EL PROCESO DE DISEÑO DE INGENIERÍA
by Seyyed Khandani, Ph.D.
Seyyed Khandani tiene un doctorado. en Ingeniería Mecánica del MIT y actualmente es un
profesor de ingeniería en Diablo Valley College en Pleasant Hill, California.
Documento traducido
Traducido por Ing. Jovanny Duque
PREFACIO
Este documento está diseñado como una introducción de cómo se diseñan los productos de ingeniería. Está destinado a ser utilizado en un curso introductorio de diseño en ingeniería con el objetivo de proporcionar alguna experiencia práctica para las personas interesadas en explorar disciplinas de la ingeniería.
Este documento se prepara en base a la experiencia del autor* mientras completaba una beca de verano en Solectron Corporation en Milpitas, California. Esta beca fue coordinada por la Industry Initiatives for Science and Math Education (IISME) en 2005.
Me gustaría agradecer especialmente al Sr. Hoshang Vaid, como mi mentor principal, en Solectron Corporation, cuyo apoyo y orientación continuos han hecho que mi experiencia de beca sea muy productiva y educativa. Además, me gustaría extender mi agradecimiento a los otros miembros del departamento de Diseño e Ingeniería de Solectron Corporation por hacer que mi experiencia sea agradable.
ANTECEDENTES
Si te tomas un momento para observar tu entorno, verás ejemplos de creatividad tecnológica. Los objetos físicos que ves ya sean teléfonos, automóviles, bicicletas o electrodomésticos, todos surgieron a través de la aplicación creativa de la tecnología. Estos inventos cotidianos no aparecieron milagrosamente, sino que se originaron en las mentes de los seres humanos y tardaron en desarrollarse. La ingeniería es el proceso creativo de convertir ideas abstractas en representaciones físicas (productos o sistemas). Lo que distingue a los ingenieros de los pintores, poetas o escultores es que los ingenieros aplican sus energías creativas para producir productos o sistemas que satisfagan las necesidades humanas. Este acto creativo se llama diseño.
DISEÑO DE INGENIERÍA
La mayoría de los diseños de ingeniería se pueden clasificar como invenciones: dispositivos o sistemas que se crean por el esfuerzo humano y no existían antes o son mejoras sobre los dispositivos o sistemas existentes. Las invenciones, o diseños, no aparecen repentinamente de la nada. Son el resultado de reunir tecnologías para satisfacer las necesidades humanas o resolver problemas. A veces, un diseño es el resultado de alguien que intenta hacer una tarea de manera más rápida o eficiente. La actividad de diseño ocurre durante un período de tiempo y requiere una metodología paso a paso.
Describimos a los ingenieros principalmente como solucionadores de problemas. Lo que distingue al diseño de otros tipos de resolución de problemas es la naturaleza tanto del problema como de la solución. Los problemas de diseño son de naturaleza abierta, lo que significa que tienen más de una solución correcta. El resultado o la solución a un problema de diseño es un sistema que posee propiedades especificadas.
Los problemas de diseño suelen estar más vagamente definidos que los problemas de análisis. Supongamos que se le pide que determine la altura máxima de una bola de nieve dada una velocidad inicial y una altura de liberación. Este es un problema de análisis porque tiene una sola respuesta. Si cambia la declaración del problema para que diga: "Diseñe un dispositivo para lanzar una bola de nieve de 1 libra a una altura de al menos 160 pies", este problema de análisis se convierte en un problema de diseño. La solución al problema de diseño es un sistema que tiene propiedades especificadas (capaz de lanzar una bola de nieve a 160 pies), mientras que la solución al problema de análisis consistió en las propiedades de un sistema dado (la altura de la bola de nieve).
Por lo tanto, la solución a un problema de diseño es abierta, ya que hay muchos posibles dispositivos que pueden lanzar una bola de nieve a una altura determinada. El problema original era una de única solución: la altura máxima de la bola de nieve, determinada a partir de las condiciones iniciales especificadas.
Resolver problemas de diseño es a menudo un proceso iterativo: a medida que evoluciona la solución de un problema de diseño, te encuentras continuamente refinando el diseño. Al implementar la solución a un problema de diseño, puede descubrir que la solución que ha desarrollado no es segura, demasiado costosa o no funcionará. A continuación, "vuelve a la mesa de dibujo" y modifica la solución hasta que cumpla con sus requisitos. Por ejemplo, el avión de los hermanos Wright no voló perfectamente la primera vez. Comenzaron un programa para construir un avión realizando primero pruebas con cometas y luego planeadores. Antes de intentar el vuelo motorizado, resolvieron el problema esencial de controlar el movimiento de un avión al subir, descender y girar. No construyeron un avión motorizado hasta después de hacer más de 700 vuelos exitosos de planeadores. Por lo tanto, la actividad de diseño es de naturaleza cíclica o iterativa, mientras que el problema de análisis es principalmente secuencial.
La solución a un problema de diseño no aparece repentinamente en el vacío. Una buena solución requiere una metodología o proceso. Probablemente hay tantos procesos de diseño como ingenieros. Por lo tanto, esta lección no presenta un enfoque rígido de "libro de cocina" para el diseño, sino que presenta una aplicación general de la metodología de resolución de problemas de cinco pasos asociada con el proceso de diseño. El proceso descrito aquí es general, y puede adaptarlo al problema particular que está tratando de resolver.
EL PROCESO DE DISEÑO
El proceso básico de cinco pasos generalmente utilizado en la resolución de problemas también funciona para problemas de diseño. Dado que los problemas de diseño generalmente se definen de manera más vaga y tienen una multitud de respuestas correctas, el proceso puede requerir retrocesos e iteraciones. La solución de un problema de diseño es un proceso contingente y la solución está sujeta a complicaciones y cambios imprevistos a medida que se desarrolla. Hasta que los hermanos Wright realmente construyeron y probaron sus primeros planeadores, no sabían los problemas y dificultades que enfrentarían para controlar un avión motorizado.
Los cinco pasos utilizados para resolver problemas de diseño son:
1. Definir el problema
2. Recopilar información pertinente
3. Generar múltiples soluciones
4. Analizar y seleccionar una solución
5. Probar e implementar la solución
El primer paso en el proceso de diseño es la definición del problema. Esta definición generalmente contiene una lista de los requisitos del producto o del cliente y, especialmente, información sobre las funciones y características del producto, entre otras cosas. En el siguiente paso, se obtiene información relevante para el diseño del producto y sus especificaciones funcionales. Se debe realizar una encuesta sobre la disponibilidad de productos similares en el mercado en esta etapa. Una vez que los detalles del diseño están claramente identificados, el equipo de diseño con aportes de los equipos de prueba, fabricación y marketing genera múltiples alternativas para lograr los objetivos y los requisitos del diseño. Teniendo en cuenta el costo, la seguridad y otros criterios de selección, se seleccionan las alternativas más prometedoras para su posterior análisis.
El diseño detallado y el paso de análisis permiten un estudio completo de las soluciones y dan como resultado la identificación del diseño final que mejor se adapte a los requisitos del producto. Después de este paso, se construye un prototipo del diseño y se realizan pruebas funcionales para verificar y posiblemente modificar el diseño.
Al resolver un problema de diseño, puede encontrar en cualquier punto del proceso que necesita volver a un paso anterior. La solución que eligió puede resultar inviable por varias razones y puede requerir redefinir el problema, recopilar más información o generar diferentes soluciones. Este proceso iterativo continuo se representa en la siguiente figura.
Este documento pretende aclarar algunos de los detalles involucrados en la implementación del proceso de diseño. Por lo tanto, a continuación se enumera una descripción de los detalles involucrados en cada paso del proceso de diseño. Aunque las descripciones de las actividades dentro de cada paso pueden dar la impresión de que los pasos son secuenciales e independientes entre sí, la naturaleza iterativa de la aplicación del proceso debe tenerse en cuenta en todo el documento.
1. DEFINIR EL PROBLEMA
Debe comenzar la solución a un problema de diseño con una definición clara e inequívoca del problema. A diferencia de un problema de análisis, un problema de diseño a menudo comienza como una idea vaga y abstracta en la mente del diseñador. Crear una definición clara de un problema de diseño es más difícil que definir un problema de análisis. La definición de un problema de diseño puede evolucionar a través de una serie de sistemas o procesos a medida que desarrolla una comprensión más completa del problema.
Identificar y establecer la necesidad
La actividad de diseño de ingeniería siempre ocurre en respuesta a una necesidad humana. Antes de poder desarrollar una declaración de definición de problema para un problema de diseño, debe reconocer la necesidad de un nuevo producto, sistema o máquina. Thomas Newcomen vio la necesidad de una máquina para bombear el agua del fondo de las minas de carbón en Inglaterra. Reconocer esta necesidad humana le proporcionó el estímulo para diseñar la primera máquina de vapor en 1712.
Antes de que los ingenieros puedan definir claramente un problema de diseño, deben ver y comprender esta necesidad.
Aunque los ingenieros generalmente están involucrados en la definición del problema, es posible que no sean los que inicialmente reconozcan la necesidad. En la industria privada, las fuerzas del mercado generalmente establecen la necesidad de un nuevo diseño. La supervivencia de una empresa depende de la producción de un producto que la gente comprará y puede ser fabricado y vendido con un beneficio. En última instancia, los consumidores establecen una necesidad, porque comprarán y usarán un producto que perciben como satisfactorio a una necesidad de comodidad, salud, recreación, transporte, refugio, etc. Del mismo modo, los ciudadanos de un gobierno deciden si necesitan agua potable, carreteras y autopistas, bibliotecas, escuelas, protección contra incendios, etc.
La necesidad percibida, sin embargo, puede no ser la necesidad real. Antes de profundizar en los detalles de la producción de una solución, debe asegurarse de tener suficiente información para generar una definición de problema clara e inequívoca que aborde la necesidad real.
El ejemplo siguiente ilustra la importancia de comprender la necesidad antes de intentar una solución.
Ejemplo: Inflado de bolsas de aire de automóviles: cómo no resolver un problema
Una empresa que fabrica bolsas de aire para automóviles tiene un problema con una tasa inaceptablemente alta de falla en el inflado de la bolsa. Durante las pruebas, el 10 por ciento de las bolsas no se inflan completamente. A un ingeniero se le asigna el trabajo de resolver el problema. Al principio el ingeniero define el problema como un fallo en los materiales y construcción del dispositivo de inflado. El ingeniero comienza a resolver este problema produciendo un dispositivo de inflado más robusto. Después de un esfuerzo considerable, el ingeniero descubre que mejorar el dispositivo de inflado no cambia la tasa de falla en las bolsas. Eventualmente, este ingeniero vuelve a examinar la definición inicial del problema. La compañía investiga más a fondo el problema del inflado de las bolsas de aire y descubre que un alto grado de variabilidad en la estanqueidad de los pliegues es responsable de que algunas bolsas no se inflen. En ese momento, las bolsas fueron dobladas y empacadas por personas en una línea de montaje. Con una comprensión más completa de la necesidad, el ingeniero redefinió el problema como uno de aumentar la consistencia en la estanqueidad de los pliegues en las bolsas. La solución final a este problema es una máquina que pliega automáticamente las bolsas.
A menudo la necesidad aparente no es la necesidad real. Una tendencia común es comenzar a generar una solución a un problema aparente sin entender el problema. Este enfoque es exactamente la forma incorrecta de comenzar a resolver un problema como este. Estarías generando soluciones a un problema que nunca ha sido definido.
Las personas tienen una tendencia natural a atacar la solución actual a un problema en lugar del problema en sí. Atacar una solución actual puede eliminar las deficiencias, pero no producirá una solución creativa e innovadora. Por ejemplo, el ingeniero de la compañía de bolsas de aire solo podría haber analizado el método actual para plegar bolsas de aire que usan humanos en una línea de ensamblaje. El ingeniero podría haber resuelto el problema con una estanqueidad inconsistente modificando el procedimiento de la línea de montaje. Sin embargo, la solución final al problema demostró ser más rentable y confiable, además de producir una consistencia superior en la estanqueidad de los pliegues.
Desarrollar una declaración del problema
El primer paso en el proceso de resolución de problemas, por lo tanto, es formular el problema en términos claros e inequívocos. Definir el problema no es lo mismo que reconocer una necesidad. La declaración de definición del problema resulta de identificar primero una necesidad. El ingeniero de la compañía de airbags respondió a la necesidad de reducir el número de fallas de inflado del airbag. Sin embargo, cometió un error al no formular una definición clara del problema antes de generar una solución. Una vez que se ha establecido una necesidad, los ingenieros definen esa necesidad en términos de una declaración de problema de diseño de ingeniería. Para llegar a una definición clara,
Ellos recopilan datos, ejecutan experimentos y realizan cálculos que permitan expresar esa necesidad como parte de un proceso de resolución de problemas de ingeniería.
Considere, por ejemplo, la declaración "Diseñe una mejor trampa para ratones". Esta afirmación no es una definición de problema adecuada para un problema de diseño de ingeniería. Expresa una vaga insatisfacción con las trampas para ratones existentes y, por lo tanto, establece una necesidad. Un ingeniero tomaría esta declaración de necesidad y realizaría más investigaciones para identificar lo que faltaba en los diseños de mousetrap existentes. Después de una investigación adicional, el ingeniero puede descubrir que las trampas para ratones existentes son inadecuadas porque no brindan protección contra el mortal Hantavirus transportado por ratones. Por lo tanto, una mejor trampa para ratones puede ser aquella que sea sanitaria y no exponga a los seres humanos al Hantavirus. A partir de esta necesidad, la definición del problema se modifica para que diga: "Diseñar una trampa para ratones que permita la eliminación sanitaria del ratón atrapado, minimizando la exposición humana al Hantavirus".
La declaración del problema aborda específicamente la necesidad real, pero debe ser lo suficientemente amplia como para no excluir ciertas soluciones. Una definición amplia del problema le permite ver una amplia gama de soluciones alternativas antes de centrarse en una solución específica. La tentación en este punto en el proceso de diseño es desarrollar una "imagen" mental preconcebida de la solución del problema. Por ejemplo, podría definir el mejor problema de la trampa para ratones como "Diseñe una trampa para ratones que rocíe al ratón atrapado con desinfectante". Esta declaración es clara y específica, pero también es demasiado estrecha. Excluye muchas soluciones potencialmente innovadoras. Si se centra en una imagen o idea específica para resolver el problema en esta etapa del proceso de diseño, es posible que nunca descubra las soluciones verdaderamente innovadoras para el problema. Una declaración del problema debe ser concisa y lo suficientemente flexible como para permitir soluciones creativas.
Aquí hay una posible declaración de definición de problema para nuestro mejor problema de trampa para ratones:
Una mejor trampa para ratones: Ciertos roedores como el ratón común son portadores y transmisores de un virus a menudo fatal, el Hantavirus. Las trampas para ratones convencionales exponen a las personas a este virus mientras manejan la trampa y desechan el ratón.
Diseñe una trampa para ratones que permita a una persona atrapar y deshacerse de un ratón sin estar expuesto a ningún agente bacteriano o viral que se lleve el ratón.
Establecer criterios para el éxito
Los criterios para el éxito son las especificaciones que una solución de diseño debe cumplir o los atributos que debe poseer para ser considerada exitosa. Debe incluir criterios en la declaración del problema para proporcionar orientación hacia la solución. En este punto del proceso de diseño, los criterios son preliminares. A medida que se desarrolle la solución de diseño, lo más probable es que los criterios iniciales deban redefinirse o modificarse. Los criterios preliminares no deben ser demasiado específicos, de modo que permitan flexibilidad a través del proceso de diseño.
Los criterios que se aplican a un problema de diseño en particular se basan en su conocimiento de fondo y la investigación que ha realizado. Dado que cada problema o proyecto es único, los atributos deseables, o criterios, de la solución también son únicos.
Algunos criterios no son importantes para el éxito del diseño. La lista de criterios es desarrollada por el equipo de diseño. El equipo de diseño está formado por personas de diversos orígenes de ingeniería que tienen experiencia pertinente al problema. Este equipo también puede incluir personas de otros orígenes además de la ingeniería, como gerentes, científicos y técnicos. Por lo tanto, tiene poco sentido incluir aquellos criterios que serán de prioridad relativamente baja en la evaluación de soluciones de diseño. Por ejemplo, si estuviera diseñando un sistema crítico de soporte vital, no incluiría el principio de "debe ser un costo mínimo", porque el costo no es un factor importante en la evaluación de este diseño.
La siguiente es una lista de criterios preliminares para un mejor diseño de trampa para ratones. Esta lista se incluiría en la declaración de definición del problema .
• El diseño debe ser de bajo costo.
• El diseño debe ser seguro, especialmente con niños pequeños.
• El diseño no debe ser perjudicial para el medio ambiente.
• El diseño debe ser estéticamente agradable.
• El diseño debe ser simple de operar, con el mínimo esfuerzo humano.
• El diseño debe ser desechable ( no se reutiliza la trampa ).
• El diseño no debe causar dolor y sufrimiento indebidos para el ratón.
2. RECOPILAR INFORMACIÓN PERTINENTE
Antes de que pueda avanzar en el proceso de diseño, debe recopilar toda la información disponible que se relacione con el problema. Los diseñadores novatos se saltarán rápidamente este paso y procederán a la generación de soluciones alternativas. Sin embargo, encontrará que el esfuerzo de dedicarse a buscar información sobre su problema pagará grandes dividendos más adelante en el proceso de diseño. La recopilación de información pertinente puede revelar hechos sobre el problema que resultan en una redefinición del problema. Puede descubrir errores y falsas estrellas cometidas por otros diseñadores. La recopilación de información para la mayoría de los problemas de diseño comienza con las siguientes preguntas. Si el problema aborda una necesidad que es nueva, entonces no hay soluciones existentes a los problemas, por lo que obviamente algunas de las preguntas no se harán.
• ¿Es el problema real y su declaración precisa?
• ¿Existe realmente la necesidad de una nueva solución o el problema ya se ha resuelto?
• ¿Cuáles son las soluciones existentes al problema?
• ¿Qué hay de malo en la forma en que se está resolviendo actualmente el problema ?
• ¿Qué hay de correcto en la forma en que se está resolviendo actualmente el problema ?
• ¿Qué empresas fabrican la solución existente al problema?
• ¿Cuáles son los factores económicos que rigen la solución?
• ¿Cuánto pagará la gente por una solución al problema?
• ¿Qué otros factores son importantes para la solución del problema (como la seguridad, la estética y las cuestiones ambientales)?
Buscar recursos de información
Como estudiante de ingeniería en la década de 2000, tienes muchas más fuentes de información disponibles que los ingenieros de hace solo 20 años. Esta sección discute algunos de los recursos más actuales disponibles, pero debido a que nuestro mundo está presenciando una explosión de información , para cuando lea esto habrá muchos más recursos disponibles que no se mencionan aquí.
Las publicaciones tradicionales siguen siendo una fuente esencial de información para ingenieros y científicos. Sin embargo, la transferencia y recuperación electrónica de información se está convirtiendo rápidamente en una fuente estándar para ingenieros y científicos. Cuando comienza una búsqueda de información relacionada con un problema de diseño, debe estar preparado para ir a muchas fuentes diferentes. La biblioteca sigue siendo la principal fuente de información para un estudiante de ingeniería. Su éxito como ingeniero y estudiante mejorará si puede usar la biblioteca de manera efectiva. Para obtener ayuda específica sobre el uso de nuestra biblioteca, debe consultar al personal de la biblioteca de la universidad; Probablemente ofrecen cursos o seminarios sobre el uso de la biblioteca.
Algunos de los recursos comunes disponibles en una biblioteca universitaria se discuten a continuación:
Enciclopedias científicas y manuales técnicos. Estas fuentes son un buen lugar para comenzar cuando está investigando un área o problema que es nuevo para usted. Una enciclopedia o manual proporciona una breve descripción general de una autoridad en un campo en particular e incluye referencias para obtener información más detallada. La Enciclopedia McGraw-Hill de Ciencia y Tecnología cubre todos los campos científicos. Los manuales técnicos, como el Manual de ingenieros eléctricos o el Manual de ingeniería mecánica de Mark, cubren diversos campos como la ingeniería química, civil, eléctrica o mecánica. La información contenida en estos Handbooks se presenta de forma muy concisa y puede ser un buen punto de partida para una búsqueda en profundidad.
Catálogo electrónico. Los catálogos electrónicos dan una lista de todas las fuentes disponibles en su biblioteca. Los catálogos permiten la búsqueda por tema, autor o título. Dan un breve resumen del contenido del libro, incluyendo el título, autor, editor, fecha correcta y número total de páginas. El número de llamada le indica dónde ubicar el libro en su biblioteca.
Índices. Los índices categorizan los trabajos actuales en diversas disciplinas. Enumeran el tema, el título y el autor de artículos recientes en revistas técnicas y tradicionales bajo varios encabezamientos temáticos. Algunos índices incluyen breves resúmenes de artículos. La mayoría de los índices se actualizan mensualmente, por lo que una búsqueda completa a través de un índice puede ser tediosa. Un índice familiar para científicos e ingenieros es el Índice de Ciencias Aplicadas y Tecnología. Enumera artículos de 335 revistas y se actualiza mensualmente. El Índice de Ingeniería es otro índice popular para los ingenieros. Selecciona artículos de aproximadamente 2700 revistas y publicaciones periódicas e incluye un resumen de cada artículo.
The Internet. Hay una gran cantidad de información en Internet de una variedad de fuentes. Los fabricantes, las organizaciones profesionales y comerciales, los proveedores de productos y muchas agencias gubernamentales tienen recursos valiosos en sus sitios web. Los motores de búsqueda como Google(www.google.com) y Teoma(www.teoma.com) ofrecen herramientas para localizar información relevante de forma rápida y eficiente.
3. GENERE MÚLTIPLES SOLUCIONES
El siguiente paso en el proceso de diseño comienza con la creatividad en la generación de nuevas ideas que pueden resolver el problema. La creatividad es mucho más que una simple aplicación sistemática de reglas y teoría para resolver un problema técnico.
Comienzas con las soluciones existentes al problema y luego las separas, descubres qué hay de malo en esas soluciones y concéntrate en cómo mejorar sus debilidades. Combinar conscientemente nuevas ideas, herramientas y métodos para producir una solución totalmente única al problema. Este proceso se llama síntesis. Casey Golden, de 13 años, hizo esto cuando inventó el BIOtee. Casey notó que los tees de golf de madera desechados y rotos cubrían los campos de golf, dañando las cuchillas y los neumáticos de las cortadoras de césped. Decidió diseñar nuevos tees biodegradables. Después de experimentar con diferentes mezclas, ideó una receta hecha de fibra de papel reciclada y subproductos alimenticios recubiertos con una película soluble en agua. Cuando se rompe la película, la humedad en el suelo rompe el tee en 24 horas. Como resultado de sus esfuerzos creativos, la familia de Casey comenzó una compañía para fabricar BIOtees produciendo varios millones por año.
La investigación psicológica no ha encontrado correlación entre la inteligencia y la creatividad. Las personas son creativas porque hacen un esfuerzo consciente para pensar y actuar creativamente. Todo el mundo tiene el potencial de ser creativo. La creatividad comienza con la decisión de tomar riesgos. A continuación se enumeran algunas características de las personas creativas. Estas no son reglas rígidas que deben seguirse para experimentar la creatividad. Puedes mejorar tu capacidad creativa eligiendo desarrollar estas características en ti mismo.
• Curiosidad y tolerancia a lo desconocido. Las personas creativas tienen una curiosidad positiva por lo desconocido. No tienen miedo de lo que no entienden.
• Apertura a nuevas experiencias. Las personas creativas tienen una actitud sana y positiva hacia las nuevas experiencias.
• Disposición a asumir riesgos. Las personas creativas no tienen miedo de tomar riesgos y probar nuevas experiencias o ideas, sabiendo que pueden ser mal criticadas por otros. Tienen confianza en sí mismos y no tienen miedo de fallar.
• Capacidad para observar detalles y ver la "imagen completa". Las personas creativas notan y observan detalles relacionados con el problema, pero también pueden dar un paso atrás y ver el panorama general.
• Sin miedo a los problemas. Las personas creativas no tienen miedo de abordar problemas complejos, e incluso buscan problemas para resolver. Buscan soluciones a los problemas con sus propias habilidades y experiencia si es posible. Tienen la actitud de "si quieres que se haga algo, será mejor que lo hagas tú mismo".
• Capacidad para concentrarse y enfocarse en el problema hasta que se resuelva. Las personas creativas pueden establecer metas y cumplirlas hasta que se alcancen. Se centran en un problema y no se dan por vencidos hasta que el problema se resuelve. Tienen persistencia y tenacidad.
Las soluciones a los problemas de diseño de ingeniería no aparecen mágicamente. Las ideas se generan cuando las personas son libres de asumir riesgos y cometer errores. La lluvia de ideas en esta etapa es a menudo un esfuerzo de equipo en el que personas de diferentes disciplinas participan en la generación de múltiples soluciones al problema.
4. ANALIZAR Y SELECCIONAR UNA SOLUCIÓN
Una vez que haya concebido soluciones alternativas a su problema de diseño, debe analizar esas soluciones y luego decidir qué solución es la más adecuada para la implementación.
El análisis es la evaluación de los diseños propuestos. Usted aplica sus conocimientos técnicos a las soluciones propuestas y utiliza los resultados para decidir qué solución llevar a cabo. Cubrirá el análisis de diseño con más profundidad cuando ingrese a cursos de ingeniería de nivel superior.
En este paso del proceso de diseño, debe considerar los resultados de su análisis de diseño. Este es un paso altamente subjetivo y debe ser realizado por un grupo de personas experimentadas. Esta sección presenta una metodología sistemática que puede utilizar para evaluar diseños alternativos y ayudar a tomar una decisión.
Análisis de soluciones de diseño
Antes de decidir qué solución de diseño implementar, debe analizar cada solución alternativa según los criterios de selección definidos en el paso l. Debe realizar varios tipos de análisis en cada diseño. Cada problema de diseño es único y requiere diferentes tipos de análisis. La siguiente es una lista de análisis que pueden necesitar ser considerados; tenga en cuenta que la importancia de cada uno varía dependiendo de la naturaleza del problema y la solución.
• Análisis funcional
• Diseño industrial/Ergonomía
• Análisis mecánico/de fuerza
• Eléctrico/Electromagnético
• Capacidad de fabricación/capacidad de prueba
• Seguridad y responsabilidad del producto
• Análisis económico y de mercado
• Normativa y cumplimiento
En los párrafos siguientes se proporcionan detalles de algunos de estos tipos de análisis.
Análisis funcional. Esta parte determina si la solución de diseño dada funcionará como debería. El análisis funcional es fundamental para la evaluación y el éxito de todos los diseños. Una solución de diseño que no funciona correctamente es un fracaso, incluso si cumple con todos los demás criterios. Consideremos, por ejemplo, la invención del bolígrafo. Este instrumento común fue inventado y fabricado por primera vez durante la Segunda Guerra Mundial. Se suponía que el bolígrafo resolvería los problemas de recarga y desorden inherentes a la pluma estilográfica. Desafortunadamente, este nuevo diseño nunca había sido evaluado por su funcionalidad. Los primeros bolígrafos dependían de la gravedad para que la tinta fluyera hacia la bola rodante .
Esto significaba que los bolígrafos solo funcionaban en posición vertical vertical, y el flujo de tinta era inconsistente: a veces fluía demasiado, dejando manchas en el papel; Otras veces el flujo era demasiado ligero y las marcas eran ilegibles. Los primeros bolígrafos tendían a filtrarse alrededor de la pelota, arruinando la ropa de las personas. Una tinta elástica desarrollada en 1949, permitió que la tinta fluyera sobre la bola a través de una acción capilar suave. No fue hasta la década de 1950 que el bolígrafo finalmente se convirtió en un instrumento práctico de escritura, gracias a la tinta y la ingeniería adecuada. La economía, la apariencia, la durabilidad y la comerciabilidad de un diseño no son importantes si el producto no funciona correctamente.
Ergonomía. La ergonomía es el factor humano en la ingeniería. Es el estudio de cómo las personas interactúan con las máquinas. La mayoría de los productos tienen que trabajar con las personas de alguna manera. Las personas ocupan un espacio dentro o alrededor del diseño, y pueden proporcionar una fuente de energía o control o actuar como un sensor para el diseño. Por ejemplo, las personas perciben si un sistema de aire acondicionado automóvil mantiene una temperatura agradable dentro del vehiculo. Estos factores forman la base de los factores humanos, o ergonomía, de un diseño.
Una solución de diseño puede considerarse exitosa si el diseño se ajusta a las personas que la usan. El mango de una herramienta eléctrica debe ajustarse a la mano de todos los que la usan. La herramienta no debe ser demasiado pesada o engorrosa para ser manipulada por personas de todos los tamaños que usan la herramienta. Las propiedades geométricas de las personas (su peso, altura, alcance, circunferencia, etc.) se denominan datos antropométricos. La dificultad en el diseño de la ergonomía es la abundancia de datos antropométricos. Los militares han recopilado y evaluado la distribución de seres humanos y han publicado esta información en tablas estándar militares. Un diseño exitoso debe ser evaluado y analizado contra la distribución de la geometría de las personas que lo utilizan. La siguiente figura muestra la geometría de machos y hembras adultos típicos para la población general en milímetros. Dado que las personas vienen en diferentes tamaños y formas, dichos datos son utilizados por los ingenieros de diseño para asegurar que su diseño se ajuste al usuario. Un buen diseño será lo suficientemente ajustable como para adaptarse al 95 por ciento de las personas que lo usarán.
Seguridad y responsabilidad del producto. La consideración principal para la seguridad en el diseño del producto es asegurar que el uso del diseño no cause lesiones a los seres humanos. Sin embargo, los problemas de seguridad y responsabilidad del producto también pueden extenderse más allá de las lesiones humanas para incluir daños propios y daños ambientales por el uso de su diseño. Los ingenieros también deben considerar los problemas de seguridad en el diseño debido a la responsabilidad derivada del uso de un producto inseguro. La responsabilidad se refiere a que el fabricante de una máquina o producto sea responsable, o financieramente responsable, de cualquier lesión o daño resultante del uso de un producto inseguro.
La única manera de asegurar que su diseño no causará lesiones o pérdidas es diseñar la seguridad en el producto. Puede diseñar un producto seguro en tres maneras. El primer método es diseñar la seguridad directamente en el producto. Pregúntese: "¿Hay alguna probabilidad de lesión durante el uso normal y durante la falla de su diseño?" Por ejemplo, las fijaciones modernas de esquí alpino utilizan un freno accionado por resorte que frena el esquí automáticamente cuando el esquí se desengancha de la bota del esquiador. Las fijaciones de esquí más antiguas usaban un cable elástico unido al tobillo del esquiador, pero esto tenía una tendencia a desconectarse durante una caída severa.
La seguridad inherente es imposible de diseñar en algunos productos, como maquinaria y vehículos rotativos. En tales casos, utiliza el segundo método de diseño para la seguridad: incluye una protección adecuada para los usuarios del producto. Los dispositivos de protección incluyen escudos de seguridad colocados alrededor de partes móviles y giratorias, estructuras de protección contra choques utilizadas en vehículos e interruptores de "matar" que apagan (o encienden) automáticamente una máquina si existe la posibilidad de lesiones humanas. Por ejemplo, las cortadoras de césped nuevas generalmente incluyen un escudo protector que cubre la salida del césped e incluyen un interruptor de apagado que apaga el motor cuando el operador suelta el mango.
El tercer método utilizado para considerar la seguridad es el uso de etiquetas de advertencia que describen los peligros inherentes al producto. Aunque este método no implementa la seguridad en el diseño, se utiliza principalmente como una forma de transferir la responsabilidad al consumidor por haber ignorado las pautas de seguridad en el uso del producto. En la mayoría de los casos, sin embargo, una etiqueta de advertencia no le protegerá de la responsabilidad. Los escudos protectores u otros dispositivos deben incluirse en el diseño.
Una demanda por responsabilidad del producto puede ser el resultado de una lesión personal debido a la operación de un producto en particular. El fabricante y el diseñador de un dispositivo pueden ser considerados responsables de compensar a un trabajador por las pérdidas sufridas durante la operación o el uso de su producto. Durante un juicio de responsabilidad del producto, el demandante intenta demostrar que el diseñador y el fabricante de un producto son negligentes al permitir que el producto se ponga en el mercado. El abogado del demandante puede presentar cargos de negligencia contra el diseñador.
Para protegerse en una prueba de responsabilidad del producto, los ingenieros deben utilizar procedimientos de diseño de estado del arte durante el proceso de diseño. Deben mantener registros de todos los cálculos y métodos utilizados durante el proceso de diseño. Las consideraciones de seguridad deben incluirse en los criterios para todas las soluciones de diseño. El diseñador también debe prever otras formas en que las personas podrían usar el producto. Si una persona usa una aspiradora de taller para eliminar un derrame de gasolina, ¿es el diseñador responsable cuando la aspiradora se incendia? Los tribunales pueden decidir que un diseño es deficiente si el ingeniero no previó el uso inadecuado del producto. Es imperativo que evalúe todas sus soluciones alternativas contra consideraciones de seguridad. Rechace o modifique cualquier elemento inseguro de su diseño en esta etapa del proceso de diseño.
Análisis Económico y de Mercado. El resultado neto o propósito de la mayoría de los diseños de ingeniería es producir un producto que genere ganancias para la empresa. Obviamente, cada diseño alternativo debe evaluarse en función de criterios como las características de venta, el mercado potencial, el costo de fabricación, la publicidad, etc. Las grandes empresas a menudo realizan encuestas de marketing para obtener una medida de lo que el público comprará. Estas encuestas pueden realizarse mediante entrevistas telefónicas con personas seleccionadas al azar, o pueden ser entrevistas personales realizadas con usuarios potenciales de un producto. Nuestra sociedad se basa en la economía y la competencia. Muchas buenas ideas nunca entran en producción porque los costos de fabricación exceden lo que la gente pagará por el producto. El análisis de mercado implica aplicar principios de probabilidad y estadística para determinar si la respuesta de un grupo seleccionado de personas representa la opinión de la sociedad en su conjunto. Incluso con una buena encuesta de marketing, los fabricantes nunca saben con certeza si un nuevo producto se venderá.
Análisis mecánico/de resistencia. El análisis de ingeniería de un diseño preliminar a menudo incluye el análisis de sus características mecánicas. El ingeniero realiza análisis mecánicos para responder preguntas como: "¿El dispositivo o la estructura soportará las cargas máximas a las que será sometido?" También debe determinar el efecto de los golpes y la carga repetitiva o dinámica durante la vida útil del producto. Muchos sistemas generan calor, por lo que debe determinar si el diseño puede disipar todo el calor que se genera durante el funcionamiento normal. El análisis térmico es un área importante para el diseño de equipos electrónicos. Muchos equipos electrónicos fallan prematuramente debido a una transferencia de calor inadecuada. Por ejemplo, las primeras versiones del microprocesador Pentium de Intel no podían funcionar a su velocidad nominal debido al sobrecalentamiento. La producción de este microcircuito se retrasó mientras los ingenieros descubrían formas de disipar el exceso de calor.
Debe realizar cálculos de resistencia para determinar si la alternativa de diseño podrá soportar las cargas mecánicas especificadas. A medida que un sistema mecánico se somete a cargas aplicadas, se deformará o desviará.
Muchos productos contienen varios subsistemas y, muy a menudo, la evaluación se realiza en cada uno de los subsistemas en lugar del producto completo en sí.
El proceso de decisión
Después de analizar sus soluciones alternativas, debe decidir y documentar qué solución de diseño es la mejor. Refinará y desarrollará la mejor solución con más detalle durante las últimas etapas del proceso de diseño. En esta etapa, para evaluar cada solución objetivamente en función de los criterios o requisitos de diseño establecidos, necesita una base adecuada para juzgar y evaluar cada alternativa de diseño. Un método ampliamente utilizado para formalizar el proceso de toma de decisiones es la matriz de decisiones. La matriz de decisión es una herramienta matemática que puede utilizar para derivar un número que especifique y justifique la mejor decisión.
El primer paso para crear una matriz de decisión es que el equipo de diseño clasifique, en orden de importancia, los atributos o criterios deseables para la solución de diseño. Estos atributos pueden incluir factores como la seguridad, las consideraciones de fabricación, la facilidad de fabricación y montaje, el costo, la portabilidad, el cumplimiento de las regulaciones gubernamentales, etc. A continuación, asigne a cada atributo o criterio un factor de valor relacionado con la importancia relativa de ese atributo. Por ejemplo, supongamos que decide que la seguridad es dos veces más importante para el éxito de su diseño que el costo. Asignaría un factor de valor de 20 para la seguridad y un factor de valor de 10 para el costo. Los factores de valor se asignan sobre una base de 0 a 100, lo que representa la importancia relativa de cada criterio para la decisión.
A continuación, evalúe cada alternativa de diseño según los criterios establecidos. Se asigna un factor de calificación a cada solución, en función de qué tan bien esa solución satisface el criterio dado. El factor de calificación está en una escala de 0 a 10, donde 10 representa una solución que satisface mejor el criterio dado. Para hacer una evaluación precisa, necesita la mayor cantidad de información posible. Desafortunadamente, los ingenieros rara vez tienen suficiente información para hacer una evaluación "perfecta". Si ha realizado la fase de análisis del proceso de diseño correctamente, esos resultados pueden proporcionar una base para la evaluación. Los modelos y prototipos de computadora también pueden proporcionar información valiosa para ayudar en la fase de decisión. En la mayoría de los casos, usted debe usar juicio de ingeniería, y la decisión es subjetiva. El siguiente ejemplo ilustra el uso de una matriz de decisión para decidir el mejor diseño alternativo para una trituradora de latas.
Ejemplo: Trituradora de latas de aluminio
Se les pide a los estudiantes que diseñen un dispositivo simple para aplastar latas de aluminio. Un equipo de diseño de estudiantes propone cuatro soluciones al problema. Desarrollan seis criterios que son importantes para un diseño exitoso. El equipo de estudiantes está de acuerdo en que los criterios (o atributos deseables) más importantes del diseño y los pesos asignados son:
• Seguridad: 30 por ciento (30 puntos)
• Facilidad de uso: 20 por ciento (20 puntos)
• Portabilidad: 20 por ciento (20 puntos)
• Durabilidad y resistencia: 10 por ciento (10 puntos)
• Uso de piezas estándar: 10 por ciento (10 puntos)
• Costo: 10 por ciento (10 puntos)
Este equipo también propone cuatro soluciones alternativas a este problema, que se ilustran en la siguiente figura. Son
1. Una trituradora con resorte
2. Un dispositivo operado con el pie
3. Una trituradora de peso muerto impulsada por gravedad
4. Una trituradora de brazo de palanca accionada por brazo
Después de analizar cada solución contra los seis criterios, el equipo evalúa cada alternativa de diseño. Después de asignar un factor de calificación a cada alternativa de diseño para cada uno de los criterios especificados, el equipo multiplica el factor de calificación por el factor de valor. El producto de los factores de valor y calificación se resume en la columna para cada alternativa de diseño. La suma total en la parte inferior de cada columna determina la mejor alternativa de diseño. Los resultados de esta matriz de decisiones se ilustran en la siguiente tabla.
Aunque la calificación de cada diseño según los seis criterios establecidos es subjetiva, el factor de calificación para cada alternativa de diseño se asigna de acuerdo con el consenso del equipo de diseño. Los resultados de un análisis se utilizan para evaluar y calificar cada diseño. El factor de calificación R se asigna según la siguiente escala:
• Excelente 9 - 10
• Bueno 7 - 8
• Regular 5 - 6
• Pobre 3 - 4
• Insatisfactorio 0 - 2
El diseño 4 fue elegido el mejor diseño en gran parte debido a la calificación asignada para la seguridad, criterio l. El equipo consideró que las posibilidades de lesiones humanas eran insignificantes para este diseño. Dado que la seguridad es el factor más importante (30% del peso total), la alta calificación de seguridad para el diseño 4 le da la puntuación general más alta (9 x 30 o 270).
5. PROBAR E IMPLEMENTAR LA SOLUCIÓN
La fase final del proceso de diseño es la implementación, que se refiere a la prueba, construcción y fabricación de la solución al problema de diseño. Debe considerar varios métodos de implementación, como la creación de prototipos y la ingeniería simultánea, así como las distintas actividades que se producen durante la implementación, como documentar la solución de diseño y solicitar patentes.
Prototipado. La primera etapa de prueba e implementación de un nuevo producto, llamada prototipado, consiste en construir un prototipo del producto, la primera producción completamente operativa de la solución de diseño completa. Un prototipo no está completamente probado y puede no funcionar o funcionar según lo previsto. El propósito del prototipo es probar la solución de diseño en condiciones reales. Por ejemplo, un nuevo diseño de avión se probaría primero como un modelo a escala en un túnel de viento. Las pruebas en el túnel de viento generarían información que se utilizará en la construcción de un prototipo de tamaño completo de la aeronave. Los pilotos de prueba luego vuelan el prototipo extensamente en condiciones reales. Solo después de las pruebas en todas las condiciones de operación esperadas e inusuales, los prototipos se pondrían en plena producción.
Ingeniería concurrente. Las prácticas de diseño tradicionales son principalmente seriales o secuenciales: cada paso del proceso se completa en orden o secuencia sólo después de que se hayan completado los pasos anteriores. La implementación del diseño ocurre después de que se crea un prototipo o modelo a partir de dibujos de ingeniería. Un maquinista que trabaja a partir de los dibujos de ingeniería generados por un dibujante, o un ingeniero, hace el prototipo. Solo después de crear un prototipo del diseño, el ingeniero descubriría que un agujero era demasiado pequeño, que las piezas no se acoplaban correctamente o que una empuñadura estaba fuera de lugar. La pieza tendría que ser rediseñada y el proceso completado hasta que se llegara a una solución satisfactoria. [6], [7], [8], [9], [10], [11]
En el clima de fabricación competitivo de la década de 1990, la práctica del diseño tradicional en serie resultó inadecuada. En cuestión de meses, un fabricante puede encontrar que factores como los mercados, los precios de los materiales y la tecnología, y las regulaciones gubernamentales y las leyes fiscales pueden haber cambiado. Este entorno competitivo requería que una empresa diseñara productos de alta calidad más rápido, mejor y menos costoso que sus competidores. Una solución al paradigma de diseño tradicional fue la ingeniería concurrente. [11].
La ingeniería concurrente es la capacidad de implementar un diseño y análisis paralelos en los que la seguridad, la capacidad de fabricación, la capacidad de servicio, la comerciabilidad y los problemas de cumplimiento se consideran desde el principio y durante el proceso. Sin embargo, la ingeniería concurrente es posible mediante la aplicación de software moderno de diseño asistido por computadora (CAD), análisis y fabricación. Un diseñador comienza con una idea de un nuevo producto en el que se consideran los factores anteriores y utiliza el software CAD para crear un diseño preliminar. Con el software apropiado, el diseño preliminar también se puede analizar para determinar su funcionalidad a medida que se crea el diseño. Usando los resultados de este análisis, el diseñador realiza las modificaciones necesarias y vuelve a analizar el modelo de computadora. Un ingeniero que diseña un cuadro de bicicleta, por ejemplo, utilizaría ingeniería concurrente para minimizar el peso y maximizarlas cargas soportadas en un nuevo diseño de cuadro. El ingeniero primero crearía un diseño y modelaría el comportamiento físico del marco en la computadora antes de fabricar realmente el marco.
La siguiente etapa en la ingeniería concurrente se llama prototipado rápido o, a veces , se llama "art to part". Aquí el modelo informático tridimensional del diseño terminado se utiliza con software de fabricación asistida por ordenador (CAM) para impulsar la maquinaria adecuada para crear físicamente la pieza. Por lo tanto, todo el ciclo de diseño es casi sin papel.
Los ingenieros pueden pasar del diseño al prototipo en cuestión de días, en lugar de semanas o meses como con las prácticas de diseño en serie de épocas anteriores. Dado que el diseño es un proceso iterativo, la ingeniería concurrente acorta significativamente el tiempo entre iteraciones. Por lo tanto, un producto puede llegar al mercado mucho más rápido, a un costo menor y con una mayor calidad.
Documentación. Una de las actividades más importantes en el diseño es documentar su trabajo, comunicando claramente la solución a su problema de diseño para que alguien más pueda entender lo que ha creado. Por lo general, esto consiste en un diseño o informe técnico.
Comunicar la solución a un problema de diseño a través del lenguaje, tanto escrito como oral, es una parte vital de la fase de implementación. Muchas personas con las que se comunicará no tienen capacitación técnica ni competencia. Pueden ser el público en general, funcionarios del gobiernoo líderes empresariales. Los ingenieros exitosos deben poseer algo más que habilidades técnicas. La capacidad de comunicar y vender una solución de diseño a otros también es una habilidad crítica.
Puede usar gráficos, planos eléctricos, planos mecánicos, planos electrónicos, listas de programación de dispositivos, tablas y otros materiales visuales para resumir el proceso de solución y presentar su trabajo a otros. Las técnicas multimedia, incluidas las presentaciones de Power Point, diapositivas, sonidos, videos y animaciones generadas por computadora, a menudo se usan para comunicar claramente la solución a un problema de diseño.
Solicitud de patentes. Si desarrolla una solución original y novedosa para un problema de diseño, parte de la fase de implementación puede incluir la solicitud de una patente sobre su solución. Una patente no lo protegerá de que otra persona copie su solución, pero le otorga derechos específicos para hacer y vender su diseño durante un período específico. Una patente es un acuerdo hecho entre usted, el diseñador o inventor, y los gobiernos. A través de un documento escrito usted se compromete a hacer públicos todos los detalles y la tecnología de su invención. Usted acepta proporcionar una divulgación de invención, que proporciona suficientes detalles para permitir que cualquier persona construya un modelo de trabajo de su invención. La mayoría de las grandes bibliotecas ahora tienen archivosde patentes emitidas, que están disponibles para que cualquiera las vea. Estos pueden ser una buena fuente de ideas para soluciones de diseño de ingeniería. A cambio de hacer pública su invención o solución de diseño, la Oficina de Patentes de los Estados Unidos le otorga el derecho exclusivo de su invención por un período de tiempo específico.
Obtener una patente no es un proceso trivial y puede llevar mucho tiempo, costando cientos o incluso miles de dólares. Antes de considerar una patente, debe tener una comprensión general de los requisitos de patente y lo que se puede patentar. Las ideas por sí mismas no pueden ser patentadas. Para obtener una patente, debe demostrar que su idea se puede aplicar para produción "proceso, máquina, fabricación o composición de materia nueva y útil, o cualquier mejora nueva y útil de la misma". Estas categorías incluyen casi todo lo hecho por personas y los procesos para hacerlos.
La mayoría de los problemas de diseño de ingeniería caen en las categorías patentables de patentes de utilidad o patentes de diseño. Todos los dispositivos mecánicos y eléctricos entran en la categoría de patente de utilidad, que se otorga por 20 años. Al final del período de patente, su protección expira, y cualquiera puede copiar, fabricar y vender su invención sin darle crédito o pago. Una patente de diseño se concede para proteger el estilo o las características ornamentales de un diseño. Una patente de diseño solo se otorga por la apariencia de un artículo, no por cómo funciona o se hace. Por ejemplo, si inventa un teléfono que parece un zapato, puede solicitar una patente de diseño. La patente de diseño se otorgaría sobre la apariencia del teléfono , no sobre el funcionamiento electrónico y mecánico del teléfono. Las patentes de diseño se otorgan por 3-1/2, 7 o 14 años, dependiendo de la tarifa de patente pagada. Las tarifas oscilan entre $ 200 y $ 600.
Las patentes solo se otorgan al inventor de un dispositivo. Sin embargo, el inventor puede ceder los derechos de la patente a una parte. Si desarrolla una invención mientras trabaja como ingeniero para una empresa, probablemente se le pedirá que asigne los derechos de patente de esa invención a su empleador.
Una vez que se concede una patente, no hay garantía de que otra persona no intente copiar la invención. La Oficina de Patentes de los Estados Unidos no hace valer los derechos de patente. Es responsabilidad del titular de la patente o de un abogado de patentes vigilar la patente y asegurarse de que nadie más la copie mientras esté vigente. Dado que una patente hace pública toda la información sobre su diseño, algunas personas optan por no buscar una patente, sino por mantener en secreto los detalles de la invención. Si nadie más aprende cómo funciona la invención, tendrá protección hasta que otro inventor lo descubra. Por ejemplo, las fórmulas para Coca-Cola y Silly
La masilla nunca ha sido patentada, y los secretos solo son conocidos por funcionarios seleccionados de la compañía .
Para solicitar una patente, debe preparar e incluir los siguientes elementos:
Un documento escrito que describa claramente su invención y que indique que usted es el inventor original. Se debe proporcionar suficiente información para que otra persona pueda hacer su invención a partir de la información que usted proporcione. También debe hacer declaraciones sobre su información que describan las características que lo distinguen del material ya patentable.
Dibujos de ingeniería que siguen el formato documentado en Guide for Patent Draftsmen, que está disponible en los EE. UU. Oficina de Patentes.
La tasa de presentación. Esta es una tarifa básica de al menos $ 150 que debe acompañar a la solicitud de patente. Si se concede la patente, se le cobrará una tarifa adicional de emisión de patente. Los cargos totales para obtener una patente pueden ser de cientos de dólares.
Una patente se concede sólo después de un extenso proceso de revisión de la Oficina de Patentes de los Estados Unidos. La oficina primero buscará los casi 5 millones de patentes existentes para determinar si su diseño ha sido patentado previamente o infringe una patente existente. Este proceso puede llevar varios años y ser muy costoso. Muchos inventores emplean abogados o agentes de patentes para realizar una búsqueda preliminar de patentes. La mayoría de las grandes bibliotecas tienen registros de todas las patentes presentadas ante la Oficina de Patentes de los Estados Unidos. Esta información también está disponible en una base de datos de CD-ROM en muchas bibliotecas. Puede consultar esta base de datos y leer las solicitudes de patente presentadas bajo la misma categoría de producto que la suya. Esto le dará una buena idea de cómo se escribe una aplicación y podría ayudarlo a mejorar su propio diseño.
Antes de gastar más tiempo y dinero buscando una patente, es una buena idea averiguar si alguien más ya ha patentado su invención.
Pruebas y verificación. Las pruebas y la verificación son partes importantes del proceso de diseño. En todos los pasos del proceso, es posible que su solución potencial sea defectuosa y tenga que hacer una copia de seguridad de un paso anterior para obtener una solución viable. Sin las pruebas adecuadas en todas las etapas del proceso, es posible que cometa errores costosos más adelante.
REFERENCIA
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19. Design methodology for mechatronic systems: A functional approach
Flores Hernández, Diego Alonso
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20. Engineering Design, Case Study, Design of a planar parallel robot for rigid body inertia-parameter identification, Capstone project, 2018-2019, retrieved from : https://www.mcgill.ca/engineeringdesign/step-step-design-process/case-study
21. Engineering Design, Problem Definition, https://www.mcgill.ca/engineeringdesign/step-step-design-process/design-phases-practice/problem-definition
https://sites.google.com/a/igbis.edu.my/grade-10-design/unit-4-bake-a-difference
Interesante descripción del proceso de diseño
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