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IMPLEMENTACION DE NUEVAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO Y ELABORACION DE LAS GUIAS PARA LA ASIGNATURA DE ASEGURAMIENTO

DE CALIDAD EN LA CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE

GIOVANNI ARIAS CASTRO PATRICIA VARON VELEZ

CORPORACION UNIVERSITARIA AUTÓNOMA DE OCCIDENTE

DIVISIÓN DE INGENIERIAS

INGENIERIA INDUSTRIAL

SANTIAGO DE CALI,

2001

IMPLEMENTACION DE NUEVAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO Y ELABORACION DE LAS GUIAS PARA LA ASIGNATURA DE ASEGURAMIENTO

DE CALIDAD EN LA CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE

GIOVANNI ARIAS CASTRO PATRICIA VARON VELEZ

Tesis de grado para optar el título de Ingeniero Industrial

Director MIGUEL FRANCISCO OSSA DRADA

Ingeniero Mecánico

CORPORACION UNIVERSITARIA AUTÓNOMA DE OCCIDENTE

DIVISIÓN DE INGENIERIAS

INGENIERIA INDUSTRIAL

SANTIAGO DE CALI,

2001

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Nota de Aceptación

Aprobado por el comité de proyectos de grado en cumplimiento de los requisitos exigidos por la Corporación Universitaria Autónoma de Occidente para Optar el título de Ingeniero Industrial. ELVER ALFONSO BERMEO Presidente del Jurado FELIPE MURCIA Jurado Jurado

Santiago de Cali, 24 de Mayo 2001

iii

DEDICATORIA A Dios por brindarme la vida, el apoyo y la oportunidad de poder realizar esta carrera; a mi madre Cecilia y mi padre Gustavo quienes con su amor y comprensión me enseñaron a persistir en la vida para alcanzar metas; a mi esposa Aracelly quien siempre estuvo en todo momento a mi lado; a mi hijo Victor Manuel ya que su nacimiento representó un gran motivo para lograr esta meta; a mis hermanos Bayron, Yolanda, Edwin, quienes en algún momento de esta etapa me brindaron su apoyo; a mis compañeros de trabajo: Alex Aragón, Alex Herrera, Gilberto y Fabian, por sus aportes a mi carrera y muy especialmente al Ing Harvey Jaramillo por su constante motivación durante el desarrollo de esta carrera.

GIOVANNI ARIAS CASTRO

iv

DEDICATORIA

A mi mamá Lucia Beatriz, que es la fuente de mi inspiración, a mi papá Néstor y mis hermanos Claudia Lucía y Juan Carlos que son el motor que impulsa mi vida. A Diego Andrés, por ser la luz que me alienta en los momentos de oscuridad.

PATRICIA VARÓN VÉLEZ.

v

AGRADECIMIENTOS

Los autores expresan sus agradecimientos a: MIGUEL FRANCISCO OSSA DRADA, Ingeniero Mecánico e Ingeniero de Aseguramiento de la Calidad de Uniroyal, por su valiosa orientación y constante motivación. A LOS LABORATORIOS DE LA CORPORACIÓN UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE, por su apoyo y colaboración para el desarrollo de este trabajo. Todas aquellas personas que de una forma u otra colaboraron en la realización de este proyecto.

vi

CONTENIDO

pag INTRODUCCIÓN 1 1. MARCO TEORICO 2 2. PRACTICA 1 5 2.1 TITULO: CALIBRACIÓN Y ANÁLISIS DE UN SISTEMA DE MEDICIÓN 5 2.1.1 Objetivos 5 2.1.2 Material y Equipo 5 2.1.3 Alcances de la práctica 6 2.1.4 Metodología 6 3. PRACTICA 2 8 3.1 TITULO: DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE UN PROCESO 8 3.1.1 Objetivos 8 3.1.2 Material y Equipo 8 3.1.3 Alcances de la práctica 9 3.1.4 Metodología 10 4. PRACTICA 3 11 4.1 TITULO: DIAGRAMA DE PARETO Y CAUSA EFECTO 11 4.1.1 Objetivos 11 4.1.2 Material y Equipo 11 4.1.3 Alcances de la práctica 12 4.1.4 Metodología 12 5. PRACTICA 4 14 5.1 TITULO: DIAGRAMA DE DISPERSIÓN Y REGRESIÓN LINEAL 14 5.1.1 Objetivos 14 5.1.2 Material y Equipo 15 5.1.3 Alcances de la práctica 16 5.1.4 Metodología 16 6. PRACTICA 5: 18 6.1 TITULO: USO DE HERRAMIENTAS ADMINISTRATIVAS PARA EL CONTROL DE CALIDAD HACC. 18 6.1.1 Objetivos 18 6.1.2 Material y Equipo 18 6.1.3 Alcances de la práctica 19 6.1.4 Metodología 20 7. PRACTICA 6 21 7.1 TITULO: CARTAS DE CONTROL PARA VARIABLE CONTINUA 21 7.1.1 Objetivos 21 7.1.2 Material y Equipo 21

vii

7.1.3 Alcances de la práctica 22 7.1.4 Metodología 22 8. PRACTICA 7 24 8.1 TITULO: MUESTREO DE ACEPTACIÓN POR ATRIBUTOS 24 8.1.1 Objetivos 24 8.1.2 Material y Equipo 24 8.1.3 Alcances de la práctica 25 8.1.4 Metodología 26 9. PRACTICA 8 27 9.1 TITULO: CARTAS DE CONTROL POR ATRIBUTOS 27 9.1.1 Objetivos 27 9.1.2 Material y Equipo 27 9.1.3 Alcances de la práctica 28 9.1.4 Metodología 28 10. CONCLUSIONES 31 11. RECOMENDACIONES 32 BIBLIOGRAFÍA 33 ANEXOS 34

viii

LISTA DE ANEXOS

Pág.

Anexo A. Práctica 1. Calibración y Análisis de un sistema de Medición. Guía del estudiante – Guía de Profesor. 35 Anexo B. Práctica 2. Determinación de la Capacidad de un Proceso. Guía del estudiante – Guía del profesor. 55 Anexo C. Práctica 3. Diagrama de Pareto y Causa Efecto. Guía del Estudiante - Guía del profesor. 72 Anexo D. Práctica 4. Diagrama de Dispersión y Regresión Lineal. Guía del Estudiante - Guía del profesor. 97 Anexo E. Práctica 5. Uso de Herramientas Administrativas para el Control de la Calidad. Guía del Estudiante - Guía del profesor. 124 Anexo F. Práctica 6. Cartas de Control para Variable Continua. Guía del Estudiante - Guía del profesor. 143 Anexo G. Práctica 7. Muestreo de aceptación por Atributos. Guía del Estudiante - Guía del profesor. 157 Anexo H. Práctica 8. Cartas de Control por Atributos. Guía del Estudiante - Guía del profesor. 176 Anexo I. INSTRUCTIVO 1. Creando una base de datos y funciones 196 Principales del NWA Anexo J. INSTRUCTIVO 2.. Histograma y capacidad de proceso en 219 NWA. Anexo K. INSTRUCTIVO 3. Diagrama de Pareto. 223

Anexo L. INSTRUCTIVO 4. Diagrama de dispersión y Regresión 227

ix

Anexo M. INSTRUCTIVO 5. Gráficos de control para variable 231 Continua. Anexo N. INSTRUCTIVO 6. Gráficos de control por atributos. 234

x

GLOSARIO

ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD: Actividad que nos proporciona la evidencia de que podemos confiar en que la función de la calidad se ha llevado a cabo con efectividad. CALIDAD: Es el conjunto de características de un producto que satisfacen las necesidades de los clientes y, en consecuencia, hacen satisfactorio el producto. PRODUCTO: Es toda salida de un proceso. Consiste fundamentalmente en mercancías, software y servicios. Las mercancías son cosas físicas: Lápices, televisores, edificios de oficinas etc. La palabra software tiene mas de un significado. El principal es el que se refiere a las instrucciones de los programas de un ordenador. CLIENTE: Un cliente es alguien que ha sido impactado por un producto. Los clientes pueden ser internos y externos. CLIENTES EXTERNOS: Estos son impactados por el producto, pero no son miembros de la empresa que produce el producto. Entre los clientes externos están incluidos quienes compran el producto, los organismos reguladores del gobierno, el público en general. CLIENTES INTERNOS: En toda empresa hay numerosas situaciones en las que departamentos y personas suministran productos a otros. A los que reciben le llamaremos clientes a pesar del hecho de que ellos no son clientes en el sentido habitual, es decir, aunque no compren el producto. SESGO: Es la diferencia entre el promedio observado de las mediciones y un valor de referencia. LINEALIDAD: Es la diferencia en los valores de sesgo en el rango de trabajo del instrumento REPRODUCIBILIDAD: Variación en el promedio de las medidas cuando más de una persona mide la misma dimensión o característica empleando el mismo instrumento de medición. VARIACION DE REPETITIBIDAD Y REPRODUCIBILIDAD: Es la variación debida al efecto combinado de repetibilidad y reproducibilidad. SISTEMA DE CALIDAD: Es la estructura organizacional, procedimientos, procesos y recursos necesarios para implementar la administración de la calidad es lo que se denomina sistema de calidad.

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POLITICAS DE CALIDAD: Las directrices y los objetivos generales de una organización con respecto a la calidad, expresados de manera formal por la alta gerencia PROCESO: Conjunto de recursos y actividades interrelacionados que transforman entradas en salidas. M.S.A: (Measure System Analyst). El sistema de un análisis de medición el conjunto de elementos compuestos por: el operador, instrumento y material. REPRODUCIBILIDAD: Es la variación en le promedio de las medidas cuando más de una persona mide la dimensión o característica empleando el mismo instrumento de medición. ROLLING BALL: Es un sistema utilizado en el proceso de fabricación de cintas adhesivas para determinar el grado de adhesión de las mismas. FACTOR RIT: Es la relación que existe entre la tolerancia del producto medido y la incertidumbre de medición o calibración. Este factor debe ser mayor a tres y determina si el instrumento de medida es el adecuado para medir esa parte en producción. TABLAS MILITAR STANDAR 105D: Las tablas MILITAR ESTÁNDAR 105D se utilizan para establecer planes de muestreo por atributos. Consideran los niveles aceptables de calidad de los productos, proporcionan información de un lote para determinar si se acepta o rechaza éste según las consideraciones del consumidor y el productor.. COLD ROLLED: Termino utilizado en la industria metalmecánica para definir un tipo de lámina según el proceso utilizado para obtenerla. En este caso se define como laminado en frío.

xii

RESUMEN

El objetivo primordial de este proyecto consiste en el diseño e implementación de nuevas prácticas de laboratorio para la cátedra de Aseguramiento de la Calidad, utilizando los recursos con los que cuenta la universidad actualmente en sus instalaciones. Los equipos disponibles son prototipos en pequeña escala de los procesos de galvanizado, fabricación de jabón, proceso de fabricación de cintas adhesivas, proceso de extrusión de mangueras. El diseño de estas prácticas se basa en los nuevos contenidos programáticos de la asignatura de Aseguramiento de la Calidad renovando así las que ya existían, además la necesidad que el estudiante se actualice y conozca los cambios tecnológicos en esta área. Otro elemento que se incluye en este proyecto es la utilización de un software que permita al estudiante disponer de una herramienta de Control de Calidad Estadístico de reciente versión para el tratamiento de datos.

INTRODUCCIÓN El pensúm académico para Ingeniería Industrial se modificó a partir del segundo semestre de 1994 integrando las asignaturas Control de Calidad y laboratorio de Control de Calidad en una sola llamada Aseguramiento de la Calidad. Cada práctica de laboratorio estaba diseñada para ser desarrollada en cuatro (4) horas quincenales, permitiendo una programación previa. Al modificarse la asignatura sin el respectivo ajuste de las guías, no se ha logrado coordinar la realización de las prácticas en forma armónica con el desarrollo teórico, con el consiguiente desgaste en cuanto el personal y el material utilizado para realizar estas prácticas, lo que impide una gestión eficaz. Con los antecedentes citados es necesario crear una serie de prácticas de laboratorio que respondan a las necesidades actuales tanto de la Universidad como del mercado, en función de la Calidad. Para la elaboración de estas prácticas se utilizaron modelos a escala de procesos productivos que estaban siendo subutilizados por al universidad, dichos modelos se convirtieron en herramientas básicas para el desarrollo de este trabajo. Además, las características de calidad presentes en cada proceso productivo se aprovechan para el desarrollo y aplicación de cada práctica, todo esto permite al estudiante familiarizarse con el lenguaje de la calidad y otorgan habilidades para enfrentar situaciones en su actual o futura vida laboral. Se adicionó a las prácticas de laboratorio el manejo de un Software (NWA Quality Analyst), enfocado al Control Estadístico de Calidad, el cual permite el manejo de datos, gráficas, entre otras funciones necesarias; que permiten el análisis de los procesos productivos en las empresas.

1 MARCO TEORICO

La totalidad de características de un producto o servicio que conducen con su aptitud a

satisfacer necesidades expresas o implícitas, es lo que algunos autores definen como

Calidad. Este concepto adquiere cada vez mayor importancia en las empresas de nuestro

medio.

Algunas organizaciones fabrican y distribuyen sus productos a través de una serie de

actividades llevadas a cabo por departamentos especializados. Cada uno de esos

departamentos especializados tiene no sólo la responsabilidad de llevar a cabo sus

funciones específicas sino que también tiene la de hacer su trabajo correctamente: hacer sus

productos aptos para el uso. Todo lo anteriormente definido lo podemos resumir en la

siguiente expresión: “La función Calidad es el conjunto de todas las actividades a través de

las cuales se alcanza la aptitud de uso, sin importar el lugar donde se realice ”*.

En la función de Calidad, la búsqueda de conceptos y principios universales es un

fenómeno relativamente reciente. En la actualidad, existen instituciones encargadas de

hacer universal el lenguaje de la Calidad. Internacionalmente existen organizaciones que

crean normas y estándares adoptadas por las empresas como instrumento para normalizar y

* Fuente: Tomado de: JURAN J. M. y GRYNA Frank M. Manual de Control de Calidad. 4 ed. México D.F. 1979. Vol I. p 2.5

3

mejorar sus procesos tanto administrativos como productivos, consiguiendo con esto ser

altamente competitivos. Dentro de este lenguaje de la Calidad se conocen en nuestro medio

algunas como la ISO 9000, QS9000, EAQF y todas sus derivaciones.

El Aseguramiento de la Calidad nos previene de los problemas al primer aviso de

dificultades futuras. Estos avisos juegan un importante papel en la prevención, tanto de los

problemas internos como de los externos. El aseguramiento parte de evidencias objetivas,

pero el tipo de evidencias es muy diferente según las personas que lo exigen y la clase de

producto.

Para los productos naturales, el Aseguramiento de la Calidad se alcanza a través de un

examen sensorial directo, como en el caso de la frescura de las verduras en el mercado.

Para los productos manufacturados sencillos, de corta vida, la evidencia sensorial puede,

en general, ser reemplazada por ensayos de laboratorio; quienes no disponen de estas

instalaciones han de confiar en la palabra del fabricante o en la retroinformación de los

usuarios. Para los productos de larga vida, son necesarios ensayos mas elaborados

(ambientales, de vida) para los que carecen de instalaciones la mayor parte de

comerciantes y usuarios. Por lo tanto, deben obtener el Aseguramiento de la Calidad por

otros medios, ya sea de la reputación del fabricante, de ensayos de laboratorios

independientes o a través de la garantía. Para productos complejos, ni siquiera los datos

obtenidos de sofisticados ensayos ambientales y de vida nos dan un absoluto aseguramiento

de la calidad, ya que no nos pueden proteger de inadecuados diseños del producto o del

proceso, o de una inadecuada planificación y tampoco nos protegen de fallos de la calidad

que pueden aparecer después de la inspección final.

4

De acuerdo a lo anterior, es necesario que las Universidades participen activamente en el

desarrollo de programas enfocados al lenguaje del Aseguramiento de la Calidad mediante

planes de estudio teórico - prácticos que permitan que el estudiante se familiarice con los

conceptos de Calidad para su futuro desarrollo en el sector industrial y que al involucrarse

como miembro de una organización, trabaje constantemente en búsqueda de resultados

óptimos con productos de primera línea, además de construir un ambiente laboral con las

mismas características de calidad y eficiencia llevando a la organización en la que se

encuentre a destacarse y proyectarse a nivel global.

La tecnología es un medio que se utiliza ampliamente para agilizar los procesos dentro de

las organizaciones, es por este motivo que el área de Aseguramiento de la Calidad no puede

estar exenta de este factor. El profesional de Aseguramiento de la Calidad debe conocer y

estar en capacidad del manejo de aplicaciones creadas para tal fin, siendo eficiente en el

análisis de los datos obtenidos para tomar decisiones acertadas dentro de la organización.

2. PRÁCTICA 1

2.1 TITULO: CALIBRACIÓN Y ANÁLISIS DE UN SISTEMA DE MEDICIÓN

2.1.1 Objetivos. Al finalizar esta práctica el estudiante estará en capacidad de:

2.1.1.1 Explicar como realizar la calibración a un instrumento de medición.

2.1.1.2 Explicar el análisis de un sistema de medición: (MSA) de Repetibilidad,

Reproducibilidad, sesgo, estabilidad y linealidad de un sistema.

2.1.1.3 Calcular la incertidumbre de la medición.

2.1.2 Material y Equipo Para el desarrollo de esta práctica se utilizarán los siguientes

materiales y equipos:

2.1.2.1 Pie de rey de carátula o medidor de espesores.

2.1.2.2 Bloques patrón 1-2-5-10-15-20-50 mm.

2.1.2.3 Guantes de tela.

6

2.1.2.4 Bayetilla.

2.1.3 Alcances de la práctica. A través de esta guía se busca que el estudiante se

familiarice con la calibración de instrumentos de medición mediante el uso de

calibradores, bloques patrón y el concepto de incertidumbre de medición. Se

realizará el análisis de un sistema de medición involucrando variables como sesgo,

linealidad, repetibilidad, reproducibilidad y estabilidad.

Con la calibración y el análisis de un sistema de medición el estudiante estará en la

capacidad de tomar decisiones acerca de los instrumentos de medida que utilice en

su medio laboral para garantizar la veracidad de la información obtenida con estos

instrumentos.

2.1.4 Metodología. Para el desarrollo del la práctica se cuenta con dos tipos de guía:

guía del estudiante y la guía del profesor. La primera hacer referencia a los

objetivos propuestos para el desarrollo de la misma, un marco teórico donde se

explican los términos que son motivo de estudio, describe el material y equipo a ser

utilizado, propone un informe que explica las actividades a desarrollar durante el

transcurso de la práctica, se hace referencia a la bibliografía que el estudiante puede

consultar.

La guía del profesor detalla los objetivos propuestos, un marco teórico donde se

explica ampliamente los formatos y tablas utilizados para el laboratorio, conceptos y

términos utilizados para la práctica, se describe el material y equipo a utilizar, se

7

proponen una serie de recomendaciones que se convierten en una herramienta

importante para el desarrollo de la práctica, por último se recomienda una

bibliografía como material de consulta. Ver anexo A.

3. PRÁCTICA 2

3.1 TITULO: DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE PROCESO PARA MANGUERAS DE POLIETILENO.


3.1.1.1 Explicar el proceso de extrusión de mangueras de polietileno disponible en los

laboratorios.

3.1.1.2 Determinar la capacidad de un proceso de producción de mangueras estableciendo

la capacidad del proceso (Cp), Cpk+, Cpk-, para sus variables críticas analizando e

interpretando los resultados.

3.1.1.3 Utilizar el software (NWA) para obtener los histogramas y calcular (Cp), Cpk+,

Cpk-, del proceso analizado.



3.1.2.1 Extrusora.

9

3.1.2.2 Calibrador pie de rey de carátula.

3.1.2.3 Polietileno de baja densidad

3.1.3 Alcances de la práctica. Por medio de esta práctica se pretende involucrar al

estudiante en el proceso productivo a escala de extrusión de mangueras,

permitiéndole adquirir una serie de conocimientos: principio de operación de la

extrusora, material utilizado en la elaboración de termoplásticos, operaciones

requeridas para obtener el producto terminado e identificar las características de

calidad presentes en este proceso.

Con los datos obtenidos en la práctica se busca que el estudiante calcule y analice

los índices de Capacidad de un proceso, a través de la elaboración de histogramas,

con el fin de determinar que tan capaz es un proceso. Esto le permitirá tomar

decisiones a cerca del estado de los equipos y la calidad del producto.

Además, se integra una aplicación (NWA), software que se utiliza para obtener los

índices de capacidad de proceso e histogramas. Con esta aplicación se pretende que

el estudiante conozca herramientas que le permitan desarrollar la capacidad de

análisis, cualidad imprescindible para el Ingeniero Industrial de hoy y del futuro.

10







consultar.






bibliografía como material de consulta. Ver anexo B.

A través de la implementación de procesos productivos a escala reales en las

prácticas se busca crear una dinámica que involucre de lleno al estudiante en la

realización de las mismas, buscando su participación activa, relacionándolo

didácticamente a la realidad productiva de una organización.

4. PRÁCTICA 3

4.1 TITULO: DIAGRAMA DE PARETO Y CAUSA EFECTO PARA EL PROCESO PRODUCTIVO DE PIEZAS METÁLICAS.


4.1.1.1 Explicar el proceso de niquelado de partes metálicas.

4.1.1.2 Elaborar un diagrama de Pareto para analizar los principales defectos obtenidos en

el proceso de niquelado de piezas metálicas.

4.1.1.3 Elaborar un diagrama de causa - efecto para analizar las principales causas de

ocurrencia de los defectos más ofensores.

4.1.1.4 Utilizar el software NWA para elaborar diagramas de Pareto



4.1.2.1 Planta a escala proceso galvanoplástia.

12

4.1.2.2 Lámina Cold Rolleded.

4.1.2.3 Reactivos.

4.1.2.4 Barra de níquel

4.1.2.5 Termómetro

4.1.3 Alcances de la práctica. Se busca con ésta práctica que el estudiante conozca el

proceso productivo de niquelado de piezas metálicas en cada una de sus etapas, se

familiarice con el lenguaje y equipos utilizados para dicho proceso, identificando

las características de calidad presentes.

Mediante la observación del proceso el estudiante determinará aquellos problemas

que pueden ser objeto de estudio aplicando el diagrama de Pareto, ordenando los

defectos encontrados de acuerdo a su proporción, utilizará el diagrama de causa-

efecto para analizar aquel defecto que esté perturbando con mayor frecuencia al

proceso y determinar los posibles factores que lo originan.

Se utilizará el software (NWA), como herramienta práctica para generar el diagrama

de pareto y se comparará con los cálculos realizados por los estudiantes.



13





consultar.






bibliografía como material de consulta. Ver anexo C.





5. PRÁCTICA 4

5.1 TITULO: DIAGRAMA DE DISPERSIÓN Y REGRESIÓN LINEAL PARA EL PROCESO DE FABRICACIÓN DE CINTAS ADHESIVAS.


5.1.1.1 Explicar el proceso de fabricación de cintas adhesivas.

5.1.1.2 Determinar de manera cualitativa la relación existente entre dos variables

(diagrama de dispersión).

5.1.1.3 Determinar el grado de relación entre dos variables mediante el coeficiente de

correlación.

5.1.1.4 Determinar si la propiedad de un autoadhesivo llamado adherencia ( tack), depende

del espesor de cada adhesivo.

5.1.1.5 Explicar como medir dos características propias del control de calidad en el

procesos d fabricación de cintas adhesivas.

5.1.1.6 Utilizar el software NWA para elaborar el diagrama de dispersión y regresión.

15

5.1.2 Material y Equipo Para el desarrollo de esta práctica se utilizarán los siguientes m


5.1.2.1 Modelo a escala cintas adhesivas.

5.1.2.2 Plano inclinado (Rolling ball) y base graduada.

5.1.2.3 Balines de acero.

5.1.2.4 Pinzas.

5.1.2.5 Medidor de espesores.

5.1.2.6 Bisturí.

5.1.2.7 Paño.

5.1.2.8 Alcohol.

5.1.2.9 Rollo de película plástica ( P.V.C, polipropileno, Celofán).

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5.1.2.10 Rollo de papel plástico para empalme.

5.1.2.11 Autoadhesivo base agua o base solvente.

5.1.3 Alcances de la práctica. Con esta práctica se pretende que el estudiante conozca

el proceso y elementos implicados en la fabricación de cintas adhesivas e

identifique las características de calidad presentes en dicho proceso.

A partir de la observación y análisis determinar en forma cualitativa y cuantitativa

la relación existente entre dos características de calidad mediante el uso de

diagramas de dispersión y análisis de regresión.

Se busca que el estudiante tenga la capacidad de realizar estimaciones tendientes a

determinar componentes necesarios para obtener un producto con optimas

características de calidad, beneficiando a la organización en la disminución de

costos, tiempo y maximizando la calidad del producto terminado.

Utilizar el software (NWA) para generar diagramas de dispersión y regresión,

identificando la variable independiente y dependiente del modelo.





17



consultar.






bibliografía como material de consulta. Ver anexo D.





6. PRÁCTICA 5

6.1 TITULO: USO DE HERRAMIENTAS ADMINISTRATIVAS PARA EL CONTROL DE CALIDAD HACC EN UN PROCESO DE FABRICACIÓN DE CINTAS ADHESIVAS.


6.1.1.1 Aplicar el diagrama de flujo para determinar la secuencia real del proceso

productivo de cintas adhesivas

6.1.1.2 Aplicar el diagrama de afinidad para establecer la naturaleza de un problema

existente en un proceso productivo.

6.1.1.3 Utilizar el diagrama de relación para encontrar las posibles causas de un defecto.

6.1.1.4 Aplicar el diagrama de árbol para hallar medidas factibles destinadas a la solución

de problemas.

6.1.2 Material y Equipo Para el desarrollo de esta práctica se utilizarán los siguientes m


6.1.2.1 Modelo a escala cintas adhesivas.

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6.1.2.2 Rollo de película plástica ( P.V.C, polipropileno, Celofán).

6.1.2.3 Rollo de papel plástico para empalme

6.1.2.4 Autoadhesivo base agua o base solvente.

6.1.2.5 Post- it.

6.1.2.6 Pliego de papel bond.

6.1.3 Alcances de la práctica. Con el desarrollo de esta práctica se pretende que el

estudiante aprenda identificar las diferentes herramientas administrativas de control

de calidad; obtenga el conocimiento exacto de la aplicación de éstas para poder

solucionar determinados problemas dentro de su ambiente de trabajo no sólo en

cuanto a la calidad de los productos sino también de los procesos y métodos de

trabajo.

Con estas herramientas los estudiantes podrán desarrollar habilidades para la toma

de decisiones en grupo, encadenando una serie de situaciones que permitirán hallar

problemas con más agilidad, aprendiendo a discutir y unir ideas de diferentes

personas para llegar a una solución final.

20







consultar.






bibliografía como material de consulta. Ver anexo E.





7. PRÁCTICA 6

7.1 TITULO: CARTAS DE CONTROL PARA VARIABLE CONTINUA PARA UN PROCESO PRODUCTIVO DE MANGUERAS DE POLIETILENO.


7.1.1.1 Elaborar cartas de control para variables continuas a partir de la simulación de

control de la industria del plástico.

7.1.1.2 Calcular los límites de las cartas de control, interpretarlas cartas de control

obtenidas y calcular la capacidad de proceso a partir de dichas cartas.

7.1.1.3 Explicar cuando un proceso está bajo control estadístico.

7.1.1.4 Utilizar el software NWA para elaborar cartas de control en variables continuas.



7.1.2.1 Extrusora.

22

7.1.2.2 Calibrador pie de rey de carátula.

7.1.2.3 Polietileno de baja densidad.

7.1.3 Alcances de la práctica. El estudiante tendrá la oportunidad de aplicar sus

conocimientos en el manejo de gráficos de control, podrá definir si para este

proceso existen causas comunes o causas especiales de acuerdo a los datos

obtenidos en la práctica. Estará en la capacidad de definir cuando un proceso esta

bajo control estadístico y aprenderá a realizar los respectivos gráficos calculando los

límites necesarios para efectuarlo. Identificando aquellas condiciones anormales

aprenderá la importancia de establecer controles en cada paso del proceso

productivo para evitar defectos, inconformidades en el producto terminado.

Utilizará el software (NWA), como herramienta para realizar los gráficos de control,

comparando los obtenidos manualmente con los arrojados por el software.







consultar.

23






bibliografía como material de consulta. Ver anexo F.





8. PRÁCTICA 7

8.1 TITULO: MUESTREO DE ACEPTACIÓN POR ATRIBUTOS PARA EL PROCESO PRODUCTIVO DE FABRICACIÓN DE JABÓN.


8.1.1.1 Determinar los diferente defectos de un producto para de ésta forma establecer un

plan de muestreo.

8.1.1.2 Determinar el nivel aceptable de calidad de acuerdo a la gravedad de los defectos

aplicando las tablas militar estándar 105D.

8.1.1.3 Definir el nivel aceptable de calidad y obtener la curva de operación característica

mediante le plan de muestreo de un producto.

8.1.1.4 Interpretar el grado de riesgo del cliente y el grado de riesgo del productor.



25

8.1.2.1 Proceso a escala de fabricación de jabón.

8.1.2.2 Soda cáustica.

8.1.2.3 Aceites vegetales o animales.

8.1.2.4 Solución salina.

8.1.2.5 Colorantes.

8.1.3 Alcances de la práctica. Desarrollando esta práctica el estudiante adquirirá la

destreza necesaria para realizar un plan de muestreo para lotes, conociendo a fondo

los componentes del plan como son: Gravedad de defectos en un producto, el nivel

aceptable de calidad de acuerdo a la gravedad del defecto, el tamaño de la muestra.

A través de la práctica el estudiante conocerá las herramientas básicas para tomar

decisiones sobre la calidad de un producto permitiéndole juzgar si determinado

lote se acepta o rechaza, controlar la calidad de los proveedores y el control del

producto final.

Igualmente el estudiante podrá encontrar la curva de operación característica de un

muestreo para determinar los tipos de riesgo que implica el muestreo de aceptación

por atributos: Riesgo del consumidor y riesgo del productor, estando en la capacidad

26

de interpretar estos riesgos y por tal motivo tener la capacidad de tomar decisiones

acertadas en su medio laboral.







consultar.






bibliografía como material de consulta. Ver anexo G.





9. PRÁCTICA 8

9.1 TITULO: CARTAS DE CONTROL POR ATRIBUTOS PARA UN PROCESO PRODUCTIVO DE NIQUELADO DE PIEZAS METÁLICAS.


9.1.1.1 Elaborar cartas de control para atributos a partir de una simulación de procesos de

calidad en el laboratorio.

9.1.1.2 Conocer la diferencia entre una carta n, np, c y u.

9.1.1.3 Elaborar cartas de control con el Software NWA Quality Analyst.



9.1.2.1 Planta a escala del proceso galvanoplastia

9.1.2.2 Lámina Cold Rolleded

9.1.2.3 Reactivos

28

9.1.2.4 Barra de níquel

9.1.2.5 Termómetro.

9.1.2.6 Dados

9.1.3 Alcances de la práctica. Con el desarrollo de esta práctica se pretende que el

estudiante identifique las diferentes gráficas utilizadas para atributos, igualmente

distinga los diferentes tipos con los que se trabaja.

El estudiante estará en capacidad de elaborar cada una de las gráficas identificando

fracciones defectuosas cuando sea el caso.

Aprenderá que existen medios para el control de las atributos de un producto

determinando las causas que motivan la no conformidad y le permitirá por medio

del análisis conocer, controlar y ejercitarse en la prevención del origen de estas

situaciones.

Por otra parte podrá utilizar el software (NWA), para elaborar las respectivas gráfica

y así poder compararlas con las desarrolladas manualmente.




29




consultar.






bibliografía como material de consulta. Ver anexo H.





Nota: Dentro de la metodología para las prácticas diseñadas en este proyecto se

debe tener en cuenta, que las guías se elaboraron para que cada una se desarrolle en

un período de dos (2) horas cátedra, para que el estudiante tenga la oportunidad de

obtener los datos para desarrollar el informe.

El registro de los datos en el software NWA Quality Analyst se realizará en un

tiempo diferente al del laboratorio. Se debe tener en cuenta que dentro de los anexos

30

que van desde el I hasta el N, se hace referencia al instructivo del uso del NWA

Quality Analyst, que será adjuntado a la práctica del estudiante.

10. CONCLUSIONES

• A través de este proyecto logramos actualizar los contenidos de las prácticas del

laboratorio de Aseguramiento de la Calidad, utilizando una metodología más dinámica

que se amolda a las exigencias actuales del mercado y sobre todo se desarrolla con

base en procesos productivos reales que anteriormente no se estaban utilizando y que

aportan conocimientos importantes para el logro profesional de los estudiantes.

• Se introdujeron nuevas práctica de calidad como son las herramientas administrativas

para el control de calidad y calibración de instrumentos, conceptos que no se tenían en

cuanta y que son fundamentales para obtener el conocimiento necesario que le permita

al estudiante desarrollarse en el futuro en el área de Aseguramiento de la Calidad.

• Se implemento el uso del software NWA Quality Analyst para las prácticas de

laboratorio. Dicha aplicación es una herramienta utilizada en algunas empresas para el

análisis de procesos productivo. Con el conocimiento de esta aplicación le permitirá al

estudiante mejorar su capacidad de análisis y toma de decisiones acertadas.

• Utilizando los procesos productivos a escala se pudo obtener un conocimiento

detallado de los pasos del proceso y sus diferentes requerimientos para puesta en

32

marcha, tales como materia prima utilizada, operación, condiciones ambientales, entre

otras.

• A nivel personal se profundizó en los conceptos básicos del control estadístico de

calidad, ya que se investigó ampliamente en esta área del Aseguramiento de la Calidad.

11. RECOMENDACIONES

• Después de haber realizado las prácticas en los laboratorios con los modelos a escala de

los proceso productivos (Galvanizado, extrusión de mangueras, jabón, cintas

adhesivas), se recomienda al programa de Ingeniería Industrial proponer como futuro

proyecto de grado la automatización de los anteriores procesos con en el fin de obtener

un mejor aprovechamiento para el estudio de en Aseguramiento de la Calidad así como

también en otras asignaturas como Estudio y Medición del Trabajo, Procesos

Industriales, entre otras.

• Es necesario que para la ejecución de las prácticas de laboratorio por parte de los

docentes estos programen desde el principio del semestre las prácticas para que el

personal encargado del laboratorio obtenga la producción necearía para llevar a cabo la

práctica.

• Se recomienda tanto personal de laboratorio como decentes tener las precauciones

respectivas para el uso de sustancias químicas, así como utilizar los elementos de

protección respiratoria para todas las personas que intervengan en el desarrollo del

laboratorio.

BIBLIOGRAFÍA

BARONA VEGA, Gildardo y MURILLO BUENO, Heberth, Tesis: Construcción a Escala de un Modelo de Galvanosplastia. Santiago de Cali, 1994.

CHARBONNEAU, Webster, Control de Calidad. México: Nueva Editorial Interamericana, 1983. 287 p.

DIAZ HERNADEZ, Jorge Enrique y ZAMORA ESPAÑA, José Javier, Tesis: Modelo a Escala de Fabricación de Cintas Adhesivas. Santiago de Cali, 1996.

FUTAMI, Ryoji, Siete Herramientas Administrativas para el Control de la Calidad – M7. 1989.

GONZALEZ GONZALEZ, Carlos y ZELENY VAZQUEZ, José Ramón. Metrología, México D.F. McGraw-Hill, 1995. 691 p. ISO/IEC 17025: 1999, General requeriments for the competence of testing and calibration laboratories. JURAN, J.M. y GRYNA, Frank, Manual de Control de Calidad. México: McGraw – Hill, 1996. 2 v. KUME, Hitoshi, Herramientas Estadísticas Básicas para el Mejoramiento de la Calidad. Bogotá: Norma ,1992. 233 p. MARIÑO NAVARRETE, Hernando, El Sistema de Control Estadístico de Calidad. Bogotá: Instituto. Colombiano de Normas Técnicas, 1984. 205 p. MEDINA GALLEGO, Jorge y SOTO, Oscar Julian, Fundamentos de Metrología, Bogotá. Instituto Colombiano de Normas Técnicas, 1987. 700 p. N.T.C ISO 10012: 1997, 1ª actualización.

QUIGUA QUINTERO, Ezequiel y GALLEGO PRIETO, Arcesio, Tesis: Construcción a Escala de una Planta Piloto productora de Jabón. Santiago de Cali, 1994.

ANEXO A. PRACTICA 1 CALIBRACIÓN Y ANÁLISIS DE UN SISTEMA DE MEDICIÓN

GUIA DEL ESTUDIANTE

1. OBJETIVOS

1.1 Explicar como realizar la calibración a un instrumento de medición.

1.2 Explicar el análisis de un sistema de medición: (MSA) de Repetibilidad,


1.3 Calcular la incertidumbre de la medición.

2. MARCO TEORICO

La Norma Técnica Colombiana N.T.C ISO 9001/94 establece criterios para el control de

los instrumentos de medición y pruebas a equipos de monitoreo utilizados en los procesos.

Entre los controles y parámetros contenidos en esta norma está la calibración y el análisis

de los sistemas de medición utilizados en planta. Por su aplicación a nivel global, es

indispensable que el estudiante pueda realizar el análisis a un sistema de medición, calibrar

un equipo de medición y determinar su incertidumbre.

36

Para familiarizar al estudiante con los términos utilizados, vamos a definir algunos de ellos:

2.1 Calibración. Conjunto de operaciones que establecen en condiciones especificadas, la

relación entre los valores de las magnitudes indicadas por el instrumento de medición o

sistema de medición, o los valores representados en una medida materializada o por un

material de referencia y los valores correspondientes determinados por medio de los

patrones.

Figura 1. Calibrador –Bloque Patrón.

2.1.1 Bloques patrón. Son unas barras metálicas de sección rectangular, mecanizadas

Figura 2. Bloques Patrón.

y pulidas rigurosamente, que sirven para calibrar instrumentos, realizar mediciones y poner

en cero (0) una variedad de instrumentos.

37

2.2 Incertidumbre en la medición. Es un parámetro asociado con el resultado de una

medición, que caracteriza la dispersión de los valores que en forma razonable se le

podrían atribuir a la magnitud por medir.

2.3 Análisis de un sistema de medición. El análisis de un sistema de medición comprende

las siguientes variables:

Figura 3. Sistema de Medición.,

2.3.1 Sesgo. Se define como la diferencia entre el promedio observado de las mediciones

y un valor de referencia. El valor de referencia debe obtenerse en un laboratorio de

metrología, promediando una serie de mediciones obtenidas con un equipo de muy

alto nivel de confiabilidad.

Para calcular el sesgo se toma una muestra estándar la cual es medida diez (10)

veces. El sesgo se calcula restando el valor de referencia del promedio de las diez

(10) mediciones.

2.3.2 Linealidad. Cuando se grafica el sesgo vs el valor de referencia la pendiente de la

línea de regresión que mejor ajusta, multiplicada por la variación del proceso ( o la

tolerancia) de las partes, es un índice de la linealidad del instrumento de medición.

38

Para expresar la linealidad del instrumento como un porcentaje de la variación del

proceso ( o tolerancia) multiplicamos por cien (100) y dividimos por la variación

del proceso (o tolerancia)

2.3.3 Repetibilidad. Variación de medida que se obtiene cuando una persona mide la

misma dimensión o característica con el mismo instrumento. Es la variación

asociada con la medida del instrumento.

2.3.4 Reproducibilidad. Variación en el promedio de las medidas cuando más de una

persona mide la dimensión o característica empleando el mismo instrumento de

medición. Es la variación entre inspectores u operadores.

2.3.5 Variación de Repetibilidad y Reproducibilidad. (Vr y r ). Es la variación debida al

efecto combinado de las dos anteriores. Se conocen tres (3) métodos para

determinarla: Método del rango, método del promedio y rango y método anova.

Para la práctica utilizaremos el método del rango.

2.3.6 Estabilidad. Es la capacidad de un instrumento para mantener su comportamiento

durante su vida útil y de almacenamiento especificado.

3. MATERIAL Y EQUIPO

3.1 Pie de rey de carátula o medidor de espesores.

39

3.2 Bloques patrón 1-2-5-10-15-20-50 mm.

3.3 Guantes de tela.

3.4 Bayetilla

4. INFORME

4.1 Calibración

4.1.1 Limpiar las superficies de los bloques patrón.

4.1.2 Inspeccionar visualmente las superficies de medición de carátula o medidor de

espesor, evaluando si presentan rayas u óxido y si están dentro de lo permitido.

4.1.3 Determinar el rango de evaluación del instrumento y seleccionar los bloques patrón

adecuados.

4.1.4 Asegurar que la aguja del indicador coincida con el cero de la carátula. En caso

contrario, ajustar o solicitar asistencia técnica para su ajuste.

4.1.5 Seleccionar al menos tres (3) valores del rango de evaluación del instrumento,

correspondiente al 25%, 50% y 75% de dicho rango que coincidan con los bloques

40

patrón disponibles. Efectuar las mediciones en orden ascendente y descendente,

alternadamente, de modo que para cada valor nominal se realicen cuatro lecturas.

4.1.6 Registrar las lecturas en el formato 1 y realizar los cálculos pedidos.

NOTA: En la verificación, se pueden superponer hasta tres (3) bloques para ajustar las

medidas al valor deseado. Se requiere extrema limpieza durante estas mediciones.

4.1.7 ¿Qué diferencia existe entre la calibración y un sistema de medición?

4.1.8 La incertidumbre y el instrumento de medida tienen alguna relación, si es afirmativo

determine las relaciones.

4.1.9 ¿Cómo se puede disminuir la incertidumbre en un instrumento de medida?

4.2 Análisis de un sistema de medición.

4.2.1 Linealidad y sesgo.

4.2.1.1 Realizar diez (10) lecturas del espesor de los anteriores bloques patrón. Formato 2A.

4.2.1.2 Calcular el promedio y el sesgo para cada caso.

41

4.2.1.3 Graficar el sesgo vs. valor de referencia del bloque patrón y hallar la mejor ecuación

para esta relación utilizando el método de los mínimos cuadrados. Utilice el

software disponible en el laboratorio.

4.2.1.4 Determinar si la ecuación hallada en el anterior numeral corresponde efectivamente

a una línea recta.

4.2.1.5 Halle el coeficiente de correlación r

4.2.1.6 Interprete la linealidad y el sesgo con los datos obtenidos en la práctica de

laboratorio.

4.2.1.7 ¿Qué interpretación le da a los valores r y b obtenidos en los numerales del 4.2.1.3

al 4.2.1.5?

4.2.2 Repetibilidad y Reproducibilidad

4.2.2.1 Seleccionar cinco (5) piezas de producción (tornillos) y designe dos (2) estudiantes

para medir el diámetro de las roscas o la longitud de los tornillos escogidos, según

determine el docente.

4.2.2.2 Diligenciar el formato 2B para hallar la Repetibilidad y Reproducibilidad del

sistema.

42

4.2.2.3 Basado en los resultados obtenidos en el anterior procedimiento concluya y de las

recomendaciones del caso..

4.2.2.4 Dentro de un sistema de medición ¿Qué representan la Repetibilidad y la

Reproducibilidad?

4.2.2.5 ¿ Según el valor de R y R obtenido. ¿Cuál sería la decisión dada sobre el sistema de

medición?

4.3 Estabilidad

4.3.1 Según los resultados del gráfico de control se puede afirmar que el sistema de

medición es estable? Explique.

4.3.2 Considere que la lecturas mostradas en la carta de control anexa corresponde a datos

tomados en forma semanal (Un subgrupo de cinco (5) lecturas por semana) hasta

completar 25 subgrupos, utilizando bloques patrón y un calibrador pie de rey.

Con las formulas suministradas, calcule los límites de control. Grafique los puntos.

Observe la tendencia y exprese sus observaciones sobre la estabilidad del

instrumento.

43

5. BIBILOGRAFIA

N.T.C ISO 10012: 1997, 1ª actualización.

ISO/IEC 17025: 1999, General requeriments for the competence of testing and calibration

laboratories.

GONZALEZ GONZALEZ, Carlos y ZELENY VAZQUEZ, José Ramón. Metrología,

México D.F. McGraw-Hill, 1995. 691 p.

MEDINA GALLEGO, Jorge y SOTO, Oscar Julian, Fundamentos de Metrología, Bogotá.

Instituto Colombiano de Normas Técnicas, 1987. 700 p.

FORMATO 1

CALIBRACIÓN DE INSTRUMENTOS 1.DATOS DEL INSTRUMENTO

Instrumento: Resolución Rango Instrumento (mm) Código Rango de Trabajo (mm) Usuario Marca Sección donde se utiliza 2. CONDICIONES AMBIENTALES

Temperatura % Humedad Relativa 3. MEDICIONES Y CALCULOS

LECTURAS VALOR

NOMINAL 1 2 3 4 Promedio Dif Patrón

O Error Desviación Típica Si

Incertid.

ERROR MAXIMO OBTENIDO ERROR MAXIMO PERMISIBLE Observaciones: Elaboró: Fecha:

PATRON UTILIZADO:

Error Máximo = mm

DISPOSICIÓN: CERTIFICAR AJUSTAR DESECHAR

Error Maximo Permitido ±

Incertidumbre ±

Factor Rit

Tolerancia

FORMATO 2A CALCULO DE SESGO Y LINEALIDAD

LECTURAS Xi mm mm mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

X Valor de Referencia

Sesgo

n

XiX

∑= Sesgo = X - Valor Referencia Fórmulas para la línea de Regresión Constante b

( )∑ ∑∑ ∑∑

−

−=

22 XXn

YXXYnb

Intercepto a

n

XbYa

∑ ∑−=

FORMATO 2B CALCULO DE REPETIBILIDAD Y REPRODUCIBILIDAD

PROCESO VARIABLE

INSTRUMENTO A

OPERARIOS B

Ensayos

Muestra No Operador A Operador B Rango 1 2 3 5 5

Rango Promedio

Tolerancia del producto Vr y r = (5.15 x Rango Promedio)/1.19

Análisis de Tolerancia %Vr y r/Tolerancia

Nota: % Vr y r < 10 Equipo estable 10 < % Vr y r < 30 Tomar medidas correctivas % Vr y r > 30 Equipo o sistema no aceptable

46

PRACTICA 1 CALIBRACIÓN Y ANÁLISIS DE UN SISTEMA DE MEDICIÓN

GUIA DEL PROFESOR

1. OBJETIVOS

1.1 Explicar como realizar la calibración a un instrumento de medición.

1.2 Explicar el análisis de un sistema de medición: (MSA) de Repetibilidad,


1.3 Calcular la incertidumbre de la medición.

2. MARCO TEORICO

2.1 CALIBRACIÓN

En el elemento 4.11 de la NTC 9001/94 establece que se deben mantener procedimientos

documentados para controlar, calibrar y mantener los equipos de inspección, medición y

ensayos usados para demostrar el cumplimiento del producto con los requisitos indicados,

esto para asegurar que se conoce la incertidumbre de medida y que dicha incertidumbre es

congruente con la capacidad de medida requerida.

Por su parte la ISO 9001 versión 2000, al respecto define la calibración como el conjunto

de operaciones que establecen en condiciones especificadas, la relación entre los valores de

47

Figura 1. Sistema de Medición

las magnitudes indicadas por el instrumento de medición o sistema de medición, o los

valores representados en una medida materializada o por un material de referencia y los

valores correspondientes determinados por medio de los patrones

Para efectos del desarrollo de esta práctica se describirá a continuación los términos

requeridos en el formato utilizado el cual se denomina CALIBRACIÓN DE

INSTRUMENTOS (Formato 1. Pagina 43).

2.1.1 Datos del instrumento

2.1.1.1 Instrumento. Hace referencia al tipo de instrumento el cual se desea calibrar, para

la práctica se sugiere utilizar el calibrador de carátula, calibrador de espesores o

micrómetro.

2.1.1.2 Rango Instrumento. Se define como la capacidad máxima del instrumento para

poder obtener una medida.

48

2.1.1.3 Rango de Trabajo. Se define como la máxima lectura obtenida de una variable

determinada que se este controlando.

2.1.1.4 Marca. Nombre de la empresa que fabrica el instrumento.

2.1.1.4 Resolución. Es la mínima medida la cual se puede obtener del instrumento.

2.1.1.5 Código. Según la Norma Técnica Colombiana establece que los instrumentos de

medida se deben codificar de acuerdo a su Función, Aplicación, área operativa de la

empresa

2.1.1.6 Usuario. Persona que utiliza el instrumento de medida.

2.1.1.7 Sección donde se utiliza. Lugar donde se utiliza el instrumento.

2.1.2 Condiciones ambientales

Las condiciones pedidas por la ISO 17025 “Requerimientos generales para la competencia

de los laboratorios de calibración y ensayo”. ( Esta Norma Internacional establece los

requisitos generales que un laboratorio tiene que cumplir para ser reconocida su

competencia para realizar calibraciones o ensayos, incluyendo el muestreo. Cubre

calibración y ensayos que se realizan utilizando métodos normalizados, métodos no

49

normalizados y métodos desarrollados por el laboratorio.) para los laboratorios de

metrologías son:

2.1.2.1 Temperatura. temperatura a la cual se encuentra el lugar de trabajo

2.1.2.2 Porcentaje de Humedad Relativa. % de humedad del lugar de trabajo.

2.1.2.3 Patrón Utilizado. Instrumento de medida que se va a utilizar para calibrar.

2.1.3 Mediciones y Cálculos

2.1.3.1 Valor Nominal. Es el valor de referencia especificado por el fabricante del patrón.

2.1.3.2 Lecturas. Se refiere a los datos que se deben obtener en la práctica.

2.1.3.3 Promedio. Es la media de las lecturas obtenidas.

2.1.3.4 Diferencia Patrón o Error (Dif Patrón o Error). Es la diferencia entre el valor

nominal y el promedio.

2.1.3.5 Desviación típica. Es el cálculo de la desviación estándar de las lecturas tomadas.

50

2.1.3.6 Incertidumbre (Incertid). Para definir la incertidumbre se conocen diversos

métodos, ver anexo 1.Para calcular la incertidumbre se multiplica la desviación

típica o estándar por dos.

2.1.3.7 Error máximo obtenido. Es el mayor valor obtenido en la columna “Dif Patrón o

error”

2.1.3.8 Error Máximo Permitido. Depende del instrumento que se está calibrando. Para el

Pie de Rey la expresión es:

Error debido al estado de la superficie de medición = ± 2 mµ

Error de paralelismo = ± 2 mµ

Error de división principal =

+±

505

Lmµ

Error de la división del cursor = ± 5 mµ

Error de ajuste del cero = ± 5 mµ

Error debido a la fuerza de medición = ± 3 mµ

Error de lectura = ± 15 mµ

Error Máximo =

+±

5037

Lmµ

51

En la práctica tal error no podrá verificarse por ser improbable la ocurrencia simultánea de

cada error máximo. Se debe entonces considerar la probabilidad del error máximo así:

mLL

MáximoError µ

+±=

+×±=

5025

5037

3

2

donde: L es la medida tomada con el instrumento.

50

1, Depende de la precisión del instrumento. (0.02mm)

2.1.3.9 Incertidumbre. Es el mayor valor de la columna de incertidumbre. El valor de este

campo será el máximo valor de la columna incertidumbre.

2.1.3.10 Tolerancia. Es un parámetro dado por el cliente al proveedor para establecer

el margen con que se desee que se fabrique un determinado producto.

2.1.3.11 Factor Rit. Es la relación que existe entre la tolerancia del producto medido

y la incertidumbre de medición o calibración. Este factor debe ser mayor a 3 y

determina si el instrumento de medida es el adecuado para medir esa parte en

producción.

2.1.3.12 Disposición. Basándose en el factor Rit se concluye: Certificar – Ajustar –

desechar.

52

2.2 Análisis de un sistema de medición.

Un sistema de medición esta compuesto por el operador, el instrumento y el producto

(Pieza o parte). El MSA consiste en determinar el SESGO, LA LINEALIDAD, LA

ESTABILIDAD, LA REPETIBILIDAD Y LA REPRODUCIBILIDAD.

CALCULO DE SESGO Y LINEALIDAD (FORMATO 2A)

2.2.1 Lecturas. En este campo del formato 2A se registran las lecturas tomadas con los

patrones utilizados en la práctica.

2.2.2 Registrar en los campos: X , Valor de referencia y sesgo del formato 2A los

respectivos valores.

2.2.3 Linealidad. Cuando se grafica el sesgo vs el valor de referencia la pendiente de la

línea de regresión que mejor se ajusta, multiplicada por la variación del proceso (o

la tolerancia) de las partes, es un índice de la linealidad del instrumento de

medición. Para expresar la linealidad del instrumento como un porcentaje de la

variación del proceso (o tolerancia) multiplicamos por cien (100) y dividimos por la

variación del proceso (o tolerancia).

Como con la estabilidad, la técnica de análisis recomendada es gráfica por lo cual se

recomienda, un diagrama de dispersión con la línea de mejor ajuste.

53

La curva de linealidad entre sesgo vs valor de referencia se grafica para el rango de

la operación del equipo. Si la gráfica obtenida es una línea recta la bondad de ajuste

de r2 determinará si hay una buena relación de linealidad.

2.2.4 Los campos Repetibilidad, Reproducibilidad, Variación de Repetibilidad o

Reproducibilidad ( Vr y r ), fueron definidos en la guía del estudiante. La expresión

para calcular la Variación de Repetibilidad y Reproducibilidad (Vryr) viene dada

por:

( )19.1

Pr15.5 omedioRangoVryr

×=

2.2.5 Registrar en los campos “Proceso, Variable, Instrumento, Operario” los nombres

apropiados.

2.2.6 Registrar los respectivos valores en los campos: “Rango, Rango Promedio,

Tolerancia el Producto”.

2.2.7 Estabilidad. La estabilidad fue definida en la guía del estudiante. Ver anexo 1

3. RECOMENDACIONES PARA LA PRÁCTICA

3.1 Asegúrese que el estudiante verifique el ajuste del cero del instrumento de medida

antes de comenzar la práctica.

54

3.2 Para calibrar se deben tomar las lecturas en orden ascendente para el primer ensayo de

lecturas (columna 1 del formato 1 de lecturas) para la primera lectura, descendente para

la segunda y así sucesivamente para el resto de lecturas del FORMATO 1

CALIBRACION DE INSTRUMENTOS.

3.3 Se sugiere trabajar con el 25%, 50% y 75% del rango del instrumento en el valor

nominal de los bloques patrón en Calibración de instrumentos ( Formato 1. Pagina 43).

3.4 Tolerancia: El docente asignará una tolerancia para el producto a medir.

3.5 Haga saber al estudiante de la importancia de dar un buen trato de los bloques patrón

para evitar su deterioro.

3.6 Indique al estudiante que para la linealidad debe realizar una regresión lineal del sesgo

vs el valor real del bloque patrón para hallar dicha variable.

3.7 Para la estabilidad debe realizarse una carta de control ( )RX , buscando con esto

simular la variación de las lecturas de los bloques patrón a través del tiempo. Debe

suponerse que las lecturas se hacen periódicamente cada mes por ejemplo.

4. BIBLIOGRAFÍA

N.T.C ISO 10012: 1997, 1ª actualización .

55

ISO/IEC 17025: 1999, General requeriments for the competence of testing and calibration

laboratories.

GONZALEZ GONZALEZ, Carlos y ZELENY VAZQUEZ, José Ramón. Metrología,

México D.F. McGraw-Hill, 1995. 691 p.

MEDINA GALLEGO, Jorge y SOTO, Oscar Julian, Fundamentos de Metrología, Bogotá.

Instituto Colombiano de Normas Técnicas, 1987. 700 p.

Anexo B. PRACTICA 2 DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE PROCESO PARA MANGUERAS

DE POLIETILENO.

GUIA DEL ESTUDIANTE

1. OBJETIVOS

1.1 Explicar el proceso de extrusión de mangueras de polietileno disponible en los

laboratorios.

1.2 Determinar la capacidad de un proceso de producción de mangueras estableciendo la

capacidad del proceso (Cp), Cpk+, Cpk-, para sus variables críticas analizando e

interpretando los resultados.

1.3 Utilizar el software para obtener los histogramas y calcular (Cp), Cpk+, Cpk-, del

proceso analizado.

2. MARCO TEORICO

2.1 Proceso de extrusión de mangueras. El principio de funcionamiento de una extrusora

consiste en un tornillo sin fin que gira dentro de un cilindro caliente. En el interior del

cilindro se transporta, compacta y plastifica una masa de material termoplástico

introducida la cual es expulsada luego, a través de una boquilla conformadora. Una vez la

57

masa extraída sale de la boquilla por medio de aire a presión se procede a un

dimensionado y enfriamiento. La manguera extraída debe obtener las dimensiones

esperadas durante el enfriamiento. Luego se corta en longitudes determinadas y se apila.

Figura 1. Extrusora

2.2 Capacidad de proceso. Se define como la comparación de lo especificado contra la

dispersión normal del proceso. Se determina tomando la diferencia entre el límite superior

e inferior de las especificaciones del proceso, dividida seis (6) veces la desviación

estándar. Se debe tener en cuenta que dichas especificaciones son acordadas entre el cliente

y el proveedor.

σ6EiEs

Cp−

= 1 donde:

σ = Es la desviación estándar

1 KUME, Hitoshi, Herramientas estadísticas básicas para el mejoramiento de la calidad. Bogotá :Norma, 1992, p.130

58

Es = Especificación Superior

Ei = Especificación Inferior

2.3 Capacidad de proceso ( Cpk+): Índice de rendimiento que indica la proximidad de la

medida al límite superior. Se determina como la diferencia entre el promedio de los datos

obtenidos y el límite superior de la especificación, dividido tres veces la desviación

estándar.

σ3XEs

CpK−

=+ 2

2.4 Capacidad de proceso (Cpk-): Índice de rendimiento que indica la proximidad de la

medida al límite inferior. Se determina como la diferencia entre el límite inferior de la

especificación y el promedio de los datos obtenidos, dividido tres veces la desviación

estándar.

σ3EiX

CpK−

=− 3


3.1 Extrusora

2 MARIÑO NAVARRETE, Hernando, El Sistema de Control Estadístico de Calidad. Bogotá: Instituto. Colombiano de Normas Técnicas, 1984. p.79 3 Ibid.,p79

59

3.2 Calibrador Pie De Rey De Carátula

3.3 Polietileno De Baja Densidad.

4. PROCEDIMIENTO

4.1 Procedimiento para el funcionamiento de la máquina:

4.1.1 Alistamiento del equipo

Previamente el auxiliar de laboratorio debe:

4.1.1.1 Energizar el tablero de mando de la extrusora.

4.1.1.2 Calibrar la temperatura de trabajo de las zonas 1,2 y 3 a 375ºC. Este proceso tiene

una duración de 60 minutos antes de iniciar el proceso.

4.1.1.3 Abrir la válvula del sistema de enfriamiento de la extrusora.

4.1.1.4 Encender el motor de tornillo sin fin sin materia prima durante 2 minutos.

4.1.1.5 Verificar la entrada de aire tanto al sistema de corte como a la boquilla de la

extrusora.

60

4.1.2 Operación.

4.1.2.1 Alimentar la máquina con polietileno de baja densidad.

4.1.2.2 Cuando observe salida de material iniciar el proceso de enfriamiento pasándolo por

la canaleta y luego embobinar por el sistema de arrastre, llevándolo hasta el sistema

de corte.

4.1.2.3 Ajuste la máquina para realizar cortes manuales, calculando una longitud

aproximada y homogénea (El profesor le indicará la especificación para la

longitud de la manguera.)

4.1.2.4 Ajuste la máquina para realizar cortes automáticos. (El profesor le indicará la

longitud del corte.)

4.1.2.5 Obtenga 50 muestras para realizar el informe tanto para corte manual como para

corte automático.

.

4.1.3.Explicación del uso del software NWA. Ver manual anexo.

61

Figura 2. Secciones Máquina Extrusora

5. INFORME

Formato 1. Distribución de frecuencias

LIMITES DE

CLASE MARCA DE

CLASE FRECUENCIA

(F) U UF U2 F

SUMATORIA Fuente: KUME, Hitoshi, Herramientas estadísticas básicas para el mejoramiento de la calidad. Bogotá: Norma, 1992, p.69 5.1 Elaborar el histograma para la anterior distribución de frecuencias

62

5.2 Calcular la media y la desviación estándar a partir de la tabla de distribución de

frecuencias, según el texto de referencia Herramientas estadísticas básicas para el

mejoramiento de la calidad. ( Hitoshi Kume).

n

ufhaX∑+=

1

22

−

−

=∑ ∑

n

n

uffu

hS 4 donde:

a: Marca de Clase donde u = 0

h: Intervalo de clase.

5.3 Elaborar un histograma utilizando el software NWA ( Anexar al informe).

5.4 Calcular de la capacidad del proceso Cp. El profesor indicará al estudiante las

especificaciones necesarias.

5.5 Calcular del Cpk+ y Cpk-.

FORMULAS Cp Cpk+ Cpk(-)

Fuente: Los autores

4 KUME, Hitoshi, Herramientas estadísticas básicas para el mejoramiento de la calidad. Bogotá :Norma, 1992, p71

63

5.1 De acuerdo a los valores obtenidos con la media y la desviación estándar ¿Cómo es el

comportamiento del proceso?

5.2 Interpretar Cp, Cpk+, cpk-. Compare sus resultados con los obtenidos en el software y

concluya.

5.3 Comparar los datos obtenidos con el software NWA y los realizados por el estudiante.

5.4 Concluya de acuerdo a lo realizado en la práctica.

6.. BIBLIOGRAFÍA

KUME, Hitoshi, Herramientas Estadísticas Básicas para el Mejoramiento de la Calidad.

Bogotá: Norma ,1992. 233 p.

CHARBONNEAU, Webster, Control de Calidad. México: Nueva Editorial Interamericana,

1983. 287 p.

JURAN, J.M. y GRYNA, Frank, Manual de Control de Calidad. México: McGraw – Hill,

1996. 2 v.

MARIÑO NAVARRETE, Hernando, El Sistema de Control Estadístico de Calidad.

Bogotá: Instituto. Colombiano de Normas Técnicas, 1984. 205 p.

Formato 2. Registro de datos

Realizado por:___________________________________ Código:_____________ Fecha:______________ Equipo utilizado:________________Temperatura Zona 1:____Zona 2:_____ Zona 3: _____ Zona 4:_____ Variable a controlar__________________Velocidad de Arrastre______________ Presión de aire: ________ Instrumento de Medida Utilizado_______________________________ Código Instrumento:_____________ Grupo: ________ Jornada_________ Subgrupo________ Docente__________________________________

No

Magnitud (mm)

Longitud Diámetro

No

Magnitud (mm)

Longitud Diámetro

No

Magnitud (mm)

Longitud Diámetro

No

Magnitud (mm)

Longitud Diámetro

1 26 1 26 2 27 2 27 3 28 3 28 4 29 4 29 5 30 5 30 6 31 6 31 7 32 7 32 8 33 8 33 9 34 9 34 10 35 10 35 11 36 11 36 12 37 12 37 13 38 13 38 14 39 14 39 15 40 15 40 16 41 16 41 17 42 17 42 18 43 18 43 19 44 19 44 20 45 20 45 21 46 21 46 22 47 22 47 23 48 23 48 24 49 24 49 25 50 25 50

Fuente: Los autores.

65

PRACTICA 2 DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE PROCESO PARA MANGUERAS

DE POLIETILENO. GUIA DEL PROFESOR

1. OBJETIVOS

1.1 Explicar el proceso de extrusión de mangueras de polietileno disponible en los

laboratorios.

1.2 Determinar la capacidad de un proceso de producción de mangueras estableciendo la

capacidad del proceso (Cp) y el Cpk del proceso, analizando e interpretando los

resultados.

3. MARCO TEORICO

2.1 Proceso de extrusión de mangueras. El método de funcionamiento de una extrusora

consiste en que un tornillo sin fin, gira dentro de un cilindro caliente. En el interior del

cilindro se transporta, compacta y plastifica la masa introducida para expulsarla luego,

por una boquilla conformadora. La materia prima utilizada es un termoplástico el cual

se somete a un procesos de presión y calentamiento para condicionarla a una

viscosidad, lo suficientemente elevada, para transformarla directamente en una forma

continua que la confiere la boquilla ubicada en el cabezal. Después de la salida de la

masa extrusionada de la boquilla se procede a un calibrado y enfriamiento, en el

66

calibrado la masa extrusionada debe mantener las dimensiones exigidas durante el

enfriamiento, luego se corta en longitudes determinadas y se apila.

Figura 1. Extrusora

2.2 Materias primas utilizadas en el proceso de extrusión de plásticos. En la industria de

extrusión de plásticos se utilizan los termoplásticos que son resinas con una estructura

molecular lineal que durante le moldeo en caliente no sufren ninguna modificación

química. La acción del calor hace que estas resinas se fundan, solidificándose

rápidamente por enfriamiento en el aire o al contacto con las paredes del molde. Dentro

de ciertos límites puede repetirse el ciclo de fusión-solidificación pero, sin embargo,

debe tenerse en cuenta que el calentamiento repetido puede dar como resultado la

degradación de la resina.

Algunos termoplásticos utilizados pueden ser:

2.2.1 Polietileno de alta densidad (PEAD). Es de fácil proceso, su resistencia y

flexibilidad no cambian a bajas temperaturas, posee una alta resistencia al ataque de

67

óxidos y excelentes propiedades de aislante eléctrico. Se utiliza para la fabricación

de combustibles de aceites, tuberías.

2.2.2 Policloruro de vinilo (PVC). Es uno de los materiales más versátiles, resistente a la

intemperie, se utiliza para la fabricación de envases.

2.2.3 Polietileno de baja densidad ( PEBD). Es blando, es fácilmente maquinable y su

fluidez al molde no presenta complicaciones. Se utiliza para la fabricación de bolsas

plásticas, mangueras.

2.3 Tipos de extrusoras de plástico.

2.3.1 Máquinas de extrusión de un huesillo (tornillo sin fin). Por lo general, son

máquinas universales empleadas para mezclar, plastificar, granular materiales,

fabricar películas, láminas, tubos y artículos de configuración compleja, además

para revestir telas y papel.

Su principal característica es que está conformada por un huesillo o tornillo sin fin

que es el que transporta, compacta y plastifica el material termoplástico.

2.3.2 Máquinas de extrusión de dos o más huesillos. Estas máquinas, por sus cualidades

tecnológicas ofrecen mayores ventajas de producción y son más aceptadas en el

mercado por su gran capacidad de aplicación. Son ideales para trabajos de gran

producción donde debe obtenerse un mezclado completo del compuesto del moldeo,

68

una excelente granulación de los materiales termoplásticos, eliminación completa de

los defectos gelificantes y la eliminación justa de la humedad entre otros

requerimientos.

2.3.3 Máquina de extrusión sin huesillo. Las máquinas sin huesillo pueden utilizarse

para la fabricación de artículos laminados y tubos, aplicación de revestimientos

aislantes en cables, fabricación de artículos de espuma sintética, para la

plastificación previa de termoplásticos en máquinas de fusión. El material

permanece en la máquina muy poco tiempo, como máximo nueve segundos

característica importante para materiales sensibles a la destrucción térmica.

Para el desarrollo de esta práctica se recomienda utilizar el FORMATO 1

DISTRIBUCIÓN DE FRECUENCIAS. Sus campos son los siguientes:

2.2 Limites de clase: Hace referencia a los valores mínimos y máximos de la muestra con

un mismo rango que forman intervalos entre sí.

2.3 Rango: Es la diferencia entre el máximo y mínimo valor observado.

2.4 Marca de Clase: Es el valor medio de cada intervalo de clase.

2.5 Frecuencia: Se refiere al número de veces que se repite un valor en un límite de clase.

69

2.6 Marca de clase (U):

2.7 Marca de clase, frecuencia (UF): Se obtiene de la multiplicación de la marca de clase

(U) con su frecuencia respectiva.

2.8 U2F: Se obtiene de la marca de clase U elevada al cuadrado por la frecuencia

respectiva.

2.9 Capacidad de proceso. Se define como la diferencia entre el límite superior e inferior

de las especificaciones del proceso, dividida (6) seis veces la desviación estándar. Se debe

tener en cuenta que dichas especificaciones son acordadas entre el cliente y el proveedor.

σ6EiEs

Cp−

= 5

Figura 2. Capacidad de Proceso a partir del NWA Quality Analyst

5 KUME, Hitoshi, Herramientas estadísticas básicas para el mejoramiento de la calidad. Bogotá :Norma, 1992, p.130

70

2.10 Capacidad de proceso ( Cpk+): Índice de rendimiento que indica la proximidad de la

medida al límite superior. Se determina como la diferencia entre el promedio de los datos

obtenidos y el límite superior de la especificación, dividido tres veces la desviación

estándar.

σ3XEs

CpK−

=+ 6

2.11 Capacidad de proceso ( Cpk(-)): Índice de rendimiento que indica la proximidad de la

medida al límite inferior. Se determina como la diferencia entre el límite inferior de la

especificación y el promedio de los datos obtenidos, dividido tres veces la desviación

estándar

σ3EiX

CpK−

=− 7


3.1 Extrusora.

3.3 Calibrador pie de rey de carátula.

6 MARIÑO NAVARRETE, Hernando, El Sistema de Control Estadístico de Calidad. Bogotá: Instituto. Colombiano de Normas Técnicas, 1984. p.79 7 Ibid.,p79

71

3.3 Polietileno de baja densidad.

Figura 3. Secciones Máquina Extrusora

4. RECOMENDACIONES PARA LA PRÁCTICA

4.1 Asegúrese de que la máquina extrusora se haya precalentado antes de iniciar la práctica

durante 60 minutos.

4.2 Indique a cada grupo de estudiantes la longitud de la manguera y los límites de

especificación superior e inferior de acuerdo a su criterio tanto para el corte automático

como para el manual, esto para obtener diversos datos dentro de la práctica.

72

4.3 Informe al estudiante que debe utilizar el software NWA para obtener los histogramas

respectivos de la práctica y así mismo analizar los datos obtenidos.

4.4 Tenga en cuenta que el instructor debe ajustar la máquina para poder obtener

mangueras de longitud aproximada de 120.00mm, diámetro interno de 2.00mm,

diámetro externo 4.00mm y color natural.

4.5 No olvide que en el Formato 1 Registro de datos se diligencia una columna para el

registro de datos obtenidos para el corte manual y la otra columna para el corte

automático.

5. BIBLIOGRAFÍA.

KUME, Hitoshi, Herramientas Estadísticas Básicas para el Mejoramiento de la Calidad.

Bogotá: Norma 1992. 233 p.

CHARBONNEAU, Webster, Control de Calidad. México: Nueva Editorial Interamericana,

1983. 287 p.

JURAN, J.M. y GRYNA, Frank, Manual de Control de Calidad. México: McGraw – Hill,

1996. 2 v.

MARIÑO NAVARRETE, Hernando, El Sistema de Control Estadístico de Calidad.

Bogotá: Instituto. Colombiano de Normas Técnicas.

Anexo C. PRACTICA 3 DIAGRAMA DE PARETO Y CAUSA EFECTO PARA EL PROCESO PRODUCTIVO

DE NIQUELADO DE PIEZAS METÁLICAS GUIA DEL ESTUDIANTE

1. OBJETIVOS

1.1 Explicar el proceso de niquelado de partes metálicas.

1.2 Elaborar un diagrama de Pareto para analizar los principales defectos obtenidos en el

proceso de niquelado de piezas metálicas.

1.3 Elaborar un diagrama de causa - efecto para analizar las principales causas de

ocurrencia de los defectos más ofensores.

1.4 Utilizar el software NWA para elaborar diagramas de Pareto.

2 MARCO TEORICO

2.1 Proceso de Niquelado de piezas metálicas. Es una técnica para depositar sobre los

cuerpos sólidos recubrimientos metálicos por procedimientos electrolíticos.

Los objetos a recubrir se usan como cátodos (Electrodos negativos) y como ánodo

(Electrodos Positivos) una lámina del metal recubridor.

.

74

Si los objetos a recubrir son metálicos previamente se someten a limpieza y decapado y si

son malos conductores de la corriente eléctrica (Madera, Plástico, Cuero, etc.) se les

metaliza previamente con baño o espolvoreo de polvo metálico o grafi

prÁcticas aseguramiento de la calidadred.uao.edu.co/bitstream/10614/5634/1/tid02055.pdf · 2019....

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