¿Cómo elaborar una Tesis universitaria de Ingeniería?

Las Tesis universitarias de Ingeniería requieren un nivel mínimo de conocimiento sobre investigación para poder generar aportes concretos en las distintas soluciones que la industria requiere. Al respecto mostramos algunos apuntes de presentaciones y conferencias que he venido haciendo sobre el tema para precisar algunas pautas de la larga y esforzada ruta hacia completar la Tesis universitaria en ingeniería de manera que pueda ser de utilidad para estudiantes, docentes e investigadores. A continuación algunos de mis apuntes clave:

Fundamentos para elaborar una tesis universitaria de ingeniería:

•       Para Ingeniería, el nivel descriptivo, explicativo o correlacional NO ES SUFICIENTE

•       Las tesis de ingeniería en pre-grado deben llegar al nivel de propuesta de solución, en maestría al nivel de solución aplicada probada y en el doctorado al nivel de aporte científico nuevo o innovador.

•       No todas las tesis de ingeniería tienen Hipótesis, ni la denominada Matriz de Consistencia, eso solo se reserva para tesis correlacionales (que por cierto en ingeniería a diferencia de las ciencias sociales, son las menos comunes)

•       Existen 3 tipos de investigaciones en Ingeniería:

            - Las que descubren nuevos modelos o teorías

            - Las que modifican o mejoran teorías existentes 

            - Las que proponen mejoras a partir de las correlaciones existentes 

•       La clave para una tesis de ingeniería consistente es lograr una apropiada investigación del estado del arte del problema de investigación

•       Lo más relevante es encontrar un problema interesante, vigente y novedoso de la realidad o de la industria que resolver

•       La fuente de los problemas es la realidad objetiva o la Industria
•       La diferencia entre una tesis de ingeniería a nivel de pre-grado, maestría y doctorado es que en el pre-grado la tesis debe llegar hasta proponer y plantear una solución, en cambio en el nivel de maestría las tesis deben llegar a aplicarla y probar que se trata de una mejor solución, mientras que en el nivel de doctorado necesariamente la solución planteada y probada debe ser considerada como conocimiento nuevo o innovación con respecto al estado del arte del problema materia de la tesis.

Aspectos Administrativos a tener en cuenta…

1. Búsqueda de un problema de investigación
2. Búsqueda de un asesor apropiado
3. Elaboración de un Plan de Tesis
4. Aprobación del Plan de Tesis
5. Recopilación de la información
6. Redacción del Informe Parcial (Al menos 2 avances)
7. Aprobación del Asesor para el contenido desarrollado
8. Presentación de la Tesis a revisores
9. Absolución de observaciones
10. Aprobación de revisores
11. Presentación para sustentación
12. Sustentación Académica

Estructura mínima de una tesis

La estructura mínima de una tesis en ingeniería es la siguiente:

•       Titulo

•       Autor

•       Abstract 

•       Índice

•       Resumen Ejecutivo 

•       Descripción y formulación del problema

•       Marco Teórico

•       Revisión del Estado del Arte

•       Formulación de una solución

•       Aplicación de la solución (prueba formal)

•       Conclusiones y recomendaciones

•       Referencias y fuentes

•       Anexos

El problema de investigación

En ingeniería el problema de investigación es un aspecto vigente de la realidad o de la industria que aún no ha sido resuelto total o parcialmente de manera satisfactoria

  

Algunas características que debe tener:

•       El problema debe ser interesante y novedoso

•       El problema debe estar vigente

•       El problema puede formularse

•       El problema tiene múltiples aspectos

•       El problema es viable o factible

•       El problema puede describirse

¿Cómo se formula un problema?

El problema se formula a manera de pregunta de manera corta y formal

Ejemplos:

•        ¿De qué manera pueden reducirse los tiempos del ciclo en las operaciones  mineras subterráneas de la mediana minería formal?

•        ¿Cómo se puede incrementar la productividad eléctrica de las plantas concentradoras de plomo-cobre-zinc en la sierra central del Perú?

•        ¿En qué medida puede reducirse el contenido de agua del relave de las operaciones de beneficio de cobre de la gran minería en América del Sur?

El problema requiere:

-           Descripción del problema

-           Formulación del problema

-           Delimitación del problema

Marco Teórico

Es el conocimiento mínimo necesario para comprender el problema

El Marco Teórico es el conocimiento mínimo necesario sobre…

….las teorías metodológicas para abordar el problema

….los aspectos técnicos, contextuales e históricos del problema

….las teorías necesarias para comprender cada aspecto del problema

….los conceptos semánticos que el problema plantea

Estado del Arte

El Estado del Arte es el conocimiento actualizado que existe a nivel mundial para resolver el problema de investigación, es decir, es el conjunto de investigaciones previas que han tratado de resolver el problema que pretendemos investigar.

El estado del Arte nos muestra conocimiento profundo y actualizado sobre…

….reportes, papers, artículos vinculados directamente al problema

….literatura técnica sobre casos que han tratado de resolver el problema

Para encontrar el Estado del Arte se requiere…

….acceso a Bases de Datos Científicas de investigación

….acceso a literatura técnica de la especialidad

….saber leer Abstracts para discriminar la información relevante

….saber leer papers y reportes científicos similares

….construir el árbol de investigaciones relacionadas

….determinar la frontera del conocimiento actual sobre el problema

La propuesta o el Aporte

Fundamentos para formular una propuesta de solución

•       La solución a plantearse debe estar fundamentada en las deficiencias encontradas en la literatura o el estado del arte

•       La solución debe generar un aporte novedoso u original

•       La solución debe formularse para su aplicación

•       La solución debe ser susceptible de ser probada y contrastada

 

Algunas consideraciones finales a tener en cuenta:

•       La Tesis debe ser redactada en lenguaje formal en tercera persona

•       El Abstract es la síntesis de la tesis y contiene las palabras clave (keywords)

•       El Resumen Ejecutivo es la descripción secuencial de los contenidos de la tesis

•       El Estado del Arte es el capitulo central que permite identificar una posible solución

•       El Estado del Arte es la parte más extensa de la tesis

•       Las conclusiones deben ser simples y enfocarse en los resultados de la aplicación de la solución y en el aporte

•       Es necesario publicar al menos 2 artículos en revistas especializadas (uno sobre el estado del arte y otro sobre la propuesta o solución) esto para asegurar que el tema no sea clonado por alguien y garantizar la autoría en forma oportuna.

•       La Tesis o su Abstract debe ser registrada y publicada por la Universidad una vez aprobada.

Tiempos del Ciclo en Gestión de Operaciones

La gestión del ciclo de operaciones es la clave de la rentabilidad de la organización. Las empresas deben identificar su ciclo de operaciones y acelerarlo buscando ritmo y encontrando oportunidades en la reducción de los tiempos del ciclo para ser más rentables y competitivas en el mercado.

El ciclo de operaciones se compone de un conjunto de procesos clave que en forma alineada permiten transformar recursos (materias primas, insumos, etc.) en productos o servicios que puedan entregarse, facturarse y cobrarse al cliente con la finalidad de generar caja para la organización.

En la Industria se requiere gerenciar los distintos tiempos del ciclo de operaciones para lo cual detallaremos los principales conceptos a continuación:

Tiempo del Ciclo.- Es el tiempo necesario para fabricar un producto y se compone de tiempos de espera, tiempos en tránsito, tiempos de set up (preparación de facilidades de máquinas o servicios), tiempos efectivos de procesamiento (lo que demora el proceso de transformación) y tiempos de acondicionamiento de productos terminados (incluyen el tiempo de envase y empaque) hasta obtener un producto o servicio completado. Así tenemos:

Donde la eficiencia (tiempo programado/tiempo real) del tiempo del ciclo será el tiempo efectivo de procesamiento entre el tiempo total del ciclo, es decir: x/y

Lead Time.- Es el tiempo necesario para fabricar un producto y entregarlo al Cliente, es decir el tiempo que se requiere para recorrer todo el Tiempo del Ciclo más el tiempo necesario para distribución y entrega al cliente final de nuestra organización

El concepto del Lead Time puede ser ampliado al Lead Time financiero como el tiempo necesario para fabricar un producto, entregárselo y cobrarlo para generar una medida más especifica que mida el ciclo completo de las operaciones empresariales de manera que el enfoque gerencial se concentre en la efectiva gestión y reducción de estos tiempos con miras a mostrarse como generador de caja para la organización rentabilizando la empresa y haciéndola cada vez más competitiva.

Takt Time.- Es el tiempo al cual el mercado nos demanda los productos o el tiempo que transcurre entre el pedido del Cliente y su entrega al Cliente. Esto refleja el ritmo al cual el mercado demanda productos.  Para traducir este tiempo a nivel de las operaciones se calcula como el tiempo neto disponible entre la demanda de nuestros productos.

Si dividimos el Takt Time entre el tiempo del ciclo obtendremos el número de estaciones o recursos necesarios para atender la demanda solicitada. De igual forma si reducimos los tiempos de espera o tiempos en cola, los tiempos de cambio de formato y preparación de recursos o tiempos de set up y reducimos los tiempos en tránsito obtendremos una mayor eficiencia del tiempo del ciclo rentabilizando la empresa y obteniendo mayor productividad y competitividad a  la vez en beneficio de toda la organización.

Rentabilidad con el ROA y el ROE

Los inversionistas utilizan herramientas financieras para analizar sus alternativas de inversión de manera que puedan tomar decisiones informadas con supuestos de riesgo y retorno claros ante cada posibilidad de inversión planteada. Para nadie es un secreto que los inversionistas buscan siempre maximizar la rentabilidad de sus inversiones y una manera básica de calcular esta rentabilidad es a través de indicadores de rentabilidad clave conocidos como el ROE (Return on Equity) y el ROA (Return on Assets).

El ROE es un indicador diseñado para medir la rentabilidad que se obtiene sobre el Capital Contable o los fondos propios que se usan en las inversiones mientras que el ROA es un indicador que permite medir la rentabilidad que se obtiene por los Activos que ese Capital Contable ha generado o puede generar en la organización.

En ambos conceptos hay una simple y poderosa concepción de rendimiento esperado por cada dólar invertido inicialmente (ROE) o por cada dólar de activo que la inversión puede generar (ROA). Así tenemos:

ROE =            Utilidad Neta / Capital Contable

ROA = Utilidad Antes de Intereses e Impuestos / Valor de los Activos  

Nótese que el cálculo del ROE toma en cuenta directamente las utilidades netas para compararlas con el capital contable mientras que en el caso del ROA se toma en cuenta las utilidades antes de intereses e impuestos (EBIT) que son los fondos generados antes de una aplicación de condiciones tributarias y financieras que escapan al manejo gerencial, de manera tal que esos fondos generados se puedan comparar con el valor de los activos que han podido generarse en el tiempo sobre la base del capital contable inicial de la organización.

En el cálculo del ROA intervienen claramente dos poderosos conceptos de capacidad gerencial que suelen ser poco analizados y entendidos. El primero contempla la capacidad de generación de fondos para hacer frente a la gestión tributaria y financiera tomando en cuenta que las condiciones tributarias y financieras ya vienen parametradas por el mercado y el marco regulatorio escapando en gran medida al alcance de propia la gestión gerencial. El segundo contempla la capacidad de la gerencia para generar activos reales con un valor de mercado claramente superior a partir del capital contable inicial con el que cuenta la organización.

De igual forma la diferencia entre el ROE y el ROA nos da una idea del apalancamiento que puede orientarse de manera que si el ROE que representa la rentabilidad económica es mayor que el ROA aun queda un espacio para el endeudamiento pues en este caso los costos de la deuda son inferiores a la rentabilidad económica  mientras que cuando el ROE es menor que el ROA no vale la pena endeudarse pues claramente los costos de la deuda son superiores a la rentabilidad económica y por lo tanto conviene desembolsar fondos propios para lograr financiar los activos necesarios. 

En forma complementaria y dado que el valor de las organizaciones queda cada vez más definido por la capacidad de generar caja (EBITDA) que por los activos con los que se cuenta entonces una medida interesante de rentabilidad también podría darse a partir de la lectura del EBITDA/Capital Contable y también por extensión del EBITDA/Activos que la organización pueda lograr. Otra medida similar y en participar muy útil en el caso de proyectos es el EBIT/$ de Capex el cual también puede ser usado para analizar la rentabilidad de los fondos asignados al Capex de los proyectos.

Lineas de Investigación en Ingeniería Industrial

Una línea de investigación es un campo particular de exploración profesional en el cual puede desarrollarse la investigación científica para producir conocimiento y se compone normalmente de un conjunto de temas comunes relacionados con algún aspecto de la especialidad profesional. 

Las líneas de investigación en Ingeniería Industrial son generalmente las siguientes:

Carrera Profesional	Área de Investigación	Línea de investigación
Ingeniería Industrial	Investigación de Operaciones	Optimización de operaciones y procesos
		Programación de rutas y transporte
		Localización de Instalaciones
		Simulación de procesos
		Soluciones con técnicas de Inteligencia Artificial
	Operaciones Industriales	Planificación y Programación Maestra de Producción
		Modelos de Producción y Operaciones
		Modelos de Servucción en Ingeniería de Servicios
		Sistemas de Control de Producción
		Sistemas de mejora de eficiencia, eficacia y efectividad de operaciones industriales
		Nuevas Tecnologías de Manufactura
	Logística Industrial	Gestión de Cadena de Suministro
		Gestión de Almacenamiento, Inventario y Distribución
		Logística de Abastecimiento, Logística de Operaciones, Logística de Proyectos y Logística de Residuos
	Proyectos Industriales	Ingeniería de Proyectos (Estudios de Pre-Factibilidad, Factibilidad, Ingeniería de Detalle, Licencias y Permisos)
		Metodologías y Sistemas de Gestión de Proyectos
		Sistemas y Técnicas de Evaluación de Proyectos
	Calidad y Confiabilidad	Control de Calidad y Confiabilidad
		Sistemas de Gestión de Calidad
		Normalización de Procesos
	Ingeniería de Métodos	Diseño de Puestos de Trabajo
		Análisis de Tiempos y Movimientos
		Análisis de Procesos y Operaciones Industriales
		Gestión de la Productividad
		Diseño de Instalaciones Industriales
		Ingeniería de Valor Agregado
	Administración Industrial	Gestión Contable y Financiera
		Gestión de Recursos Humanos
		Ingeniería Comercial, Sistemas de Ventas, Comercialización y Mercadotecnia Industrial
		Soluciones de Soporte en Sistemas, Comunicaciones o Informática
	Sostenibilidad Industrial	Sistemas de Gestión Ambiental
		Tecnologías Limpias de Control Ambiental
		Análisis de Riesgos
		Sistemas de Gestión de Seguridad e Higiene Industrial
		Gestión de Salud Ocupacional
		Ergonomía Industrial
		Gestión de Responsabilidad Social Empresarial
	Innovación Industrial	Innovación Tecnológica en Productos Industriales
		Gestión de la Innovación
		Investigación y Desarrollo de Productos y Servicios

El desarrollo de una línea de investigación en cualquier Escuela de Ingeniería Industrial requiere necesariamente seleccionar y asignar su dirección a profesores especializados en ingeniería con amplia experiencia en el campo del conocimiento materia de la línea de investigación y en técnicas avanzadas de investigación en ingeniería, de manera que las investigaciones puedan ser conducidas y orientadas de manera exitosa para asegurar la producción de conocimiento nuevo y original en la materia seleccionada de la especialidad profesional.