Gleichzeitiges Engineering. 6 Methoden zur Umsetzung.

¿Qué la Ingeniería Concurrente?

Beim Concurrent Engineering soll eine Struktur entwickelt werden, in der Personen, die an einem Projekt arbeiten, sofort mit allen anderen Projektbeteiligten kommunizieren, auf aktuelle Informationen zugreifen, diese freigeben und auf transparente Weise speichern können.

Concurrent Engineering wird mit Begriffen wie Simultaneous Engineering und integrierter Produktentwicklung in Verbindung gebracht.

Für die Defense Advance Research Projects Agency (DARPA) ist Concurrent Engineering definiert als:

“Ingeniería concurrente es una metodología sistemática para el desarrollo integrado de productos que hace énfasis en dar respuestas a las expectativas de los usuarios y se fundamenta en los valores de trabajo en equipo, de cooperación, confianza mutua y participación de tal manera que el proceso de toma de decisiones proceda con grandes intervalos de tiempo en paralelo por parte de todas las perspectivas consideradas en el ciclo de vida, sincronizando a través de breves intercambios con el fin de alcanzar consenso.”

Concurrent Engineering kann den gesamten Produktentwicklungsprozess durchschneiden, da die Schritte auf dem Weg parallel und nicht sequenziell oder seriell ausgeführt werden.

Beim Concurrent Engineering muss die Idee der Entwicklung die verschiedenen Organisationsabteilungen und sogar die Lieferanten einbeziehen, um die Konvergenz neuer Ideen zu ermöglichen und spezifische Verantwortlichkeiten in jedem Glied der Produktionskette zuzuweisen.

Gleichzeitige Engineering-Arbeiten müssen computergestützte Design-, Fertigungs- und Engineering-Tools (CAE, CAD, CIM) kombinieren und müssen:

• Documentar las capacidades y debilidades del proceso de producción actual de la empresa, con análisis estructurados y diagramas de flujos, de cara a eliminar desperdicios.
• Revisar las nuevos diseños de acuerdo a la capacidad de manufactura, de servicio y mantenimiento, por ejemplo mediante la realización de AMFE´s.
• Desarrollar una red informática integrada para involucrar a las ingenierías de fabricación directamente, eliminando los errores de digitación y de interpretación.

Der Wettbewerbsvorteil eines Industrieunternehmens hängt nicht nur von seinen Produktions- und Logistikkapazitäten ab, sondern zunehmend auch von der effektiven Steuerung seines neuen Produktentwicklungsprozesses.

Los tiempos de puesta en el mercado de los nuevos productos “time to market” son cada día más importantes, dado que los clientes quieren continuas novedades y mejoras, para justificar una nueva compra.

Wenn ein Unternehmen seine Strategie darauf gründet, sich durch schnelle Produktinnovationen von der Konkurrenz abzuheben, wird es zu einem mächtigeren Unternehmen als eines, das ausschließlich eine Strategie verfolgt, die auf Kostensenkung basiert, und wenig Produktvielfalt anbietet.

In diesem Sinne besteht der beste Weg nicht nur darin, die Kosten zu senken, um die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen zu steigern. Dies darf nicht auf Kosten einer Verringerung der Produktinnovation gehen, die die Fähigkeit definiert, auf Schwankungen der Marktnachfrage zu reagieren. Ebenso können Innovation und Reaktionsfähigkeit keine Entschuldigung für einen Anstieg der direkten und indirekten Kosten sein.

En este sentido la ingeniería concurrente puede aunar un bajo coste junto a capacidad de respuesta al mercado disminuyendo también el “time to market”, lo cual puede incrementar aún más el beneficio..

¿Qué es la Ingeniería Secuencial?

Sequentielles oder konventionelles Engineering befasst sich mit einem sequentiellen Ansatz für den Prozess der Entwicklung eines Produkts, der allgemein als „Over-the-Wall-Kommunikation“ bekannt ist.

Bei diesem Ansatz überträgt jeder Bereich des Unternehmens nach der Ausführung des ihm entsprechenden Teils sein Ergebnis auf den nächsten Sektor und wartet, dh jede Phase des Designprozesses wird nacheinander entwickelt, so dass jede Phase der Sequenz erst beginnt, wenn die vorherige abgeschlossen ist.

Beispiel: Die Marketingabteilung eines Unternehmens stellt fest, dass es aufgrund eines Markttrends eine neue Geschäftsmöglichkeit gibt. Aus dieser Gelegenheit heraus wurde ein Konzept oder eine Idee entwickelt, um ein neues Produkt auf den Markt zu bringen. Erst als das Konzept vollständig vermessen und finalisiert war, ging es für das Produkt in die nächste Phase: das Produktdesign.

In dieser Phase kann es einige Zeit dauern, bis das Design validiert werden kann, so dass ein Prototyp an die
Fertigungsanlage. Sobald das Design akzeptiert war, wurde ein Prototyp an die Produktionsstätte übergeben, um mit der Massenproduktion zu beginnen.

Im sequentiellen Engineering-Modell konnten die Lieferanten ihre Arbeit erst beginnen, wenn alle vorherigen Phasen abgeschlossen waren.

Ingeniería Secuencial frente a la Ingeniería Concurrente

Abbildung 1 zeigt den Lebenszyklus eines Produktentwicklungsprojekts unter den beiden Ansätzen: dem des traditionellen Engineerings und dem des Simultaneous Engineering, das sich notorisch durch die Zeitersparnis auszeichnet.

Beim Sequential Engineering wird jede Organisationseinheit, die die Informationen erhält, unweigerlich auf Fehler stoßen
entsprechend der Perspektive ihres eigenen Fachgebiets und wird es an das Herkunftsministerium für die entsprechenden Anpassungen zurückgeben.

Dieser traditionelle oder abgeschottete Ansatz führt zu Konflikten und führt zu vielen Veränderungen und Rückkopplungen in den verschiedenen Phasen, die darauf zurückzuführen sind, dass einige in den späteren Phasen notwendige Merkmale von Anfang an nicht berücksichtigt wurden, was sich direkt auf die Erhöhung der
Kosten und Zeit der Produktentwicklung.

Aus diesem Grund wird die Qualität des Produktes zusätzlich gefährdet, sei es, weil keine Korrekturmaßnahmen ergriffen wurden oder weil die Änderungen als „Patches“ angesehen werden, die es nicht geben würde, wenn von Anfang an an einem integrierten Produktdesign gearbeitet worden wäre.

Abbildung 2 zeigt den wiederholten Rückschritt des konventionellen Engineerings.

All dies steht in scharfem Kontrast zum Simultaneous Engineering-Ansatz, der auf gleichzeitiger Arbeit in verschiedenen Phasen beruht und mehr Zeit für die detaillierte Produktdefinition und -planung erfordert.

So werden Modifikationen bereits in der Konstruktionsphase vorgenommen, lange bevor der Prototyp oder das Produktionsmuster freigegeben werden, was zu einer erheblichen Kostenreduzierung führt.

Ante un proyecto de diseño, por sencillo que parezca, el volumen de información que se maneja y se hace necesario es tal que obliga a la concurrencia de varias personas, cada una de ellas aportando su “algo” al diseño. Y la mejor forma de coordinar este flujo de información es mediante herramientas informáticas. Se está entrando ya en el diseño concurrente.

Die Anwendung neuer Technologien in jeder Phase der Entwicklung neuer Produkte muss als grundlegendes Ziel die Innovation der Produkte und die Verkürzung der Entwicklungszeit und damit der „Time-to-Market“ verfolgen.

Abhängig von der Komplexität des Produkts und der Art der verwendeten Materialien kann die Zeit zwischen dem ursprünglichen Konzept und der Vermarktung eines Produkts von einigen Monaten bis zu vielen Jahren reichen.

Diagramm b zeigt den Gesamtfluss des Produkts, von der Marktanalyse bis zum Produktverkauf, und zeigt das gleichzeitige Engineering.

Implantación de la Ingeniería Concurrente

Die verschiedenen Methoden für die Implementierung von Concurrent Engineering werden im Folgenden beschrieben.

RACE-Methodik
Die RACE-Methodik (Situation Assessment for Concurrent Engineering) wurde ursprünglich vom US-Verteidigungsministerium am „Concurrent Engineering Research Center“ entwickelt

Das Ziel von RACE war es, eine Strategie für IoT-Umgebungen zu etablieren, die einen angemessenen Übergang des Unternehmens zu den neuen Modellen der Produktentwicklung ermöglicht.

Die Implementierung von Concurrent Engineering erfordert die Bewertung des aktuellen Standes der Managementpraktiken in der Organisation, der Organisationskultur und der technologischen Unterstützung für die Entwicklung von Produkten, die sich auf die Änderung der aktuellen Praktiken auswirken werden.
Die RACE-Methodik basiert auf der Analyse des Unternehmens mit Hilfe von Fragebögen, die auf der Grundlage des Wissens entwickelt wurden, das durch die mehrfachen Iterationen mit einer großen Anzahl von Organisationen, Unternehmen,
Bibliographische Hinweise, Fälle und Ergebnisse früherer Forschungen.

Diese Fragebögen sind so konzipiert, dass sie die notwendigen Informationen zu allen kritischen Prozess- und Technologieelementen sammeln.

Der Vorschlag von RACE für die Implementierung von Concurrent Engineering basiert auf einer eigenen Transformationsstrategie, die vier Stufen umfasst, die zu CI führen:

• Conocimiento: En esta etapa se definen los planes de implantación, identificando las necesidades de formación y de nuevas tecnologías colaborativas. Asimismo, se detectan las posibles barreras al cambio que pudieran existir.
• Análisis de la situación. En esta etapa se identifican los puntos críticos (cuellos de botella) del proceso de desarrollo del producto.
• Despliegue: Realización del cambio aplicando las bases de la reingeniería de procesos y gestionando el nuevo proceso de manera eficiente.
• Mejora: Selección sistemática de Iniciativas de mejora. Para controlarlas se definirán indicadores que permitan evaluar el proceso de desarrollo del producto.

RACE II-Methodik

Die an der Eindhoven Technological University (Eindhoven Technological University, Holland) entwickelte Methodik, die ihren Vorschlag aus der Implementierungsmethodik des RACE Concurrent Engineering entwickelt. Die neue Implementierungsmethodik, die von Robert de Graaf als RACE II definiert wurde, übernimmt das globale RACE-Rahmenwerk und sein Verfahren, das zur Verbesserung des Produktentwicklungsprozesses angewendet werden soll.

Er stellt fest, dass es vier Engpässe im RACE-Modell gibt, nämlich: „mangelnde Kommunikation über die Strategie“, „instabile Produktpolitik“, „undefinierte Technologien für die Produktentwicklung“ und „undefinierte Kompetenzen“.

Um diese Lücke zu schließen, werden sie in ein neues kritisches Element namens Strategy Deployment einbezogen. Es wurde festgestellt, dass die Schlüsselkriterien für dieses kritische neue Element die Produktplanungsstrategie, die Planung der Technologie für das strategische Management und die Planung der Zusammenarbeit mit Dritten sein sollten.

Die Rechtfertigung für das Fehlen des kritischen Elements „Strategy Deployment“ in RACE ist, dass diese Methode vom Verteidigungsministerium stammt und daher nicht berücksichtigt, dass bei kommerziellen Produkten die Beziehung zu den Kunden weniger fließend ist und die Anforderungen nicht detailliert beschrieben werden. Das Team muss also Designstrategien vorschlagen, ohne genau zu wissen, was der Kunde will.

Methodik des Center for Entrepreneurial Studies and Development

Das Center for Entrepreneurial Studies and Development (CESD) an der West Virginia University (USA) hat eine Methodik für die Implementierung von Concurrent Engineering entwickelt, die ebenfalls auf RACE basiert.

Seine Methodik schlägt eine Evaluierungsmethode vor, die im Wesentlichen die Kapazität der Organisation zur Unterstützung von Concurrent Engineering bestimmt. Diese Methodik wird in vier Schritten entwickelt.

Es sei darauf hingewiesen, dass die technologische Dimension von RACE verschwindet und ein neues Kriterium mit der Bezeichnung „Technologische Systeme und Werkzeuge für CI“ definiert wird, das alles berücksichtigt, was mit der Unterstützung der Informationstechnologien für das Concurrent Engineering zusammenhängt.

Carter und Baker Methodik. (Mentor Graphics Corporation)

Parallel zu den am CERC durchgeführten Forschungen unterbreiteten Carter und Baker von der Firma Mentor Graphics Corp. einen Vorschlag für Innovationen im Produktentwicklungsprozess, der auch auf das gleichzeitige Engineering ausgerichtet ist. Sie besagen, dass Produktentwicklungsumgebungen aufgrund von fünf Hauptkräften einem kontinuierlichen Wandel unterliegen:

• La tecnología (nuevas tecnologías en la empresa)
• Las nuevas herramientas (selección de las más adecuadas),
• La distribución de tareas (gestión y división de trabajos eficientemente)
• La potenciación del talento (motivación para obtener las máximas capacidades de los empleados)
• La gestión del tiempo (reducción del “time to market”).
  

Carter und Baker schlagen eine allgemeine Methodik vor, die eine Analyse der aktuellen Situation und eine Analyse des gewünschten Umfelds umfasst, die es ermöglicht, die für das Unternehmen spezifische CI-Umgebung vorzuschlagen.

Sie bekräftigen, dass die Automatisierung (der Einsatz von Informationstechnologien) entscheidend ist, um sich zu einer Concurrent-Engineering-Umgebung zu entwickeln, und halten es für unerlässlich, Informationstechnologien schrittweise zu implementieren, um Concurrent Engineering Wirklichkeit werden zu lassen.

Methodik des Cranfield CIM Instituts.
Die vom Cranfield University Integrated Manufacturing Centre (Cranfield CIM Institute) vorgeschlagene Methodik, die eine Transformation des Unternehmens in drei Stufen innerhalb eines Rahmens namens „FAST CE“ vorschlägt.

Diese Methodik basiert auf einer früheren Situation, in der das Unternehmen die Notwendigkeit festgestellt hat, die
traditionelle Praktiken Ihres Designprozesses.

Die Methode führt die Teammitglieder durch einen fortlaufenden Prozess:

Vorbereitung des Concurrent Engineering, Durchführung eines Pilotprojekts und Ausweitung des Concurrent Engineering auf den Rest der Organisation.

• Etapa I. Preparación para la Implantación. Esta etapa, consiste en introducir los conceptos básicos de la IC a un equipo formado por la alta dirección y los jefes de departamento de la empresa.
• Etapa II. Implantación Piloto de la Ingeniería Concurrente. La segunda etapa se centra en las actividades de desarrollo de producto y en el inicio de la implantación con un proyecto piloto
• Etapa III. Expansión. Una vez que el proyecto piloto ha finalizado, y el producto seleccionado se ha lanzado con éxito al mercado, conviene revisar el proyecto y facilitar que todas aquellas lecciones aprendidas se transmitan a los siguientes proyectos.

PACE-Methodik.

Das Projekt PACE (Practical Approach to Concurrent Engineering), das darauf abzielt, einen praktischen Ansatz für die Implementierung von Concurrent Engineering zu entwickeln und zu testen, konzentriert sich hauptsächlich auf drei Interessengebiete.

• Una plataforma de conocimiento, que determina como la ingeniería concurrente puede usarse por una empresa
• Una estructura de trabajo, que determina las restricciones y los requerimientos necesarios para el cambio
• Un marco de implantación, que permite el cambio desde las prácticas de ingeniería actuales.

Das Ergebnis all dieser Studien war ein Implementierungsrahmen in sieben Phasen, der verschiedene Aktivitäten umfasst, die sich auf das Produkt konzentrieren, das als Idee geboren und aus einer Reihe von Ressourcen umgewandelt wird, um seinen eigenen Anforderungen oder Merkmalen gerecht zu werden:

• Desarrollar una estrategia: algunas ideas de implantación de IC pueden estar presentes en la empresa, pero debe formularse una estrategia desde la alta dirección antes de proceder al cambio.
• Evaluar: analizar la situación actual cuantitativa y cualitativamente, auditando los recursos disponibles, herramientas y técnicas. La evaluación a realizar puede incluir referencias, herramientas de asesoramiento, cuestionarios o indicadores.
• Crear la cultura: es importante crear una buena atmósfera que reportará resultados y deseo de éxito.
• Priorizar las mejoras: cuando se considera un cambio, no todas las opciones serán posibles y ciertos caminos pueden parecer ideales a primera vista. Se debe, por tanto, seleccionar aquella que suponga la mejora pero con una transición que minimice el riesgo.
• Planificar el cambio: para conseguir el éxito es esencial una planificación cuidadosa y apropiada. Partiendo de la priorización de mejoras, el líder y los miembros del equipo deben utilizar sus resultados para establecer el plan de acción.
• Implantar la situación mejorada: este paso es, fundamentalmente el núcleo de la implantación.
• Reforzar la implantación: en esta última fase se necesita un gran es fuerzo para evitar el regreso al comportamiento anterior.

DIP/IPP-Methodik

Diese Methodik zielt hauptsächlich darauf ab, dass sich das Unternehmen, das sie anwendet, in Bezug auf Kosten, Qualität und Reaktionszeit verbessert, um eine Wettbewerbsposition auf dem Markt zu erreichen und zu halten.
Die Entwicklung dieser Phasen im Unternehmen weist unterschiedliche Zeitskalen auf.

• ETAPA 1. Introducción: En esta etapa se debe convencer y comprometer a la dirección general de la compañía y a los responsables de cada departamento, sobre los beneficios de la Ingeniería Concurrente y la importancia de emprender un proyecto con esta orientación.
• ETAPA 2. Revisión de la dirección: La dirección de la empresa debe concentrar sus esfuerzos hacia el fortalecimiento de sus estrategias para avanzar hacia el logro de su visión de futuro y poder fundamentar y sostener una ventaja competitiva. La dirección debe establecer una visión que integre la metodología para implementarla exitosamente y que sea consistente con las políticas y el plan estratégico.
• ETAPA 3. Diagnóstico: Esta etapa consiste en hacer un diagnóstico general de la situación actual del Proceso de Desarrollo de Productos en aspectos tales como: tecnología, recurso humano, organización, información y forma de trabajo en la empresa, según los pilares de la Ingeniería Concurrente.
• ETAPA 4. Planeación: Consiste en realizar un plan detallado para la implementación de la ingeniería concurrente con base en las etapas anteriores. La planeación encierra una serie de actividades y objetivos que se deben cubrir, para lo cual considera seis subetapas:

a) Entwicklung des Konzepts: In dieser Phase müssen folgende Aktivitäten durchgeführt werden:

• Mercado: Análisis de las características que se quieren investigar del producto, la determinación del nicho de mercado.
• Focus Group: Realización de reuniones con los clientes directos y potenciales, con el fin de extraer directamente del consumidor las características del producto que ellos consideren importantes.
• Especificación inicial mediante QFD: Utilización de la técnica Despliegue de la Función de Calidad (QFD) como herramienta para estructurar los requerimientos del cliente, transformándolos en especificaciones técnicas del producto.

b) Produktentwicklung: Es erfolgt die detaillierte Definition des Produkts. Es umfasst Aktivitäten wie:

• Especificaciones técnicas: Se definen las especificaciones técnicas con base en la información de los requerimientos del cliente y las especificaciones técnicas del producto.
• Diseño conceptual: Es la generación del diseño del producto basado en las necesidades del cliente y en las especificaciones técnicas.
• Diseño para x (DFx): x se refiere a aspectos claves del ciclo de vida del producto, tales como: manufactura, ensamble, empaque, uso, servicio, ambiente, entre otros.
• Análisis de efecto de modo de falla (FMEA): Se refiere a la identificación y prevención de varios modos de falla del producto y/o proceso.
• Diseño detallado: Definición final del producto, dimensiones, tolerancias, materiales, método de ensamble, empaque, etc.
• Prototipos y pruebas (opcional)

c) Verfahrenstechnik: Es wird der Herstellungsprozess definiert, der für die Herstellung des Produkts und jeder Art von Werkzeug, der für seine Herstellung erforderlich ist, erforderlich ist.
d) Produktion.
e) Produkttests.
f) Kundendienst.

• ETAPA 5. Ejecución del proyecto: Consiste en la ejecución del proyecto piloto para el desarrollo del producto de una manera práctica bajo el enfoque de IC. Aquí se pone en práctica la planeación llevada a cabo en la etapa anterior. En esta etapa, los indicadores cuantitativos utilizados son: el tiempo de ejecución del proyecto y los costos en la ejecución.
• ETAPA 6. Retroalimentación y mejora continua: Esta etapa es muy importante debido a que la medición de los objetivos logrados será relevante para fortalecer la metodología y permitir la expansión futura de este enfoque en la empresa. El uso de indicadores es clave para evaluar, monitorear y controlar los logros alcanzados durante la práctica del proyecto piloto y tomar las medidas o correcciones adecuadas para obtener una mayor eficiencia.
• ETAPA 7. Expansión de la ingeniería concurrente: En esta etapa se busca extender los beneficios de la IC a todas las áreas de la empresa.

Ingeniería concurrente e integración empresarial

Um die Implementierung der oben beschriebenen Techniken durchzuführen, müssen wir berücksichtigen, dass die Personen, die innerhalb des Arbeitsteams zusammenarbeiten werden, verschiedenen Bereichen des Unternehmens angehören. Die ständige Kommunikation zwischen ihnen muss durch wöchentliche Treffen gefördert werden, in denen Entscheidungen getroffen und Verantwortlichkeiten delegiert werden.

In diesem Sinne können uns die Lean-Methoden bei der korrekten Organisation von abteilungsübergreifenden Meetings helfen, bei denen es zweckmäßig ist, visuelle Managementmittel und -panels zu haben.

Die Mitarbeiter werden unabhängig von der Position in allen Abteilungen gleich behandelt, es wird eine einfache Sprache verwendet, die es jedem ermöglicht, zu verstehen, was vorgeschlagen wird, und sich beteiligen zu können.

Wenn die Verwendung von Fachsprache erforderlich ist, sollte das Konzept so definiert werden, dass verhindert wird, dass einige der Anwesenden falsche Informationen interpretieren oder falsche Informationen erhalten, die die Entscheidungsfindung behindern.

Conclusiones

Concurrent Engineering, wie oben erwähnt, kann den Prozess der Produktentwicklung verbessern, da die Einbeziehung aller Abteilungen des Unternehmens zu einer besseren Kommunikation in allen Prozessen führt, was zu einer besseren Arbeitsumgebung, Geschwindigkeit, Effizienz und schnelleren Erkennung bestimmter Probleme führt, die auftreten können.

• El objetivo principal, que es lograr que las empresas ofrezcan productos de calidad a un precio accesible para el mercado en el menor tiempo posible.
• Para que una empresa trabaje a toda su capacidad debe existir una excelente comunicación entre los empleados por tal motivo se maneja el llamado “equipos de trabajo multidisciplinares”, la principal función de estos equipos radica en la precisa delegación de las funciones de cada área y de darles capacitación constante para que los empleados estén a la vanguardia de nuevos procesos de trabajo que se implementen.
• La IC es un método relativamente nuevo. Las empresas multinacionales son los grandes usuarios. Sin embargo, la mayoría de las empresas medianas o pequeñas todavía no han puesto en marcha el desarrollo de esta metodología.
• La ingeniería concurrente supone mejoras en el proceso de desarrollo de productos. Tiene el potencial de conseguir proyectos menos fragmentados, mejoras en la calidad de los proyectos, reducir la duración de los mismos y su coste total.

Bibliografía

Barba, E. (2001). Concurrent Engineering: Leitfaden für die Implementierung im Unternehmen: Diagnose und Bewertung. Barcelona: Gestión 2000.
Flores, R. G. (2004). Gleichzeitige Ingenieur- und Informationstechnologien. Ingenieurwesen, 7.
Schmid, S. R. (2012). Fertigung, Technik und Technologie. Mexiko: Pearson Education.

Sobre el autor:

Juan Anel

Juan Anel Gracia es Doctor ingeniero industrial y consultor en Lean Manufacturing e Industria 4.0. Ayuda a las pymes a mejorar su productividad y digitalización. Profesor universitario en la UVic-UCC y asesor acreditado por ACCIÓ.

https://www.linkedin.com/in/juan-anel/