Programa de certificación de Black Belts ASQ

1. Seis Sigma Programa de certificación de Black Belts ASQ Diseño para Seis Sigma P. Reyes / Abril 2009

2. Diseño para Seis Sigma Introducción a DFSS A. Metodologías comunes DFSS B. Diseño para X (DFX) C. Diseño y procesos Robustos D. Herramientas especiales de diseño 1. Estratégicas 2. Tácticas

3. Introducción a DFSS • Diseño para Seis Sigma es el método sugerido para hacer diseños de producto. • El 70-80% de los problemas de calidad están relacionados con el diseño, por tanto el énfasis debe ser en la parte inicial del desarrollo del producto • Corregir el producto en producción es mucho más costoso • Una forma de incrementar las ventas debe incluir la introducción de nuevos productos

4. Introducción a DFSS • Cooper sugiere que los productos exitosos: • Deben ser únicos y superiores • Con una orientación fuerte al mercado • Trabajo previo al desarrollo • Buena definición del producto • Calidad de la ejecución • Esfuerzo de equipo en el desarrollo del producto • Selección adecuada del proyecto

5. Introducción a DFSS • Cooper sugiere que los productos exitosos… • Preparar su lanzamiento • Liderazgo de la alta dirección • Velocidad al mercado • Proceso de nuevo producto (stage gate) • Mercado atractivo • Fortalezas de las capacidades de la empresa

6. Introducción a DFSS • El proceso de desarrollo de producto consta de dos partes: Generación de ideas y selección y el desarrollo del nuevo producto (NPD) consistiendo de: • Estudio del concepto: para identificar incógnitas acerca del mercado, tecnología o proceso de manufactura • Investigaciones de factibilidad: para identificar las limitaciones del concepto o nuevas investigaciones Requeridas

7. Introducción a DFSS • Desarrollo del nuevo producto: arranque del NPD, incluye las especificaciones, necesidades del cliente, mercados objetivo, equipo multifuncional y determinación de las etapas clave de desarrollo • Mantenimiento: son actividades posteriores a la liberación asociadas con el desarrollo del producto • Aprendizaje continuo: reportes de estatus del proyecto y evaluaciones

8. Proceso Stage Gate • Se usa para filtrar y pasar proyectos conforme avanzan en sus etapas. Se revisa por la dirección y en cada etapa se puede “cancelar”: • Obtener la idea • Probar que funciona • Evaluación financiera • Desarrollo y prueba • Ampliar a producción • Lanzar el producto • Soporte post venta • Aprendizaje continuo

9. Introducción a DFSS • Clarificación de etapas del proyecto, cada una tiene sus propios requerimientos a ser alcanzados, si no se logran pueden ser cancelados: • Etapa: ideas – Pre concepto, idea • Etapa: probar que funcione – concepto, eval. Inicial • Evaluación financiera - especificaciones de mercado • Desarrollo y prueba – Demostraciones, verificaciones • Escalamiento – Producción, validación • Lanzamiento – Lanzamiento comercial • Soporte post liberación – mantenimiento, obsoleto • Aprendizaje continuo - revisión

10. Desarrollo del producto Definiciones: • Nuevo en el mundo • Invenciones y descubrimientos • Nuevas categorías del producto • Innovaciones a productos actuales • Adiciones a líneas actuales de productos • Mejora a los productos • Reposionamiento de los productos en el mercado • Reducciones de costos

11. Introducción a DFSS • Tipos de nuevos productos (Crawford y Cooper): • Productos completamente nuevos: impresoras Laser • Entrada de nuevas categorías: nuevas para la empresa • Adiciones a líneas de productos: café descafeinado • Mejoras a productos: mejores productos actuales • Reposiciones: producto para nuevo uso o aplicación • Reducciones de costos: reemplazo de productos actuales por otros de menor costo

12. Introducción a DFSS • De cada 10 nuevas ideas surge el desarrollo de 4 productos de los que se lanzan 1.3 y sólo uno es exitoso, por lo que se requieren muchas ideas. Los productos exitosos se obtienen: • Productos únicos con valor para el cliente • Fuerte orientación al mercado hacia satisfacer necesidades • Esfuerzo de equipo: ventas, ingeniería, mercadotecnia • Preparación del lanzamiento • Selección adecuada de proyectos, eliminar a tiempo los malos proyectos

13. Introducción a DFSS • Trabajo previo al desarrollo: • Filtraje • Análisis de mercados • Evaluaciones técnicas • Investigación de mercados • Análisis del negocio • Buena definición del producto y del proyecto • Calidad en la ejecución de los pasos del desarrollo y del diseño

14. Introducción a DFSS • Esfuerzos de equipo incluyendo miembros de desarrollo del producto, investigación y desarrollo, mercadotecnia y operaciones • Liderazgo de la alta dirección • Rapidez de introducción al mercado • Nuevos procesos para los productos • Mercados atractivos • Fortaleza de las habilidades de la empresa con sinergia

15. Introducción a DFSS • GE Plastics sugiere usar las mejores prácticas en cada etapa de desarrollo de los productos como son: • Entender las características críticas de calidad (CTQs) para los clientes internos y externos • Realizar un estudio de modos y efectos de falla FMEA • Realizar Diseño de experimentos para identificar variables clave • Hacer Benchmarking de otras plantas

16. IX.A Metodologías comunes DFSS

17. Metodologías comunes DFSS • IDOV • DMADV • DMADOV • Modelo Francés

18. Modelo IDOV • Modelo de DFSS de Treffs de cuatro pasos: • Identificar: usar contrato (team charter), Voz del cliente (QFD), FMEA y Benchmarking • Diseñar: enfatizar los CTQs, identificar los requerimientos funcionales, desarrollar alternativas evaluarlas y seleccionar • Optimizar: usar información de capacidad de procesos, análisis de tolerancias, diseño robusto y otras herramientas de Seis Sigma • Validar: Probar y validar el diseño

19. Modelo DMADV • Modelo de DFSS de Simon (2000) DMADV: • Definir: metas del proyecto y necesidades del cliente • Medir: medir necesidades del cliente y especificaciones • Analizar: Determinar las opciones del proceso • Diseñar: Desarrollar los detalles para producir y cumplir los requerimientos del cliente • Verificar: Validar y verificar el diseño

20. DMADOV Sus 6 pasos son los siguientes • Definir el proyecto • Medir la oportunidad • Analizar las opciones del proceso • Diseñar el proceso • Optimizar el proceso • Verificar el desempeño

21. Modelo de diseño francés El diseñador del nuevo producto es responsable de Coordinar todo su desarrollo participando con el Gerente de producto, mercadotecnia, ventas, Operaciones, diseño y finanzas en un equipo

22. Modelo de diseño francés • El diseño captura las necesidades, proporciona análisis, y produce una definición del problema. • El diseño conceptual genera una variedad de soluciones al problema, y produce dibujos de trabajo a partir del concepto abstracto • El paso detallado consolida y coordina los puntos finos al producir el producto • El diseñador del nuevo producto es responsable de llevar el concepto inicial hasta el lanzamiento final • La dirección dirige el proceso

23. IX.B Diseño para X

24. Uso de técnicas y herramientas de DFX • Es un método basado en el conocimiento para diseñar productos que tengan tantas características deseables como sea posible (calidad, confiabilidad, serviciabilidad, seguridad, facilidad de uso, etc..) • AT&T acuño el término DFX para describir el proceso de diseño • La caja de herramientas de DFX ha crecido continuamente para ofrecer hoy en día cientos de herramientas

25. Uso de técnicas y herramientas de DFX 1. Los métodos DFX se presentan como guías de diseño. Por ejemplo para incrementar la eficiencia del ensamble es necesaria una reducción en el número de partes y los tipos de estas. La estrategia será verificar que cada parte es necesaria. 2. Cada método o herramienta debe tener alguna forma de verificar su efectividad por el usuario

26. Uso de técnicas y herramientas de DFX 3. Determinar la estructura de herramientas DFX Se pueden requerir otros cálculos antes de que la técnica se considere completa. Una herramienta independiente no depende de la salida de otra herramienta 4. Efectividad y contexto de la herramienta Evaluada por el usuario en exactitud de análisis y/o integridad de la información generada 5. Enfoque en el proceso de desarrollo del producto Al comprender las actividades permite determinar cuando usar una herramienta 6. Mapeo de herramientas por nivel

27. Características de los proyectos DFX • Función y desempeño: • Factores vitales para el producto • Seguridad: • El diseño debe hacer al producto seguro para manufactura, venta, uso y disposición • Calidad: • El diseño debe asegurar la calidad, confiabilidad y durabilidad

28. Características de los proyectos DFX • Confiabilidad • Usando el AMEF de diseño se pueden anticipar fallas, se puede usar redundancia • Facilidad de prueba: • Los atributos de desempeño deben poder medirse fácilmente • Manufacturabilidad (DFM): • El diseño debe simplificar el producto para su manufactura por medio de partes y operaciones necesarias reducidas, incluye facilidades de prueba y embarque

29. Características de los proyectos DFX • Ensamble (DFA): • El producto debe ser fácil de ensamblar para reducir tiempo de servicio, tiempo de reparación, tiempo de ciclo de lanzamiento. • Se logra al usar menos partes, menos documentos, menos inventarios, menos inspecciones, menos ajustes y menos manejo de materiales, etc. • Serviciabilidad (mantenabilidad y reparabilidad): • Facilidad de servicio al presentar falla

30. Diseño para X (DFX - AT&T) • Mantenabilidad: • El producto debe tener un desempeño satisfactorio durante su vida esperada con mínimo gasto, la mejor forma es asegurar la confiabilidad de los componentes. • Debe haber menos tiempos muertos para mantenimiento, menos horas hombre de reparación, requerimientos reducidos para las partes y menores costos de mantenimiento • Uso de sistemas de construcción modular, uso de partes nuevas, retiro de partes sospechosas, autodiagnóstico interconstruido, cambio periódico de partes, etc.

31. Diseño para X (DFX - AT&T) • Ergonomía, facilidad de uso: • El producto debe adaptarse al ser humano. Anticiparse a errores humanos, prevenir un uso incorrecto, acceso de componentes mejorado, simplificación de las tareas del usuario, identificación de componentes • Apariencia: • Que el producto sea atractivo, requerimientos especiales para el usuario, estilo, compatibilidad de materiales y forma, aspecto proporcional, protección de daño por servicio

32. Diseño para X (DFX - AT&T) • Empaque: • Considerar el tamaño y características físicas del producto, el método de empaque, automatización deseable • Features: • Accesorios, opciones disponibles para el producto • Tiempo de entrada al mercado: • Es deseable tener tiempos cortos de ciclo, es una gran ventaja salir antes que la competencia

33. IX.C Diseño y proceso robusto

34. IX.C Diseño y proceso robustos • Requerimientos funcionales • Estrategias de ruido • Diseño de tolerancias • Tolerancias y capacidad del proceso

35. Diseño y proceso robustos • Genichi Taguchi ha denominado Ingeniería de Calidad a su sistema de robustez para la evaluación y mejora del proceso de desarrollo de productos. • Usa el concepto de control de parámetros para indicar donde posicionar el diseño donde el “ruido” aleatorio no causa falla

36. Diseño y proceso robustos • Factores del proceso: • Los factores de señal sirven para mover la respuesta sin afectar la variabilidad • Los factores de control son los que puede controlar el experimentador (se dividen entre los que agregan costo y los que no agregan costo) • Los factores que agregan costo al diseño se denominan factores de tolerancia • Los factores de ruido son factores no controlables por el diseñador

37. Diseño y proceso robustos

38. Diseño y proceso robustos • Ejemplo de fabricación de ladrillos con mucha variación dimensional:

39. Diseño y proceso robustos • Un equipo identificó 7 factores de control que pensaron afectaban las dimensiones: • Contenido de caliza en la mezcla • Finura de los aditivos • Contenido de amalgamato • Tipo de amalgamato • Cantidad de materia prima • Contenido de material reciclado • Tipo de feldespato • Factores de ruido: Temperatura del horno

40. Diseño y proceso robustos • Se realizaron los experimentos utilizando un arreglo ortogonal • Con los resultados del experimento se identificó como factor significativo al Contenido de caliza en la mezcla, cambiándola de 1% a 2% el rechazo bajaba de 30% a menos de 1% • Como el amalgamato era caro se redujo su cantidad sin afectar las dimensiones y reduciendo el costo

41. Diseño y proceso robustos Etapas del diseño: • Diseño del concepto es la selección de la arquitectura del producto o proceso basado en tecnología, costo, requerimientos del cliente, etc. • Diseño de parámetros utilizando los componentes y técnicas de manufactura de menor costo. La respuesta se optimiza para control y se minimiza para el ruido • Diseño de tolerancias, si el diseño no cumple los requerimientos, entonces se usan componentes de tolerancia más cerrada pero más caros

42. Requerimientos funcionales • Requerimientos de un diseño robusto: • Que el producto pueda desempeñar su función y ser robusto bajo diversas condiciones de operación y exposición • Que el producto sea fabricado al menor costo posible • Después de la selección del nuevo sistema, se determinan sus valores nominales y tolerancias para obtener un diseño óptimo

43. Diseño de parámetros para productos robustos - Pasos • Determinar los factores de señal y los factores de ruido y sus rangos • Seleccionar los factores de control y sus niveles y asignarlos a arreglos ortogonales apropiados, estos factores pueden ser ajustados para mejorar la robustez • Correr los experimentos de acuerdo a los arreglos ortogonales

44. Diseño de parámetros • Calcular las relaciones Señal / Ruido de los datos experimentales de acuerdo a lo que se busque: • Menor es mejor: desgaste, encogimiento, deterioración • Mayor es mejor: resistencia, vida, eficiencia de combustible • Nominal es mejor: espacios, pesos, viscosidades, etc. • Determinar las condiciones óptimas para el proceso, derivadas de los datos experimentales, usar los niveles que proporcionen el valor S/N máximo y correr experimentos adicionales de verificación de óptimos • Realizar corridas normales de producción

45. Diseño de parámetros • Relaciones Señal a ruido:

46. Diseño de parámetros • Ejemplo: Minimizar el esfuerzo de ensamble de un conector de elastómero a un tubo de nylon. • Los factores de control son (usa dos niveles): • A=Interferencia; B=espesor de pared; C=profundidad de inserción; D=Porcentaje de adhesivo cada uno en tres niveles • Los factores de ruido no controlables (pero si durante el experimento en dos niveles) son: • E= tiempo; F= temperatura; G= Humedad relativa

47. Diseño de parámetros • Usando la experimentación Full factorial tendríamos 4 factores en 3 niveles = 81 experimentos, Taguchi propone un arreglo L9 con 9 experimentos. • Los 3 factores de ruido pueden ser puestos en un arreglo L8 con 8 corridas de condiciones de ruido. Este arreglo induce ruido al experimento para ayudar a identificar los factores de control que sean menos sensibles a un cambio en los niveles de ruido

48. Diseño de parámetros

49. La función de pérdida • La función de pérdida, se usa para determinar la pérdida financiera que ocurre cuando se desvía una característica Y de su valor objetivo. Vale 0 en el el valor objetivo m:

50. La función de pérdida • Ejemplo: • Si m = 7; • y = 7.5; • A = $ 50; • Tolerancia = (7.25-6.75)