Segunda edición
Introducción
a la
INGENIERÍA
Dr. Sergio Romero Hernández Dr. Omar Romero Hernández Dr. Daniel Muñoz Negrón
Introducción a la ingeniería Segunda edición
Dr. Sergio Romero Hernández Dr. Omar Romero Hernández Dr. David Muñoz Negrón
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Introducción a la ingeniería. Segunda edición Dr. Sergio Romero Hernández, Dr. Omar Romero Hernández, Dr. David Muñoz Negrón Presidente de Cengage Learning Latinoamérica: Fernando Valenzuela Migoya Director Editorial, de Producción y de Plataformas Digitales para Latinoamérica: Ricardo H. Rodríguez Editora de Adquisiciones para Latinoamérica: Claudia C. Garay Castro Gerente de Manufactura para Latinoamérica: Raúl D. Zendejas Espejel Gerente Editorial de Contenidos en Español: Pilar Hernández Santamarina Gerente de Proyectos Especiales: Luciana Rabuffetti Coordinador de Manufactura: Rafael Pérez González Editor: Sergio R. Cervantes González Diseño de portada: Anneli Daniela Torres Arroyo Imagen de portada: Engineering Design Science as a Blueprint Concept © kentoh/Shutterstoc kentoh/Shutterstockk Composición tipográfica: Rogelio Raymundo Reyna Reynoso Impreso en México 1 2 3 4 5 6 7 15 14 13 12
© D.R. 2015 por Cengage Learning Editores, S.A. de C.V.,., una Compañía de Cengage Learning, Inc. C.V Corporativo Santa Fe Av. Santa Fe núm. 505, piso 12 Col. Cruz Manca, Santa Fe C.P. 05349, México, D.F. Cengage Learning® es una marca registrada usada bajo permiso. DERECHOS RESERVADOS. RESERVADOS. Ninguna parte de este trabajo amparado por la Ley Federal del Derecho de Autor, podrá ser reproducida, transmitida, almacenada o utilizada en cualquier forma o por cualquier medio, ya sea gráfico, electrónico o mecánico, incluyendo, pero sin limitarse a lo siguiente: fotocopiado, reproducción, escaneo, digitalización, grabación en audio, distribución en Internet, distribución en redes de información o almacenamiento y recopilación en sistemas de información a excepción de lo permitido en el Capítulo III, Artículo 27 de la Ley Federal del Derecho de Autor, sin el consentimiento por escrito de la Editorial. Datos para catalogación bibliográfica: Dr. Sergio Romero Hernández, Dr. Omar Romero Hernández, Dr. David Muñoz Negrón Introducción a la ingeniería. Segunda edición ISBN: 978-607-519-542 978-607-519-542-1 -1 Visite nuestro sitio en: http://latinoamerica.cengage.com
Contenido
Prefacio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
xiii
CAPÍTULO 1 Introducción a la ingeniería . . . . . . . . . . . .
1
¿Qué es la ingeniería? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Historia de la ingeniería . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Perfil del ingeniero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ética profesional y valores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Propiedad intelectual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1 4 13 14 18
CAPÍTULO 2 El mundo de la ingeniería . . . . . . . . . . . . .
21
Ingenieros más notables. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ramas de la ingeniería . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . El estudio y campo laboral de la ingeniería . . . . . . . . . . . . Asociaciones de ingeniería . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Últimos desarrollos ingenieriles en diferentes sectores . . . Retos y nuevas fronteras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21 25 34 36 38 44 46
CAPÍTULO 3 Estrategia, innovación y competitividad. .
51
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10
Nuevo entorno competitivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Estrategia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Estrategia versus efectividad operativa . . . . . . . . . . . . . . . Posiciones de ventaja competitiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fuentes de ventaja competitiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cadena de valor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Innovación de procesos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Premio de la innovación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Disciplina de la innovación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oportunidades y fuentes de la innovación . . . . . . . . . . . . .
51 53 54 55 58 59 62 64 65 67
viii
Contenido
Metodología de innovación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mapa de la estrategia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Comentarios finales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
68 71 73
CAPÍTULO 4 Algorítmica y programación . . . . . . . . . . .
77
Solución automatizada de problemas . . . . . . . . . . . . . . . . Algoritmos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Programación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ingeniería de software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
77 81 93 100
3.11 3.12 3.13
4.1 4.2 4.3 4.4
CAPÍTULO 5 Herramientas computacionales 5.1 5.2 5.3 5.4
para ingeniería . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
105
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Programas computacionales para ingeniería . . . . . . . . . . MATLAB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Comentarios finales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
105 106 109 127
CAPÍTULO 6 Energía, medio ambiente y 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 6.10 6.11
desarrollo sustentable . . . . . . . . . . . . . . .
131
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Principales problemas ambientales y energéticos . . . . . . . Breve recuento histórico ( The natural step ) . . . . . . . . . . . . Herramientas de manejo ambiental . . . . . . . . . . . . . . . . . . Flujos de materia y energía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Análisis de ciclo de vida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gestión de riesgos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Evaluación de impacto ambiental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Energías renovables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ecología industrial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sistemas empresariales de manejo ambiental . . . . . . . . . .
131 132 135 138 139 144 147 150 153 155 157
CAPÍTULO 7 Materiales en ingeniería y procesos 7.1
7.2 7.3 7.4 7.5
de manufactura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
161
Introducción e importancia de los materiales en ingeniería . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Estructura de los materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Principales aleaciones ferrosas y no ferrosas . . . . . . . . . . Polímeros y cerámicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Propiedades mecánicas de los materiales . . . . . . . . . . . . .
161 163 166 167 169
Contenido
ix
Clasificación general de los procesos de conformado . . . Procesos de fundición y vaciado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Conformado de metales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Conformado y aplicaciones de polímeros . . . . . . . . . . . . . Manufactura integrada por computadora . . . . . . . . . . . . . Construcción rápida de prototipos. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
170 171 172 173 176 180
CAPÍTULO 8 Ergonomía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
183
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Historia de la ergonomía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Áreas de la ergonomía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ergonomía de diseño centrado en el usuario . . . . . . . . . . .
183 185 189 222
7.6 7.7 7.8 7.9 7.10 7.11
8.1 8.2 8.3 8.4
CAPÍTULO 9 Diseño y desarrollo de productos: un enfoque CAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
225
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Procesos de desarrollo y organizaciones . . . . . . . . . . . . . . Planeación de productos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Identificación de necesidades y generación de especificaciones ingenieriles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Generación y selección de conceptos: el uso del CAD . . . Pruebas y prototipos mediante CAM . . . . . . . . . . . . . . . . . Estrategias modernas de diseño considerando PLM . . . .
225 227 233 236 242 245 245
CAPÍTULO 10 Ingeniería económica. . . . . . . . . . . . . . . .
249
Rentabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Principales medidas de rentabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . Fuentes de recursos financieros. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Estudio de caso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
249 253 257 263
CAPÍTULO 11 Administración de proyectos. . . . . . . . . .
273
9.1 9.2 9.3 9.4
9.5 9.6 9.7
10.1 10.2 10.3 10.4
11.1 11.2 11.3 11.4
11.5
11.6
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . El proyecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Planeación de proyectos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Programación de proyectos con tiempos de actividades conocidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Programación de proyectos con tiempos de actividades inciertos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Consideraciones de costos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
273 275 280 294 297 300
x
Contenido
CAPÍTULO 12 Ingeniería y control de la calidad . . . . . .
307
La filosofía de calidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Variabilidad en el desempeño. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Herramientas para analizar y registrar la variabilidad. . . . . Control estadístico de procesos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medición de la habilidad de un proceso . . . . . . . . . . . . . . Six Sigma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mejora en la habilidad de un proceso . . . . . . . . . . . . . . . . Las normas ISO 9000 e ISO 14000 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
307 310 312 315 321 323 325 327
CAPÍTULO 13 Diseño de planta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
333
Planeación de un estudio de diseño de planta . . . . . . . . . Localización de plantas, almacenes y servicios dentro de la planta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Disposición de planta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
334
CAPÍTULO 14 Producción y cadena de suministro . . . .
381
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pronóstico de la demanda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Planeación agregada de la producción . . . . . . . . . . . . . . . Administración de inventarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Plan maestro de la producción (PMP) . . . . . . . . . . . . . . . . Planeación de requerimiento de materiales y JIT. . . . . . . . Administración de la cadena de suministro . . . . . . . . . . . . El efecto bullwhip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Estrategias de sincronización de la cadena de suministro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
381 381 385 391 401 402 404 407
CAPÍTULO 15 Simulación de sistemas . . . . . . . . . . . . . .
415
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Simulación estocástica de evento discreto . . . . . . . . . . . . Simulación con Excel y VBA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
415 419 436
CAPÍTULO 16 Modelado y optimización . . . . . . . . . . . . .
461
¿Qué es un modelo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Clasificación de los modelos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Proceso de modelado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Introducción a la programación lineal . . . . . . . . . . . . . . . .
461 462 465 468
12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 12.8
13.1 13.2
13.3
14.1 14.2 14.3 14.4 14.5 14.6 14.7 14.8 14.9
15.1 15.2 15.3
16.1 16.2 16.3 16.4
338 357
411
Contenido 16.5 16.6 16.7 16.8 16.9
Solución de un PPL con dos variables de decisión . . . . . . Terminología de PL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Caracterización de los modelos de PL . . . . . . . . . . . . . . . . Análisis de sensibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Solución de un problema de PL con más de dos variables de decisión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
xi
471 475 476 480 482
APÉNDICE Introducción a la estadística A.1 A.2 A.3 A.4 A.5
y las probabilidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
485
Introducción a las probabilidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Variables aleatorias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Principales distribuciones de variables aleatorias . . . . . . . Introducción a la estadística descriptiva . . . . . . . . . . . . . . Introducción a la estadística inferencial . . . . . . . . . . . . . . .
486 491 498 510 518
CAPÍTULO
1
Introducción a la ingeniería
AUTORES:
1.1
Sergio Romero Hernández Omar Romero Hernández David Muñoz Negrón Con la colaboración de Rodrigo Nava Ramírez
1.2 1.3 1.4 1.5
¿Qué es la ingeniería? Historia de la ingeniería Perfil del ingeniero Ética profesional y valores Propiedad intelectual
1.1 ¿Qué es la ingeniería? Existe un sin fin de razones por las que la ingeniería despierta interés en los jóvenes. Muchos estudiantes comienzan a estudiar ingeniería porque se sienten atraídos por los campos de la ciencia y las matemáticas (Wickert, 2004). Otros se interesan en las distintas ramas de la ingeniería porque están motivados por sus intereses sobre tecnología o por la curiosidad de saber cómo funcionan las cosas diariamente, o visto desde una perspectiva entusiasta, cómo funcionan las cosas esporádicamente. El estudio de la ingeniería es la plataforma mediante la cual puede me jorarse todo sistema. Uno de los objetivos principales de un ingeniero es adaptar la tecnología para ofrecer soluciones que satisfagan necesidades del hombre. Esto generalmente implica construir o diseñar un dispositivo que alcance una meta que anteriormente no pudo ser alcanzada, o que no fue finalizada tan rápida, exacta o con la seguridad como se deseaba. La ingeniería es el conjunto de conocimientos y técnicas científicas aplicadas a la creación y perfeccionamiento de estructuras (tanto físicas como teóricas) y su implementación para la resolución de problemas que afectan la actividad cotidiana de la sociedad. A diferencia del pensamiento general, que dice que la palabra ingeniero ( engineer ) se encuentra asociada a un motor (engine), etimológicamente la palabra ingeniero procede de ingenio (máquina, artificio), que a su vez proviene del latín ingenium , facultad de razonar con prontitud y facilidad; en el desarrollo de sus actividades,
2
Capítulo 1
Introducción a la ingeniería
además del conocimiento y la experiencia, lo que distingue al verdadero ingeniero es la imaginación, la capacidad de proponer soluciones innovadoras o alternativas a las convencionales, sin ser un inventor que razona a voluntad de su capricho. El ingeniero debe ser capaz de identificar y comprender las limitaciones (disponibilidad de recursos materiales, humanos, técnicos y económicos), así como los requisitos (por ejemplo, utilidad, seguridad, costo o estética) aplicables al objeto o sistema que pretende diseñar y construir. A partir de ese conjunto de exigencias, y utilizando sus conocimientos de las ciencias físicas, químicas, matemáticas, económicas, etc., y su propia experiencia, el ingeniero propone soluciones adecuadas al problema planteado. En la mayoría de los casos la solución no será única, por lo que es necesario evaluar las diferentes opciones para escoger la óptima. Definición
El arte profesional de la aplicación de la ciencia para la conversión óptima de los recursos naturales en beneficio del hombre.
La ingeniería es un arte que requiere del juicio necesario para la adaptación del conocimiento a usos prácticos, así como la imaginación para concebir soluciones originales a problemas concretos, y la habilidad de predecir el desempeño y el costo de nuevos procesos. Cualquiera que sea el caso, es importante reconocer que la ingeniería es distinta de los temas fundamentales sobre ciencia y matemáticas. La ingeniería es la encargada de aterrizar y dar forma a todos los avances científicos y tecnológicos, gracias a ella contamos con productos y servicios que facilitan nuestra vida diaria, desde aviones o computadoras hasta el empaque de cualquier producto. Comparación con el científico Un buen científico es una persona con ideas originales. Un buen ingeniero es una persona que hace un diseño que trabaja con el menor número posible de ideas originales. No hay divas en ingeniería.
Freeman Dyson Mientras la función del científico es la búsqueda del conocimiento, la del ingeniero es la aplicación de éste. El científico añade al conocimiento verificado y sistematizado del mundo físico; el ingeniero hace uso y aplica el conocimiento para ocuparse de problemas prácticos. La ingeniería está basada principalmente en la física, química, matemáticas y su injerencia en la ciencia de los materiales, mecanismos sólidos y fluidos, termodinámica, procesos de transferencia, sistemas analíticos y de producción, así como cualquier otro conocimiento relacionado. Básicamente, un ingeniero es un diseñador que idea sistemas para la resolución de distintos problemas de la forma más práctica y con el mínimo de recursos, espacio y tiempo posible.
3
1.1 ¿Qué es la ingeniería?
Ciencia
Ingeniería
Tecnología
FIGURA 1.1
A diferencia del científico, el ingeniero no siempre tiene libertad para seleccionar el problema que le interesa, debe resolver problemas conforme éstos van apareciendo y su solución debe satisfacer requerimientos, a menudo en conflicto. Generalmente, la eficiencia tiene un costo monetario: los requerimientos de seguridad añaden complejidad y un proceso mejorado tiene mayor relevancia. La solución del ingeniero debe ser la óptima, o al menos la más adecuada para la resolución de un problema en un contexto particular. El resultado final que tome en cuenta la mayor cantidad de factores, a menudo es el elegible. Además del conocimiento los ingenieros emplean dos tipos de recursos naturales: materiales y energía. Los materiales son útiles por sus propiedades: fuerza, facilidad de fabricación, ligereza, durabilidad, así como por su habilidad para conducir o aislar, sus propiedades químicas, eléctricas o acústicas. Importantes fuentes de energía incluyen combustibles fósiles (petróleo, carbón, gas), aire, luz solar, fuerza hidráulica y fusión nuclear. Dado que la gran mayoría de los recursos son limitados, el ingeniero debe preocuparse por la continua generación de nuevos recursos, así como por el uso eficiente de los ya existentes, sobre todo los no renovables. El resultado de las actividades ingenieriles contribuyen al bienestar del hombre, para proporcionar alimento, refugio y bienestar , haciendo más fáciles y seguros los lugares de trabajo, el transporte y la comunicación, prolongando la vida y haciéndola agradable y satisfactoria. La ingeniería e s uno de los pilares del bienestar social. Funciones de la ingeniería
Las ramas de la ingeniería indican con qué trabaja el ingeniero, las funciones específicas describen lo que hace el ingeniero. A continuación se muestran algunas de las funciones del ingeniero y su relación con la ciencia: •
•
•
Investigación. La investigación del ingeniero busca nuevos princi-
pios y procesos empleando conceptos matemáticos y científicos, técnicas experimentales y razonamientos inductivos y deductivos. Desarrollo . El ingeniero aplica los resultados de la investigación a propósitos útiles que concluyen en el desarrollo de nuevos productos o procesos. Una aplicación ingeniosa y creativa del nuevo conocimiento puede resultar en un nuevo modelo de trabajo, circuito eléctrico, técnicas experimentales, un proceso químico o en una máquina industrial. Diseño. Al diseñar un proceso o un producto, el ingeniero selecciona métodos, materiales específicos, determina formas para sa-
4
Capítulo 1
Introducción a la ingeniería
Matemáticas
Hardware
Ingeniería
Ciencia
Simulación por computadora FIGURA 1.2
•
•
•
•
tisfacer requerimientos técnicos y conocer algunos rendimientos específicos. Construcción. El ingeniero a menudo es responsable de la construcción de sistemas productivos, incluyendo la localización; determina procedimientos que cubrirán segura y económicamente la calidad deseada, dirigiendo el posicionamiento de materiales y organizando al personal y al equipo. Producción. Las responsabilidades del ingeniero de producción incluyen la planeación del proceso y el diseño de planta, así como la selección del equipo más adecuado, considerando factores humanos, tecnológicos y económicos. El ingeniero selecciona los procesos y las herramientas, integra el flujo de materiales y componentes y define la metodología para pruebas e inspecciones. Operación . El ingeniero operador controla máquinas, plantas y organizaciones suministrando potencia, transporte y comunicación. Él determina los procedimientos y supervisa al personal para obtener operaciones confiables y económicas en equipos comple jos. Manejo y otras funciones . En algunos países e industrias los ingenieros analizan los requerimientos del cliente, recomiendan equipos para satisfacer sus necesidades de manera óptima y resolver problemas relacionados. En algunos casos deciden cómo deben ser utilizados los activos.
1.2 Historia de la ingeniería Se podría decir que la ingeniería comenzó cuando el primer hombre hizo herramientas para cazar, dándole forma a una simple piedra, o cuando de manera consciente usó energía para crear una hoguera; así, la ingeniería ha evolucionado en el tiempo a la par del hombre (Wickert, 2004). Los
1.2 Historia de la ingeniería
5
elementos que han sido considerados como esenciales en el desarrollo de la tecnología y consecuentemente en la historia del hombre son: la rueda, la palanca, la polea y el uso de metales fundidos para la creación de distintos objetos; sin embargo, las fechas exactas de estos hallazgos son desconocidas. Los primeros ingenieros fueron arquitectos, especialistas en irrigación e ingenieros militares. El primer ingeniero conocido por su nombre y logro fue Imhotep, constructor de la famosa pirámide en Sakkara, en la cercanía de Memphis, aproximadamente en el año 2550 a.C. (Hicks, 1999). Con base en métodos empíricos auxiliados por la aritmética, la geometría, así como por nociones de la ciencia física, los sucesores de Imhotep —egipcios, persas, griegos y romanos— llevaron a la ingeniería civil a alturas extraordinarias. El Faro de Alejandría, el emplo de Salomón en Jerusalén, el Coliseo en Roma, los sistemas carreteros de Roma y Persia, el acueducto de Pont du Gard en Francia y muchas otras grandes construcciones, algunas de las cuales aún perduran, testifican sus habilidades, imaginación y atrevimiento. De los muchos tratados escritos por todos ellos, uno en particular sobrevive para proveer una imagen de la enseñanza de la ingeniería y práctica en la época clásica: ‘Vitruvirus ’ de arquitectura, publicado en Roma en el siglo d.C., una obra de diez volúmenes, los cuales tratan acerca de los materiales de construcción, métodos de construcción, métodos hidráulicos, medidas y urbanismo. Las civilizaciones antiguas muestran que el trabajo sobre piedra tuvo un gran desarrollo, y así lo podemos comprobar con las inmensas estructuras en Egipto, Mesopotamia, Grecia, Roma, Lejano Oriente, América Central y América del Sur, que al día de hoy podemos visitar. Un ejemplo sería la Pirámide de Keops, la cual fue construida alrededor de los años 4235 y 2450 a.C., y que contaba originalmente con una altura de 48 pisos; a pesar del paso de miles de años todavía está en pie. Así, en la Antigüedad se comenzaron a construir inmensas ciudades, las cuales contaban también con puentes, canales, acueductos o métodos eficientes para la agricultura. Al igual que los ingenieros de la época clásica, los ingenieros de la Europa medieval combinaron sus habilidades militares y civiles, y en el reino de la construcción llevaron a la técnica (en forma de arcos góticos) a lugares muy altos y desconocidos para los romanos. El borrador de Villard de Honnecourt (1200-1250 d.C.), uno de los ingenieros del gótico más conocidos, revela el gran conocimiento de los ingenieros profesionales en áreas como las matemáticas, geometría, ciencias naturales, física y diseño. En el Lejano Oriente, en India, China, Japón y otras regiones la ingeniería tuvo un desarrollo separado pero muy similar. Fue con la ayuda de extraordinarias y sofisticadas técnicas de construcción, hidráulicas y metalúrgicas que se edificaron civilizaciones tan avanzadas como el Imperio Mongol, cuyas grandes y bellas ciudades impresionaron a Marco Polo en el siglo .
6
Capítulo 1
Introducción a la ingeniería
El arado fue un hallazgo vital, sucedió en la Antigua China, así como también lo fue el papel y la pólvora. El Occidente no se quedó atrás, los romanos extendieron el elemento del arco, cuya capacidad era inimaginable para esos tiempos y que permitió construir la mayoría de las espectaculares catedrales góticas. La Edad Media no fue tan oscura como parece, ya que aparte de las grandes creaciones arquitectónicas que se realizaron, se inventaron infinidad de cosas, destacando la imprenta y el reloj de contrapeso, que fueron de enorme impacto para el progreso en la historia. Fueron Georgius Agrícola y Galileo Galilei quienes establecieron las primeras bases científicas de la ingeniería. Agrícola, en 1556, recopiló y organizó sus conocimientos sobre metalurgia y minería de manera sistemática, para posteriormente documentarlo y publicar su obra maestra De Re Metallica. Sobre Galileo Galilei todos tienen una idea de quién fue, sobre todo por sus observaciones astronómicas. ambién intentó desarrollar teorías de tensión para estructuras, aunque al no calcular la elasticidad de los materiales sus cálculos fueron erróneos. Sin embargo, en 1678 las bases de la actual teoría de la elasticidad se dieron a conocer, cuando Robert Hooke publicó el primer artículo sobre este tema. Así como ellos, en la historia han existido muchos grandes genios, cuyos descubrimientos han hecho llegar a la humanidad hasta donde está. Ya en el siglo , ocurrió un acontecimiento extraordinario: el hombre descubrió la manera de transformar la energía calorífica en trabajo mecánico. Pero para alcanzar este hallazgo muchos descubrimientos tuvieron que suceder: Evangelista orricelli inventó el barómetro, y junto con Galileo “descubrieron” la atmósfera; Blaise Pascal descubrió la presión atmosférica. En 1672, Otto von Guericke desarrolló un cilindro con un pistón móvil, que fue la primera bomba de aire, la cual sería el principio del motor de combustión. En 1690, Denis Papin relató en un ensayo publicado la in vención de la primera máquina atmosférica de vapor. A principios del siglo , Tomas Newcomen construyó, con las bases de Papin, la primera máquina de vapor funcional, y 70 años después James Watt mejoró tremendamente la máquina de vapor, siendo la base de la Revolución Industrial. Entre 1700 y 1950 se vivieron enormes cambios en los sistemas de producción; hacia 1750 el motor de Watt se usaba de forma general y por el año 1825 aparecieron las primeras locomotoras. Comenzaron a situarse fábricas casi en cualquier lugar, también se creó la necesidad de grandes cantidades de uso de combustible, que en este caso fue el carbón, para transformarlo en suficiente poder calorífico para lograr fundir los metales, principalmente el hierro. Durante el siglo y principios del la explotación de la mano de obra iba creciendo en las ciudades, haciendo de éstas lugares sucios, contaminados e impersonales. A pesar de este hecho, se debe admitir que la evolución y mejoramiento en los sistemas de fabricación provocaron un gran avance en la productividad, lo que mejoró sobremanera el nivel de
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vida en las naciones industrializadas. odo este movimiento comenzó en Inglaterra y supuso una tremenda transformación de la economía y la sociedad británica. La cantidad de productos manufacturados creció exponencialmente, ya que por fin se usaban técnicas eficaces. oda especialización laboral aumentaba día con día. Procesos parecidos se experimentaron a mediados del siglo en Bélgica, Francia, Alemania y, principalmente, Estados Unidos; en Japón y Suecia sucedió a finales de siglo; en Rusia y Canadá este movimiento llegó a principios del siglo , y a mediados en Oriente Próximo, Asia Central y algunos países de Latinoamérica. La industria del ferrocarril era de las que más atención tenía. En el siglo se alcanzó un hallazgo de enorme valor: el motor de combustión interna; en la segunda mitad del siglo se hicieron experimentos en esta línea, principalmente por los alemanes Otto y Diesel, lo que llevó a los principios del motor que usan la mayoría de los automóviles hoy en día. Michael Faraday formuló un principio fundamental: la capacidad de inducir corriente eléctrica a partir de cambios en un campo magnético. La ingeniería en telecomunicaciones se basa en este principio, cuando se in ventó el telégrafo en 1836, gracias a Samuel F. B. Morse. Contando con un principio eléctrico aparecieron los primeros motores eléctricos. Tomas A. Edison desarrolló el foco, conocido como bombilla eléctrica, y el crecimiento del alumbrado disparó la demanda de electricidad. En 1890 ya existían modernos generadores, los cuales fueron de gran uso en toda industria que quisiera utilizar la energía eléctrica, es decir, casi todas. En su obra Reflections on the Motive Power of Fire , Sadi Carnot concibió un ciclo termodinámico que constituye el ciclo básico de todos los motores térmicos, junto con la Segunda Ley de la ermodinámica. Se le unió James C. Maxwell, quien también explicó las propiedades más importantes del electromagnetismo; amplió la investigación de Faraday, demostrando la relación matemática entre los campos magnéticos y eléctricos. En 1888, Nicola esla diseñó el primer sistema práctico para generar y transmitir corriente alterna para sistemas de energía eléctrica. Estos diseños y descubrimientos representan las raíces de la radiocomunicación. La mayor parte de los logros del siglo tiene fundamento en los descubrimientos de los siglos anteriores. Sin embargo, existen dos desarrollos que han afectado tremendamente la ingeniería: la teoría de la relatividad de Einstein y la aparición de la mecánica cuántica. Asimismo, el avance en la investigación y la constante búsqueda de nuevos conocimientos ha se guido su vertiginoso ritmo; en los últimos años se han incorporado campos del conocimiento que antes no formaban parte de la ingeniería, como la genética y la investigación nuclear. A pesar de existir un número cada vez mayor de ramas de la ingeniería, persiste la necesidad de contar con conocimientos básicos de áreas afines, ya que gran parte de los problemas a los que se enfrentan los ingenieros están interrelacionados.
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Capítulo 1
Introducción a la ingeniería
Las primeras instituciones
El impacto y el potencial de las actividades realizadas por los ingenieros, así como la necesidad de contar con escuelas e institutos específicamente dedicados a esta área del conocimiento, fueron reconocidos desde hace más de dos siglos. El Real Seminario de Minería en México se funda el 1 de enero de 1792, y se le dota del más distinguido cuerpo de profesores que pueda conjuntarse, encabezado por el insigne Fausto de Elhuyar; es la primera escuela de Latinoamérica. En 1795, en París, Napoleón accedió a que se fundara L´École Polytechnique, la cual se convirtió en la primera escuela de ingeniería en el mundo. iempo después, en 1824, se fundó la primera escuela de ingeniería de Estados Unidos, Te Rensselaer Polytechnic Institute (Hicks, 2001). Hasta finales del siglo la ingeniería era sólo civil o militar. Sin embargo, en 1880 nació la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos; cuatro años más tarde se fundó la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Eléctricos, y en 1908 el Instituto Estadounidense de Ingenieros Químicos. uvieron que pasar 40 años para que surgiera el último gran campo dentro de las ingenierías, así es como en 1948 se funda el Instituto Estadounidense de Ingenieros Industriales. La formalización de las carreras de ingeniería, así como la creación de nuevas escuelas, centros de investigación, empresas y sociedades de ingeniería, también sirvieron de motor para continuar descubriendo aplicaciones de la ciencia y lograr me joras en la humanidad. Los 20 principales logros de la ingeniería en el siglo
XX
La mayoría de historiadores coincide en que el siglo pasado fue el má s productivo en toda la historia de la humanidad en cuanto a la cantidad y el impacto de los descubrimientos. A continuación se presenta lo que para algunos son los 20 hallazgos más grandiosos de la ingeniería en el siglo , según la Academia Nacional de Ingeniería de Estados Unidos. En esta sección no se pretende dar un orden jerárquico en cuanto a la importancia de los hallazgos, tampoco se plantean estos 20 como los únicos de relevancia. Más allá de esto, esta sección presenta al estudiante una serie de hallazgos producto del trabajo de muchos ingenieros, por lo que ilustra en parte cómo la ingeniería ha transformado y cambiado al mundo entero. 1. Electrificación. En el siglo una electrificación extendida le
brindó poder a nuestras ciudades, fábricas, granjas y a todos los hogares, lo que cambió para siempre nuestras vidas. Miles de ingenieros hicieron que sucediera, con trabajo innovador en fuentes de combustible, técnicas para la generación de potencia y redes de distribución de transmisión eléctrica. Pasamos de faroles a supercomputadoras, la energía eléctrica hace nuestra vida más segura, sana y confortable.
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Automóvil. El automóvil podría ser el último símbolo de la liber-
tad personal. Es también el mayor transportista de personas y bienes en el mundo, y es una importante fuente de crecimiento económico y de estabilidad. El automóvil es un espectácu lo del ingenio de la ingeniería del siglo , habiendo experimentado innumerables innovaciones del diseño, en la producción y la seguridad. Aviones . Hasta hace poco se podía ir de Europa a América en 4 horas en el Concorde, mientras que en 1900 el mismo viaje tomaba de 7 a 10 días en barco. La transportación aérea moderna es responsable del rápido flujo de bienes y personas alrededor del mundo, facilitando nuestra interacción personal, cultural y comercial. La innovación de la ingeniería, de los hermanos Wright a jets supersónicos, ha hecho todo esto posible. Suministro y distribución del agua . Hoy, el simple hecho de girar una llave nos proporciona agua limpia: un invaluable recurso. Los avances de la ingeniería para manejar este recurso, con el tratamiento de agua, el suministro y sistemas de distribución, cambiaron profundamente la vida en el siglo , eliminando virtualmente las enfermedades en países en v ías de desarrollo, y proporcionando agua limpia y abundante para comunidades, cultivos e industrias. Esta tarea lleva un importante camino recorrido, pero todavía dista de estar concluida, tal y como se expresa en las Naciones Unidas al indicar que el suministro de agua potable y alcantarillado en los países en vías de desarrollo es una de las prioridades de este siglo (Cumbre Mundial de Johannesburgo, 2002). Electrónica . La electrónica proporciona la base de un sinnúmero de innovaciones: reproductores de CD, televisiones y computadoras, válvulas electrónicas, transistores y circuitos integrados, por citar algunos productos. Los ingenieros han hecho la electrónica más pequeña, poderosa y eficiente, preparando el terreno para los productos que han mejorado la calidad y el confort de la vida moderna. Radio y televisión . La radio y la televisión fueron grandes agentes del cambio social en el siglo , abriendo ventanas a otras vidas, a lugares remotos del mundo y a la construcción de la historia. Del telégrafo inalámbrico a los avanzados sistemas satelitales actuales los ingenieros han desarrollado tecnologías notables que informan y entretienen a millones cada día. Mecanización de la agricultura. La maquinaria del campo, tractores, cultivadores, cosechadoras y centenares de otros dispositi vos aumentó drásticamente la eficiencia del campo y productividad en el siglo . A comienzos de ese siglo, cuatro campesinos podían alimentar a cerca de 10 personas; al final, con la ayuda de
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Introducción a la ingeniería
las innovaciones en mecanización agrícola un solo campesino puede alimentar a más de 100. Computadoras. La computadora es un símbolo que define a la tecnología del siglo , un instrumento que ha transformado negocios y vidas alrededor del mundo, incrementó la productividad y abrió las puertas al conocimiento. Las computadoras con virtieron el trabajo pesado en tareas sencillas y brindaron nuevas capacidades a tareas complejas. La genialidad de la ingeniería en computación le dio marcha a esta revolución y continúa haciendo computadoras más rápidas, poderosas y económicas. Teléfono. El teléfono es un elemento fundamental de la vida moderna. Las conexiones casi instantáneas entre amigos, familias, negocios y naciones permiten comunicaciones que mejoran nuestra vida, industrias y economías. Con notables innovaciones los ingenieros nos han brindado desde alambres de cobre hasta la fibra óptica, de centrales telefónicas a satélites y de líneas comunes a celulares e internet. Aire acondicionado y refrigeración . El aire acondicionado y la refrigeración cambiaron la vida inmensamente en el siglo . Docenas de innovaciones ingenieriles hicieron posible transportar y almacenar alimentos frescos, y adaptar cualquier ambiente a las necesidades humanas. Alguna vez costosos y caros, el aire acondicionado y la refrigeración son satisfactores ahora comunes que aumentan nuestra calidad de vida. Autopistas. Las autopistas proporcionan una de las más grandes ventajas de la vida moderna: la libertad de la movilidad personal. La historia de su construcción es una de las más notables del siglo . Miles de ingenieros diseñaron y construyeron los caminos, puentes y túneles que conectan nuestras comunidades, permitiendo que los bienes y servicios alcancen áreas remotas, alienten el crecimiento y faciliten el comercio. Naves espaciales. Desde pruebas tempranas de cohetes a sofisticados satélites, la experiencia humana en el espacio es, quizás, la proeza que más asombra a la humanidad del siglo . El desarrollo de naves espaciales ha estremecido el mundo, ampliado nuestra base de conocimiento y mejorado nuestras capacidades. La in vestigación en programas espaciales ha beneficiado también a la humanidad, ya que miles de productos útiles y servicios han resultado del programa de investigaciones espaciales, inclusive dispositivos médicos, mejores pronósticos del tiempo y comunicaciones inalámbricas. Internet. Inicialmente fue un instrumento para ligar a los centros de cómputo con centros de investigación avanzada. El Internet ha llegado a ser un instrumento esencial del cambio social, un vehícu-
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lo que promueve mayores innovaciones de la ingeniería, un agente de cambio en la práctica empresarial, los objetivos educativos y las comunicaciones personales. Proporcionando el acceso global a noticias, al comercio y a grandes fuentes de información, el Internet nos une y agrega eficiencia a nuestras vidas. Procesamiento de imágenes . De átomos diminutos a galaxias le janas, el siglo se llena de imágenes obtenidas gracias a las tecnologías, estas imágenes han ensanchado el alcance de nuestra visión. Visualizando el interior del cuerpo humano, trazando fondos del océano, rastreando las pautas de tiempo, todo es el resultado de los avances del procesamiento de imágenes. Emparejado con la computadora, nos da vistas nuevas e increíbles de todo aquello que nos rodea, visible o invisible al ojo humano. Aparatos domésticos . Los aparatos domésticos cambiaron radicalmente el estilo de vida del siglo , eliminando gran parte del trabajo de tareas diarias. La innovación generada por la ingeniería produjo una gran variedad de dispositivos, incluyendo extensiones eléctricas, aspiradoras, lavadoras, lavaplatos y secadoras. Estos y otros productos nos dan más tiempo libre, permiten que las personas puedan trabajar fuera del hogar y contribuyan a nuestra economía. Tecnologías para la salud. Los avances en la tecnología médica en el siglo fueron asombrosos. Armados con sólo unos pocos instrumentos en 1900, los profesionales médicos ahora tienen un arsenal de equipos para el diagnóstico y tratamiento clínico a su disposición. Los órganos artificiales, prótesis remplazables, tecnologías en procesamiento de imágenes y biomateriales, son sólo algunos de los productos dirigidos que mejoran la calidad de vida a millones. Tecnologías del petróleo y petroquímicas . El petróleo ha sido un componente fundamental en la vida del siglo ; proporciona el combustible para automóviles, hogares e industrias. ambién de suma importancia son los productos petroquímicos, que se utilizan en la fabricación desde la aspirina hasta las cremalleras. odo comenzó dirigiendo los avances en la exploración del petróleo y su procesamiento; los derivados del petróleo han tenido un enorme impacto en economías de mundo, en las personas y la política. Láser y fibras ópticas. Pulsos de luz provenientes de un láser se utilizan en instrumentos industriales, en dispositivos quirúrgicos, en los satélites, entre otros. En comunicaciones, hoy en día las fibras de vidrio sumamente puras proporcionan la infraestructura para llevar información vía luz láser, un logro técnico revolucionario. Un solo cable de fibra óptica puede transmitir decenas de millones de llamadas telefónicas, archivos de datos e imágenes de video.
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Capítulo 1
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Introducción a la ingeniería
Tecnologías nucleares. La utilización del átomo cambió la natu-
raleza de la guerra para siempre y asombró al mundo con su impresionante poder. Las tecnologías nucleares también nos dieron una nueva fuente para la generación de energía eléctrica y capacidades nuevas en la investigación médica y el procesamiento de imágenes. Aunque polémicos, los logros de la ingeniería relacionados con tecnologías nucleares deben considerarse entre los más importantes del siglo . 20. Materiales de alto rendimiento. Desde los bloques de construcción de hierro y acero, hasta los últimos avances en polímeros, cerámica y compuestos, el siglo vio una revolución en materiales. Los ingenieros los han hecho a la medida y han aumentado sus propiedades para permitir su uso en miles de aplicaciones. Los materiales de alto rendimiento utilizados en aviones, dispositivos médicos, computadoras y otros productos tienen un gran impacto en nuestra calidad de vida. La ingeniería y el diseño. Un aspecto en común que puede identificarse en el
listado de los 20 logros de la ingeniería presentados es que en todos ellos interviene el proceso de diseño. Éste busca satisfacer una necesidad del hombre mediante la conjunción de las tecnologías existentes disponibles y/o la adaptación de tecnologías emergentes. El diseño va más allá de la conceptualización de productos y abarca sistemas integrados de personas, materiales, información, equipo y energía. El diseño es una de las funciones más importantes en la actividad profesional del ingeniero. La búsqueda e identificación de la mejor solución ante un problema determinado son una de las razones de la ingeniería, y el proceso de diseño una de las metodologías más utilizadas. El proceso de diseño en ingeniería puede resumirse en las siguientes etapas: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Definición del problema y alcance de la solución. Identificación de restricciones del problema. Búsqueda de información relacionada. Planteamiento de posibles soluciones. Eliminación de soluciones no viables. Identificación de la mejor solución. Definición de las especificaciones de la solución. Comunicación de la solución.
Este proceso se aplica para las distintas ramas de la ingeniería, independientemente del tipo de problema y de los alcances de la solución deseada. La figura 1.3 ilustra las distintas ramas de la ingeniería y el tipo de acti vidades en las que se enfoca cada una de estas ramas.
CAPÍTULO
3
Estrategia, innovación y competitividad
Dr. Carlos Zozaya Gorostiza
Nuevo entorno competitivo 3.2 Estrategia 3.3 Estrategia versus efectividad operativa 3.4 Posiciones de ventaja competitiva 3.5 Fuentes de ventaja competitiva 3.6 Cadena de valor
3.1
Innovación de procesos 3.8 Premio de la innovación 3.9 Disciplina de la innovación 3.10 Oportunidades y fuentes de la innovación 3.11 Metodología de innovación 3.12 Mapa de la estrategia 3.13 Comentarios finales 3.7
AUTOR:
3.1 Nuevo entorno competitivo Durante las últimas décadas los desarrollos tecnológicos, el establecimiento de acuerdos comerciales de libre comercio y los cambios demográficos, entre otros factores, han modificado de manera sustancial el entorno en el cual compiten las organizaciones. Entender las características de este nue vo entorno, así como los retos que él mismo impone a cualquier organización proveedora de productos y servicios, son dos elementos fundamentales para un profesional que, como el ingeniero industrial, desea contribuir a la creación de valor en una empresa u organización privada o pública. Anteriormente las organizaciones competían con otras empresas de la misma región o giro. Actualmente, tecnologías como el Internet han globalizado la competencia y disminuido las barreras geográficas que antes limitaban el número de competidores que participaba en una determinada industria. Hoy ya no estamos limitados a comprar en las librerías de nuestra ciudad, sino que tenemos la posibilidad de adquirir libros de alguno de los múltiples sitios de Internet, los cuales en muchos casos tienen un mayor surtido y un menor precio que el que nos ofrecen los proveedores locales. De igual forma, hoy tenemos la posibilidad de comprar un boleto de avión o de hacer una reservación de hotel usando Internet sin necesidad de pagar a los agentes de viajes locales una comisión por este tipo de servicio. Estos ejemplos ilustran que existe una mayor amenaza de nuevos competidores y
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Capítulo 3
Estrategia, innovación y competitividad
que las organizaciones tienen cada vez más la necesidad de brindar un ma yor valor por sus productos y servicios que los que brindan los demás competidores. Por otra parte, las fronteras entre las distintas industrias son cada vez más difusas, ya que nuevos productos o servicios de una determinada industria pueden volverse sustitutos en otra. Considérese, por ejemplo, lo que le ocurrió a la Encyclopedia Britannica hace algunos años. En aquel entonces, Microsoft , el fabricante del sistema operativo Windows y de herramientas para el procesamiento de textos, desarrollo de hojas de cálculo y elaboración de presentaciones gráficas, entre otros productos, se acercó a los dueños de la Enciclopedia Británica para explorar la posibilidad de ofrecer este producto junto con el sistema operativo Windows en las computadoras personales. Este ofrecimiento fue rechazado categóricamente por los dueños de la Enciclopedia, que consideraron que su producto perdería el prestigio ganado a lo largo de muchos años. Microsoft optó entonces por comprar otra enciclopedia que, a pesar de tener un contenido sustancialmente inferior al de la Enciclopedia Británica, podía ejecutarse en una computadora, y fue rápidamente adoptada por los usuarios de estos equipos. Años más tarde, esta enciclopedia, que dio lugar al producto Encarta de Microsoft, fue desplazando a la Enciclopedia Británica del mercado, provocando eventualmente su adquisición por otra empresa. Lo que los dueños de la Enciclopedia Británica no alcanzaron a visualizar es que productos aparentemente distintos, como una computadora y una enciclopedia, en realidad competían por captar recursos de los padres de familia que buscaban hacer una inversión para el beneficio de sus hijos. Así, entre comprar una computadora que a los niños les parecía más útil y divertida, a pesar de traer consigo una enciclopedia con un contenido hasta cierto punto limitado, o comprar una enciclopedia con un contenido estupendo pero pocas veces consultada por los mismos niños, los padres de familia optaban por comprar la computadora. Los ejemplos anteriores ilustran la necesidad que tienen las organizaciones de ser ágiles, flexibles y orientadas al cliente. El entorno actual es muy distinto a aquel en el que competía Henry Ford, y que quedaba reflejado en su famosa frase de que su empresa podía proveer automóviles de cualquier tipo y color siempre y cuando fueran del Modelo y negros. Hoy los clientes demandan productos a la medida de sus necesidades y estilos de vida. Por ello, las organizaciones están obligadas a entender mejor qué es lo que quiere cada uno de sus clientes y a responder ágilmente a sus demandas. Si no lo hacen, los consumidores optarán por otro proveedor que sí sea capaz de brindarles lo que solicitan a un precio adecuado. En consecuencia, el reto para cualquier proveedor es ser capaz de proporcionar esta variedad de productos o servicios con la misma efectividad y eficiencia que anteriormente sólo era aplicable a la producción en masa, donde las economías de escala brindaban una ventaja para amortizar las inversiones en capital.
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3.2 Estrategia
3.2 Estrategia ¿Cómo puede una organización competir exitosamente en un entorno como el descrito en la sección anterior?, o dicho de otra manera: ¿cómo puede una organización ofrecer un valor distintivo en sus productos o ser vicios que no ofrecen sus competidores? La respuesta a estas preguntas implica entender los conceptos de estrategia y de posición de ventaja. En términos generales, una estrategia puede concebirse como un con junto de decisiones que una organización o individuo toma para poder alcanzar ciertos objetivos particulares (Day y Reibstein, 1997; Porter, 1996). Este conjunto de objetivos constituye la visión que se espera lograr en un futuro, y así la estrategia puede interpretarse como el medio para lograr estos fines. Dado que no todos los caminos tienen la misma factibilidad de llevarnos hacia nuestro destino, y que cada camino puede implicar distintas habilidades para transitar por él, cada organización debe elegir una ruta particular que maximice sus posibilidades de lograr su visión. Por ejemplo, una empresa que cuenta con una amplia fuerza de ventas puede optar por competir diseñando una estrategia que aproveche este recurso, que otros de sus competidores no tienen. Ahora bien, ¿cuáles son las decisiones más importantes que constitu yen una estrategia? Estas decisiones pueden agruparse en las cuatro categorías mostradas en la figura 3.1: •
Arena: una empresa debe elegir en qué “arena” va a competir. Ello
implica definir su negocio, seleccionar los mercados objetivo y escoger los segmentos a atender en cada uno de dichos mercados. Definición del negocio Mercados a servir
Énfasis Arena
Ventaja
Segmentos objetivo
Diferenciación
Propiedad de canales Variedad de canales Comunicación FIGURA 3.1
Posicionamiento
Diferenciación Acceso
Actividades
Diferenciación Alianzas
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Capítulo 3
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•
•
Estrategia, innovación y competitividad
Ventaja: de igual forma, una organización debe identificar cuál va a ser la propuesta de valor que va a brindar a cada segmento de
clientes, que haga que los consumidores opten por sus productos/ servicios y no por los de sus competidores. Actividades: el tercer tipo de decisiones que debe tomar una empresa se refiere a la selección de actividades que formarán la base de la propuesta de valor de la empresa y a la opción de hacerlas con recursos propios o con apoyo de terceros. Acceso: finalmente, otro conjunto de decisiones estratégicas se refiere a los canales por los cuales una empresa hace llegar sus productos y servicios a sus clientes y/o intermediarios.
Considérese, por ejemplo, las diferentes estrategias que seguiría una compañía que se define como una tienda departamental, orientada al segmento superior de la pirámide económica en las principales ciudades del país (i.e., arena) con la propuesta de valor de brindar siempre “lo último y lo diferente” a su clientela, y una empresa que, como Walmart, decide distinguirse de sus competidores por brindar “precios bajos siempre”. En el primer caso, la compañía requiere apoyar su propuesta de valor en actividades de compra sustentadas en un buen análisis de las tendencias de la moda, en el establecimiento de alianzas con marcas exclusivas que no tengan sus competidores, y en la realización de eventos (por ejemplo, desfiles de moda) que refuercen la imagen de exclusividad y buen gusto ante sus clientes. Asimismo, esta compañía puede adaptar sus almacenes con miras a hacer que en ellos sea más agradable la experiencia de comprar, y promover un trato más personalizado de sus vendedores hacia los consumidores potenciales en sus tiendas. En el caso de Walmart, la empresa requiere, por ejemplo, de acuerdos comerciales agresivos con sus proveedores, así como de un sistema de abastecimiento robusto, eficiente y ágil que reduzca los costos unitarios de los productos que ofrece a sus clientes. Nótese que en el ejemplo anterior ambas empresas pueden coexistir porque atienden segmentos de mercado diferentes y ofrecen propuestas de valor distintas.
3.3 Estrategia
efectividad operativa
versus
Michael Porter (1996; 2001) distingue entre estrategia y efectividad operativa. Una empresa opera de manera efectiva si se encuentra cerca de la “frontera de productividad”, la cual representa el máximo valor que una organización puede otorgarle a sus clientes en un producto o servicio a un precio dado. Cuando un competidor está más cerca de la frontera que otro, implica que puede brindar un valor equivalente a sus competidores a un precio menor, o bien que a un mismo precio brinda un mayor valor en sus productos o servicios que el de sus competidores.
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3.4 Posiciones de ventaja competitiva
Alto o i c r e o r p d l a r e p d e m t o n c e l e m e a r t a n e p i r d o n l a e V p e d n i
Frontera de la productividad
C
A
B
Bajo FIGURA 3.2
productividad
La frontera de la
Alto
Posición relativa del costo
Bajo
La figura 3.2 muestra la posición relativa de tres empresas con respecto a esta frontera. Un consumidor interesado en el precio preferirá comprar a la empresa B que a la empresa A, porque ambas empresas ofrecen productos/servicios de un “valor” similar, pero la empresa B los vende más baratos. De igual forma, los consumidores dispuestos a pagar un precio similar al del producto/servicio ofrecido por la empresa A preferirán adquirir el producto/servicio ofrecido por la empresa C, ya que al mismo precio ofrece un mayor valor. Nótese que entre las empresas B y C no hay un claro ganador. Algunos consumidores preferirán productos de menor valor, pero también de menor precio, como los que ofrece la empresa B, y otros optarán por productos más caros pero de valor superior, como los que ofrece la empresa C.
3.4 Posiciones de ventaja competitiva El ejemplo anterior ilustra la importancia de hacer más eficientes y efecti vos los procesos de una organización. Sin embargo, el acercarse a la frontera es necesario, más no suficiente, para que una estrategia sea exitosa a largo plazo. En otras palabras, hacer lo mismo que los competidores, pero de mejor manera, no da una ventaja competitiva sostenible, porque eventualmente ellos pueden alcanzarnos al volverse más eficientes. Por ello, una estrategia sostenible implica hacer algo diferente ante los ojos de nuestros clientes. En este sentido, hacer algo distinto debe estar orientado a lograr una posición de ventaja con respecto a los competidores. En términos generales, existen tres posiciones de ventaja por las cuales puede optar una empresa al definir su propuesta de valor :
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Capítulo 3
Estrategia, innovación y competitividad
1. Excelencia en la operación: cuando una empresa compite con esta
posición de ventaja, sus productos y servicios están orientados al cliente sensible al precio que busca un servicio básico sin problemas. Para lograr excelencia en la operación, los procesos de la empresa deben estar estandarizados, altamente automatizados e integrados a través de las fronteras de la organización. Los sistemas y procesos administrativos se definen y ejecutan “de arriba a abajo” para garantizar el apego al modelo operativo y los empleados son más dirigidos que autónomos. McDonald’s ilustra esta forma de competir. La empresa vende una gama de productos limitados, estándar y de bajo costo. Para lograrlo, establece acuerdos comerciales de alto volumen con un mismo conjunto de proveedores que surten los insumos a todos los puntos de venta de la empresa. Los procesos de operación están claramente definidos y automatizados con las mismas máquinas (por ejemplo, las que se usan para servir los refrescos o para preparar las papas fritas) con miras a garantizar que en todos los locales tengan consistencia en lo que ofrecen. Otras empresas que compiten de esta manera son Walmart, Southwest Airlines y Federal Express. 2. Intimidad con los clientes: cuando una empresa compite con esta posición de ventaja, su objetivo es darle al cliente lo que pida y lograr una capacidad de respuesta hacia sus demandas, que ningún otro competidor pueda ofrecer. A diferencia de la posición de ventaja anterior, sus productos y servicios son, en muchos casos, únicos para cada uno de sus clientes. Por ello, sus procesos operativos son flexibles y facilitan múltiples modos de generar y entregar productos y servicios de acuerdo con las características particulares de cada cliente. La gente que atiende a los clientes tiene las facu ltades necesarias para tomar decisiones con base en información detallada de consumidores y canales. El objetivo es llegar a entender tan bien a cada cliente, que nos constituyamos en un “socio” de ellos, creando una barrera de entrada para otros competidores. Muchas empresas consultoras, como McKinsey, Deloitte o KPMG , que tienen como objetivo ayudar a sus clientes a resolver problemas o mejorar procesos para crear valor, compiten de esta forma. Sin embargo, no sólo las empresas de servicios son capaces de competir en esta posición de ventaja. Una empresa productora de pegamentos sofisticados para pegar las alas de los aviones de una empresa como Boeing, también competiría de esta manera, ya que sus productos se fabricarían especialmente para las necesidades de Boeing en función de las características particulares de sus nuevos aviones. Lo mismo ocurre con empresas como Lutron Electronics, que proporciona equipos para instalaciones eléctricas con características particulares en cada pedido de sus clientes.
3.4 Posiciones de ventaja competitiva
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• “El mejor precio” • “Servicio básico pero sin problemas” • “Excelente valor por mi dinero” Excelencia en la operación
Liderazgo en productos y servicios
FIGURA 3.3
ventaja
Posiciones de
• “Realmente entienden mi negocio” • “Exactamente lo que necesito” • “Socio de negocio”
Intimidad con el cliente
• “Siempre adelante” • “Precio alto, pero vale la pena” • “Permanentemente innovando”
3. Liderazgo en productos y servicios: cuando una empresa compite
por superioridad en desempeño, su objetivo es posicionarse en la mente de sus clientes, como el proveedor que va adelante de sus competidores en cuanto a la funcionalidad o características que tienen sus productos/servicios. Por ello, estas empresas se mantienen permanentemente innovando y son los primeros en entrar al mercado con nuevos productos y servicios de una funcionalidad superior. Para lograrlo, su estructura organizacional es flexible y en su cultura de trabajo se promueve el interés por experimentar y el trabajo en equipo. Los procesos clave enfatizan el conocimiento del mercado, la innovación y la reducción del ciclo del producto, desde la generación de ideas hasta su inserción en el mercado. Gillette, por ejemplo, invirtió cientos de millones de dólares en el desarrollo de los cartuchos de su modelo Mach 3, los cuales, si bien son más caros que otros productos de la competencia, ofrecen un desempeño superior para el consumidor. Otras empresas que compiten con esta posición son Nike, 3M y Sony. Ahora bien, ¿puede una empresa optar por competir en más de una de las tres posiciones de ventaja? En términos generales, lo adecuado es enfocarse en ser el mejor de la industria en alguna de las posiciones señaladas y lograr paridad con el promedio de los competidores en las dos restantes. La razón de ello es que las tres posiciones tienen elementos incompatibles entre sí. Una organización no puede tener al mismo tiempo procesos flexibles y adaptables, y a la vez rígidos y automatizados. Adicionalmente, el éxito de una organización depende de que sus clientes/intermediarios tengan clara la propuesta de valor.
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Capítulo 3
Estrategia, innovación y competitividad
Considérese lo que le ocurrió a Continental Airlines cuando hace alg unos años quiso competir con Southwest Airlines. La propuesta de valor de Southwest estaba dirigida a clientes sensibles al precio y a la conveniencia. Con miras a reducir el precio de los boletos y el tiempo de espera en la sala, la empresa optó por volar solamente de aeropuertos pequeños en rutas de alto volumen y limitar algunos servicios que tenían un impacto negativo en los costos: los boletos sólo se vendían en despachadores automáticos para evitar el pago de comisiones a los agentes, no se permitía registrar equipaje y no se ofrecía servicio de comida en los vuelos. En contraposición a estas limitaciones, los pasajeros podían llegar con menos de media hora a abordar sus vuelos y el costo del boleto era sustancialmente inferior. Southwest daba además una mayor utilización a su flota, por contar con un solo tipo de avión y por volar de aeropuertos pequeños menos congestionados, lo cual la hacía una de las pocas aerolíneas rentables. Al ver esto, Continental decidió crear una nueva aerolínea, denominada Continental Lite, para competir con Southwest en este segmento del mercado. Sin embargo, la instrumentación de esta idea careció del foco adecuado para poder hacer realidad su propuesta de valor. Para evitarse problemas con los agentes de viajes, Continental decidió vender boletos usando este canal, lo cual incrementaba el costo por el pago de comisiones. Asimismo, para crear sinergias con el resto de la organización la empresa decidió que Continental Lite volaría de los mismos aeropuertos con los cuales ya tenía negociados acuerdos comerciales. El resultado fue que la empresa empezó a incumplir la promesa de menor tiempo de espera en la sala y a perder dinero por no haber hecho más eficientes sus procesos de operación. Desde luego, una empresa muy grande puede tener varias unidades de negocio con ofertas de productos/servicios orientadas a diferentes segmentos del mercado. Sin embargo, cada una de estas unidades de negocio debe tener clara y bien sustentada su propuesta de valor.
3.5 Fuentes de ventaja competitiva Para lograr y mantener cualquiera de las posiciones de ventaja descritas en la sección anterior, las organizaciones deben contar con una o más fuentes de ventaja. Una empresa puede, por ejemplo, tener mejores recursos que los competidores. Por ejemplo, Industrias Peñoles, el principal productor de plata a nivel global, tiene una mina en la ciudad de Fresnillo con una concentración de plata por tonelada muy superior al de otras minas en el mundo, ello le permite colocarse como uno de los proveedores más competitivos en costos de este mineral. De igual forma, una aseguradora puede contar con una fuerza propia de ventas que le brinde una cobertura geog ráfica mayor que la de sus competidores. Otros ejemplos de superioridad en recursos son la escala y capacidad de la infraestructura, la capacidad y estructura financiera, contar con marcas y patentes o tener un menor costo de insumos, entre otros.
3.6 Cadena de valor
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Otra fuente de ventaja la constituye tener habilidades superiores a las de los competidores para realizar alguna tarea que impacte en el valor percibido por los clientes. Por ejemplo, una empresa automotriz como Mercedes o BMW puede tener una mejor capacidad de diseño que la de otros competidores. De igual forma, una casa de bolsa puede contar con conocimiento especializado para identificar oportunidades de mejora en los portafolios de inversión de sus clientes que otros proveedores no tienen. Y una tienda departamental puede tener compradores con más sentido de olfato para detectar tendencias en la moda. Asimismo, una empresa puede distinguirse por contar con una mayor velocidad y flexibilidad de respuesta por establecer relaciones más cercanas con los clientes y por su experiencia en identificar, negociar y administrar alianzas. Una tercera categoría de fuentes de ventaja la constituyen los controles con los que cuenta la empresa, que ayudan a traducir los objetivos de la organización en acciones concretas y medibles, así como contar con información útil para la toma de decisiones. Los sistemas de costeo basado en actividades, por ejemplo, permiten que una organización conozca cuál es el verdadero costo asociado a la producción o entrega de cada uno de sus productos/servicios y poder enfocarse en aquellos que le generan mayor valor. De igual forma, sistemas para administración de inventarios, para monitorear la calidad, satisfacción y lealtad de clientes, y para administrar el flujo de efectivo, constituyen ejemplos de herramientas de control que pueden ayudar a que una empresa mantenga una posición de ventaja. La cuarta y más importante fuente de ventaja de una organización la constituyen sus actividades y la manera como ellas se alinean con la estrategia de la empresa. Las otras tres fuentes de ventaja: recursos, habilidades y controles, eventualmente se reflejan en la posibilidad de realizar actividades de manera distinta. Por ejemplo, de nada sirve que una empresa tenga un conocimiento más profundo de las necesidades de sus clientes y de sus propios procesos operativos, si no actúa en consecuencia para darles un mayor valor. Las actividades deben ser consistentes entre sí y reforzarse mutuamente para reforzar la posición de ventaja de la organización.
3.6 Cadena de valor Para entender el impacto de las actividades en la posición de ventaja de una organización, es necesario conocer el concepto de cadena de valor (Porter y Millar, 1985). La cadena de valor consiste en el conjunto de actividades que añaden valor a un producto o servicio y se clasifican en: a) Actividades primarias , que están asociadas con la creación y en-
trega del producto o servicio que ofrece la organización (por ejemplo, compras, manufactura, servicio, ventas y/o logística), y b) Actividades de soporte, que son esenciales para apoyar la creación o entrega del producto o servicio, aun cuando no lo transforman
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Capítulo 3
Actividades de soporte
Estrategia, innovación y competitividad
Infraestructura Recursos Humanos Tecnología Abastecimiento Logística de entrada
Operaciones Logística de salida
Mercadotecnia y ventas
Servicio
Actividades primarias FIGURA 3.4
Cadena de valor
directamente (por ejemplo, administración de recursos humanos, desarrollo de tecnología, abastecimiento e infraestructura). La figura 3.4 muestra en forma genérica el concepto de cadena de valor de una organización. Las actividades primarias incluyen la logística de entrada mediante la cual la empresa obtiene los insumos que habrá de transformar, a través de un conjunto de operaciones de manufactura en el producto terminado, las actividades de logística de salida por medio del cual dicho producto llega hasta los puntos de venta y las actividades asociadas con la mercadotecnia, venta y servicio a dicho producto. Si la empresa falla en la realización de alguna de estas actividades (por ejemplo, por una mala distribución se tienen retrasos en las entregas del producto a los clientes, o por una mala manufactura se presentan problemas de calidad en el producto), el valor percibido por los clientes se verá afectado negativamente. El marco conceptual anterior sería directamente aplicable a empresas de manufactura. Sin embargo, todas las empresas, independientemente de su giro, tienen una cadena de valor propia. La figura 3.5, por ejemplo, muestra las cadenas de valor de una tienda departamental y de una aseguradora. En el caso de la tienda, mejoras en las actividades primarias, como una mayor planeación de compras, nos ayudaría a tener “lo último, lo diferente”; una mejor asignación de los productos en la tienda contribuiría a que los clientes se sientan atraídos a comprarlos, y un mejor manejo de las promociones pueden ayudar a que el cliente perciba un mayor valor. En el caso de la aseguradora, un mejor diseño técnico y comercial puede hacer más atractivos nuestros productos/servicios, y un pago más oportuno puede aumentar la satisfacción y lealtad de los clientes. El concepto de “valor” a los ojos del cliente es sumamente importante, ya que las empresas compiten precisamente con base en el valor percibido de sus productos o servicios. Desafortunadamente, gran parte de las inversiones en tecnología se destinan a mejorar actividades administrativas internas, que no necesariamente se traducen en un valor agregado para los clientes. En ocasiones, algunas tecnologías, como las tecnologías de infor-
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3.6 Cadena de valor
Aseguradora
Infraestructura Recursos Humanos Tecnología Contraloría y finanzas
Tienda departamental
Diseño de productos
Mercadotecnia Cotiz ació n
Suscripción emisión
Pago de siniestros
Compras
Distribución
Venta
Servicio
Infraestructura Recursos Humanos Tecnología Contraloría y finanzas
FIGURA 3.5
Asignación
Cadena de valor de una aseguradora y de una tienda departamental
mación, se utilizan únicamente para mecanizar los procesos de control actuales, lo cual, si bien puede hacer más eficientes estos procesos, no implica de facto que la empresa se vuelva más competitiva. Es más, en ocasiones la mecanización de estos procesos hace que la empresa se vuelva más rígida y menos innovadora, lo que a la larga puede perjudicar su competitividad. Porter y Millar (1985) mencionan que para lograr ventajas competiti vas las organizaciones deben cambiar las actividades de la cadena de valor, cambiar las relaciones entre estas actividades o bien modificar direct amente los productos o servicios de la organización. odas las actividades de la cadena de valor tienen un componente f ísico y un componente de información. Por ejemplo, la actividad primaria de logística de salida involucra componentes físicos (camiones, productos, inventarios, almacenes, recursos humanos) y de información (rutas, itinerarios, horarios, costos, niveles de inventario). El buen uso de las tecnologías estará orientado a modificar las actividades, no sólo a mecanizar el registro de transacciones. Por ejemplo, la División Arneses del Grupo Condumex desarrolló un sistema heurístico de balanceo de línea para simular planes de producción, el cual balancea la carga en las máquinas de una sección de la planta y reduce los tiempos ociosos en la línea de producción (Zozaya, 1991). Este sistema modifica una de las actividades de la cadena de valor (i.e., la operación o manufactura) y permite tener una mejor respuesta a los requerimientos de los clientes (lo que se traduce en un beneficio tangible para ellos). Similarmente, otras tecnologías de producto o proceso pueden aplicarse en forma creativa para modificar diferentes actividades de la cadena de valor.
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Capítulo 3
Estrategia, innovación y competitividad
3.7 Innovación de procesos Además de poder transformar las actividades de la cadena de valor, las nue vas tecnologías se pueden utilizar para mejorar la coordinación entre estas actividades. Muchos de los problemas de los procesos de una organización se deben a que éstos se encuentran fragmentados. Esta fragmentación es aún más pronunciada cuando se considera la relación entre una empresa y sus proveedores y clientes. El éxito que han tenido los sistemas de intercambio electrónico de datos (EDI), por ejemplo, se debe precisamente a que ayudan a aliviar esta fragmentación. Con un sistema de este tipo, el proveedor y el comprador pueden mejorar la sincronización de sus actividades y tener una mejor coordinación y comunicación. Hammer y Champy (1993) sugieren concebir a las tecnologías como herramientas que nos permiten romper con reglas obsoletas para concebir negocios. A continuación se dan algunos ejemplos. •
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Las bases de datos compartidas nos permiten tener información disponible en forma simultánea en todos los lugares donde se necesite. Anteriormente, las organizaciones no tenían esta posibilidad, y por ello muchos de sus procesos se realizaban en forma secuencial. Con esta tecnología muchos de estos procesos pueden realizarse en forma cooperativa, reduciendo el tiempo necesario para ejecutarlos y mejorando la calidad de los mismos. Así, la regla: “la información sólo puede estar en un solo lugar en un momento dado”, se vuelve obsoleta. Los sistemas expertos (SE) nos permiten representar y utilizar el conocimiento de expertos para apoyar la toma de decisiones de personal con menor conocimiento del campo de aplicación. La regla: “sólo los expertos pueden realizar trabajos complejos”, se vuel ve obsoleta, ya que ahora un generalista puede realizar parte del trabajo de un experto. Las redes de comunicaciones y los sistemas ejecutivos de información permiten que una compañía pueda tener una toma de decisiones descentralizada y un control centralizado de la información. La regla: “las compañías tienen que escoger entre descentralizarse o centralizarse”, deja de ser aplicable. Los sistemas de soporte a la toma de decisiones permiten romper con la regla de que en la empresa: “solamente los gerentes pueden tomar decisiones”. Así, la toma de decisiones se vuelve parte integral de cualquier puesto. Los sistemas de rastreo e identificación automática permiten conocer la posición de vehículos, materiales y personas. Ya no es necesario “ir a buscar dónde están” estos componentes de la organización, sino que se puede tener información inmediata de su localización.
3.7 Innovación de procesos
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De esta manera, las tecnologías de información actúan como un facilitador para reinventar la manera como operan las organizaciones. Gracias a ellas podemos pensar en un rediseño radical de los procesos del negocio; en una nueva forma de operar que antes no era posible. Por su parte, Davenport (1993) menciona los siguientes impactos de las nuevas tecnologías de información en la innovación de los procesos de una organización: •
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Automatización: el beneficio más reconocido de las tecnologías de
información es su habilidad para eliminar trabajo humano y para producir procesos más estructurados. Esta oportunidad ha sido aprovechada en manufactura mediante aplicaciones de robótica, sensores y actuadores. En áreas de servicio, donde los procesos se asocian con flujos de documentos, ciertas tecnologías de información, como los paquetes de workflow, han empezado a automatizar dichos flujos. Asimismo, otras aplicaciones, como las que se refieren al ruteo automático de llamadas (por ejemplo, para hacer más efectiva la cobranza), también han modificado sustancialmente los procesos organizacionales. La automatización también está jugando un papel importante en la administración de materiales e inventarios con el desarrollo de los sistemas de identificación automática, los sistemas de clasificación automática y los sistemas de almacenamiento y recuperación automática de materiales. Información: las tecnologías de información pueden utilizarse para capturar información de la funcionalidad de un proceso, con miras a hacerlo más efectivo o eficiente. En procesos productivos, diversas compañías han utilizado este tipo de aplicaciones para optimizar los planes de producción y reducir el consumo de energía. En procesos administrativos, los sistemas de información ejecutiva han jugado un papel muy importante en la retroalimentación que reciben los ejecutivos sobre el desempeño de la organización. Paralelismo: muchos procesos de la organización se realizan en forma secuencial por no aprovechar tecnologías de información, como las bases de datos distribuidas y las redes. Gracias a estas tecnologías y a los sistemas de diseño e ingeniería asistidos por computadoras, se pueden reducir los tiempos de desarrollo de productos o los tiempos asociados con procesos particulares. Por ejemplo, Kodak utilizó este tipo de tecnologías para reducir el tiempo de desarrollo de una nueva cámara portátil reciclable, y Phoenix Mutual Life hizo algo similar con el proceso de suscripción de pólizas de seguros. Rastreo: diversas aplicaciones de tecnologías de información para localización de vehículos y productos están siendo utilizadas por algunas organizaciones para mejorar sus procesos de logística de entrada o de distribución; por ejemplo, Federal Express lee múltiples veces la etiqueta de envío de los paquetes para conocer su lo-
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calización, y la Delegación Benito Juárez (en México) utiliza radiolocalización para conocer la posición de sus patrullas. Asimismo, el uso de bases de datos para monitorear la evolución de procesos permite a las organizaciones tener un mejor control sobre éstos; por ejemplo, Johnson & Johnson tiene un centro de investigación centralizado con una base de datos donde se rastrea el estado de evolución de sus procesos de desarrollo de productos. Análisis: el uso de sistemas expertos (SE) y de sistemas para soporte a la toma de decisiones (DSS) permite a las compañías agilizar y hacer más efectivos los procesos asociados con el análisis de información para la toma de decisiones. Por ejemplo, American Express usa un SE para aprobar automáticamente solicitudes de crédito, y Progressive Insurance utiliza un DSS para identificar aquellos conductores que tienen bajo riesgo. Alcance geográfico: gracias a tecnologías de información (I), como bases de datos distribuidas, videoconferencia, correo electrónico y redes de informática y telecomunicaciones, las compañías que están dispersas geográficamente pueden realizar trabajos en forma conjunta (e.g., para diseñar un nuevo producto o realizar trabajos de consultoría o planeación) o agilizar sus procesos de recibo y embarque. Integración: en relación con el impacto anterior, las I pueden ayudar a integrar el trabajo de personas localizadas en diferentes unidades funcionales de la organización. Por ejemplo, el Gobierno del Distrito Federal (en México) ha implementado un sistema para que los contribuyentes puedan efectuar pagos en diferentes oficinas tributarias locales, sin importar su domicilio fiscal, para integrar esta información centralmente, de manera que sus estados de cuenta estén actualizados. Otras aplicaciones que han tenido mucho éxito para integrar a proveedores con compradores son los sistemas de negocio electrónico y de transferencia electrónica de fondos. Eliminación de intermediarios: otro impacto que están teniendo las I se refiere a que el flujo de información se puede realizar en forma automática sin necesidad de intermediarios. Esto es aplicable tanto a procesos internos de la organización (e.g., con el uso de sistemas de información ejecutiva y de flujo de trabajo), como a procesos interorganizacionales.
3.8 Premio de la innovación En las secciones anteriores hemos explicado por qué es necesario contar con una estrategia que incluya una propuesta de valor clara, que esté sustentada en un conjunto de fuentes de ventaja competitiva. Asimismo, hemos argumentado que dicha propuesta de valor debe ser distinta a la de los competidores, y que esta diferenciación surge de modificar las actividades
3.9 Disciplina de la innovación
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o procesos que constituyen la cadena de valor de una organización. ambién hemos explicado que ningún cambio es sostenible, y que por ello las empresas deben mantenerse permanentemente innovando la manera como hacen negocios. En esta sección complementamos dicha discusión con algunos datos que demuestran la validez de dichos argumentos, y que existe un “premio” del mercado para las empresas innovadoras. Jonash y Sommerlatte (1999) señalan que más que un cambio de liderazgo, que una fusión o adquisición y que un compromiso por reducción de costos, los inversionistas premian a la innovación. •
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Las compañías en el 20% superior del ranking de la revista Fortune sobre innovación, crean el doble de valor que el resto de sus competidores en sus industrias; en contraparte, las compañías en el 20% inferior del ranking de Fortune sobre innovación, crean un tercio de valor que el resto de sus competidores en sus industrias. Adicionalmente, su investigación mostró que 95% de los analistas de Wall Street respondieron que existe un premio por la innovación; más de 90% indicaron que la importancia de la innovación ha crecido significativamente en los últimos años; más de 70% señalaron que la innovación es el driver principal de cómo el mercado valúa a las empresas. Por su parte, 84% de los ejecutivos entrevistados señalaron que la innovación es ahora un asunto estratégico para sus empresas, y 49% indicaron que habían progresado hacia el desarrollo y la aplicación de procesos sistemáticos y métricas para promover la inno vación en sus organizaciones. Sin embargo, 85% de las 700 empresas indicaron que estaban insatisfechas con la manera como ellos manejaban la innovación, y señalaron que existía una brecha considerable en relación con las prácticas actuales de los negocios.
¿A qué se debe que exista esta brecha entre lo que las empresas hacen y lo que quieren hacer con respecto a la innovación? al parece que, a pesar de que en muchos ejecutivos existe la conciencia que la innovación es el proceso clave para el crecimiento, persisten dudas sobre invertir en un proceso que tiene costos altos y gran incertidumbre (Christensen y Overdorf, 1997). Aun cuando algunos ejecutivos están dispuestos a apoyar programas de innovación, falta gente con las habilidades y los “marcos conceptuales” adecuados. En las siguientes secciones explicaremos algunas de las mejores prácticas que han seguido las empresas innovadoras.
3.9 Disciplina de la innovación radicionalmente, al proceso de innovación se le asocia con cuatro factores: 1. creatividad , ya que es necesario generar ideas que permitan visuali-
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Capítulo 3
Estrategia, innovación y competitividad
zar nuevas formas de crear valor; 2. espíritu emprendedor en la gente que forma la empresa para tomar los riesgos que implica cambiar lo que la organización hace; 3. campeones que impulsen las nuevas ideas y venzan los obstáculos impuestos dentro y fuera de la organización, y 4. un ambiente libre donde se pueda actuar. Desafortunadamente, estos cuatro factores no son suficientes para lograr que una empresa se vuelva innovadora, ya que la creatividad en forma aislada puede originar ideas que nunca se aprovechan, el espíritu emprendedor puede llevarnos a esfuerzos fragmentados que diluyan la energía de la organización, los campeones pueden volverse “prima donnas” y empezar a pensar más en los objetivos de sus propias iniciativas que en los objetivos globales de la organización, y el ambiente libre puede llevar a una falta de control y a un desaprovechamiento de los recursos de la organización. Las empresas exitosas en innovar entienden a la innovación de acuerdo con un nuevo paradigma compuesto por cuatro elementos: 1. Visión: entendida como los objetivos a largo plazo de una organi-
zación, es la brújula que permite orientar todos los esfuerzos de una empresa, incluyendo aquellos que tienen que ver con la rein vención de sus procesos, productos y servicios. 2. Mapa del camino: para poder alcanzar la visión, las empresas requieren de un “mapa del camino” que les ayude a ver si van en la dirección correcta. Este mapa debe identificar las tecnologías, competencias, recursos y familias de productos/servicios requeridos para alcanzar la visión. Por ejemplo, en la empresa Rockwell, a partir de un plan de negocios se generan planes de producto y proceso que posteriormente se traducen en un conjunto de necesidades tecnológicas para cada unidad de negocio. Luego se analizan las necesidades de todas las unidades, se establecen prioridades y se reduce el espectro a un conjunto de proyectos de investigación críticos. Finalmente, a partir de los proyectos críticos se hace un análisis de aquellos aspectos fundamentales que son comunes a varios de ellos, buscando lograr sinergias, hasta identificar aquellos elementos tecnológicos “de empuje” sobre los cuales habrá que concentrarse para apalancar dichos proyectos. 3. Enfoque de proceso: Drucker (1985) señala que la innovación es más de “transpiración” que de “inspiración”. La innovación debe verse más como una disciplina que como un evento casuístico, y ello implica contar con procesos para identificar necesidades u oportunidades de mercado para crear visiones de productos y tecnologías, y para desarrollar una estrategia para producir y vender esos productos o tecnologías. 4. Competencias: las empresas requieren competencias para descubrir necesidades no articuladas de clientes potenciales, para detectar y administrar las ideas valiosas, para traducir rápidamente y a
3.10
Oportunidades y fuentes de la innovación
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bajo costo estas ideas en productos/servicios, y para identificar mecanismos que lograrán hacer que el proceso sea repetible y me jorable.
3.10 Oportunidades y fuentes de la innovación Drucker (1985) señala que a pesar de lo mucho que se ha escrito sobre la personalidad emprendedora, lo que la mayoría de los emprendedores tienen en común no es su personalidad, sino su compromiso a una práctica sistemática de la innovación. En este contexto, la innovación es el medio por el cual un emprendedor crea nuevos recursos para producir riqueza o brinda a los recursos existentes un nuevo potencial para crear riqueza. En otras palabras, las empresas emprendedoras son aquellas que permanentemente se esfuerzan por crear un cambio enfocado y orientado en el potencial económico o social de una organización. La innovación puede surgir de un chispazo de genio (como el famoso “ ¡Eureka! ” de Arquímedes). Sin embargo, la mayor parte de las innovaciones, especialmente las exitosas, surgen de una búsqueda consciente y orientada de oportunidades de innovación. Drucker indica que existen cuatro áreas de oportunidad para la inno vación: 1. ocurrencias inesperadas, como la que le aconteció a IBM cuando sin pensarlo encontró que la máquina que acababa de desarrollar en la década de los años 30, con intención de venderla a los bancos, resultaba atractiva para las bibliotecas públicas; 2. incongruencias, como la que ocurría con la industria del acero en los años 70 donde, a pesar del crecimiento del mercado, todos los competidores tenían pérdidas millonarias por los altos costos del capital; 3. necesidades de procesos, como las que estaban presentes en la industria de los periódicos, donde fue necesaria la convergencia del linotipo y de la publicidad masiva para poder tener periódicos de alta circulación a un costo razonable, y 4. cambios en la industria y el mercado, como los que ocurrieron en la industria financiera con el surgimiento de los inversionistas institucionales. Asimismo, Drucker indica que estas oportunidades surgen como consecuencia de tres principales fuentes de innovación alrededor de la organización: 1. cambios demográficos, por ejemplo: número de personas, distribución de edades, educación, ocupaciones, localización geográfica y nivel de ingresos; 2. cambios en las percepciones, donde los hechos no se alteran, pero sí su significado, y 3. nuevo conocimiento. De estas tres fuentes, la más confiable y predecible es la asociada con cambios demográficos. Un ejemplo fue lo que ocurrió en Europa después de la Segunda Guerra Mundial, donde por primera vez se tuvo una población de jóvenes educados y con poder adquisitivo, oportunidad que fue aprovechada por el Club Méditerranée para ofrecer un nuevo concepto de viaje. En cuanto a los cambios en las percepciones, un ejemplo lo constituye la percepción de que cada vez
