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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICE-RECTORADO “LUIS CABALLERO MEJÍAS” DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA INDUSTRIAL CÁTEDRA: CONTROL DE CALIDAD MUESTREOS DE INSPECCIÓN Profesor: Integrantes: Iglesias Miguel Reales Yisbel. Exp. 2011203006 Pérez Yeselys. Exp. 2011103166 Caracas, julio 2015 2 INTRODUCCIÓN El Departamento de Control de Calidad es un área fundamental para toda empresa ya que depende de ella la calidad del producto y la satisfacción de los proveedores y consumidores de lo fabricado. El control de recepción o muestreo de aceptación es el que se aplica al recibir materias primas, productos elaborados o servicios administrativos que serán introducidos en un proceso de fabricación y/o administrativo para comprobar cómo cumplen unas especificaciones de calidad. Sus técnicas suponen un compromiso de calidad entre fabricante y comprador o personal de servicio y usuario. Para el alcance de la excelencia este departamento trabaja con diversos métodos de estudio de inspección, es por ello que en la presente investigación se reflejan los métodos más usados por el departamento de control de calidad como lo son: el método de inspección simple y doble, aunque algunas veces también se utiliza el múltiple. Se reflejara la definición de términos para el mejor entendimiento y manejo de dichos métodos y a su vez la explicación de cómo se maneja una inspección, las ventajas de desventajas de los métodos de estudio y la importancia de estos; de igual forma ejemplos donde se puede representar el manejo de los mismos basándose en lo teórico pero a nivel práctico. 3 MUESTREO A nivel empresarial el departamento de control de calidad viene siendo la base fundamental de la misma, ya que es la encargada de realizar mediante cualquier mecanismos, acciones, herramientas que realizan para detectar la presencia de errores en cualquier área que genere un producto en la empresa siendo esta de suma importancia. Control de Calidad trabaja con diversos métodos que le facilita el trabajo y garantiza la calidad de la producción; entre esos métodos se tiene: muestreo de inspección simple y doble. El Muestreo en el método de inspección consiste en examinar una unidad de producto o característica y clasificarla como “buena” o “defectuosa”. La acción a tomar después de esto se decide contando el número de defectuosas encontradas. El objetivo de la inspección para la aceptación es la de decidir si un lote de producto debe o no ser aceptado, habiéndose fijado de antemano las características que definan el plan de muestreo (nivel de calidad aceptable, la calidad límite y los riesgos del productor/consumidor). Existen 3 tipos de niveles con el que se puede determinar una falla o un defecto entre esos niveles se puede mencionar: • Mayores: Vuelven inútil el artículo • Menores: Hacen el artículo menos útil de lo que debería ser pero no necesariamente inútil. • Crítico: Vuelven al artículo no solamente inútil sino peligroso. De igual forma el método de inspección presenta unos niveles que definen la relación del tamaño del lote y el tamaño de la muestra, tamaño de lote grande y tamaño de muestra mayor (no en proporción directa). 4 Existen tres niveles generales: I, II, III: Nivel I: se usa cuando se requiere menos desecho y nivel III cuando se puede desechar una mayor cantidad. Nivel II: será utilizado a menos que se indique otro nivel. Cuatro niveles especiales S1, S2, S3 Y S4. El objetivo de los niveles especiales es que el tamaño de muestra sea pequeño cuando es realmente necesario. También este método viene dado por tres tipos como lo son: normal, rigurosa y reducida, que se pueden definir de la siguiente manera: Normal: Se usa para asegurar una alta probabilidad de aceptación cuando la calidad del proceso es superior al NCA (nivel de calidad aceptable) y no hay porque sospechar que el proceso no tiene un nivel aceptable. Rigurosa: Se usa cuando el criterio de aceptación es más estricto que en la inspección normal. Se determina este, cuando la inspección de lotes anteriores consecutivos indica que la calidad del proceso es inferior al NCA. Reducida: Cuando existe evidencia de que la calidad de la producción es mejor que el NCA en forma consistente se pueden utilizar un plan de muestreo cuyo tamaño de muestra es de 2/5 partes del correspondiente a inspección normal. En el momento de encontrar un lote rechazado se vuelve a la inspección normal. 5 CONCEPTOS FUNDAMENTALES Para el mejor entendimiento de este tema se debe manejar algunos conceptos básicos entre esos se pueden determinar los siguientes: Muestreo: Es una herramienta de la investigación científica. Su función básica es determinar que parte de una realidad en estudio (Población o universo) debe examinarse con la finalidad de hacer inferencias sobre dicha población. Muestra: Consiste en una o más unidades del producto que se tomen de un lote o de una producción unitaria, estas unidades de la muestra deberán ser tomadas al azar sin aferrarse su calidad. El número de unidades del producto dentro de la muestra se denomina tamaño de la muestra. Muestreo representativo: Siempre que sea posible, el número de unidades en la muestra se debe seleccionar en proporción con el tamaño de los sub-lotes o porciones de una producción unitaria, que puedan ser identificados con algún criterio racional. Las unidades de cada una de las partes del lote o porciones de la producción se deben de tomar al azar. Inspección: Es el proceso de medición, examen, comprobación y otra forma de comparación de la unidad del producto con las especificaciones. 6 Unidad del producto: Es el objeto que se examina a fin de determinar su clasificación como defectivo o no defectivo o bien para contarle el número de defectos. Podría consistir en un solo artículo, en un par, en un conjunto, una longitud, un área, una operación, un volumen, un componente para un producto final, el mismo producto final, la unidad del producto puede o no ser la misma de la de compra. Tiempo de muestreo: Las muestras se pueden tomar después de que se hayan reunido todas las unidades que formen el lote o la producción unitaria o se pueden tomar durante la formación del lote o producción. Interrupción de una inspección: En el caso de que 10 lotes consecutivos o producciones en una inspección severa se encuentren una cantidad considerable de defectos que hagan que se rechacen los lotes; se deberá interrumpir la inspección y quedará pendiente para tomar acción en la mejora de calidad del material presentado. Defecto: Es cualquier discrepancia o inconformidad del producto con respecto a requisitos especificados Unidad defectuosa o defectivo: Es una unidad con uno o más defectos Falta de conformidad: El grado de la falta de conformidad de un producto se debe expresar, ya sea en función del porciento defectivo o en función de los defectos por cada cien unidades. 7 Por ciento defectivos: Es igual a cien veces el número de unidades defectivas contenidas en el producto, divididas entre el número total de unidades que forman el producto. Defectos por cada cien unidades: Es igual a cien veces el número de defectos contenidos en las unidades (es posible que uno o más defectos en cada unidad del producto), dividido entre el número total de unidades que forman el producto. PLAN DE MUESTREO El plan de muestreo consiste en seleccionaraleatoriamente una parte representativa del lote, inspeccionarla y decidir si cumple con las especificaciones de calidad, para llegar a esto se deben de consultar tablas y fijar los niveles de calidad que son aceptables para la empresa y para los clientes o proveedores. Entre los modelos de muestreo de inspección se tiene: PLAN DE MUESTREO SENCILLO Consiste en un tamaño de muestra y un número de aceptación ambos fijados de antemano. • El número de unidades que se deben inspeccionar deberá ser igual al tamaño de la muestra dado por el plan. • Si el número de defectivos encontrados en la muestra es igual o menor que el número de aceptación, se debe considerar como aceptable el lote o producción unitaria. 8 • Si el numero de defectivos es igual o mayor que el numero de rechazo, el lote o producción se debe rechazar. Ejemplo: Muestreo sencillo tamaño de la muestra: 125 número de aceptación: 5 defectivos número de rechazo: 6 defectivos. Pasos para selección del plan de muestreo simple: 1. Nivel de calidad aceptable. 2. Determinar el nivel de inspección en función de su coste (nivel I, II, III, o niveles especiales). 3. Con el tamaño del lote y el nivel de inspección anterior ir a la tabla de códigos y encontrar el código de inspección. 4. Determinar el plan de inspección: normal, riguroso (o estricto) y reducido. 5. Con el código de inspección y el plan de inspección, acudir a la tabla correspondiente: tabla de inspección normal, reducida o estricta, y encontrar el plan de muestreo. 6. Tomar la muestra y ejecutar la inspección. Con el resultado evaluar un posible cambio de plan. VENTAJAS Cuando se está usando muestreo por atributos y el fabricante está produciendo una calidad más mala que el NCA (nivel de calidad aceptable), un plan de muestreo bien elegido debe rechazar suficientes lotes para que se justifique el mejoramiento de la calidad sin demora alguna. Se sabe que cuando la producción está bajo control se puede esperar una calidad mejor que el NCA. Desventajas • El establecer el NCA no garantiza que el comprador no acepte lotes de baja calidad. • Si la calidad de los lotes es ligeramente peor que el NCA, algunos lotes de baja calidad serán aceptados antes de cambiar a inspección rigurosa. 9 PLAN DE MUESTREO DOBLE Es un sistema en el cual se toma una primera muestra que es menor que la podría ser tomada para un muestreo sencillo. Si la calidad de la primera muestra es suficientemente buena o suficientemente mala el lote puede ser aceptado o rechazado inmediatamente. Solamente en el caso intermedio se toma una segunda muestra y se examina para decidir si se acepta o se rechaza el lote. Ejemplo: • Primera muestra: 125 • Número de aceptación: 1 defectivo • Número de rechazo: 4 defectivos • Segundo tamaño de muestra: 125 • Tamaño de muestra combinada: 250 • Número de aceptación: 4 defectivos • Número de rechazo: 5 defectivos Entre los tipos de muestreos antes mencionados se pudo observar la diferencia entre ellos, por la cual se puede comparar de la siguiente manera: • Simplicidad > • Tamaño promedio de muestra • Variabilidad en el tamaño de la muestra. • Facilidad de extraer unidades de muestra • Duración de la prueba 10 REGLAS DE CAMBIO DE TIPOS DE PLAN • Normal a riguroso se debe implementar cuando se rechazan 2 de 5 lotes, o menos de 5 lotes consecutivos. • Riguroso a normal se implementa cuando 5 lotes consecutivos son aceptados. • Normal a reducido se implementa cuando se considera que la producción se encuentra controlada (estado estacionario). • Suspensión de la inspección se implementa cuando se rechazan 5 lotes consecutivos bajo inspección rigurosa. • Reducido a normal. MUESTREO DE INSPECCIÓN SIMPLE El muestreo de inspección simple es un procedimiento en el que se toma una muestra aleatoria de n unidades del lote para su inspección y determinación del destino del mismo en función de la información procedente de la muestra. Consiste, por tanto, en fijar de modo preciso un par de números (n, c), donde n es el tamaño de la muestra y c el número máximo de unidades defectuosas que puede tener la muestra para que el lote sea aceptado. El muestreo de inspección simple es la técnica más sencilla para determinar la aceptación de un lote, donde éste se somete a una muestra única. Si consideramos un lote de tamaño N y tomamos una muestra de tamaño n y se define un número de aceptación c, el lote se acepta si la muestra tiene un número de unidades defectuosas X menor o igual a c. Si esta condición no se cumple, entonces el lote se rechaza. El siguiente diagrama describe el procedimiento: 11 FIG. 1. PROCEDIMIENTO DEL MUESTREO DE INSPECCIÓN SIMPLE. EJEMPLO DE MUESTREO DE INSPECCIÓN SIMPLE Se tiene un lote de tamaño de 1.000 unidades sobre el cual se desea realizar un muestreo de inspección simple tomando una muestra de tamaño 80 unidades y definiendo como número de aceptación 4 unidades, es decir, se aceptará el lote completo si de la muestra se obtiene un máximo de 4 unidades defectuosas. Considerando que históricamente los lotes de similares características han presentado un 5% de unidades defectuosas, se necesita estimar la probabilidad de aceptación del lote. En la notación descrita anteriormente, el muestreo queda definido por N=1.000, p=5% y (n,c)= (80,4). Para estimar la probabilidad de aceptación del lote se puede utilizar la distribución de Poisson la cual generalmente se encuentra tabulada en los textos de Gestión de Calidad o alternativamente se puede estimar de forma sencilla a través de una planilla de cálculo. Se utiliza generalmente la Distribución de Poisson cuando se cumplen en forma conjunta los siguientes requisitos: n>15; 12 p<10%; N > 10*n. Es importante destacar que en cuanto al tamaño de la muestra que tienen ciertas diferencias en los criterios, donde se requiere a veces sólo un tamaño de muestra superior a 12 o 13. Si la muestra es "pequeña" (se asume un tamaño de muestra inferior a 15 unidades) se recomienda utilizar para la estimación la distribución Binominal. En el ejemplo se cumplen las condiciones para utilizar la distribución de Poisson. Un parámetro de entrada para esta distribución es n*p=80*0,05=4. Luego se busca en la tabla el cruce de dicho valor para c=4. FIG. 2. DISTRIBUCIÓN DE POISSON. TABLA DE PROBABILIDADES. Se concluye que la probabilidad de aceptación del lote es de un 62,9% . Si por ejemplo el valor de c hubiese sido 3, la probabilidad de aceptación del lote sería sólo de un 43,3% lo cual es lógico al ser este plan de muestreo más restrictivo. Entonces se tiene una probabilidad de 37,1% de rechazar el lote, lo que indica esta probabilidad es que se puede encontrar mas de 4 artículos defectuosos. 13 MUESTREO DE INSPECCIÓN DOBLE El muestreo de inspección doble es la extensión natural del muestreo de inspección simple. Se toma una muestra de n1 unidades y se observan las unidades defectuosas. Si el número de defectuosos no excede el número de aceptación c1 se acepta el lote. Si en cambio excede c1 pero no excede c2 se toma una segunda muestra de tamaño n2 y se contabilizan los defectos acumulados de la primera y segunda muestra. Si este acumulado de unidades defectuosas no excede c2 se acepta el lote y en caso contrario se rechaza. Notar que si el número de unidades defectuosas de la primera muestra es mayor a c2 no es necesario tomar una segunda muestra y el lote se rechaza inmediatamente. Es prácticamente igual (en procedimiento) al plan de muestreo doble. El siguiente diagrama resume el procedimiento descrito: FIG. 3. DIAGRAMA DE PROCESO DEL MUESTREO DE INSPECCIÓN DOBLE. 14 EJEMPLO DE MUESTREO DE INSPECCIÓN DOBLE Se considera un lote de tamañode N=1.000 unidades sobre el cual se quiere realizar un muestreo doble que tiene las siguientes características: (n1,c1)=(50,2) y (n2,c2)=(10,4). El porcentaje histórico de unidades defectuosas en lotes de similares características ha sido de un p=2% . Se desea estimar la probabilidad de aceptación del lote. Un paso usual para abordar esta clase de procedimientos es desarrollar un diagrama que muestre las distintas combinaciones que permiten aceptar un lote luego de ser expuesto al plan de muestreo. En este caso en particular el diagrama es el siguiente: FIG.4. DIAGRAMA DE COMBINACIONES PARA EL MUESTREO DE INSPECCIÓN DOBLE. Por ejemplo, si en la primera muestra se encuentran 3 unidades defectuosas se aplica una segunda muestra de tamaño 10, donde se aceptará el lote si la cantidad de unidades defectuosas en esta muestra es 0 o 1 (con esto se tiene un acumulado de defectuosos en ambas muestras menor o igual a c2=4). Para estimar la probabilidad de aceptación del lote en el caso de la primera muestra se utiliza la distribución de Poisson. En el caso de la segunda muestra se utiliza la distribución Binominal. 15 En resumen la probabilidad de aceptación del lote queda definida por la expresión, donde Pp se refiere a una probabilidad obtenida a través de la distribución de Poisson y Pb una probabilidad obtenida con la Distribución Binominal: PA = Pp(0) + Pp(1) + Pp(2) + Pp(3)*[Pb(0) + Pb(1)] + Pp(4)*Pb(0) Las probabilidades se pueden calcular fácilmente haciendo uso de una planilla de cálculo. La siguiente imagen muestra las fórmulas utilizadas. Notar que ambos casos el argumento "Falso" en la fórmula indica que sólo se requiere estimar la probabilidad puntual y no acumulada. FIG. 5. PLANILLA DE CÁLCULO PARA LAS PROBABILIDADES. En consecuencia la probabilidad de aceptación del lote es: PA = 0,3679 + 0,3679 + 0,1839 + 0,0613*[0,8171 + 0,1667] + 0,0153*0,8171 = 99,25% Se concluye que la probabilidad de aceptación del lote es de un 99,25%. 16 MUESTREO DE INSPECCIÓN MULTIPLE El muestreo de inspección múltiple en su caso típico permite incorporar un nivel adicional de inspección al plan de muestreo doble. Si bien, conceptualmente se puede extender aún más, desde el punto de vista práctico no es relevante. Su utilización se muestra a través del siguiente ejemplo: Considerando un lote de tamaño de N=3.000 unidades sobre el cual se quiere realizar un muestreo múltiple que tiene las siguientes características: (n1,c1)=(7,1), (n2,c2)=(50,2), (n3,c3)=(80,3). El porcentaje histórico de unidades defectuosas en lotes de similares características ha sido de un p=4% . Se desea estimar la probabilidad de aceptación del lote. Como primer paso se construye un diagrama que muestre las distintas combinaciones que permiten aceptar un lote luego de ser expuesto al plan de muestreo descrito. En este caso en particular el diagrama es el siguiente: FIG. 6. DIAGRAMA DE COMBIINACIONES PARA MUESTREO MULTIPLE. Por ejemplo, si en la primera muestra se encuentran 2 unidades defectuosas se aplica una segunda muestra de tamaño 50, donde se aceptará el lote si la cantidad de unidades defectuosas en esta muestra es exactamente 0. En caso que en la segunda muestra se obtenga 1 unidad defectuosa se debe realizar un tercer muestreo donde será necesario no encontrar unidades defectuosas para 17 poder aceptar el lote (con esto se tiene un acumulado de defectuosos en las tres muestras menor o igual a c3=3). Para estimar la probabilidad de aceptación del lote en el caso de la primera muestra se utiliza la distribución binominal. En el caso de la segunda muestra se utiliza la distribución de Poisson. En el caso de la tercera muestra se utiliza la distribución de Poisson. La probabilidad de aceptación del lote queda definida por la siguiente expresión donde Pp se refiere a una probabilidad obtenida a través de la distribución de Poisson y Pb una probabilidad obtenida con la Distribución binominal: PA = Pb(0) + Pb(1) + Pb(2)*Pp(0) + Pb(2)*Pp(1)*Pp(0) + Pb(3)*Pp(0)*Pp(0) Las probabilidades se pueden calcular fácilmente haciendo uso de una planilla de cálculo. La siguiente imagen muestra las fórmulas utilizadas. Notar que ambos casos el argumento "Falso" en la fórmula indica que sólo se requiere estimar la probabilidad puntual y no acumulada. 18 FIG. 7. PLANILLA DE CÁLCULO PARA HALLAR LAS PROBABILIDADES EN MUESTREO MÚLTIPLE. En consecuencia la probabilidad de aceptación del lote es: PA = 0,7514 + 0,2192 + 0,0274*0,1353 + 0,0274*0,2707*0,0408 + 0,0019*0,1353*0,0408 = 97,46% Se concluye que la probabilidad de aceptación del lote es de un 97,46%. 19 CONCLUSIÓN Una muestra es una porción que se toma para evidenciar la calidad de un conjunto. El muestreo de aceptación es la inspección por muestras en la que se toma la decisión de aceptar o no un producto o servicio; también la metodología que trata de los procedimientos por los que las decisiones de aceptar o no se basan sobre los resultados de la inspección de las muestras. Primero que nada, se debe saber que inspección hacer para tener aceptación, la cual se realiza en muchas de las etapas de la producción. A la hora de recibir los materiales o piezas o materia prima, durante la manufactura, al terminarlo y ya que el producto es comprado por el consumidor. Esta inspección para aceptación es en gran parte sobre la base de muestreo. Claro que con ningún procedimiento de muestreo se puede eliminar el producto no conforme. La decisión del tipo de muestreo por lo general a criterio propio (encargado del área de control de calidad), pero casi siempre depende de la cantidad de producción, pero teniendo en cuenta que mientras mas complejo se vuelve el muestreo, mayor precisión se tendrá en los resultados. http://www.monografias.com/trabajos11/tebas/tebas.shtml http://www.monografias.com/trabajos11/conge/conge.shtml http://www.monografias.com/trabajos12/elproduc/elproduc.shtml http://www.monografias.com/trabajos14/verific-servicios/verific-servicios.shtml http://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtml http://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtml http://www.monografias.com/trabajos16/estrategia-produccion/estrategia-produccion.shtml http://www.monografias.com/trabajos14/propiedadmateriales/propiedadmateriales.shtml http://www.monografias.com/trabajos14/costosbanc/costosbanc.shtml#MATER http://www.monografias.com/trabajos14/manufact-esbelta/manufact-esbelta.shtml http://www.monografias.com/trabajos5/comco/comco.shtml#aspe http://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtml 20 BIBLIOGRAFÍA Gestión de Calidad Total. Pagina web en línea. Disponible: http://www.gestiondecalidadtotal.com/muestreo_simple.html [Consulta: 17/07/2015] Gestión de Calidad Total. Pagina web en línea. Disponible: http://www.gestiondecalidadtotal.com/muestreo_doble.html [Consulta: 17/07/2015] Gestión de Calidad Total. Pagina web en línea. Disponible: http://www.gestiondecalidadtotal.com/muestreo_multiple.html [Consulta: 17/07/2015] Tema 5. Muestreo para la aceptación. Documento en línea. Disponible: http://ocw.usal.es/eduCommons/ciencias-sociales-1/control-estadistico -de-la-calidad/contenido/ocw_cabero/01_asignaturaCC/Temario/Tema5.pdf [Consulta: 17/07/2015] Control Estadístico de la Calidad Vicente Carot Alonso. Editorial Alfaomega
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