¿Qué es la ingeniería concurrente y cómo saber si es la adecuada para usted?

La mayoría de la gente piensa en la fabricación como una línea recta de principio a fin, un proceso de ingeniería secuencial. Sin embargo, cuando se construye algo complicado, especialmente un nuevo producto, hay que considerar la ingeniería concurrente en su lugar.

¿Qué es la ingeniería concurrente?

La ingeniería concurrente, también conocida como ingeniería simultánea, es una metodología de fabricación en la que varios equipos de diferentes departamentos colaboran en paralelo en lugar de secuencialmente a lo largo de las fases de desarrollo y fabricación de un producto.

Mientras que la mayor parte del desarrollo de nuevos productos comienza con la ideación, pasa al equipo de diseño, luego al de ingeniería y producción, y se entrega a marketing y ventas, la ingeniería concurrente adopta un proceso de desarrollo más escalonado.

Al principio del proceso de desarrollo, se reúnen por primera vez varios equipos interfuncionales, cada uno de los cuales contribuye al diseño del producto en función de su área de especialización. Por ejemplo, el equipo de mercadeo aporta su conocimiento sobre las necesidades, deseos y expectativas actuales de los clientes, lo cual impulsa el proceso de diseño desde el principio, mientras que los ingenieros de fabricación contribuyen con su experiencia sobre cómo se puede construir el producto.

Otros miembros de equipos interfuncionales aportan sus conocimientos para minimizar posibles problemas desde el principio. Esto ayuda a garantizar un producto final de alta calidad y puede reducir el tiempo de desarrollo del producto utilizando un enfoque más sistemático para agilizar la gestión del proyecto.

Una analogía de la ingeniería concurrente o simultánea

Piense en el proceso tradicional de desarrollo de productos como en una forma convencional de construir una casa. Los cimientos deben estar terminados antes de empezar a armar la estructura, ésta debe estar terminada antes de empezar a techar, y los trabajos interiores sólo pueden empezar en cuando la estructura es impermeable. Cada gremio espera su turno y a veces descubre problemas o cambios imprevistos que pueden requerir costosas revisiones porque no se abordaron o modificaron en sus órdenes de trabajo y planos.

En un flujo de trabajo de ingeniería concurrente, los especialistas en cimentaciones han comenzado su trabajo, pero los equipos de enmarcado ya están planificando y fabricando secciones de pared en las proximidades. Los contratistas de plomería y electricidad revisan los planos desde el primer día para detectar posibles conflictos, mientras que los diseñadores de interiores influyen en las dimensiones exteriores para optimizar el espacio habitable final.

Si se trata de una casa hecha a medida, el equipo de ventas y marketing se mantiene en contacto con el comprador, comunicando cualquier cambio o ajuste que pueda surgir durante el proceso. Este enfoque colaborativo reduce el tiempo y los costos totales de construcción, al tiempo que mejora la calidad final gracias a una comunicación interdisciplinar continua.

Desarrollo histórico de la ingeniería concurrente

La ingeniería concurrente es una evolución del método más secuencial “en cascada”, habitual en el proceso de fabricación de los años setenta a ochenta. Se trata de un enfoque multidisciplinar más integrado, cuyos orígenes se remontan a los sectores aeroespacial y de defensa, que trabajan para lograr ventajas competitivas y reducciones de costos en sus industrias.

Las aplicaciones modernas en todos los sectores de fabricación incluyen productos desde la automoción hasta la electrónica de consumo y los equipos industriales.

Ingeniería concurrente vs. ingeniería bajo pedido

A primera vista, puede parecer que la ingeniería concurrente (CE) y la ingeniería bajo pedido (ETO) son similares. Sin embargo, existen algunas diferencias, tanto en el enfoque como en la toma de decisiones.

Principales diferencias de enfoque

• Flujos de trabajo secuenciales vs. paralelos: la ETO suele seguir una progresión lineal, mientras que la CE permite el desarrollo simultáneo.
• Comparación de plazos para proyectos típicos: la CE suele reducir el plazo de comercialización entre un 30% y un 50%, mientras que los flujos de trabajo típicos de la ETO favorecen la personalización frente a la velocidad.
• Asignación de recursos: la CE puede requerir un mayor compromiso inicial de recursos, pero normalmente menos horas totales de proyecto, lo que es importante para calcular el costo del producto.

Procesos de toma de decisiones

• La ETO tiene más sentido con productos más sencillos, recursos limitados y entornos muy regulados que exigirían aprobaciones secuenciales.
• La ingeniería concurrente ofrece ventajas con productos complejos, mercados muy competitivos o sistemas integrados que requieren aportaciones interdisciplinares.
• También son posibles enfoques híbridos para sectores específicos, que incorporen los principios de la CE a los marcos tradicionales de la ETO para obtener beneficios parciales.

Ejemplos de ingeniería concurrente

A continuación presentamos tres ejemplos de industrias o conceptos donde la ingeniería concurrente es práctica y cómo se aplica.

Aplicaciones en la industria del automóvil

• El desarrollo del vehículo implica que los equipos de cuadro de mandos, chasis y tren motriz trabajen en paralelo con una retroalimentación continua.
• Mejoras en el plazo de comercialización, reduciendo los ciclos de desarrollo tradicionales de 60 meses a 36-48 meses para las nuevas plataformas de vehículos, lo que da a la empresa una ventaja competitiva significativa.
• Ejemplos de reducción de costos mediante la identificación temprana de problemas de fabricabilidad antes de invertir en herramientas.

Fabricación de componentes electrónicos

• Transformación del ciclo de desarrollo de productos que permite renovarlos anualmente en lugar de en ciclos bianuales.
• Eficiencias en la integración de componentes mediante el desarrollo simultáneo de la placa PCB, la carcasa y el firmware, con pruebas unificadas.
• Los indicadores de mejora de la calidad muestran una reducción del 40 al 60 % en los cambios de ingeniería tras el lanzamiento, al corregir el producto antes de que salga al mercado.

Implementaciones de CE en pequeñas y medianas empresas

• Los enfoques a escala para equipos más pequeños que utilizan herramientas de colaboración y asignación flexible de recursos sin departamentos dedicados pueden utilizar la ingeniería concurrente.
• Las estrategias de optimización de recursos permiten al personal clave participar a tiempo parcial en los puntos de decisión críticos.
• Los ejemplos de ROI de adopciones por parte de PYMES muestran reducciones de costos de desarrollo del 15-25% a pesar de las inversiones iniciales en implementación.

Elementos básicos de la ingeniería concurrente

Para que cualquier fabricante utilice la ingeniería concurrente, necesita incorporar algunos elementos clave, incluidas soluciones de software.

Estructuras de equipos interfuncionales

Las funciones y responsabilidades esenciales para utilizar la ingeniería concurrente incluyen, como mínimo, un jefe de producto, un ingeniero de diseño, un ingeniero de fabricación, un especialista en calidad y un representante de la cadena de suministro. Alguien del equipo de ventas y marketing también puede ayudar a orientar el desarrollo del producto.

Deben establecerse marcos de comunicación que incluyan reuniones diarias, revisiones técnicas semanales y evaluaciones de hitos.

Un gráfico de distribución de la autoridad de decisión con matrices claras que muestren los requisitos de aprobación y las vías de escalado para los distintos tipos de cambio.

Herramientas de diseño integradas

La integración de CAD/CAM (diseño asistido por computador/fabricación asistida por computador) permite obtener información de fabricación sobre los diseños antes de finalizarlos utilizando entornos de datos compartidos.

Es necesario utilizar plataformas de simulación y pruebas para permitir la validación virtual de los diseños frente a las restricciones de fabricación, a menudo en 3D.

Las soluciones de software colaborativo ofrecen visibilidad en tiempo real de los cambios a todas las partes interesadas con control de versiones. Todos los miembros del equipo deben tener acceso a los avances y cambios a lo largo del ciclo.

Metodologías de gestión de procesos

Los enfoques por etapas deben adaptarse a actividades paralelas con puntos de revisión sincronizados para todos los flujos de trabajo. Las adaptaciones ágiles para la fabricación, que incorporan ciclos de desarrollo basados en sprints con hitos de creación de prototipos físicos, mantienen las iteraciones manejables.

La integración de la garantía de calidad en todo el desarrollo, en lugar de la inspección final mediante DFMEA y la validación de procesos, es necesaria para identificar y mitigar posibles problemas en el proceso de diseño y fabricación, tanto en las primeras fases de desarrollo como en las posteriores.

Ventajas y retos de la ingeniería concurrente

Cuando los pequeños fabricantes sólo han utilizado enfoques de ingeniería tradicionales, deben comprender lo que puede ofrecer la ingeniería concurrente. Examinemos las ventajas y desventajas de la ingeniería concurrente para ver ambos lados con mayor claridad.

3 ventajas de la ingeniería concurrente

1. Menor tiempo de lanzamiento al mercado, a menudo por delante de la competencia.

• Las estadísticas de compresión del ciclo de desarrollo muestran reducciones típicas del 30-50% en el plazo total de desarrollo, desde el concepto hasta la producción.
• Las ventajas competitivas incluyen la ventaja de ser el primero en llegar al mercado y la capacidad de respuesta a los cambios del mercado.
• Aceleración de la generación de ingresos gracias a lanzamientos de productos más tempranos y ciclos de vida más largos antes de la obsolescencia.

2. Unos costos de desarrollo más bajos permiten aumentar los márgenes de ganancia.

• La detección temprana de problemas ahorra dinero al detectar los problemas de diseño durante las fases conceptuales, cuando los cambios cuestan una décima parte de las modificaciones de las fases finales.
• Reducción de los requisitos de reelaboración gracias a la validación simultánea de las opciones de diseño frente a los requisitos de fabricación y calidad.
• Mejora de la utilización de los recursos gracias a una distribución más uniforme de la carga de trabajo y a la reducción de los tiempos muertos entre fases secuenciales.

3. Mejora de la calidad del producto

• Oportunidades de pruebas integradas a lo largo del desarrollo en lugar de descubrir en la fase final los desajustes entre diseño y fabricación.
• Mejoras en el diseño para la fabricación gracias a las aportaciones tempranas de los fabricantes sobre requisitos de tolerancia y métodos de ensamblaje.
• Las correlaciones de satisfacción del cliente muestran una reducción del 15-25% en reclamaciones de garantía y problemas de servicio para los productos desarrollados con métodos CE.

3 retos de la ingeniería concurrente

Como mencionamos antes, cambiar a este método de ingeniería y fabricación más secuencial no está exento de desafíos. Sin embargo, estos pueden superarse con un enfoque cuidadoso y un entorno de gestión de proyectos basado en la colaboración.

1. Resistencia organizativa

• Dificultades tradicionales de ruptura de silos que obligan a los departamentos a compartir el trabajo inconcluso y las decisiones preliminares.
• Obstáculos para la aceptación por parte de la dirección, especialmente con ejecutivos acostumbrados a métricas de desarrollo secuencial e informes de hitos.
• Requisitos de transformación cultural, incluida la responsabilidad compartida de los resultados frente a las medidas de rendimiento departamentales.

2. Intensidad de recursos

• Inversión inicial en herramientas de colaboración, formación y desarrollo de procesos (normalmente entre $50.000 y $250.000 para PYMES).
• Las limitaciones de disponibilidad del equipo requieren que el personal clave participe en múltiples aspectos simultáneamente en lugar de secuencialmente.
• Requisitos de infraestructura tecnológica, incluidos sistemas integrados de gestión de datos y acceso interdepartamental a la información de diseño.

3. Gestión de la complejidad

• Sobrecarga de comunicación por el aumento de la frecuencia de las reuniones y los requisitos de documentación entre flujos de trabajo paralelos.
• Cuellos de botella en la toma de decisiones cuando deben realizarse elecciones interdependientes con información incompleta de actividades paralelas.
• Retos en la gestión de cambios, ya que las modificaciones en un área crean efectos dominó en múltiples flujos de trabajo en curso.

¿Cuándo considerar la ingeniería concurrente?

No todos los proyectos de diseño necesitan ingeniería concurrente y procesos de fabricación secuenciales. Sin embargo, a continuación se indican algunos indicadores clave de que puede ser beneficioso.

Indicadores de complejidad del producto

Al evaluar si la ingeniería concurrente beneficiaría a su proyecto, tenga en cuenta la complejidad de su producto. Los productos con un alto nivel de interacción entre componentes —por lo general, los que tienen más de 50 componentes o tres o más sistemas integrados— suelen requerir conocimientos interdisciplinares que trabajen en paralelo en lugar de en secuencia.

Del mismo modo, preste atención a la multiplicidad de restricciones de diseño en su producto. Cuando diferentes equipos trabajan en varios aspectos de un producto, como ingenieros mecánicos, especialistas eléctricos, desarrolladores de software y empleados de fabricación, a menudo crean requisitos que chocan entre sí.

Este planteamiento resulta especialmente útil cuando la fabricación se complica. Si tiene que hacer malabarismos con varias técnicas de fabricación diferentes, ensamblar componentes de forma compleja o lidiar con una cadena de suministro complicada, sentar a todo el mundo a la mesa simultáneamente ayuda a conectar estos procesos. ¿Cuál es el resultado? Menos repeticiones costosas y menos tiempo perdido al intentar sacar los productos al mercado.

Presiones del mercado

Comprender las presiones que ejerce el mercado sobre su producto es crucial a la hora de considerar la ingeniería concurrente. Comience por realizar un análisis del entorno competitivo para identificar ciclos de lanzamiento agresivos o patrones de mejora de funcionalidades por parte de los competidores en el mercado. Cuando sus rivales innovan con rapidez, la ingeniería concurrente puede ayudarle a mantener el ritmo en un sector en rápida evolución.

Considere la evaluación de la ventaja de ser el primero en llegar al mercado para su categoría de producto. Los estudios demuestran con frecuencia que los líderes del mercado que lanzan productos innovadores antes que sus competidores obtienen ingresos superiores, normalmente entre el 10% y el 15%. La ingeniería concurrente puede comprimir significativamente los plazos de desarrollo para ayudarle a obtener esta ventaja.

Piense en los patrones estacionales de su mercado. ¿Necesita su producto cumplir unos plazos de lanzamiento específicos? ¿Está compitiendo con calendarios ajustados para aprovechar oportunidades de mercado específicas? Si es así, los flujos de trabajo paralelos de la ingeniería concurrente pueden cambiar las reglas del juego. En lugar de esperar a que termine un paso para empezar el siguiente, avanzará en varios frentes simultáneamente.

Esto es especialmente cierto en el caso de los productos vinculados a ferias comerciales, patrones de compra estacionales o ciclos de actualización tecnológica, en los que perder una oportunidad puede significar tener que esperar meses hasta que se presente la siguiente.

Factores de preparación de la organización

Al considerar la ingeniería concurrente, primero debe comprobar si su organización está preparada. Empiece por examinar las aptitudes de su equipo: ¿colaboran bien? ¿Son capaces de comunicarse eficazmente? ¿Comprenden el trabajo de otros departamentos? Estas habilidades de las personas importan enormemente porque la ingeniería concurrente derriba los muros entre departamentos. A veces, tener buenos colaboradores es incluso más valioso que tener técnicos genios que no saben compartir información.

Evalúe también su infraestructura. ¿De qué herramientas dispone? ¿Cómo gestionan los datos sus equipos? ¿Qué plataformas utilizan para trabajar juntos? La ingeniería concurrente no tendrá éxito sin sistemas sólidos para compartir información y dar acceso a todos a los diseños más recientes. Sin esta base, acabará con cuellos de botella y versiones desastrosas.

El respaldo de la dirección es la última pieza. ¿Cuenta con directivos dispuestos a patrocinar esta iniciativa? ¿Asignarán recursos? ¿Están dispuestos a cambiar su forma de medir el éxito? Para poner en marcha la ingeniería concurrente se necesita algo más que equipos entusiasmados –se necesitan líderes que defiendan el enfoque, proporcionen lo necesario y reconozcan que las métricas de colaboración importan más que la eficiencia de cada departamento por separado. Sin un fuerte apoyo desde arriba, estas iniciativas suelen estancarse ante la resistencia de la organización.

¿Cómo puede el software de producción simplificar los flujos de trabajo concurrentes?

Dado que la ingeniería concurrente puede llegar a ser compleja, a menudo se utiliza software basado en la nube para mantener el proceso bajo control. Estas soluciones de software proporcionan un hilo digital que da continuidad a los datos en todos los departamentos, manteniendo una única fuente de verdad para la información del producto a la que pueden acceder todas las partes interesadas. Esta base permite compartir información en tiempo real, lo que ofrece a los equipos una visibilidad instantánea de los cambios en el diseño y sus repercusiones. Para gestionar eficazmente este enfoque colaborativo, las sólidas herramientas de control de versiones y gestión de cambios realizan un seguimiento adicional del historial de modificaciones con flujos de trabajo de aprobación estructurados y evaluaciones de impacto, evitando confusiones durante el trabajo concurrente.

Muchas PYMES ya utilizan soluciones de software MRP para mejorar sus procesos de fabricación. Sin embargo, muchas no saben cómo integrar sus sistemas para aprovechar las ventajas de la ingeniería concurrente. O ni siquiera saben que es una opción a explorar. Estas son las razones por las que deberían hacerlo.

Gestión y visualización de tareas

El software de producción aporta claridad a los flujos de trabajo concurrentes complejos a través de herramientas de mapeo de dependencias que muestran las relaciones de rutas críticas entre flujos de trabajo paralelos con análisis de impacto automatizados. Estas herramientas admiten paneles de seguimiento del progreso que proporcionan actualizaciones de estado en tiempo real en todas las disciplinas con vistas personalizadas para las diferentes partes interesadas —los ingenieros ven los detalles técnicos, mientras que los ejecutivos obtienen métricas de finalización de alto nivel. Busque herramientas de optimización de la asignación de recursos que equilibren las cargas de trabajo entre equipos e identifiquen posibles cuellos de botella antes de que afecten a los plazos, no después de que ya hayan causado retrasos.

Facilita la colaboración

El software de producción moderno rompe las barreras físicas con funciones de coordinación de equipos remotos, lo que permite a los equipos distribuidos contribuir simultáneamente independientemente de su ubicación, ya sea al otro lado del pasillo o del mundo. Las mejores soluciones ofrecen la posibilidad de compartir documentación, herramientas de marcado y flujos de trabajo de aprobación accesibles para todos los miembros del equipo sin confusión de versiones.

Integración con los sistemas de fabricación

Los ERP de fabricación permiten que los datos de los productos fluyan directamente hacia la planificación de la fabricación, las adquisiciones y la programación de la producción sin necesidad de introducir datos redundantes ni errores de traducción. Un software eficaz con funcionalidad MES (sistema de ejecución de fabricación) incorporada permite vincular las especificaciones de diseño con las instrucciones de trabajo, los puntos de control de calidad, el control de rutas y la supervisión de la producción a lo largo del proceso de fabricación. Quizá lo más valioso sea la mejora de la visibilidad de la cadena de suministro mediante herramientas de participación temprana del proveedor y validación de la disponibilidad de componentes durante el diseño, lo que evita rediseños de última hora cuando se descubre que un componente crítico tiene un tiempo de entrega de 26 semanas.

Control de revisiones y versiones

A menudo necesario cuando se crean prototipos de varias configuraciones en la creación y producción de un producto nuevo o modificado, el software MRP moderno garantiza que la información actualizada y de fácil acceso sobre los cambios de stock revisados esté fácilmente disponible a través de un sistema de control de revisiones/versiones. Todos los cambios se guardan en la lista de materiales y en las instrucciones de ruta. Cuando se utiliza, garantiza que todos los departamentos están en la misma página con la configuración actual del producto. Los posibles errores de producción se reducen o eliminan cuando la lista de materiales se actualiza con la iteración correcta del producto.

Principales aspectos a tener en cuenta

• La fabricación tradicional sigue un camino paso a paso, pero la ingeniería concurrente lleva a todos a la mesa simultáneamente. Los diseñadores trabajan junto a los ingenieros de fabricación, que colaboran con los responsables de calidad, todo al mismo tiempo.
• Este trabajo en equipo da grandes frutos: las empresas suelen reducir el tiempo de desarrollo entre un 30-50%, detectan problemas caros cuando aún son baratos de solucionar y fabrican mejores productos porque las pruebas se realizan a lo largo de todo el proceso, no sólo al final.
• Puede que le interese probar la ingeniería concurrente si está construyendo algo complejo (como productos con docenas de componentes que interactúan), compitiendo a toda velocidad para llegar al mercado o intentando sacar más partido a sus equipos de desarrollo, que pasan demasiado tiempo esperando unos de otros.
• Hacer el cambio no es sólo cuestión de nuevas herramientas. Requiere derribar los muros entre departamentos que tradicionalmente han trabajado por separado. Los equipos necesitan autoridad para tomar decisiones juntos en lugar de esperar la aprobación de cadenas de gestión separadas.
• El software de fabricación actual crea la columna vertebral digital para la ingeniería concurrente al conectar a todos con la misma información en tiempo real, proporcionar control de versiones y permitir la colaboración entre diferentes ubicaciones y disciplinas.
• Las empresas más pequeñas no necesitan grandes recursos para beneficiarse. En lugar de invertir inmediatamente en sistemas para toda la empresa, empiece por centrarse en los procesos más críticos entre departamentos y utilice herramientas asequibles en la nube para facilitar la colaboración.
• Aunque hay una inversión inicial en tecnología, capacitación del personal y desarrollo de nuevos procesos, la mayoría de los fabricantes obtienen beneficios en los dos primeros ciclos de producción. La inversión se amortiza rápidamente al adelantarse a los competidores en el mercado y evitar costosos cambios de diseño en las últimas fases.

Preguntas frecuentes

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