1.1.
Metodologías de diseño
Las metodologías de diseño
tratan con los procedimientos concretos de diseño al nivel del proceso y de sus
actividades [algunas veces llamada teoría prescriptiva (Finger 1989)], y no del
diseño de una clase específica de artefactos (pe. Automóviles, aviones,
máquinas herramientas) que deberían ser llamados métodos de diseño.
La metodología de diseño empieza
con un modelo para el proceso de
diseño que puede ser utilizado para desarrollar las especificaciones de un
producto. En todos los casos es evidente que el proceso de desarrollo es
generalmente contemplado como una secuencia lógica de fases dentro de las
cuales son ejecutadas las tareas específicas. Aunque existen diferencias, como
por ejemplo en el alcance de los modelos y el uso de las iteraciones, todos los
modelos muestran una manera similar de describir el progreso a través de una
secuencia de eventos.
Es interesante aquí precisar la diferencia entre los
términos método, técnica, modelo y metodología, ya que ellos son utilizados de
diferentes maneras en la literatura y puede prestarse a confusión. Método hace referencia a la manera cómo una
persona (un ingeniero de diseño, en este caso), realiza su tarea (diseñar); las
técnicas son las herramientas que utiliza tal persona para aplicar su método;
el modelo es la forma de representar el método, con el fin de estudiarlo y
comprenderlo; la metodología es el estudio formal del método. De esta manera,
mientras que las técnicas son herramientas para el método, el modelo lo es para
la metodología.
En general se entiende como
modelo de diseño la forma de representación del proceso que desarrolla el
diseñador en su labor. Los modelos y métodos de diseño se pueden enmarcar
dentro del campo que los expertos califican como investigación en diseño, cuyo
objetivo genérico es establecer nuevas formas o recomendaciones que potencien
la eficiencia en el diseño.
En un panorama global, de
acuerdo a las tendencias de investigación en ingeniería de diseño, los modelos
de diseño se podrían clasificar en cuatro categorías: los modelos cognitivos,
los modelos computacionales, los modelos descriptivos y los modelos
prescriptivos.
Los modelos cognitivos abordan
la importancia de la participación del individuo diseñador y los modelos
computacionales, abren el espacio a la integración del ordenador como
herramienta de asistencia en el proceso; los modelos descriptivos muestran la
secuencia de actividades que ocurren en diseño mientras que los prescriptivos,
como su nombre lo indica, señalan un patrón de actividades de diseño. Debido al
enfoque de este libro los modelos cognitivos y computacionales no serán
tratados en detalle y por el contrario su desarrollo se centrará en los modelos
descriptivos y prescriptivos y las herramientas utilizadas en su aplicación.
El modelo lineal del proceso de diseño, aunque resulta muy
básico, permite identificar las fases del diseño que son comúnmente aceptadas
por la mayoría de investigadores.
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| Figura 1. Modelo descriptivo lineal del diseño |
En la Figura 1, se muestran las
fases de diseño conceptual, preliminar y detallado correspondientes al modelo
descriptivo lineal de diseño más básico que se puede tener; en la literatura se
pueden encontrar modelos descriptivos lineales que involucran también, al
inicio la fase de definición del problema y al final la fase de comunicación
del diseño.
La fase de identificación de la
necesidad, además de estar dedicada a establecer las necesidades de los
clientes también debe servir para aclarar estas y para reunir la información
necesaria que permita desarrollar un planteamiento de ingeniería de lo que el
cliente desea. Involucra el establecimiento de las necesidades que requieren
ser resueltas, identificar los objetivos que deben ser alcanzados por la
solución e identificar quienes serán los beneficiarios de la solución.
A partir del planteamiento del
cliente, el cual en muchas ocasiones se hace en sus propias palabras, se deben
aclarar los objetivos del diseño, establecer los requerimientos del usuario,
identificar restricciones y establecer funciones; el resultado será el
planteamiento modificado del problema en el cual se incluyan los objetivos
detallados (ponderados), las restricciones y limitaciones, los requerimientos
del usuario, las funciones y las necesidades de recursos.
En la fase de diseño conceptual
la meta es la generación de conceptos o esquemas de diseños alternativos; a
partir del planteamiento modificado del problema se deben establecer las
especificaciones del diseño y en función de estas generar alternativas de
diseño, las cuales serán presentados mediante diseños o esquemas conceptuales
junto a las especificaciones de diseño establecidas. Los conceptos son ideas de
solución generalmente representadas mediante bosquejos acompañados de una
descripción textual. Algunos la denominan fase de síntesis del diseño; en esta
fase se generan principios de solución, pero no se obtienen estructuras de
solución lo suficientemente válidas (o acabadas) como para materializar la
respuesta al problema. Sin embargo, es la etapa que demanda del diseñador una
alta dosis de abstracción y de creatividad; está caracterizada por la
incertidumbre del éxito y por la dinámica de la evolución hacia estructuras
válidas.
En la fase de diseño preliminar
el objetivo es la identificación de los atributos principales de los conceptos
o esquemas de diseño. Con los diseños o esquemas conceptuales y las
especificaciones de diseño establecidas se busca modelar y analizar
alternativas de diseño conceptual, luego estas alternativas se deben evaluar
para seleccionar un concepto de diseño a desarrollar. En esta fase se avanza en
la concretización de una solución al problema, determinando componentes e
interacciones con el suficiente grado como para poderla evaluar objetivamente.
Se obtienen formas específicas, materiales propuestos y planos de conjunto con
dimensiones generales, que representan al producto como un conjunto organizado
de piezas, componentes, enlaces y acoplamientos.
Habiendo ya seleccionado el concepto de diseño a
desarrollar, el objetivo en la fase de diseño detallado es precisamente
afinar y definir en forma detallada dicho diseño final. Este refinamiento y
optimización debe conducir a establecer las especificaciones de fabricación.
Esta fase corresponde a la generación de todas las especificaciones necesarias
para la producción del producto, esto puede involucrar la elaboración de planos
de detalle, la determinación de etapas de fabricación, la identificación de
proveedores, etc.
Como se mencionó, los modelos
prescriptivos además de describir, dan pautas para desarrollar cada una de las
fases y etapas del proceso de diseño. En esta categoría existen gran cantidad
de propuestas, aquí se presentarán de manera general dos de los más
importantes: el modelo de Dym y el modelo de Pahl y Beitz.
El modelo del proceso de diseño de Dym está configurado por
cinco etapas; empiezan con el planteamiento por parte del cliente y termina
cuando el diseño final se documenta al cliente. Cada una de las etapas
involucra a su vez la realización de tareas específicas de diseño, como se
muestra en la figura 2, a continuación
se describen brevemente cada una de las fases.
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| Figura 2. Modelo prescriptivo del diseño de Dym |
La fase de definición del problema
está dedicada a aclarar los objetivos establecidos por el cliente y a reunir la
información necesaria para desarrollar un planteamiento de ingeniería de lo que
el cliente desea. Involucra el establecimiento de las necesidades que necesitan
ser resueltas, identificar los objetivos que deben ser alcanzados por la
solución e identificar quienes serán los beneficiarios de la solución.
A partir del planteamiento del
cliente, el cual en muchas ocasiones se hace en sus propias palabras, se deben
aclarar los objetivos del diseño, establecer los requerimientos del usuario,
identificar restricciones y establecer funciones; el resultado será el
planteamiento modificado del problema en el cual se incluyan los objetivos
detallados (ponderados), las restricciones y limitaciones, los requerimientos
del usuario, las funciones y las necesidades de recursos. El planteamiento
modificado del cliente será el problema “real” que deberá ser resuelto y se
define en la forma de objetivos de diseño que deberán ser alcanzadas.
En la fase de diseño conceptual
la meta es la generación de conceptos o esquemas de diseños alternativos. A
partir del planteamiento modificado del cliente se establecen las
especificaciones del diseño y en función de estas se generan alternativas de
diseño, las cuales serán presentadas mediante diseños o esquemas conceptuales
junto a las especificaciones de diseño establecidas. Los conceptos son ideas de
solución generalmente representadas mediante bosquejos acompañados de una
descripción textual.
El objetivo en la fase
del diseño preliminar es la identificación de los atributos principales
de los conceptos o esquemas de diseño. Con los diseños o esquemas conceptuales
y las especificaciones de diseño ya establecidas se busca modelar y analizar
alternativas de diseño conceptual, en seguida estas alternativas son evaluadas
para seleccionar un concepto de diseño a desarrollar.
Habiendo ya seleccionado el
concepto de diseño a desarrollar, el objetivo en la fase de diseño detallado es
precisamente afinar y definir en forma detallada dicho diseño final. Este
refinamiento y optimización debe conducir a establecer las especificaciones de
fabricación.
La fase de comunicación del diseño
está dedicada a documentar las especificaciones de fabricación y su
justificación, esto se puede lograr mediante un informe final al cliente que
entre otras cosas debería contener las especificaciones de fabricación y la
justificación de las especificaciones de fabricación.
Además de ampliar el modelo de diseño descriptivo, Dym en su
modelo involucra componentes de retroalimentación. En la figura 2 se puede ver
que la retroalimentación en el proceso ocurre en dos formas principalmente, la
primera es un ciclo interno de retroalimentación en donde los resultados de la
tareas de las fases de diseño conceptual y diseño preliminar son
retroalimentadas a la etapas previas para verificar que el diseño funciona como
se esperaba, el segundo ciclo de retroalimentación es externo y ocurre después
de que el producto que resulta del diseño ha sido utilizado bajo las
condiciones de operación y en el mercado para el cual fue pensado.
Es tal vez el modelo más
conocido y utilizado tanto en la industria como en la educación. El método de
Pahl y Beitz utiliza la teoría de sistemas para sustentar la propuesta de
trabajo a través de funciones y subfunciones, que combinan los efectos físicos
con las características geométricas y los materiales, para que surja el
principio de solución.
El método centra su atención en el denominado «embodiement
design» (diseño para dar forma), pero para ello, propone un desarrollo de
proyecto por módulos funcionales separados, lo cual tiene como ventaja la
simplificación del análisis, pero la desventaja de que puede llegarse a una
propuesta de conjunto muy compleja. En este modelo el proceso de diseño (o
desarrollo de productos) es descompuesto en cuatro fases principales (fig. 3).
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| Figura 3. Modelo prescriptivo del diseño de Pahl y Beitz |
En la fase de planeación y
clarificación de la tarea se especifica la información que es requerida. La
fase de planeación se refiere a la planeación del producto; en la clarificación
de la tarea se recaba información acerca de los requerimientos que deben ser
cumplidos, sobre las restricciones que los acompañan y su importancia.
La meta en la fase conceptual es
determinar el principio de solución, alcanzado este abstrayendo los problemas
esenciales, estableciendo estructuras funcionales, buscando principios de
trabajo apropiados y entonces combinando estos principios en una estructura que
funcione adecuadamente. A menudo en este punto se requiere una representación
más concreta para la evaluación de la estructura.
El diseño para dar forma empieza
con el concepto y a partir de esta construye la estructura (bosquejo global).
Frecuentemente son desarrollados algunos bosquejos preliminares para realizar
comparación de alternativas; el bosquejo definitivo provee verificación de la
función, resistencia, compatibilidad espacial y viabilidad económica.
En el diseño de detalle son
delineadas la disposición, formas, dimensiones y propiedades de las superficies
de todos los elementos; son especificados los materiales, son calculadas las
posibilidades de producción y estimados los costos, y son elaborados todos los documentos
y planos para producción. El resultado de la fase de diseño de detalle es la
especificación para producción.
Pahl y Beitz recomiendan
utilizar herramientas que ayuden a visualizar efectos físicos que permitan
encontrar elementos funcionales que desempeñen subfunciones que pueden ser
combinadas sistemáticamente utilizando la llamada tabla morfológica y generar
un gran número de alternativas de solución.
Al analizar los dos métodos de
diseño aquí expuestos se puede concluir que a pesar de las diferencias que
pueden existir entre ellos, muestran algunas coincidencias que llevan a afirmar
el reconocimiento de etapas comunes. Hay que, sin embargo, tener claridad en
que el modelo no es otra cosa que una herramienta que puede orientar un
proceso, pero que no lo debe limitar ni subyugar. El método que se utilice
estará sometido al proceso y no al contrario, por otro lado el solo modelo no
es suficiente para garantizar un correcto diseño, principalmente debido a la
incapacidad de representar el contexto del proyecto como un sistema y un
sistema con interacciones complejas.
Tan importante como el modelo, debo mencionar que debe
existir un compromiso, casi una filosofía en el método utilizado para el
desarrollo de un proyecto de diseño, de crear un canal de información eficiente
entre los clientes tanto externos como internos y quienes llevan a cabo el
desarrollo del proyecto, el equipo de diseño. En función de esto deben
establecerse herramientas y métodos para conocer las mencionadas necesidades y
conceptos de los clientes antes, durante
y después del desarrollo del proyecto.
Tomado del libro: “Establecimiento y aseguramiento del proceso
de diseño y desarrollo en empresas metalmecánicas” del ingeniero
Giovanni Torres
