Aplicación de la Ingeniería Kansei/Chisei en la Manufactura Lean

Introducción

En el mercado actual, el consumidor no valora únicamente la funcionalidad, utilidad, seguridad y adecuado precio de los productos, sino también las emociones y los sentimientos que le proporcionan. Y es que, ante dos productos aproximadamente equivalentes en funcionalidad, calidad y precio, la decisión final de compra del consumidor es hacia aquel que le proporciona un mayor ‘feeling’ o que mejor refleja un determinado estilo de vida [1]. Derivado de lo anterior, resulta de interés el desarrollo de una metodología cuantitativa para diseñar y desarrollar productos industriales que evoquen unos determinados sentimientos y emociones en los usuarios. Es por ello, que se buscó una aportación metodológica al diseño industrial con la que se puedan desarrollar productos que provoquen en el usuario esta emoción positiva. Es decir, el objetivo es conseguir mediante el diseño del producto una conexión placentera con el usuario. Esta situación es el resultado de la evolución de las técnicas de ergonomía como se recoge en la figura 1, que en su estado más evolucionado de desarrollo se orienta a la concepción de entornos de trabajo y productos placenteros y afectivos.

Bajo este supuesto se desarrolló el concepto de Ingeniería Kansei, como metodología cuantitativa que ayuda a los ingenieros diseñadores a incorporar la emoción, afecto y sentimientos como requerimiento en los entornos y productos industriales [2]. Este será el punto de partida para el desarrollo metodológico y de aplicación que se plantea en el presente trabajo.

Figura 1. Evolución del concepto ergonomía

Establecida una metodología que satisface el diseño emocional del producto, el siguiente ámbito de estudio será la adaptación racional del producto al usuario. Este concepto de diseño racional de producto va más allá del término clásico de ergonomía de producto (centrada en factores humanos) y se centra en el concepto de diseño adaptado al usuario, principalmente en términos de usabilidad de producto [3]. Para abarcar la racionalización del producto se plantea la metodología de Ingeniería Chisei, como enfoque cuantitativo que ayuda a los ingenieros diseñadores a incorporar en los productos recursos (soluciones que satisfagan requerimientos) orientados a los procesos cognitivos de razón. Esta metodología está menos desarrollada y su estructuración e incorporación en el producto final está por definir en el actual estado del arte de la Ingeniería Kansei-Chisei.

Por lo tanto, satisfechos los criterios ergonómicos basados en los factores humanos, se va a centrar la atención en aportar una metodología compacta que ayude a la incorporación de factores centrados en el usuario en la dimensión afectiva y de razón (Ingeniería Kansei e Ingeniería Chisei).

En primer lugar se presentará una propuesta metodológica que aúne en un mismo modelo metodológico la Ingeniería Kansei y la Ingeniería Chisei, denominando dicho modelo como Ingeniería Kansei/Chisei. Actualmente no existe ninguna propuesta formal de incorporación metodológica al diseño de producto del diseño emocional y del diseño racional. Esta propuesta metodológica se centrará en el desarrollo de la Ingeniería Kansei, añadiéndole el Chisei o parte racional del diseño.

Por otra parte se propondrá que el ámbito de aplicación de esta metodología vaya más allá del producto industrial (objeto tradicional de aplicación), centrando dicha aplicación en un sistema de manufactura Lean a nivel macro (planta industrial), meso (proceso-puesto de trabajo) y micro (herramientas y útiles). Dicha incorporación de la ingeniería Kansei-Chisei se hará respetando los principios de la manufactura Lean. Esta propuesta se incardina en los objetivos de la moderna ergonomía ocupacional de mejora de las condiciones de seguridad y confort de los sistemas de trabajo.

El objetivo final de la propuesta y aplicación metodológica es ayudar al trabajador a desarrollar sus tareas dentro del sistema de manufactura de una manera placentera (Ingeniería Kansei) y optimizando la eficacia de las tareas que desarrolla (Ingeniería Chisei), lo cual se traducirá en una mejora del sistema de producción, con un enfoque más amplio que el de la clásica mejora de la productividad por la racionalización de los procesos de trabajo o mejora de métodos. El objetivo es conseguir un impacto en la motivación, satisfacción, rendimiento y fiabilidad del trabajo, enlazando así con los principios de los sistemas de manufactura Lean.

Lean Manufacturing es una filosofía de trabajo, organización y diseño de sistemas de producción, basada en las personas, que define la forma de mejora y optimización de un sistema de producción focalizándose en identificar y eliminar todo tipo de “desperdicios”, definidos estos como aquellos procesos o actividades que usan más recursos de los estrictamente necesarios [4], constituyendo por tanto uno de los ámbitos de la propuesta que efectuamos, como es la Ingeniería Chisei.

Metodología

Antes de profundizar en la metodología propuesta en el presente trabajo, se presentará una definición de los conceptos kansei y chisei (conceptos de origen japonés) que ayuden a tener una visión más completa y detallada del desarrollo metodológico que se planteará a continuación.

Concepto kansei

Este término no tiene una traducción directa en el vocabulario occidental ya que su origen es oriental, concretamente japonés. Kansei se compone del kanji “kan”, que significa sensitividad y “sei”, que significa características, naturaleza, cualidad.

El término kansei se utiliza para denotar las cualidades que posee un objeto o producto de transmitir emociones placenteras en su forma de uso. No existe una traducción que abarque todo el sentido del kansei; Mitzuo Nagamachi da varias traducciones para tratar de explicar el término, definiendo kansei como un: "sentimiento psicológico" o como "...la impresión que alguien obtiene de un determinado artefacto, medio ambiente o situación mediante todos sus sentidos, vista, olfato, gusto, audio, tacto, así como su propio reconocimiento" [5].

El investigador Simon Schütte (Universidad de Liköping), propone la siguiente definición: “cuando una persona ve un objeto en un cierto contexto, se evoca un determinado kansei” [6]. Para simplificar el significado en el desarrollo futuro se entenderá que el término kansei es semejante al término emoción.

Concepto chisei

La contra parte de kansei se denomina chisei. El primer kanji "chi" significa entendimiento, intelectual, razonamiento y "sei" características, naturaleza, cualidad. Por lo tanto se puede definir que el término chisei es el razonamiento lógico detrás del comportamiento humano, es decir, es el proceso mental que impacta en el conocimiento a través de hechos lógicos y concretos [7]. Para simplificar el significado se entenderá que el término chisei es semejante al término razón vinculada a la satisfacción práctica, que resulta del funcionamiento, en el producto.

Figura 2. Conceptos kansei y chisei.

Propuesta metodológica

Definidos los conceptos se realizará el planteamiento de la Ingeniería Kansei y Chisei. La idea principal es utilizar el marco metodológico de la Ingeniería Kansei, el cual está bien estructurado y cuenta con múltiples aplicaciones en el ámbito del diseño de productos. A este marco procedimental se incorporará el chisei. Por lo tanto se va a presentar el marco metodológico de la Ingeniería Kansei y sobre este se realizará una propuesta de incorporación chisei, obteniendo así un modelo robusto de aplicación que aúne las dos ámbitos del diseño, tanto el diseño emocional como el diseño racional.

Ingeniería Kansei

La Ingeniería Kansei, IK (en inglés Kansei Engineering System, KES), es una técnica japonesa desarrollada por Mitzuo Nagamachi que permite cuantificar las emociones que evocan ciertos productos para, a partir de ellas, obtener unos parámetros de diseño concretos. Es una técnica especialmente centrada en el usuario, que tiene en cuenta todos los aspectos emocionales y sensitivos de los futuros consumidores del producto.

"Es una metodología de desarrollo ergonómico de nuevos productos orientada al consumidor, basada en trasladar y plasmar las imágenes mentales, percepciones, sensaciones y gustos del consumidor en los elementos de diseño que componen un producto". [8]

En general, la metodología por IK transforma las emociones, afecto y sentimientos (kanseis) que se pretenden transmitir al usuario en parámetros de diseño con los que obtener un producto concreto, Figura 3.

Esta metodología nació a finales de la década de los setenta y ha sido incorporado por marcas como Mazda, Mitubichi, Shiseido, Nestlé etc. Los productos diseñados bajo esta estrategia han sido motivo de éxito empresarial.

Figura 3. Sistema de Ingeniería Kansei

El modelo de referencia de Ingeniería Kansei consta de los siguientes pasos metodológicos:

Figura 4. Esquema de aplicación de la Ingeniería Kansei

Ingeniería Kansei/Chisei

Para presentar la metodología propuesta se va a utilizar el esquema metodológico presentado en la figura 4. Este esquema es el propio de la Ingeniería Kansei, a la cual se le incorporará la parte racional del diseño. Se realizará para una mejor comprensión del método un breve resumen de cada fase metodológica.

Dominio de Diseño

Este primer paso implica decidir el área de trabajo y tomar una serie de decisiones de lo que se debe hacer en relación con la estrategia empresarial acerca de sus productos individuales, sus líneas de productos o su cartera general de producción: en definitiva, implica elegir un producto de una determinada empresa, para un mercado. En el caso concreto del diseño de un sistema ocupacional consistiría en el establecimiento estrategia y de los requerimientos del mismo, en base a los principios de sistema de producción, del diseño cognitivo y socio-afectivo del mismo.

Espacio Semántico

Recoge y describe el dominio de emociones o kanseis y el dominio racional o chiseis mediante términos que apelan a los sentimientos y racionalidad de los usuarios en relación con el entorno de trabajo o producto. El objetivo es obtener y cuantificar la respuesta emocional del usuario.

Existen numerosas técnicas o herramientas que pueden ayudar a elicitar o sonsacar los kanseis o emociones y los chiseis a usuarios en la interacción con el producto. Tradicionalmente en la Ingeniería Kansei se ha trabajado con el Diferencial Semántico, aunque la propuesta metodológica para la elicitación de kansei y chiseis se centrará en técnicas del ámbito neurocientífico que ayuden a extraer del usuario dichos términos con mayor exactitud. Por ejemplo se plantea el uso de la encefalografía para detectar estos cambios emocionales y psicoafectivos mediante la detección de los cambios eléctricos del cerebro [9].

En resumen, en esta fase se recopilarán una serie de términos que apelen a la emoción y la razón, que constituirán los términos Kansei y Chisei. Para el caso de diseño de un sistema de trabajo se correspondería con las preferencias mostradas en (estudios de confort) por los trabajadores en las dimensiones de racionalidad y afectividad del puesto y entorno de trabajo.

Espacio de Propiedades

El espacio de propiedades es la fase del modelo de diseño propuesto en la cual se establecen las propiedades y sus categorías que se van a estudiar desde el punto de vista de la emoción y la razón.

No existe una teoría consistente que exponga la forma en la que se debe desarrollar el espacio de propiedades. En este caso las propiedades hacen referencia a aquellas propiedades de la planta, puesto de trabajo y herramientas que se desean controlar desde el diseño emocional y racional. Normalmente estas propiedades son aquellas que no están sujetas a normativas y que por lo tanto el ingeniero diseñador tiene libertad de elección [10]. Se desea que esta elección óptima de las propiedades se base en criterios emocionales y racionales del trabajador, referidas al puesto o al entorno de trabajo y que pudieran estar orientadas por la filosofía del sistema de producción o la cultura de trabajo de la propia empresa.

Espacio de Síntesis

El Espacio de Síntesis se basa en modelar la conexión entre las propiedades de diseño de los productos, puesto o entorno de trabajo (expresados en el Espacio de Propiedades) con los kanseis y chiseis (expresados en el Espacio Semántico). Es decir, en base a los resultados de las encuestas y entrevistas realizadas a los trabajadores, el ingeniero de producto, proceso de trabajo realizará un modelo matemático-estadístico, o con base en modelos conexionistas para establecer la relación de la emoción y la razón con las propiedades de tal manera que se puedan predecir los valores emocionales y racionales en los puestos de trabajo diseñados. Con ello se podrán seleccionar las categorías de las propiedades que mejor satisfagan las emociones y la razón que el usuario desea experimentar en el puesto de trabajo.

Los parámetros resultantes de la síntesis kansei/chisei de interés para la implementación son los siguientes [10] :

• Coeficiente de correlación múltiple, CCM: relaciona todo el conjunto de propiedades del puesto y entorno de trabajo  y sub-propiedades con un kansei y el chisei determinado.
• Coeficiente de propiedad, CP: relaciona cada propiedad  del puesto y entorno de trabajo con un kansei y chisei concreto
• CategoryStore, CS: relaciona cada sub-propiedad  del puesto y entorno de trabajo con el kansei y el chisei.

Figura 5. Representación gráfica de los parámetros a calcular.

Modelo

De la síntesis anterior se obtendrá un briefing de diseño que ayude al ingeniero diseñador a establecer el nuevo diseño del puesto de trabajo basándose en aspectos emocionales del trabajo (color, forma, acabados, armonía, composición,…) y en aspectos racionales del trabajo (lógica de ejecución, numero operaciones, secuencia de ejecución, tiempos de acción, disposición espacial, tamaños…) [11]

Propuesta de modelo de integración de espacios Kansei/Chisei

Brevemente se introducirá la propuesta para la integración de los espacios de términos Kansei y Chisei con el objetivo de detallar el modelo propuesto.

En primer lugar se establecerá un espacio semántico genérico de términos Chisei y Kansei para la aplicación genérica a nivel macro (planta industrial), meso (proceso-puesto de trabajo) y micro (herramientas y útiles). Esta propuesta de separación de términos kansei y chisei se basa en el paradigma hemisferiológico del cerebro. En esta fase se debe realizar de manera sistemática una revisión del estado del arte de la concepción de los hemisferios del cerebro por parte de investigaciones neurocientíficas.

Establecido el espacio semántico se establecerá un espacio de propiedades genérico que permita el diseño emocional y racional a nivel macro (planta industrial), meso (proceso-puesto de trabajo) y micro (herramientas y útiles). Las propiedades se establecen en un espacio común no habiendo distinción entre propiedades emocional y racionales.

Por último se debe establecer un espacio de síntesis para la correcta combinación de la dimensión kansei (emoción) y la dimensión chisei (razón). Para ello se formularán técnicas y herramientas metodológicas adecuadas para el espacio de síntesis que permitan la ágil incorporación de la Ingeniería Chisei-Kansei al diseño de sistemas de fabricación Lean. En esta síntesis se obtendrán qué propiedades pertenecen al ámbito de la emoción y cuales pertenecen al ámbito de la razón. Esta relación se establecerá en base al análisis realizado al trabajador.

Figura 6. Representación gráfica de la propuesta metodológica.

Manufactura lean, principios para su proyección en el diseño lean Kansei/Chisei

En la manufactura de un producto la organización pone los controles necesarios y los procesos adecuados para cumplir con el Chisei desde principios de eficacia, eficiencia y productividad, incluyendo las medidas de seguridad y salud:

· La secuencia lógica paso por paso para llevar a cabo el desarrollo del producto.

· El razonamiento lógico para entender el análisis de datos relacionados con los procesos y la demanda.

· Los cálculos de takt time, valor agregado, valor no agregado, etc.

Todos los objetivos planteados en la Manufactura Lean como la eliminación de todas las operaciones que no agregan valor al producto, servicio y a los procesos, aumentando el valor de cada actividad realizada y eliminando lo que no se requiere, se realiza bajo un marco de respeto al trabajador y la búsqueda constante de su satisfacción en el puesto de trabajo. Es en este punto donde tiene su razón de ser la introducción del diseño kansei con el objetivo de aliviar la carga emocional y mejorar la afectividad en el desarrollo del trabajo propuesto.

Resultados

La propuesta metodológica del presente trabajo está en fase de desarrollo y no ha sido aplicada al caso propuesto, por lo tanto como resultados se presentan una serie de hipótesis [12] que se derivan de los objetivos planteados y que están directamente relacionados con las suposiciones que se quieren llegar a demostrar. Dichas hipótesis forman parte de proyecto de tesis doctoral de uno de los autores del presente trabajo [12].

El concepto de hipótesis que se ha considerado es el de suposición-demostración. En este caso existe una solución supuesta que se anticipa y se quiere llegar a comprobar o desaprobar mediante una aplicación de métodos de investigación.

En primer lugar y como hipótesis general se plantea que es posible establecer un marco metodológico cuantitativo basado en técnicas neurocientíficas para materializar el diseño de los sistemas de fabricación Lean con un enfoque centrado en el trabajador en las dimensiones afectiva y racional.

Para ello se establecerá o rediseñará el marco metodológico de aplicación de Ingeniería Kansei para incorporar la dimensión Chisei, con aplicación en la fabricación Lean.

El siguiente paso será establecer una caja de herramientas técnicas y metodológicas para incorporar la metodología propuesta Chisei-Kansei, con orientación neurocientífica, al diseño y mejora continua de un sistema de fabricación Lean.

Establecida la metodología de aplicación se llevará a cabo la propuesta de rediseño de un sistema de manufactura con enfoque Lean.

Figura 7. Ejemplo de aplicación Kansei/Chisei al diseño de una herramienta

Conclusiones

La presente investigación se ha centrado en la propuesta de un modelo integrador de diseño emocional y diseño racional desde una perspectiva cuantitativa neurocientífica centrada en el usuario o trabajador.

Este nuevo enfoque brinda la posibilidad de contar con una metodología definida y concisa de cómo llevar a cabo las diferentes tareas de diseño conceptual de productos, en este caso de puestos de trabajo y herramientas.

Es necesario que no solo el sistema de manufactura sea eficaz, limpio y óptimo si no que las personas que forman parte y participan de ese sistema de manufactura posean una calidad de trabajo que les ayude optimizando los sentimientos psicológicos generados (motivación, confort) y la propia organización del trabajo, buscando así una calidad en el desarrollo personal del trabajador. Esta calidad personal del trabajador se traducirá en una mejora productiva sobre el sistema de manufactura [11].

Nagamachi [13] hace referencia a este enfoque y lo denomina como Ergo-TeamWork el cual se basa en la búsqueda de la óptima compatibilidad entre humano y máquina y sistema de trabajo.

Agradecimientos

Agradecemos a la organización y al comité institucional del ORP'2014 el trabajo realizado.

Referencias bibliográficas

• 1. D.A. Norman. Emotional Design: why we love (or hate) everyday things. Basic Books, 2004.
• 2. S. Shütte, J. Eklund. Product Design for heart and soul. An introduction to Kansei Engineering Methodology. Linköpings Universitet Institute of Technology, 2003.
• 3. Maestre A.; DISEÑO ERGOCROMÁTICO DEL PRODUCTO INDUSTRIAL. Sevilla Técnica nº 39
• 4. C. Monge, J. Cruz y F. López. Impacto de la Manufactura Esbelta, Manufactura Sustentable y Mejora Continua en la Eficiencia Operacional y Responsabilidad Ambiental en México. Inf. tecnol, vol.24, n.4, pags. 1532, 2013. ISSN 07180764.
• 5. M. Nagamachi. Innovations of Kansei Engineering. CRC Press, 2011
• 6. S. Shütte. Developing the Space of Product Properties Supporting Kansei Engineering Procedure. Linköpings Universitet Institute of Technology. Kansei Engineering International Vol.5 No.4 pp.1119, 2006.
• 7. M. Nagamachi. Kansei/Affective Engineering. CRC Press. Taylor & Francis Group, 2011.
• 8. M. Nagamachi. Kansei as powerful consumeroriented technology for product development. Int. J. of Industrial Ergonomics, 33. pp 289 294, 2002.
• 9. A. Córdoba Roldán. Exploración del diseño formal por Ingeniería Kansei aplicando Redes Neuronales Artificiales. Trabajo Fin de Máster, Escuela Politécnica Superior de la Universidad de Sevilla, 2011.
• 10. F. Aguayo, A. Córdoba, J.R. Lama. Ingeniería Kansei: diseño estético de productos. DYNA Septiembre 2010, Vol. 85 nº6, 489/503, 2010.
• 11. KunChieh Wang, JungChin Liang, YuCai Lin. Form Design of CNC Machine Tools using SVM Kansei Engineering Model. IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics, 2008.
• 12. A. Córdoba.  Aplicación de la ingeniería chiseikansei en la manufactura lean. Proyecto de Tesis Doctoral Universidad de Cádiz, Marzo, 2014.
• 13. M. Nagamachi. Ingeniería Kansei y las actividades exitosas del trabajo en equipo. 2008.