Diseño conceptual de productos asistido por ordenador : Un estudio analítico sobre aplicaciones y definición de la estructura básica de un nuevo programa
Authors:   , Chaur Bernal Jairo 
Published: October 2023

El tema de la investigación es «la creatividad en la fase conceptual del diseño de productos» y se orienta a la aplicación del ordenador como herramienta de asistencia al ingeniero de diseño. <br/><br/>De las tres fases del proceso de diseño de productos (definición del problema, generación de conceptos y desarrollo de la mejor alternativa), es en la segunda, conocida como «síntesis», donde se da la máxima expresión de creatividad. <br/><br/>La hipótesis de partida afirma la posibilidad de asistir al ingeniero de diseño en esa etapa, mediante el uso de «software creativo» (que implementa técnicas, metodologías y herramientas de creatividad). El objetivo principal de esta tesis es obtener la estructura de tal tipo de software, partiendo de la identificación de características adecuadas, mediante un estudio experimental detallado, previa definición de un modelo objetivo de valoración. <br/><br/>Diseño se entiende aquí como el conjunto de actividades que conduce al desarrollo de una idea de producto. Mientras que la creatividad técnica es aquella que produce dos resultados complementarios: novedad y utilidad. <br/><br/>La revisión de las tendencias que siguen los productores de software CAD/CAM/CAE, indican que la fase del análisis, que caracteriza al diseño de detalle, sigue siendo privilegiada con respecto a la fase de diseño conceptual. Del software creativo genérico ofrecido actualmente, se hace una selección de cuatro programas representativos que desarrollan metodologías como las de brainstorming, sinéctica, mapas mentales y TRIZ. <br/><br/>Los modelos de medición de la creatividad se aplican a la persona, el proceso o el producto. Se seleccionó el test CREA para el primer caso. Para los otros, se realizó una adaptación de la propuesta de Shah (2003), que, junto con aportes propios, condujo a la definición del modelo de valoración de la creatividad de ideas generadas durante el proceso de diseño, con cuatro índices: flexibilidad, fluidez, elaboración y originalidad. Tal modelo facilitó la comparación gráfica y cuantitativa de las variables: tiempos por actividad y por módulo de software, cantidad total, flujo y origen de ideas, índices de creatividad y trayectoria creativa. <br/><br/>El factor de diseño experimental fue el tipo de software, con cinco niveles: cuatro programas y un testigo. Se realizaron cuatro repeticiones y el método utilizado fue el estudio de protocolo modificado para obtener la información de cuatro fuentes: vídeo, dibujos, archivo generado y secuencia de uso del software.<br/><br/>Los resultados obtenidos y su respectivo análisis permitieron identificar características relevantes de cada programa, herramientas efectivas y configuraciones más aceptadas por los diseñadores. En general, se puede afirmar que el software creativo sí propicia la generación de ideas mediante asociaciones, transformaciones o exploraciones. <br/><br/>Con la identificación de estas características, se desarrolló la propuesta de estructura del nuevo software, presentada en forma de maqueta. Se sustenta, en el modelo FBS (Function-Behaviour-Structure) para construir el proceso evolutivo del diseño, centrado en la «función» con sus tres roles: modelación de requerimientos, articulación entre estos y el objeto, e instrumento de evaluación del valor del objeto. Se tiene en cuenta la forma de representación del modelo de evolución funcional de Takeda (1996), con un cuerpo de función, modificadores funcionales y estructuras de solución; y el estímulo al desarrollo cíclico de etapas divergentes y convergentes (Liu et. al., 2003). <br/><br/>La propuesta articula dos tipos de herramientas. En el primero se incluye las técnicas de creatividad identificadas como las más eficientes. En el segundo están las bases de datos que sirven de extensión a la memoria del diseñador, de manera que disponga siempre de fuentes adecuadas para traducir o procesar las ideas generadas con las técnicas de creatividad, convirtiéndolas en ideas útiles para solucionar el problema de diseño.

The subject of this investigation is the creativity in the conceptual phase of the product design and it is oriented to the application of the computer as aid tool to design engineers. <br/><br/>The three phases of the product design process are: problem definition, concepts generation, and development of the best alternative. It is in the second of them, known as "synthesis", where the highest creativity expression occurs. <br/><br/>The main hypothesis is the affirmation of the possibility of aiding the design engineers in conceptual stage by the use of "creative software" (that implements technical, methodologies and tools of creativity). The aim of this thesis is to obtain the structure of such software by means of the definition of an objective evaluation model and then, by a detailed experimental study. <br/><br/>Design is understood as the set of activities that leads to the development of a product idea. Whereas the technical creativity produces two complementary results: newness and utility. <br/><br/>The tendencies that follow by the CAD/CAM/CAE producers, indicates that the phase of the analysis (that characterizes to the detail design), continues being privileged with respect to the conceptual design phase. Four representative programs were selected of the actual generic creative software; they develop techniques as brainstorming, synectis, mind maps and TRIZ. <br/><br/>The evaluation of creativity can be approached from three different points of view: the qualification of the individual (the psychological viewpoint), the process of product design (the process viewpoint) and the product designed (the product viewpoint).The "CREA" test was selected for the individual creativity evaluation. For the others viewpoints, an adaptation of the proposals of Shah & Vargas (2003) was made, that lead to the definition of the evaluation model for creativity of ideas generated during the design process, with four indices: flexibility, fluidity, elaboration and originality. Such model facilitated the graphical and quantitative comparison of variables: times by activity and software module; total amount, flow and origin of ideas; indices of creativity and creative trajectory. <br/><br/>The factor of experimental design was the type of software, with five levels: four programs and a witness. Four repetitions were made and the used method was the study of protocol, modified to obtain the data of four sources: video, drawings, generated file and sequence of use of software. <br/><br/>The results and their respective analysis allowed to identify the best characteristics of each program, effective tools and configurations more accepted by the designers. In general, it is possible to be affirmed that creative software is useful for generation of ideas by means of associations, transformations or explorations. <br/><br/>With the identification of these characteristics, the mock-up of the new software structure is presented. It is sustained, in the FBS model (Function-Behaviour-Structure), to construct the evolutionary process of the design, where the function plays its three roles: modelling of requirements, fit between these and the object, and instrument for object evaluation. The representation form of the Takeda's (1996) functional evolution was considered, with a function body, functional modifiers and structures of solution; and the stimulus to the cyclical development of divergent and convergent stages (Liu et al., 2003). <br/><br/>The proposal articulates two types of tools. In first one includes the most efficient techniques of creativity identified in the experimental study. In the second, there are the data bases, useful as extension to the designer memory, so that he or she, always has suitable sources to translate or to process the ideas generated with the creativity techniques, turning them useful ideas to solve the design problem.