BB3 Diseño basico de experimentos

Diseño Básico de ExperimentosDiseño Básico de Experimentos

Experimentos DiseñadosExperimentos Diseñados

• ¿Qué Es un Experimento Diseñado (DOE)?• ¿Por Qué Usar DOE?• Componentes de un DOE• Experimento Factorial Completo• Factor y Efectos de Interacción• Repetición y Replicación• Tipos de Salidas• Selección de una Buena Salida• Tipos de Experimentos• Pasos para Diseñar y Realizar un DOE• Estrategias de DOE• Hoja de Trabajo de Planeación de un DOE

Contenido

Objetivos de AprendizajeObjetivos de Aprendizaje

Al terminar este módulo, tendrás la capacidad de...

1. Identificar cuando usar los Experimentos Diseñados.

2. Determinar una medida de salida que satisfaga el objetivo del experimento.

3. Identificar los factores de control y ruido que deben incluirse en un experimento diseñado.

4. Realizar un análisis simple de las medias para determinar el efecto que tienen los factores e interacciones sobre la salida promedio.

Mapa de Six Sigma - Experimentos DiseñadosMapa de Six Sigma - Experimentos Diseñados

Estrategia deGran Impacto

Caracterización

Optimización

Medir

Analizar

Mejorar

Controlar

Se usa para examinaruna gran cantidad devariables.

Se usa para identificarvariables de entradacríticas y cuantificar suefecto en la salida.

¿Por Qué Realizar Experimentos?¿Por Qué Realizar Experimentos?

Procesos Transaccionales y de Manufactura:• Para identificar, verificar y optimizar la influencia de las variables clave

(Xs).• Cuando sea posible, "robustecer" los procesos ante variaciones

incontrolables (como materias primas, componentes, etc.)

Diseño de Productos:• Para crear diseños de productos que sean fuertes ante las variaciones

en el ambiente de uso, sobre todo el rango de operación del producto.• Para crear diseños de productos que sean fáciles de fabricar.

En todos los casos:• Para mejorar la calidad, reducir el tiempo, el retrabajo y el costo.

¿Qué es un Experimento Diseñado?¿Qué es un Experimento Diseñado?

Cambios deliberados y sistemáticos de las variables de entrada (factores) para observar los cambios correspondientes en la salida (respuesta).

Proceso

Entradas Salidas (Y)

Diseño deProducto

Entradas Salidas (Y)

Nota: Este curso se concentra en las aplicaciones de “Proceso” de DOE.

¿Por Qué Usar DOE?¿Por Qué Usar DOE?Para aumentar la efectividad y eficiencia de la recolección de información.

Efectividad

Cuando se usa adecuadamente, DOE reduce el error pronosticado.

Aumenta la probabilidad de que la información obtenida represente correctamente la realidad.

Eficiencia

Cuando se usa adecuadamente, DOE:

• Aumenta la probabilidad de que la información obtenida sea pertinente al objetivo.

• Proporciona la mayor información a partir de la mínima cantidad de datos.

Ejemplo del Proceso de PrototipoEjemplo del Proceso de Prototipo

Entradas Proceso Salidas (Y)

Proceso dePrototipo ( )Tiempo de

Ciclo de Prototipo

Factoresen el

experimento

Resultadodel

experimento

Hora de Recibo del PedidoMétodo de Orden de Compra

Persona qué Introdujo los Datos

Objetivo: Reducir al mínimo el tiempo de ciclo de prototipo.

Ejemplo de MoldeoEjemplo de Moldeo

Moldeo

Entradas Salidas (Y)Proceso

Dimensiónde la Parte

Tiempo de Ciclo

Temp. de Moldeo

Presión de Sujeción

Tiempo de Sujeción

Tipo de Material

Objetivo: Lograr que la dimensión de la parte sea uniforme de acuerdo con un valor meta determinado.

Factoresen el

experimento

Resultadodel

experimento

( )

Componentes de DOE EjemplosComponentes de DOE Ejemplos

Pruebas o Corridas ExperimentalesLas combinaciones de pruebas específicas de factores y niveles que se corren durante el experimento.

Tiempo x Temp:El mejor nivel de tiempo depende de la temperatura establecida.

InteraccionesEl grado en que los factores dependen unos de otros. Algunos experimentos evalúan el efecto de lasinteracciones; otros no.

Factor NivelesB. Temp. de Moldeo 600° 700°E. Tipo de Material Nylon Acetal

NivelesLos valores en los que se establecen los factores.

A. Tiempo de CicloB. Temp. de MoldeoC. Presión de SujeciónD. Tiempo de SujeciónE. Tipo de Material

FactoresLas variables de entrada de proceso que seestablecen a diferentes niveles para observarsu efecto en la salida.

Dimensión de la ParteRespuesta de SalidaLa salida que se mide como resultado del experimentoy se usa para juzgar los efectos de los factores.

+1+1-1+1-13

+1+1+1-1-12

-1-1-1-1-11

DatosEDCBACorridas

-1=Nivel Bajo +1=Nivel Alto

.

.

Respuesta de SalidaRespuesta de Salida

• Cuando se planea un experimento, el primer elemento que debe determinarse es lo qué se debe medir como el resultado del experimento (Y).

• La respuesta de salida (medida de salida) debe estar relacionada con el objetivo experimental. Al mejorar la salida se debe mejorar la característica de interés CT.

• Una vez que se determina la medida de salida, el equipo pregunta “¿Qué factores (Xs) podrían afectar esta salida?”

¿Por qué es importante determinar la medida de salida antes de identificar los factores?

Pregunta

Nota: Las guías de medidas de salida “buenas” se dan más adelante en este módulo.

• Los factores son los elementos que cambian durante un experimento para observar su impacto sobre la salida.

- Los factores pueden ser cuantitativos o cualitativos.

• Los niveles son las válvulas (o condiciones) de los factores que se prueban durante el experimento.

- la mayoría de los experimentos prueban los factores en 2 ó 3 niveles.

Factor Niveles

B. Temp de Moldeo 600 700

E. Tipo de Material Nylon Acetal

Factores y NivelesFactores y Niveles

Factor cuantitativo, dos niveles

Factor cualitativo, dos niveles

o o

Notación ComúnNotación Común• Es costumbre marcar los factores con letras del alfabeto (Factor A,

Factor B, etc.)• Generalmente, los niveles se designan en cualquiera de estas dos

maneras:“-” ó “-1” indican el nivel bajo del factor.

“-” ó “+1” indican el nivel alto del factor.

Factor Niveles - +

B. Temp. de Moldeo 600 700


oo

Factor Niveles1 2

B. Temp. de Moldeo 600 700


El “1” indica el nivel bajo del factor.

El “2” indica el nivel alto del factor.

oo

En el caso de factores cualitativos, asignamos arbitrariamente un nivel como el nivel bajo y otro como el alto.

Nota

Experimento Factorial CompletoExperimento Factorial Completo• Un experimento factorial completo es un experimento

donde se prueban todas las posibles combinaciones de niveles de factores.

• Este experimento de tratamiento térmico de vías es un ejemplo sencillo de un diseño factorial completo:

y7

y8

y3

y4

60 min.

y5

Y6

y1

y230 min.

900700

Factor A : Temperatura de Salida

Factor B : Tiempo en Horno

Y = Dureza de la Parte

Este ejemplo simplificado se usa para ilustrar los conceptos de factores y efectos de interacción.

Nota

o

o

Análisis del Efecto de la MediaAnálisis del Efecto de la MediaFactor A : Temperatura de Salida

79

78

95

9260 min.

84

87908730 min.

900700Factor B : Tiempo en Horno

Y = Dureza de la Parte

Un análisis de la media responde estas preguntas:

1. ¿El cambio de temperatura de salida cambia la dureza promedio de la parte?

• ¿El cambio de tiempo en Horno cambia la dureza promedio de la parte?

• ¿Qué efecto tiene la interacción entre la temperatura y el tiempo sobre la dureza promedio de la parte?

A2 =

El Efecto de la Temperatura de SalidaEl Efecto de la Temperatura de Salida


79

78

95

92B2 = 60 min.

84

879087

B1 = 30 min.

A2 = 900A1 = 700


o o

A1 = 90 + 87 + 95 + 924

= 91

84 + 87 + 79 + 784

= 82

¿El cambio de temperatura de salida parece cambiar la dureza promedio de la parte?

Dur

eza

de B

rinne

ll

700 900o o

95

90

85

80

91

82

El Efecto del Tiempo en HornoEl Efecto del Tiempo en Horno

B2 =


o o

B1 = 90 + 87 + 84 + 874

= 87

95 + 92+ 79 + 784

= 86

Dur

eza

de B

rinne

ll

30 min. 60 min.

95

90

85

80

79

78

95

92B2 = 60 min.

84

879087

B1 = 30 min.

A2 = 900A1 = 700


¿El cambio de tiempo en horno parece cambiar la dureza promedio de la parte?

8786

El Efecto de la InteracciónEl Efecto de la Interacción


oo


79

78

95

92

B2 = 60 min.

84

879087

B1 = 30 min.

A2 = 900A1 = 700

78.593.5B2

85.588.5B1

A2A1

A,B, = 90 + 872

= 88.5D

urez

a de

Brin

nell

30 min. 60 min.

95

90

85

80

700

900

o

o

• En una gráfica de interacción, las líneas paralelas indican que no hay interacción. ¿Por qué?

• ¿La temperatura y el tiempo en horno parecen interactuar?

• ¿Qué niveles de temperatura y tiempo deben usarse para aumentar al máximo la dureza de las partes?

Ejercicio 4.1 – Análisis de las MediasEjercicio 4.1 – Análisis de las Medias

1. Consulta tu cuaderno de trabajo.

2. En el caso del experimento factorial completo que vimos, realiza un análisis de medias sin usar Minitab.

3. Traza a mano la gráfica de los efectos en la escala que se te proporciona.

Experimento de Dos Vías mediante Experimento de Dos Vías mediante MinitabMinitab

• El experimento de dos vías también se puede analizar si se realiza un análisis de variación (ANOVA). Los valores P pequeños (<0.15) indican efectos importantes.

• Usa Minitab y…

- Primero, crea el diseño experimental: Stat > DOE > Factorial > Create Factorial Design

- Cuando aparezca el esquema experimental, introduce los datos.- Después crea una Tabla ANOVA:

Stat > DOE > Factorial > Analyze Factorial Design

- Por último, crea las gráficas de factor e interacción:

Stat > DOE > Factorial > Factorial Plots

Tabla ANOVA – Experimento de Tratamiento Tabla ANOVA – Experimento de Tratamiento TérmicoTérmico

Análisis de Variación de la Dureza, mediante SS Ajustadas para las Pruebas

250.0007Total

3.50014.00014.0004Error

0.01120.5772.00072.00072.0001Temp* Tiempo

0.4920.572.0002.0002.0001Tiempo

0.00246.29162.000162.000162.0001Temp

PFMS AjSS AjSS SecDFOrigen

¿Cómo se determinan los grados de libertad?Pregunta

La Temperatura es significativa.

El Tiempo, en combinación con la Temperatura, es significativa.

El Tiempo, por sí solo, no es significativo.

Error ExperimentalError Experimental

• En ANOVA, la variabilidad a causa de un factor o interacción se compara con el error experimental (variabilidad a causa de múltiples valores de datos obtenidos en cada combinación de prueba).

• Si la variabilidad a causa de un factor (o interacción) es suficientemente mayor que el error experimental, el factor (o interacción) afecta la salida.

• La precisión de las pruebas de efectos significativos depende de la exactitud del cálculo del error experimental.

¿Qué tiene un impacto sobre la exactitud del cálculo de error?

Pregunta

Repetición y ReplicaciónRepetición y Replicación• Repetición significa que todos los datos de una combinación de prueba se recolectan sin reiniciar la

corrida.

• Replicación significa que el valor de cada dato se recolecta después de reiniciar la combinación de prueba.

Preguntas1. ¿Cómo afecta el método de recolección de datos (repetición vs replicación) el cálculo del error experimental?2. ¿Cuál de los métodos tiende a proporcionar un mejor cálculo del error experimental?3. ¿Cuál de los métodos es más costoso?4. ¿Cuál de los métodos crees que se use con más frecuencia en experimentos industriales?

Tamaño de la MuestraTamaño de la Muestra

• El tamaño de la muestra (la cantidad de valores de los datos en cada combinación de prueba) también ejerce un impacto sobre el cálculo del error experimental.

• Generalmente, mientras más datos (más grados de libertad), mejor el cálculo.

• Sin embargo, debemos evaluar las consideraciones prácticas contra las consideraciones estadísticas.

• Aunque pueden existir excepciones, una buena práctica es recolectar un mínimo de 3 valores de datos para cada combinación de prueba.

Pantalla de Minitab – Plot de Efectos Pantalla de Minitab – Plot de Efectos PrincipalesPrincipales

90

88

86

84

82

1 2 21

Temperatura Tiempo

Pantalla de Minitab – Plot de Pantalla de Minitab – Plot de InteracciónInteracción

93

88

83

78

Tiempo

Temp

1

2

Dur

eza

1 2

Ejercicio 4.2: Diseño de Dos Vías mediante Ejercicio 4.2: Diseño de Dos Vías mediante MinitabMinitab


2. Sigue las instrucciones de tu instructor para elaborar, mediante Minitab, la Tabla de ANOVA y las gráficas del Experimento de Tratamiento Térmico.

3. Por tu cuenta, usa Minitab para analizar el experimento que se proporcionó.

Preguntas RealesPreguntas Reales

Cuando realizamos un experimento diseñado, hacemos preguntas referentes a la realidad.

Por tanto, primero debemos decidir...

¿Qué preguntasqueremos que elexperimento responda?

Preguntas para el Experimento de Preguntas para el Experimento de Prototipo Prototipo

Objetivo: Reducir al mínimo el tiempo del ciclo de prototipo.

Factores Resultado Hora de recibo del pedido Tiempo de Ciclo de Prototipo

Método de Orden de Compra Quién introdujo los datos

• ¿Qué factores afectan el tiempo de ciclo promedio?

• También sería útil preguntar, ¿qué factores afectan la variación en el tiempo de ciclo?

Preguntas sobre el Experimento de Preguntas sobre el Experimento de MoldeadoMoldeado

Objetivo: Lograr una dimensión de parte uniforme(variación mínima) en un valor meta específico.

Factores ResultadoTiempo de Ciclo Dimensión de la ParteTemp de MoldeadoTiempo de SujeciónTipo de Material

• ¿Qué factores afectan la variación de la dimensión de la parte?

• ¿Qué factores afectan la dimensión promedio?

Los Factores Pueden Afectar...Los Factores Pueden Afectar...

2. El Resultado Promedio

3. La Variación y el Promedio1. La Variación del Resultado

4. Ni la Variación ni el Promedio

Tiempo de Ciclo Largo

Tiempo de Ciclo Corto

Dimensión de la Parte Dimensión de la Parte

TempBaja

TempAlta

Dimensión de la Parte Dimensión de la Parte

Presión deSujeción Baja

Presión deSujeción Alta Ambos materiales

producen el mismo resultado

Tipos de SalidasTipos de SalidasLas salidas se clasifican de acuerdo con nuestros objetivos.

3. El Valor Máximo es el Mejor

• Tiempo de Ciclo• Contracción de la

Parte• Desviación

• Fuerza• Durabilidad

Objetivo Ejemplos de Salidas1. El Valor Meta es el Mejor

Meta

Lograr unvalor meta con

variación mínima

• Dimensión de la Parte• Voltaje• ILD de Uretano

2. El Valor Mínimo es el Mejor

0

Tendencia de salida

hacia arriba

Tendencia de salida hacia cero

Discusión - Clasifica las SalidasDiscusión - Clasifica las Salidas

Bondear la Telay las Piezas de Uretano

Moldear lasPiezas de

Uretano

Salida Tipo de Salida

Fuerza de bondeo __________

ILD (Rigidez de la pieza) __________

Espesor de la pieza __________

Selección de una “Buena” SalidaSelección de una “Buena” Salida

Para obtener la información más útil a partir de un DOErealizado para mejorar un proceso...

1. ¡Usa Datos Variables!

• Mide algo que se relacione con la función básica delproceso.

Usa Datos VariablesUsa Datos Variables

Los datos de atributos como el conteo de defectos es unasalida ineficiente para un DOE ya que...

No brinda detalles suficientes para evaluar los efectos de los factores.

Con frecuencia señala conclusiones que son difíciles de reproducir.

Requiere muestras de gran tamaño.

Los Datos Variables superan estos problemas.

Salidas de Medición que Se Relacionan con Salidas de Medición que Se Relacionan con una Funciónuna Función

Si usamos la medida de una función en lugar de una medida relacionada con el problema, podemos...

¡Reducir al mínimo la posibilidad de que ocurran todos los problemas!!

Considera el ejemplo de moldeado. La función del proceso es crear partes de una dimensión específica. Si logramos una variación mínima en la dimensión de la parte, habremos descubierto una manera de distribuir uniformemente partículas y tensiones a lo largo de la misma. Cuando esto sucede, reducimos al mínimo la ocurrencia de huecos, rebabas y otros problemas.

NOTA¡No tenemos la misma capacidad para reducirproblemas cuando los problemas en sí se miden comola salida experimental!!

Medidas de FunciónMedidas de FunciónAdemás, para ver los efectos de los factores,

necesitamos datos que varíen con cada corrida.

Con frecuencia, cuando se usan medidas con base en los defectos,

muchas combinaciones de prueba arrojan un resultado de cero

defectos. En esos casos, el experimento no cumple su propósito.

0 0 0

1 0 0

0 0 0

1 0 0

2.5 2.8 2.6

3.1 2.9 3.4

2.0 2.6 2.1

2.9 3.8 3.4

Datos Datos

Resultados Inútiles Resultados Utiles

Cuando Medir los ProblemasCuando Medir los Problemas

En algunos procesos, es difícil identificar las medidas de una función, y se debe usar la medida de defectos como salida de un DOE.

También para estos casos usa datos variables.

Ejemplo: Proceso de instalar forros en una cabecera.El problema es que algunas veces la costura del forro se rasga.

Usa Datos Variables en vez de Datos de Usa Datos Variables en vez de Datos de AtributosAtributos

No Uses:

Número de Rasgaduras

(Datos de Atributos)

Mejor Mide:

Longitud de la Rasgadura

(Datos Variables)

Aunque la "Longitud de la Rasgadura" es una mejor salida de DOE que el "Número de Rasgaduras", sigue existiendo un problema:

Es posible que no se presenten rasgaduras en muchas pruebas experimentales.

• Esto significa que el grupo de datos resultante tendrá muchos ceros.

• Sin un cambio adecuado en la salida, es difícil o imposible ver los efectos de los factores.

Tendencia a los Defectos Tendencia a los Defectos

Algunas veces, si lo pensamos detenidamente, podemos identificar algo del producto que se puede medir y que muestra una tendencia hacia el defecto antes de que éste ocurra.

• Por ejemplo, aunque no haya rasgaduras en la costura de algunos forros de cabecera, en ocasiones se logra ver la tensión en la costura (alargamiento de los orificios del hilo).

• Si usamos el alargamiento de los orificios del hilo y la longitud de la rasgadura, podemos aumentar nuestra capacidad de discriminación entre las unidades de prueba y así aumentar la eficiencia del experimento.

Salidas “El Valor Meta Es el Mejor”Salidas “El Valor Meta Es el Mejor”

En la mayoría de los casos, las salidas que se relacionan con la función son de tipo:

1. El Valor Meta es Mejor (como la dimensión de la parte del proceso de Moldeo)

O

2. Dinámico (no se trata en este curso).

Discusión - Identifica una Discusión - Identifica una “Buena” Salida“Buena” Salida

Proceso:Moldeo

AlmacenamientoContenedores

Salidas:

• Dimensiones (ancho, profundidad, longitud)

• Desviación

• Número de Grietas

1. ¿Cuál es la función del proceso de moldeo?

2. ¿Cuál de estas salidas está más relacionada con la función del proceso?

3. ¿Qué tipo de salida es?

Estrategia cuando el “Valor Meta es Mejor”Estrategia cuando el “Valor Meta es Mejor”

Paso 1: Encuentra los factores que afectan la variación. Usa estos factores para reducir al mínimo la variación.

Paso 2: Encuentra los factores que desplazan el promedio (y no afectan la variación). Usa estos

factores para ajustar la salida promedio con la meta deseada.

Meta

Estrategia cuando el Estrategia cuando el “Valor Mínimo es Mejor”“Valor Mínimo es Mejor”

0

Tendencia de salida baja

• Muchos DOEs transaccionales se concentran en reducir al mínimo el tiempo de procesamiento o de ciclo.

• El objetivo en este caso es encontrar los factores que afectan la salida promedio (tiempo). Usa estos factores para hacer que la tendencia del promedio sea baja.

• Cuando se reduce la variación en la salida al mínimo, también se mejora la salida al detectar los factores que contribuyen en gran medida a la variación.

Selección del Tipo de ExperimentoSelección del Tipo de Experimento

Existen muchos tipos de experimentos.

• La selección del tipo de experimento más adecuado parauna aplicación determinada depende del...

Objetivo del estudiorespuestas a nuestras preguntas.

Número de factores y nivelesqué queremos investigar.

Costo de cada prueba experimental.

Tipos de ExperimentosTipos de ExperimentosTipos Comunes Número Típico dede Experimentos Objetivos Factores Controlables

1. Factorial Completo(todas las combinaciones de factoresy niveles)

• Encontrar los niveles de factor que proporcionan los mejores resultados.• Construir un modelo matemático (evalúa todas las interacciones).

4 o menos

2. Fraccional Factorial(subgrupo del número total decombinaciones)

• Encontrar los niveles de factor que proporcionan los mejores resultados.• Construir un modelo matemático (evalúa todas las interacciones).

5 o más

3. Examen • Probar muchos factores para encntrar los pocos vitales. (no evalúa interacciones).

7 o más

Tipos de Experimentos Tipos de Experimentos (continuación)(continuación)

4. Diseño Compuesto • Central(CCD), o Box-Behnken

• Optimizar• Construir un modelo matemático cuando no haya efectos lineales (Con frecuencia se usa la Metodo- logía de Cara de Respuesta Aproximada.

3 o más

5. Diseño Robust

• Optimizar• Para encontrar los niveles de factores a fin de reducir al mínimo la variación

ante factores de ruido cambiantes.5 o más

6. Diseño Robust Dinámico de Taguchi

(Función Ideal)

• Optimizar • Optimizar la función de un producto o proceso de manufactura.• Reducir al mínimo la sensibilidad al ruido y aumentar al máximo la sensibilidad a la señal de entrada.

7 o más

Tipos Comunes Número Típico dede Experimentos Objetivos Factores Controlables

Enfoques a los Procesos de Enfoques a los Procesos de OptimizaciónOptimización

Método Tradicional• Si existe una gran cantidad de

factores, realiza un experimento de examen para identificar los pocos factores vitales.

• Estudia cuidadosamente los pocos factores vitales mediante un diseño factorial, compuesto central o Box-Behnken.

Diseño Robust del Dr. Taguchi• Determina la Función Ideal del

producto o proceso de manufactura.• Estudia un gran número de factores

de control en un experimento dinámico para descubrir la combinación que reduce al mínimo la desviación de la función ideal.

Usaremos el método tradicional. El Diseño Robust del Dr. Taguchi no se incluye en este curso.

Nota

Pasos para Diseñar y Realizar un DOEPasos para Diseñar y Realizar un DOE1. Observa los datos históricos y/o recolecta datos para establecer la capacidad

actual del proceso.2. Determina el objetivo del experimento.3. Determina qué se va a medir como resultado del experimento.4. Identifica los factores (factores de control y de ruido) que pueden afectar el

resultado.5. Determina el número de niveles de cada factor y sus valores reales.6. Selecciona un esquema experimental que acomode los factores y niveles

seleccionados y decida el número de repeticiones o replicaciones.7. Verifica todos los sistemas de medición.8. Planea y prepara los recursos (gente, materiales, etc.) para llevar a cabo el

experimento. ¿Las corridas deben ser aleatorias? Elabora un plan de prueba.9. Realiza el experimento, y asegúrate que cada unidad esté marcada de

acuerdo con la condición experimental que la produce.10. Mide las unidades experimentales.11. Analiza los datos e identifica los factores fuertes.12. Determina la combinación de niveles de factor que mejor alcance el objetivo.13. Corre un experimento de confimación en esta combinación "óptima".14. Asegúrate que los mejores niveles para los factores fuertes se mantengan por

largo tiempo mediante la implementación de Procesos de Operación Estándar y controles visuales.

15. Vuelve a evaluar la capacidad del proceso.

Estrategias de DOEEstrategias de DOE• Orden aleatorio

- Que el orden de las corridas sea aleatorio.- Reduce los efectos de variables de fondo (variables molestas).

• Bloqueo - Que el orden de las corridas sea aleatorio en cada bloque

(por ejemplo, bloque de tiempo: AM vs PM, o Día 1 vs Día 2).- Las combinaciones de prueba que se deben correr en cada

bloque se deben determinar mediante técnicas de DOE (consulta los próximos módulos).Preguntas

1. ¿Cuáles son los pros y contras del orden aleatorio de las corridas?

2. ¿Cuál es el propósito del bloqueo?

Claves para un Experimento con ExitoClaves para un Experimento con Exito1. Medición Adecuada de los Resultados

Cuando sea posible, usa un resultado que se relacione directamente con la función del proceso. Cuando se deba usar la medida de un problema o defecto, asegúrate de usar datos variables..

2. Diseño Experimental SólidoNi el mejor análisis de datos puede compensar un experimento mal diseñado. Selecciona cuidadosamente la respuesta de salida, los factores y losniveles así como el esquema del DOE.

3. Planeación MetículosaPara asegurar que las condiciones se puedan controlar como se estableció en el diseño experimental, se deben preparar con anticipación todos los recursos (gente, materiales, etc.) necesarios para realizar el experimento.

4. Sistemas de Medición VerificadosPara asegurar que todos los datos sean “buenos”, verifica todos los sistemas de medición antes de realizar el DOE.

5. Identifica las Unidades ExperimentalesMarca cada unidad de acuerdo con la condición experimental que la produce. De lo contrario, se perderá toda la información.

Planeación del DOEPlaneación del DOE

Usa la Hoja de Trabajo de Planeación de DOE para planear tu experimento diseñado.

1. Determina el objetivo del experimento.

2. Determina qué se va a medir (Y) como resultado del experimento.

3. Identifica los factores controlables que podrían afectar a Y.

4. Identifica los factores de ruido que podrían afectar a Y.

Cualquier variable que no cambie deliberadamente como parte del experimento debe permanecer constante a lo largo del mismo.

Nota

El Objetivo El Objetivo

1. Establece el objetivo del experimento.

- Específicamente, ¿qué se debe mejorar?

- ¿Cuáles son todas las características CT?

La Medida del ResultadoLa Medida del Resultado

2. Determina qué se debe medir (Y) como resultado del experimento.

- ¿Existe alguna medida única del resultado que incluya todas las

características CT? O, ¿debemos medir más de un resultado?

Nota: Las veces que sea posible, es preferible una medida única.

1. En los procesos transaccionales, cuando el objetivo sea reducir al mínimo el “tiempo”, asegúrate que la medición del tiempo incluya el tiempo que se ocupa en el retrabajo. De esta manera, al reducir el “tiempo” al mínimo también incluyes el objetivo de reducir al mínimo los errores y el retrabajo.

2. En los proceso de manufactura, la reducción de variación al medir una función reduce las posibilidades de problemas.

Ejemplos

Factores Controlables Factores Controlables

3. Identifica los factores controlables que podrían afectar a Y.

- ¿Cuáles de estos factores debemos cambiar durante el experimento?

- ¿Cuál debemos mantener constante?

Incluye el factor en el experimento cuando...

1. El equipo considere que podría tener un fuerte impacto sobre Y, y…

2. Sea razonablemente fácil cambiarlo durante el experimento.

Todos los demás “factores” deben permanecer constantes.

Mientras más factores de control afecten Y, mayor será el potencial de mejora.

Nota

Acerca de los Factores ControlablesAcerca de los Factores Controlables

Definición:

Los factores controlables (de Control) son aquellos que podemos establecer y mantener en un nivel deseable durante una operación de proceso normal.

Ejemplos:

• Si probamos dos métodos para crear órdenes de compra y vemos que uno funciona mejor que el otro (menos tiempo, menos errores), podemos decidirnos a usar el mejor.• En una máquina de moldeo por inyección, si vemos que al fijar la temperatura a 800º

tenemos menos variación de partes que si se fija a 900º, podemos tomar la decisión de correr la máquina a 800º.

Factores de RuidoFactores de Ruido4. Identifica los factores de ruido que pueden

afectar a Y.

- ¿Cuáles de estos factores debiéramos cambiar durante el experimento?

- ¿Cuáles debemos mantener constantes?

Incluye el factor en el experimento cuando...1. El equipo considere que puede tener un fuerte impacto sobre

Y, y

2. Sea razonablemente fácil cambiarlo durante el experimento.

Además, el equipo debe determinar la estrategia en relación con cada factor de ruido incluido en el experimento.

Nota

Estrategias en Relación con los Estrategias en Relación con los Factores de RuidoFactores de Ruido

Definición:

Los factores de ruido son aquellos que varían durante la operación normal y que no podemos controlar. O, aquellos que preferimos no controlar porque el hacerlo resulta demasiado costoso.

Estrategias para incluir un factor de ruido en un experimento:

1. Cuantificar su impacto sobre Y. Si hay un efecto fuerte, el equipo identificará una medida contrarrestante (controlar el ruido directamente o reducir el efecto del mismo).

2. Crear deliberadamente una variabilidad en Y con el propósito de determinar niveles de factores controlables que reducirán la variación. Incluso se puede alcanzar robustez (insensibilidad al ruido) cuando se usan suficientes factores de control fuertes.

¿Cuál de estas dos estrategias logra mejoras con costos más bajos?

Pregunta

Hoja de Trabajo de Planeación de DOEBlack Belt: ___________________ Depto. / Proceso:____________________________________

Título del Proyecto __Mejora del Proceso de Prototipo_ Fecha: ________

Objetivo del DOE: __Reducir al Mínimo el Tiempo de Ciclo de Prototipo.__________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Antecedentes Relevantes: Actualmente, el tiempo de ciclo de prototipo promedio excede los 9 días___ (13,100 minutos).

__________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________

Características del Resultado

Característica CT Qué / Cómo medir Especificaciones¿Usar como Medidadel Experimento?(s/n)

Tiempo de Ciclo de Prototipo

Del recibo de confirmación del Faxdel Cliente al recibo de confirmaciónsin error del Fax del Proveedor conla Orden de Compra.

Menos de 5400minutos

S

Exactitud de las Ordenesde Compra

Número de errores Número de iteraciones de retrabajo

Sin errores Sin retrabajo

N

¿Existe una sola medida de resultado que incluya todas (o varias) las características CT? Sí. __ Si se usa una medida de tiempo de ciclo que incuya el tiempo dedicado al retrabajo, la reducción del__ tiempo de ciclo; también incluye el objetivo de reducir los errores y el retrabajo.

Factores Controlables (Proceso de Prototipo)

Si es factor del DOE Si no es factor del DOEFactores

Controlables NivelActual

Nivel(es)Propuesto(s)

¿Cómo mantener cons-tante? ¿A qué nivel?

Método de Orden de Compra S Manual Automatizado

Quién Introduce los Datos Y

Lanzamiento delCoordinador y delempleado que introduce Datosambos los introd.

Cualquiera(No ambos)

Método para crearuna "Lista de Selección"

NUsa el método actual(Manual).

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Leyenda::Impacto fuerte, Fácil de cambiar

:Impacto moderado, Moderadamente fácil de cambiar

:Impacto débil, Difícil de cambiar

Factores de RuidoSi es factor del DOE Si no es factor del DOE

Estrategia

Factores de Ruido

Niveles a establecerdurante elexperimento

¿Cómo mantener constante?¿A qué nivel?

Hora en que serecibió la Ordendel cliente

S Mañana (8:00-

11:00am)vs

Tarde (1:00-4:00)

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Hoja de Trabajo de Planeación de DOEBlack Belt: ___________________ Depto. / Proceso:____________________________________

Título del Proyecto __Mejora del Proceso de Formación de Perfiles Estampados__

Fecha: ________

Objetivo del DOE: Obtener una dimensión meta con la mínima variación en la dimensión interior del__ riel exterior.______________________________ ________________________________

Antecedentes Relevantes: El problema que provocó este proyecto de mejora es la variación excesiva del esfuerzo de deslizamiento (no puede satisfacer las especifiaciones). Después de discutir varias alternativas, el equipo decidió que el objetivo específico del DOE debe ser el que se indica a continuación._____________________________________________________

Características del Resultado

Característica CT Qué / Cómo medir Especificaciones¿Usar como medidadel experimento? (s/n)

Esfuerzo de Deslizamiento

Esfuerzo de Deslizamiento en Newtons 22-175N N

Espacio Libre/ Interferencia

Diferencias entre las dimensionesexteriores del riel

(-0.01) a(-0.03) mm

N

Dimensiones del Riel Dimensión exterior del riel interior Dimensión interior del riel exterior

19.07+ 0.10 mm 19.05 + 0.15 mm

NS

¿Existe una sola medida de resultados que incluya todas (o varias) de las características CT? Sí. Ya que los cuadros SPC demuestran que la dimensión exterior (del riel interior) es muy consistente, si______ reducimos la variación en la dimensión interior (del riel externo) podremos alcanzar la interferencia y el_ esfuerzo de deslizamiento deseados.

¿Por Qué no Medir el Esfuerzo o la ¿Por Qué no Medir el Esfuerzo o la Interferencia?Interferencia?

• El esfuerzo de deslizamiento y el espacio libre/interferencia no son medidas fiables a manera de resultado de un experimento diseñado.

• Estas medidas son el resultado de la combinación de dos dimensiones.• Se pueden obtener buenos resultados (esfuerzo e interferencia

nominales) mediante la combinación de...

- dos partes grandes (cuyas dimensiones interna y externa no cumplen

con las especificaciones del lado grande), o- dos partes pequeñas (ambas sin cumplir con las especificaciones

del lado pequeño), o- dos partes nominales.

No uses una medida de resultado del DOE que sea combinación de otras medidas.Preca

ución

Factores Controlables (Formación de Perfiles Estampados)

Si es factor del DOE Si no es factor del DOEFactores

Controlables NivelActual

Nivel(es)Propuesto(s)

¿Cómo mantener constante? ¿A qué nivel?

Dureza Nominaldel Material N Usa la dureza actual

Posición de laabrazadera del Rodillo # 1

S

Angulo sobre el Rodillo # 6 S

Presión sobre losRodillos de Acabado

S

VelocidadN

Usa la velocidad actual(Por productividad se debeoperar a alta velocidad)

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Factores de RuidoSi es factor del DOE Si no es factor del DOE

Estrategia

Factores de Ruido

Niveles aestablecer durante elexperimento

¿Cómo mantener constante?¿A qué nivel?

Desgaste de los rodillos N

Usa los rodillos en su estado actual.(El equipo piensa que el desgasteno es gran problema. El Cuadro SPC no muestra desplazamiento).

Fue

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Ejercicio 4.3 – Planeación de un DOEEjercicio 4.3 – Planeación de un DOE


2. Usa las Hojas de Planeación de un DOE para el ejemplo que se te dio. Planea el experimento diseñado.

Documents

BB3 Diseño basico de experimentos