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17.06.2011 La innovación en defensa Similitudes y diferencias con el sector civil Carlos Martí Sempere 13 julio 2011
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17.06.2011
La innovación en defensa
Similitudes y diferencias con el sector civil
Carlos Martí Sempere13 julio 2011
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Índice
1. Introducción
2. La complejidad de los sistemas de defensa
3. El proceso de innovación en defensa
4. La contratación de la innovación
5. Efectos sobre la industria
6. Conclusiones
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IntroducciIntroduccióónn
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La Necesidad de Innovar en Defensa
La actividad militar precisa siempre de equipos y sistemas con capacidades avanzadas para realizar con éxito sus misiones y cometidos.
Esto se debe fundamentalmente:
La necesidad de realizar las operaciones de forma eficaz
La necesidad de tener mejores medios para neutralizar al adversario.
La búsqueda pro-activa del adversario de nuevos medios y tácticas para reducir la eficacia de los medios propios, crea la necesidad de innovar en defensa de forma constante y permanente.
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Innovación en productos / innovación en procesos
La innovación en productos se refiere a cambios en características o prestaciones sobre el producto que incrementan su utilidad para el usuario final.
La innovación en procesos se refiere a nuevas formas de realizar una actividad que resulta más eficaz (más productiva en resultados, menor coste).
En esta presentación trataremos fundamentalmente innovaciones de producto, aunque las innovaciones de proceso son igualmente necesarias en:
Las operaciones militares (en particular cuando se desarrollo un producto innovador)
La producción de equipos de defensa (métodos de fabricación, etc.).
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Características del Material Militar
Los equipos de defensa son bienes de capital que se caracterizan por su elevada:
ComplejidadIntensivos en ingeniería
Elevado número de tecnologías / componentes
Grado de integración
Múltiples interfaces entre los elementos
Valor económico
Elevados costes de diseño, desarrollo, innovación y producción.
Con respecto a los bienes de consumo
Ejemplos:
Avión de combateSatélite de comunicacionesSistema de mando y control.
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La complejidad de los sistemas de La complejidad de los sistemas de defensadefensa
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Definición de complejidad
Un sistema complejo es aquel que está compuesto por un gran número de partes que interactúan de una forma no sencilla y en los cuales, el conjunto es más que la suma de sus partes (Simon).
La complejidad es pues un concepto relativo que surge de la comparación entre sistemas.
Existen algunos indicadores que miden de alguna forma la complejidad y que en los sistemas militares tienen un valor más alto en comparación con sistemas civiles.
Principales indicadores:
Número de componentes y subsistemas que hay que hacer a medida.
Arquitectura del sistema (número de componentes e interrelaciones)
Novedad tecnológica del sistema o producto (madurez de las tecnologías).
Complejidad de los requisitos (funciones y comportamientos esperados del sistema)
Intensidad del software en el producto.
Cumplimiento de normas y estándares.
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Componentes, Subsistemas y Elementos de Control
El número de componentes subsistemas y elementos de control que hay que producir a medida e interconectar es una primera fuente de complejidad.
Esto es así por la necesidad de aunar un mayor número de capacidades técnicas para desarrollar el producto.
Esto hace que sea necesario formar equipos multidisciplinares.
La complejidad de los sistemas suele crecer de una generación a la siguiente fruto de las necesidades de los usuarios.
Pese a la aplicación de métodos para reducir la complejidad (diseño modular, arquitecturas jerárquicas), la tendencia es que los productos con el tiempo se hacen más complejos y elaborados desde el punto de vista técnico y funcional.
Ejemplos: sistema de guiado inercial misil Peacekeeper 19.000; motor de un avión: 22.000.
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Comp. 1
Crecimiento Exponencial (Elementos)
Comp. 1Comp. 1
Comp. 1Comp. 1Comp. 7Comp. 1Comp. 1Comp. 8
Comp. 1Comp. 1Comp. 5Comp. 1Comp. 1Comp. 6
Comp. 1Comp. 1Comp. 2Comp. 1Comp. 1Comp. 3
Comp. 1Comp. 1Comp. 4
Numero de posible arquitecturas = 3 x 3 x 3 x 3 x 3 x 3 x 3 x 3 = 6561
En general = (número de opciones) ** (número de componentes)
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Crecimiento Exponencial (Interfaces)
Número de interfaces = (número de componentes) x (número de componentes - 1) / 2
C 1 C 1 C 2
C 1 C 2
C 3
C 1 C 2
C 3 C 4
C 1
C 2
C 3C 4
C 5
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Efectos del Número de Componentes del Sistema
Cuando existen diferentes opciones de diseño para los componentes de un sistema y su número es elevado se produce una explosión combinatoria (crecimiento exponencial) que hace que el número de los posibles caminos para diseñar el sistema sea inabarcable.
Esto precisa de métodos para focalizar el trabajo, reduciendo de forma drástica las opciones de diseño, seleccionando solo aquellos elementos cuyo impacto sobre las prestaciones o funcionalidades clave se considera mayor.
Esta actividad puede ser difícil de llevar a cabo en un contexto de:
Rápido cambio tecnológico
Requisitos poco claros del usuario
Gran número de componentes hechos a medida.
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Relaciones e Interdependencias
Los sistemas complejos tienen tendencia a generar comportamientos impredecibles durante el proceso de diseño.
Esto se debe a las interfaces y relaciones que existen entre los diferentes elementos del sistema tienen una interacción dinámica que es difícil de predecir y evaluar.
Esto hace que muchos comportamientos del sistema (defectos) no se lleguen a conocer hasta que el sistema se ha integrado y se ha podido probar en los diferentes entornos de operación.
Esto produce por lo tanto importantes realimentaciones durante el ciclo de vida del sistema.
Por lo tanto que se precisa un número de iteraciones más o menos elevado hasta que el sistema tiene el comportamiento esperado. Estas iteraciones suponen en muchos casos considerables rediseños del sistema, cambios de requisitos y nuevas pruebas y que pueden llegar a tener un impacto muy elevado sobre el proyecto.
En resumen, cuanto mayor es la complejidad del sistema, mayor es la incertidumbre y los riesgos y mayor el número de realimentaciones necesarios para tener éxito.
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Características de los Bienes de ConsumoLos bienes de consumo, así como algunos bienes de equipo se caracterizan por:
Ser más simples en relación al:
Número de elementosGrado de estandarizaciónMétodo de producciónNúmero de empresas que forman parte de la cadena de valorVariedad del conocimiento y habilidades requeridasNecesidades de coordinación.
Sus propiedades son relativamente estables, codificables y predeciblesSu producción es más rutinaria y alcanza un mayor nivel de automatizaciónLa reutilización del conocimiento es mayorSu desarrollo es más incremental.Su producción tiene un mayor volumen.
El mercado es el que determina la utilidad del producto para el consumidor que se mide por el éxito de un determinado diseño (por ejemplo PC, Iphone, etc.)
Los subsidios a la innovación son parciales sobre áreas tecnológicas de interés.
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El proceso de innovaciEl proceso de innovacióón en defensan en defensa
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Las Fuerzas Armadas como Usuario Final
El usuario desempeña un papel clave en el proceso de innovación.Esto es así porque el usuario es una fuente esencial del proceso innovador al:
Conocer sus necesidades en el campo de las operaciones
Saber identificar las capacidades que precisa para cumplir sus misiones y alcanzar sus objetivos.
Los sistemas de defensa se caracterizan, pues, por ser diseñados en muchos casos a la medida de las necesidades del cliente.
Esto hace que el usuario trabaje estrechamente con el proveedor y negociar ex ante el diseño del sistema, los métodos de producción y las mejoras e innovaciones planificadas a lo largo de la vida del sistema.
Esta colaboración es necesaria pues los usuarios deben de comprender con el suficiente detalle el diseño del sistema y su funcionamiento para determinar si será efectivo en la misión. Esta estrecha colaboración introduce importantes realimentaciones durante la ejecución del contrato.
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Productos Intensivos en Ingeniería
La gestación de los sistemas de defensa requiera de un excelente dominio de:
La ingeniería de sistemas
Los procesos de diseño
Los procesos de integración
Los procesos de prueba y evaluación
Particularmente compleja es la transformación de los requisitos de usuario en una arquitectura capaz de satisfacerlos.
Esto requiere la descomposición del sistema en subsistemas, así como su definición que incluye la de sus interfaces con otros subsistemas. Esto se completa con el mapeo de los requisitos a los diferentes elementos que componen el sistema.
Aunque algunos subsistemas se pueden encontrar en el mercado es muy frecuente que ciertos elementos tengan que fabricarse a medida y requieran de nuevas y avanzadas tecnologías.
Una vez desarrollados los subsistemas es necesario integrarlos y verificar que el sistema funciona como se predijo.
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El Proyecto como Mecanismo Básico de Organización
El proyecto constituye la estructura de gobierno básica del proceso innovador.
El proyecto recoge:
Las necesidades del usuario finalLos recursos disponiblesLa estructura organizativaEl calendario de trabajos
Debido a que las empresas habitualmente no dominan todas las tecnologías los proyectos de defensa tienden a ser multi-empresa.
La coordinación del proyecto tiene una estructura híbrido a medio camino entre la estructura jerárquica de la empresa y el mecanismo de mercado.
Esto da al proyecto una extraordinaria flexibilidad en aspectos clave del proyecto como la incertidumbre, las modificaciones o la comunicación.
Las empresas que forman el proyecto, están constituidas por contratistas principales e integradores, proveedores de subsistemas y suministradores de componentes y servicios.
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El Proyecto como Elemento Focalizador
El proyecto constituye la línea de referencia de la innovación y permite:
Acordar los detalles del desarrollo y producción
Coordinar las decisiones entre empresas
Asignar recursos técnicos y financieros
Facilitar la participación del usuario
Transmitir el conocimiento sobre el diseño y la arquitectura
Combinar los diferentes recursos y capacidades de los diversos suministradores
El proyecto recoge los acuerdos ex ante entre las empresas sobre las actividades a realizar que se plasman en un plan de trabajo.
La gestión del proyecto es básica para adaptarlo a las posibles contingencias no previstas que se produzcan durante el contrato.
El contratista principal, que habitualmente es el integrador, desempeña un papel esencial. En particular, debe controlar la configuración del sistema y su evolución que garantice un producto innovador sin poner en peligro su viabilidad. Para ello tiene que elegir las mejores opciones de diseño que presentan las empresas participantes.
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Principales DiferenciasProducto complejo / Organización basada en proyecto Producto simple / Producción masiva
Interfaces complejas Interfaces simplesMulti‐funcional Función únicaAlto coste por unidad Bajo coste por unidadCiclo de vida medido en décadas Corto ciclo de vidaMuchas fuentes de conocimiento y habilidades Pocos conocimientos / habilidadesComponentes hechos a medida Componentes estándarBienes de capital Bienes de consumo
Características del producto
Jerárquicos / sistémicos Arquitecturas simplesProyectos / lotes pequeños Gran volumenIntegración de sistemas Diseño orientado a la fabricación
Características de producción
Intensivos en escala / producción no masiva Procesos incrementales / control de costes claveDirigidos por el usuario Dirigidos por el suministradorEntre organizaciones Empresa a consumidorFlexible y artesanal Formalizado y codificadoInnovación y difusión conjunta Innovación y difusión separadaEl camino de la innovación acordado ex ante El camino de la innovación mediatizado por el mercado.
Procesos de innovación
Conocimiento empírico y tácito Conocimiento explícito y codificadoFocalizada en el diseño y desarrollo Focalizado en economías de escala y reducción de costesAbierto y flexible Funcional y rutinarioCompetencia en integración Competencia en producción a gran escala
Estrategia de mercado y coordinación de la innovación
Gestión de alianzas en proyectos temporales Focalizados en una única empresa e integración verticalRedes elaboradas Estructura de la cadena de suministro y de la firma largaAlianzas basadas en proyectos. Firma única / producción masiva.Alianza multi‐firma temporales para innovar y producir Alianzas para I+D / intercambio de activos
Coordinación y evolución industrial
Estabilidad a largo plazo a nivel de integrador Un diseño dominante marca los cambios en el sectorMonopolio bilateral Muchos compradores y vendedoresPocos y grandes transacciones Gran número de transaccionesMercados administrados Mercado convencionalInstitucionalizado / politizado ComercialFuertemente regulado Regulación mínimaPrecios negociados Precios de mercado
Características del mercado
Poca competencia Mucha competencia
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La contrataciLa contratacióón de la innovacin de la innovacióónn
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El proceso de contratación (I/II)
La actividad de innovación en defensa está en gran medida externalizada y requiere de la colaboración conjunta empresa-administración.
Al contrario que los productos civiles que primero se desarrollan, luego se producen y finalmente se comercializan, en el caso de defensa el producto primero se comercializa (a través de un proyecto), luego se desarrolla y finalmente se produce.
El proceso de contratación suele ser largo (cuanto mayor es la inversión más largo) y a veces superior a un año. Los requisitos de transparencia y objetividad hacen que el proceso burocrático de adjudicación sea especialmente largo.
Las consideraciones de política industrial: generación de empleo, reforzamiento de la base industrial, posibilidades de exportación desempeñan un papel importante en estos programas.
La competencia suele ser limitada y se restringe a la fase de I+D+i, aunque puede ser bastante intensa.
La necesidad de prever contingencias, las asimetría de información, la variedad de soluciones ofrecidas dificulta el proceso de evaluación y adjudicación.
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El proceso de contratación (II/II)
Tras la adjudicación la relación se convierte en un monopolio bilateral.
La incompletitud de los contratos (no se pueden prever todas las contingencias) hace que habitualmente las partes tengan que negociar para adaptarse a las posibles circunstancias adversos que se producen en el proyecto.
La necesidad de verificar la debida diligencia de la empresa en la ejecución del contrato hace que sea necesario implementar mecanismos para asegurar la transparencia de la empresa en relación con:
El esfuerzo invertido
Los resultados alcanzados.
Esto obliga a que:
La Administración realice periódicas tareas de control.
La empresa deba:
Seguir diferentes metodologías de gestión del proyecto
Elaborar diversos informes y someterse a diversas auditorías.
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El Problema del Buy-in
Las empresas que presentan ofertas para desarrollar productos innovadores pueden incurrir en el denominado efecto buy-in (winner’s curse), en el que se subestiman:
Los riesgos del programaLos plazos de ejecuciónLos costes
Lo que da como resultado un proyecto que no cumple las prestaciones esperadas e incurre en retrasos y sobrecostes.
Esto se debe por una parte al deseo de las empresas ganar todo el mercado cuando la empresa es adjudicataria de un contrato de I+D+i.
Pero, en otros se debe a un excesivo optimismo o falta de precaución de la empresa al estimar el proyecto.
Esto hace que las empresas tengan que invertir recursos más allá del valor del contrato para obtener la fase de producción.
Estas pérdidas se pueden recuperar parcialmente cuando se producen cambios en el proyectos: requisitos, alcance, cambios de ingeniería, etc.
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Subcontrataciones y Libre Mercado
Las subcontrataciones son una característica de los programas de obtención innovadores en Defensa.
Como muchos equipos son también muy específicos del sistema a desarrollar (por ejemplo rádares, sónares, equipos de guerra electrónica), con frecuencia el número de suministradores potenciales es relativamente bajo.
Las relaciones a largo plazo entre contratistas principales y subcontratistas hace que con frecuencia la colaboración se extienda en más de un programa.
En este contexto, las ventajas de colaborar en el largo plazo hace que las oportunidades para entrar en el mercado de la defensa de muchos subcontratistas sean limitadas, aunque la firma de códigos de conducta potencie concursos abiertos.
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Efectos sobre la industriaEfectos sobre la industria
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Sobre la Estructura de Costes (I / III)
Elevado peso de los costes no recurrentes de la producción de un sistema militar debido a:
Los costes de concepción, diseño, desarrollo, pruebas y evaluación.
Los costes de formación de los equipos humanos dedicados a la innovación.
Los costes de los bienes de capital necesarios
La baja eficiencia del proceso de innovación (numerosas reiteraciones).
Baja reutilización de los resultados entre proyectos (sinergias).
Esto tiene como efecto un impacto importante sobre el coste final del producto, en particular cuando el número de unidades a producir es muy corto.
Esto hace que el sector tenga tendencia a formar monopolios naturales, pues es más rentable para la sociedad tener un único proveedor.
Las innovaciones de proceso suelen ser poco relevantes dada el escaso número de unidades producidas y tienen menos prioridad frente a capacidades de diseño, fabricación a medida e integración.
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Sobre la Estructura de Costes (II / III)
Coste = F + cq + dq2
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Sobre la Estructura de Costes (III / III)
Especificidad de los medios usados en los proyectos de I+D+i lo que se traduce en:
Costes para reunir los medios necesarios.
Costes para reubicar medios cuando el sistema no se va a producir más.
Ingresos suficientes para amortizar los medios invertidos.
Para recuperar estos costes se puede buscar mercados alternativos
En el sector civil
En el exterior.
Alternativamente se necesitan:
Ayudas para realizar la innovación en defensa.
Ayudas para reconvertir las capacidades, en particular cuando no se han amortizado las inversiones en el programa y no habrá más demanda.
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Sobre la Estructura Industrial
El mercado de la innovación se caracteriza por una estructura reticular formada por una parte por la Administración y por otra por la cadena de valor / suministro de la empresa.
La preparación de propuestas se caracteriza pues por la elaboración de una estrategia y la colaboración empresarial.
La selección de empresas y la formación de consorcios se guía por varios aspectos:
La capacidad de la empresa en determinadas áreas tecnológicas e industriales
El grado de confianza en el que influye decisivamente la experiencia de colaboraciones anteriores.
En este contexto las colaboraciones en proyectos tienden a ser estables.
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Sobre la Gestión de la Innovación
La complejidad de la innovación en defensa hace que los aspectos de:
Coordinación y sincronización de los recursos
Gestión de actividades técnicas y comerciales
Comunicación
Sean esenciales para el éxito del programa en el que inevitablemente surgirán contingencias no prevista que requerirán de diversos ajustes para minimizar el impacto sobre el coste o la duración del proyecto.
La gestión del proyecto requiere frecuentemente combinar:
Libertad creativa para encontrar la solución más eficiente.
Disciplina para cumplir la planificación
Alcanzar los hitos previsto
Evitar costes excesivos.
Esta combinación de flexibilidad y rigor es difícil de alcanzar.
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Sobre la Competitividad Internacional
La mayor capacidad de financiar proyectos innovadores de algunas naciones en términos:
Mayores costes de I+D+i
Pedidos de mayor número de unidades.
Hace que las naciones con más presupuesto disfruten de ventajas competitivas respectos de las naciones más pequeñas.
Estos explica que la industria de naciones como los EE.UU., Reino Unido o Francia disfruten de ventajas respecta de la industria de naciones más pequeñas.
También explica la intensa actividad de exportación de armas de naciones como Israel para financiar sus programas nacionales de innovación, o los intentos de algunas grandes empresas europeas por abrir mercados en los EE.UU. cuya capacidad compradora es especialmente elevada.
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Sobre la Internacionalización de la Innovación
La complejidad de los proyectos de innovación en defensa hace que sea necesario agrupar capacidad de diseño, desarrollo y producción que van más allá de los límites fronterizos.
Su elevado coste de estos programas hace que se tengan que aunar los presupuestos de varias naciones para obtener los presupuestos que son necesarios.
Los proyectos conjuntos de innovación, aunque tienden a reducir el coste que tiene que pagar un Estado si tuviera que afrontarlo en solitario, suponen un coste superior respecto a los programas nacionales, en actividades de gestión y control del programa.
Además estos programas requieren:
Armonizar calendarios de comprar
Acordar requisitos comunes
Acordar estructuras industriales con un reparto equilibrado en relación:Retornos a la industria nacional.Valor añadido de las actividades.Tecnologías.
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ConclusionesConclusiones
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Conclusiones (I/II)
La innovación en defensa es cualitativamente diferente de la innovación en el mercado civil de bienes de consumo debido fundamentalmente a la complejidad intrínseca de los sistemas militares.
Esta complejidad tiene como efecto un elevado riesgo e incertidumbre de esta actividad que se traduce en:
Elevados recursos.
Duración prolongada.
No siempre viene acompañada del éxito.
Los costes asociados a este tipo de transacciones son elevados.
Los riesgos e incertidumbres están también influenciados por un entorno cambiante (geopolítico, política de defensa del gobierno) al cambiar las necesidades operativas y las disponibilidades presupuestarias.
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Conclusiones (II/II)
La innovación en defensa tiene como resultado productos que tienen una limitada utilidad en el campo civil. Por otra parte, esta actividad requiere inversiones en activos específicos que tienen un bajo grado de reutilización en otros sectores de la economía.
Por ello la innovación en defensa es financiada por la Administración. Esto explica también las limitadas posibilidades de participación directa de las PYMEs en estas actividades al ser necesario inversiones relevantes (costes sumergidos).
Estos condicionantes ofrecen un mayor valor explicativo que los tradicionales comentarios sobre una industria ineficaz motivada por falta de diligencia, abuso de posición monopolista, o excesivo apoyo estatal.
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Soluciones
Reducir el grado de innovación: Más difícil de decir que de hacer, en la práctica las fuerzas armadas desean tener el mayor grado de certidumbre en el campo de operaciones y evitar cualquier azar que ponga en peligro la misión.
Programas internacionales: es una alternativa para programas muy complejos (A-400M, Eurofighter), pero no están exentos de sobrecostes y retrasos. La necesidad de un reparto justo (juste retour), limita el uso de la competencia abierta para obtener el mejor valor por el precio. Las políticas de apoyo a la industria quedan mediatizadas por la complejidad de la estructura industrial.
Producción bajo licencias y compensaciones: Es la mejor opción cuando no se dispone de medios adecuados para lanzar un programa de investigación y desarrollo. Sus limitaciones más importantes son:
Impide una fabricación a medida sobre las necesidades de las Fuerzas Armadas.
La transferencia de know-how y tecnología para fabricar un nuevo sistema no estásiempre asegurada.
La creación de tejido industrial es inferior a un programa de I+D+i.
