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Curso de actualización
en Ingeniería de calidad
I. II. ORGANIZACIÓN LEAN Y
II. DISEÑO PARA SEIS SIGMA
DFSS
Dr. Primitivo Reyes Aguilar / febrero 2009
1
II. PRINCIPIOS LEAN Y DFSS
II. A Principios Lean
1. Conceptos Lean
2. Actividades sin valor o Muda
3. Métodos Lean
4. Gestión de restricciones
II.B DFSS
1. Introducción a DFSS
2. QFD
3. Diseño y producto robusto
4. AMEF
2
1I.A PRINCIPIOS LEAN
1. Conceptos Lean
2. Actividades sin valor agregado
3. Métodos Lean
4. Teoría de restricciones
3
IIA.1 CONCEPTOS LEAN
4
Evolución del pensamiento
Lean
 1903 Henry Ford – Modelo A
 1908 Henry Ford – Modelo T (514 a 2.3 min.)
 1920 GM entra la mercado
 1950 Taichi Ohno – Toyota Production System
 1991 Womack – MIT: Concepto Lean
◦ “The machine that changed the world”
◦ “Lean thinking”
 Otros autores
5
Concepto de valor
 Valor para los norteamericanos - rentabilidad
 Valor para los alemanes – excelencia técnica
 Valor para los japoneses – economía local
 El cliente quiere productos específicos, con
capacidades específicas, a precios
específicos
 Establecer el valor es el primer paso de
Lean 6
Concepto de valor
 La cadena de valor por familia – materiales,
información
 Flujo de valor – producción masiva vs lean
 Jalar el valor – por el cliente
 Perfección – eliminar muda con tecnología
 Conversión a Lean - Likert
7
http://www.boxesandarrows.com/view/searching_for_t
he_center_of_design
Resultados
8
Reducciones de Throughput
Proceso % de reducción
Desarrollo del
producto
50%
Proceso de
pedidos
75%
Producción física 90%
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
producto
-50%
Inversión de capital Modestahttp://www.agfa.com/en/inkjet_solutions/facilities/index.jsp
II.A.2 ACTIVIDADES SIN
VALOR AGREGADO -
MUDA
9
http://www.dugganinc.com/cms/index.php?aid=52
http://www.lmspi.com/pages.asp?pageid=34163
Actividades sin valor - Muda
 Sobreproducción
 Defectos / Rechazos
 Inventarios
 Movimientos excesivos
 Procesos que no agregan valor
 Esperas
 Transportes innecesarios
10
11
http://www.leaninnovations.ca/
seven_types.html
http://www.hbc.co.nz/pages/186/
http://www.dobbinscompany.com/inventories.shtml
http://www.rfida.com/labels/gillette.htm
12
http://www.aradmetal-p.com/services.html
http://bonnvoyage.wordpress.com/
http://lugardaincerteza.blogspot.com/
http://www.usmaterialshandling.com/hytrol_conveyors.
html
II.A.3 MÉTODOS LEAN
13
http://www.lean-sigma.es/lean-manufacturing.php
http://interpro.engin.umich.e
du/proeddelivery.htm?id=5
Métodos Lean
 Eliminar actividades
sin valor
 Cambios rápidos
(SMED)
 Documentos
estandarizados
 Administración visual
 Mantenimiento
productivo total (TPM)
 Poka Yokes
 Tiempos y
movimientos
 5S’s
 Justo a tiempo
 Kaizen
 Flujo continuo de
manufactura
 Mapeo de la cadena
de valor
14
Símbolos para el VSM
15
Mapa de la cadena de valor
 Mapa del proceso actual
 Preguntas del mapa futuro
 Desarrollo del mapa futuro de proceso
 Implementación del plan
16
17
http://www.epa.gov/epainnov/lean/toolkit/ch3b.htm
18
http://www.kaizenproject.com/about.php
Las 5 S´s
 Clasificar
 Ordenar
 Limpieza
 Estandarización
 Disiciplina
19
http://disenoenbogota.blogspot.com/2007/04/
diseadores-entrense-5-pasos-hacia-la.html
Kanban
 Tarjeta kanban
20http://www.xberry.fsnet.co.uk/Kanban.htm
http://www.rmkco.com/Value_Added/Value_Added.html
Fabrica visual
 Hacer visibles los
problemas
 Permite que
empleados y
administración
estén en contacto
con área de trabajo
 Para clarificar
metas de mejora
 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
21
22
http://garethisaacsigns.co.uk/content/manage/manage_trw_04.htm
http://www.nodelaysachiever.nhs.uk/ServiceImprovement/T
ools/IT191_SortandShine.htm
http://learnsigma.com/lastfm-quality-control/
Trabajo estandarizado en
Gemba
 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.
23
Trabajo estandarizado en
Gemba
Características
 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
 Muestran las relaciones entre causas y efectos
 Proporcionan la base para mantenimiento y mejora
 Señales visuales de cómo hacer el trabajo
 Son la base de entrenamiento y auditoría
 Son un medio para prevenir la recurrencia de
errores
 Minimizan la variabilidad
24
25
http://www.productionmanuals.com/
http://www.systems2win.com/solutions/stdwork.htm
Trabajo estandarizado en
Gemba
Otros
 Línea amarillas en el piso
 Códigos de colores
 Tableros de control de producción
 Indicadores de inventarios
 Matrices de capacitación cruzada
 Luces de falla
26
http://news.cnet.com/
8301-13924_3-10010267-64.html
Mantenimiento Productivo Total
(TPM)
 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.
“Seis grandes pérdidas” afectan efectividad del
equipo:
 Falla del equipo
 Preparación y ajuste
 Trabajo en vació y paros menores
 Velocidad reducida
 Defectos de proceso
 Rendimiento reducido
27
28
http://www.tpmonline.com/Dynasol/default.htm
http://www.beyondlean.com/kaizen_es.html
http://picasaweb.google.com/lh/photo/HTeLH2x9rSFLe
uM4MDSaTw
Kaizen
 Kai – mejora, zen – bueno: mejora
incremental
 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
29
http://hottomali.files.wordpress.c
om/2007/06/kaizen.jpg
30
http://www.strategosinc.com/kaizen_quick_easy.htm
http://www.tbmcg.com/es/workshops/courses/kbe.php
Poka Yokes – a prueba de
error
 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
 Considera factores ambientales funcionales
 Proporciona mecanismos seguros de corte y
falla
 Mejora de la producibilidad y la 31
32
http://www.seisdeagosto.com/indica/prevencion-del-
error-humano-hablemos-de-poka-yoke/
http://www.qualitycoach.net/land/gbmp.htm
http://www.free-logistics.com/index.php/fr/Fiches-
Techniques/Concepts-Logistiques-et-Supply-
Chain/Poka-Yoke.html
II.A.4 GESTIÓN DE
RESTRICCIONES
33
Teoría de restricciones
 TOC de Eliyau Goldratt
 Medidas de desempeño
◦ Throughput
◦ Inventarios
◦ Gastos de operación
34
http://www.afinitus.com/production.html
http://www.12manage.com/methods_goldratt_theory_
of_constraints.html
Procedimiento de TOC
1. Identificar las restricciones del sistema
2. Decidir como explotar las restricciones
3. Subordinar cada cosa a las decisiones
anteriores.
4. Elevar las restricciones del sistema.
5. Regresar
35
Herramientas de TOC
 Efecto – causa - efecto
 Nubes evaporantes
 Árbol de prerrequisitos
 Restricciones de política
36
http://virtuallypriceless.org/blog/tag/phd/
1I.B DISEÑÓ PARA SEIS
SIGMA - DFSS1. Introducción a DFSS
2. Despliegue función calidad
(QFD)
3. Diseño y producto robusto
4. AMEF
37
http://www.leansixsigmatraining.us/Distance%20DFSS
%20Program%20Description.html
II.B.1 INTRODUCCIÓN AL
DISEÑO PARA SEIS SIGMA
DFSS
38
http://www.product-reviews.net/2007/05/21/mustek-
gps-200-not-the-most-innovative-satellite-navigation/
39
Introducción a DFSS
 Diseño para Seis Sigma es el método
sugerido para hacer diseños de producto.
 El 70-80% de los problemas de calidad se
generan desde el diseño. Corregirlo en
producción es mucho más costoso
 Los nuevos productos pueden incrementar
las ventas
Introducción
 Experiencias.
40
Artículos
desarrollados
Estudio A Estudio B
Nuevos productos 7 11
Productos para
desarrollo
4 3
Productos lanzados 1.5 1.3
Productos exitosos 1 1
41
Introducción a DFSS
Cooper sugiere que los productos exitosos:
 Deben ser únicos y superiores
 Bien definidos y orientados al mercado
 Esfuerzo de equipo en el desarrollo del
producto
 Liderazgo de la alta dirección
 Lanzamiento rápido a un mercado atractivo
 En línea con las fortalezas de la empresa
42
Introducción a DFSS
Proceso de desarrollo de producto: Generación y
selección de ideas y el desarrollo del nuevo producto
(NPD):
 Estudio del concepto:
 Investigaciones de factibilidad:
 Desarrollo del nuevo producto
 Mantenimiento
 Aprendizaje continuo
43
Proceso Stage Gate
 Revisión de proyectos conforme avanzan en sus
etapas. La dirección puede “cancelar” o apoyar:
 Generar la idea
 Probar que funciona
 Evaluación financiera
 Desarrollo y prueba
 Ampliar a producción
 Lanzar el producto
 Soporte post venta
 Aprendizaje continuo
Proceso Stage Gate
44
http://www.stage-gate.dk/stagegate.html
http://ocw.mit.edu/NR/rdonlyres/Mechanical-
Engineering/2-96Fall-2004/E71375A9-9551-
4528-B13A-D9ABE162DF16/0/
45
Introducción a DFSS
Clarificación de etapas del proyecto:
 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
46
Desarrollo del producto
Tipos de nuevos productos:
 Nuevo en el mundo
◦ Invenciones y descubrimientos
 Nuevas categorías del producto
◦ Innovaciones a productos actuales
 Adiciones a líneas actuales de productos
 Mejora a los productos
 Reposionamiento de los productos en el mercado
 Reducciones de costos
47
Introducción a DFSS
GE Plastics sugiere usar las mejores prácticas
en cada etapa de desarrollo de los productos:
 Entender las características críticas de calidad
(CTQs) para los clientes internos y externos
 Realizar un estudio de modos y efectos de falla
FMEA
 Realizar Diseño de experimentos para
identificar variables clave
 Hacer Benchmarking de otras plantas
48
http://weblog.obso1337.org/2008/6-research-and-
design-methods-for-developers/
49
Metodologías comunes DFSS
 IDOV
 DMADV
 DMADOV
 DFX
 Diseño sistemático
 Modelo Francés
http://www.joe-
ks.com/archives_aug2006/4StagesOfLife.htm
50
Modelo IDOV - Treffs
 Identificar: proyecto
 Diseñar: identificar los requisitos
funcionales, desarrollar alternativas
evaluarlas y seleccionar
 Optimizar: diseñar usando herramientas
de Seis Sigma
 Validar: Probar y validar el diseño
http://www.sipoc.org/sipoc_met_idov.htm
51
Modelo DMADV - Simon
 Definir: metas del proyecto y necesidades del
cliente
 Medir: medir necesidades del cliente y
especificaciones
 Analizar: Determinar las opciones del proceso
 Diseñar: Desarrollar los detalles para producir
y cumplir los requerimientos del cliente
 Verificar: Validar y verificar el diseño
http://www.statamatrix.com/sixsigmadmadv/sixsigmad
madvoverview.php
DMADV
52
http://www.statamatrix.com/sixsigmadmadv/sixsigmad
madvconsulting.php
53
DMADOV
 Definir el proyecto
 Medir la oportunidad
 Analizar las opciones del proceso
 Diseñar el proceso
 Optimizar el proceso
 Verificar el desempeño
http://www.trackersuite.com/
methodology_six_sigma.html
DMADOV
54
http://www.trackersuite.com/
methodology_six_sigma.html
55
Metodología de DFX
 Enfoque de Diseño de productos de
modo que tengan tantas características
deseables como sea posible (calidad,
confiabilidad, serviciabilidad, seguridad,
facilidad de uso, etc..) - AT&T
 Los métodos son guías de diseño
56
Características de proyectos
DFX
 DFS - Función y desempeño
 DFS – Seguridad
 DFQ – Calidad
 DFR - Confiabilidad
 DFT - Facilidad de prueba
57
Características de proyectos
DFX
 DFM – Manufacturabilidad
 DFS – Facilidad de servicio de mantto.
 DFE – Ergonomía
 DFA - Apariencia
58
Diseño sistemático
Consta de 4 fases de diseño Phal y Beitz
 Clarificación de la tarea: formula 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
59
Diseño sistemático
La estructura alemana es:
 Determinación de los requerimientos de
diseño
 Selección de los elementos de proceso
adecuados
 Un método paso a paso transforma los
puntos cualitativos a cuantitativos
60
Modelo de diseño francés
Necesidad
Análisis del
problema
Definición
del problema
Selección de
esquemas
Diseño del
producto
Detallado
Diseño
conceptual
Dibujos de
trabajo, etc.
El modelo de diseño Francés
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
61
Modelo de diseño francés
 El diseño determina necesidades y el
problema.
 El diseño conceptual produce dibujos de
trabajo a partir del concepto abstracto
 El diseño 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
II.B.3 DESPLIEGUE DE
LA FUNCIÓN
DE CALIDAD (QFD)
1. Casa de la calidad
2. Matriz de Pugh
62
63
Despliegue de la función de
calidad (QFD) – Casa de 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
64
Despliegue de la función de
calidad (QFD) – Casa de calidad
 Tiene secciones de QUEs, COMOs,
CUANTO, paredes y techo
http://sixsigma123.blogspot.com/2007/04/quality-
function-deployment-qfd.html
http://quanterion.com/Training/REPERTOIRE/in
dex.asp
65
Despliegue de la función de
calidad (QFD) – Casa de calidad
 Su techo ayuda a los ingenieros a
especificar varias diversas
características de ingeniería que deben
ser mejoradas colateralmente
 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
66
Despliegue de la función de
calidad Liga de Casas de calidad
(HOQ)
 HOQ principal (QUE’s = Atributos del cliente,
COMO’s = Características de ingeniería)
http://sixsigma123.blogspot.com/2007/04/quality-
function-deployment-qfd.html
67
Despliegue de la función de
calidad (QFD) – Casa de calidad
 HOQ de las partes (QUE’s = caract. de
Ingeniería, COMO’s = Características de las
partes)
 HOQ del proceso (QUE’s = caract. de las
partes y COMO’s = Operaciones clave del
proceso)
 HOQ de producción (QUE’s = Oper. clave
68
Selección de
conceptos de Pugh
El QFD se utiliza para determinar los
requerimientos técnicos del cliente al
inicio. Pugh sugiere un equipo
multifuncional para el desarrollo de
conceptos (10 pasos):
 Seleccionar criterios:
Matriz de evaluación de Pugh
 Formar la matriz
 Clarificar los conceptos
69
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
70
Selección de conceptos de
Pugh
 Seleccionar el concepto Datum:
◦ El mejor diseño disponible
 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)
71
Selección de conceptos de
Pugh
 Atacar los negativos y reforzar los positivos:
◦ Activamente discutir los conceptos más
prometedores. Cancelar o modificar los negativos
 Seleccionar un nuevo Datum y rehacer la
matriz:
◦ se puede introducir un nuevo híbrido. El concepto
final generalmente no será igual al concepto
original
 Planear tareas futuras
 Iterar:
72
Selección de conceptos de
Pugh
 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 adicionaleshttp://www.pro-des.com/concept.htm
II.B.3 DISEÑO ROBUSTO
73
Productos y
procedimientos
Factores de ruido
no controlables
por el diseñador
Factores
de señal
ajustados
para
obtener
la
respuesta
esperada
Factores de control
por el diseñador
Respuesta
Esquema de producto robusto
Producto robusto
 Desempeño de su función robusta
bajo diversas condiciones de
operación y exposición
 Fabricación al menor costo posible
 Con valores nominales y tolerancias
para obtener un diseño óptimo
74
http://www.racing5.cl/wordpress/?p=18
Ejemplo de diseño robusto
Se identificaron 7 factores de control
dimensional
 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
75
Ladrillos internos
Ladrillo externos
Quemadores
Horno de quemado de ladrillos
Ejemplo de diseño robusto
 Se realizó un diseño de experimentos
de Taguchi
 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
76
Ladrillos internos
Ladrillo externos
Quemadores
Horno de quemado de ladrillos
Etapas de diseño (Taguchi)
 Diseño del concepto: arquitectura del
producto o proceso con base en tecnología, costo,
cliente, etc.
 Diseño de parámetros: utilizar 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 cerradas
77
II.B. 4 ANÁLISIS DEL MODO
Y EFECTO DE FALLA (FMEA
– AMEF)
78
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.
79
AMEF
Tipos de AMEFs, de:
 FMEAC - Concepto
 FMEAS - Sistema
 FMEAD -Diseño
 FMEAP - Proceso
 FMEAM - Máquinas
80
81
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
S
e
v
.
C
l
a
s
e
Causa(s)
Potencial(es) /
Mecanismos
de la falla
O
c
c
u
r
Controles
de Diseño/
Proceso
Actuales
Prevención
Controles de
Diseño/
Proceso
Actuales
Detección
D
e
t
e
c
R
P
N
Acción (es)
Recomenda
da (s)
Responsable
y fecha objetivo
de Terminación
Acciones
Tomadas
S
e
v
O
c
c
D
e
t
R
P
N
Resultados de Acción
ANALISIS DEL MODO Y EFECTO DE FALLA
AMEF de Diseño / Proceso
Ejemplo de AMEFD
82
http://www.gestiopolis.com/canales5/ger/manamedavid.htm
Ejemplo de AMEFD
83
http://www.reliasoft.com/newsletter/3q2002/fmea.htm
Evaluación del nivel de riesgo
NPR
84
Item Fun
ción
Falla Efecto S Causa O D RPN
Batería Dar
el
volt
aje
ade
cua
do
No da
la
poten
cia
requer
ida
El
sistema
no
funciona
bien
8 Placas de
la batería
en corto
5 1 40
Análisis de criticalidad
(FMECA)
Item Falla
esperada
Funció
n
Falla FMFR Efecto PL Causa Cr
Batería 0.0435
Distribución
De Weibull
Beta = 1.3,
Eta =
22291.8,
t = 2000
Dar el
vol-
taje
ade-
cuado
No da
la
poten
cia
ade-
cuada
0.25 El sistema
no
funciona
1.
00
Las
placas
de la
batería
están
en
corto
0.010875
85
AMEFP de proceso
86
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
S
e
v
.
C
l
a
s
e
Causa(s)
Potencial(es) /
Mecanismos
de la falla
O
c
c
u
r
Controles
de Proceso
Actuales
Prevención
Controles de
Proceso
Actuales
Detección
D
e
t
e
c
R
P
N
Acción (es)
Recomenda
da (s)
Responsable
y fecha objetivo
de Terminación
Acciones
Tomadas
S
e
v
O
c
c
D
e
t
R
P
N
Ensamble
Resultados de Acción
ANALISIS DEL MODO Y EFECTO DE FALLA
AMEF de Proceso
Ejemplo de AMEFP
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  • 1. Curso de actualización en Ingeniería de calidad I. II. ORGANIZACIÓN LEAN Y II. DISEÑO PARA SEIS SIGMA DFSS Dr. Primitivo Reyes Aguilar / febrero 2009 1
  • 2. II. PRINCIPIOS LEAN Y DFSS II. A Principios Lean 1. Conceptos Lean 2. Actividades sin valor o Muda 3. Métodos Lean 4. Gestión de restricciones II.B DFSS 1. Introducción a DFSS 2. QFD 3. Diseño y producto robusto 4. AMEF 2
  • 3. 1I.A PRINCIPIOS LEAN 1. Conceptos Lean 2. Actividades sin valor agregado 3. Métodos Lean 4. Teoría de restricciones 3
  • 5. Evolución del pensamiento Lean  1903 Henry Ford – Modelo A  1908 Henry Ford – Modelo T (514 a 2.3 min.)  1920 GM entra la mercado  1950 Taichi Ohno – Toyota Production System  1991 Womack – MIT: Concepto Lean ◦ “The machine that changed the world” ◦ “Lean thinking”  Otros autores 5
  • 6. Concepto de valor  Valor para los norteamericanos - rentabilidad  Valor para los alemanes – excelencia técnica  Valor para los japoneses – economía local  El cliente quiere productos específicos, con capacidades específicas, a precios específicos  Establecer el valor es el primer paso de Lean 6
  • 7. Concepto de valor  La cadena de valor por familia – materiales, información  Flujo de valor – producción masiva vs lean  Jalar el valor – por el cliente  Perfección – eliminar muda con tecnología  Conversión a Lean - Likert 7 http://www.boxesandarrows.com/view/searching_for_t he_center_of_design
  • 8. Resultados 8 Reducciones de Throughput Proceso % de reducción Desarrollo del producto 50% Proceso de pedidos 75% Producción física 90% 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 producto -50% Inversión de capital Modestahttp://www.agfa.com/en/inkjet_solutions/facilities/index.jsp
  • 9. II.A.2 ACTIVIDADES SIN VALOR AGREGADO - MUDA 9 http://www.dugganinc.com/cms/index.php?aid=52 http://www.lmspi.com/pages.asp?pageid=34163
  • 10. Actividades sin valor - Muda  Sobreproducción  Defectos / Rechazos  Inventarios  Movimientos excesivos  Procesos que no agregan valor  Esperas  Transportes innecesarios 10
  • 14. Métodos Lean  Eliminar actividades sin valor  Cambios rápidos (SMED)  Documentos estandarizados  Administración visual  Mantenimiento productivo total (TPM)  Poka Yokes  Tiempos y movimientos  5S’s  Justo a tiempo  Kaizen  Flujo continuo de manufactura  Mapeo de la cadena de valor 14
  • 16. Mapa de la cadena de valor  Mapa del proceso actual  Preguntas del mapa futuro  Desarrollo del mapa futuro de proceso  Implementación del plan 16
  • 19. Las 5 S´s  Clasificar  Ordenar  Limpieza  Estandarización  Disiciplina 19 http://disenoenbogota.blogspot.com/2007/04/ diseadores-entrense-5-pasos-hacia-la.html
  • 21. Fabrica visual  Hacer visibles los problemas  Permite que empleados y administración estén en contacto con área de trabajo  Para clarificar metas de mejora  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 21
  • 23. Trabajo estandarizado en Gemba  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. 23
  • 24. Trabajo estandarizado en Gemba Características  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  Muestran las relaciones entre causas y efectos  Proporcionan la base para mantenimiento y mejora  Señales visuales de cómo hacer el trabajo  Son la base de entrenamiento y auditoría  Son un medio para prevenir la recurrencia de errores  Minimizan la variabilidad 24
  • 26. Trabajo estandarizado en Gemba Otros  Línea amarillas en el piso  Códigos de colores  Tableros de control de producción  Indicadores de inventarios  Matrices de capacitación cruzada  Luces de falla 26 http://news.cnet.com/ 8301-13924_3-10010267-64.html
  • 27. Mantenimiento Productivo Total (TPM)  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. “Seis grandes pérdidas” afectan efectividad del equipo:  Falla del equipo  Preparación y ajuste  Trabajo en vació y paros menores  Velocidad reducida  Defectos de proceso  Rendimiento reducido 27
  • 29. Kaizen  Kai – mejora, zen – bueno: mejora incremental  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 29 http://hottomali.files.wordpress.c om/2007/06/kaizen.jpg
  • 31. Poka Yokes – a prueba de error  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  Considera factores ambientales funcionales  Proporciona mecanismos seguros de corte y falla  Mejora de la producibilidad y la 31
  • 34. Teoría de restricciones  TOC de Eliyau Goldratt  Medidas de desempeño ◦ Throughput ◦ Inventarios ◦ Gastos de operación 34 http://www.afinitus.com/production.html http://www.12manage.com/methods_goldratt_theory_ of_constraints.html
  • 35. Procedimiento de TOC 1. Identificar las restricciones del sistema 2. Decidir como explotar las restricciones 3. Subordinar cada cosa a las decisiones anteriores. 4. Elevar las restricciones del sistema. 5. Regresar 35
  • 36. Herramientas de TOC  Efecto – causa - efecto  Nubes evaporantes  Árbol de prerrequisitos  Restricciones de política 36 http://virtuallypriceless.org/blog/tag/phd/
  • 37. 1I.B DISEÑÓ PARA SEIS SIGMA - DFSS1. Introducción a DFSS 2. Despliegue función calidad (QFD) 3. Diseño y producto robusto 4. AMEF 37 http://www.leansixsigmatraining.us/Distance%20DFSS %20Program%20Description.html
  • 38. II.B.1 INTRODUCCIÓN AL DISEÑO PARA SEIS SIGMA DFSS 38 http://www.product-reviews.net/2007/05/21/mustek- gps-200-not-the-most-innovative-satellite-navigation/
  • 39. 39 Introducción a DFSS  Diseño para Seis Sigma es el método sugerido para hacer diseños de producto.  El 70-80% de los problemas de calidad se generan desde el diseño. Corregirlo en producción es mucho más costoso  Los nuevos productos pueden incrementar las ventas
  • 40. Introducción  Experiencias. 40 Artículos desarrollados Estudio A Estudio B Nuevos productos 7 11 Productos para desarrollo 4 3 Productos lanzados 1.5 1.3 Productos exitosos 1 1
  • 41. 41 Introducción a DFSS Cooper sugiere que los productos exitosos:  Deben ser únicos y superiores  Bien definidos y orientados al mercado  Esfuerzo de equipo en el desarrollo del producto  Liderazgo de la alta dirección  Lanzamiento rápido a un mercado atractivo  En línea con las fortalezas de la empresa
  • 42. 42 Introducción a DFSS Proceso de desarrollo de producto: Generación y selección de ideas y el desarrollo del nuevo producto (NPD):  Estudio del concepto:  Investigaciones de factibilidad:  Desarrollo del nuevo producto  Mantenimiento  Aprendizaje continuo
  • 43. 43 Proceso Stage Gate  Revisión de proyectos conforme avanzan en sus etapas. La dirección puede “cancelar” o apoyar:  Generar la idea  Probar que funciona  Evaluación financiera  Desarrollo y prueba  Ampliar a producción  Lanzar el producto  Soporte post venta  Aprendizaje continuo
  • 45. 45 Introducción a DFSS Clarificación de etapas del proyecto:  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
  • 46. 46 Desarrollo del producto Tipos de nuevos productos:  Nuevo en el mundo ◦ Invenciones y descubrimientos  Nuevas categorías del producto ◦ Innovaciones a productos actuales  Adiciones a líneas actuales de productos  Mejora a los productos  Reposionamiento de los productos en el mercado  Reducciones de costos
  • 47. 47 Introducción a DFSS GE Plastics sugiere usar las mejores prácticas en cada etapa de desarrollo de los productos:  Entender las características críticas de calidad (CTQs) para los clientes internos y externos  Realizar un estudio de modos y efectos de falla FMEA  Realizar Diseño de experimentos para identificar variables clave  Hacer Benchmarking de otras plantas
  • 49. 49 Metodologías comunes DFSS  IDOV  DMADV  DMADOV  DFX  Diseño sistemático  Modelo Francés http://www.joe- ks.com/archives_aug2006/4StagesOfLife.htm
  • 50. 50 Modelo IDOV - Treffs  Identificar: proyecto  Diseñar: identificar los requisitos funcionales, desarrollar alternativas evaluarlas y seleccionar  Optimizar: diseñar usando herramientas de Seis Sigma  Validar: Probar y validar el diseño http://www.sipoc.org/sipoc_met_idov.htm
  • 51. 51 Modelo DMADV - Simon  Definir: metas del proyecto y necesidades del cliente  Medir: medir necesidades del cliente y especificaciones  Analizar: Determinar las opciones del proceso  Diseñar: Desarrollar los detalles para producir y cumplir los requerimientos del cliente  Verificar: Validar y verificar el diseño http://www.statamatrix.com/sixsigmadmadv/sixsigmad madvoverview.php
  • 53. 53 DMADOV  Definir el proyecto  Medir la oportunidad  Analizar las opciones del proceso  Diseñar el proceso  Optimizar el proceso  Verificar el desempeño http://www.trackersuite.com/ methodology_six_sigma.html
  • 55. 55 Metodología de DFX  Enfoque de Diseño de productos de modo que tengan tantas características deseables como sea posible (calidad, confiabilidad, serviciabilidad, seguridad, facilidad de uso, etc..) - AT&T  Los métodos son guías de diseño
  • 56. 56 Características de proyectos DFX  DFS - Función y desempeño  DFS – Seguridad  DFQ – Calidad  DFR - Confiabilidad  DFT - Facilidad de prueba
  • 57. 57 Características de proyectos DFX  DFM – Manufacturabilidad  DFS – Facilidad de servicio de mantto.  DFE – Ergonomía  DFA - Apariencia
  • 58. 58 Diseño sistemático Consta de 4 fases de diseño Phal y Beitz  Clarificación de la tarea: formula 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
  • 59. 59 Diseño sistemático La estructura alemana es:  Determinación de los requerimientos de diseño  Selección de los elementos de proceso adecuados  Un método paso a paso transforma los puntos cualitativos a cuantitativos
  • 60. 60 Modelo de diseño francés Necesidad Análisis del problema Definición del problema Selección de esquemas Diseño del producto Detallado Diseño conceptual Dibujos de trabajo, etc. El modelo de diseño Francés 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
  • 61. 61 Modelo de diseño francés  El diseño determina necesidades y el problema.  El diseño conceptual produce dibujos de trabajo a partir del concepto abstracto  El diseño 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
  • 62. II.B.3 DESPLIEGUE DE LA FUNCIÓN DE CALIDAD (QFD) 1. Casa de la calidad 2. Matriz de Pugh 62
  • 63. 63 Despliegue de la función de calidad (QFD) – Casa de 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
  • 64. 64 Despliegue de la función de calidad (QFD) – Casa de calidad  Tiene secciones de QUEs, COMOs, CUANTO, paredes y techo http://sixsigma123.blogspot.com/2007/04/quality- function-deployment-qfd.html http://quanterion.com/Training/REPERTOIRE/in dex.asp
  • 65. 65 Despliegue de la función de calidad (QFD) – Casa de calidad  Su techo ayuda a los ingenieros a especificar varias diversas características de ingeniería que deben ser mejoradas colateralmente  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
  • 66. 66 Despliegue de la función de calidad Liga de Casas de calidad (HOQ)  HOQ principal (QUE’s = Atributos del cliente, COMO’s = Características de ingeniería) http://sixsigma123.blogspot.com/2007/04/quality- function-deployment-qfd.html
  • 67. 67 Despliegue de la función de calidad (QFD) – Casa de calidad  HOQ de las partes (QUE’s = caract. de Ingeniería, COMO’s = Características de las partes)  HOQ del proceso (QUE’s = caract. de las partes y COMO’s = Operaciones clave del proceso)  HOQ de producción (QUE’s = Oper. clave
  • 68. 68 Selección de conceptos de Pugh El QFD se utiliza para determinar los requerimientos técnicos del cliente al inicio. Pugh sugiere un equipo multifuncional para el desarrollo de conceptos (10 pasos):  Seleccionar criterios:
  • 69. Matriz de evaluación de Pugh  Formar la matriz  Clarificar los conceptos 69 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
  • 70. 70 Selección de conceptos de Pugh  Seleccionar el concepto Datum: ◦ El mejor diseño disponible  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)
  • 71. 71 Selección de conceptos de Pugh  Atacar los negativos y reforzar los positivos: ◦ Activamente discutir los conceptos más prometedores. Cancelar o modificar los negativos  Seleccionar un nuevo Datum y rehacer la matriz: ◦ se puede introducir un nuevo híbrido. El concepto final generalmente no será igual al concepto original  Planear tareas futuras  Iterar:
  • 72. 72 Selección de conceptos de Pugh  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 adicionaleshttp://www.pro-des.com/concept.htm
  • 73. II.B.3 DISEÑO ROBUSTO 73 Productos y procedimientos Factores de ruido no controlables por el diseñador Factores de señal ajustados para obtener la respuesta esperada Factores de control por el diseñador Respuesta Esquema de producto robusto
  • 74. Producto robusto  Desempeño de su función robusta bajo diversas condiciones de operación y exposición  Fabricación al menor costo posible  Con valores nominales y tolerancias para obtener un diseño óptimo 74 http://www.racing5.cl/wordpress/?p=18
  • 75. Ejemplo de diseño robusto Se identificaron 7 factores de control dimensional  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 75 Ladrillos internos Ladrillo externos Quemadores Horno de quemado de ladrillos
  • 76. Ejemplo de diseño robusto  Se realizó un diseño de experimentos de Taguchi  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 76 Ladrillos internos Ladrillo externos Quemadores Horno de quemado de ladrillos
  • 77. Etapas de diseño (Taguchi)  Diseño del concepto: arquitectura del producto o proceso con base en tecnología, costo, cliente, etc.  Diseño de parámetros: utilizar 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 cerradas 77
  • 78. II.B. 4 ANÁLISIS DEL MODO Y EFECTO DE FALLA (FMEA – AMEF) 78
  • 79. 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. 79
  • 80. AMEF Tipos de AMEFs, de:  FMEAC - Concepto  FMEAS - Sistema  FMEAD -Diseño  FMEAP - Proceso  FMEAM - Máquinas 80
  • 81. 81 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 S e v . C l a s e Causa(s) Potencial(es) / Mecanismos de la falla O c c u r Controles de Diseño/ Proceso Actuales Prevención Controles de Diseño/ Proceso Actuales Detección D e t e c R P N Acción (es) Recomenda da (s) Responsable y fecha objetivo de Terminación Acciones Tomadas S e v O c c D e t R P N Resultados de Acción ANALISIS DEL MODO Y EFECTO DE FALLA AMEF de Diseño / Proceso
  • 84. Evaluación del nivel de riesgo NPR 84 Item Fun ción Falla Efecto S Causa O D RPN Batería Dar el volt aje ade cua do No da la poten cia requer ida El sistema no funciona bien 8 Placas de la batería en corto 5 1 40
  • 85. Análisis de criticalidad (FMECA) Item Falla esperada Funció n Falla FMFR Efecto PL Causa Cr Batería 0.0435 Distribución De Weibull Beta = 1.3, Eta = 22291.8, t = 2000 Dar el vol- taje ade- cuado No da la poten cia ade- cuada 0.25 El sistema no funciona 1. 00 Las placas de la batería están en corto 0.010875 85
  • 86. AMEFP de proceso 86 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 S e v . C l a s e Causa(s) Potencial(es) / Mecanismos de la falla O c c u r Controles de Proceso Actuales Prevención Controles de Proceso Actuales Detección D e t e c R P N Acción (es) Recomenda da (s) Responsable y fecha objetivo de Terminación Acciones Tomadas S e v O c c D e t R P N Ensamble Resultados de Acción ANALISIS DEL MODO Y EFECTO DE FALLA AMEF de Proceso