Proceso de diseño de productos

ESCUELA DE CIENCIAS ADMINISTRATIVAS, CONTABLES, ECONOMICAS Y DE NEGOCIOS
102504 – Diseño de procesos productivos
Act 7: Reconocimiento Unidad 2
PROCESOS DE DISEÑO DE PRODUCTOS
En la actualidad, las empresas enfrentan presiones increíbles para mejorar en forma continua la
calidad de sus productos y al mismo tiempo reducir los costos para cumplir con los requisitos
jurídicos y ambientales que aumentan en forma constante y para acortar los ciclos de vida del
producto a fin de cumplir las necesidades cambiantes de los clientes y seguir siendo competitivas.
La capacidad de lograr estos objetivos depende en gran medida del diseño del producto (que
significa igualmente el rediseño). En la actualidad, la complejidad de los productos convierte el
diseño en una actividad difícil; un solo circuito de lo más avanzado del arte puede contener
millones de transistores y su fabricación puede implicar cientos de pasos. No obstante, los diseños
mejorados no sólo reducen los costos, sino que también mejoran la calidad. Por ejemplo, una
tarjeta de interfaz de red de 1990 contenía aproximadamente 40 chips; cinco años después, la
tarjeta de todo el sistema de una Macintosh Performa 5200 tenía sólo 19. Menos componentes
significan menos puntos de falla y menos probabilidades de un error al ensamblar.
La mayoría de las empresas tiene algún tipo de proceso estructurado de desarrollo de producto.
Aunque casi siempre se relaciona el desarrollo de productos con los bienes manufacturados, es
importante saber que los procesos de diseño se aplican también a los servicios. Por ejemplo, a
finales de la década de 1980, Citibank diseñó un nuevo procedimiento de aprobación de hipotecas
que redujo los tiempos de aprobación de 45 a menos de 15 días; FedEx desarrolla en forma
constante nuevas variaciones de sus servicios de entrega de paquetes El proceso de desarrollo de
productos típico, consta de seis etapas:
1. Generación de ideas: Las ideas de productos nuevas o rediseñadas deben incorporar las
necesidades y expectativas del cliente. Sin embargo, a menudo las verdaderas innovaciones van
más allá de los deseos expresados por los clientes, simplemente porque es posible que ellos no
sepan lo que quieren hasta que lo tienen. Un buen ejemplo es la decisión de Chrysler de
desarrollar la minivan, a pesar de que las investigaciones demostraban que la gente rechazaba ese
vehículo de apariencia antigua.
2. Desarrollo preliminar de los conceptos: En esta etapa se estudia si las nuevas ideas son
factibles, respondiendo preguntas como: ¿el producto satisfacerá los requisitos de los clientes?
¿Se puede fabricar de manera económica con alta calidad? Son necesarios criterios objetivos para
medir y probar los atributos relacionados con estas preguntas.
3. Desarrollo de productos/procesos: Si una idea sobrevive a la etapa de concepto (muchas no lo
logran), empieza el proceso de diseño real mediante la evaluación de las alternativas de diseño y la
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determinación de las especificaciones de ingeniería para todos los materiales, componentes y
partes. Por lo general, esta etapa incluye las pruebas de prototipos en las que se constituye un
modelo (real o simulado) con el fin de poner a prueba las propiedades físicas de un producto o su
uso en las condiciones reales de operación, así como las reacciones del cliente ante el prototipo.
Por ejemplo, al desarrollar la interfaz de usuario para un sistema de navegación automotriz, BMW
realizó pruebas exhaustivas entre los consumidores con un teclado, un botón de presión giratorio
y una palanca (finalmente, se eligió el botón de presión). El avión de propulsión a chorro 777 de
Boeing se fabricó utilizando prototipos digitales. Las revisiones del diseño se realizan a menudo
para identificar y eliminar las posibles causas de problemas de manufactura y mercadotecnia.
Además del diseño de productos, las empresas desarrollan, prueban y estandarizan los procesos
utilizados en la manufactura, los cuales incluyen la selección de tecnología, las herramientas y los
proveedores apropiados, así como la realización de pruebas piloto para verificar los resultados.
4. Producción a escala completa: si no se detectan problemas serios, la empresa envía el producto
a los equipos de manufactura o prestación de servicios.
5. Lanzamiento de mercado: el producto se hace llegar a los clientes.
6. Evaluación de mercado: Deming yJuran propusieron un proceso de desarrollo de productos
continuo que depende de la evaluación del mercado y la retroalimentación del cliente para iniciar
mejoras continuas. De hecho, el discurso de presentación de Deming frente a los directivos
japoneses en 1950 comparaba la "forma antigua” de diseñar un producto (diseñarlo, fabricarlo y
tratar de venderlo) con una "forma nueva”:
·Diseñar el producto (con las pruebas apropiadas).
·Fabricarlo y probarlo en la línea de producción y el laboratorio.
·Colocarlo en el mercado.
·Probarlo en servicio a través de la investigación de mercados, descubrir lo que el usuario piensa
de él y por qué no lo han comprado aquellos que no lo utilizan.
·Rediseñar el producto con base en las reacciones del consumidor ante la calidad y el precio.
Esta filosofía es uno de los ingredientes claves de una cultura de calidad exitosa. Muchas empresas
ven a los clientes como socios importantes en el desarrollo de productos, integrando así la
evaluación del mercado a lo largo del proceso. Ames Rubber Company, por ejemplo, utiliza para el
desarrollo de sus productos un enfoque en cuatro pasos que mantiene comunicación estrecha con
el cliente. Por lo regular, Ames inicia un nuevo producto a través de una serie de juntas con el
cliente y las áreas de ventas/mercadotecnia o de servicios técnicos. A partir de estas juntas, los
directivos preparan un resumen del producto mencionando todos los requisitos técnicos,
materiales y operativos. Este resumen se envía a los departamentos internos, como ingeniería,
calidad y manufactura. Luego, el personal técnico selecciona los materiales, procesos y
procedimientos, y presenta sus decisiones al cliente. Si el cliente los aprueba, se produce el
prototipo. Ames entrega el prototipo al cliente, quien lo evalúa y pone a prueba e informa a la
empresa sobre los resultados. Ames realiza las modificaciones solicitadas y regresa el prototipo
para otras pruebas. Este proceso continúa hasta que el cliente se siente totalmente satisfecho. A
continuación, Ames hace una corrida limitada de producción. La información recopilada durante
esta corrida de producción se analiza y comparte con el cliente; después de su aprobación, se
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inicia la producción a escala completa. A menudo, los enfoques de diseño difieren, dependiendo
de la naturaleza de los productos y servicios. Por ejemplo, los enfoques para diseñar productos
totalmente nuevos son diferentes de aquellos que comprenden menores cambios y mejoras. En
los enfoques de diseño se pueden considerar factores como desempeño funcional, costo,
manufacturabilidad, seguridad e impactos en el ambiente. A continuación, se estudian algunos de
estos factores.
COSTO, MANUFACTURABILIDAD Y CALIDAD
General Electric descubrió que el diseño determina 75 por ciento de sus costos de manufactura. En
productos cuyas partes. Solamente representan de 65 a 80 por ciento del costo de manufactura, el
diseño quizás representa 90 por ciento o más del costo total de manufactura. Otras empresas
muestran cifras similares. Para Rolls Royce, el diseño determina 80 por ciento de los costos de
producción final.
Al simplificar el diseño, a menudo se mejoran los costos y la calidad. Al reducir el número de
partes, por lo general bajan los costos de los materiales, se reducen los niveles de inventario,
disminuye el número de proveedores y se acorta el tiempo de producción. En la época de las
impresoras de matriz de puntos (pregunta a su profesor) IBM, por ejemplo, se dio cuenta de los
numerosos beneficios que implica la simplificación del diseño. La compañía compraba sus
impresoras de matriz de puntos a Seiko Epson Corporation, que entonces era el productor que
manejaba los costos más bajos del mundo. Cuando IBM desarrolló una impresora con 65 por
ciento menos partes y diseñada para armarse durante la etapa final de ensamble sin el uso de
seguros, el resultado fue una reducción de 90 por ciento en el tiempo de ensamble e importantes
bajas en los costos.
Muchos aspectos del diseño de producto afectan en forma negativa la manufacturabilidad y, por
lo tanto, la calidad. Algunas partes quizás se diseñan con características difíciles de repetir en la
manufactura o con tolerancias innecesariamente estrechas. Algunas partes quizás carecen de
detalles para auto alinearse o de las características que permiten una inserción correcta. En otros
casos, las partes muy frágiles o muy susceptibles a la corrosión o la contaminación pueden resultar
dañadas durante el envío o por el manejo interno. En ocasiones, un diseño simplemente tiene más
partes de las que se requieren para realizar las funciones deseadas, lo que aumenta la
probabilidad de error al ensamblarlo. Por lo tanto, los problemas de un diseño deficiente se
pueden manifestar como errores, mal desempeño, daños o fallas funcionales en la manufactura, el
ensamble, las pruebas, el transporte o el uso final.
Los diseños con muchas partes aumentan la incidencia de confusión en la colocación de partes,
partes faltantes y fracaso durante las pruebas. Las partes que son similares, pero no idénticas,
abren la posibilidad de que quien las ensambla utilice la parte equivocada. Las partes que no
tienen detalles para evitar su inserción en la dirección equivocada dan lugar con mayor frecuencia
a un ensamble incorrecto. Los pasos de ensamble complicados o los procesos de unión complejos
en ocasiones provocan ensambles incorrectos, incompletos, poco confiables o con alguna otra
falla. Por último, el hecho de que el diseñador no tome en cuenta las condiciones a las que las
partes van a estar expuestas durante el ensamble, como temperatura, humedad, vibración,
electricidad estática o polvo, puede dar como resultado fallas durante las pruebas o el uso. Diseño
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orientado a la manufacturabilidad (DOM) es el proceso de diseño de un producto para una
producción eficiente al máximo nivel de calidad. Por ejemplo, entre los lineamientos para diseñar
tarjetas de circuito impresas se incluyen:
Diseño orientado a la manufacturabilidad (DOM) tiene como objetivo prevenir los diseños de
productos que simplifican las operaciones de ensamble, pero requieren de componentes más
complejos y costosos, diseños que simplifican la manufactura de los componentes al tiempo que
complican el proceso de ensamble y los diseños que son sencillos y económicos de producir, pero
difíciles o costosos al darles servicio o apoyo.
·Colocar todos los componentes en la parte superior de la tarjeta.
·Agrupar los componentes similares, siempre que sea posible.
·Mantener un espacio libre de 1.5 centímetros para los componentes que se insertan.
CALIDAD DE DISEÑO Y RESPONSABILIDAD SOCIAL
La seguridad en los productos para el consumidor representa un problema importante en el
diseño y, desde luego, una parte importante de las responsabilidades públicas de una empresa.
Las cuestiones de responsabilidad legal hacen que muchas empresas omitan ciertas actividades de
desarrollo de productos. Por ejemplo, Unison Industries Inc, de Rockford, Illinois, desarrolló un
sistema de encendido electrónico de estado sólido para un avión con motor de pistones. La
empresa abandonó el producto después de las pruebas con prototipos. Unison dice que se
levantaron demandas en su contra por accidentes en los que participaron aviones donde sus
productos ni siquiera se habían instalado. Liberarse de esas demandas fue un proceso costoso en
sí mismo. En una encuesta realizada entre más de 500 directores generales, más de una tercera
parte trabajaba en empresas que cancelaron la introducción de productos debido a las posibles
responsabilidades legales. Muchas empresas cerraron plantas y despidieron empleados, y más de
20 por ciento de los directivos dijeron que creían que sus empresas perdieron participación en el
mercado ante los competidores extranjeros debido a los costos de responsabilidad legal de los
productos.
Según la teoría de la estricta responsabilidad legal, cualquier persona que venda un producto
defectuoso o innecesariamente peligroso está sujeta a responsabilidad legal por cualquier daño
físico causado al usuario, al consumidor o a la propiedad de cualquiera de los dos. Esta ley se
aplica cuando el vendedor está en el negocio de vender el producto, y este último llega al
consumidor sin un cambio considerable en las condiciones, aun cuando el vendedor haya ejercido
todo el cuidado posible en la preparación y venta del producto. El problema principal es si existe
un defecto, directo o indirecto. Si se puede establecer la existencia de algún defecto, por lo
general, el fabricante es legalmente responsable. Un abogado solo necesita probar que (1) el
producto esta defectuoso, (2) el defecto estaba presente al cambiar la propiedad del producto y
(3) el defecto ocasionó daños. En 1997, Chrysler recibió la orden de pagar 262.5 millones de
dólares en un caso que comprendía cerrojos defectuosos en las minivans, de modo que las
consecuencias económicas pueden ser significativas.
El cuidado de la calidad del diseño reduce en gran medida la posibilidad de demandas por
responsabilidad legal de un producto, al tiempo que ofrece evidencias importantes en los
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argumentos de la defensa. La responsabilidad legal convierte en una necesidad la documentación
de los procedimientos de aseguramiento de la calidad. Una empresa debe registrar cualquier
evidencia que demuestre que el diseñador estableció procedimientos de prueba y supervisión de
las características criticas del producto; también debe documentarse la retroalimentación sobre
los resultados de las pruebas e inspecciones y las acciones correctivas que se emprendieron. Ni
siquiera los procedimientos de empaque y manejo adecuado son inmunes a un análisis en las
demandas de responsabilidad legal, porque el empaque todavía está bajo el control del fabricante.
Los directivos deben responder las siguientes preguntas.
· ¿El producto es razonablemente seguro para el usuario final?
· ¿Qué podría salir mal con el producto?
· ¿Falta algún dispositivo de seguridad necesario?
· ¿Qué tipos de etiquetas de advertencia o instrucciones se deben incluir?
· ¿A qué se refieren los abogados con “uso razonable previsto”?
· ¿Cuáles son algunas condiciones climáticas o ambientales extremas en las que el producto
se debe probar?
· ¿Qué similitudes tiene el producto con otros que han enfrentado problemas anteriormente?
Además de los problemas legales, las preocupaciones ambientales tienen impacto sin precedente
en el diseño de productos y procesos. Cientos de millones de aparatos domésticos y de oficina se
desechan cada año. En la actualidad, la pregunta sobre qué hacer con las computadoras obsoletas
es un problema cada vez mayor para el diseño y el desperdicio tecnológico. Un pantalla de
computadora contiene 3.6 kilogramos de plomo, un CPU tiene de 1.3 a 2.2 kilogramos de plomo,
así como estos metales peligrosos, como el mercurio. Según un estudio realizado en 1997 por
Carnegie Mellon University, para 2005, en el subsuelo de Estados Unidos estarán enterrados 150
millones de PC muertas, pero no degradadas. En Europa, la comisión Europea propuso la
prohibición de materiales como la soldadura de plomo para las PC y la imposición de
responsabilidades de reciclaje para los fabricantes a partir de enero de 2004.
Las presiones por parte de los grupos ecologistas piden diseños “socialmente responsables”, los
estados y municipios que se quedan sine espacio para rellenos sanitarios y los consumidores que
quieren recibir más valor por su dinero hacen que diseñadores y directivos revisen con
detenimiento el concepto de diseño ambiental (DA).
El DA ofrece el potencial de crear productos más deseables a costos más bajos mediante la
reducción de los costos legales y de desecho, aumentando el valor de los desechos de productos,
reduciendo el uso de materiales y minimizando las responsabilidades legales. Los productos
reciclables están diseños para desarmarse, y sus componentes que se pueden reparar,
reensamblar, fundir o manejar de alguna otra forma de rescate para volver a utilizarse. La
reciclabilidad atrae a los defensores del ambiente, así como a los funcionarios de las ciudades y
estados, cada uno de los cuales lucha contra los efectos de la eliminación de basura. Sin embargo,
al mismo tiempo crea nuevos problemas para los diseñadores y consumidores. Por ejemplo, los
diseñadores deben tratar de utilizar menos materiales de cierto tipo, como el plástico, por otros
análogos, con propiedades que permitan volver a usarlos. Business Week menciona varias
empresas estadounidenses que ya producen o comercializan estos productos, como Whirlpool,
3M y General Electric. La división de plásticos de esta última, que cubre el mercado de bienes
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duraderos, sólo utiliza termoplásticos en sus productos. A diferencia de muchas otras variedades
de plástico, los termoplásticos se pueden fundir y volver a moldear en otras formas y productos, lo
que hace reciclables. Los diseñadores también deben evitar el uso de ciertos métodos de sujeción,
como el uso de adhesivos y tornillos, y utilizar en vez de ellos pernos que se conectan y
desconectan con rapidez u otro tipo de seguros. Estos cambios en el diseño tendrán impacto en
las tolerancias, la duración y la calidad de los productos. Asimismo, afectaran a los consumidores,
a quienes se pedirá que reciclen los productos (quizás para recuperar un deposito), a pesar de
inconvenientes como tener transportarlos a un centro de reciclado.
Los productos que se pueden reparar no constituyen una idea nueva, pero el concepto perdió
popularidad cuando, en las décadas de 1960 y 1970, Estados Unidos se dio a conocer como la
“sociedad del desecho”. Muchos productos se desechan simplemente porque el costo de
mantenimiento o reparación es demasiado alto cuando se le compara con el costo de un artículo
nuevo. Ahora, el diseño para el desensamble promete el regreso de las reparaciones fáciles y
económicas de los productos. Por ejemplo, Whirlpool Corporations desarrolla un nuevo aparato
electrodoméstico diseñado para repararse con facilidad, pues sus partes están clasificadas para
una codificación sencilla. Por lo tanto, la reparabilidad tiene el potencial de agradar a los clientes,
quienes van a preferir reparar un producto que desecharlo. Al mismo, tiempo, las empresas
enfrentan el reto de considerar enfoques nuevos en el diseño que integren la eficacia en costos y
la calidad en los productos. Por ejemplo, aun cuando es más eficiente ensamblar un articulo
utilizando remaches en lugar de tornillos, este es contrario a la filosofía del diseño para el
desensamble. Una alternativa podría ser un diseño totalmente nuevo que, en primer lugar, elimine
la necesidad de seguros.
COMO MEJORAR EL PROCESO DE DESARROLLO DE PRODUCTOS
No podemos ignorar la importancia de la velocidad en el desarrollo de productos. Para tener éxito
en mercados altamente competitivos, las empresas deben crear productos nuevos con rapidez.
Por ejemplo, en 1990, la antigua Digital Equipment Corp., estaba a punto de lanzar al mercado una
nueva generación de unidades de disco para computadoras. Sin embargo, debido a problemas en
el diseño del producto, éste quedo listo muy tarde y los competidores ya habían lanzado discos
con mejor tecnología a precios muchos más bajos. El que podría haber sido un gran éxito se
convirtió en un gran fracaso.
Casi todos los sectores industriales se enfocan en reducir los ciclos de desarrollo de los productos.
Mientras que, en una época, los fabricantes automotrices tardaban de cuatro a seis años en el
desarrollo de nuevos modelos, ahora casi todos tratan de desarrollarlos en 24 meses. De hecho, la
meta de Toyota es sólo 18 meses, Boeing tardo 54 meses en diseñar su avión 777; sin embargo, la
empresa quiere reducir el tiempo a 10 meses porque el mercado cambia con mucha rapidez. El
proceso de desarrollo de productos se puede mejorar con diversas tecnologías avanzadas, como el
diseño ayudado por computadora (CAD), la manufactura ayudada por computadora (CAM), los
sistemas de manufactura flexibles (SMF) y la manufactura integrada por computadora (MIC). Estas
tecnologías automatizan y vinculan los procesos de manufactura y diseño, reduciendo los tiempos
del ciclo y eliminando las oportunidades de errores humanos, mejorando así la calidad. Esta
automatización es un factor importante en Toyota.
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El desarrollo exitoso de productos exige la participación y cooperación de muchos grupos
funcionales diferentes en una organización para identificar y solucionar los problemas de diseño y
tratar de reducir el tiempo de desarrollo e introducción de productos. Todos los departamentos
desempeñan funciones cruciales en el proceso de diseño. El objetivo del diseñador es diseñar un
producto que cubra los requisitos funcionales deseados. El objetivo del ingeniero de manufactura
es producirlo con eficiencia. El objetivo del vendedor es vender el producto, y el del financiero es
obtener una utilidad. Compras busca partes que cumplan con los requisitos de calidad. Empaque y
distribución entregan el producto al cliente en buenas condiciones de operación. Es evidente que
todas las funciones de una empresa tienen un interés en el producto; por lo tanto, todas deben
trabajar en conjunto.
Un enfoque que se utiliza con frecuencia para facilitar el desarrollo de productos es la revisión del
diseño; su propósito es estimular la discusión, dar lugar a preguntas y generar nuevas ideas y
soluciones para ayudar a los diseñadores a anticipar los problemas antes de que se presenten. Por
lo general, una revisión de diseño se realiza en tres principales: preliminar, intermedia y final. En la
revisión de diseño preliminar se establece una comunicación temprana entre el personal de
mercadotecnia, ingeniería, manufactura y compras, y ofrece mejor coordinación de sus
actividades; casi siempre incluye niveles de dirección más altos y se concentra en los aspectos
estratégicos del diseño relacionados con los requisitos del cliente y, por lo tanto, con la calidad
final del producto. Una revisión de diseño preliminar evalúa aspectos como del producto, la
conformidad con las necesidades del cliente, que las especificaciones estén completas, los costos
manifactura y los aspectos de la responsabilidad legal.
Cuando el diseño queda bien establecido se realiza una revisión para estudiarlo con mayor detalle,
a fin de identificar los problemas potenciales y sugerir una acción correctiva. Se involucra más
personal de los niveles más bajos de la organización en esta etapa. Por último justo antes de
enviar un producto a producción, se lleva a cabo una revisión final, se estudian las listas de
materiales, planos y otra información detallada sobre el diseño con el propósito de evitar cambios
costosos una vez iniciada la producción.
En resumen un enfoque total para el desarrollo de productos y el diseño de procesos comprende
las siguientes actividades.
1. Pensar constantemente en térmicos de cómo diseñar o fabricar mejor los productos, no sólo en
resolver o evitar problemas.
2. Enfocarse en “hacer las cosas bien” en lugar de “las cosas salieron mal”.
3. Definir las expectativas de los clientes e ir más allá de éstas, no solo cumplirlas i igualar a la
competencia.
4. Optimizar las características o resultados, no solo incorporarlos.
5. Minimizar el costo total sin comprometer la calidad de la función.
Fuente: Evans, James y Lindsay, William. Administración y control de calidad. Sexta edición,
Editorial Thompson. México D.F. 2005, P:323-331.