2. Confiabilidad

GESTIÓN DE PROCESOS II / CONTROL DE CALIDAD CONFIABILIDAD Olga Cecilia Olga Cecilia Usuga Manc Manco o Profesor Asociado Departamento de Ingeniería Industrial

Control estadístico de procesos

2

Control estadístico de procesos

2

Confiabilidad Ejemplo Supon Supo nga que 20 componentes son son some someti tido doss a una pr pru ueba de vida y que las hora horass tran transcu scurr rrid idas as hast hastaa la falla fuer fueron on las las sigu siguie ient ntes es 3.70 3.75 12.18 28.55 29.37 31.61 36.78 51.14 108.71 125.21 125.35 131.76 158.61 172.96 177.12 185.37 212.98 280.40 351.28 441.79 ¿Cómo calcular la probabilidad de que los componentes fallen antes de 20 horas?

3

¿Porquéé es important ¿Porqu importantee la confiabilidad? •

Porqu orquee los los sis siste tema mas, s, comp compon onen ente tess y disp dispos osit itiv ivos os no son son perf perfec ecto tos. s.

•

Para ara mini minimi mizzar la ocur ocurrrenci enciaa y recur ecurrrenci enciaa de falla allas. s.

•

Para Para ente entende nderr “porqué” y “cómo” ocur ocurre ren n las las fall fallas as..

•

Para Para poder poder preve prevenir nirlas las eficaz eficazmen mente te..

•

Maxi Maximi mizzar el desempeño del sistema y ade además más usar eficie cientemen mente los recursos.

4

Confiabilidad Confiabilidad: característica de calidad que mide la duración de los productos, los cuales deben operar sin fallas durante un tiempo especificado para ser confiables. (Calidad a lo largo del tiempo). Falla de un producto: el producto deja de operar dentro de las especificaciones. Tiempo de falla: tiempo que transcurre hasta que el producto deja de funcionar de acuerdo con las especificaciones.

Confiabilidad de un producto, componente o sistema: Probabilidad de que éste desempeñe sin fallas la función para la que fue diseñado, durante un período especificado. 5

Objetivos en Confiabilidad



Tiempos de garantía: Tiempo  hasta el cual se espera que falle una proporción dada de los productos puestos en operación.







Confiabilidad del producto al tiempo  : Tiempo  al cual se espera sobrevivan una proporción dada de los productos puestos en operación

1

Propensión a fallar: Planeación de estudios de confiabilidad enfocados a determinar el tiempo de quemado óptimo para incrementar la confiabilidad del producto o para determinar el tiempo apropiado de mantenimiento o el tiempo en que deben desecharse por su propensión a fallar 6

Objetivos en Confiabilidad Planear recursos necesarios a invertir en los años siguientes para sustituir el equipo que falla: Probabilidad de que el artículo sobreviva un tiempo adicional dado que el articulo ha sobrevivido a un tiempo 





Determinar cuál de las fallas es más conveniente eliminar de raíz para incrementar la confiabilidad del producto o cuál material, proveedor o diseño del productor es más confiable que otro: Análisis de modos y efectos de fallas, AMEF.

7

Características de estudios de Confiabilidad Variable respuesta o característica de calidad o Indicador de desempeño: Tiempo de falla Tiempos de falla: Valores no negativos con sesgo positivo (Weibull, lognormal, exponencial, gama,…) Cuantiles del tiempo de falla: el tiempo proporción de artículos.



 hasta el cual se espera que falle una

Observación de fallas: en el laboratorio o en el campo. Pruebas de vida acelerada: acelerar el transcurso de la vida del producto si se utiliza en condiciones aceleradas. 8

Funciones en Confiabilidad 1. Función de densidad

() es función de densidad continua si cumple que:   ≥ 0      = 1,∞ <  < ∞

La función

−

El área bajo la curva entre dos valores es la probabilidad de observar fallas en ese intervalo. 9

Ejemplo exponencial

10

Confiabilidad 2. Función de distribución acumulada

F()



La función indica la probabilidad de fallar antes del tiempo , es decir . La función de distribución acumulada se define como

( ≤ )



  =   ≤  =    . 

11

Ejemplo exponencial

12

Confiabilidad 3. Función de confiabilidad

R() indica la probabilidad de no fallar al tiempo  y se define   = 1 (). Note que   +   = 1, es decir cualquier producto falla o sobrevive a La función como

un tiempo dado t.

13

Ejemplo exponencial

14

Confiabilidad 3. Función de riesgo (tasa de falla o tasa de riesgo)

h()



La función es la propensión a fallar al tiempo , es decir, dado que se sobrevive hasta el tiempo , es la probabilidad de fallar justo en el siguiente instante de tiempo. Se define como:



() () h  = () = 1() 15

Confiabilidad Ciclo de vida de un producto

Tiempo de quemado (burn-in) 16 Tiempo en el cual se debe sustituir la unidad o dar mayor

Ejemplo exponencial

17

Análisis de modos y efectos de falla- AMEF El AMEF es una técnica de ingeniería usada para definir, identificar, y eliminar errores, problemas, y/o causas potenciales de falla de sistemas, diseños, procesos y/o servicios antes de que lleguen al cliente.

18

Tipos de AMEF Sistema • Analiza

Diseño • Analiza

sistemas y subsistemas en el estado de concepción y diseño

productos antes de ser enviados a producción

Minimiza efectos de falla en el sistema

Minimiza efectos de falla en el diseño

Proceso • Analiza los

Servicio • Analiza

procesos de fabricación y ensamble

servicios antes de que lleguen al cliente

Minimiza fallas del proceso en el sistema

Minimiza fallas de servicio en toda la organización

19

Objetivos de AMEF •

Identificar potenciales modos de falla y la severidad de sus efectos.

•

Identificar características críticas de los componentes de un sistema.

•

Auxiliar a los ingenieros a identificar y priorizar productos y procesos, previniendo la ocurrencia de problemas.

20

Ejemplos de AMEF en servicios Instituciones financieras: Identifica el grado de efectividad de sus servicios (errores de transferencia, aprobación de prestamos, …). Industria hotelera: Identifica problemas específicos y consecuencias en sus servicios (poca amabilidad, servicio de baja calidad,...) Instituciones educativas: Servicio de baja calidad a sus clientes (número elevado de estudiantes en un curso, retención de estudiantes,...) Asistencia hospitalaria: Define consecuencias de problemas antes de que pasen (errores médicos, complicaciones posoperatorias,...) 21

Actividades para realizar un AMEF

22

Preguntas en el AMEF

• • • •

• • • •

Cambio de diseño Cambio de proceso Controles especiales Cambios en los estándares, los procedimientos o guías.

No funciona. Funciona parcialmente Función intermitente Función diferente a lo planeado

23

Tabla del AMEF La tabla estándar del AMEF según la norma SAE J1739 contiene           

Función Modo de falla Efecto potencial de la falla Severidad Clasificación Causas y mecanismos potenciales de falla Ocurrencia Controles de prevención Controles de detección Numero de probabilidad de riesgo Acciones recomendadas

24

Nombre del Producto o Proceso: _____________________

Fecha de Elaboración: ____________________

CLAVE: _____________________

Responsable: ___________________________________

Fecha de Revisión: __________________________________

HOJA: ___ de ___

Otras: ________________________________________________ Función

Modo de Falla Potencial

Efecto(s) de Falla Potencial

d a d i r e v e S

Causa(s) de Falla Potencial

a i c n e r r u c O

Controles Actuales: detección prevención

n ó i c c e t e D

R P N

Accion(es) Recomendada( s)

Área/Individuo Responsable y Fecha de Terminación

Clase:

Ocurrencia: 1… 10

Detección: 1… 10

C = Crítica, R = Relevante

1 = Nunca ocurre

1 = Lo detecta siempre

- = Normal

10 = Siempre Ocurre

10 = No detecta nada

Resultados de Acciones Acciones Tomadas

d a d i r e v e S

a n i c ó i n c e c r e r t u e c D O

25

R P N



CLAVE: _____________________

Responsable: ___________________________________


HOJA: ___ de ___

Otras: ________________________________________________ Función Función



d a d i r e v e S


a i c n e r r u c O


n ó i c c e t e D

R P N



Clase:

Ocurrencia: 1… 10

Detección: 1… 10


1 = Nunca ocurre


- = Normal

10 = Siempre Ocurre



d a d i r e v e S


26

R P N

Función 

Descripción breve del proceso.



Principales etapas del proceso.



Función que se cumple en cada etapa del proceso.



Propósito, objetivo o meta del servicio.

27



CLAVE: _____________________

Responsable: ___________________________________


HOJA: ___ de ___




d a d i r e v e S


a i c n e r r u c O


n ó i c c e t e D

R P N



Clase:

Ocurrencia: 1… 10

Detección: 1… 10


1 = Nunca ocurre


- = Normal

10 = Siempre Ocurre



d a d i r e v e S


28

R P N

Modo de falla Es la forma por la cual el componente/sistema/servicio puede dejar de ejecutar su función. ¿Como se manifiesta la falla potencial? “Físicamente” Ejemplo –

–

–

–

–

Presencia de grietas Roto Flojo Equivocado Mal dimensionado

–

–

–

–

Mal servicio Comunicación baja Servicio incompleto Insatisfacción

29



CLAVE: _____________________

Responsable: ___________________________________


HOJA: ___ de ___




d a d i r e v e S


a i c n e r r u c O


n ó i c c e t e D

R P N



Clase:

Ocurrencia: 1… 10

Detección: 1… 10


1 = Nunca ocurre


- = Normal

10 = Siempre Ocurre



d a d i r e v e S


30

R P N

Efecto de la falla 

Evalúa el efecto de una falla sobre la función del componente, y sobre las funciones del sistema.



Los efectos de falla potencial se definen como la consecuencia o resultado del modo de falla con el cliente. Ejemplos: –

–

–

–

Claridad insuficiente Operación errada Mala apariencia Deterioro prematuro 31



CLAVE: _____________________

Responsable: ___________________________________


HOJA: ___ de ___




d a d i r e v e S


a i c n e r r u c O


n ó i c c e t e D

R P N



Clase:

Ocurrencia: 1… 10

Detección: 1… 10


1 = Nunca ocurre


- = Normal

10 = Siempre Ocurre



d a d i r e v e S


32

R P N

Severidad 

Es la asignación de valor a la falla en función del impacto que ocasiona al sistema, al ambiente, a la producción, a la seguridad de los operadores, a los clientes.

Severidad Efecto

Ranking

Severidad

Observaciones

1

Ningún efecto en el producto o en los procesos subsecuentes

Muy peligroso

10

2

El cliente muy probablemente no observará la falla. Falla no vital

Peligroso

9

3

Cliente ligeramente irritado. Falla no vital la mayoría de las veces

Muy severo

8

4

Severo

7

Moderado

6

Bajo

5

Muy bajo

6

Menor

3

Muy menor

2

8

Imperceptible

1

9

5 6

7

El cliente es incomodado. Falla que no necesita reparación. Falla no vital observada frecuentemente El cliente experimento alguna insatisfacción. La falla en la parte no vital requiere reparación El cliente experimenta inconformidad. El desempeño del proceso/producto degradado, pero opera y es segur. Piezas inoperables Cliente insatisfecho. Efecto principal en el proceso, re-procesos y reparaciones. Desempeño del proceso afectado severamente pero opera. Subsistema inoperable Cliente muy insatisfecho. Efecto extremo en el proceso, sistema dañado e inoperable. Producto inoperable pero seguro Efecto potencial peligroso. Capaz de parar el producto sin accidente. Falla dependiente en el tiempo. Rompimiento de las operaciones del proceso siguiente. Sobre Riesgo



CLAVE: _____________________

Responsable: ___________________________________


HOJA: ___ de ___




d a d i r e v e S


a i c n e r r u c O


n ó i c c e t e D

R P N



Clase:

Ocurrencia: 1… 10

Detección: 1… 10


1 = Nunca ocurre


- = Normal

10 = Siempre Ocurre



d a d i r e v e S


35

R P N

Causas de las Fallas Indican los causante físicos de las fallas, permitiendo identificar las posibles formas de detectar su ocurrencia, a través de un proceso de control: Ejemplo: 

Especificación de material inadecuado,



Protección inadecuada,



Montaje incorrecto,



Error en la selección de herramientas



Instrucciones muy pobres



Entrenamiento poco apropiado



CLAVE: _____________________

Responsable: ___________________________________


HOJA: ___ de ___




d a d i r e v e S


a i c n e r r u c O


n ó i c c e t e D

R P N



Clase:

Ocurrencia: 1… 10

Detección: 1… 10


1 = Nunca ocurre


- = Normal

10 = Siempre Ocurre



d a d i r e v e S


37

R P N

Ocurrencia 

Es el valor asignado a la falla en función de que tan frecuente el modo de la falla ocurre como resultado de una causa específica.

Probabilidad de falla Muy alto

Alto

Moderada

Baja Remota

Posibilidad de falla

Ranking

1 en 2

10

1 en 3

9

1 en 8

8

1 en 20

7

1en 80

6

1 en 400

5

1 en 2000

4

1 en 15000

3

1 en 150000

2

1 en 1,500,000

1

Clasificación de Frecuencia



CLAVE: _____________________

Responsable: ___________________________________


HOJA: ___ de ___




d a d i r e v e S


a i c n e r r u c O

Controles Actuales: detección

n ó i c c e t e D

R P N



Clase:

Ocurrencia: 1… 10

Detección: 1… 10


1 = Nunca ocurre


- = Normal

10 = Siempre Ocurre



d a d i r e v e S


40

R P N

Controles actuales de detección Lista de controles actuales (métodos, pruebas, análisis) que están dirigidos a : 

Prevenir que ocurra la causa de la falla o controles que reduzcan la tasa de falla.



Detectar la ocurrencia de la causa de la falla, de tal forma que permita generar acciones correctivas.



Detectar la ocurrencia del modo de falla resultante.

Ejemplo 

Lista de chequeo



Registros



CLAVE: _____________________

Responsable: ___________________________________


HOJA: ___ de ___




d a d i r e v e S


a i c n e r r u c O


n ó i c c e t e D

R P N



Clase:

Ocurrencia: 1… 10

Detección: 1… 10


1 = Nunca ocurre


- = Normal

10 = Siempre Ocurre



d a d i r e v e S


42

R P N

Detección 

El objetivo es estimar la “probabilidad” de que los controles detecten la falla una vez que ha ocurrido.



Este valor permite medir qué tan efectivo es el control para detectar y corregir la desviación no deseada en el sistema, equipo o servicio.



Un valor muy elevado significa que no se está haciendo un control adecuado de los síntomas de la falla. Es decir no se detecta nada que es como si no hubiese control alguno.

Criterio

Detección

Ranking

Indetectable

10

Muy remoto

9

Remoto

8

Muy bajo

7

Bajo

6

Moderado

5

Moderada- Alta

4

Alta

3

Muy Alta

2

Con seguridad

1

Puntuación

Seguridad absoluta de no detección, los controles no podrán detectar la existencia del defecto

10

Detección muy baja, los controles de la organización probablemente no detecten la existencia del defecto, pero este puede ser detectado por el cliente

9

Baja, los controles pueden detectar la existencia del defecto, pero la detección no puede ocurrir hasta que el embarque esta en camino.

7a 8

Moderada, los controles probablemente encuentren la existencia de la falla , pero no se puede aceptar hasta que las pruebas hayan sido completadas.

5a6

Alta, los controles tienen una buena oportunidad de detectar la existencia de la falla antes de que el proceso de manufactura haya sido completado ( monitoreo con pruebas en proceso)

3a4

Muy alta, los controles detectarán la existencia del defecto antes de que el producto pase a la siguiente etapa del proceso. Es importante el control de las materias primas de acuerdo a las especificaciones de la organización

1

44



CLAVE: _____________________

Responsable: ___________________________________


HOJA: ___ de ___




d a d i r e v e S


a i c n e r r u c O


n ó i c c e t e D

R P N



Clase:

Ocurrencia: 1… 10

Detección: 1… 10


1 = Nunca ocurre


- = Normal

10 = Siempre Ocurre



d a d i r e v e S


45

R P N

Prioridad de NPR:

Numero de Prioridad de Riesgo 

Es clasificado en función de un índice denominado de Número de Prioridad de Riesgo (Risk priority number RPN).



El NPR indica la prioridad con que deben ser seleccionadas actividades para prevenir estas ocurrencias de fallas que ocasionan estos efectos. NPR=Severidad

x Ocurrencia x Detección

500 – 1000

Alto riesgo de falla

125 – 499

Riesgo de falla medio

1 – 124

Riesgo de falla bajo

0

No existe riesgo de falla



CLAVE: _____________________

Responsable: ___________________________________


HOJA: ___ de ___




d a d i r e v e S


a i c n e r r u c O


n ó i c c e t e D

R P N

Acción(es) Recomendada( s)


Clase:

Ocurrencia: 1… 10

Detección: 1… 10


1 = Nunca ocurre


- = Normal

10 = Siempre Ocurre



d a d i r e v e S


47

R P N

2. Confiabilidad

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