Diseño De Mecanismos Y Maquinas

Modelo descriptivos del Diseño

El modelo lineal del proceso de diseño, aunque resulta muy básico, permite identificar las fases del diseño que son comúnmente aceptadas por la mayoría de investigadores.

En la primera fase se buscan conceptos o principios de solución al problema, para la cual se analiza el problema identificado, se sintetiza una o varias posibles soluciones y se evalúan con respecto a restricciones (especificaciones) impuestas. Algunos la denominan fase de síntesis» del diseño. En esta fase se generan principios de solución, pero no se obtienen estructuras de solución lo suficientemente válidas (o acabadas) como para materializar la respuesta al problema. Sin embargo, es la etapa que demanda del diseñador una alta dosis de abstracción y de creatividad, caracterizada: por la incertidumbre del éxito y por la dinámica de la evolución hacia estructuras válidas.

En la fase de diseño preliminar se avanza en la concretización de una solución al problema, determinando componentes e interacciones con el suficiente grado como para poderla evaluar objetivamente. Se obtienen formas específicas, materiales propuestos y planos de conjunto con dimensiones generales, que representan al producto como un conjunto organizado de piezas, componentes, enlaces y acoplamientos. Se puede decir, que esta fase es más «comprendida» por los ingenieros de diseño que la anterior, dada la formación curricular específica.

La fase de diseño de detalle corresponde a la generación de todas las especificaciones necesarias para la producción del producto-solución. La elaboración de planos de detalle, la determinación de etapas de fabricación, la identificación de proveedores, etc., son típicas actuaciones en esta fase, que es la mejor desarrollada a nivel empresarial, dado su interés particular y su organización orientada a la materializar soluciones.

Así, estas fases, además de describir el proceso, evidencian la diferenciación de intereses en la práctica del diseño. La primera, suele ser de interés para los investigadores de diseño que buscan mejores métodos para abordar la tarea.

La segunda, interesa especialmente a los académicos que quieren forjar profesionales capaces de concretar soluciones, y la tercera, es de interés de la industria o del nivel empresarial que quiere materializar productos innovadores.

Existen otros modelos descriptivos mucho más elaborados, como el de French (1999), pero en esencia sigue existiendo un acuerdo en la predominancia de aquellas tres fases descritas.

Modelo Prescriptivos

Como se mencionó, los modelos prescriptivos además de describir, dan pautas para desarrollar cada una de las fases y etapas del proceso de diseño. En esta categoría existe una gran variedad de propuestas, siendo las más conocidas las de Archer, VDI21, March, Pugh y Pahl y Beitz (Cross, 1999). Se presenta a continuación los dos últimos por ser representativos de las tendencias en la definición de modelos prescriptivos de diseño.

El modelo denominado «Total Design» propuesto por Pugh (1990) está basado en un núcleo descriptivo del proceso, compuesto de actividades genéricas (válidas para cualquier producto que se diseñe) tales como: análisis de mercado, diseño conceptual, diseño de detalle, fabricación y venta. Aparte del núcleo, que se representa en la Figura 2.2, existirán las “especificaciones de diseño” que son aquellas características particulares que rodean al caso concreto que se esté abordando y que delimitan el campo de actuación del núcleo del diseño. Pero las principales características de este modelo son: la necesaria interacción de tantas disciplinas como sea necesario para resolver el problema, sean estas disciplinas técnicas o no; la definición clara de las especificaciones de diseño, que serán tenidas en cuenta durante todo el proceso y que definen la “frontera del diseño”; y el continuo acercamiento a la solución mediante la retroalimentación que conduce a estadios intercalados de divergencia (generación de conceptos) y convergencia (evaluación sistemática).

Esta aproximación gradual a la solución es denominada por Pugh como «método de convergencia controlada» y utiliza una matriz de valoración que enfrenta a las alternativas de solución contra los criterios previamente establecidos.

El método de Pahl y Beitz utiliza la teoría de sistemas para sustentar la propuesta de trabajo a través de funciones y subfunciones, que combinan los efectos físicos con las características geométricas y los materiales, para que surja el principio de solución (Alcaide, Diego y Artacho, 2001).

El método centra su atención en el denominado «embodiement design» (diseño de conjunto), pero para ello, propone un desarrollo de proyecto por módulos funcionales separados, lo cual tiene como ventaja la simplificación del análisis, pero la desventaja de que puede llegarse a una propuesta de conjunto muy compleja (Syed, Agarwal y Malik, 2000). Es uno de los métodos más utilizados en el diseño mecánico.

Algunos críticos del tema sugieren que los modelos no son aplicables tal como se presentan en forma teórica. Por ejemplo Rasmussen (1994) indica que en lugar de tales modelos secuenciales, que pretenden mostrar al diseño como un proceso ordenado, se debe percibir el diseño como una compleja interacción entre las diferentes personas y de estas con el ambiente, de manera que se considera al diseño como un proceso variable y oportunista, que no puede ser predecible y, además, cuyas decisiones se toman bajo la perspectiva particular que el diseñador reconoce dentro de ese contexto.

Modelos Cognitivos

Los modelos cognitivos buscan hacer una descripción formal de la forma de actuación del conocimiento del individuo que diseña. Existen algunos trabajos que buscan identificar los procesos cognitivos del proceso de diseño, como el de Akin (1979) y Jeffries (1981), pero el tema sigue siendo de difícil tratamiento. Tal como lo comenta Feijó (1991), la representación del proceso de diseño será siempre incompleta, y estará enmarcada en los dos niveles más simples de modelación.

La dificultad de construir modelos que representen la actividad cognitiva del diseñador obedece, entre otras cosas, a que el diseñar es una clase de aprendizaje en la que las habilidades y las capacidades son adquiridas después de aprender técnicas, de asimilar conocimiento específico y general, y de inspeccionar experiencias exitosas del pasado (Suwa et al., 1998); tales habilidades y capacidades suelen ser tácitas y ni aun los diseñadores más experimentados son concientes de las acciones cognitivas que hay detrás de sus trabajos.

Una de los primeras aproximaciones realizadas para clasificar las acciones cognitivas fue la de Suwa y Tversky citada por Suwa et al. (1998). En ella, las actividades se dividen principalmente en información visual y no-visual, las primeras se subdividen en elementos descritos (esquematizados) con sus características percibidas y relaciones espaciales; tal tipo de modelo se basa en la distinción cognitiva del qué y del dónde. Mientras que la información no-visual se clasifica en «pensamientos funcionales» y en conocimiento. De esta manera, todo el contenido del proceso de diseño puede relacionarse con alguna de estas subdivisiones.

Esta primera aproximación es complementada posteriormente por el mismo autor al dividir las acciones cognitivas de los diseñadores en cuatro categorías: físicas, preceptúales, funcionales y conceptuales. Se sustenta esta división en el hecho de que la información es procesada por el individuo primero sensorialmente, luego perceptualmente y al final, semánticamente; de manera que las acciones físicas corresponden al nivel sensorial, las preceptúales al nivel perceptual, y las funcionales y conceptuales al nivel semántico. Es posible, por lo tanto, identificar y representar el proceso de diseño bajo estas cuatro categorías.

El modelo “reflectivo” presentado por Valkenburg (1998) basado en la teoría de la práctica reflectiva de Schön, muestra una estructura del proceso cognitivo en el diseño, tal como se muestra en la Figura 2.5. Clasifica las actividades de diseño en cuatro categorías: nombramiento, estructuración, movimiento y reflexión.

El diseñador inicia el proceso nombrando (identificando) los aspectos relevantes de la situación, pasando a estructura el problema en cierta manera, haciendo movimientos hacia un solución y reflexionado en esos movimiento y la estructura construida. Tal reflexión es una acción consciente y racional que puede conducir a replantear la estructura del problema, al desarrollo de nuevos movimientos o a fijar la atención en nuevos aspectos del problema.

Oxman (1997) propone la concepción del diseño como un proceso secuencial de descripción y re-descripción en el que la representación gráfica es el elemento central del diseño.

Citando a Schön dice que el diseñador desarrolla una conversación gráfica con el diseño (p.329). Su argumento se sustenta en las modificaciones y re-modificaciones de las representaciones del diseño, señalando que las operaciones cognitivas incluyen relaciones estructurales de las imágenes que representan el objeto diseñado.

Por su parte, Chakrabarti (2001) argumenta que un modelo ideal debe reunir al menos tres requisitos: representar la actividad de diseño en cualquier campo de aplicación, desde diseño rutinario hasta el innovador; en segundo lugar debe asistir la fase de síntesis conceptual; en tercer lugar debe facilitar la evolución de los conceptos por los diferentes estadios de

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