metodo de toguchi

7/21/2019 Metodo de TOGUCHI

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2.5. METODOS TAGUCHI

Genichi Taguchi es un Ingeniero Mecnico graduado en la Universidad deKiryu, en Japn y doctorado en Ciencias (Estad stica Mate!tica" en laUniversidad de Kyushi# $esde %&'& ha estado activo en el !e ora!iento delos productos y procesos industriales del Japn, desarrollando su carreraprincipal!ente en la Industria Electrnica# )ctual!ente es consultorindependiente en Japn, Estados Unidos, China y otros pa ses# Es directore ecutivo y socio *undador del )!erican +upplier lnstituye, institucin uese dedica a la di-usin de los M.todos Taguchi ()rrellano, /001"#

2os !.todos Taguchi se han aplicado en el Japn desde %&'3# En cuanto aali!entos e4iste el caso de una -5rica de cara!elos en donde se ten anpro5le!as con la te4tura del producto# Con-or!e se incre!enta5a late!peratura, el cara!elo se volv a 5lando, a-ectando la aceptacin por losconsu!idores# En este caso, el -actor de ruido era la te!peratura a!5iente#

Mediante la e4peri!entacin seleccionando a uellos -actores de control enlos ingredientes y el proceso, se consigui dis!inuir la variacin de te4turacon respecto a la te!peratura# Esto es, el producto 6+e hi7o ro5usto einsensi5le a la te!peratura# 2o !s sorprendente es ue se logr u5icandolos -actores e4istentes en los niveles adecuados, sin necesidad de introduciraditivos o reali7ar inversiones en el proceso (Mar8l, %&&%"#

En la industria ali!entaria se conoce poco .sta t.cnica# E4isten casosreportados en la dis!inucin de drenado en a!ones, desarrollo de yogurtdiet.tico, incre!ento de e8ciencia en la descascadora de nue7 y otros# 2aaplicacin de los M.todos Taguchi en la industria ali!entar a puede ser degran utilidad, so5re todo para el desarrollo de productos y procesos# 9ore e!plo: en el desarrollo de -r!ulas para deter!inados productos,general!ente se encuentra ue e4isten gran cantidad de ingredientes, cadauno de los cuales tienen su ra7n de estar en la -r!ula# +in e!5argo seagregan en niveles reco!endados por el -a5ricante o en 5ase a lae4periencia o literatura diversa# +i se desea conocer el e-ecto ue tienen losingredientes so5re una caracter stica deter!inada, por e e!ploe4peri!entar a dos niveles, se necesita hacer un ! ni!o de /%0 ; % 0/'e4peri!entos# Con el uso de arreglos ortogonales, el n/ seg


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principal ene!igo es la varia5ilidad# El control estad stico de proceso y lainspeccin son procesos ue por s !is!os !e oran la calidad# Es necesarioreducir la varia5ilidad del proceso a trav.s de la e4peri!entacin, actividaden la ue los M.todos Taguchi pueden ser de gran utilidad# Induda5le!ente

ue, el pri!er paso para !e orar el dise?o de un producto o procesoe4istente es llevarlo a control estad stico#


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$espu.s de esto se aplican t.cnicas para eli!inar causas de variacin,nueva!ente se lleva a control estad stico y as sucesiva!ente (Mar8l,%&&%"#

+eg


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ue a-ecten el resultado y ue per!itan seleccionar los niveles adecuadospara lograr la ro5uste7# Taguchi hace la distincin de los par!etros o-actores en dos tipos: -actores de control y -actores de ruido# 2os -actores decontrol sern a uellos ue puedan !over o a ustar para lograr el o5 etivo#$entro de los -actores de control se pueden distinguir ' tipos:

%# )-ectan la variacin pero no a-ectan la !edia#/# o a-ectan la variacin pero si a-ectan la !ed a#># )-ectan la variacin y la !edia#'# o a-ectan la variacin ni la !edia#

$entro de las tres -ases del ciclo del dise?o, la pri!era -ase o desarrollo delsiste!a i!plica conoci!ientos de Ingenier a# En esta etapa se de5enesta5lecer con claridad las caracter sticas del producto ue se deseenopti!i7ar, identi8car cules son -actores de control y cules -actores deruido es decir, todos los ele!entos ue en el dise?o de5en cu!plir con los

re ueri!ientos de calidad y costo# EI conoci!iento ingenieril del producto ydel te!a es -unda!ental es esta etapa (Mar8l, %&&%"#

Cuando se trata de Ingenier a de la Calidad en l nea, es !uy i!portanteinvolucrar a los operarios y personal directa!ente i!plicado en el pro5le!apara identi8car los -actores de control y de ruido# El uso de t.cnicas talesco!o diagra!as de 9areto, Ishi aLa, histogra!as de -recuencia etc#, es de!ucha utilidad en esta etapa# En el caso de nuevos productosDprocesos(Ingenier a de la calidad -uera de l nea" es -unda!ental llevar losre ueri!ientos del cliente al siste!a o !odelo# En cual uier caso, la

seleccin e uivocada de -actores conduce al -racaso (Mar8l, %&&%"#2.5.2. Fu !i" #rdida

El $r# Genichi Taguchi hace la siguiente de8nicin: A2a calidad de unproducto es la ! ni!a p.rdida i!partida por el producto a la sociedaddesde el !o!ento ue el producto es vendidoA# )s $r# Taguchi sostiene uelo real!ente i!portante es ponerse desde el punto de vista del consu!idor,

uien es el ue per!ite !antener y hacer crecer en el !ercado# 9or ello laclave es cuanto pierde el consu!idor por uso del producto interesa el costoy la satis-accin del consu!idor# (Montgo!ery#/00/"#

General!ente se piensa ue las p.rdidas por !ala calidad las a5sor5e elconsu!idor en el precio de venta del producto pues representan un costo de!anu-actura# +i el productor es ine8ciente y sus productos son caros pori!plicar altos costos, 8nal!ente estar -uera de !ercado# )l de8nir Taguchila calidad co!o la p.rdida ue ocasiona el producto a la sociedad desde uees e!5arcado, reBe a el anlisis ue hace el consu!idor en contraste conlas de8niciones de calidad tradicionales en donde los costos de produccin(reproceso, inspeccin, reparacin por garant a, etc#" son las principales!edidas del dese!pe?o en cuanto a calidad# )lgunos piensan ue lasp.rdidas a la sociedad de5ern incluir ta!5i.n las p.rdidas antes de ue elproducto es e!5arcado# $e cual uier -or!a, la calidad de5e ser de8nida ent.r!inos del siste!a en su con unto, no slo considerando puntos aislados


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en donde se !ide una caracter stica de calidad en particular# 2a p.rdidade5e incluir costos de5idos a la ine8ciencia y p.rdida de productividadcausadas por la variacin tales co!o costos incre!entales de!anteni!iento, paros en la produccin, e4ceso de inventarios porine8ciencia y duplicidad de -unciones, tie!po perdido en reuniones ydiscusiones i!productivas, etc#

Ta!5i.n, aun ue son !s di- ciles de !edir, se de5en incluir costosoriginados a los consu!idores por el !al dese!pe?o del producto, !ala con8a5ilidad y dura5ilidad, etc# El costo puede ser in8nito cuando origina ue elconsu!idor 5us ue en otro lugar los productos ue !e or reunirn suse4pectativas# En la industria de ali!entos tas situaciones puede ser a


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+eg


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ro5usto# $espu.s del clculo de la relacin +IR y de las !edias para cadagrupo de e4peri!entos, se reali7a la construccin de gr8cas#


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*actoriales !ostradas en la *igura %&, en ella se o5serva ue los -actores ),S, $, * F G son los -actores activos a trav.s de los cuales se puedendis!inuir la varia5ilidad de los e-ectos, pues tienen !ayor relacin +IR,u5icndoles en donde la relacin +IR sea !ayor# 9ara el caso de los -actorese y E no sucede gran cosa si los !ove!os del nivel % al / en cuyo casopuede u5icarse en el nivel de !enor costo (Mar8l, %&&%"#

2a -uncin p.rdida se puede utili7ar para esta5lecer las tolerancias de-a5ricacin, en -uncin de los re ueri!ientos de los consu!idores yteniendo co!o o5 etivo el !ini!i7ar las p.rdidas por !ala calidad# )de!sde lo anterior lo !s i!portante ui7 es ue no indica ue a !enorvariacin e4istir !enor p.rdida y en consecuencia !ayor calidad#

Esta idea de Taguchi es 5sica en el desarrollo de su !etodolog a# Elene!igo a vencer para !e orar la calidad en un proceso industrial es

usta!ente la varia5ilidad (Mar8l, %&&%"#

2.5.$. Arre%los Orto%o ales

El arreglo ortogonal es una herra!ienta ingenieril ue si!pli8ca y enalgunos casos eli!ina gran parte de los es-uer7os de dise?o estad stico# Esuna -or!a de e4a!inar si!ultnea!ente !uchos -actores a 5a o costo# El$r# Taguchi reco!ienda el uso de arreglos ortogonales para hacer !atrices

ue contengan los controles y los -actores de ruido en el dise?o dee4peri!entos# Va si!pli8cado el uso de este tipo de dise?o al incorporar losarreglos ortogonales y las gr8cas lineales, 8nal!ente, en contraste con los

en-o ues tradicionales co!o e uivalentes de ruido: !ientras lasinteracciones sean relativa!ente suaves, el analista de los e-ectosprincipales nos proporcionar las condiciones pti!as y una 5uenareproducti5ilidad en un e4peri!ento ()rrellano, /001"#


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2os arreglos ortogonales son herra!ientas ue per!iten al ingeniero


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evaluar u. tan ro5ustos son los dise?os del proceso y del producto conrespecto a los -actores de ruido (Montgo!ery, /00/"#

+eg

Esti!ar la contri5ucin de los -actores individuales ue inBuyen en lacalidad en la etapa del dise?o del producto#

Ganar la !e or condicin para un proceso o un producto, as ue lascaracter sticas en una 5uena calidad puedan ser sostenidas#

+eg

2 ; indica ue es un arreglo ortogonal#

a ;

5 ;

e ;

Montgo!ery (/00/" cita el caso de un e4peri!ento so5re el ensa!5le deuna vlvula de vac o# 2os -actores a considerar y sus respectivos niveles sepueden o5servar en el Cuadro #

El arreglo ortogonaI ue corresponde a este caso es el 2s, se presenta en elCuadro 3, en donde hay colu!nas y 3 8las# 2os -actores son asignados alas colu!nas# 2os niveles de cada -actor son indicados por los n


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Cada 8la da un resultado e4peri!ental 5a o di-erentes condiciones# 2o cualper!ite hacer co!paraciones entre los niveles de cada -actor ()rellano,/001"#

El $r# Taguchi ha si!pli8cado el uso de estos tipos de dise?os dando ta5las

de arreglos ortogonales y gr8cos lineales# El arreglo ue el usa es una-or!a de dise?o de e4peri!entos -actorial -raccional# El $r# Taguchi usa losarreglos ortogonales para evaluar el e-ecto de los -actores con respecto a la

ro5uste7# (Montgo!ery, /00/"#

+eg


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2.5.&. Diseo de #ar'r etros

En la segunda etapa, se reali7a lo ue Taguchi lla!a $ise?o de 9ar!etros,!ediante el anlisis de los resultados de la e4peri!entacin utili7ando el-actor se?alDruido, se seleccionan los niveles adecuados de los -actores# 9arala e4peri!entacin, Taguchi reco!ienda el uso de arreglos ortogonales(visto previa!ente", en lugar de e4peri!entos -actoriales co!pletos u otrosarreglos# Este recurso hace e8ciente la e4peri!entacin al reducir eln

+eg


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Un -actor de ruido es a uel cuyo nivel ni puede ni podr ser esta5lecido y!antenido, no o5stante podr aW a-ectar la per-or!ance de las caracter sticas-uncionales#

El dise?o de par!etros e4a!ina las interacciones entre -actores de control

y -actores de ruido con el o5 eto de lograr la ro5uste7 Una !edidaestad stica de la per-or!ance es la ra7n se?al6ruido (+IR" ue es usadapara evaluar la calidad de un producto# 2a ra7n +IR (+D , +ignalD oise"!ide el nivel de per-or!ance y el e-ecto de los -actores de ruido so5re laper-or!ance (Montgo!ery, /00/"#

Mar8l (%&&%" !enciona ue la -or!a de la ra7n +IR est ligadadirecta!ente a la -uncin p.rdida# Esta ra7n es una evaluacin de laesta5ilidad de per-or!ance de una caracter stica de salida# 2a -uncinp.rdida per!ite evaluar el e-ecto de la esta5ilidad en t.r!inos !onetarios#Mayor per-or!ance es !edida por una ra7n !ayor de +IR# i!plica !enorp.rdida# 2a ra7n +IR as co!o la -uncin p.rdida son !edidas o5 etivas dela calidad ue consideran tanto la !edia co!o la variacin# $e !anerasi!ilar a la -uncin p.rdida se tienen > tipos de ra7ones +IR:

6 2o !s grande lo !e or#6 2o !s pe ue?o lo !e or#6 El valor no!inal lo !e or#

2.5.5. Co()ara!i" e tre el Diseo E*)eri(e tal Cl'si!o + losMtodos

Taguchi +eg


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2.,. METODO-OG A DE SU#E/FICIE DE /ES#UESTA

2a !etodolog a de +uper8cie de Respuesta es un con unto de t.cnicasutili7adas en el estudio de la relacin entre una o !s respuestas y uncon unto de -actores o varia5les independientes y donde el o5 etivo esopti!i7ar .sta (s" respuesta (s"#

$icha !etodolog a se reali7a !ediante una e4peri!entacin secuencial,esto es, la apro4i!acin a la regin de inter.s se reali7a de -or!a iterativautili7ando dise?os cada ve7 !s co!ple os ue dependen de la in-or!acin

ue se o5tiene en cada etapa# En la actualidad hay varios pa uetesestad sticos para anali7ar super8cies de respuesta, algunos de estosespec 8ca!ente dise?ados para ello#

+in e!5argo, e4isten versiones estudiantiles de pa uetes estad sticos ueper!iten un anlisis !uy co!pleto de esta !etodolog a (*igueroa, /00>"#

2a Metodolog a de +uper8cie de Respuesta (M+R", -ue introducida por So4 yXilson (%&1%" F es una coleccin de t.cnicas ue per!ite al investigador


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inspeccionar una respuesta, ue se puede !ostrar co!o una super8cie,cuando los e4peri!entos investigan el e-ecto ue tiene el variar -actorescuantitativos en los valores ue to!a una varia5le dependiente o respuestae e!plo de esto puede ser estudiar c!o los valores de te!peratura ypresin a-ectan la tasa de una reaccin u !ica y tratar de encontrar losvalores ue opti!icen esta respuesta# Esto es, se trata de encontrar losvalores pti!os para las varia5les independientes ue !a4i!i7an,!ini!i7an o cu!plen ciertas restricciones en la varia5le respuesta(*igueroa, /00>"#

*igueroa (/00>" !enciona ue la representacin !ate!tica de los !odelosde !etodolog a de super8cie de respuesta puede ser de diversas !aneras:

Un !odelo de pri!er orden (lineal" sin interacciones o productos cru7adosse !uestra seg


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v

ypodr ser representado gr8ca!ente co!o se puede o5servar en las*iguras // y />, a!5as para un !odelo de segundo orden#


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Es claro ue las super8cies de respuesta y las gr8cas de contornos (curvasde nivel" pueden tener, aparte de las anteriores, representaciones de un! ni!o, una cresta elevada, una silla de !ontar, etc# (*igueroa, /00>"#

2.,.1. Ide ti0!a!i" de los a!tores si% i0!ativos !o a!toriales 2

En el estudio de super8cies de respuesta, los e4peri!entos -actorialesco!pletas o -raccionarias se usan co!o e4peri!entos iniciales# Cuando laregin de respuesta pti!a se desconoce, se usan -actoriales /A o-racciones de ellos para identi8car los -actores ue a-ectan la varia5lerespuesta# Estos -actoriales /n son dise?os adecuados para esti!ar larespuesta !edias para el !odelo lineal o de pri!er orden de la ecuacin(%>"# 2a inclusin de dos o !s o5servaciones en el nivel de todos los-actores suele ser el procedi!iento reco!endado para esti!ar el error

e4peri!ental y proporcionar un !ecanis!o para evaluar si el !odelo linealde super8cie de respuesta es apropiado (Kuehl, /00%"#

2.,.2. Diseo )ara esti(ar su)er0!ies de res)uesta de se%u doorde

Una ve7 ue se identi8ca la regin de respuesta pti!a, de5e dise?arse unnuevo e4peri!ento para caracteri7ar la super8cie de respuesta# En general,la super8cie se apro4i!a por !edio de una ecuacin cuadrtica paradeter!inar la curvatura de la super8cie (Kuehl, /00%"#

E4isten varias clases de dise?os desarrollados para la apro4i!acin a unasuper8cie de segundo orden, ue no re uieren tantas co!5inaciones de


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trata!ientos co!o los dise?os -actoriales >n y donde cada uno de ellosposee ciertas caracter sticas y propiedades# Entre estos estn los dise?oscentrales co!puestos propuestos por So4 y Xilson (%&1%", ue no crecentanto co!o los dise?os -actoriales >n y los dise?os So46Sehn en# (*igueroa,/00>"#

II. 3I3-IOG/AF A

%# )2)RCY , J# /00/# Caracteri7acin Citogen.tica y Respuesta al Cultivo inZitro de Tres )ccesiones de 9hysalis peruviana 2# Tesis U )2M#

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=# S)I2Y , # %&&'# Evaluacin de las condiciones de proceso para elEnlatado de olluco con Char ui# Tesis para optar al t tulo de Ingeniero deIndustrias )li!entar as# Universidad acional )graria 2a Molina# 2i!a69er


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>%# VURT)$@, 9# %&3 # 9rocesos Tecnolgicos de conservacin de -rutas yhortali7as y su al!acena!iento# Junta de Cartagena#

>/# ICM+*# /000# Microorganis!os de los )li!entos, su signi8cado y!.todos de nu!eracin# +egunda edicin# To!o TI# Editorial )cri5ia#Harago7a# Espa?a#

>># IC@ TEC %&&&, or!a T.cnica TC '130# Uchuva (9hysalis peruviana",para el consu!o -resco o destinado al procesa!iento industrial# Colo!5ia#

>'# IT$G6 9er#00/# %& & M.todos de ensayo para ugos y n.ctares de -rutay otros vegetales# 2i!a69er=# J)F, J# %&&' Micro5iolog a Moderna de los )li!entos# Editorial )cri5ia#Harago7a, Espa?a#

> # JE , F# M) +@ , J# +TUMS@, C y H)VR)$ %C` J# %& %# ) procedure -orEsti!ating +terili7ation and \uality *actor $egradation in Ther!ally9rocessed *oods# Jou!al o-*ood +cience# Zol >=# pp =&>6=&3#

>3# KIRK, R# +)XFER, EG)# %&&=# Co!posicin y anlisis de ali!entos de9earson# +egunda edicin# Editorial Continental, +#)# M.4ico#

> K@THEKI$@U, 9# %&& # Veat resistance o- S# nivea, S -ulva andeosartoya 8scheri isolated -ro! canned to!ate paste# Jou!al o-*ood

+cience# Zol =/, I/ pp: '%06'%/#

'0# KUEV2, R# /00 %# $ise?o de E4peri!entos, +egunda edicin, Tho!soneditores +#)# de CZ# M.4ico#

'%# 2E@ , G# %&='# Zaria5ilidad !or-olgica de @4alis tu5erosa (oca" y clavede identi8cacin del tu5.rculo# Tesis# U +))C, Cusco, 9er# M) )F)F, $# %&&/# +i!ulacin de la variacin del Contenido de Zita!inaC, en el al!acena e de con8tado de 9i?a ()na?as co!osus" de hu!edadinter!edia# Tesis para optar al grado de Mag ster +cientiae# Universidad

acional )graria 2a Molina# 2i!a69er


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'1# ME $@H), *# %&&># @pti!i7acin del trata!iento t.r!ico en una cre!aa 5ase de olluco# Tesis para optar al t tulo de Ingeniero de Industrias)li!entar as# Universidad acional )graria 2a Molina# 2i!a69er


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=0# +TUMS@, C y 2@ G2EF, R# %&== eL 9ara!eters -or 9rocessesCalculations# )cade!ic 9ress !e# U+)#

=%# +TUMS@, e#R# %& > Ther!o5acterio ogy in *ood 9rocessing# )cade!ic9ress I C# U+)#

=/# T)9I), M# E# /000# Cultivos andinos su5e4plotados y su aporte a laali!entacin# @8cina Regional de la *)@ para )!.rica 2atina y el Cari5e#+antiago, Chile#

=># T@2E$@, T# %&& *unda!entals o- *ood 9rocess Engineering# )spen9u5lishers, Ine# Gaithes5urg# Maryland, U+)#

='# F)CUHHI, E# M)RTb , *# \UI_Y EH, V# 9@9@Z+KF, M# /001# El dise?oe4peri!ental y los M.todos de Taguchi: Conceptos y aplicaciones en laIndustria *annac.utica#


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I di!e2.5. METODOS TAGUCHI , %2.5.1. Calidad a travs del Diseo , %2.5.2. Fu !i" #rdida , 12.5.$. Arre%los Orto%o ales , %02.5.&. Diseo de #ar'r etros , %'2.,.1. Ide ti0!a!i" de los a!tores si% i0!ativos !o a!toriales 2 , /02.,.2. Diseo )ara esti(ar su)er0!ies de res)uesta de se%u do orde , /0

II. 3I3-IOG/AF A4 2


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