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UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL ESTADO DE MEXICO Facultad de Química INGIENERÍA DE CALIDAD METODOS DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DOCENTE Luis Gutierrez Jaimes ELABORADO POR: Arriaga Sotelo Cindy Lizbeth López Cruz Eva Belen Ramirez Roman Francisco Septiembre 2021 MÉTODO CIENTÍFICO Es el conjunto de etapas y reglas que señalan el procedimiento para llevar a cabo una investigacion cuyos resultados sean aceptados para la comunidad cientifica, en otras palabras, es el procedimiento que los cientificos usan para tratar de explicar porque ocurren las cosas como ocurren. El método científico, tiene dos características: o Ser reproducible por cualquier persona, en cualquier lugar; o y debe poder ser refutable. Pasos del metodo cientifico: ❖ Observación: Es la fase inicial. Comprende la investigación, recolección, análisis y organización de datos relacionados con el tema que nos interesa. Identifica el problema para poder resolverlo. ❖ Inducción y preguntas: A partir de lo observado, se realizan preguntas para tratar de obtener una afirmación que pueda ser de aplicación general. Se aplica el “¿Por qué?”. ❖ Hipótesis: Es el planteamiento de la posible solución al problema o asunto que vamos a tratar. ❖ Experimentación: En este paso, se intentará probar nuestra hipótesis a través de experimentos sujetos al rigor científico de nuestra investigación. ❖ Análisis y demostración: Se realizan cálculos, gráficos o tablas para resumir la información. La idea es dar forma y facilitar la comprensión de los datos obtenidos de la experimentación. ❖ Conclusión: Es la etapa final. Aquí se indican las causas de los resultados de nuestra investigación, y se reflexiona sobre el conocimiento científico que generó. ¿Qué tipos de problemas resuelve el método científico? Científicos o experimentales para comprender mejor porque suceden los fenómenos y problemas de la vida cotidiana. ¿El método científico sirve para la resolución de problemas o sirve para discutir el comportamiento de los fenómenos científicos? Sirve para la resolución de problemas de la vida cotidiana, así como los científicos o fenómenos naturales. Por ejemplo, cuando nuestra computadora no funciona correctamente por un posible virus, o encontrar más gastos de dinero de los habituales en las compras diarias etc. Así como científicos, como ejemplo ¿Por qué el cielo es de color azul? DIAGNOSTICO CON MODELO CAUSAL (CUBRIR Y DIFERENCIAR) En método denominado cubrir y diferenciar que puede considerarse un caso particular del enfoque denominado diagnóstico abductivo, es decir, diagnóstico que se realiza razonando con un conjunto de relaciones causa-efecto desde los efectos hacia las causas. El método asume que los síntomas son datos de entrada, es decir no hay fase de detección de síntomas, y simula el proceso razonamiento de diagnóstico en dos pasos principales que se realizan de forma iterativa: un primer paso para generación de hipótesis de causas que explican síntomas observados y un segundo paso para discriminación de hipótesis de causas mediante la petición de observaciones adicionales. El método se basa en representar un modelo causal del funcionamiento del sistema a diagnosticar, sin necesidad de describir su estructura. El razonamiento consiste en realizar un proceso iterativo realizando una inferencia de los síntomas hacia las causas para generar hipótesis y, después, una inferencia de las causas hacia los síntomas para discriminar hipótesis. a partir de un conjunto de síntomas el método busca causas que los explican. Para discriminar entre dichas causas se pregunta la presencia de otros síntomas cuya ausencia puede hacer que implique la eliminación de ciertas hipótesis de causas. Los síntomas por los que se preguntan pueden hacer sospechar nuevas causas, de forma que este proceso se repite hasta que no quedan más síntomas por preguntar El conocimiento del método cubrir y diferenciar es de tres tipos • Conocimiento de relaciones efectos-causas que incluye relaciones que indican para cada síntoma las posibles causas que lo explican • La diferenciación, que permite separar y elegir las hipótesis que explican los mismos síntomas. • Las estrategias de combinación, que se utiliza para expresar excepciones a la regla anterior como es el caso de que un determinado síntoma deba ser explicado por dos causas a la vez. Por ejemplo, la baja transferencia de calor de un intercambiador puede ser explicada por desequilibrio en radiación y desequilibrio en convención. Sin embargo, si se da bajo exceso de aire, se deben contemplar simultáneamente ambas causas. Por lo que según la regla de combinación debe generarse una combinación con ambas causas. Esto último asume dos criterios: • Exhaustividad que establece considerar únicamente combinaciones que explican todos los síntomas observados • Parquedad establece que se eligen conjuntos mínimos que explican los síntomas observados PLANIFICACIÓN JERÁRQUICA HTN El método se basa en realizar un descenso jerárquico dirigido por planes de acciones abstractas que se van refinando o descartando según se estudian los detalles en niveles inferiores de la jerarquía. El método parte de un posible plan abstracto para alcanzar el objetivo. Se encuadra dentro de los métodos de planificación jerárquica en redes de tareas o planificadores HTN (Hierarchical Task Network) basado en un enfoque heurístico. En este tipo de planificadores el objetivo se define como una tarea a realizar (una acción abstracta). La planificación HTN es una de las soluciones más utilizadas en aplicaciones prácticas complejas. Variantes de inferencia y pasos Algoritmo 1. Planificación jerárquica HTN: Es el más complejo, aplicado a problemas de planificación, los pasos en este algoritmo son: 1. Seleccionar: tiene como fin determinar una o varias estrategias candidatas a partir de la acción abstracta que se pretende realizar y el estado del sistema. 2. Refinar: Determina cuál es el conjunto de acciones de una determinada estrategia. Se usa el conocimiento de acciones dando como resultado un conjunto de subplanes. 3. Aplicar: Se anotan los efectos de una determinada acción concreta, modificar valores correspondientes al estado del sistema. Algoritmo 2 Configuración jerárquica HTN: La forma en que se aplica el modelo planificación general en problemas de configuración es: • Las acciones concretas fijan decisiones parciales (y tentativas) de diseño que quedan recogidas en los efectos de dichas acciones. • Los atributos de estado se utilizan para recoger los requisitos funcionales, preferencias y las características del diseño del sistema. • Las sentencias de selección de estrategias incluyen en las condiciones expresiones sobre requisitos funcionales, preferencias o estados de diseño. Los planificadores HTN dan importantes aplicaciones prácticas. Por ejemplo, en Ingeniería petroquímica las aplicaciones son planificación de líneas de producción, planificación de procesos de fabricación, gestión de crisis etc. En otros ámbitos se aplica en naves espaciales, junto a aplicaciones prácticas se han desarrollado también herramientas software como Nonlin, SIPE-2, O-Plan, UMCP y SHOP22 . SIX SIGMA (DMAIC) Figura 1. Estructura del método considerada en el algoritmo 1 Autores [Sacerdoti, 75; Tate, 77; Wilkins, 88; Erol et al., 94; Nau et al., 03], [Wilkins, desJardins, 01]. SIX SIGMA Six sigma es una metodología orientada para la mejora de procesos, con el propósito de aumentar la rentabilidad y productividad de los mismos. se orienta a optimizar procesos donde el trabajo de las personas se ve involucrado, utiliza unconjunto de herramientas estadísticas que buscan reducir la variabilidad de los procesos, así pues, el objetivo de la metodología six sigma es eliminar todos los aspectos que impidan o dificulten que el producto no cumpla con los requerimientos del cliente, reduciendo al máximo sus defectos en la entrega final. Para saber si un proceso está siendo eficiente en cuanto a la calidad de entrega basada en los requisitos del cliente, podemos clasificarlo según el nivel de sigma. Por ejemplo, tenemos un proceso basado en la fabricación de pellets de polietileno cuyo diámetro debe ser de 15 mm (más o menos 1 mm), según nos requiere nuestro cliente. sí nos da que el proceso tiene una eficiencia de 3 sigma, quiere decir que de cada millón de pellets que fabrique, un total de 66.800 tendrán un diámetro erróneo al solicitado; sin embargo, si nuestro proceso tiene una eficiencia de 6 sigma, por un millón de pellets fabricados, obtendremos tan sólo 3,4 ejes fallidos. el porcentaje de fallos, asumiendo una desviación de valor nominal de 1,5 sigma, disminuye considerablemente, ahorrando una gran cantidad de costes en los procesos. Con el fin de lograr las Six Sigma se puede aplicar la metodología DMAIC, metodología central de trabajo en Six Sigma, la cual consta de 5 fases (define, measure, analyze, improve y control) Las 5 fases DMAIC: ❖ Definir: se procede a definir el proceso o los procesos, que serán objeto de evaluación, se definen los objetivos de mejora. ❖ Medir: es importante entender el estado actual del problema o defecto por el que atraviesa el proceso objeto de mejora. Cada parte del proceso es clasificada y evaluada, identificándose las variables relacionadas con el mismo y se procede a medirlas. ❖ Analizar: se analizan e interpretan los resultados de la medición, contrastando la situación actual con el historial del proceso. Es aquí donde podemos averiguar las causas del problema. ❖ Mejorar: se realizan las acciones que se consideren necesarias para mejorar el proceso. ❖ Control: se aplican las medidas necesarias que garanticen la eficacia y continuidad del proceso, el mismo que será adecuado a los nuevos objetivos. Pilares MANTENIMIENTO (TPM) El Mantenimiento Preventivo Total (TPM, Total Productive Maintenance) es una de las principales herramientas para lograr la eficiencia y competitividad, pretende cumplir con especificaciones de calidad, tiempo y costo de la producción; generalmente se ejecuta junto con la Administración Total de la Calidad (TQM, Total Quality Management), que se fundamenta en la búsqueda permanente por mejorar los rendimientos de procesos y los medios de producción (Wikoff, 2007). El TPM es un sistema orientado a lograr: ❖ Cero accidentes laborales -Minimizar los costos ❖ Cero defectos en la producción -Cero averías en los equipos ❖ Mejorar la producción -Mejorar la producción Pasos que propone Seiishi Nakajima para la implementación del método TPM: TPM se basa en ocho pilares basados en el sistema 5-S. Los pilares se centran en técnicas proactivas y preventivas para el mantenimiento de los equipos. Son propuestos por el Instituto Japonés de Mantenimiento de Plantas JIPM : Mantenimiento autónomo Mejoras focalizadas Mantenimiento planificado . Mantenimiento de la calidad . Gestión temprana de equipos . Entrenamiento y educación . Seguridad, salud y medio ambiente TPM en la administración . Plan maestro y desarrollo de este. Estructura de promoción TPM. Campaña de información técnica o educativa. Decisión de la dirección de aplicar el TPM en la organización. Establecer políticas y objetivos del TPM. Lanzamiento del TPM Mejora de la efectividad de los equipos. Desarrollo del programa de mantenimiento autónomo. Plan y programación del mantenimiento. Mejora las habilidades de operaciones y mantenimiento. Implementación y aumento de la TPM Desarrollo del programa 1 2 10 0 9 6 4 8 7 5 3 11 12 Autores (Wikoff, 2007) y Seiishi Nakajima. PROPONER E INTERCAMBIAR Recibe el nombre de proponer e intercambiar, dado que lo que se plantea tras una asignación inicial es el intercambio de valores en los parámetros correspondientes a las necesidades. El método proponer y revisar puede adaptarse de forma sencilla para resolver problemas de asignación. El problema general de asignación considera dos conjuntos o Conjunto de recursos o Conjunto de necesidades El problema se define de la siguiente forma: “El problema de asignación consiste en asociar a cada elemento del conjunto de necesidades un elemento del conjunto de recursos de forma que se satisfagan un conjunto de criterios generales.” La forma de adaptar el algoritmo general de proponer y revisar a este problema es haciendo que el conjunto de parámetros coincida con el conjunto de necesidades y el conjunto de valores posibles que pueden tomar dichos parámetros es el mismo para todos ellos y coincide con el conjunto de recursos. Además de estos parámetros puede haber otros adicionales con otros dominios de valores que sean útiles para establecer restricciones que se deben satisfacer. El paso de inferencia de proponer se divide en dos: 1. Proponer-inicial realiza una propuesta inicial en donde habitualmente se aplica una determinada estrategia de asignación global relativamente sencilla 2. Proponer propiamente dicho que se encarga de la aplicación de los intercambios correspondientes y que se puede basar en un proceso relativamente sencillo de modificación de la asignación en curso. EVENTO KAIZEN Un Evento Kaizen es la cadena de acciones llevadas a cabo por un equipo de trabajo, cuyo propósito es el mejoramiento efectivo de los procesos; dicho en otras palabras, un método que ordene la cadena de acciones de mejora y permita focalizar a sus participantes para una consecución efectiva de resultados. El objetivo principal de un evento Kaizen es que una vez finalizado cada proceso de mejora, la organización pueda identificar cambios medibles en los resultados: o Reducir desperdicios (mudas). o Reducir la variabilidad y los problemas de calidad (muras). o Mejorar las condiciones de trabajo (reducir muris). Planificación del evento Kaizen Antes: o Proposición de oportunidades de mejora. o Oportunidades planteadas por los trabajadores o por la gerencia (mejora enfocada). o Elección del líder del equipo (liderazgo y conocimiento en la metodología Kaizen). o Miembro del equipo con capacidad de toma de decisiones, cuya función es la de apoyar las propuestas del equipo. Conformación del equipo: Se recomiendan entre 7 y 10 participantes interdisciplinares (operarios, ingenieros, personal de calidad y seguridad). Preparación logística: Espacios físicos, calendarización del proyecto. Se registra la definición del evento Kaizen en una forma estándar. Durante: o Apertura del proyecto: Razón del proyecto, alcance, presentación del equipo, introducción. o Definición de los indicadores, alineados a los objetivos del proyecto. o Diagnóstico de la situación actual: Análisis de la cadena de valor (value stream map), análisis de las variables y parámetros del proyecto. Análisis y primeras observaciones (mediciones) de los indicadores definidos. o Visita al área donde se realizarán las mejoras: El propósito es ampliar la perspectiva del proyecto desde la mirada crítica e interdisciplinar de todo el equipo. De esta visita debe quedar un registro fotográfico que servirá para exponer los resultados del evento. o Identificación de oportunidades de mejora: El equipo debe iniciar a identificar oportunidades de mejora respecto a los limitantes de la productividad, para ello es necesario que se haga a travésde las formas estándar «Tarjetas de oportunidades de mejora» o «Tarjetas TPM». Todo debe quedar registrado. El contacto con el personal involucrado en el área es fundamental, el conocimiento respecto a la percepción de la situación en el área es imperativa Es importante que toda oportunidad de mejora detectada sea inmediatamente clasificada, usualmente por su grado de criticidad (A, B o C). Las ideas / oportunidades, de clasificación A, se relacionan con una aplicación inmediata (1 a 4 días); las de tipo B, (1 a 2 semanas), y las de tipo C, no más de 2 meses. Debe considerarse que toda oportunidad encontrada que comprometa la seguridad del área y de los empleados, debe clasificarse como tipo A, y en el caso de que sea posible y requerido, debe aplicarse una medida de contención (Acción sintomática). Posterior a la identificación de oportunidades Se deben consignar las acciones requeridas conforme a las oportunidades detectadas y establecerse un orden según su prioridad. El itinerario de actividades Kaizen debe encontrase en un lugar visible y actualizado en todo momento, de manera que todo el equipo pueda hacer seguimiento del avance del evento Kaizen. Cierre Debe prepararse una exposición con un contenido muy claro y abordando de manera explícita los siguientes puntos: o Situación inicial: ¿Qué encontró el equipo? o Las acciones llevadas a cabo: ¿Qué hizo el equipo para mejorar la situación inicial? o Resultados obtenidos. Para esta presentación deben utilizarse los indicadores establecidos en la apertura del evento Kaizen, de manera que puede cuantificarse el grado de mejora conseguido por el proyecto, de una forma muy objetiva. Además, debe mostrarse un registro visual acerca de las mejoras, de las acciones y por supuesto de la situación inicial. Después de que el evento Kaizen se da por concluido, y durante cuatro semanas, se realiza un seguimiento de las mejoras, de manera que se supervise y apoye a los operadores dueños del proceso para que las puedan mantener de forma continua. REFERENCIAS Consultado el 17 de septiembre de 2021: https://tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/5992/1/1447.pdf https://repository.javeriana.edu.co/bitstream/handle/10554/7276/Tesis262.pdf https://www.mantenimientopetroquimica.com/tpm.html https://www.mpfn.gob.pe/escuela/contenido/actividades/docs/6621_metodo_cient ifico.pdf https://www.significados.com/metodo-cientifico/ https://www.ticportal.es/glosario-tic/six-sigma https://www.esan.edu.pe/apuntes-empresariales/2016/06/la-metodologia-six- sigma/ https://repository.usc.edu.co/bitstream/handle/20.500.12421/1209/APLICACI%C3% 92N%20DE%20LA%20METODOLOGIA.pdf?sequence=1&isAllowed=y https://www.google.com.mx/amp/s/www.ingenieriaindustrialonline.com/gestion- de-calidad/eventos-kaizen/amp/ Molina, M., & de la UPM, F. G. (2006). Métodos de resolución de problemas: Aplicación al diseño de sistemas inteligentes. Fundación General de la U.P.M. https://tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/5992/1/1447.pdf https://repository.javeriana.edu.co/bitstream/handle/10554/7276/Tesis262.pdf https://www.mantenimientopetroquimica.com/tpm.html https://www.mpfn.gob.pe/escuela/contenido/actividades/docs/6621_metodo_cientifico.pdf https://www.mpfn.gob.pe/escuela/contenido/actividades/docs/6621_metodo_cientifico.pdf https://www.significados.com/metodo-cientifico/ https://www.ticportal.es/glosario-tic/six-sigma https://www.esan.edu.pe/apuntes-empresariales/2016/06/la-metodologia-six-sigma/ https://www.esan.edu.pe/apuntes-empresariales/2016/06/la-metodologia-six-sigma/ https://repository.usc.edu.co/bitstream/handle/20.500.12421/1209/APLICACI%C3%92N%20DE%20LA%20METODOLOGIA.pdf?sequence=1&isAllowed=y https://repository.usc.edu.co/bitstream/handle/20.500.12421/1209/APLICACI%C3%92N%20DE%20LA%20METODOLOGIA.pdf?sequence=1&isAllowed=y https://www.google.com.mx/amp/s/www.ingenieriaindustrialonline.com/gestion-de-calidad/eventos-kaizen/amp/ https://www.google.com.mx/amp/s/www.ingenieriaindustrialonline.com/gestion-de-calidad/eventos-kaizen/amp/
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