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El ciclo de ingeniería

Las cuatro actividades principales del ciclo de ingeniería: analizar, diseñar, construir, evaluar.

Las cuatro actividades principales del ciclo de ingeniería: analizar, diseñar, construir, evaluar.

En el 2001, mientras preparaba una presentación que haría en un congreso, me topé con un artículo escrito en 1996 por Keith A. Butler, que influenció significativamente mi visión de la ingeniería y de los factores humanos.
En este artículo, “Usability Engineering Turns 10”, publicado en la revista especializada Interactions de la ACM, Butler explica en qué consiste la ingeniería de la usabilidad y por qué puede considerarse una rama de la ingeniería con todo derecho.
Su argumento básico es que sigue el ciclo de ingeniería. Hasta ese momento la usabilidad era para mi algo así como la aplicación de la teoría conocida sobre factores humanos, computadoras y usuarios para construir sistemas que fueran fáciles de usar y de entender, eficientes y satisfactorios. Pero no la entendía como una ingeniería.
Tampoco estoy seguro de que yo entendiera bien cuál es la esencia de la ingeniería, y eso a pesar de que para ese entonces llevaba ya más de 3 años de haberme graduado y más de 10 de haber cerrado ingeniería y estaba estudiando la maestría.
El ciclo de ingeniería consiste en una serie de actividades que se realizan iterativamente en cada proyecto. En mayor o menor medida el ingeniero las planifica y ejecuta una o varias veces si es necesario, de acuerdo a la naturaleza del proyecto.
Para algunos proyectos de ingeniería el ciclo se ejecuta una sola vez, pero en otros, especialmente en los de ingeniería de sistemas, el ciclo puede recorrerse varias veces hasta alcanzar la solución. Se construyen múltiples prototipos que pueden desecharse hasta llegar a la versión final.

Para algunos proyectos de ingeniería el ciclo se ejecuta una sola vez, pero en otros, especialmente en los de ingeniería de sistemas, el ciclo puede recorrerse varias veces hasta alcanzar la solución. Se construyen múltiples prototipos que pueden desecharse hasta llegar a la versión final.

Butler plantea que sus actividades principales son cuatro: análisis, diseño, construcción y evaluación. El análisis es la etapa en la que el problema a resolver, o sea el proyecto a realizar, se estudia a fondo para entender su extensión, los elementos implicados, las personas a las que afecta y aquellas a las que podría afectar, los recursos con los que se cuenta para resolverlo, las técnicas disponibles que pueden utilizarse, cómo otros han resuelto el problema, los patrones y estándares implicados, etc.
En el diseño se plantea la solución a implementar. A pesar de que la solución puede ser de común aplicación en la industria o para el tipo de problema que se intenta resolver, la adaptación que se requiere para las circunstancias concretas puede implicar una innovación considerable. Si la solución es novedosa entonces resulta innovadora por sí misma. Así que todo diseño de ingeniería siempre implica innovación.
Luego inicia la construcción. Tanto el diseño como la construcción son etapas bien específicas para cada rama de la ingeniería, no se ejecutan igual si se trata de un proyecto de ingeniería química o de ingeniería mecánica y definitivamente no con las mismas perspectivas. Se puede decir que la construcción es la parte administrativa de un proyecto de ingeniería, ya que implica planeación, organización, dirección y control, que son las cuatro funciones administrativas comúnmente aceptadas. Dependiendo del proyecto la construcción puede resultar la etapa más larga.
En la evaluación se hace un examen de cómo se llevó a cabo el proyecto, si se resolvió el problema que se había planteado y si se hizo de una forma efectiva y eficiente. Puesto que no es conveniente dejar esta etapa exclusivamente para el final, ya que ayuda a identificar errores y efectos negativos que es importante resolver tan pronto como sea posible, es común que las evaluaciones se hagan con cada etapa parcial del proceso de construcción.
El ciclo se cierra cuando del resultado de la evaluación se desprenden nuevos problemas que requieren nuevamente de análisis, diseño, construcción y evaluación.
Algunos autores definen un ciclo de ingeniería con más actividades principales de las que se plantearon aquí. A mi me parece que estas cuatro especifican muy bien lo esencial de cualquier ciclo de ingeniería y que de hecho identifican lo que podríamos llamar el método de ingeniería, pero eso será tema de otro artículo.
Encabezado del artículo de Butler, publicado en 1996 en la revista Interactions de la ACM.

Encabezado del artículo de Butler, publicado en 1996 en la revista Interactions de la ACM.

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El diseño en ingeniería

Feria de Ingeniería en la Universidad Rafael Landívar en Guatemala

Feria de Ingeniería en la Universidad Rafael Landívar en Guatemala

Un diseño es la expresión de una idea que soluciona de forma innovadora un problema concreto y sirve de guía para llevarlo a la práctica, es decir, para construirlo y evaluarlo.

De todas las ramas de la ingeniería, los planos de construcción en las obras civiles son la expresión más popular de diseño. Con el tiempo han alcanzado un buen nivel de accesibilidad y muchísimas personas sin formación técnica pueden entenderlos sin mayor explicación.

No ocurre lo mismo en el resto de ramas de la ingeniería. En mayor o menor grado es posible pasar directamente del análisis a la construcción sin tener un diseño bien especificado.

Probablemente se deba a que el ingeniero es una persona práctica que se apasiona por solucionar un problema en cuanto termina de planteársele. Esta pasión, sin embargo, puede jugar en contra de la eficiencia en el proceso e incluso poner en riesgo todo el proyecto.

El caso más crítico es el de la ingeniería de sistemas informáticos, donde a menudo de hecho apenas se cubre algo del análisis y se pasa directamente a la codificación, que aquí equivale a la construcción.

Un profesor universitario lo resumía de esta forma “their design was the code” o “su diseño era el código”, como tratando de decir que simplemente habían empezado a codificar sin ningún diseño.

Las desventajas de trabajar sin diseño son muchas: falta de una orientación adecuada para el equipo, ya que cada miembro puede tener ideas diferentes sobre lo que se quiere construir; se puede adelantar mucho en la construcción y tener que desecharlo todo por falta de consistencia o porque simplemente se asumió algo que después resulta incorrecto; se le dedica demasiado tiempo a aspectos del problema y se descuida otros de igual o mayor importancia; no hay forma de evaluar si lo que se ha avanzado corresponde en tiempo y esfuerzo a lo que se habría esperado; y un largo etcétera.

Una vez más, hay fallos en la formación universitaria del ingeniero que promueven este vicio. Para empezar muchos profesores alientan a los alumnos a iniciar el trabajo sin exigir que primero se tenga un diseño. Simplemente asumen que no es necesario, que ya habrá otro curso en donde se les enseñe eso o que para el caso particular no aplica.

Los diseños pueden tomar muchas formas: prototipos, maquetas, esbozos en papel, diagramas, dibujos, storyboards (secuencias de dibujos que muestran cómo funcionará el artefacto terminado). En ingeniería de sistemas son muy populares los diagramas UML pero aunque son una excelente herramienta de ninguna forma se pueden considerar suficientes, sobre todo para sistemas interactivos que involucran usuarios. En estos es muy necesario acudir a los bosquejos, prototipos en papel, y otras formas de modelado, para dar oportunidad al usuario final de revisar si lo que espera del sistema es en realidad lo que se está construyendo.

Diseñar implica tomar decisiones. Se escoge una opción y se elimina el resto de posibilidades, para definir el diseño concreto. Estas decisiones implican criterio, compromiso y responsabilidad. Criterio porque no se pueden tomar simplemente por gusto o por conveniencia propia. Compromiso porque la decisión tomada debe acompañar todo el ciclo de ingeniería hasta la evaluación final, estando preparado para recibir cuestionamientos si hace falta. Responsabilidad porque las decisiones tomadas afectarán no solo a la obra construida sino a todos los involucrados, incluyendo a los usuarios finales.

En una conferencia del Dr. Fernando Cajas le escuché decir que más que matemáticas y física – materias tradicionalísimas en las escuelas de ingeniería – lo que había que enseñar era cómo diseñar.

Diseñar en ingeniería es idear un artefacto que resuelve un problema concreto – en oposición a un problema general, que estaría más relacionado con investigación. Enfocarse demasiado en las habilidades numéricas y los problemas abstractos que presentan las matemáticas y la física solo confina a los estudiantes a un ámbito muy restringido del universo de situaciones que enfrentan los ingenieros como profesionales. Lo peor que podría pasar es que ellos creyeran que de eso se trata la ingeniería.

Por supuesto que tiene muchísimo que ver con matemáticas y física, pero definitivamente va mucho más allá.

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