Mejorando el Control de Calidad: El Poder de los Planes de Muestreo para Piezas Metálicas Pequeñas

Ahorrando Tiempo y Costo en la Inspección de Piezas Metálicas Pequeñas

A menudo hablamos de lo importantes que son las inspecciones para la fabricación de piezas metálicas pequeñas, ayudando a asegurar la calidad de componentes que componen miles, si no millones, de productos.

Sin embargo, la inspección al 100% consume tiempo y costo significativos —además, aún no garantiza cumplimiento al 100%. Por eso fabricantes y sus clientes confían en un plan de muestreo en control de calidad (CC).

Buenas Razones para Usar Planes de Muestreo para Inspección

Las inspecciones visuales —ya sea a simple vista o usando herramientas ópticas sofisticadas— se hacen para detectar una variedad de problemas de acabado superficial en piezas metálicas, desde corrosión y contaminación hasta grietas e irregularidades superficiales.

Pero dadas las grandes cantidades con las que la mayoría de fabricantes trabajan, es impráctico gastar la cantidad de tiempo y dinero significativo requerido para examinar el 100% de las piezas en cada lote. Por ejemplo, aquí en Metal Cutting Corporation, rutinariamente producimos lotes que consisten en 100.000 piezas.

Inspeccionar un lote tan grande, también es fácil cometer un error. Poner una pieza en el contenedor equivocado, tener un micrómetro colocado ligeramente fuera de lugar al medir, o solo parpadear —cualquiera de estos puede significar perder algún defecto que tendría impacto en el rendimiento del producto final.

Además, incluso con una gama de herramientas muy precisas disponibles para inspeccionar piezas, es imposible examinar cada minúsculo segmento de la superficie de una pieza. Eso significa que incluso si hace inspección al 100%, no es precisamente 100%.

Por definición, un plan de muestreo es un método estadístico para determinar si aceptar o rechazar un lote de material que se está produciendo. Con un plan de muestreo de CC, un número relativamente pequeño de piezas del lote se inspeccionan para determinar si el lote entero será aceptado o rechazado basado en el número de piezas defectuosas en la muestra.

AQL en Control de Calidad por Muestreo

En Metal Cutting, la experiencia nos ha mostrado que inspeccionar una pequeña porción de las piezas en un lote no solo es más rápido y rentable —también nos permite prestar más atención al proceso de inspección. Con cada pieza en la muestra siendo inspeccionada más cuidadosamente, se reduce la probabilidad de errores o de simplemente pasar algo por alto.

Lo mejor de todo, un plan de muestreo de calidad proporciona resultados estadísticamente válidos y alta confianza en que si la muestra está libre de defectos, el lote entero cumplirá con los requisitos del cliente para un Nivel de Calidad Aceptable (AQL).

Estadísticamente, AQL es una medida del número máximo de bienes defectuosos que se considerarían aceptables en un tamaño de muestra particular. Corresponde al porcentaje de una producción que puede ser rechazada antes de que se deba tomar alguna acción correctiva.

Cuanto mayor el AQL, menor el número de piezas que se inspeccionarán. Esto significa que con un tamaño de lote de 100.000 piezas, por ejemplo, se inspeccionarían 123 piezas con AQL 0,4, pero solo 29 piezas con AQL 4,0.

Los Estándares para Planes de Muestreo

En planes de muestreo, el número de piezas a inspeccionar y el número aceptable de piezas defectuosas en una muestra usualmente se basan en AQLs y valores de índice incluidos en estándares publicados como ANSI/ASQ Z1.4-2008, del Instituto Nacional de Estándares Americano (ANSI)/Sociedad Americana para la Calidad (ASQ).

También puede encontrar valores de tamaño de lote y muestreo y otra información técnica en el libro Zero Acceptance Number Sampling Plans, Quinta Edición, por Nicholas L. Squeglia.

Aquí en Metal Cutting, preferimos inspeccionar piezas metálicas usando el estándar AQL 1.0 c=0, que es un plan de muestreo de aceptación cero del libro de Squeglia. Este plan dicta cuántas piezas seleccionadas aleatoriamente inspeccionaremos, dependiendo del tamaño del lote, para asegurar estadísticamente que todas las piezas son de calidad aceptable.

Usando el Plan de Muestreo de Aceptación Cero AQL 1.0 C=0

Estadísticamente hablando, N es la población de piezas totales, n es el tamaño de la muestra, y c es la cantidad de piezas malas que se permitirán. Así, un plan de muestreo c=0 simplemente significa que si se encuentra un defecto entre el tamaño de muestra (n), el lote entero (N) es rechazado o sometido a inspección al 100%.

El AQL asociado determina cuántas piezas seleccionadas aleatoriamente se inspeccionarán, basado en el tamaño total del lote. Por ejemplo, empleando un valor de índice AQL de 1.0 como nuestro estándar, inspeccionaríamos:

• Un muestreo aleatorio de 50 piezas en un tamaño de lote de 5.000 piezas metálicas pequeñas
• Un muestreo aleatorio de 74 piezas en un tamaño de lote de 100.000 piezas

Usando nuestro plan de muestreo de aceptación cero preferido AQL 1.0 c=0, si solo una pieza seleccionada aleatoriamente en la muestra falla la inspección, entonces el lote entero es rechazado o se debe realizar inspección al 100% para la característica fallida. Si toda la muestra pasa la inspección, entonces el lote entero es aceptado.

Cuándo Usar un Plan de Muestreo en Control de Calidad

En Metal Cutting, donde producimos miles de piezas metálicas pequeñas cada día, nos gusta decir que inspeccionar piezas para calidad es parte de nuestro ADN. Así que típicamente comenzamos cada proyecto con un plan de muestreo que detalla los especificidades de la inspección de piezas metálicas, incluyendo el AQL asociado y valores de índice.

Al proporcionar este nivel de detalle, con directrices estrictas para inspección de piezas, encontramos que los planes de muestreo nos ayudan a asegurar niveles de calidad aceptables y rentabilidad.

Debido a nuestro compromiso de calidad, no solo inspeccionamos piezas finales al final de la fabricación, antes del empaque y entrega. Más bien, nuestro proceso incluye muestreo de CC en varias etapas.

Esto incluye la recepción, donde recibimos e inspeccionamos no solo nuestra materia prima sino también cualquier material suministrado por el cliente que usaremos para hacer una pieza. También hacemos muestreo de CC en un paso designado (o pasos) durante la producción —y por supuesto, al final.

Esto nos permite estar seguros de que la calidad está estrictamente controlada a lo largo del proceso.

Otras Herramientas Estadísticas para CC

Por supuesto, los planes de muestreo tampoco son perfectos, así que puede haber una o dos piezas imperfectas en un lote de 100.000. Ahí es donde otras herramientas estadísticas pueden incorporarse al proceso.

Por ejemplo, un cliente podría pedir un valor Cpk de 1,33 o mejor, para asegurar que (estadísticamente hablando) las piezas están cerca del valor nominal en lugar de los límites superior o inferior de las especificaciones para tolerancia.

Si el cliente tiene tolerancias muy ajustadas y está usando las capacidades máximas de una máquina, entonces Cpk no es la mejor opción. Eso es porque todo el rango de tolerancia necesitará usarse para cumplir la especificación ajustada.

Sin embargo, con un rango de tolerancia más laxo, la estadística Cpk puede usarse para mostrar procesos y resultados conformes.

Por Qué Preferimos el Plan de Muestreo AQL 1.0 C=0

A veces los clientes solicitan un nivel AQL diferente, como 0,4 (vs. 1.0), lo que aumentará el número de piezas de muestra a inspeccionar y, a su vez, añadirá al costo de inspección.

Además, los clientes podrían solicitar diferentes tipos de planes de muestreo, como uno basado en estándares creados por ANSI, que requiere tamaños de muestra mayores pero permite que algunas piezas estén fuera de especificación. Por ejemplo, una tabla ANSI/AQL Z1.4–2008 especifica que en un plan de muestreo normal con un tamaño de lote de 5.000 piezas, un AQL de 1.0, y nivel de inspección II:

• El tamaño de muestra aleatoria sería de 200 piezas
• El lote podría aceptarse con hasta cinco piezas muestreadas fuera de especificación
• El lote sería rechazado y sometido a inspección al 100% solo si seis o más piezas estuvieran fuera de especificación

Sin embargo, encontramos que nuestro estándar preferido, AQL 1.0 c=0, es un plan de muestreo más eficiente y rentable. Al permitirnos inspeccionar menos piezas sin aumentar la probabilidad estadística de piezas rechazables, AQL 1.0 c=0 nos ayuda a proporcionar un alto nivel de aseguramiento de calidad mientras reducimos costos de inspección.

Además, enviar un lote que sabemos incluirá piezas malas va en contra de nuestro objetivo de calidad, que es tener CERO piezas inspeccionadas fuera de especificación. Eso hace que un plan de muestreo de aceptación cero sea el mejor ajuste para tanto nuestro negocio como las necesidades de nuestros clientes.

La Validez Estadística Gana el Día

Al final, con un plan de muestreo estadísticamente válido, podemos inspeccionar un número menor de piezas más cuidadosamente y dar a los clientes un alto nivel de confianza en que si la muestra es aceptable, el lote entero es aceptable.

De nuevo, puede encontrar valores de tamaño de lote y muestreo y otra información técnica sobre planes de muestreo de CC —así como documentación sobre la validez de AQL c = 0, el plan de muestreo que Metal Cutting recomienda encarecidamente— en el libro de Squeglia (citado arriba).

Pero sea cuales sean los métodos de inspección y planes de muestreo que decida usar, es importante incluir esta información en sus especificaciones y su solicitud de estimación de proyecto. Así, su socio de fabricación puede hacer recomendaciones y proporcionar una cotización precisa y oportuna —una que incluya la inspección en el costo total de sus piezas metálicas.

Puede aprender más sobre especificar sus requisitos para inspección de piezas, así como para corte y acabado de piezas metálicas para su aplicación de piezas metálicas pequeñas, descargando una copia gratuita de nuestra guía completa, Cómo Ajustar su Solicitud de Cotización a su Máxima Ventaja: Preguntas Frecuentes en Abastecimiento de Piezas Pequeñas.