Lo que sea
Páginas: 8 (2000 palabras)
Publicado: 12 de julio de 2010
Diseños Robustos
Aplicaciones a la mejora de procesos
En la primera parte de este articulo se presenta el concepto de “diseño robusto” y se resaltan las posibilidades que presenta para la obtención de productos de elevada calidad y bajo coste. En la segunda parte de artículo, se indica el camino para aplicar los diseños fraccionales clásicos en la consecución de un proceso robusto y para ladisminución de la variabilidad.
Introducción a los diseños robustos
E
n 1.953 la compañía japonesa INA TILE COMPANY tenía un problema. Había realizado recientemente una inversión de 2 M$ en un horno con el que no era capaz de producir tejas dentro de las tolerancias dimensionales requeridas. Los ingenieros de INA sabían que la razón de la dispersión en las dimensiones de las tejas era lafalta de uniformidad de la distribución de las temperaturas. Esta falta de uniformidad era debida en parte a la propia geometría del horno y en parte al apantallamiento que producían unas tejas sobre otras (ver Figura 1 y Figura 2). La consecuencia es que la variabilidad del producto es demasiado grande para el intervalo de tolerancias admisible. En ingeniería de calidad se acostumbra a cuantificareste fenómeno utilizando el índice Cp, que relaciona la variabilidad natural 6_ con el intervalo de tolerancias. Volviendo al caso de INA TILE ¿Qué alternativas tenían sus ingenieros para resolver este problema? Desde luego las dos más inmediatas son las siguientes: a) Modificar el horno corrigiendo la falta de uniformidad de las temperaturas. Es una alternativa que requiere volver a realizar uninversión considerable. Se estimó en 0.5 M$ de 1.953.
Arturo Ruiz-Faltó Rojas
Dr. Ing. Naval Prof. Colaborador Adjunto E.T.S. Ingeniería -ICAI. U.P. Comillas TÉCNICAS DE OPTIMIZACIÓN DE PROCESOS, S.L. arturorf@iies.es
8
a
anales
de mecánica y electricidad
DISEÑOS
ROBUSTOS
b) Eliminar el producto fuera de tolerancias. En este caso el coste en el que se incurre también esalto, no sólo por la fracción de producto que se desecha sino por que es preciso realizar una inspección 100%. ¿Qué se puede hacer entonces? Desde luego si se pudiera reformuIar la composición de la teja de modo que su dimensión no se viera alterada por las variaciones de temperatura, en ese caso... La maduración de estas ideas en un cuerpo doctrinal se debe al japonés Genichi Taguchi. Suplanteamiento es una de las aportaciones más interesantes de los últimos años y desde luego ha marcado un camino a seguir. Sin embargo es preciso advertir que la metodología desarrollada por Taguchi para la resolución del problema es heterodoxa bajo el punto de vista matemático estadístico. En principio no hay ningún inconveniente en conjuntar las ideas básicas de Taguchi con una metodología estadística másconvencional, según se expondrá en otro epígrafe. Taguchi visualiza un proceso de fabricación mediante el llamado “diagrama p” (ver Figura 3). Puede apreciarse que el input -output típico de un proceso, Taguchi los denomina utilizando un lenguaje procedente de la industria electrónica. Es importante resaltar la diferencia siguiente entre ‘factores de control’ y “ruido”.
FIGURA 1.
H O R N OQUEMADORES
TEJAS
H O R N O
FIGURA 2. ÍNDICE DE CAPACIDAD CP
Cp= Intervalo de tolerancias Ts-Ti = Capacidad del proceso 6σ
Ti
CAPACIDAD INT. TOLERANCIAS
Ts
FIGURA 3.
FACTORES DE RUIDO
SEÑAL
PRODUCTO O PROCESO
RESPUESTA
FACTORES DE CONTROL
a
anales
de mecánica y electricidad
9
DISEÑOS
ROBUSTOS
•Señal. Son los parámetros que fija eloperador para producir la respuesta deseada. Por ejemplo puede ser la velocidad de corte de una herramienta, etc. •Factores de control. Son aquellos parámetros cuyo valor puede f1jar el diseñador. Por ejemplo el punto de trabajo de un transistor. •Variaciones introducidas por el propio proceso de fabricación (ruido de fabricación). Es sabido que las denominadas causas comunes provoca una variabilidad...
Aplicaciones a la mejora de procesos
En la primera parte de este articulo se presenta el concepto de “diseño robusto” y se resaltan las posibilidades que presenta para la obtención de productos de elevada calidad y bajo coste. En la segunda parte de artículo, se indica el camino para aplicar los diseños fraccionales clásicos en la consecución de un proceso robusto y para ladisminución de la variabilidad.
Introducción a los diseños robustos
E
n 1.953 la compañía japonesa INA TILE COMPANY tenía un problema. Había realizado recientemente una inversión de 2 M$ en un horno con el que no era capaz de producir tejas dentro de las tolerancias dimensionales requeridas. Los ingenieros de INA sabían que la razón de la dispersión en las dimensiones de las tejas era lafalta de uniformidad de la distribución de las temperaturas. Esta falta de uniformidad era debida en parte a la propia geometría del horno y en parte al apantallamiento que producían unas tejas sobre otras (ver Figura 1 y Figura 2). La consecuencia es que la variabilidad del producto es demasiado grande para el intervalo de tolerancias admisible. En ingeniería de calidad se acostumbra a cuantificareste fenómeno utilizando el índice Cp, que relaciona la variabilidad natural 6_ con el intervalo de tolerancias. Volviendo al caso de INA TILE ¿Qué alternativas tenían sus ingenieros para resolver este problema? Desde luego las dos más inmediatas son las siguientes: a) Modificar el horno corrigiendo la falta de uniformidad de las temperaturas. Es una alternativa que requiere volver a realizar uninversión considerable. Se estimó en 0.5 M$ de 1.953.
Arturo Ruiz-Faltó Rojas
Dr. Ing. Naval Prof. Colaborador Adjunto E.T.S. Ingeniería -ICAI. U.P. Comillas TÉCNICAS DE OPTIMIZACIÓN DE PROCESOS, S.L. arturorf@iies.es
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a
anales
de mecánica y electricidad
DISEÑOS
ROBUSTOS
b) Eliminar el producto fuera de tolerancias. En este caso el coste en el que se incurre también esalto, no sólo por la fracción de producto que se desecha sino por que es preciso realizar una inspección 100%. ¿Qué se puede hacer entonces? Desde luego si se pudiera reformuIar la composición de la teja de modo que su dimensión no se viera alterada por las variaciones de temperatura, en ese caso... La maduración de estas ideas en un cuerpo doctrinal se debe al japonés Genichi Taguchi. Suplanteamiento es una de las aportaciones más interesantes de los últimos años y desde luego ha marcado un camino a seguir. Sin embargo es preciso advertir que la metodología desarrollada por Taguchi para la resolución del problema es heterodoxa bajo el punto de vista matemático estadístico. En principio no hay ningún inconveniente en conjuntar las ideas básicas de Taguchi con una metodología estadística másconvencional, según se expondrá en otro epígrafe. Taguchi visualiza un proceso de fabricación mediante el llamado “diagrama p” (ver Figura 3). Puede apreciarse que el input -output típico de un proceso, Taguchi los denomina utilizando un lenguaje procedente de la industria electrónica. Es importante resaltar la diferencia siguiente entre ‘factores de control’ y “ruido”.
FIGURA 1.
H O R N OQUEMADORES
TEJAS
H O R N O
FIGURA 2. ÍNDICE DE CAPACIDAD CP
Cp= Intervalo de tolerancias Ts-Ti = Capacidad del proceso 6σ
Ti
CAPACIDAD INT. TOLERANCIAS
Ts
FIGURA 3.
FACTORES DE RUIDO
SEÑAL
PRODUCTO O PROCESO
RESPUESTA
FACTORES DE CONTROL
a
anales
de mecánica y electricidad
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DISEÑOS
ROBUSTOS
•Señal. Son los parámetros que fija eloperador para producir la respuesta deseada. Por ejemplo puede ser la velocidad de corte de una herramienta, etc. •Factores de control. Son aquellos parámetros cuyo valor puede f1jar el diseñador. Por ejemplo el punto de trabajo de un transistor. •Variaciones introducidas por el propio proceso de fabricación (ruido de fabricación). Es sabido que las denominadas causas comunes provoca una variabilidad...
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