Diseño de experimentos caso de láminas de acero

1. INTRODUCCIÓN
Diseño de Experimentos es una herramienta que permite planear una prueba o serie de pruebas para obtener conclusiones válidas y objetivas acerca de los procesos, a partir del análisis de los datos recolectados. En el campo de la ingeniería, el Diseño de Experimentos cumple un papel importante en los procesos de manufactura en diversos aspectos, incluyendo la mejora y desarrollode procesos y el diseño de nuevos productos. En general, en la actualidad se requieren procesos óptimos en términos de la menor variabilidad, con el fin de garantizar calidad (Montgomery, 2001).
El Diseño de Experimentos que se presenta se aplica en una empresa manufacturera de láminas de acero (National Materials of Mexico - NMM), con el fin de analizar el grosor y qué tanto se puede deformarlas láminas de metal que allí se procesan, así como determinar cuáles son los factores que influyen en sus dimensiones. Considerando que el proceso de doblado es el que genera más devoluciones de calidad en el nivel interno en la empresa estudiada, se realiza un análisis que permita posteriormente efectuar mejoras en dicho proceso y con ello disminuir los reprocesos de materia prima, el tiempo y loscostos que ellos implica.
El estudio se realizó considerando los factores determinantes: el operario, la maquinaria y las características de la pieza para doblar (grosor y material), que resultaron del análisis de causas y de una lluvia de ideas, en la que participaron los operarios, los supervisores y el jefe de Ingeniería responsables de dicho proceso.
3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En laplanta de producción las piezas de cada proceso se catalogan según cuatro grados de calidad.
Grado 1: Pieza que cumple con las especificaciones
Grado 2: Pieza que no cumple con las especificaciones, pero es útil funcionalmente
Grado 3: Pieza que no cumple con las especificaciones, pero puede ser reprocesada
Grado 4: Pieza que no cumple con las especificaciones.
El proceso de doblado es el quepresenta mayores devoluciones en la planta por motivo de calidad, es decir, el que genera el mayor número de piezas grado 3 y grado 4.
Los requisitos de algunas piezas para los procesos de ensamble, no se permiten ni las más mínimas variaciones. De otro lado, algunas piezas sí toleran pequeñas variaciones del orden de 1 mm como máximo.

Según la información que suministra la figura 1, el procesode doblado fue el responsable del 27,27 % de los avisos de calidad en el mes de agosto, del 23,40 % en septiembre y del 26,08 % en octubre.










Esto ocasiona gran impacto en la producción, debido a que se generan pérdidas de tiempo, dinero y materia prima. Tiempo en el caso de piezas catalogadas como grado 3, que requieren procesos adicionales para corregir los defectosdimensionales; dinero en términos de las horas-hombre que ello implica; materia prima en el caso de los rechazos definitivos o grado 4, que no pueden ser reprocesados.
3.1 Selección de factores y niveles
Para la ejecución del experimento se seleccionaron aleatoriamente dos niveles de cada factor, a saber:
- 2 prensas o dobladoras de tres posibles → Dobladora 2 y dobladora 3.
- 2 operarios de 9 posibles→ Diego Parra (DP) y Libardo Oquendo (LO).
- 2 grosores de material de 12 posibles → 0,8 mm y 1 mm.
- 2 tipos de material de 5 posibles ® Acero laminado en frío o cold roll y acero galvanizado.
Factor A: Dobladora i=1, 2 a=2
Factor B: Operario j=1, 2 b=2
Factor C: Material k=1, 2 c=2
Factor D: Grosor del material l=1, 2 d=2
Se realizaron dos réplicas para cada combinación m=1, 2 n=2
Para larecolección de los datos se estableció que las piezas fueran dobladas transversalmente una longitud de 15 mm a un ángulo de 90º, y según estos parámetros ambos operarios doblaron retales de láminas en los dos materiales seleccionados (acero cold roll y acero galvanizado) con los grosores especificados (0,8 mm y 1 mm) y en cada una de las dos dobladoras (2 y 3).
3.2 Selección de la variable...