Análisis funcional Cuando las necesidades del cliente ya han sido recopiladas hay que empezar a definir claramente los objetivos del diseño. Para ...

Análisis funcional

Cuando las necesidades del cliente ya han sido recopiladas hay que empezar a definir claramente los objetivos del diseño. Para ello un primer paso es desarrollar el análisis funcional del diseño (Ullman, 1992; Cross, 1994; Pahl et al., 1996; Otto y Wood, 2001). El análisis funcional consiste en descomponer funcionalmente el producto, independientemente de su estructura física (Ullman, 1992; Cross, 1994; Pahl et al., 1996; Otto y Wood, 2001).

La descomposición funcional se origina con Pahl (Pahl et al., 1996) y es adoptada por la mayoría de los modelos de diseño. La descomposición funcional disgrega la función principal en diferentes niveles de funciones que son requeridas para conseguir dicha función principal. Por lo tanto descomponer funcionalmente un producto significa identificar las funciones y subfunciones que tiene que satisfacer el producto.

Un ejemplo del análisis funcional de una biela de un motor de combustión interna alternativo (MCIA) se expone en la Figura 2-4.

Figura 2-4: Jerarquía funcional de una biela de un motor de MCA de vehículos de automóvil.

Una función de un producto es una declaración clara y reproducible de la relación entre la entrada disponible y la salida deseada de dicho producto, independientemente de cualquier particular solución. La función de un producto representa qué tiene que hacer el producto (Ullman, 1992; Pahl et al., 1996; Otto y Wood, 2001; Suh, 2001).

Las subfunciones son las funciones que se tienen que cumplir para poder conseguir la función principal. Estas subfunciones se relacionan entre ellas y su cumplimiento conjunto permitirá cumplir con la función principal.

El análisis funcional es importante por tres razones (Ullman, 1992). La primera porque permite entender mejor las expectativas que tiene el cliente sobre el comportamiento esperado del producto, así como también entender el problema antes del desarrollo del producto. La segunda, porque el resultado de la descomposición permite controlar mejor la búsqueda de soluciones para resolver el problema de diseño. Y la última, porque permite detectar posible soluciones en función de problemas ya resueltos con anterioridad.

La importancia del análisis funcional está ampliamente declarada por todos los autores de diseño. Según (Otto y Wood, 2001): “El análisis funcional es aplicable a todos los productos, porque desde el punto de vista funcional todos los productos hacen alguna cosa, por lo tanto cumplen con alguna función”. El resultado final de este análisis es conocido como la estructura funcional del producto (Ullman, 1992; Cross, 1994; Pahl et al., 1996; Otto y Wood, 2001).

Determinar los requerimientos de producto

Cuando las necesidades de los clientes ya han sido detectadas y recopiladas, y se ha realizado el análisis funcional, se procede a la definición de los requerimientos.

La definición del término requerimiento está muy influenciada por el entorno de ingeniería del cual procede: de la Ingeniería de Diseño, de Sistemas o de Requerimientos (Rios et al., 2006)

Desde la Ingeniería de Diseño, el término requerimiento se define, según (Cross, 1994), como “una declaración que debe ser satisfecha y que debe ser expresada en términos cuantitativos; un requerimiento indica qué debe hacer el producto”. La definición propuesta por (Otto y Wood, 2001) es un poco más amplia en el sentido que declara: “los requerimientos son criterios cuantitativos y mesurables que deben ser satisfechos por el producto diseñado. Los requerimientos deben ser mesurables, deben poder ser comprobados o verificados en cualquier estado del proceso de desarrollo de diseño, y no sólo al final cuando el producto está diseñado y construido. Si un requerimiento no es cuantificable y comprovable, no es un requerimiento”

Es importante destacar que normalmente la actividad de definir los requerimientos va evolucionando desde el inicio del proceso de diseño, antes del análisis funcional, hasta el inicio de la definición física del mismo. Durante esta evolución, según Rios (Rios et al., 2006) se identifican tres niveles de requerimientos que dan lugar a tres documentos distintos, Figura 2-5: los requerimientos de usuario (User Requirements Document, URDs), los requerimientos de producto (System Requirements Document, SRD) y las especificaciones de diseño (System Design Specification, SDS)

- Los requerimientos de usuario (user requirements, UDs) se derivan de recopilar las necesidades de todos los miembros relacionados con el proyecto/producto (stakeholders).

- Los requerimientos de producto (system requirements, SRs) especifican el problema que se quiere resolver considerando aspectos del cliente y aspectos técnicos.

- Las especificaciones de diseño (system design specification, SDSs) representan las primeras declaraciones de la descripción de la solución física de diseño.

Dentro de cada uno de estos documentos se incluye una amplia variedad de requerimientos que llevan asociado un amplio campo de investigación (Chakrabarti et al., 2004; Perez et al., 2005; Rios et al., 2006).

Arquitectura de producto

La definición física del diseño es el paso inminente tras el análisis funcional y la definición de los requerimientos de producto. Varias son las tendencias sobre el procedimiento de definir físicamente el diseño, algunas de ellas defienden que primero se define el concepto y luego la arquitectura (Pahl et al., 1996; Dieter, 2000), mientras que otros autores consideran que la definición de la arquitectura debe iniciarse antes de definir el concepto; en el comienzo del diseño conceptual (Otto y Wood, 2001).

En el más sentido tradicional, la arquitectura se define como la disposición de los elementos físicos de un producto para llevar a cabo las funciones requeridas (Dieter, 2000). No obstante, desde un punto de vista más conceptual (Oosterman, 2001), (Pahl et al., 1996) y (Suh, 2001) concluyen que la arquitectura de un producto puede ser definida como el modo en que distintas estructuras físicas interactúan para cumplir con el correcto funcionamiento del producto. Es decir, la arquitectura describe las estructuras físicas que componen un diseño y como interactúan (Oosterman, 2001).

La estructura física representa la materialización de los módulos funcionales del producto. Los módulos funcionales son un conjunto de funciones que están relacionadas (Van Wie, Mike J. et al., 2003) y que pueden agruparse para ser satisfechas con un sola estructura física.

Un ejemplo de las estructuras físicas que materializan los módulos funcionales de una biela de un MCIA se muestran en la Figura 2-6.