Técnicas para Mejorar la Calidad del Proceso y el Producto en las Industrias de Productos Madera: Una introducción al Control Estadístico del Proceso

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1 Técnicas para Mejorar la Calidad del Proceso y el Producto en las Industrias de Productos Madera: Una introducción al Control Estadístico del Proceso Scott Leavengood Oregon State University Extension Service Spanish translation by - Juan José Rosado Ramos, Modelo Brewery, Guadalajara, Jalisco, El objetivo : $

2 Temario : Historia & Filosofía del CEP Qué es CEP? Cuestión Gerencial Beneficios de CEP CEP en pocas palabras Análisis de Capacidad del Proceso El proceso de mejora continua Herramientas- Tormenta de ideas Diagrama de causa- efecto Los 14 puntos de Deming Administración Total de la Calidad Diagrama de flujo Diagrama de dispersión Diseño de experimentos Cartas de tendencias Técnicas grupales de trabajo Equipos de proceso Hojas de chequeo Análisis de Pareto Histograma Capacidad del proceso CEP

3 Qué es el Control Estadístico de Proceso? Control- Para lograr que el proceso se comporte como nosotros lo deseamos... Estadístico- ocupamos la ayuda de datos y números Proceso-así estudiamos las características del proceso. Fuente: The Statistical Quality Control Handbook, Western Electric Company,, 1956 Un cambio de mentalidad Control de Calidad del Producto Actividades para evaluar y regular la calidad al final de la producción ( inspección, desperdicio y retrabajo ) Control de Calidad del Proceso Actividades para asegurar que un producto de calidad es producido durante todo el proceso de su manufactura prevención del defecto

4 Quién necesita entender y emplear el CEP? Todos en la planta administración producción ingeniería y diseño ventas Dar a una sola persona la responsabilidad para Controlar Estadísticamente el proceso no funciona Beneficios del CEP Incremento de ganancias debido a: reducción del desperdicio reducción del retrabajo incremento en la producción Mejora la moral de los empleados Mejora la confianza del cliente Mejora del conocimiento del proceso Mejora el control de documentos y rastreabilidad Un aspecto a considerar para alcanzar la certificación ISO 9000

5 Incrementa las ganancias?? Los ganadores del premio Baldridge han incrementado su valor 324.9% entre 1988 y 1995 Los participantes del concurso Baldridge han incrementado su valor un 167% entre Muchas compañías reportan un 15% o más de incremento en sus ganancias gracias a la implementación del CEP Fuente: Jerry Welsh,, SPC Specialist, Lane Community College citing 3 rd NIST Stock Investment Study,, 2/97 Si CEP es la respuesta, Cuál es la pregunta? Qué tan capaz es el proceso de cumplir la expectativas del cliente (interno o externo)? o, si el proveedor del producto cumple las expectativas? Cómo es la distribución del producto final? centrado, al margen o disperso, probablementa en un valor extremo? Qué esta causando la variabilidad? Cuándo es razonar difícil con los empleados?

6 Si CEP es la respuesta, Cuál es la pregunta? Podemos reducir la variabilidad del proceso? A lo largo del tiempo Cómo podemos asegurar que la capacidad del proceso no ha cambiado? Cuándo deberíamos ajustar con el proceso y cuándo deberíamos dejarlo solo? Estadística: Quién la necesita?? Estadística- La ciencia de la variación En Dios confiamos- Todos los demás deben emplear datos Respuestas para, Si CEP es la respuesta, Cuál es la pregunta? : Capacidad del proceso? Distribución del proceso? Causas de variabilidad? Permitirse minimizar la variabilidad? Cambios a través del tiempo? ajustar o no ajustar? s = f( z)= n ( x x) n 1 z 2 2π e i=

7 4M s y OA Fuentes de Variación Maquinaria Material Método Medición Operadores Ambiente Variación Aleatoriedad, es un cambio constante debido a causas comunes, o causas desconocidas el ritmo del proceso Asignable, debido a causas especiales algunas cosas han cambiado

8 Causas de Variación Asignables la razón del CEP Ejemplos que pueden ser causas asignables de variación : problemas de máquinas (dientes de sierra dañados, sopletes, etc..) equipo de medición defectuoso sobrecontrol del operador fatiga del operador, cansancio cambios drásticos en la materia prima CEP en pocas palabras Describe la distribución de un proceso Estima los limites con los que el proceso opera bajo condiciones normales Determina si el proceso es estable. Toma muestras de la salida del proceso y comparalo con los limites Decide: si el proceso aparenta estar OK, déjalo solo, o hay alguna razón para creer que algo ha cambiado trata de conocer la causa del cambio Continúa con el Proceso de Mejora

9 Distribución del Proceso No es preciso, ni centrado Preciso, pero no centrado Preciso y centrado Distribución del proceso Histogramas: Distribución de frecuencias- es una tabla con información del proceso agrupada en categorías específicas Histograma- es una representación gráfica de la distribución de frecuencias Frequency Strength (psi)

10 CEP en pocas palabras: Describe la distribución de un proceso Estima los límites con los cuales el proceso opera bajo condiciones normales Determina si el proceso es estable. Muestrea la salida del proceso y comparalo con los límites En base a ello decide: si el proceso aparenta estar bien, déjalo solo, o si hay una razón para creer que algo ha cambiado busca la causa del cambio Mejora continua del proceso Estimación de los Parámetros del Proceso Tendencia central- media aritmética ( promedio ) Dispersión- rango o desviación estándar Frequency Strength (psi)

11 Estimación de los Parámetros del Proceso Centro del proceso media o promedio, X = n i= 1 xi n (una estimación de la media de la población, µ) Por qué el promedio solo no es suficiente? Objetivo X = 6.00 X = 6.00 Necesitamos una manera de conocer la dispersión de los datos

12 Estimación de los Parámetros del Proceso Dispersión del Proceso desviación estándar s = n i = 1 ( x i X ) n 1 2 rango, R = X X max min ( El rango y la desviación estándar son estimaciones de la población ) Realmente dos pequeños números pueden decirnos algo importante? Si conocemos solamente el promedio y la desviación estándar, Podríamos predecir la cantidad de producto elaborado dentro de especificaciones o un rango dado? Por ejemplo, con una media de 3.5 pulgadas, y una desviación estándar de 0.05 pulgadas, Cuánto producto esperamos producir de 4 pulgadas o más? Para hacer esto, necesitamos una ecuación para describir la distribución.

13 Exponencial Weibull ( λx ) ( ) = λe F x ( ) ( ) = 1 F x e x Que hay acerca de éstas ecuaciones? α β ( ) Gamma α F x = λ α 1 λ x e x Γ( α ) Normal 1 Fx ( ) = σ 2π e ( x µ ) 2 2 2σ Determinando los limites : La Distribución Normal Frecuencia hacia - hacia + + µ - 3 µ µ + 3 3

14 La Distribución Normal Frecuencia Relativa (%) Marca En qué me ayuda? Porque conociendo el promedio y la desviación estándar, y que los números tienen una distribución aproximadamente normal, esto es todo lo que necesitamos saber y esto es predecible... SI- podemos de alguna manera asegurar que el proceso es estable

15 CEP en pocas palabras Describe la distribución de un proceso Estima los límites con los cuales el proceso opera bajo condiciones normales Determina si el proceso es estable. Obtén muestras de la salida de un proceso y comparalo contra los límites En base a ello decide: si el proceso aparenta estar bien, déjalo solo, o si hay una razón para creer que algo ha cambiado y busca la causa del cambio Mejora continua del proceso Es el Proceso Estable? o en términos CEP, Está el proceso bajo control estadístico?

16 Control Estadístico El término en control en CEP no tiene enteramente el mismo significado que en el lenguaje común: El proceso está fuera de control!!! Un proceso es descrito como en control cuando un sistema de cambios aparentemente estable está operando. (Grant & Leavenworth, Statistical Quality Control) El efecto del control sobre el proceso En control - un sistema estable de cambios aparenta estar en operación. La variabilidad del proceso es razonablemente predecible. Es presumiblemente improductivo buscar causas asignables de variación.

17 El efecto del control sobre el proceso Fuera de control - causas asignables de variabilidad deben estar presentes. Una pequeña investigación es sugerida para encontrar y eliminar esas causas. Estadísticamente raras ocurrencias son indicativos de falta de control Qué tal un poco de póker?

18 O estos muchachos están haciendo trampa o solamente he observado un raro evento estadístico. Un evento estadísticamente raro Un resultado con una pequeñísima probabilidad de ocurrencia ( Lo raro se presenta de nuevo ) En la manufactura, un resultado que es estadísticamente raro usualmente indica la presencia de causas asignables de variación Cómo puedo saber si un evento es estadísticamente raro o es trivial? SPC

19 Qué es una ocurrencia estadísticamente rara? Obtener una muestra cuyo valor está muy lejos del promedio es un evento altamente improbable. En CEP, usualmente definimos muy lejos como 3σ 99.73% µ - 3 σ µ µ + 3 σ Determinando el estado de control: La Carta de Control Es una representación gráfica del comportamiento del proceso a través del tiempo- - Tendencia central - Dispersión - Inclinación - Cambios LSC X Tiempo LIC

20 La Carta de Control (The Carta de Control de Shewhart) Desarrollada por el Dr. Walter A. Shewhart de Bell Telephone Labs en los años 20 s Profundizó en desarrollar procedimientos para controlar económicamente la calidad del producto manufacturado Establece las bases de una teoría Matemática y estadística LSC Qué intenta hacer la Carta de Control? LIC LIC Tiempo Tiempo X

21 Cartas de Control: Dos diferentes categorías: atributos fracción defectuosa (para/ no-pasa) cantidad de defectos variables datos medidos Cartas de Control por Atributos cartas p-p cuenta el porcentaje de no conformidades en una muestra (el tamaño de muestra puede variar) cartas np- cuenta el número de partes no conformes (requiere un tamaño de muestra uniforme) cartas c-c cuenta las no conformidades por unidad (el tamaño de muestra debe ser 1) cartas u-u cuenta las no conformidades por unidad de área

22 Cartas de Control para Variables Centrado del Proceso X (media) individuales Amplitud del Proceso s (desviación estándar) R (rango) Las cartas R son más comunes debido a la facilidad de los cálculos (R = x máx -x min ) CEP en pocas palabras : Describe la distribución de un proceso Estima los limites con los cuales el proceso opera bajo condiciones normales Determina si el proceso es estable. Obtén muestras de la salida de un proceso y comparalo contra los límites En base a ello decide: si el proceso aparenta estar bien, déjalo solo, o si hay una razón para creer que algo ha cambiado busca la causa del cambio Mejora continua del proceso

23 Determinando el estado de control: Interpretando la Carta de Control LSC X Tiempo LIC LSC X Tiempo LIC Para ser útil, la Carta de Control debe ser actualizada e interpretada, y deben tomarse acciones al momento, en tiempo real.

24 CEP en pocas palabras : Describe la distribución de un proceso Estima los limites con los cuales el proceso opera bajo condiciones normales Determina si el proceso es estable. Obtén muestras de la salida de un proceso y comparalo contra los límites En base a ello decide: si el proceso aparenta estar bien, déjalo solo, o si hay una razón para creer que algo ha cambiado busca la causa del cambio Mejora continua del proceso Temario: Historia & Filosofía del CEP Qué es CEP? Cuestión Gerencial Beneficios de CEP CEP en pocas palabras Análisis de Capacidad del Proceso

25 Es el proceso capaz de cumplir las especificaciones? Análisis de la Capacidad del Proceso : Capacidad del Proceso - Una medición del proceso potencial relacionando la amplitud del proceso con las especificaciones Muchos consumidores están estableciendo índices de Capacidad del Proceso a sus proveedores. Un vistazo a la variación del proceso LSC µ (Objetivo) LIC

26 Indices de Capacidad del Proceso: C pl = X C p = LSL 3 σ$ USL LSL 6 σ$ C pu = USL X 3 σ$ { } C = min C, C pk pl pu Capacidad del Proceso Un Ejemplo Las Especificaciones del Consumidor son 3.20 pulgadas ± 0.10 LIE = 3.10 pulg., LSE = 3.30 pulg. El Proceso opera sobre una media estimada ( X) de 3.15 pulg.. y una estimada desviación estándar ( σ$ ) de 0.05 pulg Cp = 6005 (. ) = Cpl = = (. ) { } Cpu = Cpk = min Cpl, Cpu = = (. )

27 Capacidad del Proceso Qué nos dice este ejemplo? Si C p < 1.0 la variabilidad del proceso es muy amplia (el proceso actualmente es incapaz de cumplir con las especificaciones) Si C pk < 1.0 se producen actualmente muchos defectos Si C pl C pu, el proceso no se encuentra centrado. (C pl < C pu, el proceso está centrado muy cercano hacia el LIE) Pueden producirse defectos excesivos (por debajo del LIE) Cuánto producto defectuoso puede ser elaborado? Media del Proceso = 3.15 pulg. Desviación Estándar = 0.05 pulg. defectos 15.9% LIE X 3.20 LSE

28 Qué sucede si pudiéramos recorrer la media 3.20 pulg..? Media del Proceso = 3.20 pulg. Desviación Estándar = 0.05 pulg. defectos 2.28% defectos 2.28% LIE Nueva X = 3.20 LSE Qué sucede si pudiéramos reducir la desviación estándar a 0.03 pulg..? Media del Proceso = 3.20 pulg. Desviación Estándar = 0.03 pulg. defectos defectos 0.043% 0.043% LIE Nueva X = 3.20 LSC

29 Temario: Historia & Filosofía del CEP Qué es CEP? Cuestión Gerencial Beneficios de CEP CEP en pocas palabras Análisis de Capacidad del Proceso

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