Liderazgo de la dirección
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| VIII. Metodología de mejora Seis Sigma y herramientas – Fase de Mejora PROPÓSITOS DE LA FASE DE MEJORA 1.- ¿Qué objetivos persigue la fase de mejora? Reducir la variabilidad o eliminar la causa raíz de algún problema INTRODUCCIÓN AL DISEÑO DE EXPERIMENTOS 2.- ¿Qué desventajas se observan cuando se experimenta con un factor a la vez? Se requieren demasiados experimentos para el estudio No se puede encontrar la combinación óptima de variables. No se puede determinar la interacción Se puede llegar a conclusiones erróneas Se puede perder tiempo en analizar las variables equivocadas 3.- ¿Qué es el diseño de experimentos? Es una prueba o serie de pruebas donde se inducen cambios deliberados en las variables de entrada de un proceso, para observar su influencia en la variable de salida o respuesta. Es el proceso de planear un experimento para obtener datos apropiados, que pueden ser analizados mediante métodos estadísticos, con objeto de producir conclusiones válidas y objetivas. 4.- ¿Cuáles son las ventajas que proporciona el diseño de experimentos? Se pueden identificar los factores que son significativos Se pueden lograr mejoras en la calidad y productividad No es necesario un conocimiento profundo estadístico Las conclusiones obtenidas son confiables Se pueden encontrar los mejores niveles de factores controlables que inmunizen al proceso contra variaciones en factores no controlables Las X’s con mayor influencia en las Y’s El mejor valor de X’s para lograr Y’s nominales El mejor valor de X’s de manera que la variabilidad de Y sea pequeña El mejor valor de las X’s de manera que se minimizen los efectos de las Z’s – Proceso robusto 5.- ¿Cuáles los diferentes propósitos que puede tener un diseño de experimentos? Selección entre diversas alternativas Selección de los factores clave que afectan la respuesta Modelado de la superficie de respuesta para: Llegar al objetivo Reducir la variabilidad Maximizar o minimizar la respuesta Hacer un proceso robusto Buscar objetivos múltiples 6.- ¿Cuáles son los pasos principales para la realización de diseños de experimentos? Observar datos históricos y/o recolectar datos para establecer la capacidad actual del proceso debe estar en control estadístico. Determinar el objetivo del experimento (CTQs a mejorar). Por medio de un equipo de trabajo multidisciplinario Determinar qué se va a medir como resultado del experimento. Identificar los factores (factores de control y de ruido) que pueden afectar el resultado. Determinar el número de niveles de cada factor y sus valores reales. Seleccionar un esquema experimental que acomode los factores y niveles seleccionados y decidir el número de replicas. Verificar todos los sistemas de medición (R&R < 10%) Planear y preparar los recursos (gente, materiales, etc.) para llevar a cabo el experimento. Hacer un plan de prueba. Realizar el experimento, marcar partes con la condición experimental que la produce. Medir las unidades experimentales. Analizar los datos e identificar los factores significacivos. Determinar la combinación de niveles de factores que mejor alcance el objetivo. Correr un experimento de confimación con esta combinación "óptima". Asegurar que los mejores niveles para los factores significativos se mantengan por largo tiempo mediante la implementación de Procesos de Operación Estándar y controles visuales. Re evaluar la capacidad del proceso. 7.- ¿Qué consideraciones deben tomarse en cuenta al planear y desarrollar experimentos? Medición Adecuada de los Resultados Usar un resultado relacionado directamente con la función del proceso, usar datos variables. Diseño Experimental Sólido Ni el mejor análisis de datos puede compensar un experimento mal diseñado. Selecciona cuidadosamente la respuesta de salida, los factores y los niveles así como el esquema del DEE. Planeación Metículosa Para asegurar que las condiciones se puedan controlar como se estableció en el diseño experimental, se deben preparar con anticipación todos los recursos (gente, materiales, etc.) necesarios para realizar el experimento. Sistemas de Medición Verificados Para asegurar que todos los datos sean “buenos”, verifica todos los sistemas de medición antes de realizar el DEE. Identifica las Unidades Experimentales Marca cada unidad de acuerdo con la condición experimental que la produce. De lo contrario, se perderá toda la información. 8.- ¿Cuáles son las implicaciones al realizar experimentos en la empresa? Tiempo, Recursos económicos, En algunos casos parar la producción 10.- ¿Qué criterios se deben tomar para seleccionar las variables de proceso y sus niveles? Deben tomarse las variables más significativas 12.-¿Qué significa caracterizar un proceso, que son replicas experimentales y aleatorización? Réplicas Experimentales: Experimentos repetidos en diferente tiempo para estimar el error experimental Aleatorización: hacer en forma aleatoria. Permite confundir el efecto de los factores no controlables. La asignación de los materiales utilizados en la experimentación. El orden en que se realizan los experimentos 13.- ¿Qué son las interacciones y cómo se identifican? La interacción: ocurre cuando el efecto de un factor de entrada en la respuesta depende del nivel de otro factor diferente DISEÑO DE EXPERIMENTOS FACTORIALES 14.- ¿Qué características tiene un diseño experimental completo? Un experimento factorial completo es un experimento donde se prueban todas las posibles combinaciones de los niveles de todos los factores. 15.- Ejercicio: Resolver el siguiente Diseño de experimentos para la vida de las baterías.
a) Desarrollar el diseño General Linear Model: resultados versus material, temperatura Factor Type Levels Values material fixed 3 1, 2, 3 temperatura fixed 3 15, 70, 125 Analysis of Variance for resultados, using Adjusted SS for Tests Source DF Seq SS Adj SS Adj MS F P material 2 8167.4 8167.4 4083.7 6.94 0.015 SIGNIFICATIVO temperatura 2 19683.4 19683.4 9841.7 16.73 0.001 SIGNIFICATIVO material*temperatura 4 11662.6 11662.6 2915.6 4.96 0.022 SIGNIFICATIVO Error 9 5295.0 5295.0 588.3 Total 17 44808.4 S = 24.2556 R-Sq = 88.18% R-Sq(adj) = 77.68% Least Squares Means for resultados material Mean SE Mean 1 74.83 9.902 2 115.17 9.902 3 123.67 9.902 temperatura 15 145.17 9.902 70 104.33 9.902 125 64.17 9.902 material*temperatura 1 15 142.50 17.151 1 70 37.00 17.151 1 125 45.00 17.151 2 15 169.00 17.151 2 70 129.00 17.151 2 125 47.50 17.151 3 15 124.00 17.151 3 70 147.00 17.151 3 125 100.00 17.151 b) La tabla ANOVA y de coeficientes identificando los factores significativos Son SIGNIFICATIVOS LOS 2 FACTORES YLA INTERACCION ENTRE ELLOS TAMBIEN c) Calcular los residuos y a través de un histograma o gráfica normal de los mismos establecer conclusiones  Los datos tienen un comportamiento normal d) Obtener las gráficas factoriales de los factores y las gráficas de las interacciones   Se logra el mejor nivel en la vida de las baterías con el material 3. Se logra el mejor nivel en la vida de las baterías con la temperatura 15. e) ¿Qué niveles de operación se recomiendan para operar el proceso? Se logra el mejor nivel en la vida de las baterías con el material 2 a una temperatura de 15. 16.- ¿Cómo se obtiene la ecuación de regresión de los resultados del diseño de experimentos de 2 niveles? La información que se necesita para la construcción de un modelo (la ecuación de predicción) se puede obtener con menos pruebas mediante otros tipos de diseño, tales como los fraccionales factoriales 17.- ¿Cómo es su gráfica de superficie de respuesta?  18.- ¿Cómo es su gráfica de contornos y para que se utiliza?  Para acercarse más rápidamente el punto óptimo 19.- Ejercicio: Un ingeniero industrial está interesado en identificar el efecto que dos tipos de botellas de plástico y vidrio tienen en el tiempo de empaque realizada por dos operadores. Analizar los datos e identificar las conclusiones adecuadas. DOE > Factorial > Create Factorial Design > 2 levels; En Designs 4 réplicas; Factors Bot 1-Vidrio 2-Plástico, Oper. 1,2 Term Effect Coef SE Coef T P Constant 5.0919 0.08813 57.78 0.000 botella -0.7962 -0.3981 0.08813 -4.52 0.001 Operador 0.7113 0.3556 0.08813 4.04 0.002 botella*Operador -0.2737 -0.1369 0.08813 -1.55 0.146 Botella y Operador son significativos, pero la interacción de ambos no lo es. a) Con un análisis de los residuos identificar si es adecuado el modelo El modelo es adecuado ya que el p-value es mayor a .05.  c) Escribir la ecuación de regresión del modelo del proceso en unidades codificadas d) Comprobar con la gráfica de Pareto y la gráfica normal de efectos principales la significancia identificada en b)  e) De las gráficas factoriales identificar los mejores niveles de los factores significativos de tal forma de obtener un tiempo mínimo de empaque. DOE>Factorial > Factorial Plots; Main Effects e Interaction Plots  Con respecto a la botella el menor tiempo de proceso se logra con la botella de plastico y con respecto al operador se logra con el operador 1. f) Obtener la gráfica de Contornos e identificar la combinación de factores que proporcionen un tiempo mínimo e indicar la dirección para continuar experimentos  20.- ¿Cuál es la filosofía de Taguchi en relación con la calidad y la estrategia para alcanzarla? Filosofía de calidad: La calidad está relacionada con la pérdida financiera a la sociedad causada por un producto durante su ciclo de vida Sugiere el diseño de productos y procesos robustos: Hacerlos insensibles a aquellas variables que son incontrolables o con control deficiente, deben cumplir la meta establecida Sus métodos mejoran productos y procesos 21.- La metodología de Taguchi intenta reducir la pérdida a la sociedad por medio de: I. Reducción de la variación del proceso II. Reducción de la variación del producto III. Utilizando las técnicas de Shingo IV. Mejorar el proceso del desarrollo de producto para reducir la variación a. I solamente b. II y III solamente c. I, II y IV solamente d. I, II, III y IV 22.- ¿Qué son los arreglos ortogonales? Ortogonal o balanceado: es el arreglo que permite estimar los efectos de los factores principales y de sus interacciones sin confundirlos (el factorial completo es un ejemplo) 23.- Los métodos de Taguchi emplean una serie de arreglos ortogonales en el diseño de experimentos. ¿Cuáles de las opciones siguientes incluyen factores de ruido? a. Arreglos de señal a ruido b. Arreglos internos c. Arreglos externos d. Arreglos de réplicas 24.- Al examinar los residuos de un experimento, uno esperaría ver todos los resultados siguientes, ¿EXCEPTO? a. Algunos residuos son mayores a lo pronosticado b. Algunos residuos son menores a lo esperado c. Algunos residuos exhiben correlación d. Una cantidad constante de error a través del rango de prueba 25.- ¿Para qué sirven las gráficas lineales? Para ayudar en la asignación de factores en las columnas de un arreglo G. Taguchi diseñó las gráficas lineales cuyo objetivo es simplificar el diseño del experimento y evitar patrones indeseables de confusión. 26.- ¿Cómo se asignan en las gráficas lineales los factores principales y las interacciones? Las líneas paralelas significan que no hay interacción 27.- Los métodos de Taguchi usan gráficas lineales para ayudar a interpretar el arreglo ortogonal correspondiente. Por ejemplo en un arreglo L9, una gráfica lineal con los factores 1 y 2 en las vértices y los factores 3 y 4 en los puntos medios indica: a. El factor 3 y 4 son posibles interacciones de los factores 1 y 2 b. El factor 3 es la única interacción entre 1 y 2, el 4 es un error c. El factor 4 es la única interacción entre 1 y 2, el 3 es un error d. La gráfica lineal debe ser un triángulo con 1, 2, 3 en los vértices 28.- ¿Qué estructura tiene un diseño L8, L4, L12? L4  L8  29.- Un diseño L8 (matriz 27) se muestra abajo. ¿Qué afirmaciones son verdaderas en relación con este diseño de experimentos?
Notas: Se esperan interacciones en este diseño. ¿Dónde deben ser colocados los 4 factores? a. Columnas 1, 2, 3 y 4 b. Columnas 1, 3, 5 y 6 c. Columnas 1, 2, 4 y 7 d. Cualquiera de las cuatro columnas son aceptables 30.- ¿Qué etapas de diseño del producto recomienda Taguchi? Sugiere tres pasos que son: a) Diseño del sistema b) Diseño de parámetros c) Diseño de tolerancias 31.- ¿A que se denomina factores de ruido? Factores de ruido (no se quieren o pueden controlar pero se controlan durante el experimento – arreglo externo) 32.- ¿Qué es la relación Señal a Ruido S/N y como se determina dependiendo del objetivo? La función de pérdida y la relación señal a ruido son formas de evaluar el costo de no cumplir con la meta establecida. El costos de incrementa parabólicamente conforme la característica del producto se aleja del valor meta 33.- ¿Qué es un arreglo interno y un arreglo externo? Factores de control (que se controlarán – arreglo interno) Factores de ruido (no se quieren o pueden controlar pero se controlan durante el experimento – arreglo externo) 35.- ¿Si hay conflicto entre los niveles para una mejor media y para mejor S/N cuál tiene prioridad? Signal /Noise 38.- ¿Qué métodos pueden servir de apoyo para generar alternativas de solución? Métodos de creatividad (TRIZ) Diseño de experimentos (se usa en manufactura) Simulación Excel, SimQuick y Arena 39.- Dar algunos ejemplos de técnicas de creatividad para la generación de ideas de mejora de procesos Arte de preguntar Tormenta de ideas Mapas mentales relaciones forzadas 40.- ¿Cómo se definen los métodos TRIZ para la solución creativa de problemas? Es una abreviación de Teoría de solución de problemas inventiva (del ruso Genrich Altshuller) La creatividad tradicional es de “prueba y error” lo que resulta muy costoso La evolución técnica e invención tienen ciertos patrones, se deben conocer para resolver problemas 41.- Dar algunos ejemplos de técnicas TRIZ para la generación de ideas de mejora de procesos Segmentación (fragmentación) Separación (hablar fuera, extraer) Calidad local Cambio de simetría (asimetría) Combinación (consolidación) Multifuncionalidad (consolidación) “La muñeca anidada” (la encapsulada “Matrushka”) Compensación de peso (anti-peso, contrapeso) Neutralización preeliminar (anti-acción preeliminar, pre-contracción) Acción preeliminar (acción prioritaria, hacerlo en forma adelantada) 42.- ¿Qué métodos pueden apoyar a la evaluación de las ventajas y desventajas de estas alternativas? Situación antes y después Diagrama de fuerzas 43.- ¿Cómo se puede planear la implantación de las alternativas seleccionadas? Con planes 5 W+1 H Programa de trabajo Gráficas 44.- ¿Después de cuanto tiempo se recomienda se evalúen los resultados de las mejoras? 2 meses 45.- ¿Cómo se puede cuantificar estos resultados? Con base en los indicadores establecidos en la fase de medición 46.- ¿Qué formas de reconocimiento a los equipos de proyecto Seis Sigma se recomiendan? Monetarias Reconocimiento público SALIDAS DE LA FASE DE MEJORA 47.- ¿Cuáles son las salidas de la fase de mejora? Acciones planeadas y probadas que eliminen o reduzcan el impacto de las causas raíz identificadas Comparaciones de la situación antes y después para identificar la dimensión de la mejora, comparar los resultados planeados (meta) contra lo alcanzado Opción Terminal Prof. Dr. Primitivo Reyes Alumno: Julio César Cruz López | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
