La economía de la ingeniería , anteriormente conocida como economía de la ingeniería , es un subconjunto de la economía que se ocupa del uso y la "... aplicación de principios económicos" [1] en el análisis de decisiones de ingeniería. [2] Como disciplina, se centra en la rama de la economía conocida como microeconomía , ya que estudia el comportamiento de los individuos y las empresas al tomar decisiones sobre la asignación de recursos limitados. Por lo tanto, se centra en el proceso de toma de decisiones, su contexto y entorno. [1] Es pragmática por naturaleza, integrando la teoría económica con la práctica de la ingeniería. [1] Pero, también es una aplicación simplificada de la teoría microeconómica en el sentido de que asume que elementos como la determinación de precios, la competencia y la demanda/oferta son insumos fijos de otras fuentes. [1] Sin embargo, como disciplina, está estrechamente relacionada con otras como la estadística , las matemáticas y la contabilidad de costos . [1] Se basa en el marco lógico de la economía, pero agrega a eso el poder analítico de las matemáticas y la estadística. [1]
Los ingenieros buscan soluciones a los problemas y, junto con los aspectos técnicos, normalmente se considera la viabilidad económica de cada solución potencial desde un punto de vista específico que refleja su utilidad económica para un grupo de personas. Fundamentalmente, la economía de la ingeniería implica formular, estimar y evaluar los resultados económicos cuando existen alternativas para lograr un propósito definido. [3]
En algunos programas de estudios de ingeniería civil de pregrado de EE. UU. , la economía de la ingeniería es un curso obligatorio. [4] Es un tema del examen Fundamentos de ingeniería , y también se pueden hacer preguntas en el examen Principios y práctica de ingeniería; ambos son parte del proceso de registro de Ingeniería Profesional .
Considerar el valor temporal del dinero es fundamental para la mayoría de los análisis económicos de ingeniería. Los flujos de efectivo se descuentan utilizando una tasa de interés , excepto en los estudios económicos más básicos.
Para cada problema, normalmente hay muchas alternativas posibles . Una opción que debe considerarse en cada análisis, y que a menudo es la alternativa de no hacer nada , es la alternativa de no hacer nada . También debe considerarse el costo de oportunidad de tomar una decisión en lugar de otra. También hay que tener en cuenta factores no económicos, como el color, el estilo, la imagen pública, etc.; dichos factores se denominan atributos . [5]
Se consideran los costos y los ingresos de cada alternativa durante un período de análisis que puede ser un número fijo de años o la vida útil estimada del proyecto. El valor residual a menudo se olvida, pero es importante y es el costo neto o los ingresos por desmantelar el proyecto.
Otros temas que pueden abordarse en la ingeniería económica son la inflación , la incertidumbre , los reemplazos, la depreciación , el agotamiento de los recursos , los impuestos , los créditos fiscales , la contabilidad , las estimaciones de costos o la financiación de capital . Todos estos temas son áreas de conocimiento y habilidades primarias en el campo de la ingeniería de costos .
Dado que la ingeniería es una parte importante del sector manufacturero de la economía , la economía industrial de la ingeniería es una parte importante de la economía industrial o empresarial. Los temas principales de la economía industrial de la ingeniería son:
Algunos ejemplos de problemas económicos de ingeniería van desde el análisis de valor hasta los estudios económicos. Cada uno de ellos es relevante en diferentes situaciones y los utilizan con mayor frecuencia los ingenieros o los gerentes de proyectos. Por ejemplo, el análisis económico de ingeniería ayuda a una empresa no solo a determinar la diferencia entre los costos fijos e incrementales de ciertas operaciones, sino también a calcular ese costo, dependiendo de una serie de variables. Otros usos de la economía de ingeniería incluyen:
Cada uno de los componentes anteriores de la economía de la ingeniería es crítico en ciertas coyunturas, dependiendo de la situación, la escala y el objetivo del proyecto en cuestión. La economía de la ruta crítica, por ejemplo, es necesaria en la mayoría de las situaciones, ya que es la coordinación y planificación de los movimientos de materiales, mano de obra y capital en un proyecto específico. Se determina que las más críticas de estas "rutas" son aquellas que tienen un efecto sobre el resultado tanto en tiempo como en costo. Por lo tanto, las rutas críticas deben ser determinadas y monitoreadas de cerca por ingenieros y gerentes por igual. La economía de la ingeniería ayuda a proporcionar los diagramas de Gantt y las redes de actividades y eventos para determinar el uso correcto del tiempo y los recursos. [7]
El análisis de valor adecuado tiene su origen en la necesidad de los ingenieros y gerentes industriales no sólo de simplificar y mejorar los procesos y sistemas, sino también de simplificar de manera lógica los diseños de esos productos y sistemas. Aunque no está directamente relacionado con la economía de la ingeniería, el análisis de valor es importante y permite a los ingenieros gestionar adecuadamente los sistemas y procesos nuevos y existentes para hacerlos más simples y ahorrar tiempo y dinero. Además, el análisis de valor ayuda a combatir las "excusas de bloqueo" que pueden hacer tropezar a los gerentes o ingenieros. A dichos como "El cliente lo quiere así" se responde con preguntas como: ¿se le ha informado al cliente de alternativas o métodos más económicos? "Si se cambia el producto, las máquinas estarán inactivas por falta de trabajo" se puede combatir con: ¿no puede la gerencia encontrar usos nuevos y rentables para estas máquinas? Preguntas como estas son parte de la economía de la ingeniería, ya que preceden a cualquier estudio o análisis real.
La programación lineal es el uso de métodos matemáticos para encontrar soluciones optimizadas, ya sean de naturaleza minimizada o maximizada. Este método utiliza una serie de líneas para crear un polígono y luego determinar el punto más grande o más pequeño de esa forma. Las operaciones de fabricación a menudo utilizan la programación lineal para ayudar a mitigar los costos y maximizar las ganancias o la producción. [7]
Teniendo en cuenta la prevalencia del capital que se presta por un período de tiempo determinado, con el entendimiento de que será devuelto al inversor, las relaciones dinero-tiempo analizan los costos asociados a este tipo de acciones. El capital en sí debe dividirse en dos categorías diferentes, capital social y capital de deuda . El capital social es dinero que ya está a disposición de la empresa, y que se deriva principalmente de las ganancias, y por lo tanto no es de mucha preocupación, ya que no tiene propietarios que exijan su devolución con intereses. El capital de deuda sí tiene propietarios, y estos exigen que su uso se devuelva con "ganancias", también conocidas como intereses. El interés que debe pagar la empresa va a ser un gasto, mientras que los prestamistas de capital tomarán el interés como una ganancia, lo que puede confundir la situación. Para agregar a esto, cada uno cambiará la posición del impuesto sobre la renta de los participantes.
Las relaciones entre el interés y el dinero y el tiempo entran en juego cuando el capital necesario para completar un proyecto debe tomarse prestado o derivarse de las reservas. Tomar prestado plantea la cuestión del interés y el valor creado por la finalización del proyecto. Mientras que tomar capital de las reservas también niega su uso en otros proyectos que pueden rendir más resultados. El interés en los términos más simples se define por la multiplicación del capital, las unidades de tiempo y la tasa de interés . Sin embargo, la complejidad de los cálculos de interés se vuelve mucho mayor cuando entran en juego factores como el interés compuesto o las anualidades .
Los ingenieros suelen utilizar tablas de interés compuesto para determinar el valor futuro o presente del capital. Estas tablas también se pueden utilizar para determinar el efecto que tienen las anualidades sobre los préstamos, las operaciones u otras situaciones. Todo lo que se necesita para utilizar una tabla de interés compuesto son tres cosas: el período de tiempo del análisis, la tasa de rendimiento mínima atractiva (MARR) y el valor del capital en sí. La tabla generará un factor de multiplicación que se utilizará con el valor del capital, lo que le dará al usuario el valor futuro o presente adecuado.
Utilizando las tablas de interés compuesto mencionadas anteriormente, un ingeniero o gerente puede determinar rápidamente el valor del capital durante un período de tiempo determinado. Por ejemplo, una empresa desea pedir prestado $5,000.00 para financiar una nueva máquina y deberá devolver ese préstamo en 5 años al 7%. Utilizando la tabla, 5 años y 7% da el factor de 1.403, que se multiplicará por $5,000.00. Esto dará como resultado $7,015.00. Por supuesto, esto se hace suponiendo que la empresa realizará un pago único al final de los cinco años, sin realizar ningún pago anterior.
Un ejemplo mucho más aplicable es el de un determinado equipo que rendirá beneficios para una operación de fabricación durante un período de tiempo determinado. Por ejemplo, la máquina beneficia a la empresa con 2.500,00 dólares cada año y tiene una vida útil de 8 años. La TMAR se determina en aproximadamente el 5%. Las tablas de interés compuesto arrojan un factor diferente para diferentes tipos de análisis en este escenario. Si la empresa desea conocer el beneficio actual neto (NPB) de estos beneficios, entonces el factor es el P/A de 8 años al 5%. Esto es 6,463. Si la empresa desea conocer el valor futuro de estos beneficios, entonces el factor es el F/A de 8 años al 5%; que es 9,549. El primero da un NPB de 16.157,50 dólares, mientras que el segundo da un valor futuro de 23.872,50 dólares.
Estos escenarios son extremadamente simples por naturaleza y no reflejan la realidad de la mayoría de las situaciones industriales. Por lo tanto, un ingeniero debe comenzar a tener en cuenta los costos y los beneficios, y luego determinar el valor de la máquina, la expansión o la instalación propuesta.
El hecho de que los activos y materiales en el mundo real eventualmente se desgasten y, por lo tanto, se rompan, es una situación que debe tenerse en cuenta. La depreciación en sí misma se define como la disminución del valor de cualquier activo dado, aunque existen algunas excepciones. La valuación puede considerarse la base de la depreciación en un sentido básico, ya que cualquier disminución en el valor se basaría en un valor original . La idea y la existencia de la depreciación se vuelven especialmente relevantes para la ingeniería y la gestión de proyectos debido a que el equipo de capital y los activos utilizados en las operaciones disminuirán lentamente en valor, lo que también coincidirá con un aumento en la probabilidad de falla de la máquina. Por lo tanto, el registro y el cálculo de la depreciación son importantes por dos razones principales.
Sin embargo, estas dos razones no pueden compensar la naturaleza "fugaz" de la depreciación, que dificulta un poco el análisis directo. Para aumentar aún más los problemas asociados con la depreciación, es necesario dividirla en tres tipos distintos, cada uno de los cuales tiene cálculos e implicaciones intrincados.
El cálculo de la depreciación también se puede realizar de varias formas: lineal, de saldo decreciente, de suma de los años y de producción de servicios . El primer método es quizás el más fácil de calcular, mientras que los demás tienen distintos niveles de dificultad y utilidad. La mayoría de las situaciones a las que se enfrentan los gerentes en relación con la depreciación se pueden resolver utilizando cualquiera de estas fórmulas; sin embargo, la política de la empresa o la preferencia de los individuos pueden afectar la elección del modelo. [7]
La principal forma de depreciación utilizada en los EE. UU. es el Sistema de Recuperación de Capital Acelerada Modificada ( MACRS ), y se basa en una serie de tablas que indican la clase de activo y su vida útil. A ciertas clases se les asigna una vida útil determinada, que afecta el valor de un activo que se puede depreciar cada año. Esto no significa necesariamente que un activo deba descartarse una vez que se cumpla su vida útil según el MACRS , sino que ya no se puede utilizar para deducciones fiscales.
El presupuesto de capital , en relación con la economía de la ingeniería, es el uso y la utilización adecuados del capital para alcanzar los objetivos del proyecto. Puede definirse completamente con la siguiente declaración: "... como la serie de decisiones de individuos y empresas sobre cuánto y dónde se obtendrán y gastarán los recursos para cumplir con los objetivos futuros". [7] Esta definición explica casi perfectamente el capital y su relación general con la ingeniería, aunque algunos casos especiales pueden no prestarse a una explicación tan concisa. La adquisición real de ese capital tiene muchas rutas diferentes, desde acciones hasta bonos y ganancias retenidas, cada una con fortalezas y debilidades únicas, especialmente cuando se relaciona con los impuestos sobre la renta. Factores como el riesgo de pérdida de capital, junto con los rendimientos posibles o esperados también deben considerarse cuando se realiza el presupuesto de capital. Por ejemplo, si una empresa tiene $ 20,000 para invertir en una serie de proyectos de riesgo alto, moderado y bajo, la decisión dependerá de cuánto riesgo esté dispuesta a asumir la empresa y si los rendimientos ofrecidos por cada categoría compensan este riesgo percibido. Siguiendo con este ejemplo, si el proyecto de alto riesgo ofreciera solo un 20% de rentabilidad, mientras que el de riesgo moderado ofreciera un 19%, los ingenieros y gerentes probablemente elegirían el proyecto de riesgo moderado, ya que su rentabilidad es mucho más favorable para su categoría. El proyecto de alto riesgo no ofreció las rentabilidades adecuadas para justificar su condición de riesgo. Una decisión más difícil puede ser entre un proyecto de riesgo moderado que ofrezca un 15% y uno de riesgo bajo que ofrezca un 11%. La decisión en este caso estaría mucho más sujeta a factores como la política de la empresa, el capital adicional disponible y los posibles inversores.
"En general, la empresa debe estimar las oportunidades de proyectos, incluidos los requisitos de inversión y las tasas de rendimiento prospectivas para cada uno, que se espera que estén disponibles para el próximo período. Luego, el capital disponible debe asignarse tentativamente a los proyectos más favorables. La tasa de rendimiento prospectiva más baja dentro del capital disponible se convierte entonces en la tasa de rendimiento mínima aceptable para los análisis de cualquier proyecto durante ese período". [8]
Una de las operaciones más importantes e integrales en el campo de la ingeniería económica es la minimización de costos en sistemas y procesos. El tiempo, los recursos, la mano de obra y el capital deben minimizarse cuando se colocan en cualquier sistema, de modo que se puedan maximizar los ingresos, el producto y las ganancias. De ahí la ecuación general:
donde C es el costo total, ab y k son constantes y x es la variable número de unidades producidas.
Existe un gran número de fórmulas de análisis de costos, cada una para situaciones particulares y justificadas por las políticas de la empresa en cuestión o las preferencias del ingeniero en cuestión. [7]
Los estudios económicos, que son mucho más comunes fuera de la ingeniería económica, todavía se utilizan de vez en cuando para determinar la viabilidad y la utilidad de ciertos proyectos. Sin embargo, no reflejan verdaderamente la "noción común" de los estudios económicos, que está fijada en la macroeconomía, algo con lo que los ingenieros tienen poca interacción. Por lo tanto, los estudios realizados en la ingeniería económica son para empresas específicas y proyectos limitados dentro de esas empresas. Como mucho, uno puede esperar encontrar algunos estudios de viabilidad realizados por empresas privadas para el gobierno u otra empresa, pero estos nuevamente contrastan marcadamente con la naturaleza general de los verdaderos estudios económicos. Los estudios tienen una serie de pasos importantes que se pueden aplicar a casi cualquier tipo de situación, que son los siguientes:
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