Ingeniería económica

La Ingeniería económica es un subconjunto de la economía que se ocupa del uso y la "... aplicación de principios económicos" en el análisis de las decisiones de ingeniería. Como disciplina, se enfoca en la rama de la economía conocida como microeconomía en la medida en que estudia el comportamiento de los individuos y las empresas en la toma de decisiones sobre la asignación de recursos limitados. Así, se enfoca en el proceso de toma de decisiones, su contexto y entorno. Es pragmático por naturaleza, integrando la teoría económica con la práctica de la ingeniería. Pero también es una aplicación simplificada de la teoría microeconómica en el sentido de que asume elementos como la determinación de precios, la competencia y la demanda/oferta como insumos fijos de otras fuentes. Sin embargo, como disciplina, está estrechamente relacionada con otras como la estadística, las matemáticas y la contabilidad de costes. Se basa en el marco lógico de la economía pero le añade el poder analítico de las matemáticas y la estadística.

Los ingenieros buscan soluciones a los problemas y, junto con los aspectos técnicos, la viabilidad económica de cada solución potencial normalmente se considera desde un punto de vista específico que refleja su utilidad económica para un electorado. Fundamentalmente, la economía de la ingeniería implica formular, estimar y evaluar los resultados económicos cuando se dispone de alternativas para lograr un propósito definido.

En algunos planes de estudios universitarios de ingeniería civil de EE. UU., la economía de la ingeniería es un curso obligatorio. Es un tema del examen de Fundamentos de ingeniería, y también se pueden hacer preguntas sobre el examen de Principios y práctica de ingeniería; ambos son parte del proceso de registro de Ingeniería Profesional.

Considerar el valor del dinero en el tiempo es fundamental para la mayoría de los análisis económicos de ingeniería. Los flujos de efectivo se descuentan utilizando una tasa de interés, excepto en los estudios económicos más básicos.

Para cada problema, suele haber muchas alternativas posibles. Una opción que debe ser considerada en cada análisis, y es a menudo la elección, es la alternativa de no hacer nada. También se debe considerar el costo de oportunidad de hacer una elección sobre otra. También hay que considerar factores no económicos, como el color, el estilo, la imagen pública, etc.; tales factores se denominan atributos.

Se consideran tanto los costos como los ingresos, para cada alternativa, para un período de análisis que es un número fijo de años o la vida estimada del proyecto. El valor de salvamento a menudo se olvida, pero es importante y es el costo neto o los ingresos por desmantelar el proyecto.

Algunos otros temas que pueden abordarse en la economía de la ingeniería son la inflación, la incertidumbre, los reemplazos, la depreciación, el agotamiento de los recursos, los impuestos, los créditos fiscales, la contabilidad, las estimaciones de costos o la financiación del capital. Todos estos temas son habilidades primarias y áreas de conocimiento en el campo de la ingeniería de costos.

Dado que la ingeniería es una parte importante del sector manufacturero de la economía, la ingeniería económica industrial es una parte importante de la economía industrial o comercial. Los temas principales en ingeniería económica industrial son:

• La economía de la gestión, operación y crecimiento y rentabilidad de las empresas de ingeniería;
• Tendencias y problemas económicos de ingeniería a nivel macro;
• Ingeniería de mercados de productos e influencias de la demanda; y
• El desarrollo, mercadeo y financiamiento de nuevas tecnologías y productos de ingeniería.
• Relación costo-beneficio

Ejemplos de uso

Algunos ejemplos de problemas económicos de ingeniería van desde el análisis de valor hasta los estudios económicos. Cada uno de estos es relevante en diferentes situaciones, y los ingenieros o gerentes de proyecto los usan con mayor frecuencia. Por ejemplo, el análisis económico de ingeniería ayuda a una empresa no solo a determinar la diferencia entre los costos fijos e incrementales de ciertas operaciones, sino que también calcula ese costo, dependiendo de una serie de variables. Otros usos de la economía de la ingeniería incluyen:

• Análisis de valor
• Programación lineal
• Economía de la ruta crítica
• Relaciones de interés y dinero - tiempo
• Depreciación y valoración
• Presupuesto de capital
• Análisis de riesgo, incertidumbre y sensibilidad
• Costos fijos, incrementales y hundidos
• Estudios de reemplazo
• fórmulas de costo mínimo
• Diversos estudios económicos en relación con emprendimientos públicos y privados.

Cada uno de los componentes anteriores de la economía de la ingeniería es crítico en ciertas coyunturas, según la situación, la escala y el objetivo del proyecto en cuestión. La economía de ruta crítica, por ejemplo, es necesaria en la mayoría de las situaciones, ya que es la coordinación y planificación de los movimientos de materiales, mano de obra y capital en un proyecto específico. Se determina que los más críticos de estos "caminos" son aquellos que tienen un efecto sobre el resultado tanto en tiempo como en costo. Por lo tanto, los caminos críticos deben ser determinados y monitoreados de cerca por ingenieros y gerentes por igual. La economía de la ingeniería ayuda a proporcionar diagramas de Gantt y redes de actividades y eventos para determinar el uso correcto del tiempo y los recursos.

Análisis de valor

El análisis de valor adecuado encuentra sus raíces en la necesidad de que los ingenieros y gerentes industriales no solo simplifiquen y mejoren los procesos y sistemas, sino también la simplificación lógica de los diseños de esos productos y sistemas. Aunque no está directamente relacionado con la economía de la ingeniería, el análisis de valor es importante y permite a los ingenieros administrar adecuadamente los sistemas/procesos nuevos y existentes para hacerlos más simples y ahorrar dinero y tiempo. Además, el análisis de valor ayuda a combatir las "excusas de obstáculos" comunes que pueden hacer tropezar a los gerentes o ingenieros. Dichos como "El cliente lo quiere así" son replicados por preguntas como; ¿Se le ha dicho al cliente sobre alternativas o métodos más baratos? “Si se cambia el producto, las máquinas quedarán inactivas por falta de trabajo” se puede combatir con; ¿No puede la gerencia encontrar usos nuevos y rentables para estas máquinas? Preguntas como estas son parte de la economía de la ingeniería, ya que preceden a cualquier estudio o análisis real.

Programación lineal

La programación lineal es el uso de métodos matemáticos para encontrar soluciones optimizadas, ya sea que sean de naturaleza minimizada o maximizada. Este método utiliza una serie de líneas para crear un polígono y luego determinar el punto más grande o más pequeño de esa forma. Las operaciones de fabricación a menudo utilizan la programación lineal para ayudar a mitigar los costos y maximizar las ganancias o la producción.

Relaciones de interés y dinero – tiempo

Considerando la prevalencia del capital a prestar por un determinado período de tiempo, en el entendido de que será devuelto al inversionista, las relaciones dinero-tiempo analizan los costos asociados a este tipo de acciones. El capital en sí debe dividirse en dos categorías diferentes, capital social y capital de deuda.. El capital social es dinero ya a disposición de la empresa, y principalmente derivado de la ganancia, y por lo tanto no preocupa mucho, ya que no tiene propietarios que exijan su devolución con intereses. De hecho, el capital de deuda tiene propietarios, y requieren que su uso sea devuelto con "ganancias", también conocidas como intereses. El interés que pagará la empresa será un gasto, mientras que los prestamistas de capital tomarán el interés como ganancia, lo que puede confundir la situación. Para agregar a esto, cada uno cambiará la posición del impuesto sobre la renta de los participantes.

Las relaciones de interés y dinero-tiempo entran en juego cuando el capital requerido para completar un proyecto debe ser prestado o derivado de reservas. Pedir prestado trae consigo la cuestión del interés y el valor creado por la finalización del proyecto. Si bien toma capital de las reservas, también niega su uso en otros proyectos que pueden arrojar más resultados. El interés en los términos más simples se define por la multiplicación del principio, las unidades de tiempo y la tasa de interés. Sin embargo, la complejidad de los cálculos de interés se vuelve mucho mayor a medida que entran en juego factores como el interés compuesto o las anualidades.

Los ingenieros suelen utilizar tablas de interés compuesto para determinar el valor futuro o presente del capital. Estas tablas también se pueden usar para determinar el efecto que tienen las anualidades en préstamos, operaciones u otras situaciones. Todo lo que se necesita para utilizar una tabla de interés compuesto son tres cosas; el período de tiempo del análisis, la tasa de rendimiento mínima atractiva (MARR) y el valor del capital en sí. La tabla producirá un factor de multiplicación que se usará con el valor del capital, esto luego le dará al usuario el valor futuro o presente adecuado.

Ejemplos de análisis de presente, futuro y anualidad

Usando las tablas de interés compuesto mencionadas anteriormente, un ingeniero o gerente puede determinar rápidamente el valor del capital durante un cierto período de tiempo. Por ejemplo, una empresa desea pedir un préstamo de $ 5,000.00 para financiar una nueva máquina y deberá pagar ese préstamo en 5 años al 7%. Usando la tabla, 5 años y 7% da el factor de 1.403, que se multiplicará por $5,000.00. Esto resultará en $7,015.00. Esto, por supuesto, bajo el supuesto de que la empresa realizará un pago único al final de los cinco años, sin realizar ningún pago antes.

Un ejemplo mucho más aplicable es uno con una determinada pieza de equipo que producirá beneficios para una operación de fabricación durante un cierto período de tiempo. Por ejemplo, la máquina beneficia a la empresa $2,500.00 cada año y tiene una vida útil de 8 años. Se determina que la TMAR es aproximadamente del 5 %. Las tablas de interés compuesto arrojan un factor diferente para diferentes tipos de análisis en este escenario. Si la empresa desea conocer el Beneficio Neto Presente (NPB) de estos beneficios; entonces el factor es el P/A de 8 años al 5%. Esto es 6.463. Si la empresa desea conocer el valor futuro de estos beneficios; entonces los factores son el F/A de 8 años al 5%; que es 9.549. El primero da un NPB de $16.157,50, mientras que el segundo da un valor futuro de $23.872,50.

Estos escenarios son de naturaleza extremadamente simple y no reflejan la realidad de la mayoría de las situaciones industriales. Por lo tanto, un ingeniero debe comenzar a tener en cuenta los costos y beneficios, y luego encontrar el valor de la máquina, expansión o instalación propuesta.

Depreciación y Valoración

El hecho de que los activos y el material 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 misma se define por la disminución del valor de cualquier activo dado, aunque existen algunas excepciones. La valoración se puede considerar la base para 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 por el hecho de que los bienes de capital y los activos utilizados en las operaciones disminuirán lentamente su 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. Para dar una estimación del "capital de recuperación" que se ha devuelto a la propiedad.
2. Permitir la imputación de la depreciación a las utilidades que, al igual que otros costos, puedan utilizarse para efectos del impuesto sobre la renta.

Ambas razones, sin embargo, no pueden compensar la naturaleza "fugaz" de la depreciación, que dificulta un poco el análisis directo. Para agregar más a los problemas asociados con la depreciación, debe dividirse en tres tipos separados, cada uno con cálculos e implicaciones complejos.

• Depreciación normal, por 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 viene 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 restantes tienen diferentes niveles de dificultad y utilidad. La mayoría de las situaciones que enfrentan los gerentes con respecto a la depreciación se pueden resolver utilizando cualquiera de estas fórmulas, sin embargo, la política de la empresa o la preferencia del individuo pueden afectar la elección del modelo.

La principal forma de depreciación utilizada dentro de los EE. UU. es el Sistema de Recuperación de Capital Acelerado Modificado (MACRS), y se basa en una serie de tablas que dan la clase de activo y su vida. Ciertas clases tienen una vida útil determinada, y esto afecta el valor de un activo que puede depreciarse cada año. Esto no significa necesariamente que un activo deba descartarse después de que se cumpla su vida MACRS, solo que ya no puede usarse para deducciones de impuestos.

Presupuesto de capital

El presupuesto de capital, en relación con la economía de la ingeniería, es el uso y la utilización adecuados del capital para lograr los objetivos del proyecto. Puede ser completamente definido por la declaración; "... como la serie de decisiones de los individuos y las empresas sobre cuánto y dónde se obtendrán y gastarán los recursos para cumplir objetivos futuros".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. La adquisición real de ese capital tiene muchas rutas diferentes, desde acciones hasta bonos y ganancias retenidas, cada una con fortalezas y debilidades únicas, especialmente en relación con los impuestos sobre la renta. Factores como el riesgo de pérdida de capital, junto con los rendimientos posibles o esperados, también deben tenerse en cuenta cuando se lleva a cabo el presupuesto de capital. Por ejemplo, si una empresa tiene $20 000 para invertir en varios proyectos de riesgo alto, moderado y bajo, la decisión dependerá de cuánto riesgo esté dispuesta a asumir la empresa y si los rendimientos ofrecidos por cada categoría compensan esta percepción. riesgo. Continuando con este ejemplo, si el alto riesgo ofreciera solo un 20% de retorno, mientras que el moderado ofrecía un rendimiento del 19 %, los ingenieros y gerentes probablemente elegirían el proyecto de riesgo moderado, ya que su rendimiento es mucho más favorable para su categoría. El proyecto de alto riesgo no ofreció rendimientos adecuados para justificar su estado de riesgo. Una decisión más difícil puede ser entre un riesgo moderado que ofrece un 15 % y un riesgo bajo que ofrece un rendimiento del 11 %. La decisión aquí estaría mucho más sujeta a factores como la política de la empresa, el capital adicional disponible y los posibles inversores.

"En general, la empresa debe estimar las oportunidades del proyecto, incluidos los requisitos de inversión y las tasas de rendimiento prospectivas 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 prospectiva más baja de rendimiento dentro del capital disponible se convierte entonces en la tasa de rendimiento mínima aceptable para los análisis de cualquier proyecto durante ese período".

Fórmulas de costo mínimo

Siendo una de las operaciones más importantes e integrales en el campo económico de la ingeniería, la minimización de costos en sistemas y procesos. El tiempo, los recursos, la mano de obra y el capital deben minimizarse cuando se colocan en cualquier sistema, de modo que se puedan maximizar los ingresos, el producto y la ganancia. Por lo tanto, la ecuación general;

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 están avaladas por las políticas de la empresa en cuestión, o las preferencias del ingeniero en cuestión.

Estudios Económicos, tanto Privados como Públicos en la Naturaleza

Los estudios económicos, que son mucho más comunes fuera de la economía de la ingeniería, todavía se utilizan de vez en cuando para determinar la viabilidad y la utilidad de ciertos proyectos. Sin embargo, no reflejan verdaderamente la "noción común" de los estudios económicos, que está obsesionada con la macroeconomía, algo con lo que los ingenieros tienen poca interacción. Por lo tanto, los estudios realizados en ingeniería económica son para empresas específicas y proyectos limitados dentro de esas empresas. A lo sumo, uno puede esperar encontrar algunos estudios de factibilidad realizados por empresas privadas para el gobierno u otra empresa, pero estos nuevamente contrastan marcadamente con la naturaleza general de los verdaderos estudios económicos. Los estudios tienen una serie de pasos importantes que se pueden aplicar a casi todos los tipos de situaciones, los cuales son los siguientes;

• Planificación y evaluación: principalmente revisar los objetivos y los problemas que pueden surgir.
• Referencia a estudios económicos estándar - Consulta de formularios estándar.
• Estimar: especular sobre la magnitud de los costos y otras variables.
• Fiabilidad - La capacidad de estimar adecuadamente.
• Comparación entre desempeño real y proyectado - Verificar ahorros, revisar fallas, para asegurar que las propuestas fueran válidas, y para agregar a estudios futuros.
• Objetividad del analista: asegurar que el individuo que presentó propuestas o realizó análisis no estuviera sesgado hacia ciertos resultados.