Ingenieria de Calidad aplicada al Diseño de Productos

Eras de la Gestión de Calidad

Gestión de Calidad Total

Satisfacción Integral de necesidades de los Clientes externos e internos

en forma participativa y continua (1980...

Aseguramiento de la Calidad

Los temas de calidad se transfieren a suEspecialistas (1950...

Control de Calidad

Se aplican conceptos estadísticos para el Muestreo y control del proceso.

Se requieren especialistas (1920...

Inspección

Especialistas que inspeccionan la calidadDel producto (1900....

Producto

Proceso

Sistema

Personas

Inspección

Control de Calidad

Aseguramiento de Calidad

Calidad Total

ENFOQUEERA

Evolución de la Calidad de Empresa

MejoraPrevenciónArreglo

Cliente co interno

Todo el personal

Hay objetivos

Todos los procesos

Eliminar causas

Proactiva

Imprescindible

Sistema de Gestión

TOM, CFD, BPR, BMN

Cliente externo

Personal selectivo

Se previene el error

Procesos product.

Modif. Procedimiento

Preventiva

No imprescendible

Manual de Calidad

ISO 9000

La producción

Técnicos de C.C.

Se detecta el error

Al producto

Corregir error

Reactiva

No se espera

Plan de Inspección

Control Estadístico

Empresa orientada a :

Personal

Se actua por que:

Aplicación

Actuación

Actitud

Particip. del Personal

Materialización

Metodología

Se gestionaSe aseguraSe controla

Camino...

Reacción de Occidente ante el Avance Japones

Si lo hacen los japoneses¿Porqué no podemoshacerlo nosotros?

1950 1960 1940 1980 1990 2000

Razones del fracaso de nuevos productos

•Presuponer que un producto de éxito en un país triunfará en cualquier otro

•Investigaciones de mercado mal efectuadas

•Problemas de diseño

•Elección incorrecta del nombre de la marca

•Lanzamiento en un momento inadecuado

•Reacción de la competencia

•Posicionamiento desenfocado

•Problemas en la distribución

DISEÑO

ElCliente

2 Entrada deldiseño

3 Resultadodel diseño

4 RevisiónVerificaciónValidación

Cambios en eldiseño

1 Planificacióndel diseño

DISEÑOEstadísticamente una falla no descubierta, genera para su eliminación costos,

que de una etapa a otra se multiplican por diez.D

iseñ

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Planificar Diseño Preparar eltrabajo Fabricar Ensayos y pruebas Clientes

Costospor fallas

0,10

1

10

100

NUEVOS MODELOS DE PRODUCCIÓN EN UN ENTORNO COMPETITIVO

“Hacia un modelo de producción robusta”

Creador: Genichi Taguchi

Origen: Japón, tras la Segunda Guerra Mundial.

Necesidad de ahorro de costes en fabricación manteniendo la calidad de los productos Optimización de la producción

Objeto: reducir la sensibilidad de productos y procesos a variaciones no deseables con el objetivo último de:

reducir costes

mejorar la productividad y fiabilidad de los procesos

aumentar la satisfacción de los clientes.

Producto robusto

Aquel capaz de desempeñar todas sus funciones aún cuando se han producido variaciones aceptables durante periodos de vida razonables.

Proceso robustoAquel cuyas salidas presentan pequeñas variacionescuando algunas de las entradas del procesopresentaron variaciones significantes.

Falta de robustezGeneralmente los productos/procesos poco robustos dan

lugar a:

Bajo rendimiento

Elevado número de operaciones de reprocesado

Alto nivel de devoluciones por parte de los clientes

Insatisfacción de los clientes

Causas de la falta de robustezLos productos/procesos pueden ser poco robustos por:

· Los ajustes de los procesos clave no son los óptimos

Los materiales presentan excesivas variaciones

No se han establecido los métodos óptimos de procesado

Los procesos están afectados por el entorno

“Se desconoce información vital sobre el proceso/ producto”

En definitiva:

TagushiSistema integrado de Ingeniería de Calidad del Dr. GenichiTaguchi, uno de los grandes logros en ingeniería del siglo XX.

Ha sido ampliamente reconocido como líder del movimiento dela Calidad Industrial en los Estados Unidos, y fue el iniciadordel movimiento de Diseño Robusto en Japón hace 30 años.

La filosofía del Dr. Taguchi empezó a ser considerada aprincipios de los años 50, cuando fue reclutado para ayudar asubsanar el débil sistema telefónico de Japón de la postguerra.Buscando deficiencias en el sistema tradicional de prueba yerror para identificar problemas de diseño, llegó a desarrollarsu propia metodología para el diseño de experimentos.

Tagushi

La sistemática y extendida aplicación de la filosofía dedesarrollo de productos del Dr. Taguchi, así como su conjuntointegrado de herramientas de toma de decisión en diseño, hacontribuido significativamente al progreso de las industriasjaponesas en la fabricación a corto plazo de productos declase mundial, a bajo coste, y con alta calidad.

En 1982, el American Supplier Institute introdujo al Dr.Taguchi y sus métodos en el mercado de los Estados Unidos.Desde ese momento, las compañías que han adoptado sustécnicas y su filosofía han ahorrado en conjunto cientos demillones de dólares.

Su contribución más importante ha sido la combinación de métodosestadísticos y de ingeniería para conseguir rápidas mejoras en costesy calidad mediante la optimización del diseño de los productos y susprocesos de fabricación.

El Dr. Taguchi nos ha proporcionado la Función de Pérdida y laRelación Señal/Ruido, que evalúan la funcionalidad del productodurante las etapas tempranas de su desarrollo, cuando aún tenemostiempo de realizar mejoras al mínimo costo.

Tagushi

Técnicas de Tagushi

La mayoría de los problemas de calidad son el resultado de un maldiseño de producto y de proceso. Por lo tanto se necesitanherramientas para señalar esas áreas. Una de ellas es el método deTagushi, una técnica de calidad mejorada dirigida al mejoramientotanto del diseño del producto como del proceso.

Conceptos de Tagushi: son importantes tres conceptos paraentender el sistema y método de Tagushi. Estos conceptos son:

-la consistencia de la calidad,-factor de perdida de la calidad y-especificaciones del objetivo.

Tagushi sugiere que el remover los efectos es muchas vecesmas barato que eliminar las causas y que es más efectivopara producir un producto consistente. De esta manera laspequeñas variaciones en materiales y procesos no destruyenla calidad del producto.

Función de perdida de calidad.Identifica todos los costos asociados con la baja calidad ymuestra la manera en que estos costos se incrementancuando el producto se separa de lo que exactamente pidió elcliente.Mientras menor sea la perdida, más deseable es el producto,mientras más alejado se encuentra el valor objetivo, mássevera es la perdida.

Tagushi

Función Taguchi de Pérdida

Para Taguchi, la pérdida de la sociedad incluye;• Los costos incurridos por no cumplir el producto con las expectativasdel cliente• Los costos por no cumplir el producto con las características defuncionamiento, y• Los costos causados por los efectos peligrosos secundarioscausados por el producto.

En las empresas de manufactura, la Función Taguchi de Pérdidatambién se puede aplicar en el "cumplimiento de las especificaciones"de un producto.

Métodos Taguchi:Ingeniería de la Calidad

La Ingeniería de la Calidad se enfoca directamente a laconsecución de la Calidad por Diseño, introduciendo laCalidad en el diseño en lugar de extraer la mala calidad delproducto manufacturado.

El concepto de Calidad por Diseño se ilustra muy bien con laimagen de la palanca de la calidad, en la que vemos que,cuanto más lejos de la producción apliquemos el esfuerzo,mayor será su efecto sobre la calidad del producto, y noscostará menos

Métodos Taguchi:Ingeniería de la Calidad

La Ingeniería de Calidad se puede definir como el conjuntode actividades del control de Calidad que se incorporan en cada paso del desarrollo del producto y su fabricación paraminimizar el efecto de los factores de ruido.

Todo producto, en su camino desde que se inicia sudesarrollo hasta que se sirve al cliente, pasa por lassiguientes etapas:

•Diseño de Producto •Diseño de Proceso •Producción •Servicio al cliente

Métodos Taguchi:Ingeniería de la Calidad

En cada una de estas etapas, participa laingeniería de calidad pudiendo dividirla en:

CONTROL DE CALIDADFUERA DE LÍNEA

CONTROL DE CALIDADEN LÍNEA

Métodos Taguchi:Ingeniería de la Calidad

CONTROL DE CALIDAD FUERA DE LÍNEA

Se presenta en la etapa del diseño de productos y procesos mediante el diseño experimental e incluye:

Diseño de Sistemas Diseño de Parámetros Diseño de tolerancias

CONTROL DE CALIDAD FUERA DE LÍNEA

El diseño del sistema: Requiere experiencia y conocimientotécnico en un área determinada, pues es la especialización la quepermite diseñar el producto y proceso. Una de las características ala hora de diseñar un sistema es la innovación.

El diseño de parámetros: Se caracteriza por laoptimización. En él, se utiliza la técnica del diseño experimentalpara aprovechar la mejor combinación de niveles de losparámetros, los menos sensibles al cambio debido al ruido, de unaforma económica, intentando conseguir alta calidad a bajo coste.

El diseño de tolerancias: También se caracteriza por laoptimización, se diferencia del diseño de parámetros, en queintenta optimizar los procesos o productos eliminando directamentelas causas que producen la variación. Es por tanto unametodología costosa dejándose para optimizaciones de productoso proceso finales.

CONTROL DE CALIDAD FUERA DE LÍNEA

CONTROL DE CALIDAD FUERA DE LÍNEA

De estas tres etapas, la más importante es el diseño de parámetros cuyos objetivos son:

a) Identificar qué factores afectan la característica de calidad en cuanto a su magnitud y en cuanto a su variabilidad.

b) Definir los niveles “optimos” en que debe fijarse cada parámetro o factor, a fin de optimizar la operación del producto y hacerlo lo más robusto posible.

c) Identificar factores que no afecten substancialmente la característica de calidad a fin de liberar el control de estos factores y ahorrar costos de pruebas.

CONTROL DE CALIDAD EN LÍNEA:

Se presenta en la etapa de producción e incluye sistemas de control de procesos, ajuste de factores e inspección. El SPC ( Control Estadistico de Procesos) es una de las formas más comunes de control de calidad en línea.

Que es? Herramienta Estadísticas para la solución de problemas

Que significa?Análisis del Modo y Efecto de la Falla Potencial

AMEF

Es una metodología de un equipo sistemáticamente dirigido queidentifica los modos de falla potenciales en un sistema, servicio,producto u operación de manufactura / ensamble causadas pordeficiencias en los procesos de diseño o proceso.

También identifica características de diseño o de proceso críticas osignificativas que requieren controles especiales para prevenir odetectar los modos de falla. AMEF es una herramienta utilizadapara prevenir los problemas antes de que ocurran.

Análisis del Modo y Efecto de la Falla ......

Es una técnica analítica utilizada como un medio para asegurarque en lo posible, los modos de falla potencial y sus causasasociadas han sido consideradas e identificadas.

Es un documento viviente y debe iniciarse en o cerca de la etapade factibilidad antes de los compromisos para producción oprestación del servicio y tomar en cuenta todas las operacionesde manufactura o servicio.

Análisis del Modo y Efecto de la Falla ......

El avance actual del AMEF ha venido del sector automotriz ya quelos AMEF´s son requeridos para todos los Diseños y Procesos a finde asegurar la prevención de problemas. Integrado dentro de laPlaneación Avanzada de la Calidad del Producto (APQP), el AMEFen los formatos de Diseño y Proceso provee la principalherramienta para mitigar el riesgo dentro de la estrategia deprevención.

Análisis del Modo y Efecto de la Falla ......

Mejora la calidad, confiabilidad y seguridad de los productos /servicios / maquinaria y procesos

Mejora la imagen y competitividad de la compañía

Mejora la satisfacción del cliente

Reduce el tiempo y costo en el desarrollo del producto /soporte integrado al desarrollo del producto

Documentos y acciones de seguimiento tomadas para reducirlos riesgos

Reduce las inquietudes por Garantías probables

Integración con las técnicas de Diseño para Manufactura yEnsamble

Beneficios del AMEF......

Proceso — análisis de los procesos de manufactura y ensamble

Diseño — análisis de los productos antes de sean lanzados parasu producción

Concepto — análisis de sistemas o subsistemas en las primerasetapas del diseño conceptual

Equipo — análisis del diseño de maquinaria y equipo antes desu compra

Servicio — análisis de los procesos de servicio antes de quetengan impacto en el cliente

Aplicaciones del AMEF......

Nombre del Producto o Proceso: Veeder Root_______________ Fecha de Elaboración: 20 de Junio del 2005 CLAVE: ACPR06F01

Responsable: Gerencia de Electrónica_____________________ Fecha de Revisión : 20 de Junio del 2005____________ HOJA: ___ de ___

Otras Áreas Involucradas: Operaciones, Estacionario y Castelec_

ANÁLISIS DEL MODO Y EFECTO DE FALLA POTENCIAL

AMEF DE PROCESO

Descripción del Proceso-

Propósito del Proceso

Modo de Falla

Potencial

Efecto(s) de Falla

Potencial

Sev

erid

ad

Cla

se Causa(s) de Falla Potencial

Ocu

rrenc

ia

Accion(es) Recomendada(s)

Det

ecci

ón

N P

R

Área/Individuo Responsable y

Fecha de Terminación Se

verid

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Ocu

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Det

ecci

ón

N P

RAcciones Tomadas

Resultados de Acciones

Severidad: 1 … 10

1= Lo menos severo

10= Lo más severo

Clase:

C = Crítica, R = Relevante

- = Normal

Ocurrencia: 1… 10

1 = Nunca ocurre

10 = Siempre Ocurre

Detección: 1… 10

1 = Lo detecta siempre

10 = No detecta nada

NPR: Número P R

Número pequeño = Últimos en atacar

Numero Grande = Primeros en atracar

Veeder Root El sistema no se emite con la terminal de contingencia

El AT sale sin notas disponibles, sin Ruta y sin precio actualizado.

10 C 10 3

2

1

2

2

2

2

4

9

2

4

2

3

8

2

8

Controles Actuales: detección

prevención

8

8

3

3

3

8

2

8

Falla en la programación

Falla en la instalación

Falla en la operación de la Terminal

Falla en el Cable de comunicaciones

Falla en equipo electrónico de comunicaciones

Falla en el MUX

Falla en la RED GPRS de Telcel

Falla en proceso de Emisión y Liquidación en Pre-Caja

640

60

320

60

90

640

40

640

No Existe Ctrl

Estándar de Instalación VR

Curso VR

MP, Servicios a GPRSServicios Diar. a GPRSNo Existe CtrlNo Existe Ctrl

Reportes de Liq-Emis y venta en línea

8

2

4

2

3

8

2

8

Castelec

Gcía. de Electrónica

Gcía. de Electrónica

Taller de Planta

Taller de PlantaCastelec

Castelec

Castelec

MP’s Servicios a GPRS

Se corrigen fallas en progr.

Se actualiza estándar

Se actualiza Curso de VR

Se prepara curso y se capacita a Precaja

Servicios a GPRS

Se arma un nuevo MUXSe crea nuevo CTRL

MP’s Servicios a GPRS

Revisar Progr por Castelec

Estándar de Instalación VR

Curso VR

Capacitación a Pre-Caja y generar Procedimientos adecuados

Servicios a GPRS

Nuevo MUX más Robusto

Ctrl por Castelec

Bien, ahora necesitamos realizar la misma operación para obtener el NPR de estos nuevos registros. Entonces

multiplicaremos:Severidad X Ocurrencia X Detección = NPR

Mejoramiento de la Calidad TQM Diseño de productos y servicios

Balance entre calidad/competitividad y

tiempos/costos

Fiabilidad = probabilidad de que un producto funcione correctamente

La fiabilidad de un producto es igual a la multiplicación de las fiabilidades de todos los subistemas

fT= f1 x f2x.......xFn

Mejoramiento de la Calidad TQMDiseño de procesos

Factor de influencia crítico en el resultado del producto y servicio

Es el generador de las características

La ingeniería concurrente robustece las capacidades

mejora la calidad

se acortan los tiempos de desarrollo

Despliegue de la Función de Calidad

La herramienta “Despliegue de la Función de Calidad”, se utiliza en el diseño del proceso de producción para ayudar a determinar donde desplegar los esfuerzos de calidad.

Antecedentes

-Finales de la década de los sesentas en Kobe, Japón, la empresa Mitsubishi Heavy Industries junto con el gobierno desarrollaron un sistema que permitiera asegurar que estuviera vinculada cada una de las fases del proceso de construcción con los requerimientos del consumidor específico, resultado el Despliegue de la Función de Calidad(QFD, Quality Function Deployment).

Antecedentes

-A escala internacional otras empresas, como Toyota dieron a conocer QFD por los resultados obtenidos.

-En la década de los ochenta, introduce la metodología QFD a Estados Unidos la corporación Xerox.

-En México llega a través de compañías transnacionales - Ford Motor Company.

Definición

La herramienta QFD es un proceso que identifica los requerimientos del cliente y proporciona una disciplina para asegurar que esos requerimientos estén presentes en la etapa de diseño, planificación, manufactura y comercialización.

Proceso dinámico y preventivo a través del cual la Voz del Cliente es utilizada por un equipo multidisciplinario en las etapas de diseño del producto y del proceso.

Funcionamiento

Los pasos del QFD son: -Análisis de requerimientos del cliente,-Conceptualización del producto o servicio,-Ingeniería de diseño del producto y del proceso,-Manufactura y venta del producto.

En la aplicación de la herramienta QFD se establece la formación de la llamada Matriz de Planeación.

QFD

El QFD se centra en las condiciones del cliente para coordinar todas las etapas de diseño del producto

La generación del concepto del producto se concentra en la matriz 1, de la casa de la calidad

Cara

cter

ístic

asEq

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Cara

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Atrib

utos

del

Clie

nte

CaracterísticasDel componente

OperacionesDel proceso

Plan de control De calidad

Atrib

utos

del

Clie

nte

CaracterísticasEquivalentes

1 2 3 4

Proceso deproducción

Requerimientosde diseño

Componentesespecíficos

Plan decalidad

Cómo

Cómo

Cómo

CómoDespliegue de la función Calidad

Qué

QuéQué

Qué

Diseño del producto

En una primera etapa se atacan los que y comos de la casa de la calidad, auxiliándose de los resultados del grupo foco

# COMPONENTE

Sistema de Luces

Luces de diferentes colores

Indicadores Grandes

Sistema de fácil uso

Geometría Portable y Resistente

Opciones de Tiempo Varias

Rangos de Tiempo ApropiadosNúmero de Compartimientos

Desactivado forzosoManual Explicativo del Usuario

Sonido de altos decibelesCalcomanías Informativas

TamañoRe

ceptá

culos

Panel Frontal

Panta

lla

2 Boto

nes

Prop

ulsor

Espa

cio pa

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1 2 3 4 5

Reloj Tapa

deras

6 7 8 9

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Espa

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ra Pa

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Calco

manía

s

COMPONENTES

REQUERIMIENTOS DE DISEÑO

GRADO DE RELACION 9 FUERTE 3 MEDIA 1 DEBIL

Elaboración del concepto

Del QFD1 parcial se comienza a estructurar el concepto del producto que incluye, entre otros:

Mercado meta Beneficios que aporta el producto Momento de utilización Categoría del producto Nivel de precio

Concepto del producto

Es la descripción de las características del producto final y las expectativas que provoca a un grupo de usuarios.

Funciones

CalidadForma

PackagingMarca

Servicios

Recambios Instalación

FormaciónInformación

Concepto De

Producto

Análisis de prefactibilidad económica

Previo a la prueba de concepto es obligatorio un análisis de prefactibilidad económica haciendo estimados de costos directos para ubicar el producto en un rango de precio.

Una vez formulado se hace un test al concepto del producto, que permite detectar aspectos que de no tomarlos en cuenta pueden ocasionar el fracaso del producto.

El test se puede realizar mediante un nuevo grupo foco u otra técnica de investigación de mercado, aplicada al segmento de mercado al que se piensa dirigir el producto.

Test del concepto

Test...

El resultado final del test es una reformulación del concepto del producto, que es la base para establecer el posicionamiento del producto y las demás etapas de diseño.

Diseño del producto

El concepto del producto nos permite pasar a la etapa de investigación para la generación de soluciones técnicas del nuevo producto.

Una herramienta que facilita este proceso es la ingeniería de reversa, que mediante el análisis detallado de productos similares o componentes de otros productos permite obtener soluciones técnicas para nuestro producto

Diseño detallado de producto

Utilizando la segunda matriz del QFD se definen los componentes del producto, llegando a soluciones técnicas más formales.

El QFD 2 se alimenta de la ingeniería de reversa

PEOR

MEJO

R

0 1 2 3 4 5

Clar. Prog. Simult. 9 AB

Diferen. Past. 9 A B

Contra Tercera 8 B A

Fácil Simult. 8 AB

Facil Prog. 10 AB

Portabilidad 9 AB

Resist.Maltrat 7 AB

Tiemp. Flex. 9 AB

Tiemp. Útil 9 AB

Suf.tipos past. 10 AB

Aseg.Inges. 10 AB

Contrad.Simult. 6 AB

Emis.Sonido 9 AB7 AB54321

PEOR 0

Visualización del Horario

Efec

tivida

d

Rang

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Func

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dad

Cara

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Poco

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15

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al 11 12 13 147 8 9 10

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Peso

IMPORTANCIA 1 2 3 4 5 6

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Sistem

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Tama

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Pod

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e

16 17 18

PORDERACION DEL CONSUMIDOR

A AB A B

BA

AB

AB ABA

B

A

BB

AB AB

A

ABABAB ABAB AB327 408 231 363 144 234 144 307 260 336252 306 342 267

VALORACION DE LA COMPETITIVIDAD INGENIERIL

MEJOR

171

B

478691432 171

REQUERIMIENTOS DE DISEÑO

REQUERIMIENTOS DEL CONSUMIDOR

GRADO DE RELACION 9 FUERTE 3 MEDIA 1 DEBIL

A PRODUCTO 1 B PRODUCTO 2

IMPORTANCIATECNICA

ABSOLUTA

Fase técnica creativa

En esta fase se comienza con bocetos técnicos para terminar con planos detallados del producto

PlanosTécnicos

Planta alzadoPresentación

ClienteDefinición

Bocetos SolucionesTécnicas yFormales

PrototipoCorreccionesY ajustes

Nuevo Producto

BocetosPrimeras

Búsquedas

BOCETOS Y PROTOTIPOS

Las primeras representaciones que sirven como base para el diseño detallado son bocetos y prototipos.

Los prototipos permiten hacer pruebas más concretas con el producto

Prototipos principales

Estéticos: muestra la apariencia , son muy útiles para pruebas de mercado

Funcionales: muestra el funcionamiento real del producto. Permite el ensayo de pruebas técnicas

Las fases posteriores del proceso de diseño se elaboran tomando como base el diseño y el concepto teniendo en mente los atributos importantes del cliente.

Antes de pasar a la etapa de producción se deben hacer preseries que permitan probar los procesos y la maquinaria.

Diseño de procesos

Diversificación

Incubación

Crecimiento

Madurez

Declinación

Ciclo de vida de la industria

A

B

Bioingeniería

Plásticos

Siderurgia

Envases de vidrio

Tam

año

de la

indu

stria

Tiempo

Secuencial

Preparación de La fabricación

Concurrente

Ingeniería Secuencial vrs. Ingeniería Concurrente

Diseño y GeneraciónDe planos

Prototipa yVerificaciónDel diseño

DiseñoConceptual

PrototipadoVirtual

Análisis yVerificación

Diseño detalladoY generación de planos

Prototipado rápido y Verificación

Preparación de la Fabrica

El equipo de proyecto trabaja en paralelo

Los cambios se propagan más rápidamente

Incremento de calidad

DiseñoConceptual

Despliegue de la Función Calidad

Traduce los requerimientos del cliente en requisitos técnicos para el desarrollo y la elaboración del producto o servicio

Intenta responder a seis preguntas1. ¿qué necesitan y desean nuestros clientes?2. ¿cómo nos ven los clientes respecto a la competencia?3. ¿qué aspectos técnicos responden a las necesidades de

los clientes?4. ¿cómo se relacionan la voz del cliente con las del

ingeniero?5. ¿cómo nos comparamos técnicamente con la

competencia?6. ¿qué soluciones de compromiso debo resolver?

Despliegue de la Función Calidad

Despliegue de la Función Calidad

Gracias

Ing. Julio Talaverano G.CECOSAMI - CONSULCIN