Programa de certificación de Black Belts ASQ

1. Seis Sigma Programa de certificación de Black Belts ASQ Diseño para Seis Sigma P. Reyes / Noviembre 2007

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 tiene dos partes: generación de ideas y desarrollo del nuevo producto (NPD), con cinco pasos: • Estudio del concepto • Investigaciones de factibilidad • Desarrollo del nuevo producto • Mantenimiento • Aprendizaje continuo

7. 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

8. 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

9. 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

10. 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

11. 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

12. 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

13. IX.A Metodologías comunes DFSS

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

15. IDOV Los cuatro pasos del IDOV son: • Identificar • Uso de Team Charte, VOC, QFD, FMEA, Benchmarks • Diseñar • Enfatizar CTQs, identificar requerimientos, desarrollar alternativas, evaluarlas y seleccionarlas • Optimizar • Usar capacidad de procesos, análisis de tolerancias y diseño robusto • Validar • Probar y validar el diseño

16. Modelo IDOV • Modelo de DFSS de Treffs de cuatro pasos: • Identificar: usar propuesta (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

17. DMADV Los cinco pasos del DMADV son: • Definir • Definir las metas del proyecto y las necesidades del cliente • Medir • Medir y determinar las necesidades del cliente • Analizar • Analizar los procesos para cumplir con los requerimientos del cliente • Diseñar • Desarrollar los procesos para cumplir con las necesidades del cliente • Verificar • Verificar y validad el desempeño del proceso

18. 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

19. 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

20. 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

21. IX.B Diseño para X

22. 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

23. 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

24. Uso de técnicas y herramientas de DFX 3. Determinar la estructura de herramientas DFX Se pueden requerir otros cálculos antes de que la herramienta se considere completa 4. Efectividad y contexto de la herramienta Evaluada por el usuario en exactitud de análisis e integridad 5. Enfoque en el proceso de desarrollo del producto 6. Mapeo de herramientas por nivel

25. 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

26. 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

27. 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

28. 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.

29. 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

30. 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

31. 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

32. 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

33. 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

34. 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

35. IX.C Diseño y proceso robusto

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

37. 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

38. 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

39. Diseño y proceso robustos

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

41. 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

42. 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

43. 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

44. 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

45. Diseño de parámetros para productos robustos • 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

46. 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

47. Diseño de parámetros • Relaciones Señal a ruido:

48. 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

49. 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

50. Diseño de parámetros