mediante pinzas adecuadas sin necesidad de atornillar de inmediato, todo se podría ensamblar más fácilmente, y con mayor precisión.
Frente a esta idea, los ingenieros a cargo de moldeado en plástico argumentaron que esto podría incrementar los costos debido a la necesidad de modificar los moldes, pero sobre la base de estas ideas, el equipo a cargo evaluó los pros y los contras de las alternativas.
Se llegó a un nuevo diseño de esas piezas, ordenando nuevos moldes, lo que permitió a los operarios de ensamblaje realizar esa etapa en menos tiempo y con mayor calidad en el producto final.
El ejemplo ilustra que el esfuerzo de mejoramiento desarrollado por las personas de esa empresa los llevó a identificar las causas raíces del problema no en ineficiencias operacionales directas, sino en otro aspecto del negocio que podría pensarse no guarda relación con las operaciones: el diseño.
El reconocer que el diseño de los productos juega un papel muy importante en la eficacia y eficiencia operacional lleva al tema de "Diseño para la manufacturabilidad".
Los principios de esta metodología de trabajo establecen que un adecuado diseño del producto no sólo debe contribuir a su éxito de mercado, sino que también debe contribuir a que la fabricación resulte más simple, requiera menos tiempo, sea de alta calidad y, por consiguiente, menos cara, tanto en costos internos como en los de posventa de los productos.
En efecto, un ensamblaje más simple garantiza que éste sea realizado correctamente y garantiza el funcionamiento del producto, al contrario del caso de operaciones complicadas, en las cuales es más fácil incurrir en equivocaciones.
Para citar algunos ejemplos, en alguna ocasión, Alan Mulally, quien se desempeñaba en su época como jefe de desarrollo de Boeing a cargo del proyecto 777, comentó su gran admiración por los diseños del fabricante de juguetes Fisher Price, especialmente con relación con la forma en que éstos eran elaborados y la facilidad con la cual podían ser ensamblados por los consumidores.
Igualmente, podemos invitar a cualquiera de los lectores o lectoras que tengan niños pequeños (o no tan pequeños) a que observen las piezas de un conjunto de bloques como Lego o similar.
Las piezas han sido diseñadas de modo que en la etapa de fabricación se puedan moldear en plástico de forma simple, es decir, con la menor cantidad de elementos de moldaje posible. Dado el enorme costo de la matricería en la industria del plástico, esto representa ahorros significativos, y menores problemas de calidad al haber menos elementos móviles en los moldes.
Si la discusión anterior puede parecer muy ligada a la manufactura, consideremos cuando nos enfrentamos a algún trámite con una organización de servicios en que debemos completar un formulario; a veces, uno ingresa información en el casillero equivocado debido a que las leyendas son poco claras o su ubicación confunde.
Si el formulario estuviera bien diseñado, la información necesaria sería capturada sin errores y el proceso posterior se realizaría en forma fluida. En caso contrario, todo se retrasará. Ese formulario es una parte del producto, y su diseño es igual de relevante.
En algunos casos, necesitamos garantizar que las especificaciones de diseño sean cumplidas con la mínima posibilidad de equivocaciones, asegurando de ese modo la calidad del producto.
Antiguamente, en algunas plantas automotrices, un error relativamente frecuente era el cableado incorrecto de las luces de señales. Eso se soluciona con un acoplamiento eléctrico que sólo puede encajar de una única forma.
Soluciones de este tipo corresponden a lo que se conocen como diseños "a prueba de fallas" o sistemas "Poka-Yoke".
Un formulario mal diseñado puede recoger información equivocada.
2. Integración: un tema fundamental. Todas las áreas deben participar en el diseño de un producto.
El ejemplo inicial ilustra una faceta muy importante de la forma de hacer diseño moderno: la integración.
Como mostrábamos, es indispensable que exista comunicación y trabajo en equipo entre las distintas áreas que tienen relación con el producto: marketing, diseño, ingeniería y desarrollo y operaciones de fabricación, entre las típicas.
En las organizaciones de clase mundial, los proyectos de desarrollo de nuevos productos son básicamente integrados entre esas áreas y son liderados por personas que están muy conscientes de la importancia del esfuerzo conjunto.
Diversos resultados empíricos muestran que si los esfuerzos de desarrollo y estimulación al trabajo integrado y colaborativo se aplican desde un comienzo, los resultados serán mucho mejores.
En caso contrario, se corre el riesgo de descubrir errores de diseño muy al final del proyecto, y esto muchas veces implica rehacer partes completas, desechar procesos y equipos que ya habían sido construidos u ordenados, además del tiempo perdido de muchas personas.
Este proceso general de integración puede ser apoyado significativamente mediante algunas metodologías.
Ingeniería concurrente
Un concepto conocido ya en muchos ámbitos es el de Ingeniería concurrente. En este método, una serie de aspectos técnicos del diseño son trabajados en conjunto por los diversos equipos.
Toyota, por ejemplo, ha desarrollado una versión del concepto que trabaja simultáneamente en paralelo con varios equipos de diseño, permitiendo la "fertilización cruzada" de ideas entre los distintos equipos de desarrollo (Ingeniería concurrente basada en conjuntos).
Otra metodología de gran aceptación por su capacidad de permitir la interacción de equipos disímiles de personas es QFD, sigla que corresponde en inglés a "Quality Function Deployment" o "Despliegue de la función de calidad".
La idea central de QFD es relacionar las características de diseño del producto con los requerimientos de los clientes (finales o internos). Los costos y beneficios son considerados para encontrar la combinación de características o atributos de diseño que mejor respondan a esos requerimientos.
Los participantes del curso encontrarán una discusión más detallada de estas metodologías en el material complementario.
Las tecnologías de información y software especializado también se han hecho parte en el desarrollo integrado de nuevos productos.
Los sistemas de Diseño Asistido por Computador (CAD) permiten hoy el trabajo conjunto de muchas personas. El diseño se puede separar por partes y el software controla que no haya incompatibilidades.
En algunas industrias, como la aeroespacial y la automotriz, es posible incluso construir "prototipos virtuales". Además, esas especificaciones del producto pueden ser enviadas directamente a las máquinas o "celdas de manufactura" que harán el trabajo (Ver tema 3).
El ahorro en tiempo y costos que esto significa puede ser enorme y transforma al diseño en una ventaja competitiva.
Existen herramientas de diseño integrado también en otros ámbitos, como la industria del software donde se utiliza el "Computer Aided Software Engineering" (CASE), y sistemas de simulación de procesos de negocio, que permiten a la industria de servicios trabajar integradamente el desarrollo de nuevos productos y sus procesos asociados.
3. Las tecnologías de procesos son importantes. Automatizar sin innovar sólo encarece los costos.
Los procesos de producción también son muy importantes para lograr mayor eficiencia y deben ser tomados en cuenta cuando se diseñan los productos. De hecho, el diseño de procesos muchas veces se lleva a cabo junto con el diseño de los productos.
Las tecnologías modernas de fabricación entregan capacidades de producir cada vez más piezas diferentes, con menores costos y mejor calidad, usando, por ejemplo, manufactura flexible y automatización.
Muchos sólo parecidos.
Las "celdas" (o células) de manufactura flexible permiten fabricar una gran variedad de productos que han sido diseñados para que se diferencien en ciertas opciones o terminaciones, pero que igual pueden fabricarse de manera muy eficiente en un mismo lugar.
Esto es debido a que la celda ha sido organizada tomando en cuentas las operaciones que son comunes en un alto porcentaje a todos los productos.
Estas operaciones son apoyadas, muchas veces, por máquinas automatizadas y de gran eficiencia, aunque el concepto también puede aplicarse en un ambiente donde el trabajo es desarrollado mayormente por personas.
La reducción significativa de los tiempos de preparación otorga a estas máquinas la capacidad de cambiar de tipo de producto con poco esfuerzo, potenciando la flexibilidad.
Los movimientos de piezas dentro de la "celda" también son optimizados, lo que lleva a una característica distribución en forma de "U" (figura 1).
Los diseñadores deben tener claridad sobre las capacidades del sistema productivo, con el objeto de aprovechar las posibilidades de generar una mayor variedad de productos.
Aquí, la integración entre producción, diseño y el área de marketing se hace fundamental. La colaboración de todas ellas permitirá obtener nuevos productos que correspondan a lo que los mercados necesitan y que podrán ser fabricados muy eficientemente usando estas tecnologías.
La enseñanza es importante: durante los años 80 muchas empresas en los EE.UU. invirtieron en automatización sin innovar en productos. ¿Resultado? Los mismos productos, pero en algunos casos fabricados a mayor costo, debido al alto valor del capital. Sólo una visión integrada de las capacidades operacionales y de diseño permite dar el salto para lograr una mayor competitividad.
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