Preparación de curso de Ingeniería Industrial con PPAP y AMEF

Es importante en Ingeniería Industrial, preparar a los alumnos con las herramientas de PPAP Y AMEF, porque son muy utilizadas y están relacionados estos temas con otras materias como estudio de Trabajo, Control de Calidad, Ingeniería de Calidad, Control estadístico del proceso, Estadística Inferencial y Diseño de experimentos.

El PPAP se actualiza para incorporar el enfoque de procesos orientado al cliente asociado con la ISO/TS 1949:2002 y otros cambios listados abajo para actualizar los requerimientos.

El propósito del PPAP sigue siendo el de proporcionar evidencia de que la organización comprende todos los registros de ingeniería de diseño y requerimientos de especificaciones del cliente y que el proceso de manufactura tiene el potencial para producir productos que cumplan estos requerimientos consistentemente durante las corridas de producción normal a una tasa de producción establecida.

Se incluyen los cambios siguientes:

• Alineación del PPAP al enfoque de procesos del ISO/TS 16949 incluyendo:

• Alinear el orden de los requerimientos del PPAP con el proceso de desarrollo y manufactura de productos automotrices.

• Inclusión de un ejemplo de flujo de proceso para el PPAP

• Relocalización de Instrucciones Específicas del Cliente a sitios de Internet apropiados (vg. OEM e IAOB, www.iaob.org) para proveer requerimientos actuales.

• Actualización de requerimientos de OEM de camiones y movido al apéndice H.

• Formato PSW (Part Submission Warrant) Para:

• Proporcionar un flujo más lógico para los campos de descripción de partes / diseño.

• Permitir campos de dirección del proveedor aplicables a plantas localizaciones internacionales.

• Incluir el reporte de materiales IMDS para indicar estatus de reporte.

• Actualizar requerimientos específicos del PPAP incluyendo:

• Reporte de materiales e identificación de requerimientos de polímeros en el registro de diseño.

• Uso de índices de capacidad de procesos (Cpk y Ppk).

• La definición y aprobación de partes de catálogo y la definición de partes de caja negra.

• Modificación de requerimientos de cliente para notificación y presentación para alinearlos con requerimientos de OEM (vg. Eliminación del punto I.3.3 del PPAP 3ª. Edición).

• Estandarización y clarificación de apéndices C, D, y E para alinearlos con los requerimientos de reportes del PPAP.

• Apéndice de llantas revisado para incluir las especificaciones de aplicabilidad de OEM eliminando duplicaciones con reservas ya previstas en los requerimientos del PPAP. (El apéndice de llantas no es aplicable a proveedores de llantas de Ford).

• Apéndice F reorganizado y actualizado para enfatizar la importancia de la lista de verificación de materiales a granel.

• Ford requiere que todos sus proveedores de materiales a granel cumplan el PPAP.

• Glosario revisado para que sea consistente con las actualizaciones del texto.

El PPAP se relaciona con los manuales siguientes:

• Advanced Quality Planning & Control Plan

• Potencial Failure Modes and Effects Analysis

• Measurement Sistem Análisis

• Statistical Process Control de la AIAG.

PPAP y APQP

Las empresas que actúan como proveedores de otras empresas utilizan la gestión de la calidad estándar de APQP y PPAP para asegurar la calidad de nuestros productos y la satisfacción de sus clientes. Estos procedimientos estándar se originaron por los Tres Grandes fabricantes de automóviles a principios de 1990. Cada uno tiene su propio manual publicado por AIAG, o Grupo de Acción de la Industria Automotriz. Muchas otras industrias han adoptado estas normas. APQP y PPAP están relacionados, pero no idénticos. De hecho, PPAP es una parte de APQP.

Definiciones.

APQP es sinónimo de planificación avanzada de calidad del producto. Se trata de un proceso de planificación detallada para el diseño de un producto y el proceso de producción que se usará para hacer el producto. Cabe señalar satisfacer todas las necesidades de los clientes y anticipar problemas potenciales antes de que ocurran.

PPAP es sinónimo de Proceso de Aprobación de Piezas de Producción. Es un procedimiento formal, que el proveedor debe seguir para obtener la aprobación del cliente para comenzar la producción. La compañía afirma que las muestras de lotes de producción de pruebas para demostrar que el producto puede ser fabricado constantemente para satisfacer todas las especificaciones del cliente.

PPAP es una parte de APQP

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APQP es todo el proceso de planificación de la calidad que se lleva a cabo antes de que se fabrique y se envíe el producto. Las primeras tres de sus cinco fases están dedicadas al diseño preliminar, diseño de productos y el diseño del proceso de producción. La cuarta etapa consiste en la presentación de pruebas, la recogida de datos y PPAP. El quinto paso es evaluar y hacer los cambios que sean necesarios o de producción que puedan mejorar el producto.

Objetivos

El objetivo principal de APQP en su conjunto es el diseño de un producto y un proceso capaz de cumplir con todas las tareas que el cliente requiera.

Otra parte de este objetivo es anticiparse a los problemas antes de que ocurran y evitar que se conviertan en problemas de los clientes.

Aunque el objetivo final de PPAP es lo mismo, su objetivo inmediato es obtener la aprobación del cliente para comenzar la producción.

PPAP informó objetivos para probar que el proveedor realmente entiende las necesidades del cliente y capaz de producir una parte que cumple o supera estos requisitos.

El proveedor debe demostrar que la pieza puede ser producida en el mismo nivel de calidad coherente en una tasa de producción dado.

PPAP participación directa

El personal del proveedor es responsable de llevar a cabo la mayor parte del proceso de APQP. Los equipos que trabajan con el proveedor de la información y las especificaciones proporcionado por adelantado del cliente y en ocasiones pueden contactar con usted para una aclaración. Pero el vendedor diseña sus procesos, se enfrenta a sus problemas y trata de evitar que se conviertan el dolor de cabeza del cliente. El PPAP es el APQP durante el cual la compañía envía muestras al cliente, el cliente envía una evaluación en otro lugar, y las dos compañías se discutirán posibles cambios en el producto o en el proceso.

En el AMEF de diseño, hay que hacernos la pregunta ¿qué sucedería si….?

Imaginar las condiciones extremas a las que va a trabajar el producto o imaginarse los escenarios.

La función que realiza el producto, quién es el usuario y las dimensiones que debe tener el producto de acuerdo a los estándares solicitados por los clientes.

Por ejemplo una escoba: su función es barrer, el usuario es el ama de casa y las dimensiones que sean estándares de largo, grueso, etc.

Condiciones implícitas son las que se manejan dentro de la planta para facilitar el proceso y asegura la calidad del producto.

Condiciones explícitas las que debe cumplir el producto ya en las condiciones externas.

www.portaldecalidad.com/docs/239-formato-amef

Requerimientos del PPAP y AMEF

En el AMEF de proceso

Si seguimos con el ejemplo de la escoba de plástico:

Ver: noinventes.com, grupojana.com, hombrelobo.com

Mango: tamaño adecuado de largo, el grueso del mango, que no tenga astillas, etc.

Base: Que aloje las cardas, que no se salgan, que queden bien distribuidas, que aguanten la presión de barrido sobre el suelo, etc.

Clavo: que sujete el mango a la base para evitar que se zafe.

Cardas: Que soporten las cargas laterales y las axiales.

De tal manera que EL AMEF del proceso tiene que ver con los componentes o partes críticas y en base a los críticos hacer el PLAN DE CONTROL, que tiene que ver con las especificaciones técnicas, las tolerancias con los valores máximo y mínimo, con acciones de contención, con las acciones correctivas, con los equipos de medición y modos de calibración.

Y principalmente aplicar las hojas de instrucciones de operación por ejemplo suponga que en la operación uno hay que realizar 4 actividades y que en actividad 4 ya hay que verificar la longitud de la pieza en base a la especificación del plan de control.

Bueno y además identificar las fallas potenciales imaginando que el usuario ya está utilizando el producto.

Mango: falla potencial, que se rompa o que se zafe de la base.

Base: que se salgan las cardas.

Clavo: que se rompa o que se oxide.

Cardas: que se salgan o que se deformen con a primer barrida.

NPR: Norma, Probabilidad y Riesgo

NPR= Severidad X Ocurrencia X Detección

Por ejemplo NPR= 8X2X2

NPR= 32

Por ejemplo, si hay un paro de línea, la calificación sería 10 puntos.

Y si se presenta muy seguido la falla, se puede dar uno cuenta con el pago de las garantías del producto.

Así que no podemos tener un NPR de más de 500 puntos.

Por lo tanto es muy importante descubrir: Qué falla y cómo falla.

En un AMEF, no es válida la palabra Buena o mala, sino si cumple o no cumple las especificaciones.

¿Cuáles son los requerimientos para un AMEF?

1.- Diagrama de flujo del proceso

2.- Identificar a: Falla potencial, con el efecto. B: Identificar como afecta el producto la manufactura en la siguiente estación de trabajo ¿para la línea?… ¿se rechaza el lote? ¿Hay accidentes en la operación? ¿Hay descomposturas de máquina?

De tal forma que la falla normalmente se presenta en la entrada o en el proceso y el efecto en la salida del producto.

Y se aplica un Ishikawa para identificar las causas de esos efectos o defectos o problemas.

Los tipos de AMEF pueden ser Del proceso o de la máquina.

Y las fallas potenciales pueden ser: Que estén fuera de especificación, redondeo fuera de especificaciones, que tenga un acabado rugoso, que se rompa.

Ejemplo: suponga un proceso con 5 operaciones

Dónde: To es el tempo de operación y Tm es el tiempo de máquina, Fs es la frecuencia de salida, TVA es el tiempo de valor agregado y TVNA es el tiempo de valor no agregado. (Aunque algunos son necesarios como el colocar material en Buffer o sea la cantidad para un tiempo determinado de acuerdo con Kanban y JIT)

Hay que calcular el estándar work y donde no hay histórico de tiempos y movimientos, entonces hay que emplear tiempos predeterminados.(MTM donde hay que filmar y analizar los tiempos y movimientos)

Una vez que ya tenemos el estándar work, entonces ya podemos balancear la línea y hacemos un muestreo si la línea es muy larga o donde hay muchas operaciones.

Suponga que en la primera operación mostrada arriba: el operario toma la pieza, prepara algún dispositivo, carga la máquina con material, trabaja la pieza con la máquina y luego descarga la máquina y pasa la pieza a la siguiente operación. Aquí se ve que tenemos que aplicar el tomar tiempo con cronómetro.

En base a todo lo anterior suponga ahora que tiene que conocer ELMSA, que es el análisis del sistema de medición y que desea calcular R&R que es la repetitividad y reproducibilidad, donde tiene que tener ya su equipo calibrado, operadores estrenados para saber medir y utilizar los equipos de medición y que estén validados sus instrumentos de medición.

Lo ideal es que hayan medido por lo menos 3 operarios y un mínimo de 30 piezas, lo mínimo serían 2 operarios y 10 piezas, entonces nos debe de dar de manera ideal un porcentaje menor de 10.

Entre un 10 y un 30% es aceptado, pero hay que corregir.

Y si es mayor de 30% no es aceptado.

Vamos a suponer que Nuestros resultados dimensionales en base a TS 16 949 es de 300 piezas continuas en 8 horas de producción.

Hay que calcular el Cpk o la capacidad de la habilidad del proceso debemos tener un Cpk =1.33 para un proceso que no es automotriz y de un Cpk=2.5 para la Industria Automotriz.

Vamos a suponer que queremos el Cpk del diámetro de la máquina que realiza el maquinado del mango de la escoba.

Entonces nuestro Cpk debe ser =1.33 en donde el valor nominal es 21.5 mm con una tolerancia demás o menos 0.1 mm.

1 = 21.5 mm

2 =

.

.

.

25 =21.4 mm

Una vez que tenemos nuestros 25 datos no vamos a MINITAB

-Estadística

-Herramientas de calidad

-Análisis de la capacidad

-Capabilty six pack(es el conveniente)

-Normal

Nos va a dar una caja de diálogo y le damos doble clic en C1 que es donde tenemos los 25 datos y nos pide la especificación inferior y la superior.

Y ya podemos ver nuestro Cpk y analizar si cumplimos o no… y vemos la manera de ajustar nuestro proceso para lograrlo.

Una vez logrado todo lo anterior ahora elaboramos el PSW (part submission warrant) que es solo para empresas automotrices.

Pero que para motivos de docencia y educación usted puede aplicar para la escoba de plástico.

PPAP por sus siglas Production Part Approval Process, es una de las herramientas también conocidas como Core Tools y se utiliza en la cadena de suministro para establecer la confianza de los componentes y procesos de producción de los proveedores principalmente del sector automotriz, esta es un requerimiento de la especificación técnica ISO/TS 16949.

Aunque muchas compañías tienen sus propios requisitos específicos, la AIAG ha desarrollado un estándar común PPAP como parte de la planificación avanzada de la calidad del producto mejor conocido como APQP; esto fomenta el uso de formas y terminología estándar para la documentación de los proyectos.

El proceso PPAP está diseñado para demostrar que el proveedor de componentes ha desarrollado su proceso de diseño y producción para satisfacer las necesidades del cliente, minimizando el riesgo de incumplimiento por parte de un uso efectivo de APQP.

Los 18 elementos del PPAP son los siguientes:

• Registros de Diseño: una copia del dibujo. Si el cliente es responsable de este diseño es una copia del plano del cliente que se envía junto con la orden de compra (PO). Si el proveedor es responsable del diseño es un dibujo publicado en el sistema de liberación del proveedor.

• Autorización de cambio de ingeniería: un documento que muestra la descripción detallada del cambio. Por lo general, este documento se denomina "Notificación de cambios de ingeniería"

• Aprobación de Ingeniería: esta aprobación es generalmente el juicio de ingeniería con piezas de producción realizadas en la planta del cliente.

• DFMEA: una copia del DFMEA análisis y modo de falla de diseño, revisado y firmado por el proveedor y el cliente.

• Diagrama de Flujo de Proceso: una copia del flujo del proceso, indicando todos los pasos y la secuencia en el proceso de fabricación, incluyendo los componentes entrantes.

• AMEF: una copia del AMEF análisis y modo de falla de producción, revisado y firmado por el proveedor y el cliente. El PFMEA sigue los pasos de flujo de proceso, e indicar "qué podría ir mal" durante la fabricación y el montaje de cada componente.

• Plan de Control: una copia del Plan de Control, revisado y firmado por el proveedor y el cliente. El Plan de Control sigue los pasos PFMEA, y proporciona más detalles sobre cómo los "problemas potenciales" son verificados en el proceso de montaje de calidad de entrada, o en las inspecciones de productos terminados.

•  Sistema de Análisis de Medición (MSA): contiene generalmente el estudio R&R de las características críticas, y una confirmación de que los indicadores utilizados para medir estas características son calibrados.

• Resultados Dimensionales: una lista de todas las dimensiones registradas en el dibujo. Esta lista muestra la característica de producto, la especificación, los resultados de la medición y la evaluación de la muestra si esta dimensión está "bien" o "mal".

• Registros de Materiales / Pruebas: un resumen de cada prueba realizada en la parte. Este resumen es por lo general se encuentra en la forma DVP&R (Design Verification Plan and Report), que enumera cada prueba individual, cuando se llevó a cabo, la especificación, los resultados y la evaluación de la aptitud / fallo. Si hay una especificación de ingeniería, por lo general se observa en la impresión.

• Estudios Iniciales del Proceso: por lo general, esta sección muestra todos los gráficos estadísticos de control de procesos que afectan a las características más importantes del producto.

• Documentación del Laboratorio Calificado: copia de todas las certificaciones del laboratorio donde se realizan las pruebas reportadas en la sección 10.

• Reporte de Aprobación de Apariencia: una copia de la AAI (aprobación de la Inspección de la apariencia), firmado por el cliente. Aplicable para los componentes que afectan a la apariencia únicamente.

• Piezas muestra: una muestra del lote de producción inicial.

• Pieza Maestra: una muestra firmado por el cliente y el proveedor, que por lo general se utiliza para entrenar a los operadores de las inspecciones.

• Ayudas de Verificación: cuando hay herramientas especiales para verificar las piezas, esta sección muestra una imagen de los registros de la herramienta y la calibración, incluido el informe dimensional de la herramienta.

• Requisitos específicos del cliente: Cada cliente puede tener requisitos específicos que se incluyen en el paquete PPAP.

• Part Submission Warrant (PSW): Este es el formulario que resume todo el paquete PPAP. Este formulario muestra el motivo de la sumisión (cambio de diseño, revalidación anual, etc.) y el nivel de los documentos presentados al cliente. Si hay cualquier desviación el proveedor deberá anotarla en el PSW ó informar que PPAP no se puede presentado.

Existen 5 niveles de PPAP, estos son los siguientes:

RESULTADOS DIMENSIONALES

ESTUDIOS INICIALES DEL PROCESO:

Como podemos observar en los gráficos el CPK es de .09 por lo tanto no se cumple con el mínimo requerido que es de 1.33

Ayudas visuales y de verificación

Bases bibliográficas

1.- PPAP – Proceso de Aprobación de Partes para Producción

P. Reyes / Mayo 2006.

2.- Apuntes de la Maestra: Brenda Cordova Nepomuceno, ITSLP, 2015

3.- Apuntes de la Ing. Silvia Rocío Ramírez Obregón, ITSLP, 2015

4.- Youtub .com, 2015 y otras referencias digitales vienen indicadas en la diapositiva o la página.

Autor

Dr. José Manuel Castorena Machuca

ITSLP.

Área de Ing. Industrial