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Metodologia para Implantação de Engenharia Concorrente
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'!. ,,; :1 DE MONTERREY.
Biblioteca Campus Estado de México
Este libro se devolverá a más tardar en la última fecha senada. Su retención después
del vencimiento lo hace acreedor a las multas aue fiia el Realamento.
Fecha de devolución Fecha de entrega
/:JH/4
O 3 JUL. 1995
BIBLIOTECJt
2ii-b
INSTITUTO TECNOLOGICO Y DE ESTUDios2 3 AD,~ ,,,..t,Q SUPERIORES DE MONTERREY .. ur, llAJv
CAMPUS ESTADO DE MEXICO
División de Graduados e Investigación
Programa de Graduados en Ingeniería
BIBLI OTEGA
METODOLOGÍA PARA LA IMPLANTACIÓN DE
INGENIERÍA CONCURRENTE
EN LA INDUSTRIA MANUFACTURERA
Trabajo presentado como requisito parcial para obtener el grado de:
MAESTRO EN ClENCIAS CON ESPECIALIDAD EN SISTEMAS DE
MANUFACTURA POR:
EDUARDODÍAZSANTILLÁN
ASESOR:
DR. PEDRO LUIS GRASA SOLER.
Siendo integrado el jurado por:
Presidente: DR DENNIS HURLEY PHEE.
Secretario: M. en C. C. ENRIQUE CASTRO BENDIMEZ
Vocal: DR PEDRO L. GRASA SOLER
Vocal: DR. JAROMIR ZELENY
Atizapán de Zaragoza, Estado de México.
30 de noviembre de 1994
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A mis padres:
Antonia Santillán Morales.
Trinidad Díaz Se"ano.
Por su apoyo y sobre todo por su cariño.
A mis ltermanos.
Roberto
Luisa
Gerardo
y Luz Maria
Al Sistema ITESM y su gente.
AGRADECIMIENTOS
Al Dr. Pedro Luis Grasa Soler
Al Dr. Armando Bravo Ortega
Al M.en C. Herman Gocher Tayabas
1.- Antecedentes
2.- Introducción
CONTENIDO
3.- Definición de Ingeniería Concurrente
4.- Herramientas de la Calidad Total utilizadas por la lng. Concurrente
4. 1. - Ingeniería de Calidad
4 2- Despliegue de la Función de Calidad
4.3- Diseño de Productos y Procesos
4 .4. - Control Estadístico del Proceso
4.5.- Equipos de trabajo
5. Metodologías y Tecnologías utilizadas por la Ing. Concurrente
2
4
6
10
13
23
28
35
5 .1. - Diseño para la Manufactura y el Ensamble 40
5.2.- Tecnología de Grupos 46
5 .3. - Manufactura Flexible 50
5.4.- Justo a Tiempo 57
5.5.- Soporte tecnológico para la Ingeniería Concurrente 63
5.6.- Sistemas de comunicación 69
6.- Implantación de Ingeniería Concurrente 78
6.1.- Concientización 79
6.2.- La naturaleza del proceso de desarrollo de productos 80
6.3.- Evaluación de la disposición 82
6.4- Captura de datos del proceso 90
6.5.- Herramientas del modelado 93
6.6.- Proceso de análisis y mejora 94
6.7.- Mediciones de la Ingeniería Concurrente 97
7. Caso de estudio 100
8.- Conclusiones 105
Apéndice A.- Elementos y criterios clave de la Ingeniería Concurrente 110
Apéndice B .-Cuestionario de evaluación para la disposición a la Ing. Concurrente. 112
Apéndice C.- Matriz de elementos y criterios clave para la Ing. Concurrente. 132
Apéndice D.- Medidas de la Ing. Concurrente. 151
Bibliografia. 157
1
1.- Antecedentes y Justificación.
La mayor parte de la planta productiva mexicana no tiene capacidad para afrontar la
competencia externa comprometida por el TLC.
/ En un trabajo realizado por el Centro de Estudios Económicos del Sector Privado (CEESP)
le-,
entre 478 empresas nacionales, se establece que solamente 17.4 por ciento fue capaz de elevar
su nivel de productividad y competitividad, en tanto que 3 5. 1 por ciento apenas logró
mantenerse en el mercado, mientras que 4 7. 5 por ciento no sólo no logró preservar su
productividad sino que perdió niveles de competencia.
A su vez, datos del Conacyt y de Bancomer indican que dentro de un universo integrado por
34,895 empresas altamente representativas de la economía mexicana, 77.1 por ciento empleaba
tecnología obsoleta, 19. 5 contaba con equipo moderno pero vulnerable, 2. 9 tenía fortaleza
tecnológica pero carecía de capacidad competitiva y estratégica, y solamente 0.5 por ciento
utilizaba tecnología de punta, aunque en todos los casos se observaron problemas de
inversión. [ 1 P].
Ante el marco nacional de apertura comercial, México tiene que competir con el mundo
desarrollado y necesita con urgencia aprender y adaptar las tecnologías de producción y
administración que están revolucionando al mundo entero.
Poco sirve comprar equipo moderno y tecnología de punta si no se cambia de manera de
pensar acerca de la producción, su administración y el proceso de comercialización.El
empresario mexicano necesita aprender nuevas técnicas aplicadas que le permitan defender su
mercado domestico y al mismo tiempo empezar a definir su posición en la famosas economías
de escala. [ 6P]
Con la firma del TLC, es necesario que la industria manufacturera sea más competitiva. Lo que
se necesita son mejores productos que satisfagan las necesidades de los clientes. Para alcanzar
estas metas, los fabricantes deben dar mejores productos en menor tiempo y de mejor calidad,
los clientes serán capaces de encontrar los mejores productos a los precios más bajos del
mercado. :
Una forma de ser compet1t1vo es desarrollando nuevos productos que satisfagan las
necesidades de los clientes en menor tiempo que la competencia para ganar el mercado.
1.2.- Planteamiento del problema.
El problema que presenta la industria manufacturera es el largo periodo de tiempo que utiliza
en el desarrollo productos con el proceso tradicional en el que cada departamento realiza su
función en el momento que le corresponde, siendo en forma secuencial:
1.- Estudio de mercado.
2o.- El diseño del producto.
3o.- Métodos de producción.
4o.- Manufactura, etc. (todos los departamentos trabajan por separado sin tomar en cuenta las
limitaciones de los otros departamentos de la empresa y proveedores).
2
Esta forma secuencial de desarrollo de productos crea una división entre los diferentes
departamentos que integran la empresa, que la efectan así como al desarrollo de nuevos
productos, como por ejemplo:
Ingeniería del producto no conoce bien el proceso, maquinaria, capacidades de la maquinaria,
tipos de herramientas, etc.
Los muros entre los departamentos provocan una mala comunicación, por lo que toda idea que
pueda beneficiar al producto es frenado por la mala comunicación.
Los costos relacionados con un mal diseño impactan de manera muy importante los costos en
general, del 60 % al 80 % del total de los costos de un producto -Material, Mano de Obra,
Costos auxiliares- son provocados en la etapa de diseño.
Otro punto importante, en la reducción de ganancias en un producto debido a su llegada tarde
al mercado. La empresa que lanza primero un producto al mercado, tiene la ventaja de
· posicionamiento, gana ese segmento de mercado llegando a ser la marca principal, esta
posición se puede disfrutar por largo tiempo. Un estudio de 25 marcas principales, realizado a
partir de 1923, demuestra este punto. Sesenta años más tarde, 20 de esas marcas aún se
mantienen en primer lugar, cuatro están en segundo y una ocupa el quinto lugar. [4].
1.3.- Objetivo.
El objetivo de esta tesis es plantear una metodología para la implantación de la
Ingeniería Concurrente en la industria manufacturera nacional. La importancia de está.
metodología es servir como una guía para la implantación de Ingeniería Concurrente, y
obtener los beneficios que está brinda.
3
2.- INTRODUCCIÓN
En este marco de competencia internacional donde la velocidad para lanzar al mercado un
nuevo producto que cumpla los requerimientos del cliente y al precio que él está dispuesto a
pagar, puede ser la sobrevivencia de muchas compañías. Surge así la Ingeniería Concurrente
para cubrir estás necesidades de rapidez, calidad y precio. La Ingeniería Concurrente es uno
de los factores no sólo para alcanzar la sobrevivencia sino para estar dentro de las empresas
líderes.
La Ingeniería Concurrente es una planteamiento sistemático para el desarrollo integral de
productos. [7 A]
La meta de la Ingeniería Concurrente es dar el mayor valor al consumidor al menor costo en
el menor tiempo posible. Mediantela mejora del proceso de desarrollo del producto.[12A]
La Ingeniería Concurrente se basa en la participación de todas las áreas de la empresa en el
desarrollo de nuevos productos desde el inicio hasta el final del desarrollo.
En la ingeniería Concurrente cada proyecto debe ser manejado por un equipo especial,
multidiciplinario y de tiempo completo, ni el departamento de diseño ni los comités
multidepartamentales que se reúnen cada semana son equipos de Ingeniería Concurrente.
Los equipo se forman con expertos de Diseño, Manufactura, Mercadotecnia, Finanzas,
Compras y Servicio.
Los ingenieros de manufactura como el resto del equipo, cuentan con la misma información del
producto y pueden iniciar la planeación de la manufactura cuando cuenten con una información
mínima de diseño sin que sea necesario esperar el diseño final del producto, así se crea el
trabajo en paralelo de la misma forma los otros miembros del equipo trabajan simultáneamente
y se interrelacionan, haciendo recomendaciones durante el proceso de desarrollo de productos
para que ninguna de las áreas de la empresa sea afectada por nuevo diseño y con esto se
reducen costos, tiempo y se eleva la calidad.
Mercadotecnia identificará las oportunidades para hacer un buen negocio y propondrá metas
de ventas alcanzables, comprobando estas metas, manufactura y compras informara si es
posible adquirir los materiales propuestos por diseño y de ser así, en qué cantidades; servicio
reportará cuáles son las fallas más frecuentes del producto detectadas, estas interacciones entre
los distintos departamentos se realizaran durante todo el proceso de desarrollo de productos.
Una de las razones por las que Ingeniería Concurrente ha .tomando tanta popularidad es por la
habilidad para tomar decisiones en las primeras etapas, del diseño. El efecto de tomar
decisiones en las primeras etapas es mucho mejor que tomar decisiones en las ultimas etapas,
recordemos que del 60 al 80 % de los atributos del producto son determinados en el diseño
conceptual. [9A].
La toma de decisiones se realizan dentro del equipo multidiciplinario que es el eje central de la
Ingeniería Concurrente. Trabajar en equipo quiere decir delegar, para delegar es necesario
capacitar y entrenar a la gente para que sea capaz de tomar su función adecuadamente.
4
Para máximizar los beneficios de la ingeniería concurrente, es necesario el uso de herramientas
computacionales tales como bases de datos compartidas, redes de comunicación y paquetes de
CAD/CAM/CAE. El soporte computacional se da en cuatro áreas principales: Compartir
información, colocación de la gente y los programas, integración de los programas con los
servicios, coordinación del equipo y captura de la historia corporativa. el uso adecuado de
estas herramientas reducirá los tiempos de entrega del producto.[2]
La Ingeniería Concurrente puede ser virtualmente adaptada, a cualquier organización
relacionada con la manufacturera a cualquier escala, las compañías pequeñas probablemente la
están llevando a cabo inconscientemente, en las empresas manufactureras la decisión de
aplicarla Ingeniería Concurrente es de ellas.
La implantación de Ingeniería concurrente ha dado resultados impresionantes. Los costos de
manufactura han sido reducidos entre el 30% y 40%. El retrabajo y el desperdicio hasta un
90%, el tiempo de desarrollo de productos ha sido reducido entre 40 y 60%, los cambios
realizados durante la fabricación se han reducido hasta un 90%, y el mejoramiento en la calidad
del producto han incrementado la satisfacción del cliente y mejorado las expectativas de vida
del producto.[2]
Las barreras de la Ingeniería Concurrente son de tipo organizacional y tecnológico. Una
implantación exitosa de Ingeniería Concurrente requiere que éstas barreras sean identificadas
desde el inicio para prioritizar las acciones de implantación. Otro paso importante en la
implantación es la caracterización del proceso; es decir, definir el conjunto de propiedades y
parámetros que identifican al proceso. Conociendo las barreras y caracterizado el proceso se
pueden identificar los cambios para mejorar el proceso y la capacitación requerida.[7 A]
5
3.- Definición de Ingeniería Concurrente.
El término Ingeniería Concurrente (IC) da idea de un camino sistemático y comprensible de
planeación y ejecución del trabajo de tal forma que todas las entradas son coleccionadas y traídas
para llevar acabo la tarea. Anteriormente se le conocía Ingeniería de Sistemas, pero con el tiempo
muchos otros sistemas aproximados han sido desarrollados para direccionar costos, calidad y
tiempo particularmente en el área de manufactura. Estos han dado impulso a una variedad de
términos para enfatizar la calidad, de los viejos unos como control estadístico de la calidad, o el
acercamiento global común llamado Total Quality Managment.
La IC es una metodología o guía para realizar una tarea; puede también entenderse como un
conjunto de tecnologías para ejecutar trabajo en un grupo o equipo.
La IC consigue su gran expresión en las revistas de negocios de los Estados Unidos. Muchos
artículos narran cómo las compañías han cambiado sus procedimientos administrativos y de
trabajo, con la creación de equipos de personas y dando a éstos autoridad para enfatizar en la
mejora de la calidad, reducir costos, e incrementar la producción. Esto generalmente es
acompañado por un incremento de conciencia para la calidad en el trabajo y por un impulso en la
moral. El resultado final muestra ganancia en la hoja de balance porque el cliente esta complacido
por el mejoramiento en la calidad en productos y servicios, por los cambios realizados en la
compañía.
Algunas compañías son grandes firmas de ingeniería de importancia nacional, mientras otras son
pequeñas operando en el líimite de las ventas. Hay firmas en el servicio industrial quienes han
demostrado habilidad para mejorar ellas mismas y vencer los viejos flujos jerárquicos de trabajo y
de información en sus compañías, al llevar la toma de decisión al nivel más bajo donde se
encuentra el problema, y asegurándose el conocimiento institucional necesario, no importando
donde se este en la organización se explora para resolver el problema.
Los productos "toman mucho tiempo para el desarrollo, costo elevado para producirse y
frecuentemente no se desempeña como se prometio o se esperaba" (Departamento de Defensa de
USA.Winter 1988), la causa fue que el diseño del producto aislado del diseño del proceso de
manufactura.
Las dos funciones son separadas en el tiempo y desarrolladas por personas bastan.te diferentes con
pequeñas interacciones tal vez en departamentos distanciados geograficamente. El resultado pierde
información y propósito, por la carencia de conocimientos de producción y restricciones de la
manufactura inicialmente en el desarrollo del proyecto. Conduce a muchos malos funcionamientos
y ciclos de cambio para reparar los problemas fundamentales tarde en el proyecto.
Este movimiento espera que si únicamente el diseño del proceso para la manufactura y el soporte,
se realiza más o menos al mismo tiempo como el diseño del producto, el producto podría ser
diseñado para ser producido bien y funcionar eficientemente. Pocos errores de diseño quedan para
ser descubiertos en la etapa de volumen de producción o fabricación del prototipo, de aquí la
frecuente definición de IC para mejorar la integración del diseño de productos y sus respectivos
procesos, incluyendo procesos de manufactura y soporte.
6
Esta aproximación intenta causar que los diseños consideren desde el inicio todos los elementos
del ciclo de vida del producto desde el concepto a través del arreglo, incluyendo costos,
planeación y requerimientos del usuario.
Una definición ideal se enfoca en la esencia de los términos. A este respecto se ha llegado a una
definición que involucra y para considera las práctica actuales de la IC.
La definición es la siguiente:
La IngenieríaConcurrente es un planteamiento sistemático para el desarrollo integrado de
productos, que enfatiza responder a las expectativas del cliente y encarna los valores de
equipo de cooperación, confianza y participación de tal manera que la toma de decisiones se
efectúa desde el principio, a través de largos intervalos de trabajo en paralelo, por todos los
involucrados en el ciclo de vida del producto, sincronizados por intercambios relativamente
cortos para realizar consenso. [7 A]
INGENIERÍA CONCURRENTE
DPME TG JAT MAN. FLEX. SOPORTE TECNOLÓGICO
VALORES DE EQUIPO COOPERACIÓN, CONFIANZA Y PARTICIPACIÓN
. / TRABAJO DE UN
/ MIEMBRO DEL EQUIPO
Fig. 3.1 Ingeniería Concurrente (Dennis P. Hurley)
7
REUNIONES DE TRABAJO
PARA LLEGAR AL CONSCENSO
En el artículo [7 A] se realiza una discusión de la definición y se presenta a continuación.
La definición coloca los valores de los equipos como la parte central y reconoce que la IC,
necesita todo el compromiso que alta gerencia puede dar, fallara sí la organización en todos los
niveles no adopta las normas de trabajo en equipo y aprende a vivir con ellas cada día.
El deseo de compartir la información desde el principio por ejemplo, no tiene oportunidad de
echar raíces institucionales, a menos que este implícita la confianza que la información será usada
sin perjuicio de su donador.
El siguiente valor de importancia que se encuentra incorporado en la definición es el enfoque
sobre los clientes. En la hermosa frase de Xerox II Aprendo mirando mis productos a través de
los ojos de los clientes, incluso sí es doloroso". Sin embargo la definición coloca la meta del
equipo de trabajo equitativamente en términos de satisfacción del cliente, más que lograr un
estandar interno de la compañía, el cual frecuentemente puede ser una vez o mas removido desde
· el parámetro aplicado por el cliente.
El siguiente punto de la definición expresa que la actividad de la IC es del tipo de toma de
decisiones.
Increíble como puede parecer el nombre de IC es un nombre erróneo o metodología o
terminología para soportarla , que no es aplicable con una simple transformación de términos para
cualquier decisión de negocios. En verdad cualquier decisión en absoluto que requiere la
inteligencia colectiva de muchos papeles es planteable a través de la IC.
Esto hace sobresalir la importancia de propagar la IC a través de la empresa en todas las
funciones, dado que el papel preciso que tenga relación con una decisión particular no puede .ser
medida de antemano, esto es una mera extensión, de estipular el papel de los clientes como parte
del equipo de desarrollo del producto con una voz importante para pensar de distribuidores,
accionistas y la misma sociedad como teniendo papeles únicos en las decisiones del desarrollo de
productos . Tal decisión es aparentemente tomada muy profundamente en una empresa, lejos de
la mirada pública, pero ellos pueden tener un profundo impacto público.
La afirmación que la IC es un planteamiento sistemático vincula nuevos sistemas, y necesidades
para ser integrados dentro de la organización como procedimientos y políticas que reemplacen las
menos eficientes de ayer. Tales políticas causaron que la información no estuviera disponible para
aquellos que tenían una dependencia implícita sobre ella, o la hacia viajar por caminos laberínticos
para alcanzar al cliente. La IC remplazará estos sistemas lentos. Los sistemas de información
deberán soportar el trabajo coordinado de las personas involucradas en tomar una decisión, no
importando donde ellos esten localizados.
En el fondo de la definición aparece el s1gu1ente elemento importante: Trabajo paralelo
sincronizado. La eficiencia de IC es seriamente disminuida si el trabajo es secuencial entre los
papeles. Un buen líder de equipo intenta en todas las etapas la participación del trabajo de tal
manera que varias tareas pueda avanzar en paralelo. Este en un aspecto separado de
apresuramiento del grupo que la IC fomenta, traer varios papeles de toma de decisión juntos para
que el juicio de varias mentes se tomen en cuenta en cada tema.
8
El trabajo en paralelo tiene la inevitable falla de inconsistencia después de algún tiempo, siempre
queda una traslape que crea conflictos entre las decisiones individuales conforme progresan las
tareas paralelas en el tiempo. Las resoluciones de estos conflictos deben ser planeadas, lo cual se
hace anunciando un punto de sincronización para que las alternativas emerjan y los detalles de las
decisiones pueden salir a la vista de todo el grupo. El equipo decide cómo negociar las
alternativas y entregar la decisión consistente antes de que el siguiente régimen de tareas paralelas
estén en movimiento.
La tesis persigue que este ciclo de convergencia sea más numeroso en la vida de un proyecto con
respecto los ciclos de encontrar y reparar el pasado, pero el tiempo requerido para lograr el
consenso es menor, dado que varias mentes se encuentran más frecuentemente sobre pequeñas
divergencias en los puntos de vista. El trabajo coordinado entre los miembros del equipo demanda
frecuentes intercambios de información, de modo que el impacto de la decisión hecha en una etapa
no permite permanecer sin ser examinada por aquellos a quienes puede afectar.
La necesidad para este trabajo en paralelo desde el inicio es enfatizado a través de una observación
importante: Deben darse al inicio decisiones granuladas a consideración muy complejas porque
esto baja los limites en costo , tiempo, complejidad y riesgo, así como establecer limites superiores
sobre la confiabilidad del producto y satisfacción del cliente. El conocimiento de gastar mucho
tiempo en el diseño, más que en la etapa de ingeniería, es el principio equivalente.
Finalmente la definición habla de la importancia del consenso, el cual es dificil de lograr, pero
importante para mantener como equipo gobernando con la apertura, pero conciente de tomar
decisiones en cada etapa . Todas las decisiones incluyen un rico mundo de opciones , pero también
incluyen un siempre rico mundo de opciones rechazadas. Si no son tomadas concientemente con
el conocimiento del grupo, más que individualmente, la fe en el acercamiento del equipo básico se
verá afectada . El consenso se ve como el progreso de traer armonía entre los requerimientos
conflictivos y termina en el sentido de logros de grupo que vencen la perdida individual de tener
que ceder terreno en el camino.
9
4.-Herramientas de la Calidad Total utilizadas por la
Ing. Concurrente.
4.1. Ingeniería de Calidad.
En la competencia a nivel internacional, los clientes identifican cada vez más proveedores y se
toman más exigentes, éste tipo de comercio, requiere de Calidad y Productividad. Se han
presentado varios enfoques para aumentar la Calidad y la Productividad, dentro de los destaca
recientemente la Ingeniería de Calidad.
La Ingeniería de Calidad ha despertado grandes expectativas en empresas que ven en élla la
oportunidad de mejorar la calidad de sus productos en áreas que se enfrentan a materias primas de
baja calidad, variaciones en las máquinas que a pesar de estar en control estadístico y lograr
índices aceptables de habilidad del proceso, sus clientes no se sienten del todo satisfechos con el
producto.
Evolución de la Calidad en las organizaciones.[32]
Etapa 1.- Inspección después de la producción.
Se caracteriza por su enfoque de reacción, detección de defectos y en consecuencia un esfuerzo de
solución de problemas para corregirlos, todo actividad del departamento de Control de Calidad
está enfocada a diseñar y realizar la inspección, los planes de muestreo, tomar datos y señalar los
defectos del producto, por lo cual, en el mejor de los casos, se tomarán acciones correctivas.
Etapa 2.- Control de calidad durante la producción.
Se considera que la calidad se construye en el proceso y los departamentos de control de calidad
cambian su enfoque, ahora su actividad es elControl Estadístico del Proceso, se dedican al diseño
de gráficas para cada operación. Gráficas que deben ayudar a identificar problemas de proceso,
Distinguen causas especiales de causas comunes; se hacen mediciones de la habilidad del proceso.
Sin embargo, en muchas empresas no se ha entendido el enfoque del control del proceso, y en
otras se ha llegado a la creencia de que el Control del Proceso resolverá las carencias del
conocimiento tecnológico del proceso.
Etapa 3.- Aseguramiento de la Calidad.
El aseguramiento de la Calidad involucra a todos los departamentos de la empresa como
responsables de la calidad, se pretende identificar objetivos comunes para los distintos
departamentos y hasta se hacen equipos de trabajo que involucran ventas, producción, diseño, etc.
Es el llamado Control Total de la Calidad.
Etapa 4.- Diseño de Productos y Procesos (Diseño de Experimentos).
Está orientada a la optimización del diseño como manera de asegurar bajos costos y alta calidad.
A diferencia de etapas anteriores, en ésta existe un verdadero enfoque de prevención que un
diseño que enfrente las variaciones de materia primas, condiciones de proceso, y de uso por parte
10
del usuario, sin que esto repercute en variaciones en la función del producto. A éste tipo de
funcionamiento se le dice robusto. Un ejemplo es el aceite lubricante, que normalmente tiene de
temperatura de operación, sin embargo viene un diseño de aceite multigrado que hace la
viscosidad del aceite permanezca casi constante en un rango de temperatura más amplio, ése es un
producto robusto a la temperatura.
Etapa 5.- Despliegue de la Función de Calidad.
En ésta etapa, el Control de calidad, está enfocado al diseño y desarrollo de productos que
cumplan con los requerimientos del consumidor. Se enfoca a establecer una manera sistemática de
asignar responsabilidades para desplegar la voz del consumidor y traducir éstos requerimientos a
parámetros de diseño y manufactura.
Proceso de Reducción de la Variabilidad (PRV).
La integración de QFD, Diseño de Experimentos y Control Estadístico del Proceso también se le
llama PRV y se relacionan bajo el siguiente diagrama de flujo.
CLIENTE
IDENTIFICA
NECESIDADES
DESPLIEGUE DE
LAFUNCION
DE CALIDAD
IDENTIFICA
DETALLES
IMPORTANTES
DISEÑO DE
EXPERIMENTOS
HACE
MEJORAS
CONTROL
ESTADISTICO
DEL PROCESO
SEGUIR LOS
LOGROS
fig. 4.1.1 Proceso de Reducción de la Variabilidad.[32]
PRODUCTO
PROPORCIONA
SATISFACCION
Habiendo escuchado la voz del cliente, el QFD da prioridad donde esta las necesidades de mejora.
El diseño de experimentos da los mecanismos para identificar estas mejoras.
El Control Estadístico del Proceso contribuye a lograr estas ganancias así · como a asegurar el
mejoramiento continuo de la calidad.
El siguiente diagrama de flujo describe todos los componentes del ciclo de vida de un producto o
servicio desde el inicio hasta el fin.
11
PRINCIPIO
CALIDAD
FUERA DE
LINEA
CALIDAD
EN LINEA
FIN
l
~
~
REQUERIMIENTOS
~
OPERACION
DISEÑO DE
~
SISTEMA
INSPECCION r-.
POR MUESTREO
PRODUCTO
~ CONFIABLE
CAPACICAD DESPLIEGUE
f-+ DE LA FUNCION
OPERACIONAL CALIDAD
DISEÑO DE
i-.
DISEÑO DE
PARAMETROS TOLERANCIAS
CONTROL ANALISISDE
ESTADISTICO f-. CAPACIDAD DEL
PROCESO PROCESO
CLIENTE
~
EMPRESARIO
ENTUSIASMADO SATISFECHO
fig. 4.1.2 Ciclo de vida de un producto o servicio. [32]
Estructura de la ingeniería de calidad.
1 D
N E
G
E C
N A
1 L
E 1
F
C U L
A E
L R 1
1 A N
D E
A D A
D E
c
QFD
DISEf;IO DEL SISTEMA
DISEf;IO DE PARAMETROS
DISEf;IO DE TOLERANCIAS
PREDICCION Y AJUSTE
PRODUCTO
PROCESO
n
n
-
D
R A
R D
1
A L
L 1
1 N
D E
A A
D
MEDICION Y AJUSTE
COMO DEBEN SER CONTROLADOS
LOS PROCESOS, MONITOREADOS
A
DIAGNOSTICO DEL
PROCESO Y AJUSTE
AJUSTADOS Y MANTENIDOS.
fig. 4.1.3 Estructura de la Ingeniería de Calidad.[32]
La ingeniería de calidad se divide en:
Ingeniería de linea. La calidad se realiza durante el proceso . Realizando mediciones para hace1
predicciones, tomar acciones. Se basa en el Control Estadístico del Proceso.
Ingeniería fuera de linea. La calidad se realiza durante el desarrollo del producto y del proceso, st
basa en QFD y diseño de experimentos.
12
4.2.- Despliegue de la función de calidad.
El Despliegue de la Función de Calidad (QFD) no es simplemente una herramienta de calidad, sino
que engloba el significado más amplio de tomar las características del producto y hacer
evolucionar sus funciones hasta llegar a un producto integral.
Las palabras Despliegue de la Función de Calidad QFD ha generado mucha confusión. En la
mayoría de las organizaciones, la introducción al QFD ha sido a través de los departamentos de
control de calidad. Aunque los profesionales en calidad son participantes importantes en el
proceso QFD, también los profesionales en mercadotecnia, ingeniería y manufactura son
participantes vitales.
QFD también es conocido como Ingeniería Motivada por el Consumidor y Planificación Matricial
· del Producto. No existe una definición única de Despliegue de la Función de Calidad, pero la que
sigue encierra el significado esencial. QFD es:
Un sistema para la traducción de necesidades del consumidor a requerimientos
apropiados de la compañía en cada etapa del proceso de desarrollo desde la investigación
del producto pasando por ingeniería, manufactura, mercadotecnia/ventas hasta la
distribución.[30]
Podríamos pensar en QFD como la acción de llevar la voz del consumidor ( o usuario) a lo largo
del desarrollo del producto dentro de la fábrica y finalmente hasta el mercado.
Por lo tanto, QFD no solo es una herramienta de calidad, sino una importante herramienta de la
planificación para introducir nuevos productos y mejorar productos existentes.
Calidad/ Costo/ Tiempo.
A menudo sentimos que calidad, costo oportunidad y productividad son entidades que
frecuentemente entran en conflicto, creando la necesidad de un "regateo".
Ciertamente podemos mejorar la calidad si invertimos más dinero. Todo ingeniero sabe como
mejorar la calidad si invertimos más dinero. Podemos reducir el costo del producto disminuyendo
su calidad. Podemos llegar antes al mercado si eliminamos unos cuantos pasos (a costo de
calidad), o gastando más dinero para acelerar ciertas actividades.
Relación Costo / Calidad.
Considere solo la relación entre costo y calidad.
CALIDAD
BAJA ALTA
c ORO
fig. 4.2.1.
BAJO BASURA o Costo vs
s
T MAL
Calidad
o ALTO NEGOCIO DESEADO
13
La mayor ventaja de QFD es que promueve el desarrollo de productos en forma preventiva más
que reactiva. Esta técnica no solo ahorro dinero, sino que también ahorra tiempo. El tiempo del
ciclo para la introducción de productos se ha reducido de una tercera parte hasta la mitad.
4.2.1.- Metodología del Despliegue de la Función de Calidad [30] [31]
La Casa de la Calidad.
El despliegue de la Función de Calidad se lleva acabo mediante una serie de matrices que parecen
muy complejas a primera vista.
Existe una gran cantidad de información contenida en esta matriz. Esta matriz es muy valiosas
porque contiene mucha información en una sola página.
La matriz a menudo es llamada la Casa de la Calidad debido a la estructura como "techo" en su
parte superior. Podemos dividir la Casa en cuartos que pueden ser fácil de entender. Haremos un
recorrido por los diversos cuartos, entendiendo cada uno de ellos y la forma cómo se acoplan.
Comprendiendo esto podemos ver otras matrices de QFD con una mayor comprensión.
a.- Voz del Consumidor.
QFD empieza con una lista de objetivos, a los que deseamos lograr. En el contexto del desarrollo
de nuevos productos, ésta es una lista de requerimientos del consumidor y es llamada Voz de
Consumidor.
QUE Los elementos contenidos en esta lista
son generales, vagos y difíciles de
implementar directamente requieren
una más detallada definición.
Uno de estos podría ser "buenmanejo",
el cual tiene una amplia variedad de
interpretaciones. Es una característica
deseable de un producto, pero no se
puede trabajar con ellos directamente.
fig. 4.2.2 Que's
Estos requerimientos mencionados por el usuario se conocen como la calidad de funcionamiento
Las funciones básicas del producto son todo lo que espera el usuario, esto es conocido como la
calidad básica. Muchos productos deben mostrar características emocionantes o gratas sorpresas y
éstas tampoco son mencionadas por los consumidores.. Estas gratas sorpresas son conocidas
como calidad emotiva. Estos tres tipos de calidad (básica, de funcionamiento, emotiva) son bien
representadas en el modelo Kano mostrado a continuación, el cual gráfica el tipo de calidad sobre
un plano que representa la satisfacción del consumidor -vs- el grado del logro.
14
SATISFACCIÓN DEL CONSUMIDOR
· GRATAS SORPRESAS
INESPERADAS
ENCANTAMIENTO
SATISFECHO
fig. 4.2.3
Modelo Kano.
GRADO DE ,._ _____________ LOGRO
b.-Traduciendo para actuar.
(HABLAD~
TÍPICO
ESPERADO
INSATISFECHO
Una vez desarrollada la lista de QUE' s, cada uno requiere más definición. Se refiere la lista al
siguiente nivel de detalle listado uno o más COMO' s para cada QUE.
COMO
Fig.4.2.4 Como's
Este proceso es similar al proceso de refinación de objetivos de mercadotecnia para obtener
especificaciones de ingeniería a nivel producto.
Realmente se están traduciendo requerimientos del consumidor a características globales del
producto que llamaremos requerimientos del diseño. Estos requerimientos del diseño serán
características medibles que podemos evaluar en el producto terminado.
El requerimiento de "buen manejo" podría traducirse a requerimientos de suspensión y estabilidad.
Relaciones complejas.
Este proceso se complica por el hecho de que algunos COMO' s afectan a más de un QUE, e
inclusive pueden afectarse opuestamente unos a otros.
UE
-
-
-, -
-
,r
~
-
COMO
fig. 4.2.5 Relaciones
Complejas
Sólo la mitad de las mejoras en los productos son efectivas porque muchas no produjeron la
deseada mejoría o introdujeron algún problema inesperado.
15
Desenmarañando la Red
Tratar de rastrear las relaciones de QUE's y de COMO's se vuelve algo confuso. Se requiere de
alguna manera de desenmarañar esta compleja red de relaciones.
Una manera de reducir esta confusión es la de colocar la lista de COMO's perpendicular a la lista
de QUE' s y definir las relaciones en una matriz encerrada por la región rectangular.
COMO
fig. 4.2.6
Relaciones complejas
Tipos de Relaciones.
Las relaciones son el tercer elemento de la tabla de QFD y se representan mediante símbolos en las
intersecciones de los QUE's y COMO's que están relacionados.
Es posible describir la fuerza de las regulaciones utilizando diferentes símbolos. Los más
comúnmente usados son:
.Ó. RELACION DEBIL
Q RELACION MEDIA
0 RELACION FUERTE
Este método permite la representación de relaciones muy complejas, y es fácilmente interpretado.
COMO
QUE
ºº ºo
o
~
o
~
o
~
o
e
~ RELACION DEBIL
Ü RELACION MEDIA
0 RELACION FUERTE
fig. 4.2.7 Tipos de relaciones.
Esto nos da la oportunidad de revisar nuestra forma de pensar. Renglones o columnas indican
lugares en donde nuestra traducción de QUE's a COMO"s no ha sido adecuada.
A lo largo del proceso de QFD repentinamente se nos presentan oportunidades ·de revisar nuestra
forma de pensar, llevando a mejores y a más complejos diseños.
Esta técnica de hacer que los planes se conviertan en acciones, es útil en el desarrollo de nuevos
productos así como en aplicaciones de planeación administrativa y diseño de sistemas.
Cuanto es suficiente.
El cuarto elemento clave de toda la tabla de QFD es la sección de CUANTO. Estas son las
medidas para los COMO' s. Estos valores objetivos deben representar que tan eficientes debemos
ser para lograr satisfacer al consumidor y no necesariamente los niveles de funcionamiento
actuales.
16
COMO
QUE
fig. 4.2.8 Cuanto
RELACIONES
CUANTO
Un buen manejo, fue traducido a requerimientos detallados, se puede medir en términos de fuerza
requerida para girar el volante, proporciones de muelleo y otros valores fisicos apropiados. La
frecuencia de manejo sería un COMO, y su medida, en Hertz, sería un Cuanto.
Queremos tener los CUANTO's por dos razones:
Para proporcionar una manera objetiva de asegurar que los requerimientos han sido
satisfechos.
Para proporcionar metas para un posterior desarrollo más detallado.
Los CUANTO' s deben ser lo más medibles posibles, por que los elementos medibles brindan una
mayor oportunidad para el análisis y la optimización.
Este aspecto nos da otra oportunidad de revisar nuestra forma de pensar. Sí la mayor parte de los
CUANTO' s no son medibles entonces no hemos detallado lo suficiente la definición de los
COMO's.
Matriz de Correlación.
La Matriz de Correlación es una tabla triangular a menudo unida a los COMO's, estableciendo la
correlación entre cada elemento de éstos. El propósito de esta estructura como techo es
identificar áreas en donde decisiones de cambios e investigación y desarrollo pueden ser
requeridas. Como en la Matriz de Relaciones, se utilizan símbolos para describir la fuerza d las
relaciones. La Matriz de Correlación también describe el tipo de relación. Los símbolos
comúnmente usados son:
Q POSITIVO
• FUERTEMENTE POSITIVO
X NEGATIVO
X FUERTEMENTE NEGATIVO
Podemos entonces identificar cuales de los COMO's se apoyan unos a otros, y cuales están en
conflicto.
Correlaciones positivas son aquellas en las que un COMO apoya a otro COMO. Estas son
importantes ya que podemos incrementar algunas eficiencias de recursos al no duplicar esfuerzos
para obtener el mismo resultado. Sí realizamos una acción que afecta adversamente a un COMO,
esta tendrá un efecto de degradación sobre otro.
17
Correlaciones negativas son aquellas en las que un COMO afecta en fonna adversa la ejecución de
otro COMO. Estos conflictos son muy importantes, pues representa condiciones en las que
negociación es sugerida. Si no hay correlaciones negativas probablemente exista un error. Un
producto bien optimizado casi siempre será el resultado de algún nivel de regateo, que será
expresado por una correlación negativa.
MATRIZDE
CORRELACIONES
QUE
Evaluación Competitiva.
RELACIONES
fig. 4.2.9
Matriz
Correlación
Q POSITIVO
• FUERTEMENTE POSITIVO
X NEGATIVO
X FUERTEMENTE NEGATIVO
La Evaluación Competitiva consiste en una pareja de gráficas que describen partida por partida,
como se comparan los productos competitivos con los productos actuales de la compañía. Esto se
hace para los QUE's así como para los COMO's.
La Evaluación Competitiva de los QUE's es a menudo llamada una Evaluación competitiva del
Consumidor, y debe utilizar infonnación orientada al consumidor. Los ingenieros no deberían
hacer esta comparación ya que sus conocimientos técnicos los predisponen. Es muy importante
entender la Percepción del consumidor de nuestro producto en relación a la competencia.
La Evaluación Competitiva de los COMO 's es la llamada Evaluación Competitiva Técnica, y debe
utilizar lo mejor del talento ingenieril para analizar productos competitivos. Lo más
recomendables es que los ingenieros estén directamente involucrados en este proceso para así
obtener la más completa comprensión de los productos competitivos. En muchas grandes
organizaciones esto se lleva a cabo por diferentes departamentos que crean maquetas y reportes
que luego son compartidos con los ingenieros. Esta actividad independiente no puede
proporcionar el mismo nivel de conocimiento al ingeniero que el estar directamente involucrado en
el proceso.
La Evaluación Competitiva proporciona aún otra fonna de revisar nuestra manera de pensar y de
descubrir fallas en el razonamiento ingenieril. Si los COMO' s han sido adecuadamente
desarrollados a partir de los QUE' s, las Evaluaciones Competitivas deben ser razonableme.nteconsistentes. Los elementos de QUE y COMO que están muy relacionados deben también
mostrar una relación en la Evaluación Competitiva.
18
1
"
MATRIZDE
CORRELAOONES
QUE
BUENO
RELACIONES
MALO
EVALUAOON COMPETITIVA
B
u
E
fig. 4.2.10
Evaluación
Competitiva
Por ejemplo, si creemos que una mejor amortiguación logra un mejor manejo, es de esperarse que
la evaluación Competitiva muestra que productos con una superior amortiguación tienen también . .
un supenor maneJo.
Si esto no ocurre, existe la probabilidad de que algo significativo no se haya tomado en cuenta. Si
no se toman las medidas adecuadas podríamos obtener un funcionamiento superior en nuestras
pruebas y estándares, pero no lograr los resultados esperados en manos de nuestros consumidores.
Grado de Importancia.
El Grado de Importancia es útil para priorizar esfuerzos y tomar ciertas decisiones. Las tablas
numéricas ó gráficas mostrarán la importancia relativa a cada QUE ó COMO para el logro del
resultado final deseado.
El grado de importancia del QUE se establece con base en la evaluación del consumidor. Es
expresado como una escala relativa (típicamente 1-5 ó 1-10) con los números más altos indicando
una mayor importancia para el consumidor. Es importante que estos valores realmente
representen al consumidor, y no a creencias internas de la compañía.
Debido a que solo podemos actuar con los COMO' s, son necesarios los grados de importancia
calculados.
Se asignan pesos a los símbolos de las Relaciones, tales como:
.A RELACION DEBII.,
Ü RELACION MEDIA
0 RELACION FUERTE
Con estos pesos se obtiene una buena variación entre elementos importantes y menos importantes
pero también pueden usarse otros sistemas.
Para cada columna ( ó COMO), el valor de importancia del QUE se multiplica por el peso de
Símbolo, produciendo un valor para cada Relación. Sumando estos valores se define el valor di
importancia del COMO.
19
El grado de importancia para la primera columna se calcula como sigue. El peso del símbolo del
circulo (3) se multiplica por el valor de importancia del QUE (5), formando un valor de la relación
de ( 15). El peso del símbolo del círculo oscuro (9) se multiplica por el valor del QUE (2),
formando un valor de Relación de 18. Estos dos valores ( 15 + 18) forman el valor de importancia
del Como que es de 33. Este proceso se repite para cada columna.
COMO
QUE
soo
3 o 6.
2 L::i:) A
1 06. o
5 o o
2 o oºº 4
20 ~ o
&1
:IJ t:l!:I !:I ;:, ;¿1 '!l .!l t:I
fig. 4.2.11
Grado de
Importancia
BIBLJ(>T~C~
El grado de importancia para los COMO's proporciona la importancia relativa de cada uno de
estos en el logro de los QUE's. Estos valores no tienen un significado directo sino que deben ser
interpretados comparando las magnitudes entre ellos. si es necesaria una decisión entre los
COMO's con grado de importancia 89y 9, se debe poner más énfasis en el COMO con grado 89.
¡Es importante que no seamos ciegamente manejados por estos números¡ Los números deben
ayudarnos, no limitarnos. Debemos verlos como otras oportunidades adicionales de revisar
nuestra forma de pensar. Debemos cuestionar los valores relativos de los Números utilizando
nuestro criterio.
4.2.2.- Las Cuatro Fases del QFD [30][3 l]
Este proceso continúa hasta que cada objetivo sea refinado a su nivel funcional. Sin embargo,
para mantener las tablas de un tamaño manejable, debemos ser muy selectivos con los elementos
elegidos para la siguiente fase. El principio de Pareto se utiliza para determinar los elementos
Críticos o COMO's. A aquellos COMO's que son nuevos, importantes o dificiles y por lo tanto
de alto riesgo a la organización se llevan a la siguiente fase en QFD. A continuación se muestra
como sacamos de un "embudo" solo aquellos elementos críticos para convertirlos en los QUE's
para la siguiente fase.
En el proceso de desarrollo del producto esto significa tomar los requerimientos del consumidor y
definir requerimientos de diseño, algunos de los cuales se pasan a la siguiente tabla para establecer
las características de las partes. Así se continúa hasta definir las operaciones de manufactura y los
requerimientos de producción.
Todo esto se ilustra en cuatro tablas, aunque en realidad pueden usarse tantos niveles de tabla
como sea necesano.
20
.,,...i,N: ~
Aunque es posible obtener ganancias sustanciales implementando QFD solo hasta nivel de
características de las partes, las mayores ganancias se realizan cuando se llega hasta el más
detallado nivel de requerimientos de producción.
REQUERIMIENTOS
DEDISEAO -
D C
E L
S 1
E E CARACTERISTICAS -
O N PRODUCTO
S T
R D
E
E 1
Q s OPERACIONES
U E -E A PROCESO
R c p
1 o A R
R o A
c D
T u REQUERIMIENTOS
E
R c PRODUCCION
1 T
s o o p
p R
E
R O
c e
1
O E
N S
E
fi . 4.2.12 Las Cuatro fases del FD s o g Q
A continuación se ilustra, a través del ejemplo de una puerta de carro, como se puede desplegar en
las diferentes fases la voz del consumidor, que específicamente quiere una puerta que sea fácil de
cerrar, puede ser desplegada en las diferentes fases.
El deseo del consumidor se transforma en el requerimiento de diseño "esfuerzo para cerrar la
puerta", Medida física en ft-lb.
Suponiendo que un esfuerzo de 7 lb-ft. es nuevo, importante y dificil, este COMO se vuelve QUE
para la fase 11, Matriz de despliegue de las partes. Los COMO's para la segunda fase son las
partes y características de las partes de nuestro diseño que influyen en el esfuerzo para cerrar la
puerta. La fuerza de compresión de la burlete (facilidad de oprimir el apagador) y el diámetro del
foco están entre las características críticas de la parte. Podríamos llevar la fuerza de compresión a
la Fase III, planificación del Proceso, como el que. En la Planificación del Proceso, los COMO' s
son los parámetros críticos del proceso que, al ser controlados, "proporcionan" -las características
críticas de las partes. En este caso, las r.p.m. del extrusor es crítico para generar la compresión
requerida. Nuevamente podríamos decidir llevar el R.P.M. del extrusor a la fase IV, Planificación
de la Producción.
En la Fase IV buscamos los controles de producción diarios y seguramos que estén en posición. en
este ejemplo, el control de las perillas, el entrenamiento específico del operador, así como los
procedimientos de mantenimiento preventivo están ajustados. Este conjunto de controles nos dan
la seguridad de que las operaciones de extrusión, en relación al esfuerzo para cerrar la puerta, está
ajustada. A Continuación, el equipo de ingenieros podría optar por regresar y tomar los
parámetros del horno "dejados pendientes" en la Fase III y llevarlos a la fase IV. Estos ciclos de
21
regresar y tomar la siguiente prioridad continúan por el tiempo que el equipo crea necesario. Este
proceso se acopla muy bien a la filosofia de un mejoramiento continuo.
ti 4 2 13 D ag. • • esp e2an d 1 11 o a voz e consum1 or d 1 'd 11
FC CAfilUEI 1 ¡¡ l u R~ ~ H ~~ EE trn PT ~ o : ~ 1ft R ~R :>~ ~ ZR ,-,u P N 5 ~ o "O ~ o /E N ~ ,..
119: l. {J • u L PUERTA CIERRE ··1~ ~ PUERTA CIERRE .. FUERZA DE PRES • () '.') • RPM DEL EXTRU ~
ETC ETC
ETC ETC
7
11
OT
1 1
OT
1 1
OT
11
lb-ft BI BI JV BI JV
EO JV EO
EO
1 1
1
PLANIFICACION DEL PRODUCTO DESPIEGUE DE LAS PARTES PLANIFICACION DEL PROCESO PLANIFICACION DE LA PRODUCCION
FASE I FASE II FASE III FASE IV
Fases de QFD [30][3 l]
Fase]
Planificación del Producto
El propósito de la fase de Planificación del Producto en QFD es:
Identificar los requerimientos del consumidor.
Determinar Oportunidades Competitivas.
Determinar oportunidades globales del Diseño del Producto.
Detenninar requerimientos para un estudio a fondo.
Fase 11
Despliegue de las partes.
El propósito de Despliegue de partes es:
Seleccionar el mejor concepto de diseño.
Determinar partes críticas.
Determinar caracteristicas de las partes criticas.
Detenninar valores objetivo de partescríticas.
Detenninar partes para mayor desarrollo.
Fase 111
Planificación del Proceso.
El propósito de la Fase de Planificación del Proceso del QFD es:
Determinar la mejor combinación proceso/diseño.
Detenninar los parámetros de proceso críticos
Establecer valores objetivo para los parámetros de proceso.
Detenninar elementos para mayor desarrollo.
Fase IV.
Planificación de la Producción.
El objetivo de la Fase de la Planificación de la Producción debe ser asegurar que la voz del
consumidor se refleje realmente en la planificación, comunicación y ejecución de requerimientos
de producción.
22
4.3 Diseño de Productos y Procesos.
Un experimento diseñado es una prueba o serie de pruebas en las cuales se inducen cambios
deliberados en las variables de entrada de un proceso o sistema, de manera que sea posible
observar o identificar las causas de los cambios en las respuestas de salida.
~uele ser posible visualizar el proceso como una combinación de máquinas, métodos, personas y
otros recursos que transforman alguna entrada ( a menudo un material) en una salida que tiene una
o más respuestas observables. Algunas de las variables del proceso son controlables, mientras que
otras son incontrolables.
Entre los objetivos del experimento pueden incluirse:[21]
1. Determinar cuáles variables tienen mayor influencia en la respuesta, y.
2. Determinar el mejor valor de las variables controladas que influyen en la respuesta y,de modo
que y se tenga casi siempre un valor cercano al valor nominal deseado.
3. Determinar el mejor valor de las variables controladas que influyen en la respuesta y de modo
que la variabilidad de la respuesta y sea pequeña.
4. Determinar el mejor valor de las variables controladas que influyen en la respuesta y, de modo
que se minimicen los efectos de las variables incontrolables.
La aplicación de técnicas de diseño experimental en una fase temprana del desarrollo de un
proceso puede dar por resultado:
• Mejorar el rendimiento del proceso.
• Menor variabilidad y mayor apego a los requerimientos nominales u objetivo.
• Menor tiempo de desarrollo.
• Menores costos globales.
Los métodos de diseño experimental también tienen un cometido importante las actividades de
diseño técnico ( o diseño de ingeniería), en las cuales se desarrollan nuevos productos y se mejoran
otros ya existentes. Algunas aplicaciones del diseño experimental en el diseño técnico son:
• Evaluación y comparación de configuraciones de diseño básicas.
• Evaluación de materiales alternativos.
• Selección de diseño de parámetros de diseño de modo que el producto funcione bien en una
amplia variedad de condiciones de campo (uso real); de modo que el producto sea
robusto.[36]
El Diseño Estadístico de Experimentos es el proceso de plantear un experimento para obtener
datos apropiados, que pueden ser analizados mediante métodos estadísticos, con objeto de
producir conclusiones válidas y objetivas. Se requiere de un enfoque estadístico del diseño de
experimentos para obtener conclusiones significativas a partir de los datos. La metodología
estadística es el único enfoque objetivo para analizar un problema que involucre datos sujetos a
errores experimentales. Así hay dos aspectos en cualquier problema experimental: el diseño del
experimento y análisis de los datos. Estos dos temas están estrechamente relacionados, ya que el
método de análisis depende directamente del diseño empleado. ·
23
"
Dificultades aliviadas con los métodos estadísticos.[36]
Las fuentes de dificultad más generales a las que se enfrenta el investigador son:
• Error experimental ( o ruido).
• Confusión entre correlación y casualidad.
• Complejidad entre los efectos estudiados.
Error experimental.
La variación producida por factores distorsionantes, tanto conocidos como desconocidos, se
denomina error experimental, solo una parte de él puede ser atribuido a error en la medición.
Efectos importantes pueden quedar ocultos total o parcialmente por el error experimental. Y a la
inversa a causas del error experimental, el investigador puede equivocarse y creer en efectos que
no existan.
Los efectos perniciosos del error experimental pueden reducirse mucho mediante el análisis y
diseño experimental adecuados. Más aún, el análisis estadístico nos da medidas de precisión de las
cantidades estimadas objeto de nuestro estudio y en particular hace posible juzgar si hay evidencia
empírica fuerte de la existencia de valores no nulos para tales cantidades. El efecto neto es
incrementar la probabilidad de que el investigador siga un camino correcto y no uno falso.
Confusión entre correlación y casualidad.
Utilizando principios fidedignos científicos de diseño experimental y, en concreto, la aleatorización
se puede generar datos de mayor calidad para poder deducir las relaciones causales.
Complejidad de los efectos.
Se dispone de diseños experimentales que generan los datos de tal forma que pueden estimarse
con la menor influencia posible del error experimental, no sólo los efectos lineales y aditivos, sino
también los iterativos y los no lineales.
4.3.1. Método Taguchi para el diseño de experimentos.[32][21]
Taguchi recomienda el empleo de métodos estadísticos de diseño experimental para auxiliar el
mejoramiento de la calidad, en particular durante el diseño de parámetros y el diseño de
tolerancias. Pueden emplearse métodos de diseño experimental para hallar un mejor diseño del
producto o del proceso, donde por mejor quiere decirse un producto o proceso que es robusto a
factores incontrolables que influyen en ese producto o proceso una vez que se encuentra en
funcionamiento normal.
Un componente clave de la filosofia de Taguchi es la reducción de la variabilidad. Por lo general,
cada característica de funcionamiento de un proceso tendrá un valor objetivo o nominal. La
finalidad es reducir la variabilidad alrededor de este valor objetivo.
La Ingeniería de Calidad fuera de línea, es la optimización del diseño de procesos y de productos,
de manera que soporten con robustez las variaciones. Pero ¿Porqué enfocar el problema de
variación en la etapa de diseño?.
24
Los productos enfrentan una serie de factores que impactan su funcionamiento, produciéndole
variabilidad, a éstos factores se les llama factores de error ó Ruido. Hay tres tipos de ruido: ruido
externo, ruido interno, y ruido variacional.
El ruido externo está relacionado, con variables ambientales ó condiciones de uso. Por ejemplo,
temperatura humedad, frecuencia de uso, etc. Es detenninado por el uso y está fuera de las manos
del productor.
El ruido interno o deterioro son los cambios que sufre el producto en sus componentes internos a
lo largo del tiempo, aún al ser almacenado, que provocan que el producto se aleje de su función
objetivo.
El ruido variacional, ó de unidad a unidad, son las diferencias entre unidades de producto
manufacturadas con las mismas especificaciones, bajo las mismas condiciones.
La ingenieria de Calidad está enfocada a encontrar medidas para reducir el efecto de éstos tres
tipos de ruido. El medio más importante para enfrentar el ruido, es el diseño, la meta del diseño es
eliminar la variabilidad usando componentes baratos.
Podemos dividir el proceso de diseño en tres etapas:
1. - Diseño de sistema.
2.-Diseño de parámetros.
3.-Diseño de tolerancias.
Diseño del sistema.
En este paso se sondea la tecnología pertinente hasta encontrar la mejor disponible. El ingeniero
utiliza principios científicos y de ingenieria para detenninar la configuración básica. El diseño del
sistema es muy importante, pero no es posible estudiar todos los sistemas existentes, así que se
selecciona de una a tres alternativas. esta selección se hace para todos los pasos de desarrollo de
un producto ó proceso.
Diseño de parámetros.
Se detenninan los valores específicos para los parámetros del sistema, que hagan que las
características del sistema permanezca invariables ante lasdiferentes variables. Pensando en el
diseño de un proceso, debemos buscar los valores de los parámetros del proceso que hagan que
las variaciones en las materias primas ó en las condiciones ambientales no afecten la función del
producto.
El diseño de parámetros no es ajustar la máquina, es más bien un proceso de búsqueda sistemática
que aplica el diseño de experimentos. Es la parte más importante del diseño, donde se logran los
mayores ahorros. En esta etapa, se busca la optimización de productos procesos. Esto es que el
producto ó proceso, satisfaga sus niveles deseados de funcionamiento con la menor variación en
dicha función empleando materiales, mano de obra y demás insumos disponibles de bajo costo.
Diseño de tolerancias.
El diseño de tolerancias se utiliza con objeto de detenninar las mejores tolerancias para los
parámetros. Se utiliza como último recurso. Se emplea cuando el diseño de parámetros es
insuficiente, y consiste en considerar a los factores de ruido ( como por ejemplo el medio
ambiente), junto con los parámetros del sistema, de manera que se analice su efecto en la salida del
sistema. Se establecen tolerancias para estos factores de ruido, siendo más estrechas para aquéllos
factores que afectan más. Estamos tratando de controlar los factores de ruido y esto generalmente
eleva los costos.
25
Metodología para el diseño de parámetros.
1. - Identificar el problema.
¿ Cuál es la característica de Calidad? ¿Como se mide? ¿Que impacto tiene? ¿ Cuál es su función
de pérdida? ¿Porqué es problema? ¿ Cuál será la variable de respuesta?
2.- en una reunión elaborar diagrama Causa Efecto, para identificar factores de ruido, parámetros,
etc. Esta reunión es tan importante, que puede suceder que los pasos 1 y 2, se resuelva el
problema. Involucre al personal que está relacionado con el problema.
3.- Diseñe un experimento mediante arreglos ortogonales y gráficas lineales.
4.- Ejecute el experimento y evalúe los estadísticos pertinentes, registre la información relevante.
5.- Analice la información y determine los valores de los parámetros que proporcionan la mejor
solución.
6.- Haga una estimación del valor óptimo de la variable de respuesta.
7.- Realice una corrida de comprobación, de ser necesario repita el proceso.
Siendo una técnica de Ingeniería, esta metodología es un proceso iterativo en el que tendremos
una solución que siempre es susceptible de mejorar. Un aspecto que se debe vigilar es la relación
que existe entre el costo de implantar la solución que propone la metodología y la disminución de
costos que ésta ocasionaría.
4.3.2.- La Función de Pérdida.[32][2 l]
La Ingeniería de Calidad comprende un sistema de técnicas estadísticas y de ingeniería que
enfrentan el problema de la calidad desde el punto de vista integral.
Uno de los problemas más comunes de los enfoques tradicionales de calidad es la definición misma
de lo que es Calidad, Taguchi la define como:
Calidad es la pérdida que causa un producto a la sociedad, después de haberlo embarcado, sin
considerar cualquier pérdida producida por sus funciones intrínsecas.
La perdida puede ser provocada por dos causas:
a.- Pérdidas causadas por la variabilidad de la función.
b.- Pérdidas causadas por los efectos colaterales del dañinos.
Taguchi relaciona el concepto de Calidad con la función de pérdida a la sociedad. De ésta manera,
si un producto se aleja de su objetivo, provocado por una variaciones en la función, ocasiona una
pérdida. Por ejemplo, un tornillo que tiene un diámetro excedido, requiere de un esfuerzo
adicional para poder utilizarlo. Si por otro lado, el tomillo produce una diferencia de potencial
eléctrica en la presencia de lámina de cobre, que la erosiona, entonces tenemos un problema de
efecto colateral dañino, del que se puede evaluar la pérdida provocada.
26
•
El instrumento que se utiliza para evaluar la pérdida se le denomina Función de Pérdida que es una
contribución de Taguchi. La importancia de la Función de Pérdida es:
a.- Define una dirección de mejoramiento de la Calidad en el sentido de reducir los costos
ocasionados al consumidor por un mal funcionamiento del producto adquirido.
b.- Permite interpretar los modelos del Control Estadístico de habilidad del Proceso en términos de
costos para el consumidor.
c.- Permite interpretar los modelos de Diseños de Experimentos en términos monetarios.
(ANOVA).
La administración de empresas establece que, la misión fundamental de una empresa es producir
bienes ó servicios que satisfagan, necesidades socialmente válidas, a un mínimo costo para el
consumidor. La función de Pérdida es un medio para conocer qué tanto cada empresa se asemeja
al ideal de cada negocio. ·
La Función de Pérdida se utiliza para:
Relacionar Calidad vs Costo.
Como medida de habilidad de proceso.
Como criterio Económico para Establecer Tolerancias.
Taguchi modela en la Función de Pérdida las desviaciones que pueden ocurrir respecto a al valor
nominal. La pérdida se refiere al costo que se carga a la sociedad cuando el consumidor utiliza un
producto cuyas características de calidad difieren de las nominales. El concepto de perdida social
se desvía de la forma de pensar tradicional. Taguchi da una Función cuadrática de pérdida de la
forma
L(Y) - -
L(y) = k(y-T)2
LIE
T
y
L(y) = k (y-T)2
fig. 4.3.1 Función de
LSE Perdida
Es evidente que este tipo de función penalizara incluso las desviaciones pequeñas de y respecto al
objetivo T. Una vez más, esto se desvía del pensamiento tradicional, que suele imponer
penalizaciones sólo a los casos en que y cae fuera de las especificaciones superiores e infe1iores
(digamos, y > LSE o Y< LIE en la figura). Sin embargo, la filosofía de Taguchi acerca de la
reducción de la variabilidad y la insistencia en la minimización de costos es del todo consistente
con la filosofía de mejoramiento continuo de Deming y Juran. La filosofía de Taguchi implica tres
ideas centrales.
1.- Los productos y procesos deben diseñarse de modo que sean robustos ente las fuentes de
variabilidad externas.
2.- Los métodos de diseño experimental son un instrumento técnico
3.- La operación según lo especificado es más importante que el apego a las especificaciones.
Los métodos Taguchi ayudan a poner en práctica estas ideas .
27
4.4.- Control Estadístico del Proceso.
"Todo proceso que se realiza durante algún tiempo es sujeto ha variaciones. Algunas de estas
variaciones no son significativas y por eso se ignoran no aplicándose ninguna acción correctiva.
Otras son tan significativas que acciona las señales de alarma del sistema de control. Estas
variaciones significativas son alejamientos esporádicos del estándar y requieren que el personal
responsable para el control tome los pasos necesarios para restaurar el estándar".[5]
La causa es la variación. La variación en materiales, en las condiciones de las máquinas, en los
métodos de trabajo y en la inspección, son las causas de los productos defectuosos. Si no existen
ninguna de estas variaciones, todos los productos serian idénticos y ni habria variaciones en la
calidad.
Los productos defectuosos son causados por las variaciones. Si estas variaciones se reducen,
seguramente disminuirán los productos defectuosos. Para reducir el número de productos
defectuosos, la primera acción necesaria es hacer un diagnóstico correcto para ver cuales son las
verdades causas de los defectos. Los método estadísticos es un medio eficaz para hacer
diagnósticos.Los métodos estadísticos son herramientas eficaces para mejorar el proceso de
producción y reducir sus defectos.
Las herramientas estadísticas dan objetividad y precisión a las observaciones. Estas herramientas
pueden ayudar a un equipo a visualizar un proceso, localizar problemas, hallar sus causas y
determinar soluciones. También proporcionan una manera de evaluar los cambios propuestos.
Las premisas de la manera de pensar estadística son:
1. Déle mayor importanciaa los hechos que a los conceptos abstractos.
2. No exprese los hechos en términos de sentimientos y de ideas. Utilice cifras derivadas de los
resultados específicos de la observación.
3. Los resultados de las observaciones, acompañados como están por el error y la variación, son
parte de un todo oculto. Encontrar ese todo oculto es la finalidad última de la observación.
4. Acepte como información confiable, la distribución normal que aparece cuando hay un gran
número de observaciones.
4.4.1.- El diagnóstico de los procesos.[24]
Aunque las causas de la variación en la calidad son innumerables, no toda causa afecta a la calidad
en el mismo grado. Algunas la afectan enormemente, mientras que otras, aunque teóricamente
consideradas como muy importantes, tienen poco efecto sobre la variación en la calidad cuando se
controlan adecuadamente.
Las innumerables causas concebibles pueden categorizar en dos grupos, el primero de los cuales
consiste en un pequeño número de causas que, sin embargo, tienen un gran efecto (los pocos
vitales) y en segundo grupo que incluye muchas causas que tienen sólo efectos menores (los pocos
28
triviales). Generalmente, no hay muchos factores que realmente causen defectos. Este hecho se
llama principio de Pareto.
Lo que necesitamos es encontrar las pocas causas vitales de los productos defectuosos y elinúnar
estas causas después de que se hayan identificado claramente.
4.4.2.- Cómo obtener los datos.
Establecer objetivos claros
Antes de recoger la información, es importante detemúnar que se va hacer con ella.
En el control de calidad, los objetivos de la recolección de información son:
1.- El control y monitoreo del proceso de producción.
2.- El análisis de lo que no se ajusta a las normas.
3. - La inspección.
Es importante recordar que "El propósito de la colección de datos es cumplir con el compronúso
de la empresa de producir un producto o servicio que cumpla con los requisitos de los clientes".[5]
Establecer una forma apropiada de recoger los datos.
Cuando se recogen los datos, es importante organizarlos adecuadamente para facilitar su
procesamiento posterior.
El origen de los datos debe registrase claramente. Los datos cuyo origen no se conoce con
claridad se convierten en información inútil.
Los datos deben registrase de tal manera que puedan utilizarse fácilmente.
Las hojas de registro
Una hoja de registro es un formato preimpreso en el cual aparecen los puntos que se van a
registrar, de tal manera que los datos puedan recogerse fácil y concisamente. Sus objetivos
principales son:
1.- Facilitar la recolección de los datos.
2.- organizar automáticamente los datos de manera que puedan usarse con facilidad
más adelante.
Tipos de hoja de registro.
Hoja de registro para la distribución del proceso de producción.
Hoja de registro de puntos defectuosos.
Hoja de registro de localización de defectos.
Hojas de registro de la localización del defecto.
4.4.3.- Diagramas de flujo [15]
Los diagramas de flujo son esquemas que describen paso a paso una actividad y se usan para
planificar las etapas de un proyecto o para describir el proceso que se está estudiando.
Tipos de diagramas de flujo:
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Diagrama de flujo arriba-ahajo.
Un diagrama de flujo arriba-abajo es una descripción de los pasos más importantes en un proceso
o proyecto. Al limitar las cantidad de información que se usa en el diagrama, el diagrama de flujo
arriba abajo obliga a la gente a concentrar su pensamiento es aquellos pasos que sean
absolutamente necesarios para el proceso. La descripción que resulta, por lo tanto, sólo el trabajo
útil, omitiendo la inspección, el repetir el trabajo y otros pasos que sean desarrollado para detectar
o responde a los problemas de calidad.
Diagrama de flujo detallado.
Un diagrama de flujo detallado, según indica su nombre, es un diagrama de flujo que incluye
mucha información acerca de lo que ocurre en cada etapa del proceso, incluye los circuitos
causados por tener que repetir el trabajo. Generalmente, los diagramas de flujo Arriba - abajo son
suficientes, pero algunos equipos necesitan más detalles para poder entender dónde ocurren
problemas.
Diagrama de flujo de trabajo.
Un diagrama de flujo de trabajo es un dibujo de los movimientos de la gente, los materiales los
documentos o la información en un proceso. Este se crea al trazar estos movimientos en un
bosquejo del plano o un mapa similar del área de trabajo. Lo útil de estos bosquejos reside en su
capacidad de ilustrar la ineficiencia de un sistema en forma clara.
Diagrama de despliegue.
Un diagrama de despliegue combina dos ideas: lo que pasa en un proceso o proyecto (las tareas
realizadas) y quien es el responsable en cada paso. Estos diagramas muestran los pasos principales
de un proceso, de la misma forma que en el nivel superior de un diagrama de flujo arriba-abajo,
junto con las personas que son el centro de actividad de ese paso. Estos diagramas son útiles para
los equipos de proyectos y los equipos de gerencia, para llevar la cuenta de cada persona o grupo
debe hacer, para saber donde encaja la gente en la secuencia y cómo se relacionarán con las otras
personas de la etapa.
4.4.4.- Diagrama de Pareto.
"Para localizar áreas en donde potencialmente la mejora puede ser mayor para la reducción de
defectos se utiliza la herramienta llamada el Análisis de Pareto. Esto a su vez se basa en el
principio de Pareto conocido como la ley 80% - 20% ó pocos vitales, muchos triviales. Este
principio reconoce que unos pocos elementos de un conjunto ( el 20% ), generan la mayor parte del
defecto (el 89%9, el resto de los elementos generan muy poco del efecto total. En control de
calidad, la mayor parte del tiempo, perdido, desecho, retrabajo, fallas posventas, etc. se deben a
unos "pocos vitales" productos, defectos, componentes, proceso, diseño, operaciones, etc." [5]
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Diagramas de Pareto de fenómenos.
Este es un diagrama en el cual se relacionan los resultados indeseables, y se utiliza para averiguar
cuál es el principal problema, como calidad, costos, tiempo de entrega, seguridad etc[24].
Diagramas de Pareto de causas.
Este es un diagrama en el cual se relacionan los resultados indeseables, y se utiliza para averiguar
cuál es el principal problema, operario, máquina, materia p·rima, método de trabajo.[24]
4.4.5.- Diagramas de causa-efecto o espina de pescado.
El resultado de un proceso puede atribuirse a una multitud de factores, y es posible encontrar la
relación causa efecto de esos factores. Podemos determinar la estructura o una relación múltiple
de causa-efecto observándola sistemáticamente. Es dificil solucionar problemas complicados sin
tener en cuenta esta estructura, la cual consta de una cadena de causas y efectos, y el método para
· expresar esto es forma sencilla y fácil es un diagrama de causa-efecto.[24]
Un diagrama de espina de pescado es un método gráfico que refleja la relación entre una
característica de calidad (muchas veces un área problemática) y los factores o variables que
contribuyen a ella. [5]
Actualmente, el diagrama se usa no solamente para observar las características de calidad de los
productos sino también en otros campos, y ha sido ampliamente aplicado en todo el mundo.
Diagrama de Pareto y diagrama Causa-Efecto.
Para la solución de problemas deben usarse varios métodos conjuntamente, y la combinación de un
diagrama de Pareto con un diagrama de Causa-Efecto es especialmente útil.
4.4.6.- Definiciones Operativas.
Una definición operativa describe lo que algo es y como debe medirse. Por ejemplo, una definición
operativa de "temperatura del baño" podría ser: el promedio de tres dimensiones de temperatura
en el tanque #7B 104, una toma a seis centímetros del fondo cerca del lado izquierdo, otra toma a
seis centímetros de la superficie, a doce centímetros del borde, y otra toma al centro a treinta
centímetros por debajo de la superficie.
4.4. 7 .- Loshistogramas.
Si pudiéramos recoger datos sobre un proceso en el cual todos los factores (hombre, máquina,
material, método, etc.) fueran perfectamente constantes, los datos sobre cada uno de estos
factores conservarían su valor. Sin embargo, en la realidad es imposible mantener todos los
factores constantes todo el tiempo. Estrictamente hablando, aun algunos factores que suponemos
constantes, no pueden ser perfectamente constantes. Es inevitable que los valores en un conjunto
de información tenga variaciones. Los valores que toma un factor a través del tiempo no son
siempre los mismos, pero eso no quiere decir que estén determinados de una manera desordenada.
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Aunque los valores cambian todo el tiempo, están gobernados por cierta regla, y ésta es que los
datos tienen una determinada distribución.[24]
Los datos obtenidos de una muestra sirven como base para decidir sobre la población. mientras
más grande sea la muestra, más infonnación obtendremos sobre la población. Pero un aumento en
el tamaño de la muestra también implica un aumento en la cantidad de datos, y esto puede llegar a
hacer dificil comprender la población a partir de esos datos, aun cuando se organicen en tablas. en
ese caso, necesitamos un método que nos pennita comprender la población de un vistazo. Un
histograma responde a esa necesidad. La organización de un buen número de datos en un
histograma nos permite comprender la población de manera objetiva.
4.4.8.- Diagramas de dispersión
En la práctica frecuentemente es necesario estudiar la relación de correspondencia de dos
variables. Por ejemplo, ¿hasta qué punto se afectarán las dimensiones de una parte de una
máquina por el cambio en la velocidad de un piñón? O suponga que a usted le gustaría controlar la
concentración de un material donde es preferible sustituir la medición de la concentración por la
gravedad específica, porque pr!cticamente resulta más fácil medirla. Para estudiar la relación
entre dos variables tales como la velocidad del piñón y las dimensiones de una parte, o la
concentración y la gravedad específica, puede usarse lo que se llama un diagrama de dispersión.
Las dos variables que trataremos pueden enmarcarse así:
Una característica de calidad y un factor que la afecta.
Dos características de calidad relacionadas.
Dos factores relacionados con una sola característica de calidad.
4.4.9.- Gráfica de tiempo
Muchos de los factores que afectan un proceso, cambian a medida que pasa el tiempo: los
ingredientes se descomponen, nuevas personas se emplean, las herramientas y los equipos se
desgastan, los proveedores hacen cambios de vez en cuando. Cualquiera de estos cambios puede
afectar los datos recopilados en un proceso a través del tiempo. Detectar estos cambios
recopilados en un proceso a través del tiempo, es un paso esencial para lograr mejores tendencias
o patrones relacionados con el tiempo, es un paso esencial para lograr mejoras duraderas. Y la
mejor fonna de detectar el efecto de estos cambios es el gráficar las mediciones pertinentes con
respecto al tiempo.
4.4.10.- Gráficas de control
"Una carta de control es una comparación gráfica de datos que reflejan el comportamiento del
proceso con los limites de control calculados, que se trazan como líneas límites en la carta. "[5].
Los límites de control, uno de ellos colocado en por encima de la línea central y otro por debajo,
y en unos valores característicos registrados en la gráfica que representa el estado del proceso. Si
todos los valores ocurren dentro de los límites de control, sin ninguna tendencia especial, se dice
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que el proceso está en estado controlado. Sin embargo, si ocurren fuera de los límites de control
o muestran una forma peculiar, se dice que el proceso está fuera de control.
La calidad de un producto manufacturado por medio de un proceso inevitablemente sufrirá
vanac1ones. Estas variaciones tienen causas y estas últimas pueden clasificarse en los siguientes
tipos:
Causas debidas al azar (aleatorias).
Las variaciones debidas al azar son inevitables en el proceso, aun si la operación se realiza usando
materia prima y métodos estandarizados. No es práctico eliminar el azar técnicamente y en forma
económica por el momento.
Causas asignables (atribuibles).
La variación debida a causas asignables significa que hay factores significativos que pueden ser
investigados.
Cuando los puntos se ubican por fuera de los límites de control o muestran una tendencia
particular, decimos que el proceso esta fuera de control, y esto equivale a decir, "existe variación
por causas asignables y el proceso está en un estado de descontrol". Para controlar un proceso, se
requiere poder predecir el resultado dentro de un margen de variación debido al azar.
Para hacer una gráfica de control es necesario estimar la variación debida al azar. Para esto se
dividen los datos en subgrupos dentro de los cuales el lote de materia prima, las máquinas, los
operadores y otros factores son comunes, de modo que la variación dentro del subgrupo puede
considerase aproximadamente la misma que la variación por causas debidas al azar.
Hay varias clases de gráficas de control, dependiendo de su propósito y de las características de la
variable. En cualquier tipo de gráfica de control el límite de control se calcula usando la siguiente
fórmula [24]:
(valor promedio) ±3 * (desviación estándar),
donde la desviación estandar es la variación debida al azar. Este tipo de gráficas de control se
llama una gráfica de control de 3-sigma.
4.4.11.- Tipos de gráficas de control.
Hay dos tipos de gráficas de control, , una para valores continuos y otra para valores discretos.
"El tipo de gráficas que se utiliza depende de las características (variable de respuesta) que se
desea controlar" [5]. Las ventajas y desventaja de cada tipo ver referencia [5].
Valor continuo:
Gráfica x - R (Valor promedio y rango)
Gráfica X (Variable de medida)
Valor discreto:
Gráfica pn (Número de unidades defectuosas)
Gráfica p (fracción de unidades Defectuosas)
Gráfica c (Número de defectos)
Gráfica u (número de defectos por unidad).
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GrlJfica x :R
Esta se usa para controlar y analizar un proceso en el cual la característica de calidad del producto
que está medida toma valores continuos, tales como longitud, peso o concentración, y esto
proporciona la mayor cantidad de información sobre el proceso. x representa un valor promedio
de un subgrupo y R representa al rango del subgrupo. Una gráfica R se usa generalmente en
combinación con una gráfica x para controlar la variación dentro de un subgrupo.
Gráficax,
Cuando los datos de un proceso se registran durante intervalos largos o los subgrupos de datos no
son efectivos, se gráfica cada dato individualmente y esa gráfica puede usarse como gráfica de
control. debido a que no hay subgrupo el valor R no puede calcularse, se usa el rango móvil !U' de
datos sucesivos para el cálculo de los limites de control de x.
Gráfica pn, Gráfica JJ,
Estas gráficas se usan cuando la característica de calidad se representa por número de unidades
defectuosas o fracción defectuosa. Para una muestra de tamaño constante, se usa una gráfica de
pn del numero de unidades defectuosas, mientras que una gráfica p de la fracción de defectos se
usa para una muestra de tamaño variable.
Gráfica c, Gráfica u.
Estas se usan para controlar y analizar un proceso por los defectos de un producto, tales como
rayones en placas de metal, número de soldaduras defectuosas de un televisor o tejido desigual es
telas. Una gráfica e referida al número de defectos, se usa para un producto cuyas dimensiones
son constantes, mientras que una gráfica u se usa para un producto de dimensión variable.[24]
4.12.- Estratificación y análisis Esto es/Esto no es.
La estratificación y el análisis esto es/ esto no es, son dos maneras de hacer un partición o
estratificación los datos de manera de exportar los patrones fundamentales. Descubrir
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