taller de ingenierÍa industrial clase 4: ingeniería y control de calidad ing. felipe torres
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TALLER DE INGENIERÍA INDUSTRIALClase 4: Ingeniería y control de calidad
Ing. Felipe Torres
¿Qué es calidad?
Calidad se entiende por satisfacción o superación de las expectativas del cliente.
Se puede representar como: Cumplimiento de las especificaciones
anunciadas del producto o servicio (duración, resistencia, consumo, tiempo de entrega, etc)
Valor del producto o servicio entendido como el valor y su propósito
Servicio al cliente, antes y después de la venta
Filosofía de calidad
Los cambios en las organizaciones hacen de la calidad un tópico muy relevante para cualquier industria de manufactura o de servicios Empresas de manufactura están presionadas por
aumentar su calidad y disminuir costos Empresas de servicios buscar reducir los tiempos
de ciclo y aumentar satisfacción de sus clientes Existen múltiples formas de medir y controlar
la calidad de los procesos y estándares que regulan la calidad de los productos o servicios.
Conceptos modernos de calidad W. Edward Deming ,
propone que la calidad es responsabilidad de la gerencia. Propone que los directores promuevan ambientes organizacionales donde los problemas de calidad fueran detectados y resueltos.
W. Joseph M. Juran, propone que la excelencia en calidad requería de iniciativas de mejoramiento continuo y una capacitación constante en todos los niveles
Calidad Total
Las acciones orientadas a incrementar calidad se basan en programas de administración de la calidad total (TQM), basado en: Satisfacción del cliente
Interno Externo
Participación e involucramiento de los empleados
Mejora continua de la calidad
Métodos para alcanzar calidad total
Rueda de Deming, proceso de mejora continua de procesos Planear: Identificar el problema,
documentar y establecer metas de mejoras Hacer: Se realizan las acciones
y se documenta Comprobar: Se comprueban
que las metas han sido logradas Actuar: Se documenta el proceso
para hacerlo efectivo
Métodos para alcanzar calidad total
Función de Taguchi Creadores de ingeniería de calidad Análisis de procesos y métodos estadísticos
para mejorar la calidad y reducir los costos Establece que es determinante evaluar y
disminuir todas las formas de variabilidad asociadas al desempeño de un proceso
Entender la variabilidad y disminuirla es fundamental en calidad
0
5
10
15
20
2 4 6 8 10
LímiteInferior
LímiteSuperior
Valor Objeti
vo
La variabilidad del proceso
La variabilidad se refeire a la discrepancia entre el desempeño actual y el esperado
Al definir clientes externos e internos, existen dos tipos de variabilidades Variabilidades externas, relacionadas
con la percepción de los clientes sobre un producto determinado (ej. Numero de quejas, indice de satisfacción del cliente, etc)
Variabilidades internas, diferencias entre los procesos y los productos para cada unidad o servicio producido.
La variabilidad del proceso (cont) Tipos y causas de variabilidad producto de
la mezcla de tres factores: Arquitectura del proceso (diseño de planta,
capacidad y recursos empleados) Operación del proceso (distribución de
recursos, secuenciación y programación de actividades)
Entorno (niveles de demanda y oferta) Dos tipos de variabilidad
Normal, que es esperada Anormal, que ocurre inesperadamente y
perturba el estado de equilibrio de un proceso.
¿Cómo registramos y analizamos la variabilidad?
Hojas de Registro Ej. Fabricación de muebles, identificar
defectos de una producción de los últimos 1000 muebles
Tipo de Defecto Número de unidades de flujo defectuosas
Tiempo de respuesta
Costo
Rotura
Calidad en el servicio
Decoloración
¿Cómo registramos y analizamos la variabilidad? (cont)
Graficas de Pareto Ej. 70% de los defectos son decoloración o calidad en el servicio
0
5
10
15
20
25
Nu
mero
de q
ueja
s
Decoloración Calidad en el servicio
Tiempo de respuesta
Costo Ruptura
Tipo de problema
0
20
40
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80
100
Porc
en
taje
acu
mu
lad
o
¿Cómo registramos y analizamos la variabilidad? (cont)
Histogramas Ej 14% de los muebles pesan 41.5 kg, 11% pesan 42 kg.
0
2
4
6
8
1 0
1 2
1 4
Peso del mueble (kg)
Fre
cu
en
cia
(%
)
36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46
¿Cómo registramos y analizamos la variabilidad? (cont)
Graficas de Corridas (“run charts”) Ej. Los valores promedios diarios fluctúan en 40 kg, en
algunos casos mayor a 45 kg y en otros menor a 37.5 kg.
35
37.5
40
42.5
45
1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90
Tiempo
Pes
o (
kg)
¿Cómo registramos y analizamos la variabilidad? (cont)
Gráficas multivariables Ej. Día 14: el peso promedio es 40.5 kg, el máximo 43kg
y el mínimo es 36 kg
35
37.5
40
42.5
45
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Día
Pes
o (
kg) Máximo
Promedio
Mínimo
Control estadístico de procesos Tiene por objetivo identificar y eliminar las
causas de variabilidad Tipos de variabilidad
Normal, se representa conforme a una función de distribución conocida (Ej. Distribución Normal)
Anormal, cuando los parámetros de la función de distribución (ej. Media, varianza o esperanza), cambian de manera incierta.
A mediano plazo el ingeniero debe centrarse en la variabilidad normal, con soluciones para disminuir la variabilidad y mejorar la precisión del proceso.
Control estadístico de procesos A corto plazo se debe:
Seleccionar un proceso y estimar la variabilidad normal
Decidir si aceptan la variabilidad del proceso como normal
Identificar la presencia de variabilidad anormal en el desempeño del proceso
Aislar y eliminar cualquier causa de variabilidad anormal
Esto se logra mediante una “Política de limite de control” o banda de control, establece los limites mínimos y máximos para que un proceso esté bajo control.
Control estadístico de procesos Graficas de Control (µ: media / σ: desv.
estánd.) Limite de control máximo: UCL = µ + zσ Limite de control mínimo: UCL = µ - zσ
Media-3 s -2 s -1 s+1 s +2 +s 3s
68.26%
95.44%
99.74%
m
Control estadístico de procesos Ejemplo: Peso de un mueble (µ: 42.2kg /
σ: 2.08kg) UCL = 41.2 + 3 * (2.08) = 47.44 kg LCL = 41.2 – 3 * (2.08) = 34.96 kg
Tiempo
Media del proceso,
m
99.74%
Señal de que ha ocurrido una causa especial (anormal)
m - 3sLímite Inferior
de Control (LCL)
m + 3sLímite Superior de Control (UCL)
Patrones comúnmente encontrados en gráficas de control
PATRÓN PROBABLE DESCRIPCIÓN CAUSAS
NORMAL
FALTA DE ESTABILIDAD
TENDENCIA ACUMULATIVA
CÍCLICO
VARIACIÓN ALEATORIA
CAUSAS ESPECIALES (O ASIGNABLES): HERRAMIENTA, MATERIAL, OPERARIO, SOBRECONTROL
DESGASTE DE HERRAMIENTAS
DIFERENTES TURNOS, FLUCTUACIONES DE VOLTAJE, EFECTOS ESTACIONALES
Control y mejora de procesos
Impacto del trabajo de un ingeniero en el control y mejora de procesos
Peso
Tiempo
Proceso fuera de controlProceso bajo de control Proceso mejorado
Límite Inferiorde Control (LCL)
Límite Superior de Control (UCL)
Media del proceso,
m
Diagramas causa y efecto ó “espina de pescado”
Resultados son cualitativos sobre el efecto de una causa en el desempeño de un proceso Es necesario comprobar la hipótesis y
cuantificar.
PROBLEMAPRINCIPAL
MEDICIONMÁQUINA HUMANA
PROCESO MATERIAL
Falla de equipo de prueba
Espeficaciones incorrectas
Diagramas de dispersión
Muestra como se relacionan dos variables entre sí
Especificaciones (mm)
Peso del producto (kg)
Six Sigma
Es una medida de calidad y una serie de esfuerzos orientados a operar procesos prácticamente perfectos
Busca eliminar los defectos en un proceso Opera bajo un estándar de 6 desviaciones estándar
entre la media del proceso y el limite de especificaciones mas cercano
Media-6 s -5 s -4 s -3 s -2 s -1 s +1 s+2 +s 3 s +4 s +5 +s 6s
m
Especificacióninferior
Especificaciónsuperior
Six Sigma
El estándar de 6 sigma acepta solo un defecto por cada 1000 millones de unidades De cada 100 componentes, 99.9999998 estan
dentro de la especificación
Límite de especificaciones
Porcentaje Defectos (ppm)
+/- 1 sigma 68.27 317300
+/- 2 sigma 95.45 45500
+/- 3 sigma 99.73 2700
+/- 4 sigma 99.9937 63
+/- 5 sigma 99.999943 0.57
+/- 6 sigma 99.9999998 0.002
¿Por qué operar bajo Six Sigma?
1. Ejemplos de procesos en Estados Unidos si operaran con un 99% de nivel de calidad (Breyfogle, 1999) 20,000 artículos perdidos en el correo cada
hora 5000 cirugías erróneamente practicadas
cada semana 2 aterrizajes en extremo cortos o en
extremo largos en la mayoría de los principales aeropuertos cada día
200,000 recetas médicas erróneas cada año
7 horas cada mes sin el servicio de electricidad.
¿Por qué operar bajo Six Sigma?
2. Un componente de calidad no necesariamente significa un producto final de buena calidad. Ej. Un producto compuesto por 100
componentes y cada componente tiene 99% de confiabilidad (1 defecto cada 100 unidades de cada componente)
(0.99)100 = 0.366, es decir 36.6% de posibilidad que el producto funcione correctamente (sin piezas defectuosas)
Mejoras de los procesos
Una vez determinada la habilidad del proceso de cumplir las especificaciones de diseño es posible mejorarlo Mover la media del proceso. Ej. Mover la media
del peso del mueble a 40 kg y cumplir con expecificación.
LS = 37.5 US = 42.540 41.2.5Peso (kg)
Densidad de probabilidad de peso del producto.
Mejoras de los procesos (cont)
Reducir la variabilidad del proceso. Ej. Reducir la variación aceptada del peso del mueble (Limites superiores e inferiores)
LS = 37.5 US = 42.540Peso (kg)
Densidad de probabilidad del peso del producto
Normas ISO 9000 e ISO 14000 ISO 9000 designa un conjunto de normas sobre
calidad y gestión continua de calidad Han sido establecidas por la Organización
Internacional para la Estandarización (ISO). Compuesta por 5 documentos principales (1994)
ISO 9000, instrucciones generales para la selección e implementación de las normas
ISO 9004, instrucciones para interpretar correctamente las demas normas
ISO 9001, aspectos necesarios de todo programa de calidad
ISO 9002, similar a ISO 9001 enfocada a empresas que elaborar productos de acuerdo a diseño y requerimientos de sus clientes.
ISO 9003, enfocada solamente a procesos de producción
Normas ISO 9000 e ISO 14000 Norma actualizada del 2000 (ISO 9000:2000)
ISO 9000, fundamentos y vocabulario ISO 9004, guía para la mejora del desempeño ISO 9011, lineamientos guía para auditorías de
calidad y ambientales
Norma ISO 14000, relacionada con la gestión ambiental de la organización, e incluye: Sistemas de administración ambiental Evaluación del desempeño ambiental Nomenclatura ambiental Evaluación del ciclo de vida
Lectura para próxima clase
Capitulo 7“Energía, medioambiente y desarrollo sustentable”Romero, O., Muñoz, D., y Romero, S. (2006). Introducción a la Ingeniería – Un enfoque industrial. México, D.F.: Thomson.