I+D en el mundo real: superar la brecha generacional de productos

En la mayoría de las empresas, el proceso de I+D sigue un camino conocido y muy transitado. Primero viene la investigación básica, en la que los científicos responsables exploran un nuevo concepto, por ejemplo, un nuevo polímero. Luego, los científicos con conocimientos específicos del área de investigación mejoran el concepto hasta que identifiquen una aplicación para el polímero, como un nuevo material aislante. Por último, ceden la tarea de desarrollar un producto comercial y su proceso de fabricación a los ingenieros del futuro.

Pienso en este enfoque tradicional de I+D como una serie de mejoras sucesivas, en las que un grupo de expertos tras otro añade su contribución al producto en desarrollo. Este enfoque lineal tiende a compartimentar conocimientos específicos; una parte concreta del proceso de I+D puede incluso estar restringida a un solo investigador.

No cabe duda de que la cartera tradicional de I+D, basada en el supuesto de que el mayor desafío para desarrollar nuevos productos consiste en hacer descubrimientos científicos, ha dado lugar a importantes innovaciones, como el transistor y la televisión en color. Sin embargo, diré que muchas de las mejores empresas de alta tecnología, especialmente en la industria de la informática, han desarrollado un enfoque fundamentalmente diferente en el desarrollo de nuevos productos, que es mucho más eficiente y se adapta mejor a las complejidades actuales de la I+D.

Este nuevo enfoque, al que llamo enfoque del sistema, integra todo el proceso de I+D, en lugar de limitarse a lanzar proyectos en una cartera estrecha. Basándose en un estudio de las organizaciones de I+D de 12 empresas de ordenadores centrales (AT&T, Bull, DEC, Fujitsu, Hitachi, IBM, ICL, Mitsubishi Electric, NEC, Siemens, Toshiba y Unisys), mis investigadores y yo hemos determinado que las empresas centradas en los sistemas logran las mejores mejoras de producto en el menor tiempo y al menor coste. No se trata de una hazaña pequeña en la industria de la alta tecnología, donde lanzar productos nuevos y técnicamente exigentes en el momento adecuado ha sido la clave del éxito durante más de una década.

Comparamos los enfoques que adoptaron estas organizaciones de I+D durante la década de 1980 al desarrollar nuevas tecnologías para un producto en particular: el módulo multichip. Los módulos multichip del mainframe alojan y conectan los circuitos integrados más importantes del ordenador, lo que afecta a la velocidad y la fiabilidad de todo el sistema. Por lo tanto, representan una tarea de desarrollo extremadamente compleja y técnicamente desafiante, precisamente el tipo de obstáculo de I+D al que se enfrentan la mayoría de las empresas, ya sea que produzcan ordenadores, automóviles o productos farmacéuticos.

Los diferentes enfoques que estas empresas adoptaron con respecto al módulo multichip demuestran cómo un producto, su proceso de fabricación y las necesidades de sus usuarios constituyen un sistema y deben desarrollarse como tal. Cualquier cambio en este sistema de productos (por ejemplo, el uso de un material más fiable en la producción del sustrato del módulo) cambiará todo el proceso de diseño y fabricación. A su vez, estos cambios pueden provocar callejones sin salida en el desarrollo, lanzamientos de productos más prolongados y muchas horas desperdiciadas si no se tienen en cuenta desde el principio. Por lo tanto, el objetivo del desarrollo de nuevos productos pasa de la simple incorporación de un elemento nuevo y potente a la optimización de todo el sistema.

Las empresas de alta tecnología son las más afectadas por la volatilidad de los mercados y el rápido ritmo de los cambios tecnológicos. Sin embargo, si bien las industrias que tradicionalmente se consideraban basadas en la ciencia, como la aeroespacial y los semiconductores, pueden ser las que más se sienten presionadas para adaptar su enfoque de I+D, el desafío de incorporar nuevos avances técnicos a los productos comerciales es ahora una realidad de la competencia en muchos otros sectores. Desde la aplicación de la soldadura láser en el Lexus LS 400 hasta el uso de materiales compuestos en la industria de la construcción, los nuevos conceptos técnicos han impulsado las innovaciones en una amplia gama de productos. Mejorar la velocidad y la eficiencia del desarrollo de productos se ha convertido, de hecho, en una importante arma competitiva.

El equipo de integración

En lo que respecta a los recursos de I+D, principalmente el tiempo y las personas involucradas, la característica más llamativa de un enfoque centrado en el sistema es el papel central de integración tecnológica. Con esto me refiero a la integración del proceso de I+D dentro de una empresa, no a la «fusión» de diferentes tecnologías para crear nuevos productos, aunque la fusión de tecnologías a menudo da como resultado componentes complejos, como el módulo multichip.

Las empresas centradas en los sistemas forman un grupo central de directores, científicos e ingenieros en las primeras etapas del proceso de I+D. Esto equipo de integración investiga el impacto de varias decisiones técnicas en el diseño del producto y el sistema de fabricación. El objetivo principal del equipo es equilibrar las nuevas investigaciones del laboratorio con las capacidades actuales del sistema de fabricación. Un buen equipo de integración adapta las nuevas tecnologías a lo que la empresa ya sabe hacer. Y más que eso, mejora el sistema actual para aprovechar esas nuevas ideas.

Un buen equipo de integración adapta las nuevas tecnologías a lo que la empresa ya sabe hacer.

De hecho, todas las empresas de nuestro estudio centradas en los sistemas crearon equipos de integración en las primeras etapas para gestionar la integración de la tecnología del módulo multichip. Algunas de las empresas llegaron a construir plantas piloto para experimentar con nuevas tecnologías, una inversión considerable pero que merecía la pena, ya que a menudo proporcionaba información inequívoca sobre los rendimientos de producción y los costes de fabricación futuros.

Lo que sigue es el perfil típico de un equipo de integración exitoso. En general, los miembros son la base de un enfoque de la I+D centrado en los sistemas. Poseen una combinación de habilidades en forma de T: no solo son expertos en áreas técnicas específicas, sino que también están muy familiarizados con el posible impacto sistémico de sus tareas particulares. Por un lado, tienen un profundo conocimiento de una disciplina como la ingeniería de materiales cerámicos, representada por el trazo vertical de la T. Por otro lado, estos especialistas en cerámica también saben cómo su disciplina interactúa con otras, como el procesamiento de polímeros (el trazo superior horizontal de la T.

Tenga en cuenta que en las empresas centradas en los sistemas que estudiamos, el hecho de que los miembros del equipo tuvieran esta combinación de habilidades no fue casual. Los líderes del equipo consideraban que su tarea más importante era asignar proyectos que desarrollaran a las personas, proporcionando oportunidades de aprendizaje en otras áreas. Según uno de los directores de proyecto que entrevistamos: «Cada ingeniero es responsable de muchas partes diferentes del proyecto. Elegimos las piezas para ampliar sus conocimientos».

Los equipos de integración que triunfan especifican y diseñan tanto el producto como el proceso de fabricación, y lideran la elección de los nuevos equipos. El equipo trabaja con diseñadores de sistemas y componentes (por ejemplo, diseñadores de mainframes y desarrolladores de chips), lo que facilita una comprensión más clara de la forma en que interactuarán los componentes individuales del producto. De hecho, el equipo de integración suele estar en contacto diario con la planta de fabricación. Los miembros del equipo suelen abordar problemas de producción importantes en las líneas de productos actuales, lo que les permite evaluar el impacto de la nueva tecnología en la producción. Y a medida que avanza un proyecto de desarrollo, el equipo se traslada físicamente al lugar en el que se presentan importantes dificultades técnicas, como la planta piloto o de fabricación.

Quizás lo más importante de todo es que el equipo de integración trabaja en un flujo de productos relacionados, formando una unidad cohesiva de ingenieros que desarrollan de un proyecto a otro. Retenidos a lo largo de varias generaciones de productos, los miembros del equipo se convierten en el depósito de conocimientos sobre los «sistemas» técnicamente integrados de la empresa. Mientras varios grupos de investigación siguen desarrollando y presentando nuevas opciones, es el equipo de integración el que convierte las nuevas ideas en un trabajo útil al conceptualizar nuevos productos y proporcionar continuidad.

Para los proyectos que saltan varias generaciones de productos, centrarse en el sistema puede acabar ahorrando cientos de millones de dólares.

Esa continuidad a lo largo de las generaciones de productos da sus frutos. Incluso cuando se trata de proyectos de investigación individuales, las empresas centradas en los sistemas pueden ahorrar muchos años de esfuerzo de personal y tiempo de desarrollo (consulte el gráfico «Encontrar el «punto óptimo» de la I+D»). Incluso un ingeniero menos trabajando en un proyecto ahorra aproximadamente$ 100 000 al año; para proyectos como el módulo multichip, que se extiende a lo largo de una década y abarca generaciones de productos, la diferencia entre la I+D tradicional y el enfoque en los sistemas puede ascender a cientos de millones de dólares.

Encontrar el «punto óptimo» de la I+D

Por supuesto, hacer hincapié en la integración de la tecnología no debería afectar al estatus de la organización de investigación de una empresa. Creo que para que la concentración en el sistema tenga éxito, los investigadores básicos deben ofrecer al equipo de integración una amplia gama de posibilidades técnicas. La mayoría de los equipos de integración tienen una tendencia natural a utilizar enfoques más antiguos de los materiales y la fabricación, porque eso es lo que los miembros del equipo conocen. Sin embargo, la investigación (ya sea que se lleve a cabo internamente o por proveedores externos) debe compensar esta posible inercia defendiendo una variedad de alternativas. Aunque utilizaban proveedores con frecuencia para ofrecer opciones técnicas adicionales, las empresas más exitosas de nuestro estudio tenían sus propias y dinámicas organizaciones de investigación internas.

Investigación: centrarse en el sistema frente a los oleoductos tradicionales

Si se examinan la cartera de investigación tradicional y el enfoque del sistema uno al lado del otro, sus diferencias quedan claras. Empecemos por compararlos durante la fase de investigación, cuando los científicos e ingenieros investigan las nuevas posibilidades técnicas para las próximas generaciones de productos. Los siguientes casos prácticos de «empresa A tradicional» y «empresa B centrada en el sistema», basados vagamente en las empresas de nuestro estudio, ilustran las diferencias.

Tenga en cuenta que el módulo multichip es un buen ejemplo de complejidad del desarrollo y sus desafíos de investigación inherentes (consulte la barra lateral «Complejidad del desarrollo y enfoque del sistema»). Por ejemplo, el último módulo multichip de IBM, que constituye el núcleo de su nuevo ordenador central ES9000, contiene más de 65 capas apiladas de circuitos eléctricos que suman aproximadamente una milla de cableado, todas empaquetadas en una pieza de cerámica plana de cinco pulgadas cuadradas.

Complejidad del desarrollo y enfoque del sistema

Cuando todo el proceso de I+D se centra en el sistema, las empresas están en una posición mucho mejor para hacer frente a la complejidad de desarrollo inherente a la creación de

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En proyectos tan complejos, la fase de investigación implica algo más que crear un nuevo material o una nueva técnica de producción. También incluye la integración de la tecnología en forma de concepto técnico: una especificación detallada de cómo se combinará el conjunto completo de opciones técnicas para ofrecer al nuevo producto una buena calidad y un bajo coste. Mientras el grupo de investigación controla la integración de la tecnología en las empresas tradicionales, en una empresa centrada en los sistemas, el equipo de integración se hace cargo.

Empresa tradicional A.

El grupo de investigación de la empresa A exploró una nueva composición de material cerámico que pudiera conducir mucho calor. Con un equipo reducido en el laboratorio, estos investigadores fabricaron pequeñas cantidades del material. Estudiaron la literatura, se comunicaron intensamente con los científicos de las universidades y realizaron muchos experimentos a pequeña escala con el objetivo de caracterizar las propiedades del nuevo material, incluida su microestructura detallada. Todas sus investigaciones les hicieron creer que este nuevo material cerámico podría aumentar la velocidad y la fiabilidad del módulo multichip de su empresa.

Obviamente, estos investigadores tendrían mucho que ganar si se adoptara su cerámica y defendieron enérgicamente este material. Posteriormente ganaron: la alta dirección les permitió desarrollar su concepto para todo el sistema de módulos. Por lo tanto, los mismos científicos que habían iniciado las investigaciones iniciales se encargaron entonces de integrar sus nuevos materiales en un sistema funcional.

Sin embargo, su único criterio de éxito era la viabilidad: solo tenían que fabricar una pequeña cantidad de prototipos con equipo de laboratorio. Finalmente, el grupo produjo varios módulos parcialmente funcionales, lo que demostró que debería ser posible construir un módulo real basado en la nueva cerámica.

Una vez que el concepto técnico demostró ser factible, se completó la integración de la tecnología, impulsada por el grupo de investigación. Las tecnologías básicas y el diseño del producto estaban establecidos, lo cual está bien, si ambos aguantan en el mundo real de la fabricación. Pero en este caso, el concepto técnico pasó a ser una conclusión inevitable sin una investigación activa del desafío de la producción futura de grandes volúmenes. De hecho, las actividades del grupo de investigación terminaron en ese momento y se consideró que el proyecto del módulo estaba listo para su desarrollo.

Empresa B. centrada en el sistema

Aquí, un equipo de integración, formado al principio del proceso de I+D, dirigió el proyecto del módulo multichip. Estos 20 científicos e ingenieros supervisaron las investigaciones básicas realizadas por el grupo de investigación, así como las contratadas con varios proveedores externos de materiales cerámicos. A medida que llegaron los resultados de la investigación inicial, el equipo de integración comenzó a seleccionar las más prometedoras de las diversas técnicas nuevas y a trabajar en la combinación de los elementos en un solo concepto técnico. Investigaron varios posibles conceptos técnicos en paralelo, basados en diferentes combinaciones de materiales, como sustratos de aluminio y vitrocerámica.

Esta etapa llevó mucho más tiempo e implicó más recursos que las exploraciones de la empresa A (consulte el gráfico «Del concepto al producto: adelgazar el desarrollo»). A medida que el equipo de integración aprendió más sobre los efectos sistémicos de las distintas alternativas, algunas se abandonaron, otras se pospusieron para las generaciones futuras y otras se perfeccionaron y guardaron para estudiarlas más a fondo. Por supuesto, esta búsqueda de alternativas contrastó marcadamente con el proceso de la empresa A, donde el grupo de investigación inicial defendió su material cerámico y se centró en demostrar su viabilidad.

Del concepto al producto: Slimming Down Development

De hecho, el equipo de integración de la empresa B no identificó la viabilidad como un requisito explícito para sus alternativas técnicas. Fueron seleccionando poco a poco los conceptos más prometedores, mediante un proceso de selección constante y continuo diseñado para resolver problemas que en gran medida ignoraban los investigadores de la empresa A: capacidad de fabricación, rendimiento y fiabilidad.

Y a medida que el proceso de integración continuaba de manera constante, otros grupos se involucraron más. Los proveedores de equipos, por ejemplo, trabajaron directamente con los miembros del equipo de integración para especificar las herramientas de producción del nuevo sistema. Los ingenieros de varios grupos de desarrollo y de la planta de fabricación discutieron los detalles del proceso de producción. No fue hasta ese momento cuando el equipo de integración finalmente se comprometió con un concepto nuevo y congeló el diseño básico del módulo multichip de su empresa.

Filosofías contrapuestas.

Está claro que la empresa A y la empresa B representan enfoques fundamentalmente diferentes en la exploración y selección de nuevas tecnologías. Según la filosofía tradicional de I+D de empresas como A, los investigadores asumen que descubrir nuevas posibilidades científicas es el desafío fundamental e implica la identificación y la exploración temprana de nuevas ideas. Si bien la cartera tradicional de I+D ciertamente permite la libertad en las primeras investigaciones, su objetivo principal es seleccionar un concepto que incluya las posibilidades técnicas con el máximo teórico impacto en las características futuras del producto, según se ha demostrado «factible» en el laboratorio.

Sin embargo, el punto débil fundamental del método tradicional es que no caracteriza el real impacto del concepto técnico en el producto y el proceso de fabricación antes de seleccionar un concepto ganador. Esto es especialmente un problema cuando un proyecto de investigación determinado forma parte de un «sistema de productos» mucho más grande y complejo, como el módulo multichip. El grupo de investigación primero optimiza la tecnología elegida y el grupo de desarrollo se queda con el problema de hacer que el sistema funcione. Como dijo un frustrado ingeniero de desarrollo: «Cuando nos involucramos, las tecnologías básicas tenían más de 90% establecido».

Un frustrado ingeniero de desarrollo dijo: «Cuando nos involucramos, las tecnologías básicas tenían más de 90% establecido».

Por el contrario, la filosofía centrada en los sistemas hace hincapié en descubrir y captar el conocimiento sobre las interacciones entre las nuevas investigaciones en el laboratorio y los sistemas de producción y fabricación existentes de la empresa. En la empresa B, el objetivo era la optimización conjunta del sistema y la tecnología, a pesar de que inicialmente eso consumía más tiempo y recursos. Un equipo de integración fomentó la investigación imparcial de muchas alternativas, pero su selección estuvo muy influenciada por los detalles del sistema existente. En nuestro estudio, un ingeniero de una empresa centrada en los sistemas dijo: «La parte más esencial de la elección de una nueva tecnología es establecer su impacto en el proceso de producción. Y todavía nunca lo hacemos del todo bien».

Eso no significa en modo alguno que las empresas centradas en el sistema, como B, se conformen con resultados menos agresivos. En nuestro estudio, observamos repetidamente que las empresas tradicionales, como A, solían desarrollar elementos individuales que eran superiores a los B, por ejemplo, materiales cerámicos con mejores propiedades eléctricas y térmicas. Sin embargo, las empresas centradas en los sistemas siguieron logrando un rendimiento general superior, ya que la integración tecnológica desde el principio del proyecto de I+D compensó con creces los materiales aparentemente inferiores. En otras palabras, la cartera de I+D tradicional suma un todo que es inferior a la suma de sus partes, mientras que centrarse en el sistema produce un todo mayor que la suma de sus partes.

Desarrollo: cómo las empresas centradas en el sistema obtienen resultados

Si bien la comparación de las fases de investigación en la empresa A y la empresa B demuestra la importancia de centrarse en el sistema, es en el desarrollo de nuevos productos donde los enfoques arrojan resultados drásticamente diferentes. Los «mapas de proyectos de módulos multichip» proporcionan pruebas gráficas de por qué las empresas centradas en los sistemas, en última instancia, ahorran tiempo y dinero en el lanzamiento de nuevos productos y las generaciones posteriores.

Mapas de proyectos del módulo multichip Para la mayoría de las empresas, un proyecto realmente comienza en serio en la fase de aprobación del concepto. La fase de investigación introductoria se considera bastante barata en comparación con los recursos asignados al desarrollo

Empresa A.

Cuando llegó el momento de que la empresa A tradicional implementara el nuevo material cerámico para el módulo multichip, los recursos dedicados al proyecto se multiplicaron. Como puede ver en el mapa de proyectos de la empresa A, era necesario un grupo de desarrollo grande debido a la dificultad de aumentar el rendimiento de la producción y la fiabilidad de los productos. Muchos de los detalles del concepto técnico ganador resultaron ser extremadamente difíciles de implementar para la empresa A.

Como observó el director de desarrollo de una empresa tradicional en nuestro estudio: «Hemos subestimado por completo lo que sería crecer». Tras rediseñar exhaustivamente el producto y el proceso de fabricación, el grupo de desarrollo trasladó el nuevo sistema de módulos multichip a la planta de producción. Pero la producción piloto también resultó difícil y requirió cambios de diseño adicionales. Tras muchos comienzos en falso, finalmente se alcanzaron los rendimientos objetivo, comenzó la producción en volumen y el grupo de desarrollo pasó a la siguiente generación de módulos, sustituyendo una vez más su parte al grupo de investigación.

Debido a los ascensos y a las elecciones profesionales individuales, muchos de estos ingenieros de desarrollo se dedicaron a proyectos no relacionados. En total, la empresa A tardó más de 6 años y medio de desarrollo y unos 800 años-persona de actividad científica y de ingeniería en completar la fase de desarrollo.

Empresa B.

Por el contrario, la empresa B, centrada en el sistema, completó la fase de desarrollo en menos de 4 años y medio y 300 personas/año. El gráfico «¿Cuántos ingenieros se necesitan?» indica la gran diferencia en la media de recursos utilizados durante el desarrollo. En la empresa B, el equipo de integración, que había sido responsable del diseño conceptual básico, permaneció a cargo del proyecto durante el desarrollo. Algunos miembros del equipo trabajaron a tiempo parcial en la integración de la próxima generación. La mayoría estaba muy involucrada en el desarrollo, trabajando directamente en la planta o con los proveedores de materiales.

¿Cuántos ingenieros se necesitan?

A medida que avanzaba el desarrollo, los miembros del equipo de integración fueron pasando gradualmente a trabajar en la siguiente generación; sin embargo, el equipo siguió liderando el proceso hasta que la planta alcanzó el máximo rendimiento de producción. Muchos miembros siguieron siendo responsables del rendimiento de la producción incluso después de la introducción del producto, y los llamaban a la planta cuando se producían problemas importantes. De hecho, las mismas personas que se encargaban de mejorar los rendimientos de producción de la generación actual también solían trabajar para especificar el concepto técnico de la siguiente generación.

Aprendizaje organizacional.

Las empresas centradas en los sistemas, como la empresa B, capturan el conocimiento sobre los diferentes elementos de todo el proceso de I+D y lo transfieren en la fase de integración tecnológica. En la empresa B, la participación de los ingenieros en la integración de varias generaciones de productos les permitió transferir valiosos conocimientos a lo largo de la línea. Esto río arriba la transferencia de información no solo proporciona continuidad de generación en generación, sino también un aprendizaje continuo sobre el impacto de las nuevas tecnologías en las complejas capacidades de producción de una organización.

Y esta transferencia de conocimientos va más allá de una buena comunicación. El aprendizaje organizacional promueve el aprendizaje individual, especialmente para los miembros del equipo de integración. Como señaló un líder de equipo: «En este momento, una persona es ingeniero de producto e ingeniero de producción al mismo tiempo. Básicamente, ya no podemos darnos el lujo de pasar mucho tiempo comunicándonos». La barra lateral «Un currículum centrado en el sistema» ilustra cómo un ingeniero adquiere conocimientos de integración a lo largo de varias generaciones de productos.

Un currículum centrado en el sistema

Sr. Furube Ingeniero de 1991 a 1992 Actualmente está diseñando un conjunto de chips para tercera generación ordenador central. 1989—1990 Instituto de Tecnología de Massachusetts:

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Las empresas tradicionales, como la empresa A, dedican una atención sustancial a la transferencia de conocimientos, pero solo río abajo— a través de la estrecha cartera de investigación, desarrollo y fabricación. Según este enfoque, no existe ningún mecanismo para volver a transferir los conocimientos a las fases iniciales y poder mejorar la próxima ronda de selección e integración de tecnologías. Además, el conocimiento compartimentado típico de las carteras tradicionales de I+D a menudo desaparece a medida que los científicos, ingenieros y desarrolladores de productos pasan de un proyecto a otro o aceptan otros trabajos.

Dada esta distinción en el aprendizaje organizacional, no es sorprendente que las empresas centradas en el sistema de nuestro estudio fueran más rápidas y productivas en proyectos individuales y que la brecha de rendimiento entre las empresas tradicionales y las que se centran en los sistemas de hecho aumentó con el tiempo. Hemos descubierto una diferencia sustancial entre los recursos utilizados en las siguientes generaciones de productos para las empresas tradicionales y las centradas en los sistemas. Cada uno de los recursos utilizados por las empresas centradas en los sistemas disminuyó drásticamente a medida que los equipos de integración aprendieron cada vez más sobre el producto y su sistema de fabricación. Cuando se trata de cerrar la brecha generacional de productos, es esencial transferir los conocimientos de manera eficiente.

Por el contrario, las empresas que dependían de la cartera tradicional de I+D disminuyeron su productividad a lo largo de las sucesivas generaciones de productos. Las presiones competitivas para mantenerse al día con las crecientes innovaciones tecnológicas los llevaron a aumentar los recursos que dedicaban al desarrollo tecnológico. Sin embargo, sin cambios fundamentales en todo el proceso de I+D (es decir, el uso de equipos de integración para facilitar el aprendizaje organizacional), su I+D pasó a ser aún menos eficiente que antes.

Resolución de problemas integrada

Las empresas a las que he llamado centradas en los sistemas se apartan de la cartera tradicional de I+D, tanto en filosofía como en diseño organizacional. También difieren significativamente en su enfoque para resolver los problemas. Nuestro estudio incluyó 61 intentos diferentes de resolución de problemas. Si bien las empresas tradicionales adoptaban un enfoque relativamente limitado para resolver los problemas, las empresas centradas en los sistemas destacaban por su amplitud. Considere el siguiente ejemplo.

Problema.

El núcleo de este módulo multichip contiene más de 40 capas cerámicas, cada una de las cuales contiene un circuito complejo. Primero se modelan las capas, luego se apilan y, finalmente, se cuecen juntas a alta temperatura. Sin embargo, a medida que la cerámica se hornea, se encoge. Por lo tanto, el desafío consiste en lograr una contracción uniforme sin que se doble, de modo que el módulo mantenga su forma y tenga una superficie lisa para conectar los circuitos integrados.

Solución A.

Los científicos de la empresa A identificaron el problema de la flexión al principio de la fase de investigación. En ese momento, trabajaron con un modelo simplificado del núcleo del módulo multichip y utilizaron un equipo reducido en el laboratorio. Tras realizar una serie de ajustes en la composición de la cerámica y el proceso de cocción, lograron eliminar la deformación.

Más adelante, durante la fase de desarrollo, se utilizó un modelo más representativo del módulo multichip en una nueva línea de producción piloto, que representaba de cerca, aunque no exactamente, las condiciones de fabricación de la producción en serie. El problema de la flexión se ha vuelto a producir. Los ingenieros de desarrollo dedicaron mucho tiempo y energía a ajustar el material cerámico y el proceso de producción para volver a solucionar el problema.

Al final de la fase de desarrollo, el nuevo producto se trasladó a la planta de fabricación actual. Una vez más, la deformación volvió a producirse, lo que provocó más retrasos en el programa de producción. Tras un gran esfuerzo, la tercera y última ronda de reingeniería logró eliminar el problema definitivamente.

Solución B.

Para los científicos de la empresa B, el problema no se definió estrictamente como «cómo eliminar todas las deformaciones», sino como «cómo hacer que todo el sistema funcione de manera eficaz». El equipo de integración se centró anteriormente en un prototipo del producto y el proceso de fabricación, utilizando una línea de producción piloto con un equipo representativo de las condiciones reales, pero lo suficientemente flexible como para permitir la experimentación.

El desarrollo de un prototipo de módulo que representara las condiciones de producción de grandes volúmenes permitió al equipo de la empresa B caracterizar con precisión la extensión de la curvatura. Y al hacer una pregunta más amplia al principio y basarse en una base de conocimientos más amplia, el equipo de integración encontró una solución más rápida y económica: controlar el doblamiento y recubrir el sustrato cerámico con un polímero para alisar la superficie. Cuando el proyecto pasó de la investigación al desarrollo, el problema de la flexión no volvió a ocurrir.

De hecho, las empresas centradas en los sistemas de nuestro estudio solo fueron un poco mejores a la hora de identificar los problemas desde el principio; identificaron 74% de los importantes problemas en el desarrollo de módulos multichip, pero las empresas más tradicionales encontraron 61% de sus propios problemas iniciales. La diferencia más llamativa se produjo en el logro de soluciones reales y no aparentes. Solo 40% de las primeras correcciones realizadas por las empresas tradicionales estuvieron a la altura de los requisitos de las fases posteriores del proyecto. Sin embargo, 77% de las primeras soluciones descubiertas por las empresas centradas en los sistemas realmente funcionaron a largo plazo.

Una nueva filosofía de I+D

El enfoque en el sistema es una filosofía más que una técnica específica, que apuntala y refuerza la importancia de la integración tecnológica: la adaptación mutua de la nueva tecnología, el diseño del producto, el proceso de fabricación y las necesidades de los usuarios. Un ingeniero de una empresa centrada en los sistemas dijo: «Nos reunimos con la gente del grupo de semiconductores y sistemas para analizar las posibilidades futuras. Todo el mundo habla de esto y las negociaciones se llevan a cabo durante todo el tiempo. Hay mucho de dar y recibir».

Compare esta observación con la de un director de I+D de una empresa tradicional: «La estrategia siempre consiste en tomar una parte de la tecnología y crear un grupo que sea propietario de ella. Si hay problemas de coordinación, creamos un grupo de trabajo». Estas dos observaciones revelan suposiciones fundamentalmente diferentes sobre lo que es la I+D.

La mayoría de las empresas que se rigen por una filosofía centrada en el sistema hacen hincapié en el trabajo de un equipo de integración durante todas las fases del proyecto. Sin embargo, las importantes ventajas de la integración de la tecnología no se obtienen sin la inversión ni sin el compromiso de los altos directivos. Desarrollar las habilidades de los equipos de integración lleva tiempo. El nuevo enfoque puede parecer lento y engorroso al principio. E incluso después de que comiencen a llegar buenos resultados, es posible que los líderes de los equipos y los altos directivos necesiten redirigir periódicamente el trabajo de los miembros individuales del equipo para ayudarlos a combatir la inercia.

Aun así, las empresas más eficaces de nuestro estudio demostraron el valor de centrarse en el sistema en un entorno que es a la vez complejo y cambiante. Su experiencia demuestra que un equipo de integración puede crear una base de conocimientos sólida y poderosa sobre las interacciones entre las decisiones más importantes del diseño de un nuevo producto. Por supuesto, aunque tienen un propósito y un carácter similares, los equipos de integración de varias organizaciones desarrollarán diferentes enfoques según la naturaleza del entorno técnico. En el diseño de procesadores de ordenador de alto rendimiento, la relación entre la elección del material y la capacidad de fabricación presenta el desafío más difícil. Por lo tanto, los equipos de integración que tengan éxito, como los responsables de los proyectos de módulos multichip de nuestro estudio, harán hincapié en conservar un conocimiento detallado del impacto que la elección de materiales en el pasado ha tenido en la fabricación.

Por el contrario, la industria farmacéutica presenta un conjunto muy diferente de desafíos de I+D. Los equipos de integración de allí descubrirían que las interacciones más complejas se producen entre la formulación química de un nuevo fármaco y su seguridad y eficacia, tal como lo perciben tanto los usuarios como las agencias reguladoras. En este caso, sustituirían las dificultades de fabricación y la historia como base de una rica base de conocimientos de I+D.

Pero independientemente del sector, la cartera tradicional de I+D no está a la altura de gestionar la integración de la tecnología en ningún entorno que se caracterice por la complejidad del desarrollo. Una empresa de marketing de cosméticos, por ejemplo, tuvo que posponer el lanzamiento de un nuevo producto porque su novedosa formulación química resultó incompatible con el embalaje previsto. Una empresa de productos forestales apenas evitó el fracaso total de una nueva empresa de productos de madera de ingeniería; descubrió justo a tiempo que había sutiles inconsistencias entre el proceso de producción preestablecido (que se había optimizado para el pino nórdico) y las propiedades del pino austral.

Y una empresa farmacéutica no obtuvo la aprobación de un nuevo medicamento contra el cáncer debido a una mala integración de los requisitos reglamentarios y el proceso de desarrollo. Un competidor con un enfoque más centrado en el sistema integró sus actividades reguladoras y la formulación de medicamentos en consecuencia y pudo lanzar el nuevo fármaco con acceso exclusivo a un mercado muy grande.

Con clientes sofisticados que exigen un mayor rendimiento y características de producto nuevas, agresivas y, a menudo, sutiles, el desarrollo de productos de éxito requiere gestionar un número cada vez mayor de decisiones de diseño complejas. En comparación con los sectores tradicionales, que cultivaban cuidadosamente un conocimiento profundo de aspectos específicos específicos, los mercados cambiantes actuales exigen una amplia experiencia flexible, respaldada por la capacidad organizativa y técnica de integración.

Para que la concentración en el sistema funcione, la empresa debe tener una estrategia tecnológica coherente y ver todo el proceso de I+D como un flujo continuo de proyectos de creación de competencias, no como una serie de esfuerzos aislados. Las empresas de éxito se centrarán en las áreas técnicas principales y desarrollarán gradualmente la integración tecnológica en esas áreas. Un enfoque tan coherente, impulsado por el compromiso a largo plazo de los altos directivos, permitirá a los equipos de integración adquirir los conocimientos, las herramientas y los procedimientos necesarios para la integración eficiente de las nuevas tecnologías y, en última instancia, producir los productos innovadores que los clientes desean.