Este documento describe las diferentes fases del proceso de diseño en ingeniería, incluyendo la formulación del problema, análisis del problema, búsqueda de soluciones, decisión, especificación y optimización. También discute la importancia de los conocimientos técnicos, las herramientas de diseño y el enfoque cualitativo e ingenieril requerido para el diseño exitoso de soluciones.

1. Universidad Fermín Toro
Extensión Cabudare – Lara
Ingeniería Eléctrica
Wilfredo Peraza
C.I: 14.810.255
ciclo de diseño y la optimización de la resolución de problemas.

2. diseño
Proceso mediante el cual el ingeniero aplica sus conocimientos, destrezas y
puntos de vista a la creación de un producto o un dispositivo, un sistema o un
proceso, que permita solucionar un problema y satisfacer una necesidad, con
suficientes detalles para permitir su realización.
Los ingenieros modernos trabajan en el diseño y desarrollo de productos para
una sociedad exigente en cuanto a calidad, costo y diseño de los productos.
Para lograr satisfacer estas demandas es necesario, no solamente un elevado
grado de fundamentación teórica, sino también poseer destrezas en el uso de
herramientas modernas que faciliten el proceso de Diseño. Por otro lado, los
ingenieros en su trabajo se involucran con "dispositivos" cuyas variables
(formas, materiales, dimensiones, tolerancias, procesos de fabricación, etc.)
implican una complejidad tal, que igualmente es necesario un conocimiento
muy profundo de las tendencias y las herramientas modernas de diseño.

3. Las fases del diseño en
ingeniería

4. Formulación del problema
Formulación del problema: El problema se define en forma amplia y
sin detalles.
Un problema es todo aquello cuya solución se desconoce. Ese
desconocimiento puede ser para un grupo de personas o para la
humanidad. Por ejemplo, el procedimiento para colocar un hombre en
la Luna, ya no es problema para los Estados Unidos, pero si para el
resto del mundo. La curación del SIDA o del cáncer son problemas de
la humanidad; nadie ha resuelto estos problemas aún. La contaminación
del ambiente sigue siendo un problema para la humanidad, aunque se
hayan planteado soluciones parciales al mismo. (Grech, 2001)
Para formular con claridad el problema, es importante la experiencia
del ingeniero; por lo cual se requiere que los estudiantes de las carreras
de ingeniería inicien desde sus estudios a desarrollar la habilidad en la
formulación de problemas reales.

5. Análisis del problema
El resultado de una adecuada formulación del problema es la base informativa para la
siguiente fase del diseño, el análisis del problema.
Análisis del Problema: Definición del problema con detalle, con base en una
considerable cantidad de deliberaciones, investigaciones y consultas.
Es necesario conocer las causas que generan un problema. Para ello, puede procederse
de dos maneras diferentes, dependiendo del tipo de problema se consigue la relación
causa-efecto se aplica el método científico. El primer enfoque se usa preferiblemente
en aquellos casos en que se conocen las posibles causas y es preciso determinar las más
importantes. El método científico se implementa cuando existe un desconocimiento
inicial sobre las causas del problema y se aplica un enfoque igual al empleado por los
científicos en sus investigaciones.
Al analizar un problema el ingeniero efectúa una considerable cantidad de
procesamiento de información. Debe contar con estimaciones confiables de los valores
de las variables y revisar las restricciones impuestas al diseño, con el objeto de definir
el problema en detalle y maximizar la probabilidad de hallar una solución óptima.

6. Búsqueda de las soluciones
Búsqueda de soluciones: Consiste en buscar activamente soluciones posibles a
un problema de ingeniería, en la mente, en la memoria según las experiencias
y los conocimientos, en la literatura técnica y científica, en el mundo que nos
rodea, o inventando soluciones.
Al buscar soluciones, algunas “ya hechas” están en manuales técnicos, en
archivos físicos o digitalizados. En cambio, las soluciones nuevas requieren
del ingeniero la aplicación de mucha inventiva personal.
Inventiva. Es la facultad de idear soluciones valiosas. Toda persona puede
mejorar sus aptitudes creativas en la búsqueda de soluciones, a través de
aumentar los conocimientos, aumentar el esfuerzo de generar ideas, y mejorar
el método de búsqueda de soluciones.

7. Decisión
Decisión: Procedimiento de eliminación que reduce las alternativas posibles de solución, hasta obtener la solución
preferible. Siguiendo un proceso de toma de decisión las alternativas se evalúan, se comparan y se seleccionan hasta
obtener la solución óptima.
Este proceso se desarrolla en dos fases. Al inicio, se descartan las soluciones que incumplen algunas de las
restricciones o que, después de un análisis pormenorizado, no parezcan llenar satisfactoriamente los criterios de
diseño y las restricciones. Dicho de otra manera, las que parezcan difícilmente viables desde cualquier punto de vista
se descartan en esta primera fase. Luego, las posibles soluciones que restan se examinan detenidamente y se comparan
usando una matriz de selección, lo que permite hacer la selección de la solución que mejor cumple los criterios de
diseño y las restricciones impuestas.
Proceso general de la Toma de Decisiones
a) Seleccionar los criterios y determinar su importancia relativa: Los criterios de diseño ya han sido determinados en
la fase de análisis de problemas; el ingeniero debe determinar su peso o importancia relativa. En numerosas ocasiones
el criterio predominante es maximizar las ganancias, por lo cual debe evaluarse la razón beneficio/costo. El criterio de
confiabilidad es la probabilidad de que el dispositivo o proceso no falle durante un período especificado. El criterio de
operatividad es la facilidad de manejar un dispositivo por seres humanos. El criterio de disponibilidad es la proporción
de tiempo que un dispositivo está en condiciones de ser utilizado. El criterio de mantenibilidad es la facilidad de
mantenimiento de las diferentes alternativas.
b) Pronosticar el funcionamiento de las soluciones alternativas con respecto a los criterios de diseño seleccionados y
los requisitos impuestos: Esta es la parte más exigente en la toma de decisiones. El ingeniero debe predecir el costo de
construcción de cada alternativa, el tiempo de mantenimiento que estará fuera de servicio, su confiabilidad, su
operatividad, y todo en las mismas unidades a fin de poder comparar las diferentes alternativas, tomando en cuenta las
restricciones impuestas al diseño.
c) Comparar las alternativas: Se tabulan las cifras de cada alternativa, de forma que los costos y beneficios y los
demás criterios y la satisfacción de los requisitos, puedan compararse.
d) Hacer la selección.

8. Especificación
Especificación de una solución: Consiste en describir con suficiente nivel de detalles los
atributos físicos y las características de la solución propuesta, de manera que las personas que
deben aprobarla, así como los encargados de su construcción y quienes la manejarán y
conservarán, puedan desempeñar satisfactoriamente sus funciones.
La presentación de la solución debe planearse cuidadosamente para reducir al mínimo el rechazo
del cliente. El hecho de que alguien distinto del ingeniero, por lo general, construya, opere y dé
mantenimiento a sus obras, hace que adquiera especial importancia la presentación cuidadosa por
escrito y la comunicación exacta de ellas.
Al especificar la solución se elaboran:
a) Los planos del proyecto, cuidadosamente realizados, detallados y acotados.
b) Un informe técnico formal, que describe la propuesta con textos, diagramas, croquis,
explicaciones detalladas del funcionamiento de la solución.
c) De requerirse, se construye un modelo físico, para mejorar la presentación del proyecto,
dirigido a quienes aprobarán el proyecto y al público.
Retrospectiva del proceso de diseño
El objeto de cada fase del proceso de diseño es diferente; no obstante, sus fronteras no están bien
definidas. Por ejemplo, durante la búsqueda de soluciones, puede decidirse reformular el
problema. En cualquier momento del proceso de diseño pueden surgir nuevas ideas o descubrirse
nuevas informaciones que llevan a callejones sin salida, lo cual origina importantes retrocesos.

9. Optimización
Optimización de los métodos de resolución de problemas: Es el
proceso de buscar el grado óptimo de refinamiento en el proceso
de diseño.
Al construir o instalar un diseño, se verifican los errores o
discrepancias con lo proyectado, y se observa también que el
proceso de diseño puede optimizarse. El ingeniero debe buscar
optimizar el proceso de diseño, lo que redundará en una
economía en las horas/hombre invertidas, y por lo tanto, en una
disminución del costo del diseño. Costos involucrados en el
diseño y construcción de una solución

10. Enfoque ingenieril
En el método científico, la investigación cuantitativa es aquella en la que se recogen y
analizan datos cuantitativos sobre variables. La investigación cualitativa estudia los
fenómenos mediante técnicas no cuantitativas como la observación participante y las
entrevistas no estructuradas. La diferencia fundamental entre ambas metodologías es
que la cuantitativa estudia la asociación o relación entre variables cuantificadas y la
cualitativa lo hace en contextos estructurales y situacionales. (Fernández y Díaz, 2002)
En general, existen dos enfoques metodológicos que sustentan las diversas técnicas y
métodos aplicables al análisis de problemas:
1. El enfoque cualitativo. Se basa primordialmente en el razonamiento y la experiencia
del decisor; incluye la impresión intuitiva que el decisor tiene del problema.
2. El enfoque cuantitativo. El analista se concentra en los hechos o datos asociados al
problema, utiliza mediciones numéricas y análisis estadístico para establecer patrones
de comportamiento y puede desarrollar expresiones matemáticas para describir los
objetivos, las restricciones y las relaciones existentes en el problema, con el objetivo de
optimizar los recursos de la organización.

11. El ingeniero que diseña debe
caracterizarse por
Tener conocimientos fundamentales en el manejo de herramientas
computacionales modernas aplicadas al diseño, análisis y simulación de
sistemas técnicos.
Crear soluciones factibles haciendo uso de herramientas computacionales.
Identificar oportunidades de Investigación y Desarrollo en proyectos
relacionados con el desarrollo de procesos (flujos) y operaciones (objetos).
Estar en capacidad de afrontar procesos de adecuación tecnológica en los
proyectos de desarrollo de sistemas técnicos.
Estar en condiciones de:
Disminuir los tiempos inherentes al proceso de diseño.
Disminuir los costos asociados al desarrollo de nuevos productos.
Lograr unas mejores especificaciones de los productos en términos de
formas, dimensiones, materiales, durabilidad, etc.