4.3: El proceso de diseño en acción

En esta sección, pasamos por un ejemplo de un equipo que utiliza el proceso de diseño. Esta sección proporciona más detalles sobre los pasos del proceso de diseño secuencial.

Estudio de caso

Para proporcionar ejemplos concretos a lo largo de esta sección, utilizaremos un estudio de caso de diseño. En este caso de estudio, seguiremos el proceso de diseño utilizado por un intrépido equipo de ingenieros que trabajan en una pequeña empresa manufacturera para desarrollar un producto que solucione algunos de los problemas con las opciones actuales de desplazamiento. Al inicio de su proyecto, el equipo eligió un nombre de ingeniería adecuado para su proyecto: el vehículo de cercanías sustentable, o SCV para abreviar.

Según el Departamento de Transporte de Estados Unidos, en 2000, más de las tres cuartas partes de los viajes realizados hacia y desde el trabajo fueron realizados por individuos que viajaban solos en un automóvil, vehículo utilitario deportivo o camión. De alguna manera, saltar en el auto e ir es el sello distintivo de la vida estadounidense moderna. Los estadounidenses valoran la comodidad y comodidad del automóvil moderno, a pesar de que crea algunos problemas serios.

• Los vehículos generan el 20% de las emisiones de gases de efecto invernadero en Estados Unidos y parecen ser un contribuyente significativo al cambio climático futuro. El dióxido de carbono es uno de los principales gases de efecto invernadero emitidos por los vehículos.
• Un hogar típico estadounidense gasta más dinero en costos de manejo que en alimentos.
• En la mayoría de las principales áreas metropolitanas, la “hora pico” (condiciones de tráfico congestionadas similares a las de la figura a continuación) ahora dura de seis a siete horas diarias.
• La congestión de tráfico cuesta $63.1 mil millones al año. Cada año, los viajeros atrapados en atascos desperdician 2.3 mil millones de galones de combustible, sin mencionar su tiempo o frustración.

Tráfico en horas pico en Washington, D.C. El tráfico pesado y los largos retrasos, así como la contaminación del aire asociada y el consumo de combustible, son problemas importantes para las comunidades.

¿Hay alguna manera de resolver algunos de estos problemas sin renunciar por completo a la comodidad y conveniencia que hemos llegado a esperar?

Actividad

Para aumentar la comprensión de los problemas que enfrenta el equipo de ingeniería, realice uno o más de los siguientes ejercicios que involucren problemas asociados con los desplazamientos.

• Investigue los problemas asociados con los desplazamientos en su área. Estos temas podrían incluir congestión de tráfico, accidentes y contaminación.
• ¿Conoces a alguien que viaje regularmente para trabajar solo en su automóvil? Hable con ellos sobre los beneficios e inconvenientes asociados a esto.
• Encuentre información sobre planeación de transporte en su área. ¿Cuánto dinero se gasta desarrollando nuevas vías? ¿Cuánto dinero se gasta en mejorar y mantener las carreteras existentes? ¿Es efectiva la red vial actual?
• ¿Qué problemas ven los activistas ambientales en su área con la infraestructura de desplazamiento actual?

Con su comprensión, escriba un párrafo describiendo el problema del viajero desde la perspectiva del viajero, el urbanista y el activista ambiental.

Actividad

Pase una hora trabajando con un equipo de compañeros de clase para desarrollar una solución de diseño para el problema de los viajeros. Escribe un párrafo que describa lo que hizo tu equipo durante la hora. Luego considere las siguientes preguntas:

• ¿Su equipo encontró una solución? Si no, ¿por qué no?
• ¿Qué procesos utilizó su equipo para encontrar soluciones?
• ¿Qué tan buena es tu solución? ¿Cómo sabes si es bueno o no?
• ¿Qué tan bien documentó su proceso de diseño?

En esta sección, describiremos el proceso de diseño (ficticio) utilizado por el equipo de SCV para abordar el problema de desplazamiento.

Definir el problema

La definición del problema es uno de los pasos más críticos en el proceso de diseño. Dado que el equipo de diseño que intenta resolver este problema gastará un esfuerzo significativo, es muy importante que el problema que se está abordando sea en realidad el problema que es importante para los clientes potenciales. También es importante que el problema sea claramente definido y entendido por el equipo de diseño.

Se pueden utilizar muchas técnicas para definir y entender claramente el problema (ver Fogler y LeBlanc, 1995). Estas técnicas incluyen

• recopilar información de clientes y otras partes interesadas,
• encontrar información pericial (ya sea en persona o a través de libros u otras fuentes),
• haciendo un análisis de causa raíz para identificar cuál es el problema real.

El equipo de diseño de SCV comenzó recopilando información sobre los problemas asociados con los desplazamientos vehiculares y la congestión del tráfico. Encontraron y leyeron varios informes de gobierno. Entrevistaron a diversos actores involucrados en el problema de los desplazamientos; entre ellos se encontraban personas que diariamente viajan de ida y vuelta al trabajo en su automóvil, funcionarios de las dependencias estatales y locales de transporte, y representantes de grupos ecologistas. También utilizaron su propia experiencia como viajeros.

Actividad

Usando su comprensión de los problemas asociados con los desplazamientos, desarrolle una declaración de problemas para describir el problema que el equipo de diseño debe resolver.

A partir de la investigación que realizaron, el equipo de diseño definió su problema de diseño como “Diseñar un vehículo de cercanías que sea respetuoso con el medio ambiente, aceptable para un viajero típico y compatible con la infraestructura de transporte existente”.

El equipo de diseño también amplió esta declaración de problemas para hacerla más informativa de la siguiente manera. Respetuoso con el medio ambiente significa que el vehículo produce la menor contaminación y gases de efecto invernadero posible y utiliza fuentes de energía renovable. Aceptable para el viajero significa que el vehículo es conveniente (no requiere que el viajero espere), cómodo y asequible. Compatible con la infraestructura existente significa que el vehículo no requiere cambiar caminos, puentes, etc., y no requiere el desarrollo de un nuevo sistema de distribución de combustible.

Identificar criterios y restricciones

La declaración del problema se utiliza como punto de partida para desarrollar una comprensión de las características de una buena solución. Estas características se describen en términos de restricciones y criterios. Una restricción es una limitación o condición que debe ser satisfecha por un diseño. Un criterio es un estándar o atributo de un diseño que se puede medir. Las restricciones y criterios se utilizan en etapas posteriores del proceso de diseño para determinar cuál de los muchos diseños posibles deben implementarse.

Actividad

Usando su declaración de problemas o la desarrollada por el equipo de diseño, desarrolle criterios y restricciones que podrían aplicarse para decidir si el diseño potencial de un vehículo de cercanías es bueno o no.

A partir de la declaración del problema, el equipo de diseño de SCV identificó criterios y restricciones que aplicarían a su diseño. Identificaron la siguiente restricción:

• No requiere nueva infraestructura de transporte.

Identificaron los siguientes criterios:

• La cantidad de contaminación y gases de efecto invernadero emitidos por milla recorrida por un viajero.
• El porcentaje de la energía utilizada a partir de fuentes renovables.
• La comodidad para los viajeros.
• La comodidad del commuter.
• El costo de usar el vehículo por cinco años (incluye el precio de compra, mantenimiento y combustible).

Actividad

Compara tus criterios y restricciones con los desarrollados por el equipo de diseño. ¿Cuáles son las fortalezas de tus criterios en comparación con los del equipo de diseño? ¿Cuáles son las debilidades?

¿Cada uno de tus criterios es medible? ¿Cada uno refleja con precisión la declaración del problema?

Generar conceptos

Con criterios y restricciones identificadas, el equipo de diseño comienza a generar conceptos para el diseño. Este es el paso en el que la creatividad juega un papel muy importante: los buenos diseños suelen ser muy diferentes de las soluciones existentes a un problema. Además de la creatividad, el equipo de diseño debe utilizar la disciplina para asegurarse de que exploren suficientes opciones y posibles soluciones para garantizar un buen diseño. Por lo tanto, es importante utilizar un proceso estructurado para generar conceptos para un diseño. Se podrían usar muchos procesos diferentes. El que se presenta aquí está adaptado y simplificado a partir de Diseño y Desarrollo de Producto por Eppinger y Ulrich. Incluye los pasos de la descomposición del problema, la búsqueda externa e interna de ideas y la exploración sistemática de posibilidades.

Descomponer el problema en subproblemas

Cuando un problema de diseño es complejo, puede ser muy beneficioso descomponer el problema en subproblemas. Los subproblemas son problemas menores que deben resolverse para resolver el problema general.

Actividad

Piensa en tantos subproblemas como puedas para el SCV.

El equipo SCV dividió el problema general en subproblemas como se muestra (Figura a continuación). Cada uno de los subproblemas es más sencillo de abordar que todo el problema. La fuente de energía es cómo el vehículo obtiene energía para moverse; por ejemplo, la fuente de energía para un automóvil normal es la gasolina. La configuración del vehículo es el número de ruedas en el vehículo y donde se colocan en relación con el conductor. El mecanismo de accionamiento transforma la energía en la locomoción del vehículo.

Descomposición del problema del vehículo de cercanías en tres algunos problemas: energía, configuración y mecanismo de accionamiento.

Buscar ideas externamente

Una vez que el problema se descompone en subproblemas, el equipo de diseño puede comenzar a buscar ideas para resolver cada subproblema. Una fuente de ideas es mirar los productos e ideas existentes para ver si ya existen soluciones al problema general o a los subproblemas identificados. Las fuentes de información externa incluyen entrevistas con clientes potenciales o expertos en las áreas de subproblemas, bases de datos de patentes y otras técnicas, y productos existentes. Gran parte de esta información ya está disponible en la World Wide Web.

Actividad

Identifica fuentes de información que podrías usar para encontrar ideas para tus subproblemas. Utilice uno de estos recursos para desarrollar una lista de posibles soluciones a uno de sus subproblemas.

El equipo de diseño investigó externamente para encontrar posibles fuentes de energía para su vehículo de cercanías. Descubrieron las siguientes fuentes de energía:

• Energía solar convertida en electricidad utilizando células solares fotovoltaicas. Esta es la fuente de energía utilizada por el rover Mars Sojourner (Figura a continuación).
• Energía nuclear
• Energía eólica convertida en electricidad utilizando una turbina y un generador. Esta podría ser una versión más pequeña de una turbina eólica como la que se muestra aquí (Figura a continuación).
• Poder humano.
• La gasolina, un combustible fósil no renovable.
• Una pila de combustible que convierte hidrógeno y oxígeno en electricidad. La siguiente figura muestra la pila de combustible que proporciona energía al Vehículo Híbrido Toyota Fuel Cell (FCHV).
• Etanol hecho de maíz u otras plantas; el etanol normalmente se puede usar como gasolina con solo una ligera modificación en el sistema de combustible del automóvil.

Después de alguna reflexión, el equipo descartó la energía nuclear y una pila de combustible por ser inviables dado el estado actual de la tecnología.

El rover Sojourner en la superficie de Marte. El panel negro plano en la parte superior del rover es un panel de células solares fotovoltaicas que proporcionó energía durante 83 días.

Grandes turbinas eólicas en un parque eólico en Iowa. Estas turbinas utilizan la energía del viento para generar electricidad.

El Vehículo Híbrido Toyota Fuel Cell es alimentado por una pila de combustible que genera electricidad a partir de hidrógeno y oxígeno. La pila de combustible sigue siendo una tecnología experimental que actualmente es extremadamente cara, pero muestra promesa para el futuro.

El equipo también buscó posibles mecanismos de accionamiento. Se asentaron en tres tipos:

• Un embrague, caja de cambios y eje de transmisión similar al tren de transmisión utilizado para la mayoría de los automóviles de transmisión manual y tracción trasera.
• Motores eléctricos que se encuentran en los bujes de cada rueda y accionan cada rueda directamente. La siguiente figura muestra un buje de bicicleta que contiene un motor eléctrico; los motores eléctricos también se pueden poner en los bujes de las ruedas de los automóviles.
• Una transmisión por cadena similar a la utilizada en motocicletas y bicicletas. La siguiente figura muestra una transmisión por cadena de motocicleta.

Este buje de bicicleta contiene un motor eléctrico que mueve la bicicleta.

Esta transmisión por cadena transmite potencia desde el motor de la motocicleta a su rueda trasera.

Buscar ideas internamente

La búsqueda interna de ideas a menudo se llama lluvia de ideas; La siguiente figura ilustra una lluvia de ideas grupal. El objetivo de la lluvia de ideas es desarrollar tantas ideas como sea posible sin preocuparse de si son factibles. Los bocetos suelen ser buenas herramientas para capturar ideas y generar nuevas ideas.

Los estudiantes escriben sus ideas en pizarras blancas durante una sesión de lluvia de ideas.

Actividad

Haz una lluvia de ideas que podrían resolver uno de tus subproblemas.

Para resolver el subproblema de configuración del vehículo, el equipo de diseño hizo una lluvia de ideas sobre varias configuraciones posibles; una configuración es una disposición de ruedas alrededor del habitáculo. Hicieron una lluvia de ideas en cuatro configuraciones diferentes, cada una tiene entre una y cuatro ruedas. Después de hacer una lluvia de ideas sobre las configuraciones, encontraron fotografías en línea para representar cada configuración. Estas fotografías se presentan en la siguiente Figura. Después de la reflexión, el equipo descartó la configuración de una rueda por ser inviable. Señalaron que ambas configuraciones de dos ruedas requerirían algún método de balanceo, pero las mantuvieron a ambas porque hay vehículos existentes que utilizan cada configuración.

Posibles soluciones al subproblema de configurar las ruedas alrededor del pasajero.

Explora sistemáticamente

La búsqueda externa e interna generará muchas soluciones posibles para cada uno de los subproblemas. Para garantizar que las buenas soluciones no queden fuera del conjunto de posibles diseños, es importante utilizar un proceso estructurado para examinar posibles combinaciones de soluciones de subproblemas. Una herramienta para la exploración sistemática es la tabla de combinación de conceptos. En esta tabla se combinan las soluciones para cada uno de los subproblemas; la figura a continuación muestra una tabla de combinación de conceptos para el vehículo de cercanías.

La tabla de combinación conceptual para el vehículo de cercanías.

Para usar la tabla, se combina una solución para cada subproblema, y luego se crea un boceto o descripción del concepto resultante. Por ejemplo, si los conceptos se combinan como se muestra en la Figura siguiente, entonces resulta el posible diseño en la Figura a continuación. Este diseño podría ser muy similar a una bicicleta estándar con un dosel de células solares agregado que sombrea al conductor. Los pedales de la bicicleta serían retirados y reemplazados por un motor eléctrico que impulsa el vehículo hacia adelante.

La tabla de combinación de conceptos se utiliza para generar un diseño posible particular.

Un boceto del posible diseño obtenido de la tabla de combinación de conceptos anterior. Tenga en cuenta que los ingenieros suelen utilizar bocetos aproximados dibujados a mano en este punto del proceso de diseño para comprender los conceptos de diseño y explorar sus fortalezas y debilidades.

Tenga en cuenta que la combinación de elementos de diseño a menudo no proporciona un concepto de diseño completo; se deben tomar decisiones para llenar los vacíos. Por ejemplo, si se incluyen células solares como parte de un diseño, podrían colocarse en el vehículo o podrían formar parte de una estación de carga fija que cargue una batería en el vehículo; el equipo de diseño debe decidir qué configuración tendría más sentido.

Actividad

Utilizando las soluciones a subproblemas que has desarrollado en actividades anteriores, crea una tabla de combinación de conceptos para el problema. Utilice su tabla de combinación de conceptos para generar cinco o seis conceptos de diseño. Esboza cada uno de tus conceptos.

El equipo de diseño utilizó la tabla de combinación de conceptos para desarrollar seis conceptos.

Concepto 1: El diseño en la Figura anterior.

Concepto 2: La fuente de energía es una combinación de células solares y energía eólica; las células solares y turbinas eólicas se instalan en estaciones de carga municipales centralizadas y se utilizan para cargar baterías. La configuración del vehículo es un automóvil pequeño de tres ruedas con una cabina de pasajeros cerrada con capacidad para dos personas. El mecanismo de accionamiento son motores de cubo de rueda instalados en las tres ruedas, con energía suministrada a los motores desde las baterías cargadas; estos motores utilizan el frenado regenerativo para recuperar energía a medida que el vehículo se ralentiza.

Concepto 3: Este concepto combina un motor de gas con una configuración de cuatro ruedas y un embrague, caja de cambios y eje de transmisión para formar un automóvil tradicional. Para ser atractivo como vehículo alternativo de cercanías, este diseño sería un subcompacto biplaza.

Concepto 4: Este concepto es el mismo que el Concepto 3, salvo que el motor funciona con etanol. Así, el Concept 4 es un vehículo pequeño biplaza de combustible alternativo.

Concepto 5: La fuente de energía es una combinación de células solares y energía humana. La configuración del vehículo es de tres ruedas, y el mecanismo de transmisión es una transmisión por cadena con engranajes. Esto es similar a un triciclo asistido por energía solar.

Concepto 6: La fuente de energía es una combinación de células solares montadas en el vehículo más una batería; la batería puede cargarse en la casa del usuario utilizando una fuente de energía renovable (celdas eólica o solar) o enchufarse al sistema eléctrico doméstico del usuario. La batería proporciona la mayor parte de la energía, mientras que las células solares extienden la vida útil de la batería en días soleados. La configuración es de dos ruedas lado a lado con espacio para un solo pasajero, y el mecanismo de transmisión son motores de cubo de rueda. Los motores son controlados para mantener el vehículo equilibrado (similar al dispositivo de transporte personal Segway en la Figura anterior).

Algunas combinaciones no tendrán sentido o resultarán en un concepto que claramente es inviable. Por ejemplo, cualquier concepto que utilice motores de cubo de rueda debe utilizar una fuente de energía que genere electricidad.

Explore las posibilidades y seleccione un diseño

Se exploran los conceptos de diseño para comprender sus características. Por ejemplo, explorar el Concepto 1, la bicicleta de energía solar de la Figura anterior, lleva a las siguientes conclusiones:

• El diseño utilizaría únicamente energía renovable.
• El diseño sería relativamente económico de fabricar y no costaría nada operar.
• El diseño puede no ser conveniente para el viajero, ya que el motor solo funcionará cuando la luz solar caiga sobre la matriz solar. Esto significa que es imposible viajar por la noche o en días nublados.
• El diseño no será particularmente cómodo para el viajero, ya que estarán expuestos al clima cálido, frío y lluvioso, y el asiento parece incómodo.

Actividad

Explora las posibilidades de una de las combinaciones conceptuales desarrolladas en la actividad anterior.

Al explorar las posibilidades de un concepto de diseño, el equipo puede descubrir formas en las que se puede mejorar el diseño. Por ejemplo, el Concepto 1 podría mejorarse proporcionando un asiento más cómodo y agregando una batería que pueda almacenar energía para su uso cuando está oscuro o nublado y la matriz solar no genera electricidad.

Una vez que se han desarrollado y explorado varios conceptos de diseño para que se entiendan sus ventajas y desventajas, el equipo de diseño debe elegir un concepto que se utilizará para crear el diseño para el producto. Por lo general, lo mejor es elegir el concepto utilizando un proceso de decisión estructurado. En un proceso de decisión estructurado, cada uno de los conceptos se evalúa para ver si cumple con las restricciones y se compara con los demás conceptos utilizando los criterios; el mejor concepto de acuerdo a los criterios que cumple con las restricciones se selecciona típicamente para implementar el producto.

En el caso de estudio, el Concepto 2 no cumplió con la restricción porque requeriría que las ciudades construyeran estaciones de carga, por lo que se eliminó de la consideración. Utilizando los criterios como guía, el equipo de diseño determinó que los dos mejores diseños fueron el Concepto 1 y el Concepto 5. Se ubicaron altos debido a la baja contaminación, al usar solo energía renovable, y al ser de bajo costo en comparación con otras opciones. Sin embargo, es claro que estos diseños son los menos cómodos para el consumidor y, por lo tanto, pueden no tener éxito comercial. En este punto, el equipo de diseño podría optar por utilizar uno de estos diseños e ir adelante en el proceso de diseño; o, pueden sentir después de ver el resultado del proceso de selección que sus criterios no capturaron con precisión los deseos de sus clientes. En este caso, podrán retroceder y mejorar sus criterios, luego repetir el proceso de decisión. O bien, pueden determinar que se pueden haber desarrollado mejores conceptos con diferentes combinaciones de soluciones de subproblemas o a través de diferentes supuestos en el paso Explorar posibilidades, y así repetir los pasos de Generación de conceptos y Explorar posibilidades.

A veces, un diseño no satisface las restricciones, pero podría modificarse fácilmente para satisfacer las restricciones. Por ejemplo, en el Concepto 2 si se construyera una estación de carga de baterías en la casa de cada cliente, se podría juzgar que el concepto cumple con la restricción. En otras ocasiones, un diseño puntuará bajo porque tiene un defecto particular que puede corregirse combinándolo con características de otro diseño. Así, el equipo debe ver si hay algún diseño que puntúe bajo por un aspecto y pueda corregirse o si se pueden combinar dos diseños para proporcionar un mejor diseño.

Desarrollar un Diseño Detallado

Después de la selección del concepto, el equipo tiene un concepto de diseño general; han decidido cómo se abordará cada subproblema y tienen una comprensión general del diseño. Antes de que el diseño pueda ser fabricado, el equipo necesita desarrollar los detalles del diseño. Un diseño detallado incluye

• Las formas y dimensiones de todos los componentes físicos.
• Comprender qué componentes se adquirirán de proveedores externos y cuáles se fabricarán dentro de la compañía y, si se fabrican dentro de la compañía, los materiales y procesos de fabricación que se utilizarán.
• Un diagrama esquemático detallado de cualquier subsistema eléctrico y código de computadora para cualquier procesador integrado.
• Procesos de montaje.

El desarrollo de un diseño detallado a partir de un concepto de diseño puede ocupar la mayor parte del tiempo asignado a un nuevo proyecto de diseño de producto. Este paso también tendrá un impacto significativo en el éxito del proyecto; un diseño poco detallado puede arruinar un buen concepto de diseño.

En el proceso de desarrollo de un diseño detallado, el equipo puede utilizar muchos o todos los pasos de diseño posteriores de creación de prototipos, pruebas y refinamiento. Este proceso puede requerir muchas iteraciones ya que las pruebas de prototipos revelan características previamente desconocidas del diseño.

Un paso importante en el proceso de pasar de un concepto de diseño a un diseño detallado es el desarrollo de la arquitectura de diseño. La arquitectura de diseño es “la asignación de los elementos funcionales del producto a los bloques de construcción físicos del producto” (Eppinger y Ulrich, 2003).

Por ejemplo, una decisión arquitectónica para el diseño de SCV es cómo incorporar la matriz solar en el diseño. ¿La matriz debe ser un bloque físico separado del vehículo, por ejemplo, creando la estructura del dosel en la Figura anterior, o debería crearse la matriz como una parte integral del marco? La primera opción representa una arquitectura modular, mientras que la segunda opción representa una arquitectura integrada.

Prototipos, Probar y Refinar

Un prototipo o modelo es una representación de algún aspecto del diseño. El propósito de los modelos y prototipos es proporcionar una comprensión adicional del diseño y su rendimiento. Un prototipo puede implementar solo una pequeña porción del diseño o puede ser integral e implementar todo el diseño. Por ejemplo, mientras desarrolla un diseño detallado para el Concepto 1, el equipo de diseño puede inicialmente desear desarrollar un prototipo solo del sistema eléctrico (la matriz de células solares y el motor eléctrico). Una vez verificado el diseño del sistema eléctrico, pueden implementar un prototipo integral de todo el vehículo.

Los prototipos pueden ser físicos o virtuales. Un prototipo físico puede implementarse a partir de materiales que son muy similares a los que se utilizarán para fabricar el diseño final, o, para reducir costos o ahorrar tiempo, el prototipo puede implementarse con otros materiales. Se puede crear un prototipo virtual usando un programa de diseño y redacción asistido por computadora (CADD). Los programas modernos pueden simular muchos aspectos de un sistema físico, revelando fallas o promoviendo la comprensión del diseño sin la necesidad de implementarlo físicamente.

Una función importante de un prototipo es probar si el diseño funcionará como se esperaba. La comprensión del diseño y la confianza de que funcionará se gana a medida que se prueban y evalúan los prototipos en relación con las restricciones y criterios para el diseño. Los procedimientos de prueba deben planificarse cuidadosamente para garantizar que las preguntas sobre el diseño sean respondidas sin requerir demasiado tiempo y recursos. Los resultados de las pruebas deben evaluarse en relación con especificaciones que reflejen las restricciones y criterios.

Las pruebas y la evaluación del prototipo pueden revelar debilidades en el diseño o pueden proporcionar información que puede ser utilizada para mejorar el diseño. En este caso, el diseño a menudo se refinará, sobre todo si le va mal con respecto a algunos de los criterios o limitaciones. En ocasiones, los conceptos de diseño elegidos no cumplen con los criterios o restricciones, y el equipo de diseño debe regresar y realizar más generación de conceptos para luego seleccionar otro concepto. Esto es una parte integral de un proceso de diseño en espiral.

Comunicación e Implementación

A medida que el equipo de diseño ha pasado por el proceso de diseño, han mantenido registros de los diferentes procesos que utilizaron y los resultados de estos procesos. A menudo, esta información se utiliza para crear manuales de usuario y manuales de mantenimiento para el producto. Esta información es importante para los miembros del equipo que deberán actualizar o modificar el diseño en el futuro. Se aprenden lecciones en el proceso de diseño que deben transmitirse a otros equipos de la empresa o tal vez a actores externos en el gobierno o la academia. Una parte importante del proceso de diseño es documentar estos temas y comunicar los resultados a las partes interesadas correspondientes.

A medida que se completa el diseño, aumenta el esfuerzo para implementar el diseño. Si el diseño es de un producto que se fabrica, se debe desarrollar un sistema de fabricación. Por ejemplo, en el diseño de vehículos de cercanías alternos, se deben ubicar proveedores de componentes como motores y células solares; se crean instalaciones para la fabricación del marco; y se identifica a un personal de ventas y comercialización.

Preguntas de revisión

Opción Múltiple

Las siguientes preguntas te ayudarán a evaluar tu comprensión de la sección Descubriendo Ingeniería. Puede haber una, dos, tres o incluso cuatro respuestas correctas a cada pregunta. Para demostrar su comprensión, debe encontrar todas las respuestas correctas.

1. Los problemas de diseño se desglosan en subproblemas porque
   1. cada miembro del equipo de diseño necesita un problema específico para resolver
   2. el cliente o las partes interesadas no entienden el problema general
   3. problemas más pequeños deben ser resueltos para resolver el problema general
   4. las empresas de ingeniería ganan más dinero resolviendo muchos problemas más pequeños
2. Cuando un equipo de diseño busca externamente ideas,
   1. entrevistar a los clientes
   2. mira los productos existentes
   3. mirar bases de datos técnicas
   4. platicar con expertos en el área problemática
3. Una mesa de combinación de conceptos te ayuda a
   1. explorar ideas de diseño sistemáticamente
   2. ver el concepto de diseño completo
   3. identificar el problema general del diseño
   4. realizar un seguimiento de los diseños rechazados
4. Se utiliza una matriz de cribado conceptual para
   1. seleccionar un diseño
   2. eliminar restricciones
   3. desarrollar un diseño
   4. eliminar criterios
5. Un prototipo puede ser
   1. una representación física
   2. un modelo a escala
   3. una representación virtual
   4. un producto final
6. Implementación significa que un
   1. se construye el modelo físico
   2. se construye el modelo virtual
   3. prototipo está construido
   4. producto se fabrica
7. Un diseño se refina porque
   1. ha cumplido con las limitaciones y criterios
   2. pruebas ha encontrado debilidades en el diseño
   3. un producto debe pasar por el proceso de diseño en espiral
   4. no hay más mejoras que hacer
8. La comunicación de procesos y resultados se realiza mediante
   1. publicar diseños en un sitio web
   2. crear un manual de usuario
   3. miembros del equipo de mensajes de texto
   4. fabricantes de correo electrónico
9. Un diseño detallado incluye
   1. un análisis de mercado
   2. formas y dimensiones de todos los componentes físicos
   3. código de computadora
   4. proceso de montaje
10. El paso en el proceso de diseño llamado Explorar posibilidades se utiliza para
    1. hacer diseños adicionales
    2. mejorar el diseño
    3. comprender las características del diseño
    4. probar el prototipo
11. La búsqueda interna de ideas se llama
    1. búsquedas mentales
    2. sesiones de diseño
    3. volcaduras de idea
    4. lluvia de ideas
12. Cuando los ingenieros generan ideas en el proceso de diseño,
    1. utilizar un enfoque no estructurado
    2. utilizar un enfoque paso a paso
    3. utilizar un enfoque matemático
    4. utilizar un enfoque estructurado
13. ¿Qué técnicas se utilizan para definir el problema de diseño?
    1. Encuentra información de expertos
    2. Intenta identificar el problema real
    3. Recopilar información de los clientes
    4. Ninguna de las anteriores

Preguntas de respuesta gratuita

14. ¿Cómo se puede distinguir entre un buen diseño y un mal diseño?
15. ¿Cuál es la diferencia entre el diseño de ingeniería y otros tipos de diseño (arquitectónico, moda, etc.)?
16. ¿Cómo sabes que tu equipo de diseño ha considerado suficientes ideas para asegurar que desarrollen un buen diseño?
17. ¿Cuáles son las características de una buena declaración de definición de problemas?
18. ¿Cuáles son los pasos del proceso de diseño? ¿Por qué no siempre se completan en orden?
19. ¿Cómo se utilizan las herramientas de toma de decisiones en equipo en el proceso de diseño?
20. ¿Cómo se crea un diseño detallado a partir de un concepto de diseño?