El diseño impulsado por el valor ( VDD ) es una estrategia de ingeniería de sistemas basada en la microeconomía que permite la optimización del diseño multidisciplinario . El diseño basado en valores está siendo desarrollado por el Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica , a través de un comité de programa formado por representantes gubernamentales, industriales y académicos. [1] Paralelamente, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de EE.UU. ha promulgado una estrategia idéntica, llamándola diseño centrado en el valor , en el Programa F6 . En este punto, los términos diseño impulsado por valores y diseño centrado en valores son intercambiables. La esencia de estas estrategias es que las elecciones de diseño se toman para maximizar el valor del sistema en lugar de cumplir con los requisitos de desempeño.
Esto también es similar al enfoque impulsado por el valor del desarrollo de software ágil, donde las partes interesadas de un proyecto priorizan sus necesidades de alto nivel (o características del sistema) en función del valor comercial percibido que cada uno entregaría. [2]
El diseño basado en valores es controvertido porque los requisitos de rendimiento son un elemento central de la ingeniería de sistemas. [3] Sin embargo, los partidarios del diseño basado en el valor afirman que puede mejorar el desarrollo de grandes sistemas aeroespaciales al reducir o eliminar los sobrecostos [4] que son un problema importante, según auditores independientes. [5]
El diseño impulsado por valores crea un entorno que permite y fomenta la optimización del diseño al proporcionar a los diseñadores una función objetiva y eliminar aquellas limitaciones que se han expresado como requisitos de desempeño. La función objetivo ingresa todos los atributos importantes del sistema que se está diseñando y genera una puntuación. Cuanto mayor sea la puntuación, mejor será el diseño. [6] Al describir una versión temprana de lo que ahora se llama diseño basado en valores, George Hazelrigg dijo: "El propósito de este marco es permitir la evaluación de un valor para cada opción de diseño de modo que las opciones puedan compararse racionalmente y tomar una decisión". ". [7] A nivel de todo el sistema, la función objetivo que realiza esta evaluación del valor se denomina "modelo de valor". [8] El modelo de valor distingue el diseño basado en valores de la teoría de la utilidad de atributos múltiples aplicada al diseño. [9] Mientras que en la teoría de la utilidad de atributos múltiples, una función objetivo se construye a partir de evaluaciones de las partes interesadas, [10] el diseño basado en valores emplea análisis económico para construir un modelo de valor. [11] La base del modelo de valor es a menudo una expresión de ganancias para una empresa, pero también se han desarrollado modelos de valor económico para otras organizaciones, como el gobierno. [8]
Para diseñar un sistema, los ingenieros primero toman atributos del sistema a los que tradicionalmente se les asignarían requisitos de desempeño, como el alcance y el consumo de combustible de una aeronave, y construyen un modelo de valor del sistema que utiliza todos estos atributos como entradas. A continuación, se optimiza el diseño conceptual para maximizar el resultado del modelo de valor. Luego, cuando el sistema se descompone en componentes, se deriva una función objetivo para cada componente del modelo de valor del sistema mediante un análisis de sensibilidad. [6]
En 2006 se llevó a cabo un taller de implementación de un diseño basado en valores para un satélite GPS , que puede servir como ejemplo del proceso. [12]
La dicotomía entre diseñar según requisitos de desempeño versus funciones objetivas fue planteada por Herbert Simon en un ensayo llamado "La ciencia del diseño" en 1969. [13] Simon jugó en ambos lados y dijo que, idealmente, los sistemas diseñados deberían optimizarse de acuerdo con un objetivo. función, pero en realidad esto suele ser demasiado difícil, por lo que sería necesario satisfacer los atributos , lo que equivalía a establecer requisitos de rendimiento. Pero incluyó técnicas de optimización en su plan de estudios recomendado para ingenieros y respaldó "la teoría de la utilidad y la teoría de la decisión estadística como marco lógico para la elección racional entre alternativas dadas".
La teoría de la utilidad recibió la mayor parte de su formulación matemática actual de von Neumann y Morgenstern , [14] pero fue el economista Kenneth Arrow quien demostró el teorema de la utilidad esperada de manera más amplia, que dice en esencia que, dada una elección entre un conjunto de alternativas, se debe elegir la alternativa que proporcione la mayor expectativa probabilística de utilidad, donde la utilidad se ajusta al valor por la aversión al riesgo. [15]
Ralph Keeney y Howard Raiffa ampliaron la teoría de la utilidad en apoyo de la toma de decisiones, [10] y Keeney desarrolló la idea de un modelo de valor para resumir el cálculo de la utilidad. [16] Keeney y Raiffa también utilizaron "atributos" para describir las entradas a un proceso de evaluación o modelo de valor.
George Hazelrigg reunió por primera vez el diseño de ingeniería, el análisis de planes de negocios y la teoría de decisiones en un marco en un artículo escrito en 1995, que se publicó en 1998. [7] Mientras tanto, Paul Collopy desarrolló de forma independiente un marco similar en 1997, y Harry Cook desarrolló el modelo S para incorporar el precio y la demanda del producto en una función objetiva basada en las ganancias para las decisiones de diseño. [17]
La División de Sistemas de Ingeniería del MIT produjo una serie de artículos a partir de 2000, muchos de ellos en coautoría con Daniel Hastings, en los que se utilizaron muchas formulaciones de utilidad para abordar diversas formas de incertidumbre en la toma de decisiones de diseño de ingeniería. Saleh et al. [18] es un buen ejemplo de este trabajo.
El término diseño basado en valores fue acuñado por James Sturges en Lockheed Martin mientras organizaba un taller que se convertiría en el Comité del Programa de Diseño Basado en Valores del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica (AIAA) en 2006. [19] Mientras tanto, el valor El diseño centrado fue acuñado de forma independiente por Owen Brown y Paul Eremenko de DARPA en el Anuncio de la Agencia Amplia de Fase 1 para el programa de diseño del satélite DARPA F6 en 2007. [20] Castagne et al. [21] proporciona un ejemplo en el que se utilizó el diseño basado en el valor para diseñar paneles de fuselaje para un avión regional .
La implementación de un diseño basado en el valor en grandes sistemas gubernamentales, como las naves espaciales o los sistemas de armas de la NASA o la Agencia Espacial Europea , requerirá un sistema de adquisición gubernamental que oriente o motive al contratista a emplear un modelo de valor. [22] Un sistema de este tipo se propone con cierto detalle en un ensayo de Michael Lippitz, Sean O'Keefe y John White. [23] Sugieren que "una oficina de programas puede ofrecer un contrato en el que el precio sea función del valor", donde la función se deriva de un modelo de valor. La función de precio está estructurada de modo que, al optimizar el diseño del producto de acuerdo con el modelo de valor, el contratista maximizará su propio beneficio. A este sistema lo llaman Adquisición Basada en Valor .
