Taller de Ingeniería Industrial Ing. Felipe Torres Clase 4: Ingeniería y control de calidad

¿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 5 10 15 20 2 4 6 8 Límite Inferior Superior Valor Objetivo

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 5 10 15 20 25 Numero de quejas Decoloración Calidad en el servicio Tiempo de respuesta Costo Ruptura Tipo de problema 40 60 80 100 Porcentaje acumulado

¿Cómo registramos y analizamos la variabilidad? (cont) Histogramas Ej 14% de los muebles pesan 41.5 kg, 11% pesan 42 kg. 2 4 6 8 1 Peso del mueble (kg) Frecuencia (%) 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 50 55 60 65 70 75 80 85 90 Tiempo Peso (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 Peso (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 m -3s -2s -1s +1s +2s +3s 68.26% 95.44% 99.74%

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 m - 3s Límite Inferior de Control (LCL) m + 3s Límite Superior de Control (UCL) Media del proceso, m 99.74% Tiempo Señal de que ha ocurrido una causa especial (anormal)

Patrones comúnmente encontrados en gráficas de control PATRÓN PROBABLE DESCRIPCIÓN CAUSAS VARIACIÓN ALEATORIA CAUSAS ESPECIALES (O ASIGNABLES): HERRAMIENTA, MATERIAL, OPERARIO, SOBRECONTROL DESGASTE DE HERRAMIENTAS DIFERENTES TURNOS, FLUCTUACIONES DE VOLTAJE, EFECTOS ESTACIONALES NORMAL FALTA DE ESTABILIDAD TENDENCIA ACUMULATIVA CÍCLICO

Control y mejora de procesos Impacto del trabajo de un ingeniero en el control y mejora de procesos Peso Tiempo Proceso fuera de control Proceso bajo de control Proceso mejorado Límite Inferior de 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. PROBLEMA PRINCIPAL MEDICION MÁQUINA 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 -6s -5s -4s -3s -2s -1s +1s +2s +3s +4s +5s +6s m Especificación inferior superior

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. Densidad de probabilidad de peso del producto. Peso (kg) LS = 37.5 40 41.2.5 US = 42.5

Mejoras de los procesos (cont) Reducir la variabilidad del proceso. Ej. Reducir la variación aceptada del peso del mueble (Limites superiores e inferiores) Densidad de probabilidad del peso del producto Peso (kg) LS = 37.5 40 US = 42.5

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.