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“Jornada sobre Mejora

Competitiva con 6 Sigma / Lean”

Fecha: 13/06/13

MIX de Proyectos 6 SigmaJuan Ignacio Ballesteros

6 Sigma "Master Black-Belt“

Mejora Continua

Enusa Industrias Avanzadas, S.A.

ibg@fab.enusa.es

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Fábrica de Elementos Combustibles de Juzbado

Puesta en marcha en 1985

Productos a Fabricar: Elementos Combustibles PWR - BWR

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3

Catálogo de Productos

GNF2 GE14 17X17MAEF

17X17MAEF-XL/R

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4

POLVO DE UOPOLVO DE UO22

PASTILLAPASTILLA

COMPONENTESCOMPONENTES ESQUELETOESQUELETO

BARRABARRA

Proceso de Fabricación

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5

HomogeneizadoPreprensadoy Granulado

Pastillas a Sinterizado

Mezclado

UO2 Virgen

U3 O

8

Formador de PorosOxidación UO 2

Prensado

AZBUO 2

Proceso Cerámico I: Preparación y Prensado de Polvo de Uranio

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6

UO2 VirgenFormador de Poros (AZB)

Oxidación UO 2

Pre-Prensas

Prensas

Preprensado y Granulado

Proceso Cerámico I: Preparación y Prensado de Polvo de Uranio

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7

Proceso Cerámico II: Sinterizado, Rectificado e Inspección Pastillas

Pastillasen Verde

Rectificado

Inspección Diámetro Pastillas

Inspección Visual y Final

Carga de Barras

Sinterizado

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8

TAPÓN SUPERIOR

MUELLE PASTILLATUBO

Carga BarrasTaponado

Soldadura tapón superior

Presurizado y sellado

Proceso de Fabricación de Barras Combustibles

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9

Detector de fugas

Inspección Visual(DIMENSIONAL & VISUAL)

Montaje Final

Gamma Scanner(Activo y Pasivo)

+

Corrientes Inducidas

inspección radiológica y/o Ut

Proceso de Inspección de Barras Combustibles

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10

ALMACÉN (140 ELEMENTOS)

INSPECCIÓN FINAL

LAVADO ELEMENTO COMBUSTIBLE

INSPECCIÓN CANALES Y CONTORNOS

MONTAJE BARRAS

ESQUELETO

BARRAS

Montaje Final del Elemento Combustible PWR

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11

CARGA EN CONTENEDORES

PREPARACIÓN CONTENEDORES

INSPEC. CONTENEDORES

COLOCACIÓN DE CONTENEDORES EN PLATAFORMA

ENVÍO A CENTRAL

Embalaje y Transporte

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12

Resumen de Proyectos 6 Sigma

realizados en la Fábrica de

Juzbado utilizando MINITAB

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13

Estadística DescriptivaObjetivo: Análisis de rendimientos

10096928884

Median

Mean

90,690,590,490,390,290,190,0

1st Q uartile 88,215Median 90,3963rd Q uartile 92,232Maximum 103,495

89,964 90,365

90,229 90,564

3,129 3,412

A -Squared 3,20P-V alue < 0,005

Mean 90,165StDev 3,264V ariance 10,656Skew ness -0,175542Kurtosis 0,535406N 1021

Minimum 80,548

A nderson-Darling Normality Test

95% C onfidence Interv al for Mean

95% C onfidence Interv al for Median

95% C onfidence Interv al for StDev95 % Confidence Intervals

Summary for RTO_TOT_A

10209188167146125104083062041021

105

100

95

90

85

80

Index

RTO

_TO

T_A

Time Series Plot of RTO_TOT_A

101,598,094,591,087,584,080,5

BWR

PWR

RTO_TOT_A

TEC

NO

LOG

IA

Dotplot of RTO_TOT_A

Each symbol represents up to 2 observations.

RT3RT2RT1

105

100

95

90

85

80

ESTA_OFORP

RTO

_TO

T_A

Boxplot of RTO_TOT_A

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14

Contrastes de Hipótesis

Two-Sample T-Test and CI: RTO_TOT_A; TIPOPOLVO

Two-sample T for RTO_TOT_A

TIPOPOLVO N Mean StDev SE MeanGNF 129 90,22 4,30 0,38SFL 892 90,16 3,09 0,10

Difference = mu (GNF) - mu (SFL)Estimate for difference: 0,06195% CI for difference: (-0,714; 0,836)T-Test of difference = 0 (vs not =): T-Value = 0,16 P-Value = 0,876 DF = 147

Objetivo: Comparación del rendimiento del polvo de UO2 por suministradores.

No hay ninguna diferencia estadísticamente significativa. P-Value = 0,876

Two-Sample T-Test and CI: RTO_TOT_A; TECNOLOGIA

Two-sample T for RTO_TOT_A

TECNOLOGIA N Mean StDev SE MeanBWR 224 90,06 4,13 0,28PWR 797 90,19 2,98 0,11

Difference = mu (BWR) - mu (PWR)Estimate for difference: -0,13795% CI for difference: (-0,719; 0,445)T-Test of difference = 0 (vs not =): T-Value = -0,46 P-Value = 0,644 DF = 291

No hay ninguna diferencia estadísticamente significativa. P-Value = 0,644

Objetivo: Comparación del rendimiento del polvo de UO2 por tecnologías.

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15

Los gráficos muestras los 9 valores (3 medidas de cada uno de los 3 inspectores)

obtenidos para cada una de las 10 pastillas inspeccionadas.

Densidad = f(longitud, diámetro y peso)

Análisis R&R (Repetibilidad y Reproducibilidad)

1086420

96,5

96,0

95,5

95,0

94,5

PASTILLA

DE

NS

IDA

D

123

INSPECTOR

Scatterplot of DENSIDAD vs PASTILLA

1086420

10,4

10,3

10,2

10,1

10,0

9,9

PASTILLA

LON

G

123

INSPECTOR

Scatterplot of LONG vs PASTILLA

1086420

8,26

8,25

8,24

8,23

8,22

PASTILLA

DIA

INF

123

INSPECTOR

Scatterplot of DIAINF vs PASTILLA

1086420

5,75

5,70

5,65

5,60

5,55

5,50

5,45

PASTILLA

PE

SO

123

INSPECTOR

Scatterplot of PESO vs PASTILLA

Objetivo: Analizar el sistema de medida de la densidad de las pastillas

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16

Objetivo: Analizar el % de defectos Vs Las características de las pastillas

I = InclusiónGR = Grieta ramificada/rechazableM = Mordeduras/Esquirla Basal

FR = Falta rectificadoGO = Grieta oblicuaP = Picaduras

FM = Falta materialGC = Grieta circularE = Esquirlas laterales

EC = “End-Capping”GL = Grieta longitudinalN1(OTR) = Otros

Leyenda

Defectos 367439687 31357 26407 25548 21775 10798 8717 5385Percent 2,122,9 18,1 15,2 14,7 12,6 6,2 5,0 3,1Cum % 100,022,9 41,0 56,2 71,0 83,5 89,7 94,8 97,9

Características OtherECFRMPGCGLN1 (OTR)E

180000

160000

140000

120000

100000

80000

60000

40000

20000

0

100

80

60

40

20

0

De

fect

os

Pe

rce

nt

Pareto Chart of Características

FRI

N1 (OTR)EPMGLGCGOGREC

CategoryI0,2%

FR5,0%EC

3,1%GR0,8%

GO1,1%

GC14,7%

GL15,2%

M6,2% P

12,6%

E22,9%

N1 (OTR)18,1%

Pie Chart of Características

Diagramas de Pareto y pastel

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17

Objetivo: Analizar la influencia de los factores : Temperatura de re-sinterizado y horno

de sinterizado en el incremento de la densidad (densificación) de las pastillas.

Los gráficos muestran los valores de densificación cuando se re-sinterizan pastillas a

diferentes temperaturas en diferentes hornos.

Análisis Multivariable

HS6HS4HS3HS2HS1

0,85

0,80

0,75

0,70

0,65

0,60

0,55

0,50

HORNO

De

nsi

fica

cio

n

173517801784

Tª Resinterizado

Multi-Vari Chart for Densificacion by Tª Resinterizado - HORNO

HORNO

Tª Resinterizado

HS6

HS4

HS3

HS2

HS1

1784

1780

1735

1784

1780

1735

1784

1780

1735

1784

1780

1735

1784

1780

1735

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

De

nsi

fica

cio

n

Boxplot of Densificacion

El incremento de densidad es proporcional al incremento de temperatura. La

densificación, a la misma temperatura, no es igual en todos los hornos. Mediante el

“Tukey Method”, se pueden comparar, dos a dos, los cuatro hornos para analizar si hay

diferencias estádisticamente significativas.

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18

Regresión Multifactorial

Modelo cuadrático de regresión de la densificación de las pastillas.

Se representa el valor de densificación en función de la densificación del polvo

y el %U3O8. (Resto de factores constantes) y se comparan los valores

observados con los predichos por el modelo.

0,6

0,50,6

0,7

0,4

0,8

0,9

5 0,31015

DENSIFICA CIÓN

DENSIFI-PO

%U3 08

HORNO 1 1HORNO 2 0HORNO 3 0DENSIDAD_LAB 95,64DES-DENSIF-PO 0,131SFL-47 1

Hold Values

Surface Plot of DENSIFICACIÓN vs DENSIFI-PO; %U308

10095908580757065605550454035302520151051

1,1

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

Index

Da

ta

DENSIFICACIÓNFITS1

Variable

Time Series Plot of DENSIFICACIÓN; FITS1

Objetivo: Establecer un Modelo Matemático de la densificación de las pastillas en función

de los factores influyentes.

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19

Longitud Velocidad L.Prensa L.Rectificad

-1 1 -1 1 -1 1 -1 1

96.3

96.7

97.1

97.5

97.9

Ren

dim

ient

o

Main Ef f ect s Plot (dat a means) f or Rendimient o

Diseño de Experimentos DoE

Objetivo: Determinar los factores influyentes en el rendimiento.

Experimento multifactorial completo a 2 niveles y cuatro factores.

16 Ensayos.

¡Sólo los factores longitud y línea de

rectificado son significativos!

Factores

1. Longitud de la Pastilla

2. Velocidad de la prensa: Pastillas/Minuto

3. Línea Prensa.

4. Línea rectificado.

Respuesta: Rendimiento

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20

DoE Superficies de Respuesta

Objetivo: Aumentar el margen de calor de aporte en las soldaduras de las

Barras Combustibles para evitar rechazos por fusión de muelle y por falta de

penetración. Se aborda un cambio de diseño del tapón superior para cumplir

con el objetivo.

Experimento DoE completo, 2 repeticiones y punto central. Superficie de

respuesta (2º orden). Resolución completa de efectos

Factores

1. Recubrimiento (Nvueltas)

2. Tensión (V)

3. RPM

4. Julios/Voltios (J/V)

Respuestas

1. Penetración de soldadura (Pmin)

2. Muelle fundido (Ap)

Experimento completo de superficie de respuesta

¡A más calor, mejor penetración pero

aparece muelle fundido!

¡A menos calor, peor penetración pero no

aparece muelle fundido!

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21

Superficies de Respuesta. Modelos Matemáticos

RPM*Nvueltas

2,282,162,041,921,80

20

18

16

14

J/V*Nvueltas

2,282,162,041,921,80

195

180

165

150

J/V*RPM

20181614

195

180

165

150

Nvueltas 2RPM 17J/V 170

Hold Values

> – – – – – – < 0,0

0,0 0,20,2 0,40,4 0,60,6 0,80,8 1,01,0 1,2

1,2

Pmin

Contour Plots of Pmin

403632282420161284

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0

Index

Da

ta

PminFITS1

Variable

Time Series Plot of Pmin; FITS1

V*Nvueltas

2,22,01,8

16,5

16,0

15,5

15,0

RPM*Nvueltas

2,22,01,8

20

18

16

14

J/V*Nvueltas

2,22,01,8

195

180

165

150

RPM*V

16,215,615,0

20

18

16

14

J/V*V

16,215,615,0

195

180

165

150

J/V*RPM

20,017,515,0

195

180

165

150

Nvueltas 2V 15,75RPM 17J/V 170

Hold Values

> – – – – < 0,0

0,0 0,20,2 0,40,4 0,60,6 0,8

0,8

Ap

Contour Plots of Ap

403632282420161284

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0

-0,5

Index

Da

ta

ApFITS16

Variable

Time Series Plot of Ap; FITS16

Resultados: Penetración de soldadura (Pmin)

Resultados: Muelle fundido (Ap)

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22

Superficies de Respuesta. Espacio de Operación

Conjunto de puntos que satisfacen los requisitos operativos de forma

simultánea. Por ejemplo: Ap = 0 y Pmin ≥ 0,6

Nvueltas

V

2,22,01,8

16,5

16,0

15,5

15,0

RPM 16,5J/V 170

Hold Values

-990

Ap

0,699

Pmin

NvueltasR

PM

2,22,01,8

20

18

16

14

V 15J/V 170

Hold Values

-990

Ap

0,699

Pmin

Nvueltas

J/V

2,22,01,8

200

190

180

170

V 15RPM 16,5

Hold Values

-990

Ap

0,699

Pmin

V

RP

M

16,215,615,0

20

18

16

14

Nvueltas 2J/V 170

Hold Values

-990

Ap

0,699

Pmin

V

J/V

16,215,615,0

200

190

180

170

Nvueltas 2RPM 16,5

Hold Values

-990

Ap

0,699

Pmin

RPMJ/

V

20,017,515,0

200

190

180

170

Nvueltas 2V 15

Hold Values

-990

Ap

0,699

Pmin

Contour Plot of Ap; Pmin Contour Plot of Ap; Pmin Contour Plot of Ap; Pmin

Contour Plot of Ap; Pmin Contour Plot of Ap; Pmin Contour Plot of Ap; Pmin

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23

Control de Proceso por Variables

531478425372319266213160107541

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

Observation

Ind

ivid

ua

l Va

lue _

X=0,4628

UCL=0,6503

LCL=0,2752

BEFORE AFTER

1

8

6

55

8

2511

5

115551

2

2

25

6222

2

2

6

667

6

11

1

665

1

6

22226

56

1

6

1

2

22

2

2222

2

2

22222

6

1

6

6

22

6

5

I Chart of Densif (%TD) by TIME

Cambio muy claro en el proceso

Proceso fuera de control

Objetivo: Control de Proceso al Suministrador de Polvo de UO2.

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24

tU equivalentes

Nacional Extranjero Nacional Extranjero

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

400,0

19

85

19

87

19

89

19

91

19

93

19

95

19

97

19

99

20

01

20

03

20

05

20

07

20

09

20

11

20

13

20

15

20

17

160 tU/año

260 tU/año

220 tU/año

320 tU/año

350 tU/año

Resultados: Fabricación Anual desde 1985

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25