¿Qué es el diseño de ingeniería?
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Henry Petroski, un conocido ingeniero y autor, dijo: “La ciencia se trata de saber; la ingeniería se trata de hacer ». Los ingenieros combinan ciencia, matemáticas, tecnología y creatividad para crear soluciones a problemas y desarrollar productos. Al crear proyectos científicos, los científicos utilizan el método científico para recopilar evidencia sobre un problema. De manera similar, los ingenieros utilizan el proceso de diseño de ingeniería para resolver un problema o desarrollar un producto nuevo o mejor. Examinemos el proceso de diseño de ingeniería.
Proceso de diseño de ingeniería
El proceso de diseño de ingeniería consta de ocho pasos que lo llevarán desde determinar un problema que necesita solución hasta tener un producto terminado que lo resuelva.
Define el problema
El primer paso en el diseño de ingeniería es definir el problema. Al escribir una declaración de problema, necesitará saber quién? ¿Qué? ¿y por qué? del proyecto propuesto. Por ejemplo, «Jaimie necesita un dispositivo para cocinar huevos con energía solar porque no hay electricidad».
Investigación
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Una vez que se ha definido el problema, el ingeniero investigará las soluciones existentes para crear algo similar o identificar problemas que deben evitarse. Por ejemplo, al investigar cómo cocinar con energía solar, Jaimie puede encontrar que otros han intentado cocinar en la acera y fallaron porque el concreto no conduce el calor tan bien como otras superficies.
Especificar requisitos
El ingeniero determinará qué elementos serán necesarios para que la solución tenga éxito. Por ejemplo, la cocina solar de Jaimie debe poder enfocar los rayos del sol en la dirección de los huevos, la superficie de cocción debe conducir el calor y el área de cocción debe estar aislada para evitar que el calor se escape.
Soluciones de lluvia de ideas
El siguiente paso es hacer una lluvia de ideas sobre tantas soluciones como sea posible. Debe examinar varias alternativas antes de decidirse por una única solución. Nunca es una buena idea ir con lo primero que se te ocurra antes de mirar otras ideas. Por ejemplo, Jaimie podría enfocar los rayos del sol para cocinar los huevos a través de lentes o espejos. Además, podría tomar una ruta completamente nueva y usar una estufa portátil más tradicional y alimentarla a través de paneles solares.
El paso de la lluvia de ideas es un momento para la creatividad. Para generar muchas ideas, es posible que desee considerar las mejores partes de las soluciones existentes o crear analogías entre este problema y otros problemas. Escriba, dibuje y tómese el tiempo suficiente para pensar en ideas. El mejor enfoque puede estar en unos días.
Elija la mejor solución
Compare sus soluciones con los requisitos para determinar cuál se adapta mejor a sus necesidades. Algunas cosas que deben considerarse incluyen el costo, el tiempo, la seguridad, las habilidades, los recursos y la estética. Si Jaimie decidiera hacer la estufa portátil de energía solar, sería más versátil y podría cocinar más que solo huevos, pero también sería más costosa y llevaría más tiempo producirla. La olla de huevos que usa lentes o espejos, por otro lado, sería mucho más barata y más pequeña, lo que la haría más portátil, pero es posible que no pueda cocinar mucho más que huevos en ella.
A veces, se puede usar una lista simple de pros y contras como esta para comparar ideas, pero otras veces necesitará un análisis más complejo de qué tan bien cada solución satisface sus necesidades.
Desarrollar y diseñar
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A continuación, el ingeniero creará dibujos, modelos, planos o guiones gráficos para diseñar una solución para obtener resultados óptimos. A veces, esto implica determinar qué materiales son la opción más práctica para usar dados los recursos disponibles. Después de pensarlo mucho, Jaimie decidió usar la olla de huevos usando espejos en lugar de la que funciona con energía solar para mantener su idea original y mantener el precio bajo. Ahora ha hecho un plano de su diseño y necesita decidir cuánto necesita ser de metal y qué partes se pueden hacer de plástico para reducir aún más los costos.
Construye un prototipo
A veces, un ingeniero construirá varios prototipos a partir de diversos materiales para determinar los ajustes que deben realizarse antes de construir el producto final. Los prototipos son generalmente versiones menos costosas del producto final que se hacen a partir de los recursos disponibles para probar el diseño. En este punto de su proyecto, Jaimie está construyendo el primer prototipo de su hervidor de huevos en su taller. Puede que no tenga a mano todos los espejos que necesita para reflectores, pero si las láminas de metal muy pulidas pueden darle características reflectantes similares, puede usarlas por ahora.
Prueba y rediseño
Hay una gran cantidad de prueba y error en el proceso de diseño. Normalmente, habrá varios rediseños basados en los resultados de las pruebas. Por ejemplo, mientras probaba su hervidor de huevos, Jaimie podría haber descubierto que necesitaba cuatro espejos para cocinar el huevo de manera óptima en lugar de tres, u otras personas a las que pudo probarlo podrían haber pedido que los espejos se doblen cuando no se estén usando para hacer el cocedor más portátil.
A menudo, incluso después de que se utiliza el diseño final, un ingeniero continuará mejorando el producto. Después de todo, ha habido 26 versiones de cliente de Windows desde 1985. ¡Siempre hay margen de mejora!
Resumen de la lección
El diseño de ingeniería es el proceso mediante el cual los ingenieros combinan ciencia, matemáticas, tecnología y creatividad para crear soluciones a problemas y desarrollar productos nuevos y mejores. Los pasos para el diseño de ingeniería son:
- definiendo el problema
- investigando soluciones existentes
- especificando los requisitos del producto final
- lluvia de ideas
- eligiendo la mejor solución
- diseñando una solución
- construyendo un prototipo
- prueba y rediseño
La parte de prueba y rediseño a menudo requerirá muchos ciclos para desarrollar las mejores soluciones.
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