Por Alyssa Sarro.

Dentro del equipo de Investigación y Desarrollo (I+D) de una empresa, encontrará un conjunto diverso de personas, desde científicos e ingenieros hasta gerentes de productos e investigadores de mercado. Además de la colaboración cruzada dentro de los equipos de I+D, existe una gran dependencia de otros departamentos, como el de fabricación, que desempeña un papel en los pasos que sigue un producto en su camino hacia el mercado. Los equipos de I+D son el motor de la innovación, impulsan el progreso dentro de sus organizaciones y dan forma al futuro del mañana. Entre los muchos desafíos que enfrentan los equipos de I+D, la clave para resolver sus problemas se encuentra en los datos. Analicemos las complejidades de I+D y veamos cómo el análisis de datos en Minitab hace que estas complejidades sean manejables.

Fase de investigación

La fase de investigación es el pilar fundamental del proceso de I+D, en el que se conciben y se ponen a prueba ideas innovadoras. Para garantizar el éxito de estas iniciativas, los investigadores recurren al análisis de datos y a las estadísticas para superar los desafíos y avanzar en su camino de I+D.

Antes de que una idea llegue al mercado, los investigadores empiezan por traducir las necesidades de los clientes en características mensurables del producto. Es allí donde se utilizan los conocimientos obtenidos a partir de la investigación de mercado para dar forma al desarrollo del producto. Esto ayuda al departamento de I+D a evaluar qué necesidades deben poder satisfacer para tener éxito en el mercado.

Veamos un ejemplo en el que se utiliza el software estadístico Minitab para comprender mejor cómo se puede utilizar el análisis de datos para validar la investigación de productos. Su equipo de I+D busca desarrollar un nuevo sistema de imágenes por ultrasonido. Dos aspectos fundamentales de este nuevo diseño son la portabilidad y la calidad de la imagen. Desea determinar si existe una diferencia significativa en las preferencias de los usuarios entre los diseños de las máquinas.

Los ingenieros de diseño y software pueden utilizar una prueba de 2 proporciones para analizar las preferencias de una muestra de profesionales médicos por diferentes atributos de los sistemas de ultrasonido. Por ejemplo, podrían presentarles a los participantes escenarios en los que tengan que elegir entre sistemas con mayor resolución de imagen pero menor portabilidad, y viceversa. Al analizar las respuestas, la prueba de 2 proporciones puede ayudar a determinar si existe una diferencia estadísticamente significativa en las preferencias entre las dos opciones de diseño. Este análisis puede brindar información valiosa sobre qué dirección de diseño priorizar para un mayor desarrollo.

Después de esta prueba inicial de investigación de mercado, el equipo de I+D puede estar seguro de que comprende las necesidades de los clientes, pero el desafío adicional radica en la viabilidad del producto . En otras palabras, ¿se puede diseñar y construir el producto con la tecnología existente según un estándar que se ajuste a las necesidades de los clientes?

La viabilidad del producto es importante por muchas razones. Cuando se realiza correctamente en la fase de investigación, los ingenieros pueden detectar posibles riesgos y desafíos para permitir una asignación adecuada de recursos, ahorrar tiempo y dinero. Demuestra la viabilidad del producto para dar confianza a las partes interesadas de cara al futuro.

Volviendo a nuestro ejemplo de ultrasonido, realizamos un diseño de experimentos (DOE) para poder evaluar el rendimiento del dispositivo en función de múltiples factores diferentes. A partir de nuestra investigación inicial, sabemos que la portabilidad y la resolución de la imagen son factores clave que se deben tener en cuenta al considerar otros factores.

Para investigar exhaustivamente el impacto de los diferentes materiales en el dispositivo de ultrasonidos, el equipo de I+D empleó un diseño factorial completo. Este enfoque implicó evaluar sistemáticamente todas las combinaciones posibles de tres factores clave: material (aluminio y plástico), espesor de la pared (dos niveles: fino y grueso) y la presencia o ausencia de nervaduras de refuerzo. Al probar cada una de estas combinaciones, el diseño factorial completo proporciona una imagen completa de cómo estos factores, tanto individualmente como en interacción, influyen en el rendimiento del dispositivo. Esta exploración exhaustiva permitirá al equipo obtener una comprensión profunda del espacio de diseño, lo que en última instancia conducirá a la identificación de la combinación óptima de factores que cumplan con los estrictos requisitos de portabilidad, resistencia, seguridad y precisión.

A lo largo de estos diferentes pasos, Minitab permitió a los investigadores maximizar el impacto de su trabajo y reducir los costos antes de que el producto avance más en el proceso de desarrollo. Al permitir a los investigadores analizar datos, probar hipótesis y optimizar procesos, Minitab contribuye al avance de los equipos de I+D en las primeras etapas de sus pruebas.

La fase de desarrollo

La fase de desarrollo es crucial para traducir los resultados de la investigación en productos y procesos tangibles. Esta fase implica un riguroso proceso de diseño, prueba y reelaboración. Para garantizar la calidad, la confiabilidad y la eficiencia del producto, los equipos de desarrollo se basan en información basada en datos. Minitab ofrece ese conjunto integral de herramientas necesarias para respaldar a los ingenieros en su trabajo.

Los desarrolladores buscan verificar y validar que el diseño propuesto va a ofrecer los resultados que buscan. En la fase de desarrollo, el enfoque se centra en definir las especificaciones de diseño y los procesos de fabricación. Con lo que los investigadores han proporcionado al equipo de I+D, los ingenieros del lado del desarrollo tienen la base que necesitan para llevar el producto a la meta.

Si analizamos dónde hemos dejado el sistema de imágenes por ultrasonido, los desarrolladores deben responder las siguientes preguntas:

Análisis de capacidad:

Para evaluar la capacidad del proceso de fabricación del sistema de obtención de imágenes por ultrasonido, los ingenieros pueden utilizar las herramientas de análisis de capacidad de Minitab. Pueden analizar la variación de las características clave de rendimiento, como la resolución de la imagen, la sensibilidad y la precisión, en múltiples ejecuciones de producción. Al comparar el resultado del proceso con especificaciones predefinidas (por ejemplo, resolución mínima aceptable, error máximo permitido), los ingenieros pueden determinar si el proceso es capaz de producir de manera constante sistemas que cumplan con los estándares de rendimiento requeridos.

Por ejemplo, si el análisis revela que el proceso no es capaz, los ingenieros pueden usar Minitab para identificar las causas fundamentales de la variación . Esto podría implicar analizar los datos del proceso para identificar los pasos o las máquinas específicas que contribuyen a la variabilidad. Una vez identificadas las causas fundamentales, los ingenieros pueden implementar acciones correctivas, como ajustar la configuración de la máquina, mejorar la capacitación de los operadores o modificar el proceso de fabricación. Al monitorear y analizar continuamente los datos de capacidad del proceso, los ingenieros pueden garantizar que los sistemas de imágenes por ultrasonido cumplan constantemente con los altos estándares requeridos para las aplicaciones médicas.

Análisis de confiabilidad:

Para garantizar la confiabilidad a largo plazo del sistema de imágenes por ultrasonido, los ingenieros pueden utilizar las herramientas de análisis de confiabilidad de Minitab. Pueden realizar análisis de datos de vida útil en sistemas o componentes prototipo, como el transductor o la batería, para estimar su vida útil esperada y predecir las tasas de fallas.

Por ejemplo, los ingenieros pueden utilizar el análisis de Weibull para modelar el comportamiento de falla de la batería. Al analizar los datos de las pruebas de vida acelerada, en las que las baterías se someten a temperaturas o voltajes más altos, pueden predecir la vida útil de la batería en condiciones normales de funcionamiento. Esta información es crucial para determinar el período de garantía, planificar los programas de mantenimiento y garantizar la satisfacción del cliente.

Además, el análisis de confiabilidad puede ayudar a identificar posibles debilidades en el diseño. Al analizar los modos de falla de los sistemas prototipo, los ingenieros pueden identificar áreas de mejora e implementar cambios de diseño para mejorar la confiabilidad y durabilidad generales del sistema de imágenes por ultrasonido.

El proceso de I+D es un ciclo continuo de aprendizaje y mejora. Mientras que la investigación se centra en generar nuevos conocimientos y explorar territorios inexplorados, el desarrollo traduce estos descubrimientos en potencial de mercado. Al fomentar una comprensión clara de los objetivos de cada uno y aprovechar los conocimientos de Minitab, las organizaciones pueden garantizar que los esfuerzos de investigación estén alineados estratégicamente con los objetivos de desarrollo, maximizando así el retorno de la inversión en innovación.