He sido diseñador toda mi vida. He diseñado bicicletas, equipos médicos, muebles y esculturas, tanto estáticas como dinámicas. Diseñar objetos me ha resultado fácil. He tenido la suerte de contar con los talentos necesarios para ser un diseñador exitoso. Sin embargo, después de varios años impartiendo cursos de diseño mecánico, me di cuenta de que no sabía cómo enseñar lo que sabía tan bien. Podría mostrar a los estudiantes ejemplos de diseño de buena calidad y de diseño de mala calidad. Podría darles historias de casos de diseñadores en acción. Podría sugerir ideas de diseño. Pero no pude decirles qué hacer para resolver un problema de diseño. Además, al hablar con otros profesores de diseño mecánico, me di cuenta de que no estaba solo. Esta situación me recordó una experiencia que tuve una vez patinando sobre hielo.

Como patinador novato, podía levantarme y avanzar sin convicción. Un amigo (un profesor de profesión) también podría patinar fácilmente hacia adelante y hacia atrás. Había estado patinando desde que era un niño y era algo natural para él. Un día, mientras patinábamos juntos, le pedí que me enseñara a patinar hacia atrás. Dijo que era fácil, me dijo que mirara y patinó hacia atrás. Pero cuando intenté hacer lo que él hizo, inmediatamente me caí. Mientras me ayudaba a levantarme, le pedí que me dijera exactamente qué hacer, no que solo me lo mostrara. Después de pensarlo un momento, llegó a la conclusión de que en realidad no podía describirme la hazaña. Todavía no puedo patinar hacia atrás y supongo que él todavía no puede explicar las habilidades involucradas en patinar hacia atrás.

La frustración que sentí al caer mientras mi amigo patinaba con facilidad debe haber sido la misma emoción que sintieron mis estudiantes de diseño cuando no les dije exactamente qué hacer para resolver un problema de diseño. Esta comprensión me llevó a estudiar el proceso de diseño mecánico y, finalmente, me llevó a escribir este libro. Parte ha sido una investigación original, parte estudio de la industria estadounidense, parte estudio de técnicas de diseño extranjeras y parte prueba de diferentes enfoques de enseñanza en clases de diseño. Llegué a cuatro conclusiones básicas sobre el diseño mecánico como resultado de estos estudios: 1. La única manera de aprender sobre diseño es diseñando. 2. En el diseño de ingeniería, el diseñador utiliza tres tipos de conocimiento: conocimiento para generar ideas, conocimiento para evaluar ideas y tomar decisiones, y conocimiento para estructurar el proceso de diseño. La generación de ideas proviene de la experiencia y la habilidad natural.

La evaluación de ideas proviene en parte de la experiencia y en parte de la capacitación formal, y es el foco de la mayor parte de la educación en ingeniería. El conocimiento generativo y evaluativo son formas de conocimiento de dominio específico. El conocimiento sobre el proceso de diseño y la toma de decisiones es en gran medida independiente del conocimiento específico del dominio. 3. Se puede aprender un proceso de diseño que da como resultado un producto de calidad, siempre que exista suficiente capacidad y experiencia para generar ideas y suficiente experiencia y capacitación para evaluarlas. 4. Un proceso de diseño debe aprenderse en un entorno dual: en un entorno académico y, al mismo tiempo, en un entorno que simule realidades industriales.

He incorporado estos conceptos en este libro, que está organizado para que los lectores puedan aprender sobre el proceso de diseño al mismo tiempo que desarrollan un producto. Capítulos. 1 a 3 presentan antecedentes sobre el diseño mecánico, definen los términos que son básicos para el estudio del proceso de diseño y analizan el elemento humano del diseño de productos. Capítulos. 4 a 12, el cuerpo del libro, presentan un desarrollo paso a paso de un método de diseño que lleva al lector desde la comprensión de que existe un problema de diseño hasta una solución lista para la fabricación y el ensamblaje. Este material se presenta de una manera independiente del problema exacto que se está resolviendo.

Las técnicas analizadas se utilizan en la industria y sus nombres se han convertido en palabras de moda en el diseño mecánico: implementación de funciones de calidad, métodos de toma de decisiones, ingeniería concurrente, diseño para ensamblaje y método de Taguchi para diseño robusto. Todas estas técnicas se han reunido en este libro. Aunque se presentan secuencialmente como métodos paso a paso, el proceso general es altamente iterativo y los pasos son simplemente una guía que se utilizará cuando sea necesario. Como se mencionó anteriormente, el conocimiento del dominio es algo distinto del conocimiento del proceso. Debido a esta independencia, un producto exitoso puede resultar del proceso de diseño independientemente del conocimiento del diseñador o del tipo de problema de diseño. Incluso los estudiantes de primer año podrían tomar un curso utilizando este texto y aprender la mayor parte del proceso. Sin embargo, para producir cualquier diseño razonablemente realista, se requiere un conocimiento sustancial del dominio y se supone a lo largo del libro que el lector tiene experiencia en ciencias de ingeniería básica, ciencia de materiales, procesos de fabricación y economía de la ingeniería. Por lo tanto, este libro está dirigido a estudiantes universitarios de nivel superior, estudiantes de posgrado e ingenieros profesionales que nunca han tenido un curso formal en el proceso de diseño mecánico.