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Aquí le mostramos cómo dividir problemas complejos en problemas manejables mediante la técnica conocida como Descomposición Funcional
11 de octubre de 2019 / 7 minutos de lectura
Este artículo ha sido editado a partir de la versión original de octubre de 2015.
¿Alguna vez ha visto un producto tan complejo, pero tan elegante en su ejecución, que cree que su diseñador tuvo algún tipo de inspiración divina? ¿Que en su mente de genio, el diseño surgió completamente formado con innumerables elementos que dependían unos de otros para realizar una miríada de funciones?
Para mí, este producto genial es el autómata escritor, que fue diseñado y construido por Pierre Jaquet-Droz a finales de 1700. Considerado un antepasado remoto de la computadora programable moderna, esta muñeca máquina auto-operable utiliza una pluma de ganso para escribir texto personalizado. Es una maravilla de levas y movimiento, combinado con una artesanía meticulosa. Vea usted mismo sus increíbles funciones:
¿Cómo resolvió Jaquet-Droz este problema de diseño increíblemente complejo? Lo dividió en partes manejables, por supuesto.
En la escuela de ingeniería mecánica, a la mayoría de nosotros se nos enseñó a realizar una descomposición funcional. Este proceso divide un problema en las entradas y salidas de un producto. Luego, cada parte se clasifica como una de las tres categorías siguientes:
- Energía
- Material
- Información
Si bien este proceso de descomposición funcional de hecho rompe el problema y ayuda a separar a los diseñadores de sus conceptos de productos preconcebidos, también es engorroso y, a menudo, demasiado separado de las posibles soluciones. Mira la descomposición de un cortaúñas de la Universidad de Michigan.
Whoa. No estoy seguro de estar más cerca de diseñar un cortaúñas. ¿Cómo trazaríamos la descomposición funcional de un producto más complejo, como el Saturno V?
Si solo está haciendo un cambio incremental en su producto, por ejemplo, haciéndolo más pequeño o ligero o reduciendo la potencia, probablemente no sea necesaria una descomposición funcional rigurosa. Sin embargo, cuando se enfrentan a desafíos de desarrollo de productos realmente nuevos o difíciles, como el autómata de Jaquet-Droz, la descomposición funcional del problema es esencial para encontrar una solución. Un enfoque práctico es dividir el problema en sus funciones principales. Es fácil identificar estas funciones sin reducir el problema al nivel del cortaúñas anterior.
Pero, ¿cómo?
Trabaje en los problemas más difíciles Primero
Si no está seguro de dónde comenzar a analizar su problema, intente abordar cualquiera de los dos:
- El problema que menos sabes cómo resolver
- El problema del tapón de exposición, el que determina si tu producto funciona o no.
La clave: Centrarse primero en los problemas principales. Trabaje para encontrar estas soluciones sin preocuparse demasiado por todos los demás problemas del diseño, como el embalaje u otras interacciones. (Sí, todos esos temas también importan. Pero si no puedes hacer que el producto funcione en primer lugar, no es tan importante si es pequeño o si encaja bien. Si bien este principio puede parecer obvio, muchas veces en mi carrera he visto que los diseños se empantanan a medida que los ingenieros quedan atrapados en la maleza. Con demasiada frecuencia, preguntas como las siguientes impiden avanzar hacia adelante:
- «¿Cuál debería ser el ángulo del rastrillo en los dientes de corte?»
- » ¿Qué tamaño tiene la batería?»
- » ¿Cómo vamos a implementar un dispositivo de seguridad?»
Y mientras tanto, ni siquiera hay un prototipo funcional.
Resolver problemas de forma independiente para obtener eficiencia
La descomposición funcional es un proceso de dividir un problema en módulos funcionales más pequeños, resolviendo simultáneamente cada módulo de forma independiente y luego fusionando las soluciones líderes.
Hay tres pasos clave en cada etapa del proceso de descomposición funcional:
- Identificar funciones fundamentales
- Priorizarlas en función de su importancia
- Resolver cada una de ellas de forma independiente
Esto separa el esfuerzo de proporcionar una forma sistemática de asignar recursos de desarrollo limitados a elementos de diseño críticos. Seguir estos tres pasos también protege a su equipo de distraerse con los requisitos posteriores (como el tamaño y el costo del producto) en un punto en el que la funcionalidad fundamental no se conoce completamente. Pero, se preguntan, ¿no corro el riesgo de dividir el problema en productos que ya conozco? ¿No es por eso que necesito la descomposición funcional?
Sí, eso es un riesgo. Pero recuerde concentrarse en las funciones, no en las formas.
Esta es una de las razones por las que en muchos casos debe desarrollar por separado prototipos funcionales (aquellos que solo consideran la funcionalidad de un dispositivo) y prototipos de usabilidad (aquellos que no funcionan, pero están hechos para probar la interacción y el formulario del usuario). Para que estos prototipos sean más efectivos, no intente combinarlos demasiado pronto.
La iteración es la clave del éxito
En esta etapa, es posible que le preocupe obtener un producto Frankenstein que separe partes para realizar cada función. Volvamos a nuestro fiel cortaúñas: ¿No es esta imagen el resultado lógico de la descomposición funcional? Una solución para cada función?
Si se detuvo en su descomposición inicial, un resultado como el ejemplo del cortaúñas es una posibilidad clara. No te preocupes, solo repite el proceso.
Ahora que ha resuelto los grandes problemas, comience a buscar formas obvias de combinar la funcionalidad (por ejemplo, las cuchillas y los resortes del cortaúñas son las mismas partes). Si está trabajando en un problema más complejo, es probable que necesite descomponerlo a un nivel más grueso (más funciones incorporadas a la vez).
El diseño verdaderamente efectivo se logra siguiendo estos pasos iterativos:
- Descomponer el problema
- Idear soluciones
- Crear maquetas físicas
- Evaluar/probar
- Repetir
El Valor de un Enfoque Sistemático del Diseño
¿Qué aprendemos de todo esto?
Incluso los dispositivos muy complejos, como el autómata de Jaquet-Droz, se pueden descomponer a un nivel manejable para resolver el problema.
Como resultado, ese diseñador aparentemente genial es como tú: Jaquet-Droz resolvió problemas manejables, luego combinó y evolucionó su diseño en tantos pasos como fue necesario hasta que se reveló la solución final.
Este diseño, que en la superficie parece irreduciblemente complejo con innumerables interacciones y la elegancia de Da Vinci, fue diseñado por un diseñador inteligente. Uno que se acercó al problema de manera sistemática y trabajó diligentemente hacia una solución completa del producto. Al utilizar el enfoque sistemático descrito aquí, usted también puede resolver sus problemas más complejos.
Marca Foohey – Ingeniería
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