Ingeniera de Calidad

Conceptos mas importantes de la materia de Ingeniera de Calidad.

La Ingeniera de la Calidad est diseada para generar procesos de calidad. Basado en los fines de la Ingeniera de la calidad, TAGUCHI desarroll una aproximacin al diseo de experimentos con el objetivo de reducir los costos emanados de la experimentacin, esta aproximacin es ms prctica que terica y se interesa ms por la productividad y los costos de produccin que por las reglas estadsticas. Los conceptos de estas tcnicas estn basados en las relaciones de costos y ahorros. Existen algunos factores de ruido que afectan los procesos, y son aquellos que causan que una caracterstica funcional se desve de un valor objetivo, estos son causantes de variabilidad y prdida de calidad. De acuerdo con TAGUCHI esta prdida de calidad constituye a largo plazo, una prdida de tiempo y dinero tanto para el consumidor como para el fabricante. Dentro de las actividades del control de la calidad, la Ingeniera de la calidad consta de las actividades dirigidas a la reduccin de la variabilidad y de las prdidas.

Experimento factorial general

Los resultados del ANOVA para dos factores pueden ser extendidos a un caso general en donde a son los niveles del factor A, b son los niveles del factor B, c son los factores del nivel C, y as sucesivamente, los cuales pueden ser arreglados en un experimento factorial, en el cual el nmero de rplicas es n. Est diseada para generar procesos de calidad. TAGUCHI desarroll una aproximacin al diseo de experimentos con el objetivo de reducir los costos emanados de la experimentacin, esta aproximacin es ms prctica que terica y se interesa mas por la productividad y los costos de produccin que en las reglas estadsticas. Los conceptos de estas tcnicas estn basados en las relaciones de costos y ahorros. Disear un sistema de manufactura para elaborar un producto requiere de conocimientos tcnicos adems de una gran experiencia en el rea a la cual pertenece el producto. Los diseos factoriales son ampliamente utilizados en experimentos en los que intervienen varios factores para estudiar el efecto conjunto de estos sobre una respuesta. Existen varios casos especiales del diseo factorial general que resultan importantes porque se usan ampliamente en el trabajo de investigacin, y porque constituyen la base para otros diseos de gran valor prctico. En los ltimos aos se ha observado un creciente inters por algunas de las ideas del profesor Genechi Taguchi acerca del diseo experimental y su aplicacin al mejoramiento de la calidad El diseo factorial fraccionario 2 k-p se usa en experimentos de escrutinio para identificar con rapidez y de manera eficiente el subconjunto de factores que son activos, y para obtener alguna informacin sobre la interaccin. La propiedad de proyeccin de estos diseos hace posible en muchos casos examinar los factores activos con ms detalle. La combinacin secuencia de estos diseos a travs del plegamiento es una forma muy eficaz de obtener informacin extra acerca de las interacciones, la cual puede identificarse en un experimento inicial como potencialmente importante.

Diseo del proceso

Disear un sistema de manufactura para elaborar un producto requiere de conocimientos tcnicos adems de una gran experiencia en el rea a la cual pertenece el producto. El Sr. TAGUCHI define la calidad de la siguiente manera.

"LA CALIDAD DE UN PRODUCTO ES LA PERDIDA MNIMA IMPARTIDA POR EL PRODUCTO A LA SOCIEDAD, DESDE EL MOMENTO EN QUE ES EMBARCADO."

El fabricante es quien ms resiente las prdidas debido a la reaccin negativa del consumidor de un producto de mala calidad.

Variabilidad funcional y problemas de calidad

El problema con las fuentes naturales de energa es su variabilidad. El mismo problema ocurre a un mayor o menor grado en los productos y servicios proporcionados por el hombre. Las mquinas se estropean, fallas de poder elctrico, los trenes llegan tarde, goteras de los tejados. Las razones especificadas estn puestas para prevenir muchos de estos problemas. Empezaremos considerando la prdida causada por la variabilidad. Nos enfocaremos en la variabilidad del producto, las mismas consideraciones se aplican a la variabilidad en servicios. Determinando la calidad subjetiva del valor de mercadeo y producto planeando el problema de vital importancia para una compaa, pero no es un problema de ingeniera. Es un problema de clasificacin humana, un problema del tamao del segmento en segmentacin del mercado. Esto es porque el autor se opone a tratar las cuestiones de calidad como preguntas de valor. Otro problema es el significado de prdida. En el contexto de la definicin de calidad, la prdida debe restringirse en dos categoras:

1. Prdida causada por la variabilidad de la funcin. 2. Prdida causada por defectos de tipos dainos.

Un artculo con buena calidad realiza sus funciones intencionales sin variabilidad, y causa pequeas prdidas a travs de los defectos de tipo dainos, incluso el costo de usarlo. Si el control de costo se preocupa por reducir las diferentes prdidas antes de que el producto sea enviado, el control de calidad se preocupa por reducir los dos tipos de prdidas que puede causar a la sociedad despus de que se enva.

El control de calidad no es, sin embargo, interesado en reducir la prdida del producto que puede infligir en la sociedad a travs de sus funciones intrnsecas.

La pregunta sobre las funciones de la sociedad sobre los productos que deberan permitir tener, es un problema cultural ilegal, no un problema de la ingeniera.

Si nosotros empezamos a discutir problemas de utilidad y valor, nosotros estamos fuera del reino de la ingeniera y en el reino de los valores culturales.

Los ingenieros son libres para debatir estos problemas como individuos, pero ellos deben reconocer que estn tratando con preguntas sociales que estn fuera del alcance del control de calidad. Si el control de calidad no se restringe a los problemas prdida causados por variabilidad de funcin y efectos del tipo dainos no relacionados, se resbalar fuera del dominio de la ingeniera en el dominio psicolgico de valores culturales. Si nosotros nos enfocamos en la industria , encontramos que sus actividades entran en seis fases.

1. Planeacin de productos (que incluye estimando la demanda para una funcin dada a un precio dado y poniendo la vida del plan). 2. Diseo del producto (diseando el producto para tener las funciones que decidieron posteriormente en la fase de la planificacin). 3. Diseo del proceso de produccin. 4. Produccin. 5. Mercadotecnia (incluyen la informacin del mercado sobre la existencia del nuevo producto). 6. Ventas.

Ingeniera de calidad en el diseo del producto

Podemos reducir el tiempo de desarrollo de un producto a un tercio del actual Como reducir el tiempo de ciclo de desarrollo de productos es un gran reto para la mayora de las empresas de todos los sectores, sobre todo teniendo en cuenta el hecho de que los productos se fabrican en series cada vez ms cortas, en variedad creciente y con ciclos de vida ms cortos. Cmo podemos disminuir el tiempo de desarrollo y, al mismo tiempo, proporcionar una gran variedad de productos, manteniendo la competitividad?. Existen otros mtodos para reducir el ,ciclo de desarrollo de productos para que podamos cumplir nuestros objetivos competitivos?. Este artculo es un resumen de los enfoques ms recientes y avanzados desarrollados por el Dr. Taguchi:

El Desarrollo de Tecnologa utilizando la relacin seal - ruido para caractersticas dinmicas.

2. QUE ES EL DESARROLLO DE TECNOLOGIA?

Lo que el Dr. Taguchi quiere decir por desarrollo de tecnologa es lo siguiente:

El desarrollo de tecnologa es realizar una investigacin, tras completar el diseo de un sistema, para optimizar la robustez de la funcin bsica de una familia de productos. La investigacin es realizada en un laboratorio, a pequea escala, antes de la planificacin del producto concreto, y su robustez puede ser evaluada mediante el uso de la relacin seal - ruido de tipo dinmico, de forma que la informacin pueda ser utilizada en el diseo de un grupo de futuros productos.

3. POR QU EL CICLO DEL DESARROLLO DE TECNOLOGA TARDA TANTO TIEMPO?

Existen varias razones por las cuales la duracin del desarrollo de tecnologa es demasiado larga. Para empezar, el diseo de un nuevo producto empieza despus de recoger la informacin del mercado en cuanto a los gustos o disgustos de los clientes. La mejora de calidad empieza cuando el producto est en manos de los consumidores. En este momento es demasiado tarde para empezar un nuevo diseo, y se tarda demasiado tiempo en conseguirlo. En segundo trmino, los esfuerzos por mejorar la calidad se realizan cada vez que se disea un nuevo producto. En tercer trmino, el diseo de un producto se concentra inicialmente en cmo "dar en el blanco" sin ,,contemplar la robustez o la reproductibilidad de la funcin de todos los problemas anteriores que pueden ser minimizados utilizando el enfoque del desarrollo de tecnologa.

4. CUATRO NIVELES DE CALIDAD.

Por supuesto, la calidad debe estar relacionada con las necesidades y las expectativas del cliente. Sin embargo, para que la investigacin y el desarrollo sean efectivos, la calidad debe ser expresada en trminos compatibles con los objetivos de ingeniera del desarrollo. Podemos identificar cuatro niveles de calidad.

1. La calidad del cliente. 2. La calidad especificada. 3 .La calidad robusta. 4. La calidad funciona

l.

1. LA CALIDAD DEL CLIENTE Y LA CALIDAD ESPECIFICADA La calidad del cliente es la calidad expresada por el cliente, en su propio lenguaje, tal como aspecto o "facilidad de conducir de un coche. El trmino Voz del Cliente" se usa frecuentemente para describir este nivel de calidad. Para satisfacer las necesidades de nuestros clientes, los ingenieros intentan a menudo convertir la Voz del Cliente en caractersticas especficas de calidad, es decir, la calidad especificada, tales como "piel de naranja", "espesor de la pintura", o "ndice de facilidad de conducir", dado por el experto de la prueba de conduccin. La calidad especificada se refiere a las especificaciones de los diseos de ingeniera. Son caractersticas de calidad, que constituyen objetivos para los ingenieros. Estas son las caractersticas a partir de las cuales se desarrollan los productos. Las siguientes caractersticas de calidad son frecuentemente usadas para el anlisis de muestras:

Pasa / no pasa Fraccin defectuosa Nmero de defectos Produccin Exactitud de una funcin Facilidad para abrir la puerta de un coche Apariencia La calidad en PPM

2. LA CALIDAD FUNCIONAL

Todos los productos tienen una funcin especfica. La calidad funcional es la calidad de conseguir la funcin pretendida de un producto. La funcin del producto existe antes que la voz del cliente. Es imprescindible que la funcin del producto sea optimizada antes de emitir los planos de ingeniera.

DESARROLLO DE LA TECNOLOGIA Nuestro procedimiento ptimo puede ser resumido de la siguiente forma: Maximizar la sensibilidad Maximizar la linealidad Minimizar la variabilidad

Funcin de prdida

El control de calidad ha tenido como objetivo controlar la variacin funcional y los problemas relacionados con esto.

El objetivo de la funcin prdida es evaluar cuantitativamente la prdida de calidad debido a variaciones funcionales.

El doctor Taguchi ha descubierto que la representacin cuadrtica de la funcin de prdida, es una forma eficiente y efectiva para establecer la prdida debido a la desviacin de una caracterstica de calidad del valor meta; esto es la prdida debida a la mala calidad.

Es importante recordar que:

1. Conformarse con los lmites de especificacin es un indicador inadecuado de la calidad o prdida debida a la mala calidad. 2. La prdida de calidad es causada por la insatisfaccin del consumidor. 3. La prdida de calidad puede relacionarse con las caractersticas del producto. 4. La prdida de calidad es una prdida financiera. 5. La funcin de prdida es una herramienta excelente para evaluar la prdida en la etapa inicial del desarrollo del producto.

La razn de seal a ruido

Los factores que causan que una caracterstica funcional, como por ejemplo, la eficiencia del combustible, los cambios de presin, la maniobrabilidad, etc., se desve de su valor objetivo, se llaman factores de ruido. Los factores de ruido causan variacin y prdida de calidad. Durante su larga experiencia, el Dr. Taguchi ha observado que sta prdida de calidad, en trminos de tiempo y dinero, tanto a los consumidores como a los fabricantes, y en ltimo trmino a la sociedad. En la siguiente grfica se muestra los diferentes tipos de ruido que desvan la caracterstica de su valor objetivo.

Arreglos ortogonales

Esta experimentacin busca encontrar cul es el mejor material, la mejor presin, la mejor temperatura, la mejor formulacin qumica, o el tiempo de ciclo ms apto, etc. Todo con el propsito de lograr la longitud, la amplitud, o la durabilidad que se desea, tomando el costo que implica.

QU ES EL ARREGLO ORTOGONAL?

El arreglo ortogonal es una herramienta ingenieril que simplifica y en algunos casos elimina gran parte de los esfuerzos de diseo estadstico. Es una forma de examinar simultneamente muchos factores a bajo costo. El Dr. Taguchi recomienda el uso de arreglos ortogonales para hacer matrices que contengan los controles y los factores de ruido en el diseo de experimentos. Ha simplificado el uso de este tipo de diseo al incorporar los arreglos ortogonales y las grficas lineales, finalmente, en contraste con los enfoques tradicionales como equivalentes de ruido: mientras las interacciones sean relativamente suaves, el analista de los efectos principales nos proporcionar las condiciones ptimas y una buena reproductibilidad en un experimento. Los arreglos ortogonales son herramientas que permiten al ingeniero evaluar qu tan robustos son los diseos del proceso y del producto con respecto a los factores de ruido.

ARREGLOS ORTOGONALES Y SU VENTAJA

La ventaja del los arreglos ortogonales es que pueden ser aplicados al diseo experimental involucrando un gran nmero de factores.

DESVENTAJAS

La desventaja del arreglo ortogonal es que puede ser nicamente aplicado en la etapa inicial del diseo del sistema del producto o proceso. Un arreglo ortogonal permite asegurar que el efecto de "B" en "A1" es el mismo efecto de "B" en "A2". As se podr estar seguro de que se est haciendo comparaciones entre efectos de niveles de un factor.

Anlisis de Tablas de Frecuencia

Uno de los mtodos para analizar datos es la tabulacin cruzada. Por ejemplo, un investigador mdico puede tabular las frecuencias de los diferentes sntomas por edades y sexo; un investigador educativo puede tabular el numero de estudiantes que abandonan sus estudios por edad, sexo y grupo tnico; un economista puede tabular el numero de negocios que fallan por industria, regin, etc.; un investigador de mercado puede tabular las preferencias de los consumidores por producto, edad y sexo. En todos estos casos, los resultados principales de inters pueden ser sumarizados en una tabla de frecuencia mltiple; o sea, en una tabla cruzada de dos mas factores.

Anlisis de experimentos con factores de ruido

FACTORES DE RUIDO.

Los factores de ruido son aquellos que no se pueden controlar o que resulta muy caro controlarlos. Los factores de ruido causan variabilidad y prdida de calidad. Por esto es necesario disear un sistema el cual sea insensible a los factores de ruido. El diseador debe identificar la mayor cantidad posible de factores de ruido y usar su buen juicio en base a sus conocimientos para decidir cules son los ms importantes a considerar en su anlisis.

2.4 La razn de seal a ruidoLos factores que causan que una caracterstica funcional, como por ejemplo, la eficiencia del combustible, los cambios de presin, la maniobrabilidad, etc., se desve de su valor objetivo, se llaman factores de ruido. Los factores de ruido causan variacin y prdida de calidad. Durante su larga experiencia, el Dr. Taguchi ha observado que sta prdida de calidad, en trminos de tiempo y dinero, tanto a los consumidores como a los fabricantes, y en ltimo trmino a la sociedad. En la siguiente grfica se muestra los diferentes tipos de ruido que desvan la caracterstica de su valor objetivo.

Taguchi llama a los factores incontrolables factores de ruido. Ruido es cualquier cosa que causa a una caracterstica de la calidad desviarse de su objetivo, el cual subsecuentemente causa una prdida de calidad. La temperatura, altura, y nivel de combustible, son considerados factores externos de ruido porque ocurren fuera del producto. Otros dos tipos de factores que existen son: los internos (ej.: partes criticas de la maquinaria se deterioran y los factores producto a producto cuando por ejemplo la variabilidad pieza a pieza en los componentes fabricados del carro). Mucha gente cree que las interacciones no son consideradas en los Mtodos Taguchi; sin embargo, esto no es cierto. De hecho, el Dr. Taguchi considera las interacciones como uno de los puntos ms importantes de su enfoque. La proporcin seal - ruido es un ndice de robustidad de calidad, y muestra la magnitud de la interaccin entre factores de control y factores de ruido. Los factores de control y ruido deben ser asignados en diferentes grupos para el estudio de la robustidad, el cual es significativamente diferente del enfoque tradicional, donde no hay distinciones entre los factores de ruido y control. Una diferencia clave de los Mtodos Taguchi es el nfasis en medir las cosas correctas para recoleccin de informacin. En lugar de medir sntomas causados por la variabilidad de la funcin, como la tasa de defectos o fallas, medimos una respuesta relacionada con la energa. Cualquier sistema usa energa de transformacin para cumplir una funcin deseada. Reducir la variabilidad de las transformaciones de energa minimizar o eliminar los sntomas. Cuando tenemos ruido, nos lleva a crear un producto o proceso robusto que es aquel que es menos sensible al ruido.