Las 7 Herramientas Básicas de la Calidad

Preguntas frecuentes

Las 7 herramientas básicas fueron compiladas por Kaoru Ishikawa en Japón, en la década de los 1950s. Se han utilizado con éxito como métodos prácticos para la recopilación de información relacionada con la calidad, su presentación y priorización para el análisis y solución de problemas cotidianos que enfrentan los equipos de trabajo de las organizaciones.

1. Estratificación
2. Histograma
3. Hoja de verificación (checklist)
4. Diagrama de Pareto (regla 80-20)
5. Gráfico de Control
6. Diagrama de dispersión
7. Diagrama de causa y efecto (diagrama de espina de pescado o Ishikawa)

Para obtener información útil de nuestros procesos, deberemos recopilar los datos en un formato que diseñaremos específicamente para nuestras necesidades. La estratificación es una herramienta básica de estadística que clasifica los elementos o factores que inciden en un resultado requerido.

Cuando ocurre un problema de calidad, por ejemplo, un defecto, necesitamos saber mas detalles, en que máquina, con que molde o herramienta, en que posición del producto se encontró, en que turno, etc. Si diseñamos una hoja de datos que nos permita recopilar la información, la podemos analizar y darnos cuenta no solo de donde se encuentran los problemas sino su cuantificación.

En este ejemplo el formato permite ir contabilizando los defectos para saber exactamente en donde se está presentando el problema. Se pueden crear muchos formatos diferentes pero la clave es que sea práctico y útil.

Otra de las 7 herramientas básicas de la calidad es el Histograma, consiste en una representación gráfica de una variable en forma de barras, donde la superficie de cada barra es proporcional a la frecuencia de los valores representados.

En el eje vertical se representan las frecuencias, y en el eje horizontal los valores de las variables, normalmente señalando las marcas de clase, es decir, la mitad del intervalo en el que están agrupados los datos.

En este ejemplo, tomamos lecturas de mediciones de una pieza (eje x), y contabilizamos la cantidad de piezas (eje y) que cayeron en cada rango de valores. Podemos utilizar herramientas de software como Excel o minitab para generar nuestros histogramas para mejor presentación.

Los histogramas son más frecuentes en ciencias sociales, humanas y económicas que en ciencias naturales y exactas. Y permite la comparación de los resultados de un proceso.

Esta herramienta de la calidad también llamada Hoja de Control o de Chequeo, es un impreso con formato de tabla o diagrama, destinado a registrar y compilar datos mediante un método sencillo y sistemático, como la anotación de marcas asociadas a la ocurrencia de determinados sucesos. 

Cuando tenemos definidas las condiciones en que se debe elaborar un producto, o bien dentro de que valores deben estar las características de su proceso (por ejemplo, la temperatura, la presión, etc.) podemos generar una hoja de verificación o checklist, que será muy útil para llevar el registro de las condiciones reales en que está trabajando el proceso.

Esta técnica de recogida de datos se prepara de manera que su uso sea fácil e interfiera lo menos posible con la actividad de quien realiza el registro. Las hojas de datos nos sirven también para registrar las incidencias de defectos ocurridos en la línea.

El diagrama de Pareto como herramienta básica de la calidad también llamado Curva 80-20 o distribución C-A-B, es una gráfica para organizar datos de forma que estos queden en orden descendente, de izquierda a derecha y separados por barras. Permite asignar un orden de prioridades.

El diagrama proporciona una visualización del principio de Pareto, que indica que hay un pequeño número de problemas críticos en comparación con un gran número de problemas triviales. La gráfica ubica los problemas «vitales» a la izquierda y los problemas «triviales» a la derecha para ilustrar esta idea.

Siguiendo con nuestro ejemplo, veamos como lucirían los datos en forma de Pareto y su gráfico correspondiente.

Otra de las herramientas de la calidad más importantes es el gráfico de control, que es una representación gráfica de los distintos valores que toma una característica correspondiente a un proceso. Permite observar la evolución de este proceso en el tiempo y compararlo con unos límites de variación previamente establecidos los cuales son utilizados como referencia para ajustar o no el proceso y como base para la toma de decisiones.

Usamos esta herramienta para desplegar los diferentes valores que una característica del proceso que nos interesa monitorear.

Existen varios tipos de gráficos de control, los podemos clasificar en dos generales: Por variables (al medir características con escala variable) y por atributos (al contar o usar características no medidas como defectos, etc.)

Pasos básicos para realizar una gráfica de control SPC:

1. Seleccionar la característica a monitorear: El primer paso es identificar la característica crítica que se desea monitorear, como por ejemplo el peso de un producto, la dimensión de una pieza, etc.
2. Tomar medidas de la característica: A continuación, se toman muestras regulares de la característica y se registran los datos. Se recomienda tomar al menos 30 muestras para tener una representación adecuada del proceso.
3. Calcular los límites de control: Con los datos recogidos, se pueden calcular los límites de control superior e inferior para la característica en cuestión. Estos límites se pueden calcular utilizando fórmulas estadísticas o herramientas de software.
4. Crear la gráfica de control: Con los datos y los límites de control, se puede crear una gráfica de control que represente visualmente los resultados. Una gráfica de control común es una carta de control de Shewhart o una gráfica de control de capacidad de proceso.
5. Analizar la gráfica de control: Finalmente, se analiza la gráfica para determinar si el proceso está bajo control o si hay un problema que requiere corrección. Si hay puntos fuera de los límites de control, se deben investigar las causas y tomar medidas para corregirlas.

El manual de core tools de SPC contiene las fórmulas y formatos que se pueden utilizar. Minitab cuenta con un modulo de herramientas de calidad en el cual se pueden realizar estas herramientas.

Esta herramienta básica de la calidad también llamada Gráfica de Dispersión, es un tipo de diagrama matemático que utiliza las coordenadas cartesianas para mostrar los valores de dos variables para un conjunto de datos. Los datos se muestran como un conjunto de puntos, entonces cada punto en el diagrama representa su localización en el eje horizontal para una variable y en el vertical para la otra.

Esto tiene una gran aplicación práctica, ya sea para confirmar o encontrar la relación que existe entre una variable del proceso y otra. Por ejemplo, que pasa si queremos saber si hay relación entre el tiempo del proceso y el espesor del producto.

Paso 1: Definir las variables: Tiempo y Espesor.

Paso 2: Tomar datos en parejas, es decir cada tiempo progresivamente y midiendo el espesor que resulta.

Paso 3: Podemos graficar estos datos usando papel gráfico o en Excel.

Observamos que existe una correlación entre ambas variables, a mayor tiempo mayor espesor.

Paso 4: Podemos generar una fórmula que prediga el valor de el tiempo para un espesor mayor. Utilizamos la aproximación a una línea recta (y=mx +b) donde m es la pendiente de la recta y m el valor donde intercepta al eje x.

Excel nos proporciona las fórmulas para ambas (Slope e Intercept).

La pendiente (m)               =        4.199608611

Intercepción (b)                 =        2.677103718

Supongamos que queremos el valor del tiempo con un espesor de 15.

Substituyendo: Tiempo = (4.199 x 15) + 2.677 = 65.67

Si la gráfica tiene la pendiente inclinada en forma contraria a este ejemplo, es decir de mayor a menor, la correlación será negativa, esto también es importante, sabremos que a mayor valor de una variable la otra disminuye.

Si la gráfica no presenta una pendiente o inclinación, no habrá correlación entre ambas.

Podemos también calcular con Excel el coeficiente de correlación(r) con la formula directamente, en este caso obtuvimos 0.9969 o 99.68%, lo cual indica una fuerte correlación positiva.

Cuando tenemos un problema, puede resultar confuso el revisar y tomar en cuenta todas las posibles incidencias que lo pudieron causar. Para poner orden, se desarrolló esta técnica de diagrama de Ishikawa, como herramienta de calidad, también llamada Diagrama de Causa-Efecto, Diagrama causal o por su forma, diagrama de espina de pescado formando parte de las herramientas básicas.

Esta herramienta de calidad consiste en una representación gráfica sencilla en la que puede verse de manera relacional una especie de espina central o columna vertebral, que es una línea en el plano horizontal, representando el problema a analizar, que se escribe a su derecha.

 La columna vertebral tiene ramas que se extienden hacia la izquierda y que representan las causas del problema, las cuales se organizan jerárquicamente en función de su relación con el problema central.

El Diagrama de Ishikawa Es una de las diversas herramientas surgidas a lo largo del siglo XX en ámbitos de la industria y posteriormente en el de los servicios, para facilitar el análisis de problemas y sus soluciones en esferas como lo son; calidad de los procesos, los productos y servicios.

Pasos a seguir para realizar un diagrama de Ishikawa:

1. Determinar las principales categorías de causas (Mediciones, Procedimientos, gente, ambiente, políticas, maquinaria en este ejemplo, pueden ponerse cualquier categoría relevante al problema.
2. Los integrantes comienzan a identificar y proponer sub-causas dentro de cada causa general.
3. Siguiendo el mismo proceso, llenar todas las categorías, no criticar las ideas, generar las causas de las sub-causas y así sucesivamente.
4. Delinear y utilizar la información para generar un plan de acción congruente en base al consenso y las causas que se determinen son las mas probables.

Ejemplo de un diagrama mas detallado:

Las 7 herramientas pueden ayudar a resolver muchos problemas. Los círculos de calidad y los equipos auto-dirigidos son un excelente vehículo para la aplicación de estas técnicas.

Artículo por SPC Consulting Group en colaboración con el Ingeniero Gustavo Gutiérrez.

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