Trayecto Técnico Profesional en Industrias de Procesos Módulo Control Estadístico de la Producción Instituto Nacional de Educación Tecnológica Ministerio de Educación Ciencia y Tecnología 1
Presentación El módulo Control Estadístico de la Producción es un módulo opcional que integra el área modular Orientación junto a los módulos: Formación en ambientes de trabajo, Proceso Productivo y los demás módulos de opcionales de orientación Medio Ambiente, Optimización, Tratamiento de Emisiones, Producción de base microbiológica, Marketing y Tratamiento de Minerales. Este módulo aborda el desarrollo capacidades profesionales de un tercer nivel de complejidad. La complejidad de los procesos productivos, las características del o los productos y/o las exigencias del mercado, plantea al técnico en Industrias de Procesos la resolución de problemáticas asociadas a un control más exhaustivo del proceso productivo y de la calidad del o los productos, exigiéndole la identificación y el conocimiento de los distintos métodos estadísticos para la elaboración de análisis de capacidad de máquinas, el manejo de las técnicas de aseguramiento de la calidad y el diseño estadístico de procesos productivos. Para ello se plantea desarrollar capacidades que se orientan a: la integración de conocimientos provenientes de diferentes ámbitos disciplinares y campos del saber; la capacidad de trabajo responsable, estudio, y compromiso; la comprensión de las técnicas estadísticas, para mejorar el rendimiento en el proceso y calidad del producto; la aplicación de herramientas estadísticas con mecanismos tradicionales de control (gráficos de control, auto-control, otros); el empleo de herramientas estadísticas con mecanismos innovadores de control: control estadístico de variables por desvíos de sumas acumuladas, diseño de experiencias; la formulación de problemas donde se usan herramientas estadísticas y el diseño estadístico de experiencias; el diseño de la mejora de condiciones del proceso de producción y las tolerancias permitidas; el reconocimiento de la importancia del Control Estadístico para lograr un producto confiable; la identificación de formas de corrección de procesos; y el reconocimiento de los parámetros a controlar. La propuesta formativa del módulo pretende lograr en el alumno, tenga una visión real y actualizada de los métodos estadísticos de control de calidad de procesos y por ende de productos, usando como herramientas métodos estadísticos tradicionales e innovadores. Las actividades formativas involucradas en el desarrollo del módulo priorizarán el conocimiento y la capacidad de aplicación de los distintos métodos de control estadísticos a las situaciones reales del sector industrial específico, adquiriendo destrezas y habilidades mínimas que podrán incrementarse con el tiempo mediante su actividad en el mundo productivo. Considerando su capacitación continua como medio de superación personal y profesional y la transmisión, en su espacio social de trabajo, de los conocimientos adquiridos. 2
1. Referencia al perfil profesional Este módulo toma como referencia actividades profesionales incluidas en las áreas de competencia 1,2, 3 y 4 del perfil profesional. Dentro de éstas áreas, las subáreas de competencia que contienen las actividades mencionadas son las siguientes: 1.1. Interpretar los objetivos del diseño de procesos y productos. 1.2. Diseñar modificaciones de procesos y productos, y desarrollar y/o ajustar métodos y técnicas de análisis. 1.3. Diseñar modificaciones de especificaciones técnicas y de normas de operación, de procesos y productos. 2.1. Interpretar el diseño del proceso. 2.2. Optimizar métodos y tiempos de producción y/o utilización en planta de equipos, servicios, etc. 2.3. Operar, controlar y optimizar el proceso. 2.4. Controlar, evaluar y operar sobre las variables y parámetros del proceso. 2.8. Actuar en la aplicación del plan de calidad en las industrias de procesos. 3.4. Acondicionar equipos, aparatos y elementos auxiliares de laboratorio. 3.5. Realizar análisis y ensayos físicos, químicos y microbiológicos. 4.2. Gestionar la logística para la producción. 4.4. Programar, coordinar y controlar servicios y suministros contratados a terceros. La identificación de situaciones problemáticas que debe abordar el técnico en el contexto socioproductivo y con el cual se relacionan las actividades incluidas en estas subáreas de competencia, nos permite enunciar el siguiente problema central en torno al cual se estructura el módulo y da unidad a los a contenidos y actividades formativas, buscando desarrollar capacidades profesionales en entornos formativos gestionados por la institución educativa. Problema Central: En su actividad profesional el técnico se enfrentará ante el problema de Controlar el proceso productivo y la calidad, aplicando distintos métodos estadísticos para la elaboración de análisis de recursos, capacidad de máquinas y el manejo de las técnicas de aseguramiento de la calidad, entre otros, para cumplimentar las características de los productos y exigencias del proceso. El proceso de resolución de este problema central reorganiza las actividades pertinentes de estas subáreas de competencia y permite conformar la unidad de competencia. UNIDAD DE COMPETENCIA Controlar la calidad de productos y procesos, aplicando métodos estadísticos y técnicas de aseguramiento de la calida, previamente definidos. Interpretar los objetivos en el diseño y modificaciones de procesos y productos y/o ajustar métodos y técnicas de análisis. Interpreta la documentación técnica de procesos y productos a desarrollar, identificando las 3
implicancias de las especificaciones. Realiza ensayos a nivel de planta piloto y/o escala industrial, obteniendo la información proveniente de: laboratorio, planta piloto y de ensayos de producción realizados. Ajusta métodos y técnicas de análisis y ensayos. Define las condiciones operativas de corrientes y equipos, estableciendo los parámetros de funcionamiento. Efectúa las modificaciones de especificaciones de productos, procesos o materiales, siguiendo los procedimientos establecidos para la modificar las especificaciones de productos, procesos o materiales. Elabora la documentación técnica correspondiente a las modificaciones aprobadas, de acuerdo a los procedimientos establecidos. Informa, a los sectores interesados, las correspondiente, en tiempo y forma. modificaciones aprobadas por la autoridad Actuar en la aplicación del plan de calidad de la empresa, controlando y evaluando las variables y parámetros del proceso, operando sobre las mismas y efectuando el control sobre las especificaciones de productos. Identifica las condiciones operativas de procesos y equipos e instalaciones, decodificando los manuales operativos correspondientes. Obtiene e interpreta la documentación técnica y los programas de producción pertinentes, verificando la documentación técnica necesaria para iniciar el proceso de operación. Obtiene e interpreta las especificaciones técnicas de los componentes de los sistemas, revelando y traduciendo las especificaciones técnicas de los componentes y las normas y procedimientos para manejo y conservación de equipos, instalaciones, tableros de control y ramales de distribución. Obtiene la información técnica referente a procesos, productos, planes de producción, flujo de materiales y suministro de servicios, reuniendo la información necesaria sobre procesos, capacidades de producción, características de los equipos, planeamiento de la producción y suministro de los servicios. Participa en la realización de propuestas de mejora en procesos, dispositivos o equipos para mejorar la eficiencia de la producción, realizando análisis y propuestas de mejora para aumentar la producción, la calidad o la productividad de la planta. Verifica los parámetros iniciales de proceso, controlando los parámetros especificados para el inicio del proceso de acuerdo a normas y procedimientos. Regula y ajusta las especificaciones técnicas del instrumental y los dispositivos, efectuando los ajustes, de acuerdo con las especificaciones del proceso. Detecta y corrige desviaciones funcionales, efectuando los ajustes correspondientes verificando la condición operativa de los equipos. Verifica el estado de los equipos, materiales y servicios auxiliares y de los parámetros operativos, regulando los sistemas de acuerdo a las especificaciones del proceso. Propone mejoras y/o ajustes para optimizar el funcionamiento de equipos e instalaciones, evaluando las mejoras y ajustes a proponer. Efectúa controles sobre especificaciones de productos en proceso y finales, ajustadas a normas internas, nacionales e internacionales, verificando que los productos cumplan las especificaciones. Determina diferencias significativas de calidad en materias primas, insumos, productos semielaborados y finales, identificando los productos fuera de especificaciones y asignando destino de acuerdo a los procedimientos establecidos. Interpreta las especificaciones y normas de seguridad y prevención ambiental de sustancias riesgosas, efectuando el control de acuerdo a normas. y 4
Propone modificaciones de parámetros y variables de funcionamiento del proceso, evaluando las condiciones de proceso, los desvíos sistemáticos u ocasionales producidos y proponiendo modificaciones tendientes a estabilizar las variables, a mejorar la eficiencia de producción o a mejorar la calidad de los productos. Registra y emite información referente al cumplimiento de los programas de producción y novedades producidas en el proceso, realizando el registro de las operaciones, tiempos y rendimientos, evaluando anomalías detectadas y realizando las acciones correspondientes. Asiste en la implementación de planes de calidad, participando con aportes sobre procedimientos, procesos y productos. Gestiona la logística para la producción. Programar, coordinar y controlar servicios y suministros contratados a terceros, Identifica desvíos respecto a procedimientos o especificaciones de productos a los sectores interesados, informando oportunamente a los sectores interesados. Controla el cumplimiento de los parámetros de ensayo y normas de seguridad, monitoreando la evolución de los parámetros de ensayo de acuerdo a la técnica empleada y la aplicación de las medidas de seguridad. Registra las operaciones, los materiales utilizados, los tiempos y los resultados obtenidos, efectuando las comunicaciones pertinentes. Prevé los suministros necesarios para asegurar el flujo de producción, las áreas de almacenaje de los materiales y la programación de su movimiento, realizando los cálculos correspondientes. Alcances y condiciones de la unidad de competencia (ver) Alcances Al finalizar este módulo los estudiantes tendrán desarrolladas las capacidades que permiten inferir, en las condiciones de la unidad de competencia, un desempeño competente en el rango de actividades arriba descripto, asumiendo responsabilidades limitadas sobre los resultados de su tarea en el marco de un equipo de trabajo. El alcance de dichas actividades estará limitado a controlar el rendimiento y calidad en plantas de operaciones, procesos fisicoquímicos y microbiológicos de materias primas; interpretar análisis y ensayos físicos, químicos, fisicoquímicos y microbiológicos de materias primas, materiales de procesos, productos, emisiones y medio ambiente. Condiciones Las actividades de la unidad de competencia se llevan a cabo en contextos laborales caracterizados, entre otros, por: El registro e interpretación de datos observados en planta. La elaboración de informes de acuerdo a estándares y normativas establecidas. La consulta, interpretación y utilización de bibliografía, folletos y manuales, nacionales e internacionales, de fabricantes y proveedores, con especificaciones técnicas de los equipos, herramientas y elementos presentes en procesos industriales. La identificación y utilización de herramientas estadísticas para el control del proceso productivo. La identificación de las formas de corrección de procesos y operaciones. 2. Capacidades 5
El presente módulo se propone como resultado el desarrollo de las capacidades que se identifican en la primera columna del cuadro que sigue. La segunda columna identifica evidencias que permiten inferir que se han adquirido las capacidades propuestas. Cada equipo docente a cargo del desarrollo del módulo habrá de trabajar y podrá profundizar y ampliar esta propuesta de evidencias en función de las características de los estudiantes y el entorno de enseñanza/aprendizaje. Capacidades Identificar problemas referidos al control estadístico de la producción. Evidencias Integra conocimientos provenientes de diferentes ámbitos disciplinarios y campos del saber para identificar problemas típicos del control estadístico de producción. Resuelve problemas relacionando conceptos de diversas diciplinas. Individualizar la problemática del sector de producción específico Aplicar herramientas estadísticas con mecanismos tradicionales de control. Emplear herramientas estadísticas con mecanismos innovadores de control. Definir las condiciones del proceso de producción y las tolerancias permitidas. Identificar formas de corrección de procesos. Comprende las técnicas estadísticas, para mejorar el rendimiento en el proceso y calidad del producto. Reconoce distintas técnicas de control estadístico. Propone los métodos y técnicas de control estadístico más adecuadas para la resolución del problema Identifica en forma correcta, el problema planteado, y lo resuelve aplicando herramientas estadísticas. Confecciona gráficos estadísticos (gráficos de control, auto-control,etc.) de manera de reflejar estadísticamente el estado del proceso. Resuelve problemas donde se involucran problemáticas ligadas al control del proceso. Aplica el control estadístico de variables por desvíos de sumas acumuladas. Reconoce problemáticas planteadas por los docentes en procesos específicos, resolviendo la problemática planteada mediante la aplicación de métodos y técnicas estadísticas. Reconoce las variables del proceso productivo. Identifica el cuello de botella del proceso. Aplica herramientas estadísticas de control. Obtiene resultados. Elabora un plan técnico(formula hipótesis, aplica técnicas y métodos estadísticos) a los fines de tender a las mejores condiciones de proceso. Explica las causales de la problemática en el proceso y propone las correcciones 6
respectivas. Aplica las medidas correctoras oportunas en función de las señales recibidas. Propone medidas correctoras alternativas en función del análisis de las señales y/o informes. Reconocer los parámetros que se deben controlar. Identifica las variables del proceso. Individualiza equipos e instrumentos integrantes del proceso, y aplica los elementos de control más adecuados. Algunas formas sugeridas para la obtención de las evidencias son: Informe del rendimiento de un equipo, durante una actividad formativa planteada por el equipo docente. Informe técnico señalando los criterios de selección de un equipo y/o instrumental específico. Informe oral o escrito de los procedimientos de operación y funcionamiento de equipos. Informe oral o escrito, referido a las variables de proceso sujetas a control. Informe oral o escrito, que explicite el método de control estadístico oportunamente seleccionado para el control del proceso productivo. Informe oral o escrito, detallando los beneficios de la instrumentación del método de control estadístico oportunamente seleccionado. Monografía que explicite los fundamentos de funcionamiento y operación de un equipo. Informes y fichas técnicas detallando estado de operación ( o trabajo ) de equipos, instrumental, materiales e insumos. Informes detallando los procedimientos realizados en la resolución de problemas operativos. Informes técnicos fundamentados. Informe sobre la identificación de implementación de normas de seguridad e higiene, y como estas influyen en el desarrollo del proceso productivo. Coloquio. Informe escrito sobre temas específicos. Protocolo de procedimientos. Situaciones problemáticas resueltas en contextos productivos diversos. Bibliografía ampliatoria consultada. 3. Actividades formativas Para desarrollar las capacidades que el módulo plantea, y trabajar los contenidos que permiten formarlas, se recomienda organizar actividades formativas tales como: Proyectos. Experiencias de laboratorio Uso de Software adecuado Construcción de gráficos y diagramas de control. Trabajos de investigación destinados a la resolución de problemas. Cálculo de regresiones lineales, logísticas y de Cox. Realización de análisis de componentes de la varianza, estimación de Kaplan Meier. Ajustes de Curvas. Regresión curvilínea y Múltiple. 7
Resolución de problemas. Estudio de casos. Practicas y/o ejercicios de situaciones reales de casos (juego de roles bajo presión). Actividades de aula/taller. Trabajos de campo. Estas actividades permitirán: Interpretar correctamente las problemáticas propuestas. Resolver problemas basándose en una selección de datos relevantes y el uso de la metodología adecuada. Proponer soluciones adecuadas a problemáticas planteadas por el equipo docente. Comprender y aplicar las técnicas estadísticas más adecuadas, para mejorar el rendimiento en el proceso y la calidad del productos. Identificar dificultades en el funcionamiento de equipos y dispositivos eléctricos y electrónicos destinados al control de las variables críticas del proceso productivo. Realizar experiencias relativas a temáticas específicas: selección y uso adecuado de la herramienta estadística seleccionada, identificación de las desviaciones de la variables de proceso, proponer las acciones tendientes a la estandarización del proceso. Comparar el rendimiento de equipos con características similares. Realizar mediciones de las variables de control, y verificar que se encuentren dentro de los límites de control prefijados, utilizando el instrumental correspondiente y resolver con estos datos problemáticas propuestas por el equipo docente y/o sugerir modificaciones. Resolver problemáticas sencillas propuestas y/o sugerir modificaciones, utilizando datos de mediciones. Reconocer fallas simples en instalaciones eléctricas y equipos electromecánicos. Realizar procedimientos básicos de primeros auxilios en caso de accidentes con corriente eléctrica. 4. Contenidos La relativa autonomía que posee cada módulo con respecto al conjunto, hace posible que los contenidos aquí explicitados puedan ser reformulados parcial o totalmente sin que esto conlleve a la modificación de la orientación de todo el TTP. Las modificaciones más o menos extensas o profundas, a partir de la detección de puntos críticos en estos contenidos, deberán ser realizadas con el consenso de la institución, estableciéndose líneas de acción coherentes con las nuevas necesidades y con el modelo curricular de referencia. Estas modificaciones posibles deben tener bases que garanticen la continuidad en los principios de orden general (nivel mínimo curricular). Los contenidos expuestos podrán ser modificados en su secuenciación y profundidad. El docente deberá desarrollar los contenidos del módulo teniendo presente las actividades formativas que desee trabajar. Estos contenidos podrán organizarse en torno a los siguientes temas generadores: Organización de la Empresa en función de la Calidad. Introducción a la Teoría del Control Estadístico de Calidad. Técnicas clásicas de Control de calidad en los Procesos de fabricación. 8
Control de Aceptación. Técnicas innovadoras de control de calidad. Diseño de experimentos. A modo de orientación para el docente, se presenta la siguiente lista de posibles contenidos a desarrollar en cada uno de los temas generadores indicados. Los contenidos aquí explicitados no pretenden ser un programa analítico, solo un orientador de los temas que el docente debe considerar necesarios para ser abordados en el transcurso del módulo en el momento que las capacidades a desarrollar y las actividades formativas planteadas para su desarrollo, en los entornos de aprendizajes respectivos, así lo requieran. Organización de la Empresa en función de la Calidad Objetivos de la Empresa. Perspectiva del Control de Calidad. Técnicas básicas de herramientas estadísticas. Aplicaciones de las distribuciones de probabilidad al control de la calidad. Comentarios y sugerencias: Buscar que el alumno logre retomar y aplicar temas de Estadísticas, y que comprenda la necesidad de aplicación en nuestro contexto empresarial, tratando de formar una idea básica que perdure y sea fundamento de estudios posteriores. Que sea fácil de retener, no memorizada sino comprendida y asimilada. Para ello se debe recurrir a ejemplos reales o simulados de situaciones propias del mundo productivo, de forma de que sea capaz de despertar curiosidad e interés en los alumnos. Introducción a la Teoría del Control Estadístico de Calidad Organización para la calidad. Comprensión del alcance del control estadístico en una Industria de Procesos. La economía de la Calidad. Visión general de los costos por mala calidad: Desechos, retrabajos, pérdidas de energía por procesos erróneos, etc. Comentarios y sugerencias: Lograr que el alumno identifique claramente los objetivos de la empresa, su organización a los fines de obtener una calidad aceptable del producto y de sus procesos involucrados. Que el alumno entienda la necesidad económica de la empresa en la aplicación de las técnicas estadísticas, para el control de sus operaciones y procesos. Técnicas clásicas de Control de Calidad en los Procesos de fabricación Ajuste de curvas. Regresión curvilínea. Regresión múltiple. Correlación. Confiabilidad en el diseño. Confiabilidad en el producto. Principios de control. Diagrama causa-efecto. Fichas de control. Su importancia. Información obtenidas de ellas. Tipos. Los gráficos de control como estímulo para el perfeccionamiento. Precontrol. El valor del autocontrol en cada etapa del proceso y la responsabilidad en le logro de un buen producto. Manejo de la información. Modificaciones a procedimientos y procesos. Análisis de la capacidad de un proceso. Comentarios y sugerencias: Los contenidos anteriormente explicitados, permitirán que el alumno/a adquiera los conocimientos básicos para un buen control de la calidad, aplicando las herramientas clásicas de control, distinguiendo las técnicas a usar según el caso que se presente. Control de Aceptación Introducción a la seguridad y al control de aceptación. Influencia de la calidad de la materia prima y los insumos recibidos en la calidad del proceso. Muestreo de aceptación de lote por atributos y por variables. Aplicación de la Norma Militar 105. 9
Comentarios y sugerencias: Se debe buscar que el alumno/a asocie el concepto de control de aceptación con el de aseguramiento de la calidad, dominando las diferentes técnicas de muestreo. Técnicas innovadoras de control de calidad. Diseño de experimentos. Proyectos para la seguridad de la calidad. Seguridad de la calidad, métodos y normas. Determinación de parámetros a controlar y por qué. Diseño de procesos con un alto grado de incertidumbre. Diseños con un parámetro. Diseños con dos parámetros a dos niveles. Diseños de experimentos. Método de Taguchi. Método Anglosajón. Mejora de la calidad de la producción en un proceso conocido variando las condiciones de funcionamiento. Nivel de ruido. Comentarios y sugerencias: Formar conceptos claros de la importancia de la identificación y diferenciación de procesos con gran carga de incertidumbre de los determinísticos. Lograr que el alumno/a reconozca los modelos estadísticos en los que se aplica diseño de experiencias, evaluando además el peso económico de un proceso funcionando en condiciones óptimas. 5. Entorno de aprendizaje Para el desarrollo de las capacidades, planteadas en este módulo, la institución deberá contar básicamente con un laboratorio de informática, equipado con computadoras personales ( como máximo dos alumnos por equipo ), donde se puedan desarrollar las actividades prácticas a través de los software correspondientes. También se recurrirá a los laboratorios de: - Termodinámica y fisicoquímica. - Electrotecnia y electrónica industrial. - Métodos y técnicas analíticas e instrumentales. - Métodos y técnicas analíticas microbiológicas En estos entornos formativos se planificarán las experiencias, para la obtención de datos que posteriormente serán procesados y evaluados en la sala de cómputos, mediante la aplicación de las herramientas estadísticas correspondientes Estos equipos se encontrarán presentes en el aula / taller existente en la escuela y/o gestionada por la misma (ej. SILOSE, CERET, etc.). 6. Requisitos previos Para realizar este módulo los alumnos deberán ser capaces de evidenciar y aplicar conocimientos básicos de álgebra, trigonometría, probabilidad y estadísticas, recibidos en la educación Polimodal. Por otra parte, los alumnos/as deberán tener aprobados los siguientes módulos: Termodinámica y fisicoquímica. Electrotecnia y electrónica industrial. Métodos y técnicas analíticas e instrumentales. Deberán haber cursado o estar cursando: Métodos y técnicas analíticas microbiológicas. Operaciones y control de procesos. El proceso productivo. 10
7. Carga horaria La carga horaria de referencia del módulo es de 96 horas reloj. Pudiendo la misma ampliarse a 120 horas reloj, conforme lo establece el Capítulo II.2 del Documento Base del TTP Industrias de Procesos aprobado por Resolución Nº 86/98 del CFCyE. Las Jurisdicciónes adoptarán, dentro de este marco, la carga horaria correspondiente. 11