Descripción
PRESENTACIÓN, por Manfredo Monforte Moreno
Durante muchos años se ha considerado la ingeniería de sistemas como una disciplina propia del mundo técnico –ingeniería, software, proyectos industriales, construcción…–. Los cambios en el entorno y la forma actual de abordar los negocios exigen a cualquier organización abordar proyectos complejos que toman en consideración no sólo la puesta en uso de un producto o servicio, sino el esfuerzo económico de operarlo durante su vida útil incluido su desecho, lo que implica el empleo especializado de recursos humanos y materiales muy dispares. Tal es el caso del avión de transporte estratégico A400M de Airbus, el submarino S-81 de Navantia o el nuevo vehículo de infantería 8×8 Dragón de Santa Bárbara Sistemas.
El trabajo que aquí se presenta está orientado a facilitar el acercamiento a los conceptos asociados a la gestión del ciclo de vida de sistemas más o menos complejos, sus peculiaridades, herramientas básicas, principios y limitaciones con especial atención a los sistemas del sector defensa, seguridad y emergencias. Está dirigido a estudiantes, profesionales, directivos y empresarios que deseen adquirir una visión de conjunto del potencial y características de las metodologías asociadas. He huido, en la medida que me ha sido posible, de la terminología técnica y he tratado de evitar intencionadamente la descripción detallada de herramientas y métodos de trabajo, por considerarlos más propios de los especialistas. Mi afán es más divulgativo que formativo. Pretendo mostrar la materia como un elemento de enorme potencial y proporcionar criterios para analizar y entender los beneficios de su empleo.
Tras la lectura de las siguientes páginas, el lector debería ser capaz de evaluar globalmente las ventajas de aplicar la metodología para la adecuada gestión del ciclo de vida de los sistemas militares con especial hincapié en la influencia del entorno, el alcance de sus métodos, la integración de funciones requerida y la presencia de variables que tienen mucho más que ver con la experiencia de sus ejecutores que con la excelencia técnica. Por supuesto, he tenido en cuenta los cuerpos de doctrina recogida en el Project Management Body of Knowledge Ed. 7 del Project Management Institute (PMI®), de la International Project Management Association (IPMA®), de PRojects IN Controlled Environments PRINCE2® Ed.6, de la norma internacional UNE-ISO 21500-2022 Guía para la dirección y gestión de proyectos, el documento INCOSE Ed.4 para Ingeniería de Sistemas, la doctrina publicada por ISO/IEC en la norma 15288 y por la NASA en el STD-8739-8 SE, así como la ISO/IEC 12207 sobre ciclo de vida del software, el estándar OTAN AAP48 Procesos y etapas del ciclo de vida de los sistemas y el STANAG 4728-2022 Systems Life Cycle Management.
Los sistemas, conformados a partir de conjuntos interrelacionados entre sí, requieren, para mantener sus condiciones de uso a lo largo del tiempo, unas destrezas directivas especializadas y una buena dosis de técnicas concretas. Lo mismo ocurre cuando agrupamos distintos sistemas en familias que facilitan su gestión y el establecimiento de planes de mejora. Por ende, la complejidad de los sistemas que se desarrollan y operan en el sector de defensa, seguridad y emergencias, con una presencia intensiva del factor humano, precisa de metodologías de última generación para su gobernanza, algo imposible hoy sin recurrir a la ingeniería de sistemas y la inteligencia artificial. No en vano, el coste de operación de una aeronave o de un vehículo puede resultar definitivo a la hora de decidir entre alternativas de adquisición o configuración.
La mayor contribución de las metodologías para la gestión del ciclo de vida no es la determinación del coste total como un valor cierto, sino la comparación entre alternativas tecnológicas. Sirva como ejemplo la decisión de compra de un vehículo donde se dan alternativas de motorizaciones diésel, gasolina, híbrida, híbrida enchufable, pila combustible de hidrógeno o eléctrica. Un análisis sencillo que valore las condiciones de uso —la misión y el entorno de operación—, los kilómetros anuales previstos, los años que se pretende manejar, el coste de adquisición y de los consumibles y de las paradas de mantenimiento, etc., nos permitirá tomar una decisión bien fundamentada.
Gran parte de la terminología de la gestión de proyectos, la ingeniería de sistemas y todo lo relacionado con la informática se expresa internacionalmente en inglés, por lo que muchas de las expresiones que el lector va a encontrar en las siguientes páginas se han mantenido en dicho idioma. Pido disculpas por no haber podido o sabido encontrar un término equivalente en español.
Con el fin de demostrar el potencial de las nuevas tecnologías, el penúltimo apartado de este libro, “6.6. Documentación electrónica” lo he redactado con el apoyo de un agente de inteligencia artificial. Lo único que he tenido que hacer es traducirlo del inglés y retocarlo ligeramente.
Agradezco de forma especial el apoyo impagable del académico numerario José Antonio Moliner, responsable de las publicaciones de la Academia de las Ciencias y las Artes Militares y vicepresidente de esta. Asimismo, quedo en deuda con Diego Mallada, Lucía Pascual y Melani Calero, consejeros tecnológicos de AInstein, empresa tecnológica de servicio de datos orientada a la defensa participada por la Fundación de las Ciencias y las Artes Militares, por la revisión y ampliación del capítulo 6.
EL AUTOR
ÍNDICE
Presentación, 15
Reseña biográfica del autor, 19
- INTRODUCCIÓN, 21
1.1. La ingeniería de sistemas y el enfoque sistémico, 29
1.2. Conceptos de la ingeniería de sistemas, 39
1.3. Clasificación de los sistemas, 47
1.4. Gestión de requisitos, análisis funcional y diseño del sistema, 53
1.5. Desarrollo acelerado e ingeniería concurrente, 62
1.6. Pruebas de verificación, validación (V&V), regresión e integración, 66
1.7. Operación, apoyo e integridad del sistema, 72
1.8. Análisis coste-beneficio y del coste del ciclo de vida, 83
- OBTENCIÓN DE UN SISTEMA DE DEFENSA Y SEGURIDAD
2.1. Algunos conceptos útiles, 83
2.1.1. Valor actual, 87
2.1.2. Valor actual neto, 88
2.2. El presupuesto y la estimación de costes, 91
2.3. Control de los costes del proyecto, 101
2.4. Gestión de los suministros, 109
2.5. Control coste-plazo, 111
2.6. Administración financiera del proyecto (Project Finance, 112
2.7. Optimización de los costes y procesos de mejora, 115
2.8. Análisis del valor, 124
2.9. Replanteamiento de procesos y análisis comparativo, 127
2.10. Coste objetivo, 136
2.11. El papel de las oficinas de programa como cliente, 141
- COSTES ASOCIADOS AL CICLO DE VIDA DE LOS SISTEMAS
3.1. Coste, ingreso, gasto y pago, 145
3.2. Definiciones, 147
3.3. Tipos de coste, 153
3.4. Costes logísticos, del usuario y sociales, 155
3.5. Costes operativos y no operativos, 156
3.6. Costes históricos y predeterminados o estimados, 157
3.7. Costes de producción única y conjunta, 158
3.8. Costes del producto y del periodo, 159
3.9. Costes del ciclo de vida, 159
3.10. Vectores de coste, 161
3.11. Visibilidad de los costes, 163
3.12. Sobrecostes, 164
3.13. Costes de no calidad, 166
3.14. ¿Qué costes se asocian a cada una de las etapas del ciclo de vida?, 167
3.15. La estructura de desglose de costes EDC, 172
3.16. Estimación de costes, 174
3.17. Alrededor de los datos de coste, 177
3.18. Modelos matemáticos para la estimación del coste, 192
- CICLO DE VIDA DEL PROYECTO Y DEL SISTEMA
4.1. Introducción, 197
4.2. Tipos de proyecto, 201
4.3. Etapas del ciclo de vida del sistema, 203
4.4. Etapa exploratoria, inicial o de arranque, 204
4.5. Etapa conceptual, 205
4.6. Etapa de producción, 206
4.7. Etapa de operación, uso y explotación del sistema, 207
4.8. Etapa de retirada del sistema, 209
4.9. Revisiones del proyecto, 210
4.10. Modelos del ciclo de vida del proyecto, 212
4.11. Evaluación del planteamiento y de la cualificación del personal clave, 220
4.12. Éxito en la dirección y gestión de proyectos, 231
4.13. Metodologías ágiles: scrum, 239
4.14. Otros modelos de ciclo de vida, 247
4.15. Influencia del ciclo de vida del proyecto sobre los costes incurridos, 249
- CONCEPTOS ASOCIADOS AL CICLO DE VIDA DE LOS SISTEMAS
5.1. Utilidad y efectividad de los sistemas, 251
5.2. Concepto de fiabilidad, 257
5.3. Concepto de mantenibilidad, 259
5.4. La evolución del mantenimiento como apoyo al ciclo de vida, 260
5.5. Mantenimiento basado en la condición, 266
5.6. Mantenimiento correctivo, preventivo, predictivo y proactivo, 268
5.7. Averías y fallos, 273
5.8. Dispositivos de protección para evitar averías, 278
5.9. Gestión de stocks y almacenamiento de repuestos, 281
5.10. Componentes críticos, 283
5.11. Análisis de efectos y tipos de fallo (FMEA), 284
5.12. Consecuencias operativas de los fallos y averías, 286
5.13. Logística del sostenimiento, 287
5.14. Cadena de suministro. Modelo SCOR, 296
- DATOS, INTELIGENCIA ARTIFICIAL
Y APOYO AL CICLO DE VIDA
6.1. La importancia de los datos, 301
6.2. Los gemelos digitales, 308
6.3. Inteligencia artificial y mantenimiento predictivo, 315
6.4. Realidad aumentada, extendida y metaverso, 318
6.5. Documentación electrónica, 328
6.6. La computación cuántica aplicada a los datos en el ámbito militar, 332
Índice de figuras
Fig. 1.1. Enfoque tradicional de la empresa, 28
Fig. 1.2. Alcance de la gestión del ciclo de vida de los sistemas militares, 28
Fig. 1.3. Vista general de los procesos del ciclo de vida de un sistema según ISO/IEC 15288:2015, 32
Fig. 1.4. Funciones, proyectos e ingeniería de sistemas, 36
Fig. 1.5. Ingeniería de sistemas y gestión de proyectos. Zonas de intersección, 37
Fig. 1.6. Ingeniería de sistemas y gestión de proyectos. Áreas comunes y específicas, 39
Fig. 1.8. Proceso de ingeniería de sistemas, 51
Fig. 1.10. Proceso iterativo de elaboración de requisitos, 58
Fig. 1.11. Arquitectura en el contexto de la ingeniería de sistemas, 62
Fig. 1.12. Modelo de ciclo de vida con ingeniería concurrente, 64
Fig. 1.13. Nivel de pruebas de menor a mayor, 70
Fig. 1.14. Sucesos del ciclo de vida de un sistema y esfuerzo relativo de IS, 77
Fig. 2.1. Diferentes presupuestos según las etapas previas a la ejecución del proyecto, 96
Fig. 2.2. Curva de avance o curva “S”, 106
Fig. 2.3. Costes incurridos y previstos, 107
Fig. 2.4. Cálculos de diferentes ratios del proyecto, 109
Fig. 3.1. Costes de conformidad e incumplimiento, 167
Fig. 3.2. Distribución típica de los costes del ciclo de vida de un sistema militar, 171
Fig. 4.1. Relación entre margen de maniobra del director de proyecto y los riesgos asociados, 202
Fig. 4.2. Nivel de actividad y esfuerzo en relación con el tiempo de ejecución, 217
Fig. 4.3. Proyecto abordado en una sola etapa, 218
Fig. 4.4. Enfoque en fases. Instalación de un vertedero de residuos sólidos, 219
Fig. 4.5. Superposición de fases. Construcción de un rascacielos, 220
Fig. 4.6. Proceso iterativo de la metodología scrum, 246
Fig. 6.1. Ciclo de desarrollo de gemelos digitales, 309
Índice de tablas
Tabla 1.1. El concepto de sistema es relativo en función de dónde se despliega, 48
Tabla 2.1. Cálculo del periodo medio de recuperación, 90
Tabla 2.2. Ejemplo de análisis coste/eficacia para la construcción de una autovía, 91
Tabla 4.1. Criterios de evaluación de un proyecto según AQAP/PECAL 2050, 226
GLOSARIO, 335
SIGLAS, ACRÓNIMOS Y ABREVIATURAS, 355
BIBLIOGRAFÍA, 361
OTROS DOCUMENTOS DE INTERÉS, 367
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