3. Resolución de problemas

3. Resolución de problemas

1. 3.1. Fases en la resolución de problemas

   • En este aspecto, varios autores han escrito sobre los pasos o fases que pueden comprender el método de diseño en ingeniería. Generalmente, estas fases son las siguientes:
     • 3.1.2. Recopilación de información necesaria
       • Una vez que el problema está planteado, y las necesidades están convenientemente identificadas, el ingeniero debe comenzar a recabar la información y los datos necesarios para resolverlo. En esta fase del proceso, los ingenieros generalmente, consultan bibliografía para conocer lo que otros han aprendido a partir de problemas parecidos. Éstos deben acudir a bibliotecas técnicas, libros de texto, artículos en revistas científicas o catálogos de los fabricantes. Los bibliotecarios pueden ser de gran ayuda a la hora de localizar libros de texto, y otras referencias bibliográficas.
     • 3.1.3. Búsqueda de soluciones creativas
       • 3.1.3.2. Listas de control
         • La lista de control estimula al usuario a examinar distintos puntos de vista, y distintas posibilidades de diseño. Por ejemplo, supongamos que se quiere desarrollar un nuevo dispositivo concreto. Puede realizarse una lista de control con los siguientes elementos: - Formas en que podemos dar al dispositivo aplicaciones diferentes. - Posibilidades de modificación del dispositivo. - Posibilidades de mejorarlo. - Posibilidades de ampliación. - Posibilidades de reducción de capacidades.
       • 3.1.3.3. Listas de atributos
         • Con esta técnica, la mayoría de las características o atributos de un producto o idea, se aíslan y se listan. Entonces, para cada atributo, se listan los cambios que se pueden realizar. Todas las ideas son válidas sin importar lo prácticas o realistas que sean. Después de listar todas las ideas, cada variación se evalúa, eligiendo aquellas que pueden mejorar el producto. Considérese el siguiente ejemplo de cómo se puede utilizar la técnica de lista de atributos para mejorar el diseño de un teléfono.
       • 3.1.3.1. Tormenta de ideas
         • Se trata de una técnica de creatividad que empezó a desarrollar A. F. Osborn en 1938. Su aplicación se extendió a partir de 1953 después de publicar su libro “Applied Imagination”. Habitualmente, la sesión de tormenta de ideas se realiza en grupo de 6 a 12 personas. Cada una de ellas, espontáneamente, va aportando ideas para resolver el problema que se plantea. Las ideas que se producen en una tormenta de ideas se recogen y se evalúan posteriormente, bien por el mismo grupo que ha realizado la sesión, o bien por otro grupo o individuo especializado.
       • 3.1.3.5. Análisis morfológico.
         • Esta técnica para la generación de ideas se atribuye a Frith Zwicky e incluye el listado de todas las soluciones teóricas posibles. Esta técnica consiste, primero en definir el problema en términos de sus dimensiones o parámetros, y diseñar una estructura que permita visualizar cada una de las posibles soluciones. Para una solución con sólo dos parámetros, el modelo toma la forma de un cuadrado dividido en un grupo de cuadrados más pequeños Para problemas con más de dos parámetros, el modelo se convierte en una matriz, donde a cada parámetro se le asigna un eje de un sistema cartesiano.
       • 3.1.3.4. Técnica de relación forzada.
         • Con esta técnica se fuerza la relación entre dos o más ideas o productos que naturalmente no tienen una relación aparente. Esta técnica consiste en seleccionar un elemento fijo con el que relacionar los demás. Éste suele ser el producto o la idea a analizar para resolver un problema. Esta técnica lleva poco tiempo. Si la relación forzada que se ha elegido no da los resultados esperados, podemos escoger otro elemento aleatorio, y volver a repetir el proceso. Al igual que con otras técnicas de generación de ideas, también deben generarse ideas impracticables, ya que pueden abrir la puerta a otras buenas ideas.
       • Realmente, el desarrollo de nuevas ideas, productos, o dispositivos es fruto de la creatividad; un esfuerzo inconsciente, o de la innovación; un esfuerzo consciente. Resolución de problemas 5 Existen varias técnicas para ayudar a un grupo o a un solo individuo a producir ideas originales. Estas técnicas están elaboradas para permitir que el grupo supere sus propios obstáculos en el pensamiento creativo.
     • 3.1.4. Desarrollo de diseños previos (modelos)
       • 3.1.4.2. Modelos de simulación lógica
         • La descripción de estos eventos se basa, en parte, en observaciones reales de los conductores, o en modelos matemáticos empíricos que han sido desarrollados por otros investigadores. Por ejemplo, se encontró que el tiempo que los vehículos ocupan la intersección puede ser descrito por una distribución de probabilidad normal. Estos investigadores desarrollaron un modelo de simulación por computador para describir el comportamiento de los conductores que llegan y pasan a través de la intersección. Utilizando un algoritmo informático, los desarrolladores del modelo modelaron el tráfico a través del cruce, y estimaron el retardo que se producía bajo diferentes condiciones de flujo de coches.
       • 3.1.4.1. Modelos matemáticos o analíticos
         • Un modelo matemático consiste en una ecuación, o un grupo de ecuaciones, que representan un sistema físico. Por ejemplo, la siguiente ecuación representa la fuerza necesaria para acelerar un objeto: F = m · a donde “F” es la fuerza resultante aplicada a un elemento de masa “m”, y “a“es la aceleración que sufre el objeto en la dirección de la fuerza. Muchos fenómenos físicos pueden ser descritos como modelos matemáticos. Estos modelos se pueden basar en teorías o leyes científicas establecidas. Otros se basan en la experiencia sacada de observaciones y experimentos.
       • 3.1.4.3. Modelos de simulación física
         • Los modelos físicos son muy utilizados por los ingenieros para conseguir un mayor entendimiento de fenómenos complejos. Uno de los desarrollos más beneficiosos para la utilización de los modelos físicos es el túnel de viento. Los túneles de viento se basan en la ley fundamental de la dinámica de fluidos: un cuerpo sumergido en un fluido que se mueve, experimenta las mismas fuerzas que si ese mismo elemento se está moviendo sobre el fluido estacionario, suponiendo que, en los dos casos, la velocidad relativa del cuerpo y el fluido es la misma. Esto significa, por ejemplo, que las condiciones que sustentan a un avión en vuelo pueden ser repetidas dejando al avión estático, y moviendo el aire que pasa por el avión a la velocidad en que se produciría el vuelo.
       • En esta etapa será necesario tomar muchas decisiones sobre los posibles modelos, configuraciones, materiales, dimensiones, y otras especificaciones. Es posible que se necesite dibujar bocetos, y se deban preparar planos preliminares. En esta fase, es necesario realizar un examen de todas las soluciones, para descartar aquellas peores. Aquellas soluciones que pasen ese primer análisis deberán estudiarse y examinarse con gran detalle. Además, los tipos de modelos más comunes, que se utilizan para facilitar la solución de problemas de ingeniería, son los siguientes:
     • 3.1.6. Preparación de informes, planos y especificaciones.
       • Después de haber elegido la solución apropiada, hay que comunicarlo a aquellos que deben aprobarlo, como los clientes, o a quienes deben llevarlo a cabo. Esta comunicación debe tener la forma de un informe de ingeniería, o un conjunto de planos y especificaciones. Los informes de ingeniería están habitualmente dirigidos a un cliente o a un supervisor.
     • 3.1.5. Evaluación y elección de la solución preferida.
       • Conforme va evolucionando el proceso de diseño en ingeniería, el ingeniero debe evaluar una y otra vez, los distintos caminos que resuelven el problema que lleva entre manos. Típicamente, el ingeniero elimina aquellas alternativas que no son muy provechosas, reduciendo el grupo de opciones a desarrollar. Existen muchos métodos indirectos para evaluar un diseño propuesto. Por ejemplo, una prueba a escala de un avión en el túnel del viento puede revelar buenas y malas características del diseño, con un coste mucho menor que el de la fabricación de un avión a tamaño real. La optimización de un sistema puede ser difícil cuando va a ser utilizado por un operador humano a través de un interfaz hombre-máquina. Esta dificultad radica en que dos humanos pueden actuar de distinta manera.
     • 3.1.7. Implementación del diseño.
       • 3.1.7.3. Aprender de los errores
         • A pesar de los mayores esfuerzos por parte de los ingenieros diseñadores, sus ingenios, ocasionalmente, pueden fallar. Los puentes entran en resonancia y se colapsan, los tejados de los edificios se vienen abajo, etc. causando muchos daños materiales y a veces humanos. Los fallos de ingeniería se pueden atribuir a una gran variedad de causas que incluyen: - fallos cometidos por ingenieros ineptos o poco cuidadosos, - imperfecciones en los materiales de construcción o fabricación e incertidumbres, así como variabilidades, - falta de cuidado en la mano de obra por parte de los técnicos que implementan el diseño, - pobres comunicaciones entre los gerentes, ingenieros y técnicos que producen o construyen el proyecto.
       • 3.1.7.1. Patentes
         • La ley de patentes clasifica los objetos que pueden ser patentados como “cualquier proceso, máquina, fabricación, o composición de materias nuevos o beneficiosos, así como cualquier mejora nueva o beneficiosa de ellos.” Esto significa que las patentes se pueden obtener para prácticamente todo lo que puede ser hecho por el hombre, así como los procesos de fabricación. Para que un invento sea patentable, éste debe ser nuevo, como se define en la ley de patentes. La ley establece que un invento no puede ser patentado si: -el invento era conocido o utilizado por otros en el país, o ya está patentado o descrito en una publicación impresa de éste, o cualquier país extranjero antes de la invención de ello por el solicitante de la patente, o - el invento fue patentado o publicado en una publicación escrita de éste u otro país, o esté en uso público o en venta en este país, más de un año antes de la solicitud de patente.
       • 3.1.7.2. Diseño asistido por ordenador
         • Aunque los ordenadores aparecieron por primera vez en los años 1940, la mayor parte del crecimiento de la tecnología de los ordenadores ha ocurrido en las dos últimas décadas. En este relativamente corto espacio de tiempo, el uso de herramientas asistidas por ordenador para resolver problemas de ingeniería ha llegado a ser imprescindibles. Estas herramientas se clasifican en varios grupos que podemos llamar: -ingeniería asistida por ordenador (CAE - Computer-aided engineering), -diseño asistido por ordenador (CAD), o -fabricación asistida por ordenador (CAM).
       • Puede decirse que una vez completados los planos, las especificaciones, y los informes de los ingenieros, el proceso de diseño ha finalizado. Realmente la fase final del proceso de diseño es la implementación, el proceso de producción, o construcción de un dispositivo, un producto o un sistema físico. Los ingenieros deben planificar la producción de los dispositivos, y supervisar la construcción de proyectos de ingeniería.
     • 3.1.1. Identificación del problema
       • Se deben plantear objetivamente las necesidades a resolver, y distinguirlas dentro de las posibles soluciones; es decir, debe analizarse, para cada solución, cuales son las necesidades que resuelve. En esta fase debe tenerse cuidado de no perjudicar la solución planteando el problema incorrectamente. Finalmente, no se deben aplicar restricciones innecesarias a la resolución de un problema. Si se imponen excesivas restricciones a la solución, puede conseguirse que el problema sea muy complicado, o incluso imposible de resolver.

2. El trabajo en ingeniería, a menudo, incluye la planificación y el análisis en las fases iniciales de un proyecto, pero la esencia de la resolución de problemas en ingeniería reside en el diseño. La realización de diseños en ingeniería implica concebir, imaginar, desarrollar, y planificar un dispositivo, una estructura un proceso o un sistema que suponga un cierto beneficio para la sociedad. Los problemas en ingeniería, generalmente no tienen una solución única. Con frecuencia, el objetivo es seleccionar la mejor solución de entre diversas alternativas. En estos casos, es necesario sopesar las distintas consecuencias conflictivas de una acción de ingeniería, y después seleccionar aquella solución que mejor se ajuste a los deseos y necesidades de los jefes, de los clientes, o de la sociedad.

3. 3.2. Características del proyecto de telecomunicación

   • Las telecomunicaciones son una especialidad cuyo mayor desarrollo se ha dado en las últimas décadas. En la década de los 1970 sobretodo evolucionó la electrónica a nivel de integración, implementando sistemas como los ordenadores, los autómatas para control de procesos, y las máquinas “inteligentes”. En las décadas de los 1980 y 1990 la evolución más fuerte se ha producido en las comunicaciones: canales de televisión nacionales e internacionales, telefonía intercontinental y telefonía móvil, radiolocalización, teledetección con el apoyo de satélites artificiales, y en los últimos años el auge de internet y las redes de ordenadores. Esta rápida evolución de las telecomunicaciones plantea cierta problemática a la hora de realizar nuevos proyectos, que se va a tratar a continuación.

4. 3.3. Factores que se deben tener en cuenta en la realización de un proyecto

   • Cuando se realiza un proyecto para dar solución a una necesidad, se establece un plan, y se deben tener en cuenta una serie de factores, que en términos generales son comunes a todos los proyectos. A continuación se enumerarán, y se describirán cada uno de estos factores.
   • 3.3.1. Estudio de factibilidad
     • En primer lugar, hay que comprobar que existe la tecnología suficiente para desarrollarlo, y que se dispone del personal técnico adecuado. Otro aspecto a valorar es demostrar que la necesidad de los usuarios es una necesidad cierta. Debe analizarse adecuadamente la necesidad existente, con el fin de conocer todos sus elementos, para dar la solución más adecuada a la mayoría de ellos, o al menos, a los más importantes. Una vez vistas las necesidades y las soluciones que se plantean debe contemplarse la factibilidad económica, y si es necesario, las posibilidades de financiación.
   • 3.3.2. Planes de producción
     • La planificación de la producción real se hace a partir del proyecto del sistema que se va a fabricar. En ella.se deben indicar todos los recursos, como herramientas, máquinas, y personal de los que se dispone, así como aquellos que serán necesarios y que se deben conseguir. Dentro del proceso de fabricación, hay que establecer también los aspectos de calidad que se deben controlar, así como los puntos en los que se realizarán dichos controles. Es necesario reservar personal, tiempos y espacios para la realización de estos controles de calidad.
   • 3.3.4. Planificación para el retiro
     • También es conveniente tener presentes las salidas que se les pueden dar a los sistemas que producimos, después de terminada su vida útil. Esto va a afectar sobre todo al medio ambiente. Las posibilidades más habituales en la actualidad son el reciclaje de los materiales para fabricar nuevos productos, y la posibilidad de reutilización en todo o en parte, de forma que los desechos producidos sean lo menos posibles.
   • 3.3.3. Planes de distribución
     • En este aspecto del proyecto, se trata de planear de qué manera se van a distribuir los productos acabados para su llegada a los clientes. Debemos tener en cuenta la forma de empaquetado; sobre todo si se trata de material delicado. También es importante diseñar la red de ventas, así como todas las campañas de publicidad y promociones a realizar con el fin de que el producto se haga conocido, e incluso necesario.

5. 3.4. La dirección integrada de proyectos

   • 3.4.1. Modos de dirección
     • En la dirección de proyectos podemos distinguir distintas modalidades. Entre ellas, podemos destacar las siguientes: dirección por motivación, dirección por delegación, dirección por objetivos, dirección por excepción, dirección por resultados y dirección por sistemas.
       • 3.4.1.1. Dirección por motivación
         • 3.4.1.2. Dirección por delegación
           • 3.4.1.3. Dirección por objetivos
             • 3.4.1.4. Dirección por excepción
               • 3.4.1.5. Dirección por resultados
                 • Muchos autores no establecen gran diferencia entre la dirección por objetivos y la dirección por resultados, ya que estos dos conceptos son casi iguales. La dirección por resultados es aquella que está orientada a los resultados obtenidos. Esto significa que es una dirección orientada a alcanzar la productividad máxima posible.
                 • 3.4.1.6. Dirección por sistemas
                   • La dirección por sistemas busca la estructuración más racional posible de las actividades en el ámbito de la administración de dirección a fin de incrementar la eficacia de la organización. Se trata de dar una ordenación sistemática a la actividad que contempla los términos de: procedimiento, método y sistema. Los sistemas son el conjunto de procedimientos y métodos con el objeto de ejecutar tareas empresariales más amplias.
               • Esta forma de dirección pertenece a los modos de dirección más conocidos. En muchas empresas se actúa según estos conceptos de una manera más o menos intuitiva, aunque quizá de forma poco sistemática. La dirección por excepción significa básicamente la no intervención en un proceso cuando éste evoluciona según los planes previamente establecidos. Sin embargo, se tomarán medidas auxiliares cuando surja una desviación respecto a lo esperado.
             • Al crear la dirección por objetivos en 1954, Peter Drucker se apoyó básicamente en los sistemas de control realimentados. En la dirección por objetivos se premia a aquellos que cumplen los objetivos previamente marcados. La dirección por objetivos exige una identificación clara de los logros y objetivos a conseguir, y la medición de sus resultados concretos, en periodos de tiempo determinados. Este modo de dirección es un medio muy eficaz para controlar el rendimiento perseguido en toda la estructura de la empresa, y tiene una amplia aceptación en la actualidad.
           • Delegar significa confiar a alguien una tarea, transmitir una misión a alguien. Se aplica generalmente en aquellas organizaciones que intentan alcanzar objetivos mediante la división del trabajo, por tanto, en todas las organizaciones industriales y administrativas la delegación constituye una de las misiones más importantes de la dirección. En este sistema se encomiendan tareas a distintas personas, que a su vez tienen que cuidar de que otras personas se hagan cargo de los diferentes sectores parciales, y desempeñen las respectivas tareas.
         • La palabra motivación expresa la presencia de razones para la acción, es decir, las razones que conducen a un determinado comportamiento. El motivo o la razón que va moldeando la forma de actuar de una persona están en la psique del individuo. La motivación se basa en una necesidad. Durante muchos años, la psicología de la motivación ha intentado descubrir cuáles son las necesidades, y así, los motivos que determinan el comportamiento humano. Según estos estudios, los motivos se pueden dividir en tres grupos: -motivos físicos, de seguridad y de consecución de necesidades fisiológicas; -motivos sociales basados en las posesiones, el dinero, o el entorno social; y -otras motivaciones psíquicas basadas en la valoración social y la autorrealización.
   • 3.4.2. Organización del trabajo
     • La decisión de acometer un proyecto a partir de unos estudios previos conlleva una fijación de sus objetivos, y la definición de sus principales parámetros. Las empresas de ingeniería pueden organizarse de las siguientes formas: por unidades funcionales, por equipos de proyecto, y organizaciones mixtas.
       • 3.4.2.1. Por unidades funcionales
         • 3.4.2.2. Por equipos de proyecto
           • 3.4.2.3. Organización mixta
             • Las dos organizaciones anteriores son estructuras extremas y básicas que definen un amplio abanico de posibilidades intermedias. La organización mixta participa de las dos anteriores, y trata de recoger las ventajas de ambas organizaciones, aunque también recoge sus inconvenientes. La organización establece dos grandes áreas, una dedicada a equipos de proyecto y otra correspondiente a las unidades funcionales. Por lo general las unidades funcionales realizan todas las actividades técnicas, y los equipos de proyecto las actividades administrativas.
           • Esta forma de organización tiene un origen muy reciente, y se ha desarrollado más en el sector servicios que en el industrial. Lo más importante en el equipo de proyecto es que cada equipo realiza completamente, y de forma independiente, el proyecto que se le asigna, y es muy adecuado para empresas de sectores punteros como pueden ser las telecomunicaciones. Los equipos de proyecto actúan con total libertad e independencia, utilizando los medios puestos a su alcance estando en contacto directo con la dirección de la empresa.
         • Es la organización más extendida en el sector industrial y en el de servicios, y también el de mayor tradición. La estructura está formada por una serie de unidades, responsables cada una de ellas de unas determinadas actividades, y todas ellas coordinadas y dependientes de la dirección general. Estas unidades funcionales están a su vez compuestas por subunidades y secciones, que acometen actividades concretas dentro de las asignadas a cada unidad funcional. Cuando una organización como ésta tiene que enfrentarse a la realización de un proyecto, lo hace distribuyendo los trabajos a realizar entre las unidades funcionales más adecuadas, y asignando la responsabilidad global a aquella unidad que tiene una mayor carga dentro del proyecto.
   • Podemos decir que la dirección integrada es el proceso de conducción, en el sentido del liderazgo, del esfuerzo organizativo en la persecución de los fines de la propia organización. Para ello se debe seguir una estrategia. Para llevar a cabo la dirección integrada de proyectos se dispone de una herramienta fundamental que es la estrategia. Podemos considerar la estrategia como las líneas de acción; el conjunto de ideas cuya consecución nos va acercando poco a poco al objetivo perseguido. Las estrategias no son siempre las mismas. Éstas deben revisarse cada cierto tiempo, sobretodo, cuando no dan los resultados apetecidos. Lo ideal sería prever cuando va a ser eficaz una estrategia, y cambiarla antes de que los acontecimientos nos demuestren su invalidez.