Métodos de calidad y confiabilidad
¿Qué son los métodos de calidad?
Los métodos de calidad son un conjunto de herramientas estadísticas que se utilizan para: 1) garantizar la uniformidad en todo tipo de procesos de un sistema, como mantener un pH estable en un reactor químico o tiempos de espera uniformes en una clínica médica, y 2) garantizar que las mediciones de los productos se encuentren dentro de los límites de las especificaciones. Estas herramientas incluyen gráficos básicos pero útiles, gráficos de control y análisis de capacidad del proceso. Todas las mediciones del proceso se realizan con calibradores, que son imperfectos y pueden incorporar ruido a las mediciones del proceso. El análisis de los sistemas de medición se utiliza para medir y controlar la variación de los calibres.
¿Qué es el análisis de confiabilidad?
El análisis de confiabilidad es el proceso analítico que permite determinar la calidad a lo largo del tiempo, como por ejemplo, la predicción de los tiempos de falla de los componentes electrónicos o de los sistemas informáticos compuestos por dichos componentes. La calidad del producto se evalúa típicamente utilizando un límite inferior y superior de especificación. La confiabilidad es calidad a lo largo del tiempo. Se especifica mediante la proporción que debería dejar de cumplir las especificaciones por tiempo (por ejemplo, el 9 % de las fallas en 5,000 horas) o el tiempo en el que una proporción determinada debería fallar (por ejemplo, 1,205 horas hasta que ocurran el 10 % de las fallas).
Cuándo utilizar métodos de calidad y confiabilidad
Se utilizan métodos de calidad para supervisar los procesos y garantizar que se mantengan dentro de los límites de las especificaciones históricas o establecidas por el cliente. Supongamos que trabaja para una empresa que imprime libros. Puede utilizar métodos de calidad y confiabilidad para asegurarse de que sus procesos generen salidas consistentes.
Un enfoque muy utilizado es el control estadístico de procesos (SPC), que incluye gráficos de control. Aunque surgieron en la industria para garantizar que los procesos de fabricación produjeran productos uniformes, los gráficos de control se utilizan en otras aplicaciones, como la atención médica, los laboratorios e incluso el sector financiero.
En nuestro ejemplo de impresión de libros, los gráficos de control le permiten supervisar el rendimiento y detectar cualquier variación inusual. A medida que su empresa imprime libros, usted evalúa sus procesos y utiliza gráficos de control para garantizar que estos se mantengan estables a lo largo del tiempo.
Ejemplo de un gráfico de control. Los límites de control se basan en la variación natural de los datos del gráfico. Los puntos que se encuentran dentro de los límites de control se consideran parte de la distribución histórica, mientras que los puntos que se encuentran fuera de dichos límites se consideran ajenos a la distribución histórica.
El análisis de capacidad del proceso ayuda a garantizar que el proceso de fabricación produzca productos de calidad que sean aptos para su uso. Estos métodos suelen utilizarse una vez que el proceso se ha desarrollado, caracterizado y mejorado por completo. Una vez impreso un libro, sus características de calidad pueden compararse con los límites de las especificaciones o los límites de conformidad antes de que se envíe al departamento de envíos. Al analizar los datos de todos los libros producidos, podrá evaluar en qué medida el proceso de impresión cumple con las especificaciones.
Sin embargo, antes de poder mejorar el proceso, es fundamental confiar en las mediciones que proporciona el calibrador o el sistema de medición. Por ejemplo, ¿con qué precisión miden los calibres una línea cuya longitud se supone que es de 16 cm? Los estudios de calibración se utilizan para comprender las principales fuentes de variación en el proceso de medición: la repetibilidad (variación debida a mediciones repetidas en condiciones idénticas); la reproducibilidad (variación debida a condiciones cambiantes, pero típicas); y el sesgo (diferencias de las mediciones con respecto al valor verdadero). Al realizar un estudio de calibración de los instrumentos utilizados para medir la calidad de los libros, podrá determinar qué parte de la variación total se debe al propio sistema de medición y qué parte al proceso en sí.
Es sencillo determinar si un producto es apto para su uso en el momento de su fabricación. Pero, ¿cómo se puede determinar si la calidad del producto se mantiene alta o si sufre degradación con el tiempo? ¿Cómo se pueden determinar los tiempos de fallo esperados? Estas preguntas se responden mediante un análisis de confiabilidad.
Los estudios de confiabilidad analizan los datos sobre el tiempo hasta la falla para estimar cantidades tales como el tiempo medio hasta la falla o la proporción de elementos que fallarán en un plazo determinado. Los estudios de confiabilidad tienen en cuenta tres tipos distintos de datos de falla: cuando se conocen los tiempos de falla; cuando solo se conocen dentro de un intervalo de tiempo; y cuando aún no se han observado porque la pieza aún no ha fallado. El análisis de confiabilidad tiene en cuenta la información parcial cuando no se conocen los tiempos exactos de falla. Por ejemplo, puede recopilar datos sobre si la encuadernación de un conjunto de libros ha fallado con el fin de realizar la predicción del tiempo de falla de un libro, comparar la confiabilidad de un nuevo proceso de encuadernación con la del anterior o establecer garantías.
El gráfico de la izquierda muestra que se prevé que alrededor del 11.5 % de los elementos fallarán en 1,825 horas. El gráfico de la derecha nos dice que en aproximadamente 3,641 horas, se prevé que el 50 % de los elementos fallarán. Se pueden realizar otras predicciones modificando el valor de “Vida” en el perfilador de distribución o el de “Probabilidad” en el perfilador de cuantil.