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Los ingenieros y las matemáticas (III de III)

Los conocimientos matemáticos quedan en la mente

Los conocimientos matemáticos quedan en la mente y ayudan a formar una especie de sexto sentido que permite reconocer patrones de aplicación

Decíamos en el artículo anterior que el ingeniero dispone por su formación, de un bagaje de conocimientos matemáticos que persisten latentemente en su intelecto. Están a la espera de saltar sobre el problema ideal para ellos, de la misma forma en que una ficha de dominó está lista en las manos del jugador experto para ser utilizada en el momento justo cuando el juego ha alcanzado una determinada condición, o como la pieza de un rompecabezas que parece no encajar en ningún lugar al iniciar el armado, pero que luego se ve que ajusta perfectamente y ayuda a entender la imagen completa.

Ahora bien, como sucede con los atletas, que deben ejercitar todos los músculos de su cuerpo, aunque no tengan una conciencia clara de cuál es el papel de cada uno en las competencias, también el ingeniero no debe conformarse con aprender “en teoría” la matemática, ni siquiera con “entenderla bien”. Es necesario ejercitarla ampliamente.

De ahí se deriva el constante bombardeo de hojas de trabajo, ejercicios, tareas, problemas, exámenes, etc., con el que los jóvenes estudiantes de ingeniería son a veces mortificados hasta el agotamiento.

Todo para asegurar que cuando la identidad trigonométrica, la técnica de derivación o integración, la función biyectiva o la demostración matemática adecuada sean requeridas estén listas y prestas en la caja de herramientas mental del ingeniero.

Y de la misma forma en que en el atleta los ejercicios que realiza en sus mejores años deportivos dejan una huella permanente en su constitución corporal aunque posteriormente cambie sus hábitos y actividades por otros más sedentarios, en el ingeniero también queda una huella intelectual de todos esos problemas y retos de análisis matemático que realizó en sus años de formación y conforman una especie de sexto sentido con el que percibe de forma ligeramente diferente los hechos y situaciones que se le presentan.

El ingeniero busca llevar los problemas al plano numérico con la dimensión y la medida, y con ello lograr la optimización, la eficiencia, la eliminación del desperdicio, y el funcionamiento ideal.

Ojo que al decir esto no pretendo afirmar una supuesta superioridad de las profesiones de ingeniería sobre las demás, de ninguna forma. Cada rama del saber y sus profesionales aportan su particular perspectiva a cada problema y situación de la vida humana y estas son complementarias, pero precisamente por eso es importante que cada cuál sepa lo que se espera que aporte.

También hay que hacer una distinción específica respecto de los matemáticos y físicos “puros”. A pesar de tener énfasis parecidos en el análisis numérico, a los ingenieros se les exige la constante aplicación práctica de sus conocimientos, el conocimiento y uso de las técnicas actuales, el desarrollo o implementación de tecnología siempre que haga falta y la preferencia de la solución particular sobre la general si esta última no es necesaria para resolver el problema que se tiene entre manos. Cuando físicos y matemáticos se emplean en la industria en labores de ingeniería usualmente también se adhieren a estos parámetros, mientras que si lo hacen en actividades de investigación entonces privilegian la búsqueda de soluciones generales. Claro que esto se podría matizar un poco y explicar de otra forma, pero para las intenciones de este artículo, esta exposición debería ser suficiente. De hecho ahondar entre la diferencia entre científicos e ingenieros merece un artículo especial y de alguna forma ya fue intentado en este blog con el chiste del matemático, el físico y el ingeniero.

Podrían hacerse muchas más observaciones sobre el uso de las matemáticas en la ingeniería, de momento dejaremos aquí estas reflexiones, sin embargo, debido a que toca la naturaleza misma de la profesión, seguramente volveremos sobre ellas en el futuro.

Los ingenieros y las matemáticas (I de III)

Los ingenieros y las matemáticas (II de III)

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Los ingenieros y las matemáticas (II de III)

El plan de estudios de todo ingeniero contiene una mezcla de diversas disciplinas matemáticas

El plan de estudios de todo ingeniero contiene una mezcla de diversas disciplinas matemáticas y debe estar balanceado y adecuado a la rama profesional

Comentábamos en el artículo anterior que por siglos el cálculo ha sido una parte integral de la vida de los estudiantes de ingeniería. Pareciera que se trata de un sustrato ineludible para todas las ramas de ingeniería.

No creo que sea posible disculpar de su estudio a los ingenieros mecánicos, eléctricos, químicos, agrónomos, civiles, entre otros.

Pero algunas ramas modernas de la ingeniería, que se derivan o se relacionan fuertemente con la revolución tecnológica de la segunda mitad del siglo XX – la invención del transistor, el desarrollo de las computadoras digitales, los lenguajes de programación, etc. – parecieran mejor servidas si enfatizan sobre todo la matemática que se relaciona con los conjuntos numerables o contables: las matemáticas discretas.

Ingenieros de sistemas, informáticos, electrónicos, de telecomunicaciones, etc., tienden a analizar el mundo desde una perspectiva discreta y amparados por tecnologías digitales.

Se puede argumentar, también desde la física cuántica moderna, que en última instancia las variables discretas modelan de forma más coherente (que no necesariamente es lo mismo que más exacta, más adecuada o más conveniente) el universo y sus fenómenos que las variables continuas o analógicas.

También se puede argumentar que el ingeniero hoy en día – y aquí no importa de qué rama de la ingeniería se hable – utiliza sobre todo técnicas y métodos numéricos, que son aproximados y están basados en algoritmos que se ejecutan en computadoras digitales.

Esto quiere decir que a pesar de que para muchos problemas comunes está disponible una solución analítica exacta, la rapidez y amplia disponibilidad de las herramientas digitales (computadoras) hacen que se acuda a la solución aproximada preferentemente.

Por ejemplo, si se necesita calcular la potencia de entrada para una bomba de agua que bombea hacia un pozo de petróleo, se puede obtener la solución exacta calculando afanosamente o se puede hacer uso de un software que proporciona la respuesta en base a un conjunto de parámetros estándar, que es más rápido y tiene menor probabilidad de error.

La matemática aplicada que el ingeniero aprendió y que le permitiría resolver ese problema particular se queda sin uso inmediato.

Ahora bien, decía el Dr. Antonio Guillot que la diferencia entre el ingeniero y el maestro de obras es que este último sólo sabe que la mezcla fragua, pero el ingeniero debe saber por qué fragua. El maestro de obras tiene un conocimiento que le resulta muy eficaz para realizar un determinado conjunto de obras, pero cuando se excede ese grupo, en obras donde la incertidumbre sobre el procedimiento correcto es mayor, entonces se necesita el conocimiento más avanzado del ingeniero, no porque éste sepa exactamente cuál es la forma correcta de hacer la obra, sino porque se asume que tiene las herramientas cognoscitivas necesarias para encontrar el mejor procedimiento.

Lo que esto quiere decir es que esa matemática “no utilizada” en realidad está ahí a la espera de encontrar el momento justo en que debe ser aplicada, no necesariamente de una forma operativa sino como el reconocimiento de un patrón de cálculo que requiere medidas especiales para producir resultados coherentes.

Hablaremos de este “sexto sentido matemático” en el próximo artículo.

Los ingenieros y las matemáticas (I de III)

Los ingenieros y las matemáticas (III de III)

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Los ingenieros y las matemáticas (I de III)

El catedrático de matemáticas usualmente es cuestionado sobre la utilidad de los conocimientos

El catedrático de matemáticas usualmente es cuestionado sobre la utilidad de los conocimientos y la motivación para estudiar la clase

Tarde o temprano teníamos que hablar de este tema. No es posible escribir un blog sobre cuestiones de ingeniería sin tocar eventualmente el tema de las matemáticas. También ayuda el hecho de que en el segundo semestre de 2009 di un curso de matemáticas precisamente, así que tuve tiempo para reflexionar sobre esta cuestión.

Fue un curso de Matemática Discreta, donde se abordan temas sobre los conjuntos numerables y la teoría y las técnicas de conteo. Esta matemática es fundamental para ciencias de la computación y es válido reconocer que mucho del desarrollo de la informática moderna tiene sus bases en los conceptos que se estudian en esta rama de la ciencia de las cantidades.

Y como siempre los alumnos preguntan ¿y esto para qué nos va a servir? El catedrático se ve cuestionado no sólo en la utilidad de los conocimientos impartidos sino en la mismísima motivación para siquiera interesarse por estudiar estos temas.

Así que, reconociendo de antemano que será necesario tocar temas un poco arduos y probablemente polémicos, voy a abordar el tema de las matemáticas en ingeniería.

Sin más: el ingeniero debe estudiar matemáticas. No hay otra manera de formar adecuadamente el pensamiento analítico, el rigor demostrativo, el sentido de la exactitud – y el de la aproximación aceptable también –, la objetividad numérica, la propensión a la medición, y tantas otras cualidades de los buenos ingenieros.

El punto a veces es entonces ¿qué matemática? Porque hay tantas ramas en esta ciencia que los diseñadores de planes de estudio en ingeniería pasan verdaderos problemas para decidir qué sí y qué no se incluirá en la carrera.

Por siglos se ha considerado que el cálculo – diferencial e integral – es básico en ingeniería. Pero ¿cuántos ingenieros conocemos que se pasen el día haciendo derivadas y resolviendo integrales en su trabajo? Además de los que son profesores universitarios, la respuesta es pocos (poquísimos).

Lo interesante del asunto es que quienes más desarrollan las áreas técnicas de la ingeniería durante su vida profesional, o quienes buscan especializaciones más avanzadas o estudios de doctorado, son precisamente quienes requieren del cálculo como herramienta cotidiana.

Entonces, de alguna forma se puede decir que quienes encarnan el ideal del ingeniero técnico, enfocado en solucionar los más difíciles problemas de ingeniería, son también quienes más utilizan las herramientas matemáticas.

La respuesta a la pregunta es entonces bien sencilla. ¿Para qué le sirve la matemática al ingeniero? Si se dedicará a administración y gerencia, las habilidades de análisis, demostración, cálculo y procedimientos matemáticos le aportarán un importante valor a sus productos intelectuales, que serán más difíciles de conseguir para profesionales de otras ramas. Y si decide enfocar su ejercicio profesional en solucionar problemas técnicos de “ingeniería pura”, las matemáticas serán su pan diario.

Las otras preguntas son un poco más complicadas. ¿Qué matemática incluir en el pensum de estudios? ¿Qué matemáticas van mejor con qué ramas de la ingeniería? ¿Cuáles son las que son tan fundamentales que no pueden disculparse en ningún ingeniero? Dejaremos estas preguntas para el siguiente artículo.

Los ingenieros y las matemáticas (II de III)

Los ingenieros y las matemáticas (III de III)

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El chiste del ingeniero, el físico y el matemático

Averiguar el volumen de una vaca

Un granjero desea averiguar el volumen de una vaca

He recibido chistes de ingenieros varias veces por email y seguramente quienes leen esto conocen algunos más (y apuesto que un mayor número sobre abogados, creo que… ¡ellos se lo buscaron!). Pero hubo uno que me enviaron que me gustó mucho porque en mi opinión refleja de forma bastante exacta algo que podríamos llamar el sentido práctico que nos caracteriza.

Un ingeniero, un matemático y un físico llegan de visita a una granja y el granjero les pide que midan el volumen de una de sus vacas.

El ingeniero llena de agua un depósito, mete a la vaca dentro, mide el volumen de agua desplazado y da la respuesta.

El matemático construye un modelo parametrizable en base a la altura del bovino y distancia desde la cabeza a la cola, hace un programa en C++ y lo presenta al granjero como solución general con la que puede averiguar el volumen de todas las vacas que quiera con un error de sólo 5%.

El físico inicia su razonamiento así: “supongamos que la vaca es esférica…”.

Claro, es un chiste, y de ninguna manera se puede asumir que corresponde exactamente a la realidad, pero me parece que refleja muy bien la formación y preparación que cada profesional recibe.

Sumergir la vaca y medir el agua desplazada

El ingeniero sumerge la vaca y mide el volumen de agua desplazado

El ingeniero está constantemente resolviendo problemas concretos y particulares. Por ejemplo, un edificio, una carretera, un sistema informático, una planta de procesamiento, un vehículo o sumergir una vaca en un depósito para medir su volumen, son soluciones concretas a problemas particulares, ninguno soluciona de forma general el problema habitacional, de transporte, de proceso de información, de producción, etc. Físicos y matemáticos, por el contrario, buscan soluciones generales aplicables a todos los casos, probablemente con métodos y herramientas diferentes, pero similares en cuanto al objetivo.

El matemático da una solución parametrizable

La solución parametrizable del matemático resuelve el problema general

Un físico o un matemático podrían construir un edificio, lo mismo que un ingeniero podría desarrollar una teoría que funcionara como solución general a un tipo de problemas, pero no es lo usual ya que no es lo que corresponde a su preparación.

Supongamos que la vaca es esférica

El físico inicia su razonamiento diciendo: supongamos que la vaca es esférica...

En conclusión, este chiste, como muchísimos más nacidos del ingenio y chispa humanos, contiene una percepción bastante acertada acerca de ingenieros, físicos y matemáticos.

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De bitmaps a vectores

Se parte de un dibujo bitmap normal

Se parte de un dibujo bitmap normal

La mayoría de imágenes disponibles en Internet son mapas de bits o variantes de ese formato (jpeg, gif, tiff, png, etc). Un mapa de bits almacena la información de color punto por punto, al final la imagen se forma colocando los puntos juntos como una pintura puntillista, y la percibimos como continua porque al ver mezclamos los puntos y colores por proximidad.

Estas imágenes no son tan buenas cuando se intentan ampliar (hacerlas más grandes), porque se distorsionan hasta llegar a un punto en el que se ven borrosas, difusas, cuadriculadas o “pixeladas” como cuando uno mira de cerca un mosaico.

Los bitmaps no funcionan muy bien cuando se necesitan agrandar o reducir

Los bitmaps no funcionan muy bien cuando se necesitan agrandar o reducir

Si se necesita ampliar o reducir las imágenes es mejor convertirlas a un formato de vectores, compuesto por líneas y otras figuras geométricas que contienen la información para reconstruirlas sin importar la escala. Por ejemplo, un triángulo rectángulo de base 10 y altura 5, si se aumenta al doble de tamaño debe resultar en un triángulo de base 20 y altura 10. Ambas figuras pueden dibujarse sin ninguna distorsión, porque la información de forma y dimensiones va almacenada en la definición de la imagen.

No siempre es posible convertir de mapas de bits a vectores. Hay diferentes herramientas que lo hacen automáticamente, usando técnicas de reconocimiento de patrones por ejemplo. Los resultados que producen pueden variar en calidad y sobre todo, difieren en criterio de vectorización. En algunos casos se obtendrá una reconstrucción más detallada y fina y en otros una más burda.

Con una línea y la herramienta "Modificar puntos" se puede reconstruir la imagen

Con una línea y la herramienta "Modificar puntos" se puede reconstruir la imagen

Como casi todo mundo tiene Power Point instalado en su computadora (en Windows y en Mac, y existen programas similares en Linux) una técnica simple para convertir una imagen mapa de bits a vectores consiste en dibujar una línea recta sobre el original y luego usar la herramienta “Modificar puntos” para ir colocando puntos sobre las líneas identificadas en el dibujo original.

Resulta un trabajo muy entretenido – es similar a tejer – aunque es recomendable realizarlo con un mouse que sea cómodo y que no fuerce la mano o la muñeca.

He utilizado esta técnica en múltiples ocasiones para obtener imágenes vectorizadas de las que pueda disponer para diversos propósitos. El caso más reciente es el del fan-fic “Harry Potter y la brujita bloguera” en el que tomando como base imágenes del mago y sus amigos (en estilo “anime”) se crearon sus equivalentes vectorizados sobre los que fue muy sencillo crear expresiones faciales con solo cambiar rasgos como la boca, el ceño, el tamaño de los ojos, etc.

También lo he utilizado para digitalizar logotipos, cuando sólo se dispone de una versión “escaneada”, luego estos se pueden utilizar para crear animaciones por ejemplo. De hecho se pueden ver algunos ejemplos en la página de animación de logotipos de Ingeniería Simple, siendo el único producto que se vende en el sitio – de momento.

Una vez se dispone de la imagen vectorizada, cambiar la expresión, la mirada o el gesto, requiere sólo de unos cuantos trazos digitales

Una vez se dispone de la imagen vectorizada, cambiar la expresión, la mirada o el gesto, requiere sólo de unos cuantos trazos digitales

Las ilustraciones de “Harry Potter y la brujita bloguera” están disponibles en la página de Harry Potter en Ingeniería Simple.

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Los mejores ingenieros

Todo proyecto de ingeniería debe tener un diseño

Todo proyecto de ingeniería debe tener un diseño

Sería un tanto pretencioso decir que hay ciertas características bien identificadas que definen a los mejores ingenieros, sobre todo porque cuando se presentan circunstancias especiales – como catástrofes, emergencias o problemas muy difíciles – los factores de peso pueden ser múltiples. Sin embargo, como se verá más adelante, existen cuatro virtudes que marcan una diferencia tan palpable que no es posible ignorarlas y en particular hacerlo en la formación de los futuros ingenieros trae consecuencias negativas.

La fórmula para “formar” a los mejores ingenieros del mundo parece sencilla: matemáticas, física, química, todas de buen nivel, cursos exigentes en el área técnica y profesional de la rama y un complemento que cubra las principales habilidades de gerencia y administración que tan necesarias resultan para el trabajo en el mundo empresarial actual.

Pero esa fórmula tiene un fallo: no ayuda por sí misma a obtener ciertas habilidades para las que la clave no es el contenido formativo, sino la práctica constante, el enfoque de los ejercicios, las situaciones a las que como parte de cada curso se expone a los alumnos, etc.

Sin más, esas cuatro virtudes o habilidades especiales tan deseables en un ingeniero son: el trabajo en equipo, cuidado por la seguridad, respeto por el usuario y pasión por el diseño. Ninguna puede considerarse más prioritaria que otra, puesto que usualmente son inherentes y concomitantes a cualquier proyecto.

El trabajo en equipo ni siquiera es una opción en ingeniería

El trabajo en equipo ni siquiera es una opción en ingeniería

Trabajar en equipo en ingeniería ni siquiera es una opción, pero que siempre se tenga que hacer no significa que siempre se haga bien. Hay mejores formas de trabajar en equipo y hay vicios que se le oponen directamente, como el protagonismo individualista, la inconsistencia en la planificación o en la definición de objetivos, las fallas en la comunicación, etc.

Muchos ingenieros deben aprender a trabajar en equipo en su vida profesional – por no haberlo aprendido en sus años de formación en la escuela de ingeniería – y mejorar cada vez más en ese aspecto a costa de perder eficiencia si no lo hacen.

Pero esa no es una opción en materia de seguridad donde las omisiones y negligencias pueden resultar en graves pérdidas económicas o humanas.

El mejor ingeniero en seguridad es el que la tiene presente a partir del mismísimo inicio de cada ciclo de ingeniería, desde el planteamiento de un proyecto, pasando por sus etapas de análisis y diseño, el respeto por las normas establecidas de seguridad y el recurso a principios más generales cuando las buenas prácticas no están bien identificadas, es lo que garantiza una solución segura para los usuarios finales.

En último caso, los riesgos no cubiertos, por cualquier razón, deben quedar claramente consignados en la documentación del proyecto.

Por tanto, la seguridad en ingeniería debe ser también un hábito del ingeniero. Ahora bien, la adquisición de un hábito puede hacerse en los años de formación, en ambientes donde los riesgos se controlan mejor, o puede hacerse en el ejercicio profesional con lo que el costo del aprendizaje corre por cuenta de los usuarios finales. Obviamente es mejor crear el hábito en los años de formación.

Pero esto no se logra si la seguridad se confina en la formación a uno o varios cursos independientes del resto – que usualmente se colocan al final de la carrera – como si la falta del hábito de la seguridad pudiera subsanarse con puros conocimientos teóricos. Es mejor que en cada proyecto, sin importar el curso o el contexto en el que se ejecuta, se exija al estudiante que cuide los aspectos de seguridad. Esta sí es una forma efectiva de crear el hábito. Requiere creatividad de parte de los catedráticos y evaluadores identificar los requisitos de seguridad en todo proyecto. Para encontrar indicios, se puede hacer la pregunta ¿qué tendría que tener este proyecto para no comprometer la seguridad de sus usuarios si fuera implementado en el mundo real?

Los productos de ingeniería tienen usuarios que merecen respeto

Los productos de ingeniería tienen usuarios que merecen respeto

De la misma forma se puede promover el respeto por el usuario final. En buena parte de los cursos de ingeniería se pierde el interés por la usabilidad de los productos finales, probablemente porque se enfatiza la calidad técnica de la solución, es decir sus mecanismos internos de funcionamiento, su eficiencia en el proceso, el costo mínimo, etc. No es difícil olvidar que alguien será el usuario final de la solución y que la eficiencia técnica no sirve de mucho si el artefacto es imposible de usar, sin mencionar que el costo de soporte de un mecanismo complicado para el usuario se eleva hasta anular cualquier ahorro en su fabricación.

En relación al diseño pareciera una redundancia recalcar lo importante que es. Todo proyecto de ingeniería debería empezar su etapa de construcción con un diseño bien estructurado. El hecho de que no suceda así es indicativo de que algo falta para hablar de verdadera ingeniería.

Nuevamente el énfasis se traslada demasiado rápido al reto técnico de la construcción, con todas sus variables, materiales, tecnología y trabajo práctico y se obvia o disculpa el paso y la evaluación de un buen diseño, hasta convertirse en algo habitual, es decir, un vicio, el vicio de no diseñar.
Más que inculcar el hábito lo que la escuela de ingeniería debería lograr es despertar en el futuro profesional una pasión tal por el diseño que nunca pueda plantearse ni remotamente empezar una etapa de construcción sin un diseño bien definido.

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Liderazgo Dinámico

El deporte y los encuentros deportivos tienen mucho qué ver con trabajo en equipo. Aún en los deportes individuales, como tenis, natación, badminton, etc., quien logra conformar un equipo con su entrenador y con quienes le apoyan, obtiene mejores resultados que quien se empeña en la autosuficiencia y el individualismo.

Partido de fútbol en el Estadio Nacional Mateo Flores

Partido de fútbol en el Estadio Nacional Mateo Flores

Observando un encuentro o partido uno puede sacar muchas conclusiones sobre liderazgo. Para empezar hay que tener claro que el liderazgo es una cosa distinta a la autoridad y al autoritarismo. El que manda, si lo hace sólo por designación o por sometimiento no es un líder. Líder es alguien a quien se sigue por una convicción que se deriva del empuje, personalidad, carisma y conocimientos que demuestra. También es líder quien toma una decisión y la lleva adelante con el apoyo efectivo del resto del equipo. Son dos puntos de vista diferentes, uno desde la óptica del equipo y otro desde la de quienes observan todo desde fuera.

Lo especial en el deporte es que el liderazgo es dinámico, es decir, no se ejerce por una sola persona, cambia constantemente durante el encuentro.

Por ejemplo en el fútbol. Quien lleva la pelota debe decidir si hace un pase, si avanza o si tira a gol. Para cualquiera de las tres posibilidades debe contar con el apoyo del resto del equipo. Si decide avanzar el resto de jugadores debe moverse también de forma que queden en posición de pase. El pase puede ser algo tan complejo como el origen de una jugada que culmine en anotación pero que requiere una serie de movimientos coordinados y cuya señal de inicio es el pase mismo, o bien algo tan sencillo como dejar la responsabilidad en manos de otro.

El basketball es similar. Quien lleva la bola ejerce de líder. Claro que siempre puede existir un jugador que grita y da órdenes o puede ser el entrenador mismo, pero estos juegos son tan intensos que es imposible coordinar así todas las jugadas. La iniciativa personal es clave y casi todos los jugadores deben demostrarla alguna vez.

Un partido de Slow Pitch, variante del Beisball

Un partido de Slow Pitch, variante del Beisball

Otros deportes parecen no seguir este esquema, pero basta observar un poco para darse cuenta de que el liderazgo dinámico también está presente. El beisball por ejemplo, el bateador tiene que tomar una decisión clave: batea o no batea, hace un toque o un golpe fuerte. Luego los jugadores que defienden, cuando reciben la bola deben decidir a dónde la lanzarán, haciendo que el resto se comprometa en una jugada: ponchar en primera o en home y evitar una carrera, intento de doble play, etc.

El volleyball es otro ejemplo claro. Un solo toque del balón determina la siguiente jugada y si el potencial del equipo y las debilidades y descuidos del otro podrán explotarse o no.

La clave en el deporte, lo mismo que en cualquier otro trabajo en equipo, es la preparación personal que ayude a tomar el liderazgo en el momento en que se requiera. En el deporte la preparación es especialmente física, para casi todo lo demás es intelectual. ¿Qué hacemos ahora? Ya sea en deporte o en ingeniería esta pregunta es equivalente a ¿quién quiere tomar el liderazgo? Y si de verdad se juega en equipo la respuesta en ambos ámbitos será similar: alguien lo toma, decide y deja que el resto del equipo también vaya asumiendo el liderazgo, dinámicamente.

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McFarland, McKenney y el Trabajo de Todos los Ingenieros (III)

Los proyectos modernos de ingeniería son generadores de información

Los proyectos modernos de ingeniería son generadores de información

McFarland, McKenney y más adelante Applegate, no se proponían que sus conclusiones fueran aplicables a cualquier proyecto de ingeniería. En realidad se enfocaron en estudiar los proyectos de Tecnologías de la Información (TI).

En 2006 me tocó participar en la terna de evaluación de la defensa privada de tesis del ahora ingeniero Jorge Marcio Díaz Castillo, a quien conocí con ocasión de dicho proceso y ahora también es un buen amigo. Su tesis se titula “Estudio de la Administración de la Tecnología de la Información como base para una planeación estratégica organizacional superior” y está disponible en línea en el sitio de la biblioteca de la URL. Escribí un pequeño resumen de la tesis para incluirla en la lista de trabajos destacados del año 2006.

Es claro el vínculo entre las ideas de Jorge Marcio y las de McFarland-McKenney – que yo por ese entonces no conocía todavía – aunque los enfoques son distintos.

Durante el proceso de defensa, que sanamente permitía (no se si todavía es así) entrevistas previas y posteriores para discutir los contenidos y revisar posibles mejoras, discutimos ampliamente cómo es que las empresas modernas evolucionan de ser puras fabricantes de productos o proveedoras de servicios, para convertirse en empresas de información.

Antes, lo que se conocía de una empresa provenía casi exclusivamente de sus productos o servicios y de los mensajes publicitarios que esta decidiera lanzar. Actualmente la situación es completamente diferente. El público demanda, además del producto o servicio en sí, información relativa a los procesos de fabricación y atención al cliente, datos sobre los procesos internos, los resultados y, en los casos más desarrollados, herramientas que le permitan al usuario comunicarse con la empresa, conocer a otros clientes y la experiencia que han tenido, saber qué han comprado en el pasado y en qué momento lo hicieron, es decir, verdaderos sistemas de información a su servicio.

En la visión moderna, cualquier proceso productivo es también un proceso de generación y manejo de información, a tal grado que una buena parte del éxito del proceso en el largo y mediano plazo proviene del buen manejo y administración que se haga de la información.

Entonces no es descabellado pensar que todo proyecto de ingeniería es también un proceso generador de información – especialmente en el ámbito empresarial pero no exclusivamente en él – y que parte de su éxito consistirá en manejar adecuadamente ese caudal.

Pero esa no es la única razón para aplicar la matriz de McFarland-McKenney en todo proyecto de ingeniería, aunque ayuda a entender porqué desperdiciar el volumen de información generado en un proyecto es desperdiciar el valor agregado que podría tener para la organización.

La razón de fondo es que se puede establecer un auténtico paralelismo – como bien lo apuntó Víctor en su comentario del artículo anterior – entre todas las ramas de la ingeniería con un sustrato común que es el ciclo de ingeniería.

Conforme la ingeniería avanza sus técnicas, tecnología y procesos se van apoyando más y más en manejo de la información al punto que una ingeniería sin TI perdería buena parte de su valor.

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McFarland, McKenney y el Trabajo de Todos los Ingenieros (II)

Dependiendo del tamaño de una organización, su requerimiento de ingenieros de planta o prestando servicios por contrato o por subcontrato (llamados outsourcing) será mayor o menor. En las empresas grandes, locales o con sedes geográficamente dispersas, el equipo de ingeniería puede estar compuesto por varios ingenieros y técnicos especialistas en ramas diversas. En cambio, si se trata de una operación pequeña es probable que haya un solo ingeniero.

Se puede hacer una analogía entre los cuadrantes de la matriz de McFarland-McKenney y el papel que cada ingeniero juega en una organización, aunque hay que reconocer que ese no era el objetivo inicial de los autores, ni mucho menos extender las categorías de la matriz a proyectos de ingeniería que no fueran de TI. Sin embargo, como se verá a continuación, la analogía hace sentido y se acomoda bastante bien a lo que cotidianamente se encuentra en el ámbito profesional.

ingenierosoporteIngenieros de Soporte. Trabajan en aplicaciones de soporte (bajo impacto en las operaciones, bajo impacto en la estrategia futura) que por lo general son bien conocidas y los problemas que se presentan con ellas se derivan de operaciones incorrectas, incompatibilidades, fallos en sistemas relacionados o en otros sistemas de soporte. El ciclo de ingeniería en estos proyectos ocurre usualmente con rapidez: se presenta el problema, se analiza rápidamente, se identifica una solución ya aplicada, se diseña la forma de aplicarla en este caso, construcción y evaluación del resultado para asegurarse de que efectivamente se solucionó el problema. Un ciclo de ingeniería tan rápido produce resultados gratificantes en el ingeniero lo que hace haya quienes desarrollan cierta afición por trabajar en este cuadrante, especialmente los jóvenes. Pero no hay que equivocarse, el trabajo aquí puede requerir la experiencia y el instinto que llega con la edad. Además, el hecho de que se trate de aplicaciones no críticas para la operación no lo hace menos importante ya que no es raro que si esas aplicaciones faltan por mucho tiempo la operación llegue a resentirse.

ingenierofabricaIngenieros de Operaciones. Trabajan en el cuadrante de fábrica y producción (alto impacto en operaciones actuales, bajo en estrategias futuras). Se trata de un día-a-día ligeramente diferente al de los ingenieros de soporte ya que están involucrados con la parte esencial de la producción del negocio. Desarrollan proyecto de mediano a largo alcance, con ciclos de ingeniería que requieren especial cuidado en la etapa de construcción ya que prácticamente – me gusta decirlo así – “construyen casas para familias que ya viven allí”, es decir, se pone a funcionar el proyecto tratando de que el impacto en la operación sea mínimo, porque esta no se detiene.
Se relacionan especialmente con los mandos medios y con los gerentes de operaciones, manejan volúmenes de datos considerables – resultados de operaciones de días, meses, o años, dependiendo de las políticas de la organización – al mismo tiempo que monitorean el estado actual de todos los sistemas.
Tienen que estar preparados para afrontar situaciones urgentes que deben ser resueltas lo más pronto posible, con riesgo de afectar los compromisos de entrega de productos o servicios de la empresa. En esos casos deben ser capaces de mantener la serenidad, aplicar los planes de contingencia y analizar la situación sin dejarse llevar por las reacciones de tensión emocional que pueden generarse en esos momentos.
Los equipos de ingeniería de operaciones suelen llegar a ser muy estables. Luego de trabajar juntos por años conocen tanto la operación y sus sistemas como a todos los involucrados y el papel que juegan en ella. Es raro que incorporen ingenieros subcontratados (outsourcing) ya que las organizaciones suelen preferir que el conocimiento y soporte de la operación crítica permanezca dentro de ella.

ingenieroestrategicoIngenieros Estratégicos. El cuadrante estratégico (alto impacto en operaciones y en estrategia futura) es el que desarrolla de forma más completa el ciclo de ingeniería. La planeación estratégica de la empresa genera los proyectos que deben ser desarrollados por los equipos de ingeniería ya existentes en la organización o bien puede ser necesario conformarlos o subcontratarlos.
El trabajo aquí suele ser multidisciplinario, involucrando a personal de diferentes áreas y con diferentes perfiles, esto porque al inicio del proyecto es necesario recolectar información que está dispersa (en la etapa de análisis) y puede resultar más efectivo incorporar al equipo al especialista del área y no conformarse con que proporcione la información documental.
El ingeniero que desarrolla proyectos estratégicos usualmente reporta directamente al equipo gerencial, debido a que la tecnología implicada no se pone en funcionamiento (en producción) hasta que el proyecto está terminado y entra a formar parte de la operación. Mientras tanto puede ser necesario disponer de un ambiente de pruebas de laboratorio.
Como usualmente los proyectos en este cuadrante implementan tecnología de punta e innovadora, se requiere una constante actualización de conocimientos y una cierta disponibilidad para correr riesgos y enfrentar situaciones desconocidas.

ingenieroreinvencionIngenieros Reinventores. Este es el cuadrante donde se produce la innovación. Las organizaciones más desarrolladas disponen de divisiones completas de investigación y desarrollo que sirve de cuna para nueva tecnología y sin importar el tamaños, siempre debe existir al menos el mecanismo que propicie la generación de ideas creativas. Los ingenieros reinventores exploran múltiples campos diferentes, siguiendo las pistas para encontrar nuevas formas de realizar las operaciones de la empresa. De todos los proyectos que se desarrollan en este cuadrante solamente unos pocos se convertirán en estratégicos cuando se demuestre que efectivamente proporcionan una ventaja competitiva. Es por ello que se dice que el impacto en las operaciones actuales es bajo pero alto en las estrategias futuras. La duración del ciclo de ingeniería es variable y en ciertas condiciones, cuando se identifica que no vale la pena continuar, ni siquiera se completa.
En todo caso, cualquier desarrollo que se considere útil, no obvio y original, puede ser patentado y convertirse en un activo generador de ingresos. El proceso de patentes también sirve para proteger tecnología crítica desarrollada internamente.
La innovación puede consistir en tecnología nueva o bien en la aplicación de tecnología conocida de una forma novedosa y original.
Con este panorama cada profesional de la ingeniería puede decidir en qué cuadrante quiere desarrollar su carrera, tomando en cuenta que puede existir cierto traslape o combinación de funciones distintas.

En el siguiente artículo explicaré por qué creo que es válido extender la matriz de McFarland-McKenney a todo proyecto de ingeniería.

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McFarland, McKenney y el Trabajo de Todos los Ingenieros (I)

En 1992 Warren McFarland y J.L. McKenney desarrollaron una sencilla pero poderosa herramienta para analizar el portafolio de proyectos de tecnología de la información (IT) en cualquier empresa u organización.

La herramienta se conoce como la Matriz de McFarland, aunque para hacerle justicia a McKenney se debería llamar Matriz de McFarland-McKenney, y se basa en la evaluación de todas las iniciativas de desarrollo de tecnologías de la información considerando dos aspectos: 1) impacto en las operaciones actuales; y 2) impacto en las estrategias futuras. Estos dos aspectos son las dimensiones de la matriz.

Combinando valores de impacto en las operaciones e impacto en las estrategias McFarland y McKenney concibieron cuatro cuadrantes en la matriz que nombraron así:

  • Soporte (Support): Bajo impacto en las operaciones, bajo impacto en las estrategias futuras. Se trata de aplicaciones que son útiles para realizar procesos no críticos. En la práctica se podría prescindir de ellas sin afectar severamente la operación. Por ejemplo, el correo electrónico, los procesadores de texto, la aplicación de nómina, hojas electrónicas. Sin embargo, si se desecharan completamente, la operación podría verse seriamente afectada.
  • Fábrica y Producción (Factory/Production): Se trata de las aplicaciones que tienen alto impacto en las operaciones actuales, hacen que todo el proceso productivo sea más eficiente. No se puede prescindir de ellas porque son críticas para la operación. Por ejemplo, el software de automatización de insumos y suministros, los controles de tiempos de almacenamiento de productos perecederos. Su impacto en la estrategia futura de la empresa es bajo, en todo caso son el resultado de la implementación de una estrategia pasada o actual o bien simplemente disposiciones de buena administración para la mejora de las operaciones.
  • Estratégicos (Strategic): Alto impacto en operaciones y en estrategia futura. Aplicaciones en desarrollo que responden a una estrategia concreta de la organización. Al ponerse en producción deberán sustituir a ciertas aplicaciones de fábrica y producción con lo que renovarán la forma de operar de la empresa, mejorarán su posición competitiva reforzándola o adicionando nuevas ventajas. Pertenecen a este cuadrante los proyectos de automatización de operaciones, la implementación de nueva tecnología de fabricación, etc.
  • Reinvención (Turnaround): Provienen de esfuerzos de investigación y desarrollo. Al iniciar la experimentación con este tipo de aplicaciones no se conoce con certeza el impacto que puedan tener, pero, conforme avanza su construcción se puede detectar si tienen el potencial de convertirse en pieza clave de una operación completamente rediseñada. De entre todos los experimentos se identifican los que podrían colocarse como la tecnología clave a mediano plazo y que por ello tienen un alto impacto en la estrategia futura. No implican necesariamente el desarrollo desde cero de toda la tecnología, se puede partir de una tecnología existente y trabajar en complementarla de acuerdo a las necesidades. Por ejemplo: sustitución de código de barras con RFID (Radio Frequency Identification) y desarrollo de la tecnología para seguimiento automatizado de insumos, subproductos y productos. Como la tecnología está en desarrollo y no hay seguridad de que funcione como se espera, el impacto en las operaciones actuales es bajo hasta que se pruebe lo contrario y el proyecto se convierta en estratégico.

Luego de clasificar cada proyecto en una categoría, asignarle alguna ponderación – el presupuesto del proyecto por ejemplo – se puede producir una imagen gráfica de los intereses actuales de la organización. Una concentración de recursos en un cuadrante particular puede indicar situaciones de riesgo. Lo mismo se puede decir si uno de los cuadrantes está descuidado.

Sin embargo, como discutiré en el siguiente artículo, la matriz también puede servirle al ingeniero para identificar un área concreta de trabajo para desarrollarse profesionalmente: soporte, operaciones, estrategia o investigación y desarrollo. Cada una tiene sus propios desafíos y perspectivas.

Los cuadrantes de la matriz de McFarland-McKenney

Los cuadrantes de la matriz de McFarland-McKenney

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