CONTROL DE CALIDAD. Técnicas y herramientas. María Pérez Marqués

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1 CONTROL DE CALIDAD Técnicas y herramientas María Pérez Marqués

2 Control de calidad. Técnicas y herramientas María Pérez Marqués ISBN: EAN: IBIC: TGPQ, KJMV5 Copyright 2014 RC Libros RC Libros es un sello y marca comercial registrados Control de calidad. Técnicas y herramientas Reservados todos los derechos. Ninguna parte de este libro incluida la cubierta puede ser reproducida, su contenido está protegido por la Ley vigente que establece penas de prisión y/o multas a quienes intencionadamente reprodujeren o plagiaren, en todo o en parte, una obra literaria, artística o científica, o su transformación, interpretación o ejecución en cualquier tipo de soporte existente o de próxima invención, sin autorización previa y por escrito de los titulares de los derechos de la propiedad intelectual. La infracción de los derechos citados puede constituir delito contra la propiedad intelectual. (Art. 270 y siguientes del Código Penal). Diríjase a CEDRO (Centro Español de Derechos Reprográficos) si necesita fotocopiar o escanear algún fragmento de esta obra a través de la web o por teléfono a: / RC Libros, el Autor, y cualquier persona o empresa participante en la redacción, edición o producción de este libro, en ningún caso serán responsables de los resultados del uso de su contenido, ni de cualquier violación de patentes o derechos de terceras partes. El objetivo de la obra es proporcionar al lector conocimientos precisos y acreditados sobre el tema tratado pero su venta no supone ninguna forma de asistencia legal, administrativa ni de ningún otro tipo, si se precisase ayuda adicional o experta deberán buscarse los servicios de profesionales competentes. Productos y marcas citados en su contenido estén o no registrados, pertenecen a sus respectivos propietarios. RC Libros Calle Mar Mediterráneo, 2. Nave SAN FERNANDO DE HENARES, Madrid Teléfono: Fax: Correo electrónico: info@rclibros.es Internet: Diseño de colección, cubierta y pre impresión: Grupo RC Impresión y encuadernación: Service Point Depósito Legal: M Impreso en España ( )

3 INTRODUCCIÓN Existen diferentes teorías sobre la gestión de la calidad total que se encuentran desarrolladas en la literatura sobre calidad, destacando las obras de Deming (1982), Juran y Gryna (1980) e Ishikawa (1985). Todos los autores están de acuerdo en que la calidad total se asienta sobre tres pilares básicos: cultura de la calidad, sistemas y recursos humanos, y utilización de los métodos cuantitativos entre los que destaca la Estadística. Para introducir la calidad total en las organizaciones no se permiten fallos en estos tres pilares. En cuanto a la cultura de la empresa respecto a la calidad, es fundamental que los propietarios o la alta dirección se involucren en la introducción de la misma en todas las facetas de la organización. Esta cultura implica el reconocimiento del hecho de que la calidad viene definida por las necesidades y expectativas del cliente y no por consideraciones internas de los departamentos de la empresa. También hay que tener presente que la calidad se mejora desarrollando todos los procesos de la organización. Por otro lado, los sistemas y los recursos humanos deben estar implicados en la consecución de la calidad. Todas las metodologías actuales sobre calidad, incluida la metodología Seis Sigma, inciden en la consideración de la calidad como un todo que involucra a la organización completa, incluidos los recursos humanos y los sistemas. Debemos alejarnos de la idea del clásico departamento de calidad con recursos humanos dedicados solo a esa tarea. La calidad es un todo global que afecta continuamente a la organización completa con sus recursos humanos y materiales. En cuanto al uso de los métodos cuantitativos como herramientas para la calidad total, está claro que la utilización masiva del método científico es un pilar fundamental en la calidad.

4 CONTROL DE CALIDAD. TÉCNICAS Y HERRAMIENTAS En este libro se incide especialmente en las técnicas cuantitativas para la calidad total. Se comienza con la identificación de los factores que afectan a la calidad y las herramientas adecuadas para ello. A continuación se trata en profundidad el control de procesos y su implementación práctica a través de los gráficos de control. La siguiente tarea es abordar las técnicas de diseño de experimentos y su incidencia fundamental en el establecimiento de un sistema de calidad total. Finalmente se hace hincapié en otro de los pilares básicos en la calidad total como es el muestreo de aceptación. Todos estos temas se ilustran con las herramientas cuantitativas adecuadas y su implementación práctica a través dos paquetes de software muy potentes en calidad como son SAS y STATGRAPHICS CENTURION. XII RC Libros

5 CAPÍTULO EL PROCESO DEL CONTROL DE CALIDAD. METODOLOGÍAS EL PROCESO DE PRODUCCIÓN Y LA CALIDAD Se puede considerar un proceso de producción como un sistema con un conjunto de entradas y salidas. Existen dos tipos de entradas: las entradas que vamos a representar por x 1, x 2,..., x p que son factores controlables, como temperaturas, presiones, velocidades de avance y otras variables del proceso, y las entradas que vamos a representar por z 1, z 2,..., z q que son factores incontrolables, como por ejemplo factores ambientales o la calidad de la materia prima suministrada por el proveedor. El proceso de la fabricación transforma estas entradas en un producto terminado que tiene varios parámetros, los cuales describen su calidad o su aptitud para el uso. La variable de salida, que vamos a representar por y, es una medida de la calidad del proceso. Podemos resumir lo especificado en el siguiente esquema:

6 CONTROL DE CALIDAD. TÉCNICAS Y HERRAMIENTAS De inmediato surgen cuestiones como las siguientes: qué entradas afectan al parámetro de salida y?, cuáles son las entradas más importantes?, cuál es la relación entre las entradas y el parámetro de salida y?, cómo se puede controlar y? Para contestar a estas preguntas hay que hacerlo en términos de herramientas cuantitativas posibles aplicables al control de calidad. El diseño de experimentos es una herramienta estadística muy útil para descubrir las variables clave que influyen en las características de calidad de interés en un proceso. Mediante esta técnica se varían sistemáticamente los factores controlables de entrada x 1, x 2,..., x p, y se estudia el efecto que tienen dichos factores en los parámetros de salida del producto, en nuestro caso la característica de calidad y. A través del diseño de experimentos se hallan los niveles de las variables x 1, x 2,..., x p que optimizan el rendimiento del proceso. El diseño de experimentos es una importante herramienta de control de calidad fuera de línea, porque se usa a menudo durante las actividades de desarrollo y en las primeras etapas de la fabricación, en contraposición a los procedimientos de control en línea o en proceso. Una vez determinada una lista de variables importantes que afectan a la salida del proceso, suele ser necesario modelar la relación entre las variables de entrada y las características de calidad de la salida. Entre las técnicas cuantitativas útiles para elaborar tales modelos se incluyen el análisis de regresión y el análisis de series de tiempo, que en general permiten encontrar una función f tal que y = f(x 1, x 2,..., x p ) con un determinado error medible. Una vez determinadas las variables importantes, y la naturaleza de la relación entre esas variables y el modelo de la salida del proceso, es posible utilizar con eficacia considerable una técnica estadística de control de procesos en línea para regular y vigilar el proceso. Se pueden aplicar técnicas como los diagramas de control con el fin de vigilar la salida del proceso y detectar cuándo se necesitan cambios en las entradas para 2 RC Libros

7 CAPÍTULO 1: EL PROCESO DEL CONTROL DE CALIDAD. METODOLOGÍAS devolver dicho proceso a un estado bajo control. Los diagramas de control también proporcionan una retroalimentación a los operadores e ingenieros, la cual sirve para reducir la variabilidad del proceso. Mediante los diagramas de control y otras técnicas estadísticas sencillas, se puede estimar la capacidad de un proceso para determinar si dicho proceso funciona conforme a las especificaciones del producto. Otra parte importante del aseguramiento de la calidad la constituye la inspección de materias primas, productos semiterminados o productos terminados. Cuando el propósito de la inspección es la aceptación o el rechazo de un producto, con base en la conformidad respecto a un estándar, el tipo de procedimiento de inspección que se utiliza se llama normalmente muestreo para aceptación. Mediante las técnicas estadísticas de muestreo se evita inspeccionar toda la población, y basándonos en las características de calidad de una muestra inferimos las características de calidad de toda la población. Existen diferentes temas útiles en el muestreo para aceptación, como los planes de muestreo en cadena, planes para producción continua, planes con lotes salteados, el efecto de errores de inspección en el muestreo para aceptación, y el diseño económico de los planes de muestreo para aceptación. El muestreo para aceptación no es un sustituto de los controles adecuados de proceso. En realidad, el uso exitoso de técnicas de control de procesos en las etapas iniciales de la fabricación, incluyendo la implementación de tales controles estadísticos al nivel de proveedor o abastecedor, puede reducir, y en algunos casos eliminar, la necesidad de una inspección por muestreo extensa. El proceso del control de calidad abarca todas las tareas citadas en los párrafos anteriores, que deben ser implementadas en las organizaciones de forma ordenada. La ordenación adecuada de las diferentes tareas del control de calidad se define en las metodologías para la calidad. EVOLUCIÓN DEL CONTROL DE CALIDAD El esquema siguiente representa la evolución histórica del proceso del control de calidad. RC Libros 3

8 CONTROL DE CALIDAD. TÉCNICAS Y HERRAMIENTAS Se observa que en los años 60 se abordaban las tareas de control de calidad basándose sobre todo en la inspección por muestreo. En la década de los 70 se hacía énfasis en el aseguramiento de la calidad. Se evolucionó en los años 80 hacia la gestión por la calidad y a partir de la década de los 90 se implantó la calidad total a partir de metodología o modelos de calidad, entre los cuales la más representativa es la metodología seis sigma. Las características específicas del control, aseguramiento y gestión de calidad se presentan en la tabla siguiente: 4 RC Libros

9 CAPÍTULO 1: EL PROCESO DEL CONTROL DE CALIDAD. METODOLOGÍAS METODOLOGÍAS O MODELOS PARA EL CONTROL DE CALIDAD Para implantar adecuadamente el proceso del control de calidad es necesario utilizar las metodologías o modelos existentes que ordenan adecuadamente las tareas de calidad en las organizaciones y cuyo mejor exponente en la actualidad es la metodología Seis Sigma. En los párrafos siguientes se abordan brevemente los modelos de calidad más importantes. Modelo de excelencia de la EFQM El modelo de excelencia EFQM (European Foundation For Quality Management) fue creado en Se trata del marco de referencia organizacional más utilizado en Europa como sistema de management. El modelo EFQM de excelencia tiene nueve criterios, cinco agentes facilitadores y cuatro resultados, siendo los resultados consecuencia de los agentes facilitadores. Estos criterios pueden expresarse en el siguiente esquema: Sin importar el sector, el tamaño, la estructura o la madurez, para que una organización tenga éxito necesita establecer un sistema de gestión adecuado. El modelo EFQM de excelencia es una herramienta pública que ayuda a las organizaciones a hacerlo, midiendo su situación en el camino hacia la excelencia, ayudando a comprender las brechas existentes y estimulando las soluciones necesarias. El cuadro siguiente muestra los conceptos fundamentales de la excelencia. RC Libros 5

10 CONTROL DE CALIDAD. TÉCNICAS Y HERRAMIENTAS Modelo Seis Sigma Seis Sigma persigue el ordenamiento de todas las tareas de calidad a desempeñar en una empresa u organismo. El fundamento de Seis Sigma es esencialmente el cliente. Los clientes no juzgan las compañías por medidas estadísticas, sino por la calidad de los productos y servicios desde la óptica de la variación en los mismos, entendiendo por variación todo cambio en procesos o prácticas de negocio que pueda alterar los resultados esperados por sus clientes. Por esta razón, Seis Sigma se centra inicialmente en reducir la variabilidad de los procesos, para después incrementar su capacidad. La implementación de Seis Sigma no se puede llevar a cabo como si fuera una herramienta más de uso por las áreas de calidad. Si realmente se busca que sea efectiva, debe ser establecida como la única estrategia de gestión corporativa. 6 RC Libros

11 CAPÍTULO 1: EL PROCESO DEL CONTROL DE CALIDAD. METODOLOGÍAS Esto es cierto para cualquier sistema de gestión por calidad y más aún en el caso de Seis Sigma. Así, todas las actividades y tareas deben ser incluidas en esta sistemática. Así mismo, las divisiones y fronteras entre departamentos deben difuminarse hasta desaparecer, habilitando una comunicación fluida entre todas las áreas de la empresa. Todos los procesos indirectos (como facturación, etc.) deben ser incluidos también en el sistema, ya que, desde el punto de vista del cliente, una alta calidad en el producto no es suficiente si en procesos colaterales se le suministra baja calidad (por ejemplo, de nada sirve ofrecerle un gran producto si luego se le envían facturas erróneas). En Seis Sigma se trabaja proyecto a proyecto como única forma de eliminar problemas sistemáticos de variabilidad que afectan a procesos medibles y que se traducen en defectos cuantificables. La metodología Seis Sigma consiste en 5 fases: definir, medir, analizar, mejorar y controlar, y su abreviatura más común es DMAMC (iniciales de las fases). El esquema siguiente muestra la definición de estas etapas de la metodología Seis Sigma al aplicarla a los procesos de calidad. Toda metodología tiene sus actores y en cuanto a los actores y sus roles en la metodología Seis Sigma, debemos tener presentes las especificaciones del cuadro siguiente: RC Libros 7

12 CONTROL DE CALIDAD. TÉCNICAS Y HERRAMIENTAS En cuanto a la dedicación y responsabilidades de estos actores, existen unas reglas generales que se resumen de modo sencillo como se indica en el esquema siguiente: Es posible representar las fases de la metodología Seis Sigma, en lo relativo a los problemas que se presentan en cada fase como se indica a continuación: 8 RC Libros

13 CAPÍTULO 1: EL PROCESO DEL CONTROL DE CALIDAD. METODOLOGÍAS Se intuye que los métodos estadísticos van a tener una importancia fundamental en las herramientas a utilizar en las distintas fases de la metodología Seis Sigma. Podríamos establecer una sinergia entre el modelo de Excelencia EFQM y el modelo Seis Sigma a través del siguiente esquema: RC Libros 9

14 CONTROL DE CALIDAD. TÉCNICAS Y HERRAMIENTAS SOFTWARE PARA EL CONTROL DE CALIDAD Existen diferentes paquetes de software que implementan las herramientas para el trabajo con las metodologías que gestionan el proceso de calidad. Las más sencillas y comunes son SPSS, STATGRAPHICS y SAS. En este libro utilizaremos SAS y STATGRAPHICS. SPSS SPSS es un software estadístico modular muy popular que implementa gran variedad de temas relativos al proceso de calidad en los distintos módulos del programa. Consta de un módulo básico y de otros módulos adicionales como Estadísticas Profesionales (regresión lineal y no lineal, fiabilidad, etc.), Estadísticas Avanzadas (Modelo lineal general GLM, ANOVA, etc.), Tablas, Tendencias, Valores Perdidos, etc. Para el tratamiento de las metodologías del proceso de calidad, SPSS es flexible y con una interfaz intuitiva basada en menús desplegables. Permite la introducción cómoda de datos y maneja un completo conjunto de gráficos de control estadístico de procesos de alta resolución que ayudarán a los analistas a detectar patrones de varianza o tendencias no naturales en los datos y a determinar en qué puntos del proceso hay que centrarse para obtener el máximo rendimiento. También ofrece una amplia gama de estadísticos de distribución y descriptivos, sobre la capacidad de los procesos, que ayudarán a determinar tanto lo que el proceso puede dar de sí como su rendimiento actual. Entre las posibilidades que aporta el programa, podemos citar la actualización inmediata de los gráficos al introducir nuevos datos, ediciones interactivas en puntos del gráfico, modificación del aspecto del gráfico (títulos, etiquetas, estilos de líneas, colores y tipos de letra), gráficos de control por variables, gráficos descriptivos para análisis exploratorio de datos (histogramas, Pareto, etc.), estadísticos de capacidad del proceso, estadísticos descriptivos y de distribuciones, administración de datos y archivos, hoja de cálculo para introducir, editar y visualizar los datos, importación y exportación de archivos ASCII y Excel (entre otros) compatible con el portapapeles de Windows, etc. 10 RC Libros

15 STATGRAPHICS CENTURION CAPÍTULO 1: EL PROCESO DEL CONTROL DE CALIDAD. METODOLOGÍAS La versión CENTURION de STATGRAPHICS es un software perfectamente adaptado para el trabajo en las metodologías de calidad en los procesos. En concreto, tiene la posibilidad de adecuar su menú a las fases de la metodología Seis Sigma, de modo que los procedimientos que cuelgan de cada opción del menú principal son precisamente las herramientas a utilizar en la correspondiente fase de la metodología Seis Sigma, tal y como se indica en la figura siguiente: SAS Quizás el programa con más posibilidades en la metodología Seis Sigma y en otras materias estadísticas, pero a la vez con más dificultad de aprendizaje, sea SAS (Statistical Analysis System). Se trata de un sistema de análisis estadístico, econométrico, programación y manejo de datos de gran potencia que maneja volúmenes muy extensos de datos y que implementa, en forma de procedimientos, la mayoría de las técnicas estadísticas actuales. Distribuido en España por SAS INSTITUTE INC., es uno de los programas más utilizados en centros educativos de enseñanza superior y de investigación, y sobre todo en el entorno universitario y en las oficinas e Institutos Nacionales de Estadística de muchos países. La ventaja esencial de este software es la posibilidad de trabajo en distintos entornos. SAS trabaja en mainframes de gran capacidad, con sistemas operativos como MVS, AIX, etc. También existen versiones de SAS para equipos medios con sistemas operativos como UNIX, OS2 y otros. RC Libros 11

16 CONTROL DE CALIDAD. TÉCNICAS Y HERRAMIENTAS Como es natural, también hay versiones de SAS que trabajan en ordenadores personales con sistema operativo Windows. La sintaxis de los procedimientos estadísticos es similar en todos los entornos, y solamente cambian las sentencias específicas de entorno y de sistema. El módulo de SAS para seis sigma se denomina SAS/QC (SAS Quality Control) y permite el trabajo con la mayoría de las técnicas de esta materia, como control estadístico de procesos, gráficos de control, análisis de la capacidad, diseño de experimentos, metodología de Taguchi, planes de muestreo de aceptación, estudios de fiabilidad, herramientas de mejora de la calidad, como los diagramas de causa y efecto, los gráficos de Pareto, etc. Una vez iniciado SAS se obtiene la pantalla de la figura que se presenta a continuación, que muestra cómo se pueden usar los procedimientos de control de calidad, a partir de la subopción Control de calidad de la opción Análisis del menú Soluciones de SAS. La subopción Control de calidad de la opción Análisis del menú Soluciones de SAS nos lleva al menú general sobre control de calidad del programa, tal y como se presenta en la figura siguiente. 12 RC Libros

17 CAPÍTULO 1: EL PROCESO DEL CONTROL DE CALIDAD. METODOLOGÍAS En SAS/QC se puede trabajar tanto vía menús como vía procedimientos. Al trabajar en SAS a través de menús, no se requieren conocimientos de programación SAS. No obstante, el sistema de menús selecciona internamente el código de programación necesario para ejecutar los procedimientos submitidos a través de menús. RC Libros 13