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 impulsado por el valor está siendo desarrollado por el Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica , a través de un comité de programa de representantes del gobierno, la industria y la academia. [1] Paralelamente, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de los 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 el valor y diseño centrado en el valor 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 rendimiento.
Esto también es similar al enfoque basado en 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 una aportaría. [2]
El diseño orientado al valor es controvertido porque los requisitos de rendimiento son un elemento central de la ingeniería de sistemas. [3] Sin embargo, los partidarios del diseño orientado al 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 basado en el valor crea un entorno que permite y fomenta la optimización del diseño al proporcionar a los diseñadores una función objetivo y eliminar aquellas restricciones que se han expresado como requisitos de rendimiento. La función objetivo introduce 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 denomina diseño basado en el valor, 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 se puedan comparar racionalmente y tomar una decisión". [7] A nivel de todo el sistema, la función objetivo que realiza esta evaluación de valor se denomina "modelo de valor". [8] El modelo de valor distingue el diseño basado en el valor de la teoría de utilidad de atributos múltiples aplicada al diseño. [9] Mientras que en la teoría de utilidad de atributos múltiples, una función objetivo se construye a partir de evaluaciones de las partes interesadas, [10] el diseño basado en el valor emplea el 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 los atributos del sistema a los que tradicionalmente se les asignarían requisitos de rendimiento, como la autonomía y el consumo de combustible de una aeronave, y construyen un modelo de valor del sistema que utiliza todos estos atributos como datos de entrada. 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 a través de un análisis de sensibilidad. [6]
En 2006 se llevó a cabo un taller para implementar un diseño orientado al valor para un satélite GPS , que puede servir como ejemplo del proceso. [12]
La dicotomía entre diseñar para cumplir con requisitos de desempeño y diseñar para cumplir con funciones objetivas fue planteada por Herbert Simon en un ensayo llamado "La ciencia del diseño" en 1969. [13] Simon jugó con ambos bandos, diciendo que, idealmente, los sistemas de ingeniería deberían optimizarse de acuerdo con una función objetiva, pero siendo realistas esto suele ser demasiado difícil, por lo que se necesitarían satisfacer atributos , lo que equivalía a establecer requisitos de desempeño. 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 un marco lógico para la elección racional entre alternativas dadas".
La teoría de la utilidad obtuvo la mayor parte de su formulación matemática actual gracias a von Neumann y Morgenstern [14] , pero fue el economista Kenneth Arrow quien demostró de manera más amplia el teorema de utilidad esperada, que dice en esencia que, dada una elección entre un conjunto de alternativas, uno debería elegir la alternativa que proporcione la mayor expectativa probabilística de utilidad, donde la utilidad es el valor ajustado 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 desarrollaron la idea de un modelo de valor para encapsular 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 en un marco de trabajo el diseño de ingeniería, el análisis de planes de negocios y la teoría de decisiones en un artículo escrito en 1995, que se publicó en 1998. [7] Mientras tanto, Paul Collopy desarrolló de forma independiente un marco de trabajo similar en 1997, y Harry Cook desarrolló el modelo S para incorporar el precio y la demanda del producto en una función objetivo basada en las ganancias para las decisiones de diseño. [17]
La División de Sistemas de Ingeniería del MIT elaboró una serie de artículos a partir del año 2000, muchos de ellos coescritos por Daniel Hastings, en los que se utilizaron numerosas 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 impulsado por el valor fue acuñado por James Sturges en Lockheed Martin mientras organizaba un taller que se convertiría en el Comité del Programa de Diseño Impulsado por el Valor en el Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica (AIAA) en 2006. [19] Mientras tanto, el diseño centrado en el valor fue acuñado independientemente por Owen Brown y Paul Eremenko de DARPA en el Anuncio Amplio de la 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 impulsado por 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 adquisiciones gubernamentales que dirija o incentive 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 una 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 maximice su propio beneficio. Llaman a este sistema Adquisición basada en el valor .
