Diseño conceptual
El proceso de diseño conceptual consiste esencialmente en obtener una solución a un problema de diseño planteado a partir de las especificaciones, requisitos y necesidades planteadas.
Horvatz (2005) indica que no existe una definición precisa carente de ambigüedades acerca de lo que es el diseño conceptual, dado que éste tiene diferentes fines y aparece de diferentes maneras en varias subdisciplinas, como la arquitectura, el diseño mecánico, diseño de interiores o diseño industrial. No obstante, todos estos poseen elementos comunes, y por tanto podemos resumir el proceso de diseño conceptual, como el conjunto de tareas encaminadas a obtener una solución a un problema planteado a partir de las especificaciones, requisitos y necesidades. El diseño conceptual sintetiza dicha solución en forma de conceptos, expresados en forma de esquemas
El proceso de diseño conceptual es precedido por una investigación de mercado, que justifica la decisión de emprender el desarrollo del nuevo producto. La conceptualización del producto se basa en el resultado de una definición del producto, guiada por la especificación y unos requisitos. El objetivo consiste en generar y ensayar una serie de soluciones alternativas con objeto de identificar la más adecuada.
Desde un punto de vista metodológico, el diseño conceptual es un proceso creativo de resolución de problemas, capacitado por el conocimiento humano, la creatividad y el razonamiento. También puede entenderse como un proceso cognitivo, en el que la generación de ideas, la externalización, la síntesis y la manipulación de entidades mentales, llamados conceptos de diseño, toman lugar en un breve proceso evolutivo. (Horvatz, 2005)
(proceso genérico de diseño conceptual)
La relevancia de la fase conceptual de diseño dentro de todo el proceso de desarrollo del producto es un hecho comúnmente aceptado entre los investigadores en la materia. Horváth (2005) identifica el diseño conceptual de productos como la fase de mayor influencia en cada proceso de realización de éstos. French (1985) afirma que “es la fase donde la ciencia de ingeniería, el conocimiento práctico, los métodos de producción y los temas comerciales necesitan unirse y donde se toman las decisiones más importantes.” Se trata de hecho de una etapa crítica, donde las decisiones tomadas tienen una importancia enorme, cuyo impacto determina el coste, fiabilidad y prestaciones finales del producto en un grado muy alto. El impacto de las decisiones de diseño a lo largo del proceso de desarrollo del producto es inicialmente muy alto, por lo que, como señala Wang (2002), las oportunidades de obtener un diseño óptimo se dan en la fase conceptual
-Caracterización
La fase conceptual es la etapa en la que se exigen más al diseñador, en la que se unen la ciencia de ingeniería, el conocimiento práctico, los métodos de producción así como aspectos comerciales y donde se toman las decisiones más importantes (French,1984).
El proceso conceptual se caracteriza por varios niveles de abstracción, información incompleta e incertidumbre. El diseño conceptual siempre trata con los atributos esperados del producto más que con sus características. Los resultados del diseño conceptual se emplean directamente en la fase de diseño preliminar, de detalle y el prototipado.
-Información de diseño conceptual
Otra caracterización importante del proceso de diseño conceptual es el tipo de información que trata: Mientras que el proceso de diseño de detalle trata con dimensiones y con materiales, el proceso de diseño conceptual se ocupa de propiedades, atributos y funciones del producto.
El proceso conceptual emplea información de muy diverso tipo, evolucionando desde el inicio del proceso (especificaciones, normativa, estudios de mercado, análisis de ciclo de vida) en la definición del problema (árbol funcional), la generación de ideas (bocetos, esquemas), hasta obtener finalmente la definición del concepto de diseño (modelos 3D e incluso prototipos rápidos). La información en el proceso conceptual evoluciona más que en ninguna otra fase del proceso de desarrollo del producto, desde un alto nivel de abstracción hasta niveles suficientes de detalle para definir la solución. Los conceptos típicamente se representan por una serie de esquemas que sirven de base para la materialización del producto o del sistema. Dichos esquemas debe ser no obstante lo suficientemente desarrollado y explícito en cuanto a las características de la solución y sus componentes, sin entrar mucho en detalle además de permitir proporcionar información para estimar los costes, pesos y dimensiones, asegurando su igualmente viabilidad (French, 1984)
Evolución de la información de diseño de una turbina en la fase conceptual, preliminar y de detalle (Court, 1998)
-Relevancia
Aunque sus costes implícitos son relativamente bajos (el equipo implicado es pequeño, los materiales necesarios son sencillos y no son específicos para el proceso) el impacto de esta fase en los costes finales del producto son relevantes, principalmente por las decisiones tomadas en esta fase son críticas: B. Lotter (1989)y Hsu (2000), indican que las decisiones tomadas durante el proceso de diseño del producto son responsables del 75% de su coste final. Dentro de estas decisiones de diseño, es evidente que las más críticas son las que se toman dentro de la fase conceptual. Sus consecuencias en las fases posteriores son decisivas, teniendo unas altas repercusiones en la productividad y en los procesos de la fase de fabricación así como en la calidad del producto (Wang et al., 2002). Un diseño mal concebido no podrá compensarse con un adecuado nivel de detalle. Las decisiones tomadas en la fase conceptual tienen una influencia significativa en el coste, prestaciones, fiabilidad, seguridad e impacto ambiental del producto (Hsu y Liu, 2000). Un diseño conceptual óptimo reduce sobrecostes de no conformidades y rediseño, así como de igual modo, es muy complicado y en ocasiones imposible compensar o corregir los defectos derivados de un mal diseño en las etapas posteriores.
En los inicios de los años 80 los investigadores se percataron del impacto de las decisiones de diseño en las actividades posteriores del proceso de desarrollo. Como resultado de esto, se desarrollaron diferentes metodologías tales como el diseño para montaje, diseño para fabricación o la ingeniería concurrente. Se han desarrollado herramientas de software que implementen estas metodologías. Sin embargo, muchas de estas herramientas solamente se pueden emplear en la fase de detalle (Hsu, 1999).
Es importante mencionar que en un estudio acerca de los proyectos de diseño Europeos comparado con otros Japoneses, estos últimos dedicaban un 66% del esfuerzo total hacia el diseño conceptual y un 10% al rediseño, mientras que en el primer caso esta proporción es de un 50% y un 17% respectivamente.
- Diseño conceptual asistido por ordenador
El desarrollo de sistemas de diseño conceptual asistido por ordenador se encuentra con varios obstáculos debido a su caracterización (manejo de información imprecisa, proceso iterativo y que precisa un trabajo creativo). Los sistemas computacionales se adecuan mejor a procesos secuenciales, con tratamiento de datos precisos por lo que la consecución de un proceso de diseño asistido por ordenador es un reto aun no alcanzado que no obstante y por su importancia es un tema ampliamente abordado por la comunidad investigadora y la industria.
Existen en la actualidad numerosas aplicaciones comerciales enfocadas al trabajo en diseño conceptual así como nuevas versiones de los sistemas CAD más difundidos que han evolucionado para facilitar el trabajo creativo conceptual. Sin embargo, los resultados de trabajos de evaluación de los diversos sistemas han concluido que aún queda lejos de reemplazar a los métodos de trabajo tradicionales en cuanto a tareas de diseño conceptual creativo, como puede ser el bocetado.
Referencias
COURT, A. W. (1998). Improving creativity in engineering design education. European journal of engineering education, 23(2), 141-154.
Horváth, I., 2005. On some crucial issues of computer support of conceptual design, in: Product Engineering. Springer, pp. 123–142
Hsu, W., Woon, I.M.Y., 1998. Current research in the conceptual design of mechanical products. Comput.-Aided Des. 30, 377–389
Hsu, W., Liu, B., 2000. Conceptual design: issues and challenges. Comput.-Aided Des. 32, 849–850
French, M.J., 1984. Conceptual design for engineers. Springer
Wang, L., Shen, W., Xie, H., Neelamkavil, J., Pardasani, A., 2002. Collaborative conceptual design—state of the art and future trends. Comput.-Aided Des. 34, 981–996.
Lotter, B., 1989a. Manufacturing assembly handbook. Butterworths London.