#30 Análisis de la capacidad del proceso

1. Nombre del método

Análisis de la capacidad del proceso (Process Capability Analysis)

2. Nombres alternativos

Análisis de capacidad, índices de capacidad (Cp, Cpk, Pp, Ppk)

3. Breve descripción

El análisis de capacidad es un conjunto de herramientas estadísticas que miden en qué medida un proceso es capaz de producir un resultado dentro de los límites especificados por el cliente. Compara la «voz del proceso» (su variabilidad natural) con la «voz del cliente» (las tolerancias requeridas).

4. Finalidad / Cuándo utilizarlo

Se utiliza para evaluar cuantitativamente el rendimiento de un proceso una vez que se ha estabilizado (está bajo control estadístico). Ayuda a responder a preguntas como: «¿Somos capaces de cumplir con los requisitos del cliente?», «¿Cuántos productos defectuosos genera nuestro proceso?», «¿Necesitamos mejorar nuestro proceso o es lo suficientemente bueno?».

5. Procedimiento / Cómo aplicarla

1. Sobre la estabilidad del proceso: Antes de analizar la capacidad, asegúrate de que el proceso sea estable (utiliza diagramas de control). No tiene sentido analizar la capacidad de un proceso inestable.
2. Recopila datos: Recopila una cantidad suficiente de datos del proceso estable.
3. Conoce las especificaciones: Obtén del cliente el límite superior (USL - Upper Specification Limit) y el límite inferior (LSL - Lower Specification Limit) de las especificaciones.
4. Calcula los índices de capacidad:
- Cp (capacidad potencial): mide cuántas veces la dispersión del proceso «cabe» dentro del campo de tolerancia. No tiene en cuenta si el proceso está centrado. Cp = (USL - LSL) / 6σ<br> - Cpk (capacidad real): es un Cp «penalizado». Tiene en cuenta también el centrado del proceso respecto al centro del campo de tolerancia. Siempre es un valor menor o igual que Cp. Cpk = min[ (USL - μ) / 3σ; (μ - LSL) / 3σ ]<br> (Donde μ es la media del proceso y σ es su desviación estándar).<br>5. Interpretación de los resultados
: - Cpk > 1,33: El proceso se considera apto (estándar en muchos sectores).
- 1,0 < Cpk < 1,33: El proceso es apenas apto, pero requiere atención
.- Cpk < 1,0: El proceso no es apto, produce piezas defectuosas
.- Cpk ≈ Cp: El proceso está bien centrado
.- Cpk << Cp: El proceso se encuentra claramente fuera del centro del campo de tolerancia.

6. Ejemplo práctico

Un proveedor del sector de la automoción fabrica pistones con un diámetro requerido de 90 mm y una tolerancia de ±0,03 mm (LSL = 89,97; USL = 90,03). Tras estabilizar el proceso de torneado, recopilaron los datos y calcularon: Diámetro del proceso (μ) = 90,01 mm, Desviación estándar (σ) = 0,005 mm.
- Cp = (90,03 - 89,97) / (6 * 0,005) = 0,06 / 0,03 = 2,0 (Proceso potencialmente muy apto).
- Cpk = min[ (90,03 - 90,01) / (3 * 0,005); (90,01 - 89,97) / (3 * 0,005) ] = min[ 0,02/0,015; 0,04/0,015 ] = min[ 1,33; 2,66] = 1,33.
Conclusión: el proceso es apto (Cpk = 1,33), pero presenta un ligero desvío respecto al centro (el Cp es notablemente superior). Centrando el proceso se aumentaría aún más la aptitud.

7. Ventajas

- Evaluación objetiva: proporciona una expresión clara y cuantitativa de la capacidad del proceso.
- Lenguaje común: permite comunicar el rendimiento del proceso a clientes y proveedores mediante métricas estandarizadas.
- Predicción del rendimiento: Ayuda a estimar la tasa de defectuosidad (PPM - Parts Per Million) sin necesidad de realizar un control al 100 %
.- Apoyo a la toma de decisiones: Ayuda a decidir si conviene invertir en la mejora del proceso o si el estado actual es suficiente.

8. Riesgos / Límites

- Requiere estabilidad del proceso: el mayor error es calcular el Cpk para un proceso inestable. En ese caso, el resultado carece de valor
.- Distribución normal de los datos: los índices clásicos Cp/Cpk suponen que los datos siguen una distribución normal (en forma de campana). Si no es así, es necesario utilizar otros métodos.
- Cantidad suficiente de datos: Para un cálculo fiable se necesita una cantidad suficiente de datos.
- A corto plazo frente a largo plazo (Cpk frente a Ppk): El Cpk mide la capacidad a corto plazo (dentro de los subgrupos). El Ppk (índice de rendimiento) mide el rendimiento real a largo plazo, que también incluye la variabilidad entre subgrupos.

9. Consejos prácticos

- Complementa visualmente con un histograma: muestra siempre el histograma de los datos junto con los límites de especificación y la media del proceso. Esto ofrece una visión mucho más clara que la mera cifra del Cpk
.- El objetivo es Six Sigma: un Cpk igual a 2,0 corresponde al nivel de calidad Six Sigma (3,4 defectos por millón de oportunidades). Un Cpk de 1,33 corresponde aproximadamente al nivel 4 Sigma.
- Mejora del Cpk: si el Cpk es bajo, tienes dos opciones: 1) Si Cpk << Cp, centra el proceso. 2) Si Cpk ≈ Cp, debes reducir la variabilidad (desviación) del proceso.