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II. ORGANIZACIÓ N LEAN Y DISEÑO PARA SEIS SIGMA (DFSS) MÓDULO II. LEAN SIGMA Dr. Primitivo Reyes Aguilar / febrero 2009 www.icicm.com [email protected] 04455 52 17 49 12

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II. ORGANIZACIÓN LEAN Y DISEÑO PARA SEIS SIGMA (DFSS)

MÓDULO II. LEAN SIGMA

Dr. Primitivo Reyes Aguilar / febrero 2009 www.icicm.com [email protected] 04455 52 17 49 12

LEAN y DISEÑO PARA SEIS SIGMA GB P. Reyes / febrero 2009

ContenidoII.A PRINCIPIOS LEAN.........................................................................................................4

II.A.1 CONCEPTOS LEAN.....................................................................................................4

Evolución del Pensamiento Lean....................................................................................4

Valor............................................................................................................................... 4

La cadena de valor.......................................................................................................4

Flujo de valor...............................................................................................................4

Jalar el valor (Pull value)..............................................................................................4

Perfección....................................................................................................................4

II.A.2 ACTIVIDADES SIN VALOR O MUDA...........................................................................4

Sobreproducción:...........................................................................................................4

Inventarios......................................................................................................................4

Reparaciones / rechazos.................................................................................................4

Movimiento....................................................................................................................4

Proceso adicional............................................................................................................4

Espera.............................................................................................................................4

Transporte......................................................................................................................4

II.A.3 MÉTODOS LEAN........................................................................................................4

Reducción del tiempo de ciclo........................................................................................4

Mapa de la cadena de valor (Value Stream Mapping: VSM)...........................................4

Mapa de estado actual................................................................................................4

Mapa de estado futuro................................................................................................4

Implementación del plan.............................................................................................4

Las 5S’s........................................................................................................................... 4

Fábrica visual..................................................................................................................4

Trabajo estandarizado....................................................................................................4

Mantenimiento Productivo Total (TPM).........................................................................4

Kaizen............................................................................................................................. 4

Kaizen Blitz......................................................................................................................4

A Prueba de Error (Poka Yokes)......................................................................................4

II.A.4 GESTIÓN DE RESTRICCIONES....................................................................................4

Teoría de restricciones...................................................................................................4

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Ejemplo de TOC..............................................................................................................4

II.B DISEÑO PARA SEIS SIGMA – DFSS................................................................................4

II.B.1 INTRODUCCIÓN A DFSS.............................................................................................4

Proceso de clarificación y revisión en cada etapa (Stage Gate)..................................4

Entre las metodologías más comunes de DFSS se tienen las siguientes:........................4

IDOV............................................................................................................................... 4

DMADV...........................................................................................................................4

DMADOV........................................................................................................................ 4

Sus 6 pasos son los siguientes........................................................................................4

Definir el proyecto..................................................................................................4

Medir la oportunidad..............................................................................................4

Analizar las opciones del proceso...........................................................................4

Diseñar el proceso...................................................................................................4

Optimizar el proceso...............................................................................................4

Verificar el desempeño...........................................................................................4

Planeación para DFSS.....................................................................................................4

Diseño para X..................................................................................................................4

Diseño sistemático..........................................................................................................4

Modelo Francés..............................................................................................................4

II.B.2 DESPLIEGUE DE LA FUNCIÓN DE CALIDAD (QFD)......................................................4

La casa de la calidad....................................................................................................... 4

Matriz de Pugh............................................................................................................... 4

II.B.3 DISEÑO Y PROCESO ROBUSTOS................................................................................4

II.B.4 ANÁLISIS DEL MODO Y EFECTO DE FALLA (AMEF)....................................................4

Antecedentes..................................................................................................................4

¿ Qué es el AMEF?..........................................................................................................4

Preparación del AMEF.................................................................................................4

¿Cuando iniciar un FMEA?...........................................................................................4

Dasarrollo del AMEF de Diseño......................................................................................4

Evaluación del nivel de riesgo.........................................................................................4

Análisis de criticalidad (FMECA)......................................................................................4

Desarrollo del AMEF de proceso.....................................................................................4

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II.A PRINCIPIOS LEAN

II.A.1 CONCEPTOS LEAN

Evolución del Pensamiento Lean

En 1903 Henry Ford fabrica el modelo A y en 1908 el modelo T, reduce el tiempo de ciclo de 514 a 2.3 minutos. En los años 1920’s entra GM al mercado. En 1950 Eiji Toyoda de Toyota visita la planta de Ford para implantar mejores métodos en Japón con Taichi Ohno su genio de producción.

James Womack, introduce el término de “Manufactura Lean” después del estudio de 5 años del MIT en la industria automotriz en 1991, publicando su libro “The machine that changed the world”, donde describe las prácticas de manufactura de Toyota y las mejores empresas en el mundo para reducir muda. (Womack, 1990)

Después, Womack publica el libro “Lean thinking: banish waste and create wealth in your corporation”, donde explica los conceptos para convertir una planta de producción masiva en una organización Lean. Womack sugiere cinco principios guía:

Especificar valor por el producto Identificar la cadena de valor para cada producto Hace el flujo de valor Permitir que el cliente jale el valor del proveedor Buscar la perfección

(Womack, 1996)

ValorEl valor es definido por el cliente. Los gerentes a veces pierden de vista este punto, solo se concentran en incrementar el desempeño de la organización y en reducir los costos, para que los clientes adquieran los productos a precios razonables y se mantenga la rentabilidad.

En Alemania se enfatizan las características del producto y el desempeño del proceso, los técnicos tienen el control del negocio. Los alemanes son muy buenos técnicamente, sin embargo en algunos casos los productos muy sofisticados no han tenido éxito. Ellos

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opinan que la razón es que el cliente no es tan sofisticado para comprender las nuevas características.

Los japoneses definen el valor en términos de donde se crea. Conforme se incrementan los productos fabricados en Japón, es mayor el valor que retienen en su país para su sociedad. Los clientes no definen el valor del producto con base en donde está hecho, más bien quieren que sus necesidades sean satisfechas rápidamente. Conforme el yen se ha fortalecido, la ventaja previa de las empresas japonesas al tener proveedores japoneses ha desaparecido, debilitando a sus empresas. (Womack, 1996)

En el largo plazo, el valor debe ser definido por el cliente. El cliente quiere productos específicos, con capacidades específicas, a precios específicos. Especificar el valor es el primer paso del pensamiento Lean. Se tienen que tener nuevos métodos para comunicarse con los clientes, estar más cerca de ellos e identificar lo que desean, una vez determinados, la organización debe regresar a confirmar que ha dado las respuestas adecuadas.

Después de estar definido el valor, se puede determinar el costo del producto. Se establece no con base en costo más utilidades, sino con la mezcla de precios de venta de los competidores y el análisis y eliminación de muda por medio de métodos Lean.

La cadena de valorSi los eventos kaizen para reducir le muda se hacen de modo aislado, las mejoras no serán efectivas como si se identifica la cadena de valor y se reduce el muda en esta. En las organizaciones hay tres cadenas:

Solución de problemas: concepto de diseño, prototipo, revisión de diseño y mecanismo de lanzamiento del producto

Gestión de información: desde los pedidos, secuencia de materias primas desde los proveedores, programación local y entregas al cliente.

Transformación: transformación física de las materias primas, realización del producto (ISO 9001) hasta la entrega de productos al cliente.

La cadena de valor se debe construir para cada familia de productos (o procesos) de la organización. Womack sugiere incluir dentro de las cadenas de valor a los proveedores y los clientes, donde se hagan esfuerzos parea reducir el muda (Womack, 1996)

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La cadena de valor descrita por M. Porter, en su trabajo sobre la ventaja competitiva, opera en alto nivel, es decir la cadena de valor incluye: recursos humanos, tecnología, abastecimientos, logística de entrada y logística de salida, mercadotecnia, ventas y servicio. Los análisis se enfocan a los métodos para diferenciar a la empresa. (Porter, 1985)

Un producto simple tiene una cadena de valor que incluye todas las actividades involucradas en el producto, en la cual después del análisis, se puede reducir el muda, tiempo de ciclo o mejorar la calidad. Las actividades se analizan con los criterios siguientes:

Agrega valor, como se percibe por los clientes No agrega valor, pero es requerida por el proceso No agrega valor, y puede ser eliminada

Conner sugiere los pasos siguientes para documentar la cadena de valor:

1. Desarrollo del producto: identificar los requisitos del cliente, métodos de entrega y cantidades típicas

2. Desarrollo del proceso: caminar a través del proceso, registrar cada paso. Iniciar desde el almacén de productos hasta la recepción. Anotar tiempos de máquina, tiempos de ciclo, operadores, tiempos de preparación y ajustes, WIP, tiempo disponible, tasa de desperdicio, confiabilidad de la máquina, etc.

3. Registrar el estatus actual en hojas carta

4. Planear el desarrollo del mapa de estado futuro(Conner, 2000)

Flujo de valor

La manufactura tradicional se realiza en lotes grandes de producción masiva, manteniendo ocupadas las máquinas para mantener la eficiencia de producción y de otros departamentos. La optimización de una operación individual sin saberlo nos guía a la sub - optimización del proceso.

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El esfuerzo Lean requiere la conversión de un proceso por lotes a un proceso de flujo continuo, hasta tener flujo de una pieza. Algunos obstáculos para lograr la manufactura Lean son:

Siempre lo hemos hecho en lotes Vivimos en un mundo con departamentos y funciones Esta es una planta con producción basada en lotes No tenemos herramienta de cambio rápido Tenemos maquinaria de mucha incercia que no es flexible

Idealmente la distribución de planta para un flujo continuo de producción sin WIP, se arregla en secuencia en una línea o celda en U. Dentro de la celda o línea el trabajo debe realizarse con una completa confiabilidad. Con cero fallas en las máquinas (TPM) y nviel de calidad muy alto a través del uso de:

Poka Yokes: para prevenir que los defectos avancen al siguiente paso Inspecciones en la fuente: para capturar los defectos y corregir el proceso Autoinspecciones: verificación por el operador y corregir el proceso Inspecciones sucesivas: verificación por el proceso siguiente y corregir el

proceso. (Womack, 1996)

Las actividades requeridas para la producción deben estar en un flujo continuo estable, sin desperdicio de movimientos, inventarios, WIP y tener flexibilidad para cumplir con las necesidades actuales. El trabajo dela gente, funciones, departamentos proveedores requieren ajustes a la cadena de valor para hacer que fluyan y crear valor al cliente. (Womack, 1996)

Jalar el valor (Pull value)

En lugar de crear productos de acuerdo a un pronóstico de ventas, la planta produce lo que el cliente requiere (sistema de jalar), con los efectos siguientes:

Tiempos de ciclo reducidos (lanzamiento de nuevos productos, ventas a entrega, materias primas a cliente)

Se reducen los inventarios terminados EL inventario en proceso (WIP) se reduce El cliente estabiliza sus pedidos Los precios se estabilizan

(Womack, 1996)

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Este arreglo permite un flujo continuo de producción en la planta, aplicando los principios del pensamiento Lean, es importante poner atención a la calidad, tiempos muertos, ausentismo, etc. Cualquier problema que se presente para al proceso, de modo que se magnifica para su atención inmediata.De acuerdo a Womack, algunos beneficios que las organizaciones han obtenido son las siguientes:

Reducciones de Throughput Proceso % de reducción

Desarrollo del producto 50%Proceso de pedidos 75%

Producción física 90%

Perfección

El cliente busca un producto de valor agregado, al buscar cumplir con los principios del pensamiento Lean, la organización se mueve hacia la perfección, se logra como sigue:

Los equipos de producto trabajan con los clientes para encontrar mejores formas de especificar valor, mejorar el flujo y lograr el “jalar” (Pull)

Usar tecnología para eliminar el muda Desarrollar nuevos productos Colaborar con los socios de la cadena de valor (proveedores, contratistas,

distribuidores, clientes y empelados) para descubrir más valor y reducir el muda. (Womack, 1996)

Algunos resultados posibles de mejora del pensamiento Lean son:

Área de mejora Reducción / mejora

Productividad del personal + 100%Tiempos de throughput - 90%Inventarios -90%Errores con el cliente -50%Desperdicio interno -50%Accidentes -50%Tiempo de desarrollo del -50%

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productoInversión de capital Modesta

La conversión de la aplicación del pensamiento Lean a la empresa Lean es un proceso muy lento. (Womack, 1996)

Likert sugiere los pasos siguientes:

Buscar una aplicación exitosa en otra planta Desarrollar planes para aplicarlo a la línea Comprometerse a intentarlo Aplicarlo exitosamente Expandirlo a otras áreas de la planta

Sugiere que la implementación del pensamiento Lean es complejo y varia de empresa a empresa. (Likert, 1998)

II.A.2 ACTIVIDADES SIN VALOR O MUDA

Muda son las actividades que no agregan valor. En cada paso del proceso se realiza una operación, las actividades por las que el cliente está dispuesto a pagar se consideran de valor agregado y las actividades que no son importantes para el cliente o contienen elementos por los que el cliente no pagará se consideran de no valor agregado. Imai proporciona un lista de site categorías de muda: (Imai, 1997)

Sobreproducción Defectos / Rechazos Inventarios Movimientos excesivos Procesos que no agregan valor Esperas Transportes innecesarios

A continuación se detallan:

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Sobreproducción:

Se produce más de lo requerido en un punto del tiempo: Producir más de lo que se requiere por el cliente o siguiente proceso Producir antes de lo requerido por el cliente o siguiente proceso Producir más rápido que lo requiere el cliente o siguiente proceso

En el ambiente JIT, producir antes es tan malo como producir después, las partes requieren estar en cierto momento y en determinada cantidad de otra forma se afectan las actividades planeadas.

Inventarios

Las partes, materias primas, inventarios en proceso WIP y productos terminados en inventario mayor al requerido se considera muda, ya que no agrega valor al producto. Requieren: espacio en planta, transporte, montacargas, sistemas de transportadores, mano de obra adicional, intereses sobre el costo de materiales. También pueden afectarse por daño, obsolescencia y deterioración.

Reparaciones / rechazos

Se intenta producir un artículo bueno en un segundo intento. Parte del rechazo se convierte en desperdicio. Con los rechazos se rompe el propósito del flujo continuo, se utilizarán operadores y personal de mantenimiento normales para los retrabajos o por los proveedores generando Muda.

Movimiento

El uso eficiente del cuerpo humano es crítico para el bienestar del operador. Los movimientos adicionales innecesarios son desperdicio. Los operadores no deben caminar demasiado, cargar cargas pesadas, doblar el cuerpo, estirarse para alcanzar cosas lejanas, repetir movimientos, etc. Se deben diseñar nuevas herramientas y adecuar el lugar de trabajo al operador para que la operación sea ergonómica y minimizar movimientos. La rotación del personal también ayuda. (Sharma, 2001)

Proceso adicional

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Consiste de pasos adicionales de proceso como son: Remover rebabas de las partes fabricadas Retrabajo de partes por dados dañados Manejo extra de materiales por falta de espacio Realizar un paso de inspección Mantener copias extras de información

Espera

Ocurre cuando el operador está lista para la siguiente operación pero debe permanecer es espera tiempos muertos de máquina, falta de partes, paros de línea, etc. También se incurre en muda con tiempos largos de ajuste, mala programación de tareas y reuniones largas e innecesarias.

Transporte

Todas las formas de transporte son muda, ya ue requieren el uso de montacargas, trasportadores, camiones, etc. Puede ser causado por mala distribución de planta, mal diseño de celdas, proceso en lotes, tiempos de espera largos, áreas de almacenamiento grandes o problemas de programación.

II.A.3 MÉTODOS LEAN

Algunas de las técnicas Lena más comunes son: Minimizar actividades que no agregan valor (muda) Reducir tiempos de ciclo Cambios rápidos o reducción de ajustes (SMED – SUR) Documentación y uso de procedimientos operativos estandarizados Uso de despliegues visuales para comunicación del flujo de trabajo

(Administración visual) Mantenimiento productivo total (TPM) Técnicas de Poka Yokes para prevenir o detectar errores Principios de estudios de movimientos y manejo de materiales Sistemas para organización de las áreas de trabajo (5S’s)

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Principios de Justo a tiempo Un gran número de métodos Kaizen Conceptos de flujo continuo de manufactura Mapeo de la cadena de valor

Muchos de estos métodos se complementan entres sí y han generado un vocabulario específico.

Reducción del tiempo de ciclo

El tiempo de ciclo es la cantidad de tiempo requerido para completar una transacción o proceso, se resalta por las razones siguientes:

Para agradar al cliente Para reducir el desperdicio interno o externo Para incrementar la capacidad Para simplificar las operaciones Para reduciR el daño al producto (con calidad mejorada) Para Permanecer competitivo

Sus orígenes se remontan a los métodos de Frederick Taylor, Ford en relación a la simplificación del trabajo, en el ambiente de manufactura Lean, se utiliza ampliamente el mapa de la cadena de valor.

Mapa de la cadena de valor (Value Stream Mapping: VSM)

El mapa de la cadena de valor se crea para identificar todas las actividades involucradas en la manufactura del producto de principio a fin, puede incluir proveedores, producción, operaciones y el cliente final. Para el desarrollo de productos, el mapa de la cadena de valor incluye desde el concepto hasta su lanzamiento. Todo el sistema se visualiza para identificar oportunidades de mejora. (Rother, 1999)

Entre los beneficios de la cadena de valor se encuentran: Buscar el flujo de proceso completo Identificar fuentes y localizaciones de muda Proporcionar una terminología común para discusiones del proceso Ayudar a tomar decisiones en relación al flujo

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Reunir varias técnicas y conceptos Lean Proporcionar un dibujo para ideas lean Mostrar el entre los flujos de materiales y de información Describir como puede cambiar el proceso Determinar los efectos en varias métricas. (Rother, 1999)

El procesos de VSM sigue los pasos siguientes:

Definir la familia de productos: usar una matriz de productos Dibujar el mapa de proceso actual: hacerlo personalmente Crear el mapa de estado futuro: usar conceptos creativos Implementar el plan: puede tomar meses

Mapa de estado actual

Para dibujar el mapa de proceso actual: Iniciar con una orientación rápida de las rutas de proceso Personalmente seguir los flujos de información y materiales Mapear el proceso con un flujo desde el final, desde embarques al inicio Colectar los datos personalmente, no confiar en los tiempos de ingeniería

estándar Mapear la cadena completa Crear un dibujo a lápiz de la cadena de valor

Algunos datos típicos incluyen: Tiempo de ciclo (CT), tiempo de preparación y ajuste (C/O – COT), número de operadores, tamaño de empaque, tiempo de trabajo (menos descansos, en segundos), WIP y tasas de desperdicio. El análisis del mapa proporciona los tiempos totales de valor agregado y de espera (lead time)

Mapa de estado futuro

Es un intento de hacer Lean el proceso, requiere creatividad y trabajo de equipo, para identificar soluciones creativas, se utilizan todos los conocimientos sobre Lean posibles.

Preguntas a contestar cuando se desarrolla un mapa de estado futuro:

¿Cuál es el Tak time?

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¿Los artículos fabricados se envían directos al embarque? ¿Se envían artículos terminados a un supermercado para que el cliente los

“jale”? ¿Se pueden aplicar los conceptos de flujo continuo? ¿Dónde se encuentra el proceso marcapasos – controla el ritmo de la cadena de

valor? ¿Puede ser nivelado el proceso? ¿Cuál es el incremento de trabajo que será liberado para uso de Kanban? ¿Qué mejoras de proceso pueden ser usadas: preparación, confiabilidad de

máquina, eventos kaizen, SMEDs, etc.? (Rother, 1999)

Implementación del plan

El paso final en el proceso de VSM es desarrollar un plan de implementación para establecer el mapa de estado futuro. Esto incluye un plan paso a paso, metas medibles y puntos de verificación para medir el avance. Una carta de Gantt puede ser usada para ilustrar el plan de implementación. Los recursos y fondeo disponibles determinan la velocidad del plan, que puede tomar meses o años para completarse. (Rother, 1999)

Los iconos del mapa de cadena de valor son los siguientes:

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Las 5S’s

El un método fundamental para las organizaciones de clase mundial, el contar con un programa de 5S’s indica el compromiso de la alta dirección en la organización del lugar de trabajo, manufactura esbelta (Lean) y la eliminación de muda. Como todo programa, las 5S’s requieren recursos para su operación.

Se tienen cinco palabras en inglés que inician con S como contraparte a las palabras japonesas originales como sigue:

Seiri (sort, clasificar) Seiton (Straighten, ordenar) Seiso (shine, limpiar) Seiketsu (standardize, estandarizar) Shitsuke (sustain, self-discipline, disciplinar)

(Imai, 1997)

Paso 1. Seiri (clasificar) Preparar un programa para atacar cada área Remover los artículos innecesarios del área de trabajo Poner tarjeta roja a artículos innecesarios, registrar todo lo que se saca Mantener los artículos reparados que serán necesarios Hacer orden y limpieza mayor por área Inspeccionar las instalaciones buscando problemas, roturas, óxido, ralladuras y

mugre Listar todo lo que necesita repararse Buscar las causas de la mugre y suciedad dando prioridad a correcciones Realizar inspecciones gerenciales en este y otros pasos

Paso 2. Seiton (ordenar) Contar con un lugar para todo y poner todo en su lugar Analizar las condiciones existentes para el equipo, inventario y consumibles Decidir cómo colocar las cosas incluyendo su localización exacta Usar etiquetas, códigos de colores, siluetas de herramentales Determinar los controles diarios y condiciones de faltantes Reducir los inventarios y definir quien hace el surtimiento Determinar quien tiene los artículos perdidos o si se pierden Marcar pasillos, lugares para cajas, montacargas, etc.

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Establecer zonas de pallets para inventarios en proceso (WIPs)

Paso 3. Seis (limpieza) Esta actividad incluye formas de mantener limpias las cosas Limpiar todo en el lugar de trabajo incluyendo el equipo Realizar análisis de causa raíz y remediar los problemas de maquinaria y equipo Completar la capacitación en lo básico del mantenimiento al equipo Dividir el área en zonas y asignar responsabilidades individuales Rotar los puestos difíciles o no agradables Implementar las actividades de 5S de 3 minutos, 5 minutos y 10 minutos Usar listas de verificación para inspección incluyendo las de guantes blancos

Paso 4. Seiketsu (estandarizar) Hacer que las actividades de las 5Ss sean una rutina de modo que las

condiciones anormales resalten Determinar los puntos importantes a atender y buscar Mantener y dar seguimiento a las instalaciones para asegurar un estado de

limpieza Hacer que las condiciones anormales sean obvias con controles visuales Establecer estándares, determinar las herramientas necesarias e identificare

anormalidades Determinar los métodos de inspección Determinar las contramedidas de corto plazo y los remedios de largo plazo Usar herramientas visuales tales como códigos de colores, marcas y etiquetas Proporcionar equipos de marcas, mapas y cartas

Paso 5. Shitsuke (disciplina) Sostener los 4 pasos anteriores y mejorarlos continuamente Adquirir una autodisciplina a través del hábito de repetir los cuatro pasos

anteriores Establecer estándares para cada uno de los pasos de las 5S’s Establecer y realizar evaluaciones en cada paso

Es una palabra japonesa que significa “señal”, es una señal para los procesos internos para proporcionar cierto producto. Los Kanbans normalmente son tarjetas, pero pueden ser banderas, espacios en piso, etc. Kanban proporciona controla el flujo de materiales con alguna indicación de:

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Número de parte Cantidad Localización Tiempo de entrega Color de estantes de destino Códigos de barras, etc.

Taiichi Ohno de Toyota Motor Company desarrolló el método Kanban, es una analogía de la operación del supermercado de EUA. Kanban es un método de control de material en la planta, reduciendo al mínimo el tiempo de espera para surtir el pedido a un cliente. Los inventarios y tiempos de entrega se reducen por medio del Heijunka (nivelación de producción). Este es el sistema “jalar” (Pull): (Shingo, 1989)

Si se utilizan tarjetas Kanban para indicar la necesidad de resurtido en la línea de ensamble, se siguen los procesos siguientes:

1. Las partes se usan en la línea de ensamble y se coloca una tarjeta de retiro en un área designada2, El trabajador lleva la tarjeta de retiro Kanban a la operación previa para obtener partes adicionales. El WIP Kanban se mueve del pallet de partes y se coloca en un punto específico. La tarjeta original de retiro Kanban regresa a la línea de ensamble3. La tarjeta WIP Kanban es una instrucción de trabajo para que el operador produzca más partes. Puede requerir una tarjeta Kanban para jalar materiales de una operación más anterior4. La siguiente operación verá que tiene una tarjeta Kanban y tendrá permiso para producir más partes5. Esta secuencia continua hasta las últimas operaciones

La orden para producir partes en una estación de trabajo se dispara al recibir una tarjeta Kanban. El objetivo de este sistema es eliminar el papeleo, minimizar el WIP e inventarios de productos terminados. Algunos ejemplos de las tarjetas Kanban son:

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Debido a la secuencia crítica de un sistema Kanban, se hacen mejoras continuamente. No puede interrumpirse el flujo por que falle una máquina o por problemas de calidad, ya que esto para al sistema, por lo que se deberán hacer esfuerzos para evitar tiempos muertos de máquinas y eliminar fuentes de errores en producción.

Conforme decrece el número de tarjetas Kanban, se reducen los inventarios y los paros otra vez resaltan, estos deben ser eliminados, alentando la eficiencia de producción y mejora de la calidad. (Shingo, 1989)

Shingo notó que el sistema Kanban es aplicable en plantas de producción repetitiva donde hay partes diferentes pero que comparten los mismos procesos. En ambientes donde hay operaciones de producción uno-de-una clase. (Shingo, 1989)

Fábrica visual

Imai proporciona tres razones para usar herramientas de fábrica visual: Hacer visibles los problemas Ayudar a los empleados y a la administración a permanecer en contacto con área

de trabajo Para clarificar metas de mejora

Los tableros de producción y de programación son ejemplos de fábrica visual. Incluyen datos de producción diaria, aspectos de mantenimiento, o problemas de calidad para que todos los vean. Al iniciar el turno el supervisor usa los tableros para una discusión breve de de las actividades planeadas del día y los problemas específicos. También

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pueden usarse por los gerentes y visitantes para observar el avance y estatus de las actividades. Entre los aspectos que ser mostrados en los tableros se tienen:

Problemas de calidad Cartas de tendencias Listas de verificación Tendencias en accidentes Productividad Registros de capacitación Reducciones de costos Mantenimiento productivo total Tiempos muertos de máquina Actividades de 5S’s Instrucciones de trabajo estandarizado

El jidohka se define como un dispositivo que para la máquina siempre que un producto defectivo es producido, es autonomación, es decir automatización con elementos humanos de apoyo.

Cuando un equipo funciona mal, prende una luz roja u suena una alarma, el operador o personal de mantenimiento deben acudir a reparar la falla. (Miller, 1993)

El kanban proporciona el control de materiales para el piso de la fábrica, las tarjetas controlan la producción y el inventario. Como apoyo en el lugar de trabajo se encuentran tableros de herramientas con sus siluetas marcadas en este. (Liker, 1997)

Trabajo estandarizado

La operación de la planta depende del uso de políticas, procedimientos e instructivos de trabajo, referidos como estándares. Su mantenimiento y mejora orienta a la mejora de los procesos y la efectividad de la efectividad de la planta. La gerencia siempre debe buscar su mejora.

Si las cosas van mal en Gemba, el lugar de trabajo, como defectos o quejas de clientes, se deben hacer esfuerzos para buscar las causas raíz, implementar acciones correctivas y cambiar los procedimientos de trabajo.

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Imai indica que la palabra “estándar” en Japón tiene la connotación de control del proceso no a los trabajadores como en occidente, donde son injustos, como trabajar mas dura, bajo condiciones extremas, etc. En Japón un estándar describe el proceso que es el más fácil y seguro para los trabajadores, y es la forma más productiva y efectiva en costo para la organización, es un balance entre las dos partes.

Como ejemplos de estándares que van más allá de los procedimientos e instructivos de trabajo son:

Línea amarillas en el piso Códigos de colores Tableros de control de producción Indicadores de inventarios Matrices de capacitación cruzada Luces de falla

Los estándares tienen las características siguientes:

Los estándares son la mejor forma, la más fácil y segura de hacer una tarea Los estándares preservan el know how y la experiencia Proporcionan una forma de medir el desempeño Los estándares correctos muestran las relaciones entre causas y efectos Los estándares proporcionan la base para mantenimiento y mejora Proveen un conjunto de señales visuales de cómo hacer el trabajo Los estándares son la base de entrenamiento y auditoría Son un medio para prevenir la recurrencia de errores Minimizan la variabilidad (Imai, 1997)

Mantenimiento Productivo Total (TPM)

Es una actividad que promueve la coordinación de actividades en equipo para una efectividad mayor del equipo y requiere que los operadores compartan la responsabilidad de inspección rutinaria de las máquinas, su limpieza, mantenimiento y reparaciones menores. El staff profesional de mantenimiento conserva la responsabilidad de los mantenimientos mayores y sirve como consultor para los mantenimientos menores rutinarios.

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El TPM combina técnicas de mantenimiento preventivo, predictivo, mejora de la mantenibilidad costos de ciclo de vida del equipo para incrementar su confiabilidad y facilitar el mantenimiento. Hay “seis grandes pérdidas” que contribuyen negativamente a la efectividad del equipo:

Falla del equipo, paros Preparación y ajuste: de cambios y ajustes Trabajo en vació y paros menores: sensores defectuosos, partes atoradas en

transportador, etc. Velocidad reducida: diferencia entre la velocidad de diseño y la actual Defectos de proceso: desperdicios y defectos de calidad Rendimiento reducido: pérdidas de producción de arranques de máquina y paros

de operación (Nakyima, 1988)

Kaizen

Kaizen significa mejora continua en japonés, de “KAi” cambio y “Zen” Bueno. Se refiere a la mejora incremental en una base continua con el involucramiento del personal. En occidente se prefieren más bien las mejoras radicales. Kaizen es un paraguas de:

Productividad Control total de calidad Cero defectos Producción justo a tiempo Sistema de sugerencias

Kaizen logra mejoras sin o con muy poca inversión, sin equipos sofisticados, kaizen considera lo siguiente:

La administración mantiene y mejora los estándares de operación La implementación de mejoras es la clave del éxito Se usa el ciclo PDCA La calidad es la prioridad más alta Los problemas se resuelven con base en datos El siguiente proceso se alimenta con una buena parte de la información

(Imai, 1997)

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Kaizen Blitz

Mientras que la mayoría de las actividades de Kaizen se consideran de largo plazo por un grupo de personas, se puede utilizar otro tipo de Kaizen o evento Kaizen, taller Kaizen o Kaizen Blitz, que involucra una actividad de Kaizen en un área específica en un periodo de tiempo corto.

El Kaizen Blitz utiliza participantes multifuncionales en un periodo de 3 a 5 días, con resultados rápidos a base de proyectos. Si el proyecto de cambio se hace en un departamento específico, se toman más miembros de ese departamento, normalmente se requiere un facilitador. Se usan varias métricas para medir el resultado de un evento Kaizen Blitz:

Espacio ahorrado Más flexibilidad de línea Flujo de trabajo mejorado Ideas de mejora Niveles incrementados de calidad Ambiente de trabajo más seguro Tiempo de valor no agregado reducido

A Prueba de Error (Poka Yokes)

Shigeo Shingo reconoce el error humano es normal y no necesariamente crea defectos. El éxito de los dispositivos Poka-Yokes es que a través de un dispositivo o procedimiento captura el error antes de que repercuta en producto no conforme, lista las siguientes características de los Poka-Yokes:(Shingo, 1986)

Se tiene numerosas versiones de dispositivos, algunos paran las máquinas si un operador omitió un paso del proceso, un plato especial puede usarse previo a la operación para asegurar que se cuenta con todas las partes. Otras listas de verificación se pueden utilizar para ayudar al operador en caso de interrupción de la operación.

Se pueden utilizar numerosos dispositivos mecánicos como filtros, con base en longitud, altura y peso. Las cajas registradoras en los restaurantes de comida rápida tienen esquemas de los productos comprados. El uso de códigos de barra en los

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supermercados eliminan los errores de dedo y ahorran tiempo. De esta forma los dispositivos a prueba de error son preventivos.

Otros dispositivos a prueba de error casi sin costo se pueden desarrollar después de una tormenta de ideas del equipo.

Los Poka-Yokes introducidos desde el diseño incluyen:

Eliminación de componentes propensos a error Amplificación de los sentidos humanos Redundancia en el diseño (sistemas de respaldo) Simplificación por el uso de menos componentes Consideración de factores ambientales físicos y funcionales Proporciona mecanismos seguros de corte y falla Mejora de la producibilidad y la mantenibilidad Seleccionar componentes y circuitos ya probados

II.A.4 GESTIÓN DE RESTRICCIONES

La teoría de restricciones (TOC) es un sistema desarrollado por Eliyau Goldratt. En 1986 Goldratt y Cox publicaron un libro titulado La Meta (Goldatt, 1986) que describe un proceso de mejora continua. Goldratt ha escrito otros libros sobre el tema, incluyendo Theory of Constraints (Goldratt, 1990). La teoría de restricciones se puede describir como la remoción de cuellos de botella que obstaculizan la producción o throughput del proceso.

Un diagrama de flujo o mapa de la cadena de valor del proceso, para identificar las acciones de valor agregado y no valor agregado, requeridas para trasformar un producto desde las materias primas hasta el producto terminado. (Rother, 1999)

Teoría de restricciones

El diagrama de árbol y la carta del proceso de decisión (PDPC) son herramientas utilizadas para la identificación y eliminación de restricciones.

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La meta es una novela que describe el doble rol de un gerente de planta, quién se pelea para que al mismo tiempo administre la planta y se case. El concepto clave “Teoría de Restricciones” nunca se menciona como tal, pero se le alimenta al lector en partes.

Muchos de los elementos clave son los siguientes

Cuellos de botella Throughput Inventarios Gastos de operación Método socrático Jonah Sentido común Entrega de resultados Metas Supuestos (la mayoría incorrectos) Retorno sobre la inversión Flujo de caja Óptimos locales Pensamiento sistémico Tiempos de proceso (lead times) Reducción de tamaños de lote Contabilidad de costos Miedo al cambio Resistencia Utilidad Neta

La Meta le recuerda al lector que hay tres medidas básicas para evaluar un sistema:

Throughput Inventarios Gastos de operación

Algunos de los conceptos usados en TOC son los siguientes:

Recursos cuello de botella son recursos cuya capacidad es igual o menor que la demanda del cliente. A estos recursos se les debe aligerar la carga.

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Las plantas balanceadas no siempre son buenas. La demanda del flujo de la planta se debe ajustar a la demanda del mercado. Se puede hacer más con menos al producir lo que requiere el mercado en ese momento.

Los eventos dependientes y las fluctuaciones estadísticas son importantes. Un evento subsecuente depende de otro anterior a el. Un cuello de botella restringe el throghput total.

Throghput es la tasa en la cual un sistema genera dinero a través de las ventas. El producto terminado debe venderse antes de que pueda generar dinero.

El inventario es todo el dinero que el sistema tiene invertido al comprar cosas que intenta vender. También se denomina inversión vendida.

Los gastos de operación son todo el dinero que el sistema gasta para convertir el inventario en throughput

Los términos throughput, inventario y gastos de operación definen el dinero que entra, dinero que se estanca y dinero que sale

(Goldatt, 1986)

Goldratt recomienda que se sigan los pasos siguientes para implementar TOC:1. Identificar las restricciones del sistema. Una restricción del sistema limita a la empresa en su desempeño y metas, las restricciones deben ser identificadas y priorizadas de acuerdo a su impacto.2. Decidir como explotar las restricciones del sistema. Las no restricciones en el sistema debe administrarse adecuadamente de modo que los recursos o materiales sean provistos para alimentar a las restricciones.3. Subordinar cada cosa a las decisiones anteriores. Las restricciones pueden tener un límite, buscar la forma de reducir el efecto de una restricción, o buscar expandir las capacidades de un restricción.4. Elevar las restricciones del sistema. Tratar de eliminar el problema de la restricción. Continuar mejorando el sistema.5. Regresar al paso 1. Una vez que se ha roto la restricción, buscar nuevas restricciones.

(Goldratt, 1990)

Goldratt y Goetsch describen el método TOC como un método Socrático. El cual hace que las personas encuentren sus propias respuestas a través del método del cuestionamiento. No se dan respuestas directas, sino se guía a la gente a que encuentre sus propias conclusiones y se formen sus propias opiniones. (Goestsch, 2000)

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Hay algunas otras técnicas utilizadas en el ambiente de TOC:

Efecto – causa – efecto: usa tormenta de ideas para determinar un sentido intuitivo de problemas y sus causas. Que es, para un efecto, proporcionar supuestos para el efecto, después especular para una causa plausible, la causa es investigada para verificar su validez.

Nubes evaporantes: encontrare los supuestos conflictivos en la composición de un problema. Las soluciones simpes algunas veces están disponibles para problemas complejos. Encontrar la solución al reexaminar los fundamentos básicos del problema. Una vez que se hagan cambios al sistema, el problema puede dejar de existir. Puede evaporarse.

Árbol de prerrequisitos: algunas veces ocurre antes de algo pueda ocurrir también. TOC es una herramienta de transición de una forma anterior de hacer las cosas a una nueva forma.

Ejemplo de TOC

Una línea tiene 5 operadores o estaciones. Los tiempos asignados a cada estación son los siguientes.

Estación Tiempo de operación (seg.)

Opción 1 Opción 2

1 45 53 592 40 53 563 60 53 534 70 53 505 50 53 47

Total 265 265 265

La secuencia de operaciones “balanceada” de la opción 1 y la original casi nunca trabajan como están planeadas, cualquier retardo en la estación 2 afectará a las demás. Es mejor tener capacidad ociosa al final al final de la secuencia.

Con la opción 2, cada estación sucesiva requiere menos tiempo que la anterior y el flujo es suave, se tiene inventario mínimo entre estaciones. Esta opción sin embargo, de experiencia previas, es mejor tener operadores ociosos siempre y cuando el objetivo general se cumpla ante el cliente.

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II.B DISEÑO PARA SEIS SIGMA – DFSS

II.B.1 INTRODUCCIÓN A DFSS

Diseño para Seis Sigma es el método sugerido para hacer diseños de producto. Hockman opina que el 70-80% de los problemas de calidad están relacionados con el diseño, por tanto el énfasis debe ser en la parte inicial del desarrollo del producto. Corregir el producto en producción es mucho más costoso. (Hockman, 2001)

Con la reducción en inversiones (ROI) cada vez es más importante pensar en forma diferente, incluir formas de incrementar las ventas a través de la introducción de más nuevos productos para la venta a los clientes.

Cooper establece que los nuevos productos representan el 40% de las ventas con el 46% de las utilidades en algunas empresas, por supuesto no todos los nuevos productos sobreviven, por ejemplo:

Artículos desarrollados Estudio A Estudio BNuevos productos 7 11Productos para desarrollo 4 3Productos lanzados 1.5 1.3Productos exitosos 1 1

De cada 10 nuevas ideas surge el desarrollo de 4 productos de los que se lanzan 1.3 y sólo uno es exitoso, por lo que se requieren muchas ideas. Cooper sugiere que los productos exitosos:

Deben ser únicos y superiores: producto de valor para el cliente Con una orientación fuerte al mercado: existe una comprensión de las

necesidades y deseos del cliente Trabajo previo al desarrollo: Filtraje, Análisis de mercados, Evaluaciones técnicas,

Investigación de mercados, Análisis del negocio

Buena definición del producto: se debe resaltar el buen producto y definición del proyecto antes de iniciar el desarrollo

Calidad de la ejecución: del proceso de desarrollo

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Esfuerzo de equipo en el desarrollo del producto: I y D, mercadotecnia, ventas y operaciones

Selección adecuada del proyecto: cancelar malos proyectos y enfocar los recursos a los buenos

Preparar su lanzamiento: los recursos son importantes Liderazgo de la alta dirección: deben proporcionar guía, estrategia, recursos y

liderazgo Velocidad al mercado: manteniendo las prácticas gerenciales Proceso de nuevo producto (stage gate): paso de filtrado de nuevos productos Mercado atractivo: hace más fácil tener productos exitosos Fortalezas de las capacidades de la empresa: el nuevo producto proporciona

sinergia entre la organización y las habilidades internas(Cooper, 1996)

Hay muchos procesos de desarrollo de productos, Rosenau sugiere equipos Multi-funcionales para efectividad y rapidez de lanzamiento al mercado. El proceso comprende dos partes: una de “frente creativo” (generación de ideas y la clasificación) y otra de desarrollo de nuevos productos. El proceso completo incluye 5 actividades:

Estudio del concepto: para identificar incógnitas acerca del mercado, tecnología o proceso de manufactura

Investigaciones de factibilidad: para identificar las limitaciones del concepto o nuevas investigaciones Requeridas

Desarrollo del nuevo producto: arranque del NPD, incluye las especificaciones, necesidades del cliente, mercados objetivo, equipo multifuncional y determinación de las etapas clave de desarrollo

Mantenimiento: son actividades posteriores a la liberación asociadas con el desarrollo del producto

Aprendizaje continuo: reportes de estatus del proyecto y evaluaciones (Rosenau, 1996)

Proceso de clarificación y revisión en cada etapa (Stage Gate)

El proceso se usa para filtrar y pasar los proyectos conforme avanzan a través de las etapas de desarrollo. Cada etapa de un proyecto tiene requisitos que deben cumplirse y que es revisada por la gerencia, en esta el proyecto se puede “cancelar” o continuar. Las etapas de desarrollo del producto:

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Generar ideas – Pre concepto, idea Probar que funcione – concepto, eval. Inicial Evaluación financiera - especificaciones de mercado Desarrollo y prueba – Demostraciones, verificaciones Escalamiento – Producción, validación Lanzamiento – Lanzamiento comercial Soporte post liberación – mantenimiento, obsoleto Aprendizaje continuo - revisión

(Rosenau, 1996)

La organización individual debe personalizar su proceso y permitir un periodo para estabilizarlo.

Tipos de nuevos productos (Crawford y Cooper): Productos completamente nuevos: impresoras Laser Entrada de nuevas categorías: nuevas para la empresa Adiciones a líneas de productos: café descafeinado Mejoras a productos: mejores productos actuales Reposiciones: producto para nuevo uso o aplicación Reducciones de costos: reemplazo de productos actuales por otros de menor

costo(Crawford, 1997) (Cooper, 1996)

GE Plastics sugiere usar las mejores prácticas en cada etapa de desarrollo de los productos como son:

Entender las características críticas de calidad (CTQs) para los clientes internos y externos

Realizar un estudio de análisis de modos y efectos de falla FMEA Realizar Diseño de experimentos para identificar variables clave Hacer Benchmarking de otras plantas, usar análisis competitivos, encuestas, etc.

(Harold, 1999)

Entre las metodologías más comunes de DFSS se tienen las siguientes: IDOV DMADV DMADOV Modelo Francés

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IDOV

Modelo de DFSS de Treffs de cuatro pasos para el desarrollo y lanzamiento de nuevos productos:

Identificar: Usar Contrato de Proyecto (Project Charter), Voz del cliente (QFD), FMEA y Benchmarking

Diseñar: enfatizar los CTQs, identificar los requisito funcionales, desarrollar alternativas evaluarlas y seleccionar la mejor alternativa

Optimizar: usar información de capacidad de procesos, análisis de tolerancias, diseño robusto y otras herramientas de Seis Sigma

Validar: Probar y validar el diseño (Treffs, 2001) Otra interpretación del modelo IDOV la da Vandervort para el caso de partes dimensionales recomendando herramientas estadísticas. (Vandervort, 2001)

DMADV Modelo de DFSS de Simon (2000) DMADV para la creación, diseño y desarrollo de nuevos productos:

Definir: metas del proyecto y necesidades del cliente Medir: medir y determinar necesidades del cliente y especificaciones Analizar: analizar las opciones del proceso para cumplir con las necesidades del

cliente Diseñar: Desarrollar los detalles para producir y cumplir los requerimientos del

cliente Verificar: Validar y verificar el diseño en su capacidad para cumplir los requisitos

del cliente

También se puede usar cuando: Un producto o proceso no existe y requiere ser desarrollado El producto o procesos existe y ha sido optimizado, pero todavía no cumple con

las especificaciones del cliente a un nivel Seis Sigma (Simon, 2001)

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DMADOV

Sus 6 pasos son los siguientes

Definir el proyecto

Medir la oportunidad

Analizar las opciones del proceso

Diseñar el proceso

Optimizar el proceso

Verificar el desempeño

Planeación para DFSS

Las fases de desarrollo de Seis Sigma típicamente siguen la secuencia:

Entrenamiento y lanzamiento: los equipos aprenden la metodología DMAIC y los proyectos representan la “fruta baja” para ganar experiencia

Implementación: los equipos trabajan en proyectos de mejora que atienden los objetivos del “core business” con el uso de herramientas estadísticas, para mejorar la eficiencia del proceso y su predictibilidad

Diseño para Seis Sigma: los equipos atacan proyectos más complejos, como nuevos procesos y nuevos diseños

(ASQ, 2003)

Los pasos siguientes ayudan a determinar si una organización está lista para el despliegue de DFSS:

1. Monitorear los niveles sigma: cuando el incremento en sigmas de las mejoras es bajo y se requiere un rediseño

2. Programa de ideas priorizadas: Planear los proyectos por adelantado y darles complejidad, cuando ya se hacen mejoras simples, la organización está lista para DFSS .

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3. Permanecer atento al mercado ya que los cambios pueden hacer los productos o procesos obsoletos, con cambios en requisitos de clientes, del mercado o tecnología, puede convenir aplicar DFSS para desarrollar nuevos productos o procesos.

4. Medir la capacidad de la organización para el éxito de DFSS: ¿se completan los proyectos a tiempo? ¿se puede involucra a la dirección en los proyectos para proporcionar los recursos necesarios?

(ASQ, Staff, 2003)

Diseño para X

Es un método basado en el conocimiento para diseñar productos que tengan tantas características deseables como sea posible (calidad, confiabilidad, serviciabilidad, seguridad, facilidad de uso, etc..). AT&T acuño el término DFX para describir el proceso de diseño. La caja de herramientas de DFX ha crecido continuamente para ofrecer hoy en día cientos de herramientas.

1. Los métodos DFX se presentan como guías de diseño. Por ejemplo para incrementar la eficiencia del ensamble es necesaria una reducción en el número de partes y los tipos de estas. La estrategia será verificar que cada parte es necesaria.

2. Cada método o herramienta debe tener alguna forma de verificar su efectividad por el usuario 3. Determinar la estructura de herramientas DFX

Se pueden requerir otros cálculos antes de que la técnica se considere completa. Una herramienta independiente no depende de la salida de otra herramienta

4. Efectividad y contexto de la herramientaEvaluada por el usuario en exactitud de análisis y/o integridad de la información generada

5. Enfoque en el proceso de desarrollo del productoAl comprender las actividades permite determinar cuando usar una herramienta

6. Mapeo de herramientas por nivel

Las características de los proyecto DFX se enfocan a los aspectos siguientes: Función y desempeño: Factores vitales para el producto

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Seguridad: El diseño debe hacer al producto seguro para manufactura, venta, uso y disposición

Calidad: El diseño debe asegurar la calidad, confiabilidad y durabilidad Confiabilidad: Usando el AMEF de diseño se pueden anticipar fallas, se puede

usar redundancia Facilidad de prueba: Los atributos de desempeño deben poder medirse

fácilmente Manufacturabilidad (DFM): El diseño debe simplificar el producto para su

manufactura por medio de partes y operaciones necesarias reducidas, incluye facilidades de prueba y embarque

Ensamble (DFA): El producto debe ser fácil de ensamblar para reducir tiempo de servicio, tiempo de reparación, tiempo de ciclo de lanzamiento. Se logra al usar menos partes, menos documentos, menos inventarios, menos inspecciones, menos ajustes y menos manejo de materiales, etc.

Serviciabilidad (mantenabilidad y reparabilidad): Facilidad de servicio al presentar falla

Mantenabilidad: El producto debe tener un desempeño satisfactorio durante su vida esperada con mínimo gasto, la mejor forma es asegurar la confiabilidad de los componentes. Debe haber menos tiempos muertos para mantenimiento, menos horas hombre de reparación, requerimientos reducidos para las partes y menores costos de mantenimiento. Uso de sistemas de construcción modular, uso de partes nuevas, retiro de partes sospechosas, autodiagnóstico interconstruido, cambio periódico de partes, etc.

Ergonomía, facilidad de uso: El producto debe adaptarse al ser humano. Anticiparse a errores humanos, prevenir un uso incorrecto, acceso de componentes mejorado, simplificación de las tareas del usuario, identificación de componentes

Apariencia: Que el producto sea atractivo, requerimientos especiales para el usuario, estilo, compatibilidad de materiales y forma, aspecto proporcional, protección de daño por servicio

Diseño sistemático

Proporciona una estructura de diseño alemana, en forma muy racional y produce soluciones válidas (VDI 2221 Systematic Aproach the Design of Technical Systems and Products)

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De acuerdo a Phal y Beitz se tienen 4 fases de diseño Clarificación de la tarea: colección de información, formulación de conceptos e

identificación de necesidades Diseño conceptual: identificar problemas esenciales y subfunciones Diseño del producto: desarrollo de conceptos, layouts, distribuciones Diseño detallado: finalizar dibujos, conceptos y generar documentación

Un concepto abstracto se desarrolla hacia un aspecto concreto, representado por un dibujo.

La estructura alemana usa la estructura siguiente: Determinación de los requerimientos de diseño Selección de los elementos de proceso adecuados Un método paso a paso transforma los puntos cualitativos a cuantitativos Se utiliza una combinación deliberada de elementos de complejidades diferentes

Los pasos principales de la fase conceptual son: Clarificar la tarea Identificar los problemas esenciales Establecer las estructuras funcionales Búsqueda de soluciones con creatividad y tormenta de ideas Combinar principios de las soluciones y seleccionar cualitativamente Afirmar variantes del concepto, cálculos preliminares y layouts Evaluar variaciones del concepto

(Phal, 1988)

Modelo Francés El diseño captura las necesidades, proporciona análisis, y produce una definición

del problema. El diseño conceptual genera una variedad de soluciones al problema, y produce

dibujos de trabajo a partir del concepto abstracto El paso detallado consolida y coordina los puntos finos al producir el producto El diseñador del nuevo producto es responsable de llevar el concepto inicial

hasta el lanzamiento final La dirección dirige el proceso

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El diseñador del nuevo producto es responsable de Coordinar todo su desarrollo participando con el Gerente de producto, mercadotecnia, ventas, Operaciones, diseño y finanzas en un equipo .

II.B.2 DESPLIEGUE DE LA FUNCIÓN DE CALIDAD (QFD)

La casa de la calidad

El Despliegue de la función de calidad también se denomina Casa de la Calidad El principal beneficio de la casa de la calidad es calidad en casa, permite a la

gente pensar en la dirección adecuada y unida La voz del cliente interno y externo es cuantificada y presentada en la forma de

casa de la calidad. Los diferentes grupos (ingeniería, ventas, etc.) pueden visualizar el efecto de

cambios de planeación y diseño de forma de balancear las necesidades del cliente, costos y características de ingeniería en el desarrollo de productos y servicios nuevos o mejorados

Características Tiene una sección de QUE’s indicando los requerimientos del cliente clasificados

con un ceirto peso La sección de COMO’s (características de ingeniería, requerimientos de diseño,

descriptores técnicos y detalles técnicos) La pared derecha representa la “comparación” y la parte de abajo el “Cuanto” Su techo ayuda a los ingenieros a especificar varias diversas características de

ingeniería que deben ser mejoradas colateralmente

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Los cimientos de la casa contiene los valores objetivo o benchmarking (“cuánto de cada valor”).

Los elementos de la casa de la calidad son personalizados de acuerdo al servicio o producto específico

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De esta forma se despliegan y enlazan las casas de la calidad como sigue:

Casa de la calidad principal (QUE’s = Atributos del cliente, COMO’s = Características de ingeniería)

Casa de la calidad de las partes (QUE’s = características de Ingeniería, COMO’s = Características de las partes)

La planeación del proceso (QUE’s = características de las partes y COMO’s = Operaciones clave del proceso)

La planeación de la producción (QUE’s = Operaciones clave del proceso y COMO’s = requerimientos de producción)

Matriz de Pugh

El QFD puede utilizarse para determinar los requerimientos técnicos del cliente como inicio para el desarrollo de nuevos productos. Pugh sugiere un equipo multifuncional para el desarrollo de conceptos mejorados, iniciando con un conjunto de alternativas de diseño, los 10 pasos se muestran a continuación:

Seleccionar criterios: Criterios en base a los requerimientos técnicos Formar la matriz Clarificar los conceptos: Pueden requerir visualización Seleccionar el concepto Datum: El mejor diseño disponible

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CARACTERÍSTICAS DE DISEÑO

Criterios 1 2 3 4 5 6 7

A - - - S D S -

B - S - - A S -

C + + - - T - -

D + - - + U - +

E + + - - M - -

Más 3 2 0 1 0 1

Menos 2 2 5 3 3 4

Mismo 0 1 0 1 2 0

Correr la matriz: Comparar cada concepto con el Datum (+ para el mejor concepto, - para el peor diseño, s para el mismo diseño)

Evaluar los resultados: (sumar los + y -; los + contribuyen a la visión interna del diseño)

Atacar los negativos y reforzar los positivos: Activamente discutir los conceptos más prometedores. Cancelar o modificar los negativos

Seleccionar un nuevo Datum y re correr la matriz: se puede introducir un nuevo híbrido. El concepto final generalmente no será igual al concepto original

Planear tareas futuras: trabajo adicional para refinar Iterar: para llegar a un nuevo concepto ganador

Aplicando estos conceptos el equipo adquirirá una mayor comprensión de: Los requerimientos, problemas de diseño, soluciones potenciales Iteración de conceptos, porqué ciertos diseños son mejores que otros El deseo de crear conceptos adicionales

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II.B.3 DISEÑO Y PROCESO ROBUSTOS

Genichi Taguchi ha denominado Ingeniería de Calidad a su sistema de robustez para la evaluación y mejora del proceso de desarrollo de productos. Usa el concepto de control de parámetros para indicar donde posicionar el diseño donde el “ruido” aleatorio no causa falla

Factores del proceso: Los factores de señal sirven para mover la respuesta sin afectar la variabilidad Los factores de control son los que puede controlar el experimentador (se

dividen entre los que agregan costo y los que no agregan costo) Los factores que agregan costo al diseño se denominan factores de tolerancia Los factores de ruido son factores no controlables por el diseñador

Requisitos de un diseño robusto: Que el producto pueda desempeñar su función y ser robusto bajo diversas

condiciones de operación y exposición Que el producto sea fabricado al menor costo posible Después de la selección del nuevo sistema, se determinan sus valores nominales

y tolerancias para obtener un diseño óptimo

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Productos yprocedimientos

Factores de ruidono controlablespor el diseñador

Factoresde señalajustadosparaobtenerlarespuestaesperada

Factores de controlpor el diseñador

Respuesta

Esquema de producto robusto

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Ejemplo de fabricación de ladrillos con mucha variación dimensional:

Un equipo identificó 7 factores de control que pensaron afectaban las dimensiones: Contenido de caliza en la mezcla Finura de los aditivos Contenido de amalgamato Tipo de amalgamato Cantidad de materia prima Contenido de material reciclado Tipo de feldespato

Factores de ruido: Temperatura del horno

Se realizaron los experimentos utilizando un arreglo ortogonalCon los resultados del experimento se identificó como factor significativo al Contenido de caliza en la mezcla, cambiándola de 1% a 2% el rechazo bajaba de 30% a menos de 1%. Como el amalgamato era caro se redujo su cantidad sin afectar las dimensiones y reduciendo el costo

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Etapas del diseño: Diseño del concepto es la selección de la arquitectura del producto o proceso

basado en tecnología, costo, requerimientos del cliente, etc.

Diseño de parámetros utilizando los componentes y técnicas de manufactura de menor costo. La respuesta se optimiza para control y se minimiza para el ruido

Diseño de tolerancias, si el diseño no cumple los requerimientos, entonces se usan componentes de tolerancia más cerrada pero más caros

Diseño robusto de Taguchi La robustez es una función del diseño del producto Los productos robustos tienen una alta relación S/N Optimizar los nuevos productos con diseño de experimentos Para construir productos robustos utilizar condiciones de uso del cliente El objetivo es que los productos se encuentren en su valor medio, uno en el

límite es igual que otro fuera Se deben fabricar productos con mínima variabilidad Reduciendo los defectos en planta, se reducen en campo Las propuestas para nuevos equipos deben tomar en cuenta la función de

pérdida Con productos robustos se mejora la satisfacción del cliente, reduce costos y

acorta el tiempo de desarrollo. La reducción de retrabajo en el proceso de desarrollo permite una introducción

más rápida y fluida al mercado.

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II.B.4 ANÁLISIS DEL MODO Y EFECTO DE FALLA (AMEF)

Antecedentes

La disciplina del AMEF fue desarrollada en la NASA en 1949, y era conocido como el procedimiento militar MIL-P-1629, titulado "Procedimiento para la Ejecución de un Modo de Falla, Efectos y Análisis de criticalidad" (Procedure for Performing a Failure Mode, Effects and Criticality AnalysisDefinición); era empleado como una técnica para evaluar la confiabilidad y para determinar los efectos de las fallas de los equipos y sistemas.

Después la industria automotriz (AIAG – Chrysler, Ford, GM) en su sistema QS 9000 y su sucesor ISO TS 16949 emite un manual de AMEF, que debe cumplirse como requisito a sus proveedores en el desarrollo de productos como parte de la planeación avanzada de la calidad (APQP). En 1993 se registra como norma de la Sociedad de Ingenieros Automotrices SAE J - 1739. Actualmente su uso ya se ha popularizado en otras industrias y a nivel mundial.(Valencia, 2009)

¿ Qué es el AMEF?

El Análisis de del Modo y Efectos de Falla es un grupo sistematizado de actividades para: Reconocer y evaluar fallas potenciales y sus efectos. Identificar acciones que reduzcan o eliminen las probabilidades de falla. Documentar los hallazgos del análisis.

El AMEF es un procedimiento disciplinado para identificar las formas en que un producto o proceso puede fallar, y planear la prevención de tales fallas. Se tienen los siguientes tipos:

• AMEF de Concepto (FMEAC): utilizado para analizar los conceptos de nuevos productos

• AMEF de Sistema (FMEAS): su propósito es analizar cómo afectan al sistema los modos de falla y minimizar los efectos de falla en el sistema. Se usan antes de la liberación de productos a producción, para corregir las deficiencias del sistema.

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• AMEF de Diseño (FMEAD): se usa para analizar componentes de diseños. Se enfoca hacia los Modos de Falla asociados con la funcionalidad de un componente, causados por el diseño.

• AMEF funcional (FMEA de caja negra), su propósito es analizar el desempeño de la parte o dispositivo de interés más que sus características específicas.

• AMEF de Proceso (FMEAP): Se usa para analizar los procesos de manufactura y ensamble. Se enfoca a la incapacidad para producir el requerimiento que se pretende, un defecto. Los Modos de Falla pueden derivar de Causas identificadas en el AMEF de Diseño.

• AMEF de Máquinas (FMEAM): Se usa para analizar los problemas potenciales en las máquinas, que permitan tomar acciones preventivas

Todos los tipos de FMEA se pueden aplicar al software

Preparación del AMEF

Se recomienda que sea un equipo multidisciplinario. El ingeniero responsable del sistema, producto o proceso de manufactura/ ensamble se incluye en el equipo, así como representantes de las áreas de Diseño, Manufactura, Ensamble, Calidad, Confiabilidad, Servicio, Compras, Pruebas, Proveedores y otros expertos en la materia que sea conveniente.

¿Cuando iniciar un FMEA? Al diseñar los sistemas, productos y procesos nuevos. Al cambiar los diseños o procesos existentes o que serán usados en aplicaciones

o ambientes nuevos. Después de completar la Solución de Problemas (con el fin de evitar la incidencia

del problema). El AMEF de sistema, después de que las funciones del sistema se definen,

aunque antes de seleccionar el hardware específico. El AMEF de diseño, después de que las funciones del producto son definidas,

aunque antes de que el diseño sea aprobado y entregado para su manufactura. El AMEF de proceso, cuando los dibujos preliminares del producto y sus

especificaciones están disponibles.

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Dasarrollo del AMEF de Diseño

Propósito - Determinar las funciones que serán evaluadas en el AMEFD; describir la función relacionada con los Artículos del Diseño.

Proceso Desarrollar lista de Entradas, Salidas y Características/Artículos - diagrama de

bloque de referencia, Matriz de Causa Efecto. Evaluar entradas y características de la función requerida para producir la salida. Evaluar Interfaz entre las funciones para verificar que todos los Posibles Efectos

sean analizados. Asumir que las partes se manufacturan de acuerdo con la intención del diseño.

Modos y mecanismos de falla El modo de falla es el síntoma real de la falla (altos costos del servicio; tiempo de

entrega excedido).

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Componente ______________________Responsable del Diseño ____________ AMEF Número _________________Ensamble ________________ Preparó _______________ Pagina _______de _______Equipo de Trabajo ___________ FECHA (orig.) de FMEA ______(rev.) ______

Artículo /Función

Modo Potencial de Falla

Efecto (s)Potencial

(es)de falla

Sev.

Clase

Causa(s)Potencial(es) /Mecanismos

de la falla

Occur

Controles de Diseño/ Proceso Actuales

Prevención

Controles de Diseño/ Proceso Actuales Detección

Detec

RPN

Acción (es)Recomenda

da (s)

Responsabley fecha objetivode Terminación

AccionesTomadas

Sev

Occ

Det

RPN

Resultados de Acción

ANALISIS DEL MODO Y EFECTO DE FALLA AMEF de Diseño / Proceso

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Mecanismos de falla son las razones simples o diversas que causas el modo de falla (métodos no claros; cansancio; formatos ilegibles) o cualquier otra razón que cause el modo de falla. Rendimiento, Fatiga, Corrosión, Desgaste

Efecto(s) Potencial(es) de fallaEvaluar 3 (tres) niveles de Efectos del Modo de Falla

– Efectos Locales: Efectos en el Area Local, impactos Inmediatos– Efectos Mayores Subsecuentes: Entre Efectos Locales y Usuario Final– Efectos Finales: Efecto en el Usuario Final del producto

41

Rangos de Severidad (AMEFD)Efecto Rango Criterio

No 1 Sin efecto

Muy poco 2 Cliente no molesto. Poco efecto en el desempeño del artículo o sistema.

Poco 3 Cliente algo molesto. Poco efecto en el desempeño del artículo o sistema.

Menor 4 El cliente se siente un poco fastidiado. Efecto menor en el desempeño del artículo o sistema.

Moderado 5 El cliente se siente algo insatisfecho. Efecto moderado en el desempeño del artículo o sistema.

Significativo 6 El cliente se siente algo inconforme. El desempeño del artículo se ve afectado, pero es operable y está a salvo. Falla parcial, pero operable.

Mayor 7 El cliente está insatisfecho. El desempeño del artículo se ve seriamente afectado, pero es funcional y está a salvo. Sistema afectado.

Extremo 8 El cliente muy insatisfecho. Artículo inoperable, pero a salvo. Sistema inoperable.

Serio 9 Efecto de peligro potencial. Capaz de descontinuar el uso sin perder tiempo, dependiendo de la falla. Se cumple con el reglamento del gobierno en materia de riesgo.

Peligro 10 Efecto peligroso. Seguridad relacionada - falla repentina. Incumplimiento con reglamento del gobierno. (Stamatis 1995)

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Rangos de Ocurrencia (AMEFD)

Ocurrencia CriteriosRemota Falla improbable. No existen fallas

asociadas con este producto o con un producto casi idéntico

Muy Poca Sólo fallas aisladas asociadas con este producto o con un producto casi idéntico

Poca Fallas aisladas asociadas con productos similares

Moderada Este producto o uno similar ha tenido fallas ocasionales

Alta Este producto o uno similar han fallado a menudo

Muy alta La falla es casi inevitable

Probabilidad de FallaRango1 <1 en 1,500,000 Zlt > 5

2 1 en 150,000 Zlt > 4.5

3 1 en 30,000 Zlt > 4

4 1 en 4,500 Zlt > 3.5 5 1 en 800 Zlt > 3 6 1 en 150 Zlt > 2.5

7 1 en 50 Zlt > 2 8 1 en 15 Zlt > 1.5

9 1 en 6 Zlt > 1 10 >1 en 3 Zlt < 1

Nota:

El criterio se basa en la probabilidad de que la causa/mecanismo ocurrirá. Se puede basar en el desempeño de un diseño similar en una aplicación similar.

Identificar Causa(s) Potencial(es) de la FallaCausas relacionadas con el diseño - Características de la Parte

– Selección de Material – Tolerancias/Valores objetivo– Configuración– Componente de Modos de Falla a nivel de Componente

Causas que no pueden ser Entradas de Diseño, tales como: - Ambiente, Vibración, Aspecto Térmico

Identificar controles actuales de diseño

Verificación/ Validación del Diseño: actividades usadas para evitar la causa, detectar falla anticipadamente, y/o reducir impacto: cálculos, análisis de elementos finitos, revisiones de Diseño, prototipo de prueba, prueba de vida acelerada. Se tienen las siguientes líneas de defensa:

1a- Evitar o eliminar causas de falla2a - Identificar o detectar falla Anticipadamente3a - Reducir impactos/consecuencias de falla

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Rangos de Detección (AMEFD)

Rango de Probabilidad de Detección basado en la efectividad del Sistema de Control Actual; basado en el cumplimiento oportuno con el Plazo Fijado

1 Detectado antes de la ingeniería prototipo

2 - 3 Detectado antes de entregar el diseño

4 - 5 Detectado antes de producción masiva

6 - 7 Detectado antes del embarque

8 Detectado después del embarque pero antes de que el

cliente lo reciba

9 Detectado en campo, pero antes de que ocurra la falla

10 No detectable hasta que ocurra la falla en campo

Evaluación del nivel de riesgo

NPR es el número de prioridad de riesgo (NPR) y es el producto matemático de la severidad (S), la ocurrencia (O) y la detección (D), es decir:

NPR = S * O * D

Este valor se emplea para identificar los riesgos más serios para buscar acciones correctivas.

Por ejemplo:

Item Función Falla Efecto S Causa O D RPNBatería Dar el

voltaje adecuad

o

No da la potencia requerida

El sistema

no funciona

bien

8 Placas de la

batería en

corto

5 1 40

La severidad de (8) significa un efecto extremo, producto inoperable, cliente muy insatisfecho

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La ocurrencia de (5) significa falla ocasional, se estiman en 2.7 fallas por cada 1000 por esta causa.La detección de (1) significa que es casi seguro que el operador pueda detectar la falla con los equipos de que dispone.

Acción (es) recomendada (s).

Cuando los modos de falla han sido ordenados por el NPR, las acciones correctivas deberán dirigirse primero a los problemas y puntos de mayor grado crítico. La intención de cualquier acción recomendada es reducir los grados de ocurrencia, severidad y/o detección. Si no se recomienda ninguna acción para una causa específica, se debe indicar así. Se da prioridad a los aspectos que tengan severidad de 9 o 10.

Un AMEF de proceso tendrá un valor limitado si no cuenta con acciones correctivas y efectivas. Es la responsabilidad de todas las actividades afectadas el implementar programas de seguimiento efectivos para atender todas las recomendaciones.

Área/individuo responsable y fecha de terminación (de la acción recomendada)

Se registra el área y la persona responsable de la acción recomendada, así como la fecha meta de terminación.

Acciones tomadas.

Después de que se haya completado una acción, registre una breve descripción de la acción actual y fecha efectiva o de terminación.

El NPR resultante, después de haber identificado la acción correctiva, se estima y registra los grados de ocurrencia, severidad y detección finales. Se calcula el NPR resultante, éste es el producto de los valores de severidad, ocurrencia y detección.

El dueño o responsable del proceso es responsable de asegurar que todas las acciones recomendadas sean implementadas y monitoreadas adecuadamente. El AMEF es un documento vivo y deberá reflejar siempre el último nivel de diseño.

Ejemplo de AMEFD:

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http://www.reliasoft.com/newsletter/3q2002/fmea.htm

Análisis de criticalidad (FMECA)

Este método es similar al método de evaluación por RPN, excepto que calcula los valores de modo diferente. Toma en cuenta la probabilidad de falla del artículo y la porción de la posibilidad de falla que puede ser atribuido a un tipo específico de modo de falla. La criticalidad se determina como sigue:

Modo de criticalidad = Fallas esperadas x Tasa del modo de falla de infiabilidad x Probabilidad de pérdida

Donde:Fallas esperadas: es el número de fallas que se esperan en un cierto periodo de tiempo (probabilidad de falla), determinadas con base en las características de confiabilidad que se han determinado para el artículo, ya sea con la distribución estadística de tiempo de vida y sus parámetros o probabilidades fijas que no varían con el tiempo.

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La tasa de falla del modo de infiabilidad (FMFR): es la tasa de la infiabilidad del artículo que puede ser atribuida al modo particular de falla. Por ejemplo, si un artículo tiene cuatro modos de falla, un modo puede causas el 40% de las fallas, un Segundo modo puede causar un 30% y los los otros dos modos restantes pueden causar un 15% de las fallas cada uno.

Probabilidad de pérdida (PL): es la probabilidad de que un modo de falla cause una falla en el sistema (o le cause una pérdida significativa). Es una indicación de la severidad del efecto de la falla, de acuerdo a la escala siguiente:Pérdida real = 100%Pérdida probable = 50%Posible pérdida = 10%No hay pérdida = 10%

Probability of Loss (PL): The probability that the failure mode will cause a system failure (or will cause a significant loss). This is an indication of the severity of the failure effect and may be set according to the following scale:

Actual Loss = 100% Probable Loss = 50% Possible Loss = 10% No Loss = 10%

Por ejemplo:

Item Falla esperada

Función Falla FMFR

Efecto PL Causa Cr

Batería 0.0435 Dar el voltaje

adecuado

No da la potencia adecuada

0.25 El sistema

no funciona

1.00 Las placas de la

batería están

en corto

0.010875

En éste ejemplo, se asume que la confiabilidad de la batería se describe con una distribución de Weibull de dos parámetros (Beta = 1.3 y Eta = 22291.83) por lo que las fallas esperadas en el periodo de tiempo considerado (t = 2000) se estima en 0.0435.

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0.000035

0.000030

0.000025

0.000020

0.000015

0.000010

0.000005

0.000000X

Dens

ity

0.0426

0 2000

Distribution PlotWeibull, Shape=1.3, Scale=22291.8, Thresh=0

La porción de la infiabilidad del artículo que puede ser atribuido a un modo de falla específico es 25% (o sea que el 25% de las fallas de los artículos se pueden deber a este tipo particular de modo de falla).

La probabilidad de falla es del 100%, ya que la falla causa que el sistema sea inoperable.

La criticalidad se determina como sigue:

Cr = 0.0435 x 0.25 x 1.00 = 0.010875

Como en el caso de los RPN, el valor de criticalidad puede compararse con las criticalidades de otros modos de falla para ayudar a priorizar los problemas a atender.

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Desarrollo del AMEF de proceso

Se inicia con la elaboración de un diagrama de flujo del proceso, identificando los pasos principales del mismo y se inicia el llenado del formato:

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Componente ______________________Responsable del Diseño ____________ AMEF Número _________________Ensamble ________________ Preparó _______________ Pagina _______de _______Equipo de Trabajo ___________ FECHA (orig.) de FMEA ______(rev.) ______

Artículo /Función

Modo Potencial de Falla

Efecto (s)Potencial

(es)de falla

Sev.

Clase

Causa(s)Potencial(es) /Mecanismos

de la falla

Occur

Controles de Proceso

Actuales Prevención

Controles de Proceso Actuales Detección

Detec

RPN

Acción (es)Recomenda

da (s)

Responsabley fecha objetivode Terminación

AccionesTomadas

Sev

Occ

Det

RPN

Ensamble

Resultados de Acción

ANALISIS DEL MODO Y EFECTO DE FALLA AMEF de Proceso

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El llenado es similar al AMEF de diseño excepto que ahora se analiza cada paso del proceso, los criterios para la severidad son los siguientes:

22

Esta calificación resulta cuando un modo de falla potencial resulta en un defecto con un cliente final y/o una planta de manufactura / ensamble. El cliente final debe ser siempre considerado primero. Si ocurren ambos, use la mayor de las dos severidades

Efecto Efecto en el cliente Efecto en Manufactura /Ensamble Calif.Peligroso sin aviso

Calificación de severidad muy alta cuando un modo potencial de falla afecta la operación segura del producto y/o involucra un no cumplimiento con alguna regulación gubernamental, sin aviso

Puede exponer al peligro al operador (máquina o ensamble) sin aviso 10

Peligroso con aviso

Calificación de severidad muy alta cuando un modo potencial de falla afecta la operación segura del producto y/o involucra un no cumplimiento con alguna regulación gubernamental, con aviso

Puede exponer al peligro al operador (máquina o ensamble) sin aviso 9

Muy alto El producto / item es inoperable ( pérdida de la función primaria)

El 100% del producto puede tener que ser desechado op reparado con un tiempo o costo infinitamente mayor 8

Alto El producto / item es operable pero con un reducido nivel de desempeño. Cliente muy insatisfecho

El producto tiene que ser seleccionado y un parte desechada o reparada en un tiempo y costo muy alto 7

Moderado

Producto / item operable, pero un item de confort/conveniencia es inoperable. Cliente insatisfecho

Una parte del producto puede tener que ser desechado sin selección o reparado con un tiempo y costo alto 6

Bajo Producto / item operable, pero un item de confort/conveniencia son operables a niveles de desempeño bajos

El 100% del producto puede tener que ser retrabajado o reparado fuera de línea pero no necesariamente va al àrea de retrabajo .

5Muy bajo No se cumple con el ajuste, acabado o presenta ruidos y

rechinidos. Defecto notado por el 75% de los clientesEl producto puede tener que ser seleccionado, sin desecho, y una parte retrabajada 4

Menor No se cumple con el ajuste, acabado o presenta ruidos y rechinidos. Defecto notado por el 50% de los clientes

El producto puede tener que ser retrabajada, sin desecho, en línea, pero fuera de la estación 3

Muy menor

No se cumple con el ajuste, acabado o presenta ruidos, y rechinidos. Defecto notado por clientes muy críticos (menos del 25%)

El producto puede tener que ser retrabajado, sin desecho en la línea, en la estación 2

Ninguno Sin efecto perceptible Ligero inconveniente para la operación u operador, o sin efecto 1

CRITERIO DE EVALUACIÓN DE SEVERIDAD SUGERIDO PARA AMEFP

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Los criterios para la Ocurrencia son los siguientes:

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CRITERIO DE EVALUACIÓN DE OCURRENCIA SUGERIDO PARA AMEFP

100 por mil piezas

Probabilidad Índices Posibles de falla

Ppk Calif.

Muy alta: Fallas persistentes

< 0.55 10

50 por mil piezas > 0.55 9

Alta: Fallas frecuentes 20 por mil piezas > 0.78 8

10 por mil piezas > 0.86 7

Moderada: Fallas ocasionales

5 por mil piezas > 0.94 6

2 por mil piezas > 1.00 5

1 por mil piezas > 1.10 4

Baja : Relativamente pocas fallas

0.5 por mil piezas > 1.20 3

0.1 por mil piezas > 1.30 2

Remota: La falla es improbable

< 0.01 por mil piezas > 1.67 1

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Los criterios para la Detección son los siguientes:

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CRITERIO DE EVALUACIÓN DE DETECCION SUGERIDO PARA AMEFPDetección Criterio Tipos de

InspecciónMétodos de seguridad de Rangos de

DetecciónCalif

A B C

Casi imposible

Certeza absoluta de no detección X No se puede detectar o no es verificada 10Muy remota

Los controles probablemente no detectarán

X El control es logrado solamente con verificaciones indirectas o al azar

9Remota Los controles tienen poca

oportunidad de detecciónX El control es logrado solamente con

inspección visual8

Muy baja Los controles tienen poca oportunidad de detección

X El control es logrado solamente con doble inspección visual

7Baja Los controles pueden detectar X X El control es logrado con métodos gráficos con

el CEP 6Moderada Los controles pueden detectar X El control se basa en mediciones por variables después de que las

partes dejan la estación, o en dispositivos Pasa NO pasa realizado en el 100% de las partes después de que las partes han dejado la estación

5

Moderadamente Alta

Los controles tienen una buena oportunidad para detectar

X X Detección de error en operaciones subsiguientes, o medición realizada en el ajuste y verificación de primera pieza ( solo para causas de ajuste)

4Alta Los controles tienen una buena

oportunidad para detectarX X Detección del error en la estación o detección del error en

operaciones subsiguientes por filtros multiples de aceptación: suministro, instalación, verificación. No puede aceptar parte discrepante

3

Muy Alta Controles casi seguros para detectar

X X Detección del error en la estación (medición automática con dispositivo de paro automático). No puede pasar la parte discrepante

2Muy Alta Controles seguros para detectar X No se pueden hacer partes discrepantes porque el item ha

pasado a prueba de errores dado el diseño del proceso/producto

1Tipos de inspección: A) A prueba de error B) Medición automatizada C) Inspección visual/manual

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Para reducir el nivel de riesgo del proceso, se atienden los aspectos con nivel de severidad de 9 o 10 y después en orden descendente los que tengan mayores RPN. En todos los pasos críticos del proceso: listar todas las acciones sugeridas, qué persona es la responsable y fecha de terminación, describir la acción adoptada y sus resultados yrecalcular número de prioridad de riesgo. Por ejemplo:

CONCLUSIONESLas técnicas de FMEA / FMECA se utilizan en la industria en muchas aplicaciones y durante las diferentes etapas del ciclo de vida de los productos. Éstas técnicas se pueden usar para soportar las actividades de diseño, desarrollo, manufactura y otras, para mejorar la confiabilidad e incrementar la eficiencia. Se utiliza ampliamente en la industria automotriz, aeroespacial, médica y otras.

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Las técnicas de FMEA / FMECA se pueden adaptar fácilmente para cumplir con las necesidades de la industria o la organización. A continuación se muestran algunas referencias bibliográficas.

Bibliografía

Kececioglu, Dimitri, Reliability Engineering Handbook Volume 2. Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, 1991. Pages 473-506.

MIL-STD-1629A: Procedures for Performing a Failure Mode Effects and Criticality Analysis. U.S. Department of Defense, Washington, D.C., November 28, 1984. Note: This standard was cancelled by the DoD in August 1998.

SAE Aerospace Recommended Practice ARP5580: Recommended Failure Modes and Effects Analysis (FMEA) Practices for Non-Automobile Applications. SAE International, Warrendale, PA, 2001.

SAE Surface Vehicle Recommended Practice J1739: Potential Failure Mode and Effects Analysis in Design (Design FMEA), Potential Failure Modes and Effects Analysis in Manufacturing and Assembly Processes (Process FMEA), and Potential Failure Mode and Effects Analysis for Machinery (Machinery FMEA). SAE International, Warrendale, PA, June, 2000.

Stamatis, D.H., Failure Mode and Effect Analysis: FMEA from Theory to Execution. American Society for Quality (ASQ), Milwaukee, Wisconsin, 1995.

[Libro] / aut. Hauser J.R. & Clausing, D.. - 2001.[En línea] / aut. Hockman K. // Why is a design for Six Sigma methodology necesary?. - 2001. - 10 de 9 de 2001. - http://www.sixsigmaforum.com/protected/articles/ds_dfss.shtml.[En línea] / aut. Network The Gilbreth. - 30 de 11 de 2006. - http://gilbrethnetwork.tripod.com/therbligs.html.[En línea] / aut. Vandervort C.. - 2001."Kaizen events - 5Ss", Lean Six Sigma [Libro] / aut. Davidson P.. - VIllanova : Bisk Education, Inc. and Villanova University, 2006."The 5S Philosophy", Matalteck Mfg, Inc. Papa Kaizen [En línea] / aut. Skaggs T.. - 1 de 11 de 2006. - http://www.tpmonline.com/papakaizen/articlsa_on_lean_manufacturing_strategies/5s.htm.A study of the Toyota Production System from an industrial engineering view point [Libro] / aut. Shingo S.. - Cambridge, MA : Productivity Press, 1989.A study of the Toyota production system from an industrial engineering viewpoint [Libro] / aut. Shingo S.. - Cambridge, MA : Productivity Press, 1989.Advancing Quality Planning (APQP) and Control Plan Reference Manual [Libro] / aut. AIAG. - Southfield, Michigan EUA : AIAG, 2000.

Página 59 de 62

LEAN y DISEÑO PARA SEIS SIGMA GB P. Reyes / febrero 2009

All I need to know about manufacturing I learned in Joe`s Garage [Libro] / aut. Miller W.B., & Schenk, V.L.. - Walnut Creek, CA : Bayrock Press, 1993.Becoming Lean: Inside stories of U.S. manufactiurers [Libro] / aut. Liker J.. - Portland, OR : Productivity Press, 1997.Becoming Lean: inside US manufacturers [Libro] / aut. Likert J.. - Portland, OR : Productivity Press, 1998.Business Statistics [Libro] / aut. Triola M.F. & FRanklin L.A.. - Reading : Addison Wesley, 1994.Choosing a development process that´s right for your company en Rosenau The PDMA handbook of new product development [Libro] / aut. Rosenau M.. - Nueva York : John Wiley and Sons, 1996.Competitive advantage: creating and sustaining superior performance [Libro] / aut. Porter M. - Nueva York : The Free Press, 1985.CQM Primer [Libro] / aut. Gee G., Richardson, W.R.. - Terre Haute, IN : Quality COuncil of Indiana, 2005.CSSGB Primer [Libro] / aut. Wortman B.L.. - Terre Haute, IN : Quality Council of Indiana, 2001.Designing for six sigma capability [En línea] / aut. Harold D.. - 1999. - 15 de 9 de 2001. - www.controleg.com/archives/1999/ctl0101.99/01a103.htm.Engineering design: A systematic approach [Libro] / aut. Phal G. - Londres : The design council, 1988.Engineering statistics handbook [Libro] / aut. NIST. - [s.l.] : NIST, 2001.Engineering Statistics Handbook [En línea] / aut. NIST. - Information Technology Laboratory, Statistical Engineering Division, 2001. - 21 de 9 de 2001.Examining Just in Time and Theory of Constraints. Lean Directions [En línea] / aut. Pitcher M.. - 13 de 03 de 2003. - 29 de 11 de 2006. - http://www.sme.org/cgi-bin/get-newsletter.pl?lean&2003013&1.Gemba Kaizen: A common sense, low cost aproach to management [Libro] / aut. Imai M.. - Nueva York : McGraw Hill, 1997.Handbook of quality tools the Japanese approach [Libro] / aut. Tetsuichi A. & Kazuo, O.. - Cambridge : Prodcutivity Press, 1990.How to be an effective trainer [Libro] / aut. Smith B. & Delahaye, B.. - Nueva York : Wiley professionmal Development Programs, 2nd. edition, 1987.Implementing Sis Sigma [Libro] / aut. Breyfogle F., III. - Nueva York : John Wiley and Sons, 2nd. edition, 2003.Implementing six sigma: Smarter solutions using statistical methods [Libro] / aut. Breyfogle F.W. III. - Nueva York : John Wiley and Sons, 2003. - Vol. 5th edition.Improving quality trhough planned experimentation [Libro] / aut. Moen R., Nolan, T.. - Nueva York : McGraw Hill, 1991.Introduction to TPM: Total productive maintenance [Libro] / aut. Nakyima S.. - Cambridge, MA : Productivity Press, 1988.iSizSigma [En línea] / aut. Isixsigma. - 14 de 11 de 2006. - http://www.isizsigma.com/dictionary/5S-486.htm.ISO /TS 16949:2002 Quality Management Systems [Libro]. - Genova, Suiza : ISO, 2002.

Página 60 de 62

LEAN y DISEÑO PARA SEIS SIGMA GB P. Reyes / febrero 2009

Juran`s quality handbook [Libro] / aut. Juran J.M.. - Nueva York : McGraw Hill, 1999.Lean Kaizen. A simplified approach to process improvements [Libro] / aut. Alukai G. & Manos A.. - Milwaukee WI : ASQ Qaulity Press, 2006.Lean thinking: banish waste and create wealth in your corporation [Libro] / aut. Womack J., Jones, D., Roos, D.. - Nueva York : Simon and Schuster, 1996.Learnig to see: value stream mapping to add value and eliminate muda [Libro] / aut. Rother M., & Shook, J.. - Brooklie, MA : The Lean Enterprise Institute, 1999.Lena Manufacturing for the small shop [Libro] / aut. Conner G.. - Dearborn, Mi : Society of Manufacturing Engineers, 2000.Managing quality: The strategic and competitive edge [Libro] / aut. Garvin D.. - Nueva York : The Free Press, 1988.Mangement for quality improvement, The seven new QC tools [Libro] / aut. Shigeru Mizuno. - Cambridge : Productivity Press, 1988.Manufacturing strategy [Libro] / aut. Hill T.. - Burr Ridge, IL : Irwin, 1993. - Vol. 2nd. edition.Measurement system analysis reference manual [Sección del libro] / aut. MSA / aut. libro AIAG. - [s.l.] : Automotive Industry Action Group, 1998.Measuring systema analysis [Libro] / aut. AIAG. - [s.l.] : AIAG, 1998.Moder approaches to manufacturing improvement: The Shingo System [Libro] / aut. Robinson A.. - Portland, OR : Productivity Press, 1990.New products management [Libro] / aut. Crawford C.. - Chicago : Irwin, 1997. - Vol. 5th. edition.New products: what separates the winners from the losers - The PDMA handbook of new products development [Libro] / aut. Cooper R.. - Nueva York : John Wiley and Sons, 1996. - Vol. 2nd. edition.Practical statistics: Simply explained [Libro] / aut. Langley R.. - Nueva York : Dover publications, 1971.Principles of quality costs [Libro] / aut. Campanella J.. - Milwaukee : ASQ Quality Press, 1999. - Vol. 3rd. edition.Product part approval process (PPAP) [Libro] / aut. AIAG. - [s.l.] : AIAG, 1995.Project management memory jogger: A pocket guide for project tems [Libro] / aut. Martin P. & Tate, K.. - Salem, NH : Goal QPC, 1997.Project management, a systems approach to planning scheduling and controlling [Libro] / aut. Kerzner H.. - Nueva York : Wiley and Sons, 1995. - Vol. 7th. edition.Quality control and industrial statistics [Libro] / aut. Duncan A.J.. - Homewood, IL : Richard D. Irwin, 1986. - Vol. 5th. edition.Quality dicitonary [Libro] / aut. Omdahl. - Terre Haute IN : Quality Council of Indiana, 1997.Quality management: introduction to total quality management for production, processing and services, 3rd. edition [Libro] / aut. Goestsch D.L. & Davis, S.B.. - Nueva York : Upper Saddle River, Prentice Hall, 2000.Reading Statistics and Research [Libro] / aut. Huck S. & Cormier, W.. - Nueva york : HerperCollins, 1996. - Vol. 2a. edición.

Página 61 de 62

LEAN y DISEÑO PARA SEIS SIGMA GB P. Reyes / febrero 2009

Satistical quality control [Libro] / aut. Grant E.L. & Leavenworth, R. - Nueva York : McGraw Hill, 1988. - Vol. 6th. edition.Simon [En línea] / aut. Simon K. // Sample SIPOC Diagram. - 2001. - 19 de 08 de 2001. - http://www.sixsigma.com/library/content/c010429b.asp.Sis Sigma: The breakthrough management strategy [Libro] / aut. Harry M. & Schroeder, R.. - Nueva York : Currency / Doubleday, 2000.Statistics for the modern business decisions [Libro] / aut. Lapin L.L.. - Nueva York : Harcourt, 1992. - Vol. 3rd. edition.The 5S's¨five keys to a total quality improvement [Libro] / aut. Osada T.. - Tokio : Asian Productivity Organziation, 1991.The Black Belt Memory Jogger: A pocket guide for Six Sigma success [Libro] / aut. Sigma Academy Six. - Salem, NH : GOAL/QPC, 2002.The forgotten C in DMAIC [Publicación periódica] / aut. Rybarczyk P // Quality Progress, 38 . - [s.l.] : Milwa, November 2005. - pág. (11).The Goal: a process of ongoing improvement [Libro] / aut. Goldatt E. & Cox J.. - Nueva York : North River Press, 1986.The machine that changed the world [Libro] / aut. Womack J., Jones, D.. - Nueva York : Harper Perennial, 1990.The new shop floor management: Empowering people fro continuous improvement [Libro] / aut. Susaki K.. - Nueva York : The Free Press, 1993.The only thing that matters [Libro] / aut. Albretch K. - Nueva York : Harper Collins, 1992.The only tyhing that matters [Libro] / aut. Albrecht K. - Nueva York : Harper Collins, 1992.The perfect engine: how to win in the new demand economy by building to order with fewer resources [Libro] / aut. Sharma A. & Moody, P. - Nueva York : The Free Press, 2001.The six sigam way [Libro] / aut. Pande P.S.. - Nueva York : McGraw Hill, 2000.The Six sigma revolution [Libro] / aut. Ecker G. - Nueva York : John Wiley & Sons, 2001.Theory of Constraints [Libro] / aut. Goldratt E.. - Great Barribgton, MA : North River Press, 1990.Treffs [En línea] / aut. Treffs. - 2001. - 10 de 9 de 2001. - http//www.sixsigmaforum.com/protected/articles/ds_approach1.shtml.Valencia, David [En línea] / aut. Valencia David. - 2009. - 10 de 01 de 2009. - http://www.gestiopolis.com/canales5/ger/manamedavid.htm.Waste elimination [Libro] / aut. Metcalf M.D.. - Sullivan, IN : Metcalf Publishing, 1997.Why Doers Do [Libro] / aut. Wile D.. - [s.l.] : P&I - 35 (2), 1996 Febrero.Zero quality control: Source inspection and the Poka Yokes system [Libro] / aut. Shingo S.. - Stamford, CT : Productivity Press, 1986.

Página 62 de 62