capacidad en los medios de producción

Capacidad de los medios de producción.

Escuela de Ingeniería Industriales- UVa Área de Ingeniería de los Procesos de Fabricación

Sistemas de Producción y Fabricación

Valladolid, Octubre de 2011

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1. Introducción.

Especificaciones de producto: geometría y tolerancias. Tamaño del lote.

Tecnología disponible . Capacidad de sistema de fabricación . Capacidad de sistema de control.

Proceso de fabricación. Puesta a punto de sistemas de fabricación y control. Utillaje .

Modificación especificaciones de producto. Mejoras sistema de producción. Mejora procesos.

PRODUCTO

CAPACIDAD , DE PRODUCCION

, IN DUSTRIALIZACION

, OPTIMIZACION

MEJORA CONTINUA

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1. Introducción.

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MEA DE INCH<IERIA DE LOS PROCESOS DE FI'I3RICACIÓN

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Precisión/Repetibilidad buena. Ajuste/centraje malo.

Necesitamos ajustar el sistema.

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2. Capacidad de los medios de producción.

Industrialización de un producto

... la implantación en nuestro taller de un nuevo proceso de mecanizado, para ese nuevo producto.

Podemos acometer esta tarea o bien empleando los medios ya disponibles o otros nuevos medios que tendremos que implantar y estudiar. En este caso se hablaría de la Recepción de Medios.

Tengo desviación ?

Hacía donde!

Cual es mi

conc/usíon ?

~

El Medío es o no Apto?

Podré fabricar esa cota ?

Mi proceso es estable ?!


Industrialización de un producto

POSIBLES CUESTIONES:

1)

2)

3)

Recibo un nuevo medio para un proceso de mecanizado. ¿El medio es apto o, por el contrario, no lo es para realizar el proceso especificado con la calidad y tolerancias definidas?

Mi proceso de mecanizado actual, ¿Es correcto y estable o, por el contrario, presenta derivas y alteraciones?

Detecto una desviación: Entonces, ¿Hacia dónde tengo la deriva? ¿oe qué valor es? ¿Está dentro de un límite de riesgo aceptable y coherente con los objetivos y especificaciones?

------


Método de capacidades

Este método es un útil matemático muy potente que se utiliza para poder estimar las características de una máquina y un proceso.

Nos va a permitir dar respuesta a las siguientes cuestiones:

1)

2)

3)

4)

5)

¿El nuevo medio puede realizar el producto conforme a la especificación? ¿El medio instalado puede realizar el producto en especificación a lo largo del tiempo? Si no estamos dentro de especificación, ¿cómo puedo volver a ella? ¿cómo es mi desviación? ¿oe qué valor? ¿cuál puede ser la causa? A lo largo del tiempo, ¿cómo ha sido la evolución? ¿El medio se ha degradado? ¿puedo mantener la confianza en el proceso, ó tendré que tomar acciones correctivas? Con las tolerancias y el medio propuesto, ¿Qué tanto por ciento probable voy a tener de piezas fuera de tolerancia? (piezas 'malas" o de desecho).



1)

2)

3)

4)

Elección de las características a estudiar. Debemos en un primer paso hacer la selección de las características, cotas y tolerancias que vamos a estudiar. A cada una de estas cotas, dimensiones, tolerancias geométricas y dimensionales, rugosidades, etc., las denominamos características. Elección de criterios y coeficientes de aptitud estimados. De acuerdo a ellos debe construir el fabricante el medio de producción. Elección del número de muestras efectivo (N). Es el número de muestras que vamos a extraer de la producción en la realización del ensayo. P.ej. la AFNOR NF E60-181 establece un mínimo de 6 muestras. Elección del valor de la muestra, (n). Es el conjunto den piezas realizadas en un orden cronológico, sin intervención y sin variación del procedimiento. Va caracterizada por su orden dentro de la secuencia del ensayo, es decir, muestra 1,2, ... , n. P.ej. la AFNOR NF E~0-181, define un valor mínimo de elementos en la muestra de 5 p1ezas.



5) Realización de ensayos. Los ensayos deben de ser realizados respetando las condiciones siguientes:

• Ambiente de ensayo • Instalación del medio de producción (Máquina) • Puesta en servicio o en marcha • Piezas • Condiciones de funcionamiento • Proceso de medida • Análisis de resultados • Proceso de recepción o aceptación de máquina

Se va a trabajar definiendo unos coeficientes:

CAM;CAP;CpK



+ Coeficiente de aptitud del Medio (CAM)

Se define el CAM como la relación entre el intervalo de tolerancia (IT) y el valor de la dispersión intrínseca (Di) del medio.

CAM = LS- LI IT Di -Di

Nos permite medir si el medio es POTENCIALMENTE apto para realizar la característica para la cual ha sido puesto en servicio. Es decir, si es capaz de realizarla y si además, es capaz de realizarla en varias piezas distintas y en distinto intervalos temporales (por ejemplo, de una muestra a otra). Va asociado por lo tanto al concepto de repetibilidad. Este coeficiente permite estimar la aptitud de un medio para realizar piezas en un intervalo de tolerancia definido por una característica mesurable determinada, sin tener en cuenta las derivas o reglajes eventuales, por ello utiliza y va asociado a la dispersión intrínseca o instantánea Di.



* Coeficiente de aptitud del Proceso (CAP)

Se define el CAP como la relación entre el intervalo de tolerancia (IT) y el valor de la dispersión de la producción (Dp).

CAP= LS-LI IT Dp Dp

Notar este detalle del uso de la Dp y que por lo tanto SI que tenemos en cuenta los reglajes eventualmente realizados, y los factores externos al medio. Ya no es la medida de la dispersión del medio, si no de la dispersión de la producción, con todos los parámetros de influencia posibles. Por ello, este Coeficiente nos permitirá valorar el medio ya instalado, en servicio y con un funcionamiento en producción normal.



CAP<CAM Valeur de Oisper sion instantanée O¡ Dispersion de production Op la caractérist ique

lntervention

Ordre de sortie des píeces

Como vemos en la figura, tendremos una Di, pero en un punto tendremos que realizar una intervención o ajuste. A partir de aquí, trabajamos con el valor de Dp que será mayor, como observamos.

Son las condiciones reales de uso de la maquina ...



+ Coeficiente de capacidad de proceso p de centrado (CpK)

CpK == Min(CpKi,CpKs)

C K . == mP -LI p z D .

p.z

CpKs = LS-mP D p.s

-X

mp L ¡

O -¡ 1 , O p,s

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L s





C K.== mp -LI p , D.

p.l

CpKs = LS-mP D p.s

Donde: • LI es el Límite inferior de tolerancia • LS es el Límite superior de tolerancia • IT es el valor del Intervalo de Tolerancia • Dp es la longitud de la dispersión de , PRODUCCION • mp es la media de la distribución de producción • Dpi y Dps son las longitudes del intervalo comprendido entre mp y los bornes superior e inferior de la dispersión de producción. • CpKi, valor del CpK "inferior" • CpKs, valor del CpK "superior"


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iros Centrados,, .. en el centro de la L

Tolerancia Ln repetibilidad es buena ..,;:;.. C ~\1\·

bueno 1 c·euu:aje es bueno ~ Cp~K bueno

Tiros repetidos_ pero deseen trados. lejos del centro

~ IJ ntedio tiene buena repetibihdad - El CA~I es bu~nu

+ Pero el centrado es malo~ Cpli e~ malo

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Tiros no centrados, y no repetidos - Repetibilidad (' ... -L,~I es n1aJa

- El ce·ntrado Cp~li es malo





C K.== mp -LI p , D .

p.z

CpKs = LS-mP D p.s

Los cálculos dependerán del tipo de comportamiento que tenga la característica objeto de estudio:

• Ley Normal • Ley de Defecto de Forma • Ley de Rayleigh • Ley de Estados Superficiales



<t Coeficientes que siguen una ley normal ...

Siguen una Ley Normal casi todas las características dimensionales o con tolerancia dimensional:

• Diámetros • Profundidades (de una ranura en una pieza, por ejemplo) • Dimensión con tolerancia dimensional (NO geométrica, por ejemplo 10±0,01 mm) • Localización en 1 sola dimensión



+ Coeficientes que siguen una ley normal ...

CAM = LS-LI _ IT IT --- -

Di Di- 6·s. l

Donde S¡ es la desviación estándar intrínseca.

CAP= LS-LI _ IT IT - - -

Dp Dp- 6·s p

Donde sP es la desviación estándar de producción.

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3. Aplicación.

Aplicación a una característica dimensional:

AYUDA A L.A ELECCIÓN O,E NORMAS Y LEYE.S PARA LA REALIZACIÓN DE CAPABILIOAD DE MEDIOS

Lo y 1.-eyde Ley Est•dos Bruf\ldos Tipo cte Ley defecto Normal de fo.-ma de. Raytelgh superficiales 1 Lapeados

1

.. ... C~raet. Dimensional 1 X

Muestra 1 70,9930 71.0110 70,9950 71,0040 70,9950

Muestra 2 71,0050 71 ,0040 71 ,0010 71,0010 70,9970

Muestra 3 70,9930 70,9930 70,9880 70,9990 1 70,9860

Muestra 4! 71,0040 71 ,0030 71,0010 71,0010 1 70.9990

Muestra S 70,9890 70,9970 70,9890 71,0010 1 70,9970

Muestra 6 70.9840 70.991 o 70.9960 70,9950 1 70,9980

·--

3. Aplicación.

Valores mínimos recomendados por la norma:

Tipo de Ley (Característica) CAMmin. Cpk min.

Ley Normal 1,7 1,4

ley Normal + Forma 1,7 1,4

Ley de Defecto de Forma CAP >=1,4

1 -~ult~puestos p~ Ley norm~ ]~- . 1~7 1 1,4 1

1 Ley de Rayleigh 1 1,7 1 1,4 1

Muttipuestos para Ley 1,7 1,4 de Rayleigh

Estados Superficiales CES 1 =< 1/1,1 CES2>=1,1

CMC(Calibración de Medios de IT<16~ IT>=16._. Control) CMC>=2 CMC>=4

3. Aplicación.

Aplicación a una característica dimensional:

AYUDA A LA EL.E:CCIÓN DE: NORMAS Y LEYES PAR.A LA REALIZACIÓN DE CAPABILIDAD DE MEDIOS

Ley Ley de Ley Estados Bruf'oldoa Tipo cte Ley defecto Normal de foorma de Raylelgh s uperfl c:lales 1 Lapeados

1

• •• o 1

Caract. Dlmensionli!lll 1 X

Test de normalidad

Itst ~~ Kolmoaoroy • smimoy

0,62

\

4. Otro concepto.

La Tasa de No Conformidad (TNC)

Una vez calculados los coeficientes de capacidad, una de las utilidades más potentes de este método es la posibilidad de conocer la tasa de piezas fuera de tolerancia,"piezas malas", que probablemente, con un nivel de riesgo determinado, vamos a obtener en nuestro proceso.

TlVC = 106 • ((1- J\T(0)){(3 · LpK)) + 1V(O) X3 C]JK- 6 · L-:4P)]

Tarea: Deducir la expresión.

TN 2

Li de Tolerancia

t Li-x 1 1 Ls~ 1

. •

-X

IT

TN

Ls de Tolerancia

\

4. Otro concepto.

La Tasa de No Conformidad (TNC) y los ppm

Un cálculo aproximado también se pude realizar siguiendo la norma AFNOR HF E60-181, para lo cual se calcula el coeficiente de descentrado definido como:

\

k== 1- CpK CAM

···--- .. ·- . ,_, ... ...,. ·-··--,.. __ ,__ ·-·-- ·-·- -· ·-·- · ·· -.- -·------.. - . < Muestra 2 13,05 13,03 13,02 13,02 13,05 13,034 0,015166 <

Muestra 3 13,05 13,05 13,05 13,04 13,05 13,048 0,004472 < Muestra 4 · 13,04 13,05 13,03 13,05 13,04 · 13,042 0,008367 < Muestra 5 13,05 13,02 13,05 13,04 13,05 13,042 0,013038 < Muestra 6 13,04 13,05 13,05 13,02 13,05 13,042 0,013038 <

1 1 ~::~;~~ ~ 1 1 1 1 1 1 1 ~~~ 1 1 ~~-;~~; 1-0 1 1 1 1 1 1 1 1 ~~ 1 1 ~:~~~~: ~ ~ 1 1 1 1 1 1 1 1 ~~ l!:l6!.4,..,,.~

95% 13,042 0,011 0,064

OK

Test de Ko!moqoroy -Smlrnov •&IZIJtJI

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- Oto1rib datos ~lnf

IRMA RESPONSABLE

Test de Kolmogoroy -~

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capacidad en los medios de producción

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