Economía de la ingeniería

Un análisis de valor adecuado se fundamenta en la necesidad de que los ingenieros y gerentes industriales no solo simplifiquen y mejoren los procesos y sistemas, sino también en la simplificación lógica del diseño de dichos productos y sistemas. Si bien no está directamente relacionado con la economía de la ingeniería, el análisis de valor es importante y permite a los ingenieros gestionar adecuadamente los sistemas y procesos, tanto nuevos como existentes, para simplificarlos y ahorrar tiempo y dinero. Además, el análisis de valor ayuda a combatir las excusas comunes que pueden obstaculizar a gerentes e ingenieros. Frases como «El cliente lo quiere así» se rebaten con preguntas como: ¿Se le han presentado al cliente alternativas o métodos más económicos? La afirmación «Si se modifica el producto, las máquinas quedarán inactivas por falta de trabajo» se puede contrarrestar con: ¿Acaso la gerencia no puede encontrar usos nuevos y rentables para estas máquinas? Preguntas como estas forman parte de la economía de la ingeniería, ya que son la base de cualquier estudio o análisis riguroso.

La programación lineal consiste en el uso de métodos matemáticos para encontrar soluciones óptimas, ya sean de minimización o maximización. Este método utiliza una serie de líneas para crear un polígono y luego determinar el punto más grande o más pequeño de esa figura. Las operaciones de fabricación suelen utilizar la programación lineal para ayudar a mitigar costos y maximizar ganancias o producción. ^{[ 7 ]}

Considerando la prevalencia del préstamo de capital por un período determinado, con el entendimiento de que será devuelto al inversionista, las relaciones dinero-tiempo analizan los costos asociados a este tipo de operaciones. El capital en sí debe dividirse en dos categorías: capital propio y capital de deuda . El capital propio es dinero que la empresa ya tiene a su disposición y proviene principalmente de las ganancias, por lo que no suele generar mucha preocupación, ya que no tiene propietarios que exijan su devolución con intereses. El capital de deuda sí tiene propietarios, quienes requieren que su uso se devuelva con "ganancias", también conocidas como intereses. Los intereses que paga la empresa representan un gasto, mientras que los prestamistas los perciben como ganancias, lo que puede generar confusión. Además, cada uno de estos instrumentos modifica la situación fiscal de los participantes.

Las relaciones entre interés y tiempo entran en juego cuando el capital necesario para completar un proyecto debe obtenerse mediante préstamos o con cargo a reservas. El endeudamiento plantea la cuestión del interés y el valor generado por la finalización del proyecto. Por otro lado, utilizar las reservas impide destinar ese capital a otros proyectos que podrían generar mejores resultados. En términos sencillos, el interés se define como la multiplicación del capital inicial por el tiempo transcurrido y el tipo de interés . Sin embargo, la complejidad de los cálculos de interés aumenta considerablemente al considerar factores como el interés compuesto o las anualidades .

Los ingenieros suelen utilizar tablas de interés compuesto para determinar el valor presente o futuro del capital. Estas tablas también pueden usarse para determinar el efecto de las anualidades en préstamos, operaciones u otras situaciones. Para utilizar una tabla de interés compuesto, solo se necesitan tres datos: el período de tiempo del análisis, la tasa mínima atractiva de retorno (TMAR) y el valor del capital. La tabla proporciona un factor de multiplicación que se aplica al valor del capital, lo que permite obtener el valor presente o futuro correcto.

Utilizando las tablas de interés compuesto mencionadas anteriormente, un ingeniero o gerente puede determinar rápidamente el valor del capital durante un período determinado. Por ejemplo, una empresa desea obtener un préstamo de $5,000.00 para financiar una nueva máquina y deberá reembolsarlo en 5 años al 7%. Según la tabla, 5 años y el 7% dan como resultado un factor de 1.403, que se multiplicará por $5,000.00. Esto dará como resultado $7,015.00. Esto, por supuesto, bajo el supuesto de que la empresa realizará un pago único al finalizar los cinco años, sin realizar pagos previos.

Un ejemplo mucho más aplicable es el de un equipo que genera beneficios para una operación de fabricación durante un período determinado. Por ejemplo, la máquina genera un beneficio anual de $2,500.00 para la empresa y tiene una vida útil de 8 años. La tasa mínima de rendimiento aceptable (MARR) se estima en aproximadamente un 5%. Las tablas de interés compuesto arrojan un factor diferente para cada tipo de análisis en este caso. Si la empresa desea conocer el beneficio neto actual (BN) de estos beneficios, el factor es el P/A de 8 años al 5%, que es 6.463. Si la empresa desea conocer el valor futuro de estos beneficios, el factor es el F/A de 8 años al 5%, que es 9.549. El primer caso arroja un BN de $16,157.50, mientras que el segundo arroja un valor futuro de $23,872.50.

Estos escenarios son extremadamente simples y no reflejan la realidad de la mayoría de las situaciones industriales. Por lo tanto, un ingeniero debe comenzar por considerar los costos y beneficios, y luego determinar la rentabilidad de la máquina, la ampliación o la instalación propuesta.

El hecho de que los activos y materiales en el mundo real eventualmente se desgasten y, por lo tanto, se rompan, es una situación que debe tenerse en cuenta. La depreciación en sí se define por la disminución del valor de cualquier activo dado, aunque existen algunas excepciones. La valoración puede considerarse la base de la depreciación en un sentido básico, ya que cualquier disminución en el valor se basaría en un valor original . La idea y la existencia de la depreciación se vuelve especialmente relevante para la ingeniería y la gestión de proyectos debido a que el equipo de capital y los activos utilizados en las operaciones disminuirán lentamente de valor, lo que también coincidirá con un aumento en la probabilidad de falla de la máquina. Por lo tanto, el registro y cálculo de la depreciación es importante por dos razones principales.

1. Dar una estimación del "capital de recuperación" que se ha reinvertido en la propiedad.
2. Para permitir que la depreciación se cargue a las ganancias que, al igual que otros costos, pueden utilizarse a efectos del impuesto sobre la renta.

Sin embargo, ninguna de estas razones compensa la naturaleza efímera de la depreciación, lo que dificulta su análisis directo. Para complicar aún más la situación, cabe destacar que la depreciación debe dividirse en tres tipos distintos, cada uno con cálculos e implicaciones complejas.

• Depreciación normal, debida a pérdidas físicas o funcionales.
• Depreciación del precio, debido a cambios en el valor de mercado.
• Agotamiento, debido al uso de todos los recursos disponibles.

El cálculo de la depreciación también se presenta en varias formas: línea recta, saldo decreciente, suma de los años y producción de servicios . El primer método es quizás el más fácil de calcular, mientras que los demás presentan distintos niveles de dificultad y utilidad. La mayoría de las situaciones que enfrentan los gerentes con respecto a la depreciación pueden resolverse utilizando cualquiera de estas fórmulas; sin embargo, la política de la empresa o la preferencia individual pueden influir en la elección del modelo. ^{[ 7 ]}

El principal sistema de depreciación utilizado en Estados Unidos es el Sistema Modificado de Recuperación Acelerada de Capital ( MACRS , por sus siglas en inglés), que se basa en una serie de tablas que clasifican los activos y determinan su vida útil. A cada clase de activo se le asigna una vida útil específica, la cual influye en el valor que puede depreciarse anualmente. Esto no implica necesariamente que un activo deba desecharse una vez finalizado su período de depreciación según el MACRS , sino simplemente que ya no puede utilizarse para deducciones fiscales.

La presupuestación de capital , en relación con la economía de la ingeniería, es el uso y utilización adecuados del capital para lograr los objetivos del proyecto. Se puede definir completamente con la siguiente afirmación: "...como la serie de decisiones tomadas por individuos y empresas sobre cuánto y dónde se obtendrán y gastarán los recursos para cumplir con los objetivos futuros". ^{[ 7 ]} Esta definición explica casi a la perfección el capital y su relación general con la ingeniería, aunque algunos casos especiales pueden no prestarse a una explicación tan concisa. ( En algunos casos , se pueden aplicar árboles de decisión y análisis de opciones reales ). La adquisición real de ese capital tiene muchas vías diferentes, desde acciones hasta bonos y utilidades retenidas, cada una con fortalezas y debilidades únicas, especialmente en relación con la tributación de la renta. Factores como el riesgo de pérdida de capital, junto con los rendimientos posibles o esperados, también deben considerarse al realizar la presupuestación de capital. Por ejemplo, si una empresa tiene $20,000 para invertir en varios proyectos de alto, moderado y bajo riesgo, la decisión dependerá de cuánto riesgo esté dispuesta a asumir la empresa y si los rendimientos ofrecidos por cada categoría compensan este riesgo percibido. Siguiendo con este ejemplo, si el proyecto de alto riesgo ofreciera solo un 20 % de rentabilidad, mientras que el de riesgo moderado ofreciera un 19 %, los ingenieros y gerentes probablemente elegirían el proyecto de riesgo moderado, ya que su rentabilidad es mucho más favorable para su categoría. El proyecto de alto riesgo no ofreció una rentabilidad suficiente para justificar su nivel de riesgo. Una decisión más difícil podría ser entre un proyecto de riesgo moderado que ofrece un 15 % y uno de bajo riesgo que ofrece un 11 % de rentabilidad. En este caso, la decisión dependería mucho más de factores como la política de la empresa, el capital adicional disponible y los posibles inversores.

En general, la empresa debe estimar las oportunidades de proyectos, incluyendo los requisitos de inversión y las tasas de retorno previstas para cada uno, que se espera estén disponibles para el próximo período. Luego, el capital disponible debe asignarse tentativamente a los proyectos más favorables. La tasa de retorno prevista más baja dentro del capital disponible se convierte entonces en la tasa de retorno mínima aceptable para los análisis de cualquier proyecto durante ese período. ^{[ 8 ]}

Una de las operaciones más importantes e integrales en el campo de la economía de la ingeniería es la minimización de costos en sistemas y procesos. El tiempo, los recursos, la mano de obra y el capital deben minimizarse al ser incorporados a cualquier sistema, para que los ingresos, el producto y las ganancias puedan maximizarse. Por lo tanto, la ecuación general es:

${\displaystyle C=ax+b/x+k}$

donde C es el costo total, ab y k son constantes, y x es el número variable de unidades producidas.

Existe una gran cantidad de fórmulas de análisis de costos, cada una para situaciones particulares y justificadas por las políticas de la empresa en cuestión o las preferencias del ingeniero a cargo. ^{[ 7 ]}

Los estudios económicos, mucho más comunes fuera de la economía de la ingeniería, todavía se utilizan ocasionalmente para determinar la viabilidad y utilidad de ciertos proyectos. Sin embargo, no reflejan fielmente la "noción común" de los estudios económicos, que se centra en la macroeconomía, un ámbito con el que los ingenieros tienen poca interacción. Por lo tanto, los estudios realizados en economía de la ingeniería se aplican a empresas específicas y a proyectos limitados dentro de ellas. Como mucho, se pueden encontrar algunos estudios de viabilidad realizados por empresas privadas para el gobierno u otras empresas, pero estos contrastan notablemente con la naturaleza integral de los verdaderos estudios económicos. Los estudios constan de una serie de pasos principales que se pueden aplicar a casi cualquier tipo de situación, los cuales son los siguientes:

• Planificación y selección: principalmente, revisar los objetivos y los problemas que puedan surgir.
• Referencia a estudios económicos estándar - Consulta de formularios estándar.
• Estimación: especulación sobre la magnitud de los costos y otras variables.
• Fiabilidad: la capacidad de realizar estimaciones adecuadas.
• Comparación entre el rendimiento real y el proyectado: verificar los ahorros, revisar los fallos, asegurar la validez de las propuestas y aportar información para futuros estudios.
• Objetividad del analista: Asegurar que la persona que presentó propuestas o realizó análisis no estuviera sesgada hacia ciertos resultados. ^{[ 7 ]}