La Metodología de la Superficie de Respuesta (RSM) es un conjunto de técnicas matemáticas y estadísticas utilizadas para modelar y analizar problemas en los que una variable de interés es influenciada por otras. El propósito inicial de estas técnicas es diseñar un experimento que proporcione valores razonables de la variable respuesta y, a continuación, determinar el modelo matemático que mejor se ajusta a los datos obtenidos. El objetivo final es establecer los valores de los factores que optimizan el valor de la variable respuesta. Esto se logra al determinar las condiciones óptimas de operación del sistema.
La diferencia entre (RSM) y un diseño experimental corriente estriba en que un diseño experimental por si solo tiene como objetivo localizar el tratamiento «ganador» entre todos aquellos que se han probado. En cambio, RSM pretende localizar las condiciones óptimas de operación del proceso. Ello supone un reto para el investigador, requiere una estrategia más completa e incluye la posibilidad de efectuar varios experimentos secuenciales y el uso de técnicas matemáticas más avanzadas.
Os dejo a continuación un vídeo explicativo que espero os aclare la metodología.
Otro vídeo complementario al anterior es el siguiente:
Referencias:
Box, G. E. P., Wilson, K. G. (1951), On the experimental attainment of optimum conditions,Journal of the Royal Statistical Society, B 13, 1-45
Cornell, John A. (1984), How to apply Response Surface Methodology, American Society for Quality Control, Milwaukee, WI.
Kuehl, Robert O. (2001) Diseño de Experimentos, 2a. Edición, Thomson Learning.
Melvin T. A. Response Surface Optimization using JMP Software, < http://www2.sas.com/proceedings/sugi22/STATS/PAPER265.PDF>
Montgomery, D. C. (2002), Diseño y Análisis de Experimentos, Editorial Limusa, Segunda Edición.
Un buen número de pequeñas y medianas empresas piensan que la investigación y la innovación son actividades propias de los centros de investigación, las universidades o las grandes empresas. Suficientes problemas existen todos los días como para perder el tiempo en actividades extrañas que intenten cambiar la forma de hacer las cosas. Los inventos son para mentes brillantes o felices ideas. ¡Que inventen ellos!
De este paradigma no escapan las empresas constructoras. Muchas veces usamos el término «contratista», lo cual es toda una declaración de intenciones: el contratista se ocupa del contrato, la construcción va en segundo lugar. Sin embargo, una empresa es una organización que debería ocuparse de su supervivencia a largo plazo, es decir, de su competitividad en un mercado cada vez más complicado. Es como si un leñador estuviese todos los días talando árboles y no tuviese tiempo de afilar su hacha.
Afortunadamente la innovación es un proceso, y como tal, se puede gestionar. La norma UNE 166002 es un ejemplo de cómo se puede organizar la gestión de la innovación en una organización. En el caso particular de las empresas constructoras, muchas innovaciones provienen de mejoras en los procedimientos constructivos o en las demandas de los clientes. Sin embargo, para que la innovación se incorpore en la gestión cotidiana es necesario un cambio cultural propiciado por la alta dirección de estas organizaciones.
A continuación os dejo un vídeo sobre este tema. Se trata de un reportaje de la Universitat Politècnica de València donde se informa de un proyecto de investigación realizado por nuestro grupo. El enlace a la noticia: http://www.upv.es/noticias-upv/noticia-8017-id-en-construc-es.html# Espero que os sea de interés.
Referencias:
YEPES, V.; PELLICER, E.; ALARCÓN, L.F.; CORREA, L.C. (2016). Creative innovation in Spanish construction firms.Journal of Professional Issues in Engineering Education and Practice ASCE, 142 (1): 04015006. DOI: 10.1061/(ASCE)EI.1943-5541.0000251.
PELLICER, E.; YEPES, V.; CORREA, C.L.; ALARCÓN, L.F. (2014). Model for Systematic Innovation in Construction Companies. Journal of Construction Engineering and Management ASCE, 140(4):B4014001. DOI: 10.1061/(ASCE)CO.1943-7862.0000468. ISNN: 0733-9364. (link)(descargar versión autor)
PELLICER, E.; CORREA, C.L.; YEPES, V.; ALARCÓN, L.F. (2012). Organizacional improvement through standardization of the innovation process in construction firms.EMJ-Engineering Management Journal, 24(2): 40-53.
PELLICER, E., YEPES, V.; ROJAS, R.J. (2010). Innovation and Competitiveness in Construction Companies. A Case Study. Journal of Management Research, 10(2): 103-115. Print ISSN: 0972-5814. (link)
PELLICER E., YEPES V., CORREA C.L.; MARTÍNEZ, G. (2008). Enhancing R&D&i through standardization and certification: the case of the Spanish construction industry, Revista Ingeniería de Construcción, 23(2): 112-121. (link)
CORREA, C.L.; YEPES, V.; PELLICER, E. (2007). Factores determinantes y propuestas para la gestión de la I+D+i en las empresas constructoras.Revista Ingeniería de Construcción, 22(1): 5-14. Pontificia Universidad Católica de Chile. ISSN: 0716-2952. (link)
La innovación puede definirse como la incorporación de ideas no triviales capaces de generar cambios positivos que incrementan la competitividad de una empresa. En el caso de las empresas constructoras, innovar no es una tarea fácil, dado que su producción está basada en proyectos únicos que se ejecutan en ubicaciones diferentes. En el presente artículo se sintetiza la investigación exploratoria realizada por los autores a lo largo de los últimos diez años, centrada en la implantación, el desarrollo y el seguimiento de un sistema normalizado de gestión de la innovación en una empresa constructora española de tamaño medio. Las evidencias acumuladas, contrastadas también con otras empresas y con la evolución del sector, proporcionan lecciones aprendidas, no solo para la empresa analizada, sino también para las empresas constructoras en general. La innovación en este tipo de empresas puede dejar de ser un acto espontáneo que aparece en la resolución de un problema concreto, para pasar a ser un proceso de gestión que puede ser sistematizado y homogeneizado. Esto permite acelerar la identificación de las tareas involucradas en la creación de nuevos procesos, productos y servicios en las empresas del sector y, por ende, mejorar su competitividad en los mercados.
Referencia:
PELLICER, E.; YEPES, V.; CORREA, L.C.; ALARCÓN, L.F. (2015).The dilemma of innovation in the construction company: a decade of lessons learned. 19th International Congress on Project Management and Engineering, 15-17 July, Granada (Spain).
La tecnología sin zanja, o trenchless en inglés, constituye una nueva forma de construir que utiliza de forma masiva las nuevas técnicas disponibles para instalar o reparar conducciones sin necesidad de abrir las molestas y, en muchas ocasiones, inseguras zanjas. Todos sufrimos las obras en nuestras ciudades, y la mayoría de ellas están provocadas por ampliaciones, mantenimiento o cambios en las conducciones que llevan las instalaciones básicas de la ciudad: fibra óptica, gas, agua, teléfono, etc.
En muchos artículos anteriores he ido desgranando algunas de las técnicas más importantes en este campo. En la Escuela de Ingenieros de Caminos de Valencia, desde el último cambio en los programas de estudio que llevaron a los nuevos grados de ingeniería civil, se ha incorporado al temario de las asignaturas de Procedimientos de Construcción estas nuevas técnicas trenchless.
Pues bien, recientemente he sido invitado como profesor al Curso de Posgrado: Especialista en tecnologías sin zanja organizado por la Asociación Ibérica de Tecnología SIN Zanja, la Fundación Gómez Pardo, la Universidad Politécnica de Madrid y la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas y Energía. Se trata de un curso que puede seguirse de forma presencial y en línea, y que ofrece numerosas becas a estudiantes y recién graduados. Cuenta con la participación de especialistas en la materia y empresas dedicadas a esta técnica, así como seminarios y demostraciones prácticas. Os dejo a continuación más información por si os interesa. Empezamos el 14 de octubre de 2015.
Os paso a continuación una conferencia impartida por el profesor D. Javier Manterola Armisén sobre las innovaciones en materia de tecnología de puentes. Javier Manterola es doctor ingeniero de caminos, catedrático de puentes y Académico de número de la Real Academia de Bellas Artes de San Fernando, Madrid. Espero que os guste tanto como a mí.
Edificios modernos de Lima. Autor: Luis Perales. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Edificios_de_Lima_Peru.jpg
La presión demográfica mundial provoca la necesidad imperiosa de buscar alternativas sostenibles en la construcción de edificios. Efectivamente, para el año 2050 se espera que la población mundial alcance los 8900 millones de personas [1], aunque otros estudios indican que en el año 2030 esta cifra será de 9000 millones [2]. El impacto que supone esta fuerte demanda de viviendas al cambio climático es de una magnitud sin precedentes. Según datos de la UNEP (Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente) y de la OCDE (Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos), el entorno edificado, representa un consumo de energía del 25 al 40%, una carga de residuos sólidos del 30 al 40% y una carga de emisión de gases de efecto invernadero del 30 al 40% [3]. En 2007, el entorno edificado consumió cerca del 47% de la energía total en China [4]. En el año 2004, los edificios agotaron, por sí solos, casi el 37% de toda la energía mundial y se espera que esta cifra alcance el 42% en el año 2030 [5]. En la India, el 24% de la energía primaria y el 30% de la energía eléctrica se consume en los edificios [6]. Casi el 10-20 % de la energía total se consume durante la construcción de los edificios, en función de las cantidades y tipos de materiales empleados, tipología de los edificios , los requisitos funcionales, la demanda de energía eléctrica y la vida útil considerada [6,7]. Algunos estudios indican que un edificio con una vida útil entre 40 y 50 años gasta durante su uso entre el 52 y el 82% de toda la energía consumida durante su ciclo de vida. A todo ello hay que añadir que una parte muy importante de los productos que se incorporan en un edificio no se ejecutan «in situ», representando un 75% de la energía necesaria para la construcción, pues son materiales con una alta demanda de energía en su fabricación [8,9].
La industria de la construcción, junto con sus industrias auxiliares, es uno de los mayores consumidores de recursos naturales, tanto renovables como no renovables, que está alterando negativamente el medio ambiente. Agota 2/5 partes de los áridos y 1/4 de la madera, y consume el 40 % de la energía total y el 16 % de agua al año [10,11]. El uso de materiales crece constantemente, con más de 23 mil millones de toneladas de hormigón producido anualmente [12,13]. En 2010, de acuerdo con la International Cement Review [14], la producción mundial de cemento se elevó a alrededor de 3,3 millones de toneladas/año , lo que significa un aumento más del 100% en casi 10 años. La producción mundial de cemento llegó a 1,6 mil millones de toneladas/año en 2001 , lo que corresponde a aproximadamente el 7 % de la cantidad mundial de dióxido de carbono liberado a la atmósfera [15,16]. Otros estudios indican que la contribución de la industria cementera a las emisiones de gases de efecto invernadero supera el 5% del total [17]. En Australia, para mantener la demanda en la construcción, se necesitan cada año aproximadamente 30 millones de toneladas de productos, más del 56 % de esta cantidad es hormigón, y el 6%, acero [18].
¿Qué podemos hacer ante este panorama? Evidentemente, es preciso un cambio de actitud a nivel mundial. La construcción y uso de los edificios va a ser creciente, como acabamos de ver. Por tanto, se hace necesaria la optimización de los recursos para que los impactos sean lo menores posibles. A modo de ejemplo, Struble y Godfrey [19] compararon el impacto ambiental producido por una viga de hormigón y otra de acero. Las de hormigón consumen menos energía y contaminan menos los recursos hídricos, sin embargo, presentan un 10% más de emisiones de CO2, aunque requieren un 60% menos de extracción de minerales [20]. Otras posibilidades pasan por la optimización en el diseño de los edificios [21-27]. Nuestro grupo de investigación ha trabajado durante estos últimos años en esta línea [28-35]. Otras líneas de trabajo tienen que ver con la certificación energética de los edificios [36]. En este sentido, La Comisión Europea, con el fin de racionalizar el uso de la energía en los edificios y aumentar su eficiencia energética, propuso la Directiva 2002/91/CE, que fue refundida en la Directiva 2010/31/UE del Parlamento Europeo y del Consejo.
Referencias:
[1] Kates, R.W. (2000). Population and consumption: what we know, what we need to know. Environment: Science and Policy for Sustainable Development, 42(3):10-19.
[2] Fernández-Solís, J. (2007). Analysis of the forces in the exponentialoid growth in construction, in: COBRA 2007, RICS Foundation.
[3] Oteiza, I.; Alonso, C. (2008). Análisis y revisión de herramientas para evaluación de la sostenibilidad de la construcción. Actas de las II Jornadas de Investigación en Construcción, pp. 1149-1166. Madrid.
[4] Wang T H (2005). China: Building a Resource-Efficient Society. China Development Forum 2005. Beijing.
[5] Urge-Vorsatz, D.; Novikova, A. (2006). Opportunities and costs of carbon dioxide mitigation in the worlds domestic sector, in: International Energy Efficiency in Domestic Appliances and Lighting Conference ‘06, London, UK.
[6] Ramesh, T.; , Prakash, R.; Shukla, K.K. (2013). Life cycle energy analysis of a multifamily residential house: a case study in Indian context, Open Journal of Energy Efficiency 2: 34–41.
[7] Bansal, D. et al. (2010). Embodied energy in residential cost effective units-up to 50 m2, in: International Conference on Sustainable Built environment(ICSBE-2010), Kandy, Sri Lanka 13–14 December.
[8] Ding, G. (2004). The development of a multi-criteria approach for the measurement of sustainable performance for built projects and facilities, Ph.D. Thesis, University of technology, Sydney, Australia.
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[10] Lippiatt, B.C. (1999). Selecting cost effective green building products: BEES approach. J Constr Eng Manage 1999;125:448–55.
[11] Chong, W.K.; Kumar, S.; Haas, C.T.; Beheiry, S.M.A.; Coplen, L.; Oey, M. (2009). Understanding and interpreting baseline perceptions of sustainability in construction among civil engineers in the United States. J Manage Eng, 25(3):143–54.
[12] Schokker A.J. (2010). The sustainable concrete guide: strategies and examples. 1 ed. U.S.G.C. Council; 2010. Michigan: U.S. Green Concrete Council.
[13] World Business Council for Sustainable Development (WBCSD) (2006). Cement Industry Energy and CO2 Performance: Getting the Numbers Right; Geneva: World Business Council for Sustainable Development, (WBCSD).
[14] Intercement. Annual Report 2010: how the cement market works. <http://www.intercement.com/RS2010/pt/como-funciona-o-mercado-cimenteiro/>
[15] Mehta, P.K. (2001). Reducing the environmental: concrete can be durable and environmentally friendly. Concr Int:61–66.
[16] Bremner, T.W. (2001). Environmental aspects of concrete: problems and solutions. In: Proceedings of first all-Russian conference on concrete and reinforced concrete, Moscow, Russia.
[17] Worrell E, Price L, Martin N, Hendriks C, Meida LO (2001) Carbon dioxide emissions from the global cement industry. Annu Rev Energy Environ 26:303–329
[18] Walker-Morison, A.; Grant, T.; McAlister, S. (2007). The environmental impact of building materials. Environment design guide. PRO 7.
[19] Struble, L.; Godfrey, J. (2004). How sustainable is concrete? In: Proceedings of international workshop on sustainable development and concrete technology, Beijing, China: 2004.
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[21] Yeo, D.; Gabbai, R.D. (2011). Sustainable design of reinforced concrete structures through embodied energy optimization. Energy and buildings, 43(8): 2028-2033
[22] Medeiros, G.F.; Kripka, M. (2014). Optimization of reinforced concrete columns according to different environmental impact assessment parameters. Engineering Structures, 59:185-194.
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[25] Dixit, M.K.; Fernández-Solís, J.L.; Lavy, S.; Culp, C.H. (2010). Identification of parameters for embodied energy measurement: A literature review. Energy and Buildings, 42:1238–1247.
[26] Dixit, M.K.; Fernández-Solís, J.L.; Lavy, S.; Culp, C.H. (2012). Need for an embodied energy measurement protocol for buildings: A review paper. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16:3730-3743.
[27] Foraboschi, P; Mercanzin, M.; Trabucco,D. (2014). Sustainable structural design of tall buildings based on embodied energy. Energy and Buildings, 68:254-269.
[28] YEPES, V.; GARCÍA-SEGURA, T.; MORENO-JIMÉNEZ, J.M. (2015). A cognitive approach for the multi-objective optimization of RC structural problems. Archives of Civil and Mechanical Engineering, (accepted, in press).
[29] GARCÍA-SEGURA, T.; YEPES, V.; ALCALÁ, J.; PÉREZ-LÓPEZ, E. (2015). Hybrid harmony search for sustainable design of post-tensioned concrete box-girder pedestrian bridges. Engineering Structures, 92:112-122. DOI: 10.1016/j.engstruct.2015.03.015 (link)
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[31] GARCÍA-SEGURA, T.; YEPES, V.; ALCALÁ, J. (2014). Life-cycle greenhouse gas emissions of blended cement concrete including carbonation and durability.The International Journal of Life Cycle Assessment, 19(1):3-12. DOI 10.1007/s11367-013-0614-0 (link)(descargar versión autor)
[32] MARTINEZ-MARTIN, F.J.; GONZALEZ-VIDOSA, F.; HOSPITALER, A.; YEPES, V. (2012). Multi-objective optimization design of bridge piers with hybrid heuristic algorithms. Journal of Zhejiang University-SCIENCE A (Applied Physics & Engineering, 13(6):420-432. DOI: 10.1631/jzus.A1100304. ISSN 1673-565X (Print); ISSN 1862-1775 (Online). (link)
[33] YEPES, V.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; ALCALÁ, J.; VILLALBA, P. (2012). CO2-Optimization Design of Reinforced Concrete Retaining Walls based on a VNS-Threshold Acceptance Strategy. Journal of Computing in Civil Engineering ASCE, 26 (3):378-386. DOI: 10.1061/(ASCE)CP.1943-5487.0000140. ISNN: 0887-3801. (link)
[34] PAYÁ-ZAFORTEZA, I.; YEPES, V.; HOSPITALER, A.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F. (2009). CO2-Optimization of Reinforced Concrete Frames by Simulated Annealing. Engineering Structures, 31(7): 1501-1508. ISSN: 0141-0296. (link)
[35] PAYÁ, I.; YEPES, V.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; HOSPITALER, A. (2008). Multiobjective Optimization of Reinforced Concrete Building Frames by Simulated Annealing. Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering, 23(8): 596-610. ISSN: 1093-9687. (link)
[36] OWENSBY-CONTE, D.; YEPES, V. (2012). Green Buildings: Analysis of State of Knowledge. International Journal of Construction Engineering and Management, 1(3):27-32. doi: 10.5923/j.ijcem.20120103.03. (link)
Resumen: Las pequeñas y medianas empresas constructoras se caracterizan por estructuras organizativas muy enfocadas en el control. Como consecuencia de ello, los empleados se centran en las actividades del día a día, con poco tiempo o motivación para generar ideas creativas. Normalmente, las mejoras tecnológicas en estas empresas surgen como resultado de la resolución de los problemas que surgen el la propia obra. Sin embargo, esta situación está cambiando. Algunas administraciones públicas españolas ya consideran la innovación como un valor añadido a la hora de adjudicar una obra; por tanto, las grandes empresas han visto rentable sistematizar sus esfuerzos en innovación. Esta actitud también está afectando a las pequeñas y medianas empresas, que empiezan a modificar su actitud hacia la innovación para mantener la competitividad. La implantación de un sistema de mejora de la innovación y de gestión del conocimiento puede ser la solución para superar esta desventaja. En el presente artículo se analiza la implantación de un sistema de gestión de la innovación realizada por una empresa constructora de tamaño medio durante un periodo de 9 años. El sistema se basa en un conjunto de procesos orientados a generar proyectos de innovación que permitan al contratista documentar la innovación, no sólo con fines internos relacionados con la gestión del conocimiento, sino también para conseguir objetivos externos asociados con la obtención de mejores resultados en las adjudicaciones públicas. Estos procesos son los siguientes: (1) vigilancia tecnológica, (2) creatividad, (3) planificación y ejecución de proyectos de innovación, (4) transferencia tecnológica, y (5) protección de resultados. El último paso es la retroalimentación de todo el proceso a través de la evaluación de los resultados finales. La implantación de un sistema de innovación se asegura en una organización a través de la capacitación del personal, la participación de las partes interesadas y el fomento de la cultura de la innovación.
Palabras clave: Construcción, innovación, gestión, proceso, sistema.
Yepes, V., Pellicer, E., Alarcón, L., and Correa, C. (2015). «Creative Innovation in Spanish Construction Firms.» J. Prof. Issues Eng. Educ. Pract. , 10.1061/(ASCE)EI.1943-5541.0000251 , 04015006.
Una curva de valor es una forma de representar gráficamente la dinámica competitiva del mercado actual, pero no centrándose en datos como la cuota de mercado o posición relativa, sino en la percepción del valor que aporta cada player desde el punto de vista del cliente. W. Cham Kim y René Mauborgne definen un nuevo concepto: competir en nichos de mercado en los que no hay competencia (los llamados océanos azules), a través de la modificación de la curva de valor de la empresa. La pregunta clave consiste en ¿cómo abrir y capturar un océano azul de espacio sin competencia en el mercado?
La curva de valor es una herramienta que nos permite una propuesta realmente innovadora y diferenciadora. Nos ayuda a aumentar el valor del producto para que sea atractivo para los clientes.
Esta curva se compone de dos ejes:
El eje horizontal refleja la gama de variables en las cuales invierte la industria y alrededor de las cuales gira la competencia. Responde a la pregunta ¿qué aspectos valora el cliente?
En el eje vertical se refleja el nivel de lo que se ofrece a los compradores en lo relacionado con todas las variables clave de la competencia. Una puntuación elevada significa que una compañía ofrece más a los compradores y, por consiguiente, invierte más en la variable en cuestión. Responde a la pregunta, ¿qué nivel de valor obtiene de cada competidor?
Os dejo un Polimedia donde el profesor Jordi Joan Mauri Castelló nos explica este concepto. Espero que os sea útil.
La Metodología de la Superficie de Respuesta (RSM) es un conjunto de técnicas matemáticas y estadísticas utilizadas para modelar y analizar problemas en los que una variable de interés es influenciada por otras. El propósito inicial de estas técnicas es diseñar un experimento que proporcione valores razonables de la variable respuesta y, a continuación, determinar el modelo matemático que mejor se ajusta a los datos obtenidos. El objetivo final es establecer los valores de los factores que optimizan el valor de la variable respuesta. Esto se logra al determinar las condiciones óptimas de operación del sistema.
