TRIZ e Ingeniería Robusta: indispensables para innovación y optimización
A lo largo de más de 30 años he estudiado e implementado un gran número de técnicas analíticas para toma de decisiones, y puedo afirmar con seguridad: en lo que se refiere a innovar y optimizar el desempeño funcional de productos y procesos industriales, TRIZ e Ingeniería Robusta ocupan, sin duda, el lugar más destacado. ¿Por qué? Es lo que pretendo comentar brevemente en este artículo.
Por falta de espacio, dejaré a un lado los detalles sobre qué es TRIZ e Ingeniería Robusta, los cuales el lector puede encontrar en otros artículos disponibles en nuestro Blog. Comento aquí apenas los argumentos que justifican la importancia de aquellas dos metodologías.
Pero antes cabe la pregunta: ¿además del arsenal de técnicas que ya utilizamos, será que necesitaos realmente de dos más? Respondo con las evidencias de la realidad: aún hoy en día, en la gran mayoría de las empresas que diseñan y fabrican productos manufacturados, es común encontrar los siguientes síntomas:
- En la fase de desarrollo, pasamos varios ciclos resolviendo problemas que surgen en las etapas finales de validación del producto, lo que atrasa el lanzamiento, además de aumentar el costo.
- En la fase de manufactura, nuevos problemas aparecen, a veces en condiciones más amenas que las experimentadas en laboratorio. Y aún más, reinciden algunos problemas que pensábamos que habían sido resueltos.
- En la fase de uso, una parte de aquellos problemas se manifiesta, causando insatisfacción de los clientes y aumento del costo de garantía.
El simple hecho de que tales problemas sean crónicos en varias industrias ya es una demostración cabal de que el estilo tradicional de resolver problemas de ingeniería no es suficientemente eficiente para enfrentar la complejidad involucrada en los productos y procesos de la actualidad. Por lo tanto, necesitamos herramientas más eficaces para apoyar el proceso de desarrollo de nuevos productos y procesos industriales.
¿Y por que tales problemas pasan? La verdad es que no existen productos o procesos simples. Así sea un producto tan trivial como un tornillo, posee un número bastante grande de variables involucradas en el diseño y en el proceso de fabricación. Eso hace que sea muy pequeño el porcentaje de problemas triviales que un ingeniero pueda resolver a base de “TIRO” (ver artículos anteriores). La gran mayoría de los problemas complejos de Ingeniería caen en dos categorías: problemas inventivos y problemas de optimización, y para esto el uso del TIRO es extremadamente impotente.
Problema inventivo es aquel que resulta de un conflicto o contradicción técnica. Por ejemplo: para reducir costo, debo disminuir el espesor de un material, pero al hacerlo la resistencia mecánica queda comprometida (en ese caso, los parámetros “costo” y “resistencia mecánica” están en conflicto). O aun más: para acelerar una reacción química, la temperatura debe ser alta, pero para evitar la degradación del producto, la temperatura debe ser baja (en ese caso, existe una contradicción física sobre el parámetro temperatura, que tiene que ser alta y baja). Frente a problemas inventivos, la “solución” convencional es el “trade-off” o compromiso del conflicto: en el primer caso, decidimos poner un producto más o menos barato y más o menos resistente, y en el segundo caso, especificamos una temperatura más o menos alta y más o menos baja. En otras palabras, apenas acomodamos el conflicto. Por lo tanto, el conflicto no es eliminado, y se perpetúan las limitaciones (y problemas) decurrentes de la solución de compromiso. Es justamente aquí la arena donde reluce glorioso TRIZ (Teoría de la Resolución de Problemas Inventivos), cuya contribución valiosísima consiste en proveer diversos métodos para eliminar conflictos técnicos y contradicciones físicas, sin cualquier “trade-off”. TRIZ disponibiliza para el investigador o ingeniero decenas de principios inventivos y centenas de efectos físicos, químicos y geométricos, además de orientar el proceso de innovación para las soluciones más poderosas, que permiten dar el mayor salto evolutivo en el desempeño del producto/proceso. Ningún otro método que yo conozca hace eso tan bien y rápidamente como TRIZ. En sesiones de aplicación de TRIZ, es común iniciar el día con una situación inventiva nebulosa, y llegar al final de la tarde con diez o veinte soluciones conceptuales para el problema! Puedo afirmar que TRIZ es el método más eficaz disponible actualmente para multiplicar la creatividad técnica y obtener innovación de manera sistemática.
Problema de optimización es aquel que involucra descubrir, entre millares de posibilidades, la combinación óptima de los niveles o ajustes de los parámetros de diseño, la cual confiere al producto/proceso un desempeño funcional robusto y económico, con mínima variabilidad frente a condiciones de manufactura y uso. Por ejemplo: si un producto tiene apenas 10 parámetros críticos para su desempeño y si para cada parámetro hay apenas 3 opciones de ajuste, estamos enfrentando 59.049 (310) posibles combinaciones! Por más know-how que tenga un ingeniero, es virtualmente imposible que él identifique la combinación robusta de los parámetros usando la técnica de experimentación “un factor por vez” o hasta un típico DOE (Design of Experiments). Es aquí que el método Taguchi de Ingeniería Robusta provee una ayuda inestimable al responsable por el producto/proceso. Con sus refinadas estrategias de experimentación, la Ingeniería Robusta permite identificar la combinación óptima de los parámetros a partir de un experimento de pequeña escala, cuyos resultados pueden ser implementados con confianza en manufactura en alta escala. Ninguna otra metodología que yo conozca hace eso tan bien como la Ingeniería Robusta. Por ejemplo, en la situación anterior, la combinación robusta puede ser identificada a través de un experimento con apenas 27 “rondas” variando los “factores de control” en apenas dos condiciones extremas de los “factores de ruido”. Puedo afirmar que la Ingeniería Robusta es hoy el método más poderoso para optimizar económicamente el desempeño funcional de productos y procesos industriales.
Existe además un efecto sinérgico notable entre TRIZ e Ingeniería Robusta. TRIZ ayuda a explorar el “universo de conceptos”, es decir, las posibles soluciones conceptuales (diferentes formas de configurar las tecnologías disponibles, para que ejecuten la función técnica del producto/proceso en cuestión), identificando el concepto más próximo posible del concepto ideal. Después de seleccionar el mejor concepto usando TRIZ, la Ingeniería Robusta ayuda a explorar el “universo de diseño” de aquel particular concepto de producto/proceso (todas las posibles combinaciones de los parámetros y niveles), identificando la combinación robusta (mínima variabilidad en las condiciones de uso). Por lo tanto, el resultado de combinar TRIZ e Ingeniería Robusta son productos innovadores y altamente estables en las manos de los clientes.
Confirman este efecto sinérgico las constataciones del Prof. Nam Suh, autor del Diseño Axiomático (“Axiomatic Design”), que afirma que el diseño ideal de un producto/proceso debe satisfacer dos axiomas:
- Independencia: la capacidad de poder ajustar un parámetro sin interferir o sufrir interferencia del ajuste de otro parámetro. En otras palabras: ausencia de conflicto entre parámetros, que es justamente lo que hace TRIZ!
- Información: mínimo contenido de información (complejidad) y por lo tanto mínima variabilidad funcional (máxima estabilidad en el desempeño), que es justamente el enfoque de la Ingeniería Robusta!
Es bastante clara la importancia de que profesionales responsables por productos y procesos industriales aprendan y utilicen sistemáticamente TRIZ e Ingeniería Robusta, de modo que puedan aplicar su conocimiento técnico más eficazmente. Las Facultades de Ingeniería deberían incorporar ambos métodos al pensum profesional. Empresas realmente preocupadas en ofrecer al mercado productos innovadores y de alto desempeño deberían asegurar que sus profesionales dominen tales métodos, además de estandarizar su uso en los procesos de desarrollo de nuevos productos y mejoramiento continuo.
¿Y usted? ¿Qué piensa sobre este tema? Cualquier comentario será muy bienvenido.
Hasta la próxima edición!
Eduardo Moura
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