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por Olga Lucía Torres Romero 11 anos atrás

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Gráficos de Control por Variables

Los gráficos de control por variables representan una herramienta eficaz para supervisar y mejorar procesos en diversas fases de resolución de problemas. Ayudan a comprobar teorías sobre las causas de fallos, controlar el impacto de mejoras implementadas y mantener las ganancias obtenidas.

Gráficos de Control por Variables

Gráficos de Control por Variables

INTERPRETACIÓN

Identificación de causas especiales o asignables

La función primaria de un Gráfico de Control es mostrar el comportamiento o

las pautas de funcionamiento de un proceso.

Mediante el análisis de estas pautas de funcionamiento se puede identificar la

existencia de causas de variación especiales (proceso fuera de control). Cuando

esto ocurra, se dejará constancia escrita de la situación.

A continuación se comentan algunas de las pautas de comportamiento que

informan sobre cambios en el proceso:

g) Los dos tercios centrales contienen bastante menos del 66% de los puntos. Investigar las causas de este comportamiento anómalo.
f) Los dos tercios centrales contienen bastante más del 66% de los puntos. Examinar esta conducta puesto que posiblemente existen causas especiales no identificadas, actuando sobre el proceso.
e) Cambios bruscos de puntos próximos a un límite de control hacia el otro límite. Examinar esta conducta errática.
d) Fuerte tendencia ascendente o descendente marcada por cinco puntos consecutivos. Investigar las causas de estos cambios progresivos.
c) Cinco puntos consecutivos por encima o por debajo de la línea central. Investigar las causas de variación pues la media de los cinco puntos indica una desviación del nivel de funcionamiento del proceso.
b) Dos puntos consecutivos muy próximos al límite de control. La situación es anómala, estudiar las causas de variación.
a) Un punto exterior a los límites de control. Se estudiará la causa de una desviación del comportamiento tan fuerte.

Construcción de los Gráficos de Control por Variables " X , s".

Paso 12: Análisis y resultados

Los Gráficos de Control, resultado de este proceso de construcción, se

utilizarán para el control habitual del proceso.

Paso 11: Comprobación de los datos de construcción del Gráfico de Control " X , s"

Si alguna de estas dos condiciones no se cumple para alguna de las muestras, esta deberá ser desechada para el cálculo de los Límites de Control. Se repetirán todos los cálculos realizados hasta el momento sin tener en cuenta la muestra o muestras anteriormente señaladas. Este proceso se repetirá hasta que todas las muestras utilizadas para el cálculo de los Límites de Control muestren un proceso dentro de control. Los Límites finalmente así obtenidos, son los definitivos que se utilizarán para la construcción de los Gráficos de Control.

- Todas las desviaciones típicas de las muestras utilizadas para la construcción del Gráfico "s" están dentro de sus Límites de Control. LCIS < si < LCSS

- Todas las medias de las muestras utilizadas para la construcción del gráfico " X " están dentro de sus Límites de Control. X i X LCI < X < LCS

Paso 10: Incluir los datos pertenecientes a las muestras en el gráfico

Para el Gráfico "X " se representará cada muestra con un punto, buscando la

intersección entre el número de la muestra (eje horizontal) y el valor de su

media (eje vertical).

Para el Gráfico "s" se representará cada muestra con un punto, buscando la

intersección entre el número de la muestra (eje horizontal) y el valor de su

desviación típica (eje vertical).

Unir, en cada gráfico, los puntos por medio de trazos rectos.

Marcar en el eje vertical correspondiente a las S, el valor de LCIs. A partir de este punto trazar una recta horizontal discontinua (a trazos). Identificarla con LCIs.

Marcar en el eje vertical correspondiente a las S, el valor de LCSs. A partir de este punto trazar una recta horizontal discontinua (a trazos). Identificarla con LCSs.

- Límite Central.

Marcar en el eje vertical, correspondiente a las s, el valor de la desviación típica media S . A partir de este punto trazar una recta horizontal. Identificarla con S .

- Límite de Control Inferior.

Marcar en el eje vertical correspondiente a las X , el valor de x LCI . A partir de

este punto trazar una recta horizontal discontinua (a trazos). Identificarla con

x LCI .

- Límite de Control Superior.

Marcar en el eje vertical correspondiente a las X , el valor de x LCS . A partir de este punto trazar una recta horizontal discontinua (a trazos). Identificarla con x LCS .

- Línea Central.

Marcar en el eje vertical, correspondiente a las X , el valor de la media de las medias X . A partir de este punto trazar una recta horizontal. Identificarla con X .

Se dibujarán dos Gráficos en la misma hoja, uno para representar la medida de

tendencia central ( X ) y otro para representar la medida de variabilidad o

dispersión (s).

El eje horizontal representa, en ambos gráficos, el número de la muestra en el

orden en que ha sido tomada.

El eje vertical del Gráfico " X " representa los valores de la media. La diferencia

entre el valor máximo y el mínimo de la escala será por lo menos dos veces la

diferencia entre el valor máximo y el mínimo de X .

El eje vertical del Gráfico "s" representa los valores de la desviación. Los

valores de su escala irán desde cero hasta dos veces el valor máximo de "s".

Paso 7: Calcular los Límites de Control para cada uno de los gráficos
2.- Para el Gráfico "s"

a) Calcular el Límite de Control Superior y el Límite de Control Inferior.

LCIS = B3 s El valor de B4 y B3 se obtiene de la tabla que figura en la tabla de constantes. El valor de B3 para tamaños de muestra menores o iguales a 5 es cero, eso implica que el Límite de Control Inferior es cero

1.- Para el Gráfico " X "

c) Calcular el Límite de Control Superior y el Límite de Control Inferior.

x LCS = X + A3 s

x LCI = X - A3 s

El valor A3 se obtiene de la tabla que figura en la tabla de constantes.

b) Calcular la desviación típica media ( s )

s = (s1 + .... + sN)/N

si = desviación típica de la muestra i

N = número de muestras

a) Calcular la media ( X ) de los valores medios de las muestras ( X i )

X = (x1 + ..... + x N ) N X i = media obtenida para la muestra i N = número de muestras

Paso 6: Calcular la media ( X ) y la desviación típica (s) para cada muestra
Cálculo de la media:

X = (x1 + x2 +.... + xn)/n

xi = valor de la característica medida

n = tamaño de la muestra

Cálculo de la desviación típica:

Paso 5: Recoger los datos según el plan establecido

Las unidades de cada muestra serán recogidas de forma consecutiva para que

ésta sea homogénea y representativa del momento de la toma de datos. Se

indicarán en las hojas de recogida de datos todas las informaciones y

circunstancias que sean relevantes en la toma de los mismos.

Definición y conceptos

DESVIACIÓN TÍPICA, "s" O "s"

Es una medida de la dispersión de una distribución de frecuencia,

correspondiente a la raíz cuadrada del cociente entre la suma de los cuadrados

de las distancias de cada valor a la media aritmética y el número de valores. En

general este parámetro se estima a través del cálculo de la desviación típica de

los valores de una muestra (desviación típica muestral, s), siendo esta:

xi = valor del elemento i de la muestra

n = tamaño de la muestra

RECORRIDO, "R"

Medida de la dispersión, correspondiente a la diferencia entre el valor máximo

y el valor mínimo de un conjunto de datos.

DISPERSIÓN

Alcance de la diseminación con la que los datos de una distribución de

frecuencia se distribuyen alrededor de la zona de tendencia central.

MEDIA ARITMÉTICA, " X "

Medida de la tendencia central, correspondiente a la suma de todos los valores,

dividida por el número de los mismos.

TENDENCIA CENTRAL

Característica típica de la mayoría de las distribuciones de frecuencia, por lo

cual el grueso de las observaciones se agrupan en una zona determinada de las

mismas.

MUESTRA, "n"

Uno o varios elementos tomados de un conjunto más amplio para proporcionar

información sobre el mismo y, eventualmente, para tomar una decisión relativa

o al colectivo o al proceso que lo ha producido.

GRÁFICOS DE CONTROL

Los Gráficos de Control son representaciones gráficas de los valores de una

característica resultado de un proceso, que permiten identificar la aparición de

causas especiales en el mismo.

GRÁFICOS DE CONTROL POR VARIABLES

Son Gráficos de Control basados en la observación de la variación de

características medibles del producto o del servicio.

PROCESO BAJO CONTROL

Se dice que un proceso se encuentra bajo control cuando su variabilidad es

debida únicamente a causas comunes.

PROCESO

Combinación única de máquina, herramienta, materiales, temperatura,

método, hombre y todo aquello necesario para la obtención de un determinado

producto o servicio.

VARIABILIDAD

Campo de variación en los valores numéricos de una magnitud.

CAUSAS DE VARIABILIDAD:

Causas externas, especiales o asignables:

- Son pocas las que aparecen simultáneamente en un proceso, pero cada una

de ellas produce un fuerte efecto sobre el resultado final.

- Producen una variabilidad irregular e imprevisible, no se puede predecir el

momento en que aparecerá

- Sus efectos desaparecen al eliminar las causas.

Causas internas, comunes o no asignables

- Son de carácter aleatorio.

- Existe gran variedad de este tipo de causas en un proceso y cada una de ellas

tiene poca importancia en el resultado final.

- Son causas de variabilidad estable y, por tanto, predecible.

- Es difícil reducir sus efectos sin cambiar el proceso.

UTILIZACIÓN

Utilización en las fases de un proceso de solución de problemas:
- Está especialmente indicada para controlar el comportamiento de las mejoras introducidas en los procesos y mantener las ganancias derivadas de las mismas.
- Puede utilizarse para el diseño y prueba de soluciones.
- Es una herramienta útil en la comprobación de teorías sobre las causas de un problema.
- Pueden identificar posibles oportunidades de mejora.
Los gráficos de control son usados para cualquier tipo de proceso, sea de producción o no.

Posibles problemas y deficiencias de interpretación

Cuando se utilizan los Gráficos de Control por Variables como herramienta de análisis se tendrán en cuenta las siguientes consideraciones:

d) Muchos de los conceptos que se manejan en este procedimiento están basados en el supuesto de que el fenómeno en estudio se comporta como una distribución normal, si se aplican a fenómenos cuyo comportamiento difiera mucho de este, las interpretaciones subsiguientes serán erróneas.
c) Controlar una característica de un proceso no significa necesariamente controlar el proceso. Si no se define bien la información necesaria y las características del proceso que, en consecuencia, deben ser controladas, tendremos interpretaciones erróneas debido a informaciones incompletas.
b) El hecho de que un proceso se mantenga bajo control no significa que sea un buen proceso, puede estar produciendo fuera de los límites de especificación. Hacer un Estudio de Capacidad Potencial de Calidad para comprobar esto último.
a) Los errores de los datos o los cálculos utilizados para su construcción pueden pasar inadvertidos durante su utilización y provocar interpretaciones totalmente erróneas.

Construcción de los Gráficos de Control por Variables " X ,R"

Paso 4: Elaborar el Plan de Muestreo (Tamaño de muestra, frecuencia de

muestreo y número de muestras)

Paso 5: recoger los datos segun el plan establecido.

Paso 6: Calcular la media ( X ) y el recorrido (R) para cada muestra

Paso 7: Calcular los Límites de Control para cada uno de los gráficos

Paso 8: Definir las escalas de los gráficos

Paso 9: Representar en el gráfico la Línea Central y los Límites de Control

Paso 10: Incluir los datos pertenecientes a las muestras en el gráfico

Paso 12: Análisis y resultados.
Los Gráficos de Control, resultado de este proceso de construcción, se utilizarán para el control habitual del proceso.
paso 11. Comprobación de los datos de construcción del Gráfico de Control " X ,R"
Se comprobará que:

- Todos los recorridos de las muestras utilizadas para la construcción del gráfico "R" están dentro de sus Límites de Control. LCIR < Ri < LCSR

Si alguna de estas dos condiciones no se cumple para alguna de las muestras, esta deberá ser desechada para el cálculo de los Límites de Control. Se repetirán todos los cálculos realizados hasta el momento sin tener en cuenta la muestra o muestras anteriormente señaladas. Este proceso se repetirá hasta que todas las muestras utilizadas para el cálculo de los Límites de Control muestren un proceso dentro de control. Los Límites, finalmente así obtenidos, son los definitivos que se utilizarán para la construcción de los Gráficos de Control.

- Todas las medias de las muestras utilizadas para la construcción del gráfico “ X ” están dentro de sus Límites de Control. X i X LCI < X < LCS

Paso 10: Incluir los datos pertenecientes a las muestras en el gráfico

Para el gráfico "X " se representará cada muestra con un punto, buscando la

intersección entre el número de la muestra (eje horizontal) y el valor de su

media (eje vertical).

Para el gráfico "R" se representará cada muestra con un punto, buscando la

intersección entre el número de la muestra (eje horizontal) y el valor de su

recorrido (eje vertical).

Unir, en cada gráfico, los puntos por medio de trazos rectos.

Paso 9: Representar en el gráfico la Línea Central y los Límites de Control
2- Para el gráfico "R"

Límite de Control Inferior.

Marcar en el eje vertical correspondiente a las R, el valor de LCIR. A partir de

este punto trazar una recta horizontal discontinua (a trazos). Identificarla con

LCIR.

Límite de Control Superior.

Marcar en el eje vertical correspondiente a las R, el valor de LCSR. A partir de

este punto trazar una recta horizontal discontinua (a trazos). Identificarla con

LCSR.

Marcar en el eje vertical, correspondiente a las R, el valor del recorrido medio

R . A partir de este punto trazar una recta horizontal. Identificarla con R .

1.- Para el gráfico " X "

Límite de Control Inferior.

Marcar en el eje vertical correspondiente a las X , el valor de x LCI . A partir de

este punto trazar una recta horizontal discontinua (a trazos). Identificarla con

x LC

Sub- Límite de Control Superior.

Marcar en el eje vertical correspondiente a las X , el valor de x LCS A partir de

este punto trazar una recta horizontal discontinua (a trazos). Identificarla con

x LCS

Línea Central.

Marcar en el eje vertical, correspondiente a las X , el valor de la media de las

medias. X A partir de este punto trazar una recta horizontal. Identificarla con

X .

Paso 8: Definir las escalas de los gráficos

Se dibujarán dos gráficos en la misma hoja, uno para representar la medida de

tendencia central ( X ) y otro para representar la medida de variabilidad o

dispersión (R).

El eje horizontal representa, en ambos gráficos, el número de la muestra en el

orden en que ha sido tomada.

El eje vertical del gráfico " X " representa los valores de la media. La diferencia

entre el valor máximo y el mínimo de la escala será por lo menos dos veces la

diferencia entre el valor máximo y el mínimo de X .

El eje vertical del gráfico "R" representa los valores del recorrido. Los valores

de su escala irán desde cero hasta dos veces el valor máximo de R.

paso 7. limites de control

2 -Para el gráfico "R"

a) Calcular el Límite de Control Superior (LCSR) y el Límite de Control Inferior

(LCIR)

LCSR = D4 R

LCIR = D3 R

El valor de D4 y D3 se obtienen de la tabla de constantes.

El valor de D3 para tamaños de muestra menores o iguales a 6 es cero, eso

implica que el Límite de Control Inferior es cero.

1- Para el gráfico " X "

a) Calcular la media ( x ) de los valores medios de las muestras ( X i ).

X (X ........ X N ) N 1 = + +

X i = media obtenida para la muestra i

N = número de muestras.

b) Calcular el recorrido medio ( R )

R = (R1 + ..... +RN)/N

Ri = recorrido de la muestra i

N = número de muestras.

c) Calcular el Límite de Control Superior ( x LCS ) y el Límite de Control Inferior

( x LCI )

x LCS = X A R 2 +

x LCI = X A R 2 -

El valor A2 se obtiene de la tabla de constantes.

paso 6. CALCULO DE LA MEDIA
Cálculo de la media: X = (x1 + x2 +......+ xn)/n xi = valor de la característica medida n = tamaño de la muestra Cálculo del recorrido: R = (xmáxima - xmínima)
paso 4. c) El número de muestras "n" debe satisfacer dos criterios:

- Se recogerán muestras suficientes para cerciorarse de que las causas internas

de variación tienen oportunidad para manifestarse.

- Proporcionar una prueba satisfactoria de la estabilidad del proceso. A partir

de un mínimo de 100 mediciones individuales, se obtiene esta garantía. (25

muestras con n= 4 ó 20 muestras con n= 5).

paso 4. b) Frecuencia del muestreo

La frecuencia de muestreo será tal que recoja los cambios en el proceso

entre las muestras debidos a causas internas y, al mismo tiempo, permita

detectar la aparición de causas externas.

Las muestras deben recogerse con la frecuencia, y en los tiempos oportunos

para que puedan reflejar dichas oportunidades de cambio. (Por ejemplo:

frecuencias horarias, diarias, por turno, por lote de material, etc).

paso 4. a) Tamaño de la Muestra

será pequeño (n = 4 ó 5, siendo 5 el tamaño más

usual) y constante.

Procesos

Constriccón
Elección del tipo de Gráfico

Paso 1: Establecer los objetivos del control estadístico del proceso

La finalidad es establecer claramente qué se desea conseguir con el mismo.

Paso 2: Identificar la variable o variables a controlar

Es necesario determinar qué variable o variables del producto/servicio o

proceso se van a medir para conseguir satisfacer las necesidades de

información establecidas en el paso anterior.

Paso 3:Determinar el tipo de Gráfico de Control que es conveniente utilizar.

Conjugando aspectos como:

- Tipo de información requerida.

- Características del proceso.

- Recursos Humanos.

- Recursos Materiales.

b) Gráficos de Control " x , s"

Constan de dos gráficos, uno para el control de las medidas de tendencia

central (media x ) y otro para el control de la variabilidad.

- Utilizan la desviación típica (s) como medida de la variabilidad del proceso.

- Mayor dificultad de cálculo.

- Mejor indicador estadístico de variabilidad.

- Válido para cualquier tamaño de muestra.

a) Gráficos de Control " X , R"

Constan de dos gráficos, uno para el control de las medidas de tendencia

central (media x ) y otro para el control de la variabilidad.

- Utilizan el recorrido (R) de los datos como medida de la variabilidad del

proceso.

- Sencillo de calcular.

- Válido para muestras pequeñas (tamaño de muestra n < 8).