Capacidad de procesos

CAPACIDAD DE PROCESOS

DEFINICION

Las medidas para evaluar la capacidad del proceso, considerada como la habilidad de un proceso para producir productos dentro de las especificaciones del cliente.

CONTROL VS CAPACIDAD

Un proceso está bajo control si está operando consistentemente dentro de su variabilidad natural. Un proceso es capaz si produce "todos" los productos dentro de las especificaciones. Cuando el proceso está bajo control, no significa que el proceso también sea capaz.

Podría haber una situación en la que un proceso produzca un producto que sea uniformemente igual pero fuera de la especificación. El proceso estará entonces bajo control pero no será capaz en absoluto. Por lo tanto, cuando sabemos que un proceso está bajo control, es necesaria una verificación adicional para verificar si el proceso también es capaz.

Si el proceso no es capaz, entonces se necesita más trabajo para lograr la capacidad. Tal trabajo se conoce como un "estudio de capacidad".

Existen medidas para evaluar cuantitativamente el grado en que un proceso es capaz; es decir, la medida en que la salida de un proceso cumple con la especificación. Tales medidas, que se conocen como "índices de capacidad de proceso".

Por ahora, debe enfatizarse que cuando un proceso se pone en control usando un gráfico de control, solo se realiza una parte del trabajo. Se debe realizar un estudio de capacidad para verificar si el proceso también cumple con las especificaciones.

Sin embargo, evaluar un proceso para determinar la capacidad cuando no tiene el control no tendría sentido. Porque un proceso que no está bajo control no tiene un comportamiento predecible y, por lo tanto, no tiene una capacidad predecible. Se debe realizar un estudio de capacidad solo después de que el proceso esté bajo control.

Lo más probable es que cuando el proceso haya sido controlado, la variabilidad sea lo suficientemente pequeña como para cumplir con las especificaciones del cliente por completo. La capacidad del proceso se evaluara utilizando los índices de capacidad Cp y / o Cpk.

Si la capacidad no es adecuada de acuerdo con los requisitos del cliente o los estándares internos de la organización, se deben realizar experimentos para explorar las variables del proceso y sus niveles para obtener la característica del producto en cuestión en el nivel deseado y los límites deseados de variabilidad.

CAPACIDAD DE UN PROCESO CON SALIDA MEDIBLE

Cuando un proceso produce un resultado medible que puede suponerse que tiene una distribución normal, la condición del proceso puede describirse completamente mediante dos medidas: su media μ y su desviación estándar σ. Los μ y σ pueden estimarse a partir de los datos obtenidos de una muestra aleatoria (≥50) o de los datos recopilados para los gráficos de control. Si proviene de la fuente anterior, el promedio 𝑋"   y la desviación estándar S estimarán μ y σ, respectivamente. Si de la última fuente, entonces 𝑋", la línea central del gráfico X estimará μ, y 𝑅$  / d2 estimará σ, donde 𝑅$ es la línea central del gráfico R y d2 es el factor de corrección sacado de tablas, que hace que el R sea imparcial estimador para σ.

Cuando se compara un proceso con un conjunto de especificaciones dado, hay varias situaciones posibles que podrían surgir, como se muestra en la Figura

Proceso con buena variabilidad y centrado[pic 1]

Proceso con buena variabilidad pero descentrado

Proceso centrado pero con excesiva variabilidad

Proceso descentrado y con una variabilidad mayor al límite de especificación

A partir de dicha figura, se puede ver una evaluación cualitativa de si el proceso cumple o no con las especificaciones.

Si el proceso no cumple completamente con las especificaciones, podemos ver si es el exceso de variabilidad o la falta de centrado del proceso lo que está causando valores fuera de la especificación. A menudo, sin embargo, se desea una evaluación cuantitativa del grado en que un proceso cumple con la especificación. Por ejemplo, podemos querer comparar las capacidades de dos máquinas, o dos proveedores, o podemos establecer metas y monitorear el progreso con respecto a la capacidad mientras realizamos mejoras en los procesos.

Los índices de capacidad, que proporcionan medidas numéricas que cuantifican la capacidad de un proceso, se vuelven útiles.

Los dos índices de capacidad de proceso más comunes, son los llamados Cp y Cpk, y se describen a continuación.

INDICES DE CAPACIDAD Cp y Cpk

El índice Cp se define como:

Cp = Variabilidad de la especificación = LSE - LIE Variabilidad del proceso        6𝜎[pic 2][pic 3]

donde LSE y LIS son los límites de especificación superior e inferior, respectivamente, y σ es la desviación estándar del proceso.

El índice Cp simplemente compara la variabilidad natural en el proceso, que viene dada por 6σ en función de la distribución normal del proceso, con la variabilidad permitida en la especificación, que está dada por (LSE - LIE).

Si el valor de Cp es 1.0, el proceso está dentro de las especificaciones. Para ser exactos, el 99.73% de la salida del proceso está dentro de las especificaciones. Si el valor es menor que 1.0, la variabilidad del proceso es mayor que la variabilidad permitida por las especificaciones y, por lo tanto, está produciendo rechazos; Si es mayor que 1.0, la variabilidad del proceso es menor que la variabilidad permitida en las especificaciones, por lo que casi todos los productos estarán dentro de las especificaciones. En general, cuanto mayor es el valor de Cp, mejor es el proceso.

Los clientes generalmente estipulan que el valor de Cp debe ser al menos 1.33 para asegurarse de que la variabilidad del proceso esté dentro de las especificaciones. Esto permite el hecho de que la mayoría de los procesos no permanecen en una ubicación central todo el tiempo y tienden a desplazarse alrededor del objetivo. El requisito de que Cp = 1.33 tiene por objeto garantizar que las unidades del producto permanecerán dentro de las especificaciones incluso cuando se produzca algún cambio (pequeño) en la media del proceso. El requisito de 1.33 también proporcionará un posible error causado por la variabilidad del muestreo en el valor de Cp calculado a partir de los datos de la muestra.

Al estimar Cp, debemos darnos cuenta de que, si el tamaño de la muestra es pequeño, la estimación no es confiable. Por lo tanto, es aconsejable estimar el índice de capacidad a partir de un tamaño de muestra de al menos 100, que es equivalente a 25 subgrupos de cuatro unidades cada uno si se usa un gráfico de control para monitorear el proceso. Si una muestra tan grande no está disponible, tenemos que recurrir a un intervalo de confianza para el índice Cp.

El índice Cp no puede reconocer la falta de centrado en el proceso; solo evalúa la variabilidad del proceso en comparación con la variabilidad de la especificación. Este inconveniente del índice Cp se rectifica en el siguiente índice de capacidad, Cpk, que se define como:

Cpk = Distancia entre el centro del proceso y la especificación mas cercana

3𝜎

= Mínimo ⌊(𝐿𝐸𝑆 − 𝜇), (𝜇 − 𝐿𝐼𝐸) ⌋

3𝜎[pic 4]

Cuando el proceso no está centrado, es probable que un valor de proceso supere la especificación en el lado donde el centro de proceso está más cerca de una línea de especificación. Por lo tanto, al comparar la distancia de la especificación más cercana desde el centro del proceso con 3σ, el índice evalúa si los valores del proceso exceden la especificación en el lado donde es más probable que exceda.

Si el valor de Cpk es menor que 1.0, el proceso está produciendo valores fuera de la especificación. Cuanto mayor sea el valor de Cpk, mejor será el proceso para cumplir con las especificaciones.

Nuevamente, cuando usamos estimaciones para μ y σ en la fórmula anterior, solo obtenemos una estimación para Cpk. Tenemos que usar muestras grandes (n ≥ 100) para minimizar la variabilidad del muestreo. Además, los clientes generalmente requieren un valor de al menos 1.33 para que Cpk, que cubra la posible deriva en el centro de procesos y prever posibles errores de muestreo.

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