Técnicas y herramientas para el control de calidad

1. CONTROL DE CALIDAD
Técnicas y herramientas
María Pérez Marqués

2.
Control de calidad. Técnicas y herramientas
María Pérez Marqués
ISBN: 978‐84‐941801‐9‐4
EAN: 9788494180194
IBIC: TGPQ, KJMV5
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Control de calidad. Técnicas y herramientas
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3. INTRODUCCIÓN
Existen diferentes teorías sobre la gestión de la calidad total que se
encuentran desarrolladas en la literatura sobre calidad, destacando las obras de
Deming (1982), Juran y Gryna (1980) e Ishikawa (1985). Todos los autores están de
acuerdo en que la calidad total se asienta sobre tres pilares básicos: cultura de la
calidad, sistemas y recursos humanos, y utilización de los métodos cuantitativos
entre los que destaca la Estadística. Para introducir la calidad total en las
organizaciones no se permiten fallos en estos tres pilares. En cuanto a la cultura de la
empresa respecto a la calidad, es fundamental que los propietarios o la alta dirección
se involucren en la introducción de la misma en todas las facetas de la organización.
Esta cultura implica el reconocimiento del hecho de que la calidad viene definida por
las necesidades y expectativas del cliente y no por consideraciones internas de los
departamentos de la empresa. También hay que tener presente que la calidad se
mejora desarrollando todos los procesos de la organización.
Por otro lado, los sistemas y los recursos humanos deben estar implicados en
la consecución de la calidad. Todas las metodologías actuales sobre calidad, incluida
la metodología Seis Sigma, inciden en la consideración de la calidad como un todo
que involucra a la organización completa, incluidos los recursos humanos y los
sistemas. Debemos alejarnos de la idea del clásico departamento de calidad con
recursos humanos dedicados solo a esa tarea. La calidad es un todo global que afecta
continuamente a la organización completa con sus recursos humanos y materiales.
En cuanto al uso de los métodos cuantitativos como herramientas para la
calidad total, está claro que la utilización masiva del método científico es un pilar
fundamental en la calidad.

4. CONTROL DE CALIDAD. TÉCNICAS Y HERRAMIENTAS
XII © RC Libros
En este libro se incide especialmente en las técnicas cuantitativas para la
calidad total. Se comienza con la identificación de los factores que afectan a la
calidad y las herramientas adecuadas para ello. A continuación se trata en
profundidad el control de procesos y su implementación práctica a través de los
gráficos de control. La siguiente tarea es abordar las técnicas de diseño de
experimentos y su incidencia fundamental en el establecimiento de un sistema de
calidad total. Finalmente se hace hincapié en otro de los pilares básicos en la calidad
total como es el muestreo de aceptación. Todos estos temas se ilustran con las
herramientas cuantitativas adecuadas y su implementación práctica a través dos
paquetes de software muy potentes en calidad como son SAS y STATGRAPHICS
CENTURION.

5. CAPÍTULO
EL PROCESO DEL
CONTROL DE CALIDAD.
METODOLOGÍAS
EL PROCESO DE PRODUCCIÓN Y LA CALIDAD
Se puede considerar un proceso de producción como un sistema con un
conjunto de entradas y salidas. Existen dos tipos de entradas: las entradas que vamos
a representar por x1, x2,..., xp que son factores controlables, como temperaturas,
presiones, velocidades de avance y otras variables del proceso, y las entradas que
vamos a representar por z1, z2,..., zq que son factores incontrolables, como por
ejemplo factores ambientales o la calidad de la materia prima suministrada por el
proveedor. El proceso de la fabricación transforma estas entradas en un producto
terminado que tiene varios parámetros, los cuales describen su calidad o su aptitud
para el uso. La variable de salida, que vamos a representar por y, es una medida de la
calidad del proceso. Podemos resumir lo especificado en el siguiente esquema:

6. CONTROL DE CALIDAD. TÉCNICAS Y HERRAMIENTAS
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De inmediato surgen cuestiones como las siguientes: ¿qué entradas afectan al
parámetro de salida y?, ¿cuáles son las entradas más importantes?, ¿cuál es la
relación entre las entradas y el parámetro de salida y?, ¿cómo se puede controlar y?
Para contestar a estas preguntas hay que hacerlo en términos de herramientas
cuantitativas posibles aplicables al control de calidad. El diseño de experimentos es
una herramienta estadística muy útil para descubrir las variables clave que influyen en
las características de calidad de interés en un proceso. Mediante esta técnica se varían
sistemáticamente los factores controlables de entrada x1, x2,..., xp, y se estudia el efecto
que tienen dichos factores en los parámetros de salida del producto, en nuestro caso la
característica de calidad y. A través del diseño de experimentos se hallan los niveles de
las variables x1, x2,..., xp que optimizan el rendimiento del proceso. El diseño de
experimentos es una importante herramienta de control de calidad fuera de línea,
porque se usa a menudo durante las actividades de desarrollo y en las primeras etapas
de la fabricación, en contraposición a los procedimientos de control en línea o en
proceso.
Una vez determinada una lista de variables importantes que afectan a la salida del
proceso, suele ser necesario modelar la relación entre las variables de entrada y las
características de calidad de la salida. Entre las técnicas cuantitativas útiles para elaborar
tales modelos se incluyen el análisis de regresión y el análisis de series de tiempo, que
en general permiten encontrar una función f tal que y = f(x1, x2,..., xp) con un
determinado error medible.
Una vez determinadas las variables importantes, y la naturaleza de la relación
entre esas variables y el modelo de la salida del proceso, es posible utilizar con
eficacia considerable una técnica estadística de control de procesos en línea para
regular y vigilar el proceso.
Se pueden aplicar técnicas como los diagramas de control con el fin de vigilar
la salida del proceso y detectar cuándo se necesitan cambios en las entradas para

7. CAPÍTULO 1: EL PROCESO DEL CONTROL DE CALIDAD. METODOLOGÍAS
© RC Libros 3
devolver dicho proceso a un estado bajo control. Los diagramas de control también
proporcionan una retroalimentación a los operadores e ingenieros, la cual sirve para
reducir la variabilidad del proceso. Mediante los diagramas de control y otras
técnicas estadísticas sencillas, se puede estimar la capacidad de un proceso para
determinar si dicho proceso funciona conforme a las especificaciones del producto.
Otra parte importante del aseguramiento de la calidad la constituye la
inspección de materias primas, productos semiterminados o productos terminados.
Cuando el propósito de la inspección es la aceptación o el rechazo de un producto,
con base en la conformidad respecto a un estándar, el tipo de procedimiento de
inspección que se utiliza se llama normalmente muestreo para aceptación. Mediante
las técnicas estadísticas de muestreo se evita inspeccionar toda la población, y
basándonos en las características de calidad de una muestra inferimos las
características de calidad de toda la población.
Existen diferentes temas útiles en el muestreo para aceptación, como los
planes de muestreo en cadena, planes para producción continua, planes con lotes
salteados, el efecto de errores de inspección en el muestreo para aceptación, y el
diseño económico de los planes de muestreo para aceptación.
El muestreo para aceptación no es un sustituto de los controles adecuados de
proceso. En realidad, el uso exitoso de técnicas de control de procesos en las etapas
iniciales de la fabricación, incluyendo la implementación de tales controles
estadísticos al nivel de proveedor o abastecedor, puede reducir, y en algunos casos
eliminar, la necesidad de una inspección por muestreo extensa.
El proceso del control de calidad abarca todas las tareas citadas en los párrafos
anteriores, que deben ser implementadas en las organizaciones de forma ordenada.
La ordenación adecuada de las diferentes tareas del control de calidad se define en
las metodologías para la calidad.
EVOLUCIÓN DEL CONTROL DE CALIDAD
El esquema siguiente representa la evolución histórica del proceso del control
de calidad.

8. CONTROL DE CALIDAD. TÉCNICAS Y HERRAMIENTAS
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Se observa que en los años 60 se abordaban las tareas de control de calidad
basándose sobre todo en la inspección por muestreo. En la década de los 70 se hacía
énfasis en el aseguramiento de la calidad. Se evolucionó en los años 80 hacia la
gestión por la calidad y a partir de la década de los 90 se implantó la calidad total a
partir de metodología o modelos de calidad, entre los cuales la más representativa es
la metodología seis sigma.
Las características específicas del control, aseguramiento y gestión de calidad
se presentan en la tabla siguiente:

9. CAPÍTULO 1: EL PROCESO DEL CONTROL DE CALIDAD. METODOLOGÍAS
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METODOLOGÍAS O MODELOS PARA EL CONTROL DE
CALIDAD
Para implantar adecuadamente el proceso del control de calidad es necesario
utilizar las metodologías o modelos existentes que ordenan adecuadamente las
tareas de calidad en las organizaciones y cuyo mejor exponente en la actualidad es la
metodología Seis Sigma. En los párrafos siguientes se abordan brevemente los
modelos de calidad más importantes.
Modelo de excelencia de la EFQM
El modelo de excelencia EFQM (European Foundation For Quality
Management) fue creado en 1992. Se trata del marco de referencia organizacional
más utilizado en Europa como sistema de management.
El modelo EFQM de excelencia tiene nueve criterios, cinco agentes
facilitadores y cuatro resultados, siendo los resultados consecuencia de los agentes
facilitadores. Estos criterios pueden expresarse en el siguiente esquema:
Sin importar el sector, el tamaño, la estructura o la madurez, para que una
organización tenga éxito necesita establecer un sistema de gestión adecuado. El
modelo EFQM de excelencia es una herramienta pública que ayuda a las
organizaciones a hacerlo, midiendo su situación en el camino hacia la excelencia,
ayudando a comprender las brechas existentes y estimulando las soluciones
necesarias. El cuadro siguiente muestra los conceptos fundamentales de la
excelencia.

10. CONTROL DE CALIDAD. TÉCNICAS Y HERRAMIENTAS
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Modelo Seis Sigma
Seis Sigma persigue el ordenamiento de todas las tareas de calidad a
desempeñar en una empresa u organismo. El fundamento de Seis Sigma es
esencialmente el cliente. Los clientes no juzgan las compañías por medidas
estadísticas, sino por la calidad de los productos y servicios desde la óptica de la
variación en los mismos, entendiendo por variación todo cambio en procesos o
prácticas de negocio que pueda alterar los resultados esperados por sus clientes. Por
esta razón, Seis Sigma se centra inicialmente en reducir la variabilidad de los
procesos, para después incrementar su capacidad.
La implementación de Seis Sigma no se puede llevar a cabo como si fuera una
herramienta más de uso por las áreas de calidad. Si realmente se busca que sea
efectiva, debe ser establecida como la única estrategia de gestión corporativa.

11. CAPÍTULO 1: EL PROCESO DEL CONTROL DE CALIDAD. METODOLOGÍAS
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Esto es cierto para cualquier sistema de gestión por calidad y más aún en el
caso de Seis Sigma. Así, todas las actividades y tareas deben ser incluidas en esta
sistemática. Así mismo, las divisiones y fronteras entre departamentos deben
difuminarse hasta desaparecer, habilitando una comunicación fluida entre todas las
áreas de la empresa.
Todos los procesos indirectos (como facturación, etc.) deben ser incluidos
también en el sistema, ya que, desde el punto de vista del cliente, una alta calidad en
el producto no es suficiente si en procesos colaterales se le suministra baja calidad
(por ejemplo, de nada sirve ofrecerle un gran producto si luego se le envían facturas
erróneas).
En Seis Sigma se trabaja proyecto a proyecto como única forma de eliminar
problemas sistemáticos de variabilidad que afectan a procesos medibles y que se
traducen en defectos cuantificables.
La metodología Seis Sigma consiste en 5 fases: definir, medir, analizar, mejorar
y controlar, y su abreviatura más común es DMAMC (iniciales de las fases). El
esquema siguiente muestra la definición de estas etapas de la metodología Seis
Sigma al aplicarla a los procesos de calidad.
Toda metodología tiene sus actores y en cuanto a los actores y sus roles en la
metodología Seis Sigma, debemos tener presentes las especificaciones del cuadro
siguiente:

12. CONTROL DE CALIDAD. TÉCNICAS Y HERRAMIENTAS
8 © RC Libros
En cuanto a la dedicación y responsabilidades de estos actores, existen unas
reglas generales que se resumen de modo sencillo como se indica en el esquema
siguiente:
Es posible representar las fases de la metodología Seis Sigma, en lo relativo a
los problemas que se presentan en cada fase como se indica a continuación:

13. CAPÍTULO 1: EL PROCESO DEL CONTROL DE CALIDAD. METODOLOGÍAS
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Se intuye que los métodos estadísticos van a tener una importancia
fundamental en las herramientas a utilizar en las distintas fases de la metodología
Seis Sigma.
Podríamos establecer una sinergia entre el modelo de Excelencia EFQM y el
modelo Seis Sigma a través del siguiente esquema:

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SOFTWARE PARA EL CONTROL DE CALIDAD
Existen diferentes paquetes de software que implementan las herramientas
para el trabajo con las metodologías que gestionan el proceso de calidad. Las más
sencillas y comunes son SPSS, STATGRAPHICS y SAS. En este libro utilizaremos SAS y
STATGRAPHICS.
SPSS
SPSS es un software estadístico modular muy popular que implementa gran
variedad de temas relativos al proceso de calidad en los distintos módulos del
programa.
Consta de un módulo básico y de otros módulos adicionales como Estadísticas
Profesionales (regresión lineal y no lineal, fiabilidad, etc.), Estadísticas Avanzadas
(Modelo lineal general GLM, ANOVA, etc.), Tablas, Tendencias, Valores Perdidos, etc.
Para el tratamiento de las metodologías del proceso de calidad, SPSS es flexible
y con una interfaz intuitiva basada en menús desplegables. Permite la introducción
cómoda de datos y maneja un completo conjunto de gráficos de control estadístico
de procesos de alta resolución que ayudarán a los analistas a detectar patrones de
varianza o tendencias no naturales en los datos y a determinar en qué puntos del
proceso hay que centrarse para obtener el máximo rendimiento. También ofrece una
amplia gama de estadísticos de distribución y descriptivos, sobre la capacidad de los
procesos, que ayudarán a determinar tanto lo que el proceso puede dar de sí como
su rendimiento actual.
Entre las posibilidades que aporta el programa, podemos citar la actualización
inmediata de los gráficos al introducir nuevos datos, ediciones interactivas en puntos
del gráfico, modificación del aspecto del gráfico (títulos, etiquetas, estilos de líneas,
colores y tipos de letra), gráficos de control por variables, gráficos descriptivos para
análisis exploratorio de datos (histogramas, Pareto, etc.), estadísticos de capacidad
del proceso, estadísticos descriptivos y de distribuciones, administración de datos y
archivos, hoja de cálculo para introducir, editar y visualizar los datos, importación y
exportación de archivos ASCII y Excel (entre otros) compatible con el portapapeles de
Windows, etc.

15. CAPÍTULO 1: EL PROCESO DEL CONTROL DE CALIDAD. METODOLOGÍAS
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STATGRAPHICS CENTURION
La versión CENTURION de STATGRAPHICS es un software perfectamente
adaptado para el trabajo en las metodologías de calidad en los procesos.
En concreto, tiene la posibilidad de adecuar su menú a las fases de la
metodología Seis Sigma, de modo que los procedimientos que cuelgan de cada
opción del menú principal son precisamente las herramientas a utilizar en la
correspondiente fase de la metodología Seis Sigma, tal y como se indica en la figura
siguiente:
SAS
Quizás el programa con más posibilidades en la metodología Seis Sigma y en
otras materias estadísticas, pero a la vez con más dificultad de aprendizaje, sea SAS
(Statistical Analysis System). Se trata de un sistema de análisis estadístico,
econométrico, programación y manejo de datos de gran potencia que maneja
volúmenes muy extensos de datos y que implementa, en forma de procedimientos,
la mayoría de las técnicas estadísticas actuales. Distribuido en España por SAS
INSTITUTE INC., es uno de los programas más utilizados en centros educativos de
enseñanza superior y de investigación, y sobre todo en el entorno universitario y en
las oficinas e Institutos Nacionales de Estadística de muchos países.
La ventaja esencial de este software es la posibilidad de trabajo en distintos
entornos. SAS trabaja en mainframes de gran capacidad, con sistemas operativos
como MVS, AIX, etc. También existen versiones de SAS para equipos medios con
sistemas operativos como UNIX, OS2 y otros.

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Como es natural, también hay versiones de SAS que trabajan en ordenadores
personales con sistema operativo Windows. La sintaxis de los procedimientos
estadísticos es similar en todos los entornos, y solamente cambian las sentencias
específicas de entorno y de sistema.
El módulo de SAS para seis sigma se denomina SAS/QC (SAS Quality Control) y
permite el trabajo con la mayoría de las técnicas de esta materia, como control
estadístico de procesos, gráficos de control, análisis de la capacidad, diseño de
experimentos, metodología de Taguchi, planes de muestreo de aceptación, estudios
de fiabilidad, herramientas de mejora de la calidad, como los diagramas de causa y
efecto, los gráficos de Pareto, etc.
Una vez iniciado SAS se obtiene la pantalla de la figura que se presenta a
continuación, que muestra cómo se pueden usar los procedimientos de control de
calidad, a partir de la subopción Control de calidad de la opción Análisis del menú
Soluciones de SAS.
La subopción Control de calidad de la opción Análisis del menú Soluciones de
SAS nos lleva al menú general sobre control de calidad del programa, tal y como se
presenta en la figura siguiente.

17. CAPÍTULO 1: EL PROCESO DEL CONTROL DE CALIDAD. METODOLOGÍAS
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En SAS/QC se puede trabajar tanto vía menús como vía procedimientos. Al
trabajar en SAS a través de menús, no se requieren conocimientos de programación
SAS. No obstante, el sistema de menús selecciona internamente el código de
programación necesario para ejecutar los procedimientos submitidos a través de
menús.