Cómo rastrear y prevenir los defectos de calidad en la fabricación

Para garantizar un rendimiento adecuado de la inversión y satisfacer a los clientes, las empresas de fabricación deben asegurarse de que los productos de calidad salen de la línea. Por lo tanto, los fabricantes deben vigilar la calidad desde las fases iniciales del proceso de producción hasta el producto entregado.

Por ello, la mayoría de las empresas de fabricación inician sus medidas de control de calidad incluso antes de que la línea de producción empiece a funcionar en serio. Las empresas también insisten en recibir materiales de calidad de sus proveedores, asegurándose de que las piezas introducidas en su proceso de fabricación no causarán defectos de calidad más adelante.

En un entorno empresarial cada vez más competitivo, el seguimiento de los defectos de calidad se ha convertido en una iniciativa imprescindible para que la mayoría de los fabricantes reduzcan los residuos, maximicen los beneficios y conserven clientes satisfechos y fieles.

En este post, nos sumergiremos en los detalles de por qué el seguimiento de los defectos de calidad es tan importante, y cómo los fabricantes están mejorando los procesos de gestión de la calidad para captar y mantener una seria ventaja competitiva.

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Los defectos de calidad en la fabricación son imperfecciones en los requisitos y especificaciones de las materias primas y los productos finales. Pequeños defectos al principio del proceso de fabricación pueden dar lugar a importantes incoherencias de calidad en fases posteriores de la producción.

En la mayoría de los casos, los defectos de fabricación se agrupan en tres categorías:

• Defectos menores: Este tipo de imperfecciones de los productos suelen pasar desapercibidas, sólo las perciben los fabricantes porque saben lo que buscan. Como tales, los defectos menores no afectan a la función ni a la estética del producto, haciendo que el consumidor final pueda utilizar el artículo.

• Defectos importantes: Son defectos que inutilizan ligeramente un producto porque afectan al funcionamiento del objeto. En consecuencia, un cliente no quedará satisfecho con su compra y es probable que devuelva el artículo al vendedor o al fabricante.

• Defectos críticos: Los artículos con este tipo de defecto han afectado significativamente a la funcionalidad del producto, dando lugar a menudo a fallos. De hecho, este tipo de defectos de calidad de fabricación pueden perjudicar al usuario final. Esto repercute negativamente en el fabricante, lo que supone un impacto financiero y de reputación negativo considerable.

Cuando los empleados informan de problemas de calidad en su planta de producción, ¿qué ocurre con sus informes?

En muchas operaciones, los informes se depositan en un montón de papeles que nunca se introducen en un ordenador. O, si se registran, acaban en una hoja de cálculo Excel imposible de analizar.

El informe de seguimiento de defectos suele tener este aspecto:

Se trata de una serie de piezas y una lista de posibles problemas, con recuentos para representar los problemas más comunes por pieza. En realidad es sólo una lista de combinaciones entre piezas y problemas, y este patrón puede verse también en otros procesos de fabricación.

Si no puede analizar los datos de estos informes, se verá obligado a basarse en anécdotas y conjeturas para tomar decisiones. Puede que tenga que decidir si es necesario volver a formar a un operario concreto o si hay que rediseñar una pieza para reducir los defectos.

Una solución a este problema sería utilizar un "informe automatizado de defectos" para recoger los problemas de producción en tiempo real. Un informe de calidad automatizado funciona mejor si dispone de un empleado dedicado al seguimiento de los defectos a lo largo del día, como un especialista en calidad. El operario puede introducir sus datos en una tableta reforzada (o en un ordenador portátil en una estación de trabajo) a medida que realiza sus inspecciones. Estos datos pueden enviarse a una base de datos centralizada a la que los supervisores pueden acceder fácilmente y analizar la información para identificar puntos de vista y emitir acciones correctivas si es necesario.

Como empresa de fabricación, la gestión de la calidad es un área crítica en la que su negocio debe invertir. De lo contrario, las empresas pueden sufrir importantes contratiempos derivados de la retirada de productos y, en última instancia, de una percepción negativa de la marca.

Los defectos de calidad en la fabricación son algo más que una molestia al final de la línea durante el envasado. Tienen efectos adversos más generalizados en la empresa en general. A continuación se indican algunas áreas en las que los defectos de fabricación pueden suponer un coste para la empresa.

• Pérdida de lealtad de los clientes: Cuando los clientes reciben productos menos que estelares, probablemente no querrán hacer negocios con su empresa de fabricación. De hecho, los fabricantes pierden a menudo negocios repetidos y los nuevos clientes potenciales que habrían sido remitidos por compradores anteriores como resultado de los problemas de calidad.

• Mayor riesgo de responsabilidad: Los defectos críticos de fabricación ponen a una empresa en riesgo de ser responsable por daños y perjuicios. Si tales defectos se escapan del proceso de control de calidad, es probable que causen daños a los manipuladores y al cliente final. Por ello, si un producto defectuoso perjudica a un cliente, éste puede demandar a la empresa para obtener una indemnización.

• Reputación de marca empañada: Con la pérdida de clientes fieles y una reputación de mala calidad del producto, una marca de fabricación puede perder la confianza de los clientes potenciales. Además, su competencia también puede aprovechar esta oportunidad para posicionarse como una alternativa mejor en el mercado. Si se hace con éxito, las marcas competidoras pueden arrebatarle a su empresa la posición en el mercado, relegando a su marca a un nivel inferior.

• Reducción significativa de los ingresos: En resumen, el impacto de los defectos de calidad puede obstaculizar la capacidad de una empresa manufacturera para aumentar sus ingresos. Como ocurre con muchas empresas, una parte importante del presupuesto operativo de los fabricantes se destina a hacer frente a las demandas, la percepción de la marca y el posicionamiento en el mercado. En última instancia, la pérdida de ingresos de los clientes tendrá un impacto considerable en el balance final de la empresa.

Por lo tanto, es prudente mantenerse al tanto del control de calidad para evitar el impacto financiero negativo de los defectos de calidad en la fabricación. La mayoría de las empresas están pivotando hacia procesos de control de calidad de la nueva era para mantenerse al tanto de los defectos en la era moderna de la fabricación.

El seguimiento de defectos no consiste sólo en detectar las piezas defectuosas. Se trata de cerrar el bucle, es decir, de detectar, documentar, rastrear y resolver los problemas con la rapidez suficiente para evitar que se repitan y crear mejoras a largo plazo en su proceso.

Este es el aspecto del proceso cuando funciona correctamente en el suelo:

1. Detección
El primer paso es identificar el problema. En muchas plantas, los operarios siguen confiando en la inspección manual. Eso funciona bien en entornos de bajo volumen o alta variabilidad en los que el juicio humano es valioso.

Las comprobaciones automatizadas amplían la cobertura. Los sensores vinculados a herramientas de torsión, cámaras de visión o calibres en línea pueden señalar condiciones que indiquen una pieza fuera de especificación.

La visión artificial con IA lleva esto más lejos, detectando anomalías en tiempo real en todos los turnos sin fatiga. La principal ventaja es la coherencia, elimina las variaciones de un operario a otro.

2. Elaboración de informes y registro
Una vez detectado un defecto, la clave está en capturar los detalles de inmediato y de forma estructurada.

Las herramientas digitales de elaboración de informes ayudan a normalizar los datos. La mayoría incluyen campos para el tipo de defecto, la ubicación, la posible causa y la gravedad. Las fotos o imágenes anotadas añaden claridad cuando los problemas se revisan posteriormente.

Cuando los informes se incorporan a las aplicaciones o estaciones de primera línea, se evitan dos problemas habituales: la pérdida de registros en papel y la falta de comunicación entre operarios e ingenieros.

3. Rastrear
Encontrar un defecto es una cosa. Comprender su origen y alcance es donde la trazabilidad merece la pena. El seguimiento de lotes y partidas conecta cada producto con sus materias primas, máquinas y operarios. Los sistemas de genealogía le permiten rastrear tanto hacia atrás, hasta la causa, como hacia adelante, hasta las piezas que puedan ser portadoras del mismo problema.

Esto no sólo es valioso para el análisis de la causa raíz, sino que a menudo es necesario para el cumplimiento de la normativa y para una rápida contención en caso de retirada de productos.

4. Resolución
La detección y el rastreo sólo importan si conducen a una acción correctiva real.

Los flujos de trabajo CAPA proporcionan una forma estructurada de investigar, solucionar y evitar que se repitan. También crean responsabilidad mediante la asignación de acciones y fechas de vencimiento.

Más allá de los eventos puntuales, el seguimiento de los datos de defectos a lo largo del tiempo le permite detectar tendencias. Esas percepciones retroalimentan los cambios en el proceso, las actualizaciones del diseño y la formación de los operarios.

La captura digital de este ciclo garantiza que nada se escape y que las mejoras se extiendan a todos los equipos en lugar de quedarse localizadas en una línea o un turno.

Los distintos sistemas gestionan el seguimiento de defectos de maneras diferentes. La elección suele reducirse a tres categorías: plataformas empresariales, sistemas de ejecución vinculados a la producción o herramientas de calidad dedicadas. Cada una de ellas tiene puntos fuertes, pero también límites reales que sentirá en la planta.

SistemasERP
ERP están diseñados en torno a las finanzas, el inventario y las compras. Algunos paquetes añaden módulos de calidad, pero rara vez son lo suficientemente profundos para el seguimiento diario de los defectos. Registrar una no conformidad suele requerir una solución alternativa o un complemento, lo que ralentiza el tiempo de respuesta y dificulta que los operarios actúen con rapidez.

PlataformasMES
MES vive más cerca de la producción, por lo que naturalmente captura mejor los defectos que ERP. La mayoría de las MES incluyen el cumplimiento de los procesos, la trazabilidad y el registro de defectos. La contrapartida es la rigidez, los MES tradicionales pueden ser difíciles de cambiar cuando cambian las líneas de productos, y las modificaciones son caras.

Sistemas de calidad independientes
El software de gestión de la calidad es fuerte en el seguimiento de defectos, CAPA y registros de cumplimiento. Pero a menos que se vincule con ERP y MES, corre el riesgo de convertirse en otro silo. Los equipos acaban reintroduciendo los datos o persiguiendo la información por varios sistemas.

Las prácticas tradicionales de seguimiento y prevención de defectos de calidad dejan mucho que desear a la hora de tomar decisiones de producción. No sólo son ineficaces y consumen mucho tiempo, sino que también requieren más recursos monetarios y de operarios.

Cada vez son más los fabricantes que adoptan sistemas avanzados de gestión de la calidad para mantener a raya los defectos de forma eficaz. Al hacerlo, las empresas tendrán que estandarizar sus esfuerzos de control de calidad, así como educar y formar a los empleados en los últimos sistemas y equipos.

He aquí cómo proceder para automatizar el proceso de control de calidad:

Automatice los procesos en la planta de producción

Si una empresa depende más de la intervención humana directa en la planta de producción, el proceso de fabricación siempre variará debido al inevitable error humano. Como tal, existe una mayor probabilidad de que salgan defectos de calidad de la línea de producción.

Sin embargo, las máquinas y los flujos de trabajo automatizados permiten un mecanismo de trabajo mucho más coherente, lo que permite a las empresas mejorar la eficacia en todas sus operaciones. Por consiguiente, si se establecen los requisitos y las especificaciones adecuados, se obtiene más que siempre lo que se desea.

Y hablando de...

Definir los requisitos estándar

Un elemento crucial del proceso de control de calidad de una empresa de fabricación es el establecimiento de límites y parámetros de referencia para el producto en cuestión. Además, suele ser útil hacer una llamada "muestra dorada".

Una muestra dorada representa el producto ideal que un fabricante espera que salga de la cadena de producción y llegue al cliente. Todos los productos posteriores deben reflejar la plantilla perfecta.

Los profesionales de la calidad también deben definir una lista de comprobación estándar de los diversos parámetros relacionados con el producto y la seguridad que afectan a la capacidad de una planta para crear calidad.

Inspeccione los materiales y mercancías

La llegada de la calidad 4. 0 permite una evaluación continua de los productos en todas las fases de fabricación. La instrumentación y el software de alta calidad han facilitado esta tarea, lo que ha llevado a los fabricantes más avanzados tecnológicamente a depender menos del personal que utiliza papel y hojas de cálculo para registrar los defectos de calidad.

En su lugar, las máquinas de las fábricas modernas tienen instalados equipos o módulos de inspección que analizan todas y cada una de las piezas que maneja la máquina. A continuación, el software de control de calidad compara los requisitos de cada pieza con la norma.

Los responsables de la fábrica y el personal pertinente recibirán entonces una alerta sobre cualquier defecto en la línea. En algunas operaciones avanzadas, el software de control de calidad puede optimizar los procesos en todos sus sistemas para garantizar que la pieza defectuosa no llegue a la siguiente estación.

Rastrear piezas y productos defectuosos

La localización y el seguimiento de los productos permiten a los fabricantes localizar los productos defectuosos en la línea. Las herramientas conectadas, como los escáneres de códigos de barras, pueden identificar piezas y productos en la línea y transmitir los datos a los responsables de calidad en tiempo real, lo que permite intervenir a tiempo.

Además, el seguimiento en tiempo real permite a las empresas identificar los defectos antes de la producción a nivel de proveedor. Esto garantiza que el director de la fábrica tenga un mayor control sobre el proceso de producción, limitando las incidencias de los defectos de fabricación.

Los sistemas más prácticos comparten algunos rasgos:

• Los defectos se registran en el punto de detección, no horas después

• La trazabilidad de lotes y partidas conecta los problemas con los materiales y las máquinas

• La integración con ERP, MES y los datos del taller evita duplicaciones

• Las interfaces son lo suficientemente sencillas para los operarios bajo presión

• Los flujos de trabajo CAPA están incorporados, con el apoyo adecuado para el cumplimiento de la normativa

• Los sistemas pueden escalarse de una línea a múltiples emplazamientos sin tener que empezar de nuevo

Tulip ofrece un modelo diferente: herramientas modulares, basadas en aplicaciones, construidas directamente para el taller. En lugar de imponer un flujo de trabajo fijo, los ingenieros pueden adaptar las aplicaciones a su proceso.

Los casos de uso típicos incluyen:

• Registro digital de defectos con imágenes y notas

• Cuadros de mando que relacionan los defectos con los lotes, los lotes o las máquinas

• Flujos de trabajo CAP vinculados directamente a los datos de producción

• Enlaces API abiertos con ERP y PLM
  
  

Como las aplicaciones son modulares, las plantas pueden empezar con una sola estación y ampliarla gradualmente. Eso evita el coste de un despliegue completo de MES y el aislamiento de una herramienta de calidad independiente.

Comparación de los sistemas de seguimiento de defectos

Una vez que haya dominado los fundamentos del seguimiento de defectos, el siguiente reto es detectar los problemas antes de que se produzcan. Ahí es donde las herramientas más recientes, como la visión de IA, el análisis predictivo y los datos de IoT , empiezan a ser importantes.

1. Inspecciones de visión por IA
En la línea de producción, los sistemas de visión impulsados por IA están sustituyendo a muchas comprobaciones manuales. Una cámara observa cada pieza y la compara con patrones que ha aprendido. Si hay un arañazo, una pieza ligeramente desalineada o falta un tornillo, lo señala al instante.

La verdadera diferencia con los sistemas basados en reglas es la flexibilidad. No tiene que codificar cada regla de defecto. El sistema aprende. Cuando aparece una nueva variante de producto, puede adaptarse en lugar de enviar a los ingenieros a reescribir la lógica de inspección. Los operarios obtienen resultados más coherentes turno a turno.

2. Análisis predictivo de la calidad
En lugar de esperar a que aparezcan piezas defectuosas, los modelos predictivos tamizan los datos de producción y detectan la formación de problemas. Tal vez los valores de par de apriete se están desviando. Tal vez los operarios están introduciendo ajustes inusuales. Tal vez la temperatura y la humedad se están saliendo de rango. Esos patrones suelen aparecer horas antes de que aparezca un defecto.

Si se detecta a tiempo, se ajusta antes de que se acumule la chatarra. Eso ahorra retrabajo, mantiene el flujo constante y quita presión al equipo.

3. Integración de IoT y Edge
Todo esto depende de los datos. Los sensores en las máquinas y en el entorno alimentan parámetros sin parar. Los dispositivos Edge procesan esos datos directamente en la planta. Eso significa que si la red tiene un contratiempo, usted no pierde visibilidad.

Para el equipo que gestiona la producción, la ventaja es la rapidez. Recibe las alertas a tiempo para reaccionar, sin esperar a que un sistema en la nube haga números en otro lugar.

Incluso los buenos sistemas de seguimiento de defectos se topan con problemas una vez que llegan al suelo. Algunos surgen una y otra vez.

1. Integración de datos
La mayoría de las plantas ya disponen de ERP, MES, PLC y quizá algunos sistemas antiguos que aún aguantan. Conseguir que se comuniquen entre sí es complicado. Si los datos no fluyen limpiamente, el rastreador de defectos se convierte en otro silo.

2. Adopción del operador
Si el sistema les parece lento o torpe, los operadores no lo utilizarán. Apuntarán las cosas en un papel o intentarán recordarlas. Eso acaba con la calidad de los datos. La solución no son más reglas, sino hacer que la herramienta sea fácil de usar durante un turno y dar a la gente una razón para confiar en ella.

3. Tiempo de inactividad durante el despliegue
Cambiar de sistema a mitad de la producción puede provocar el caos. El mejor camino es empezar poco a poco: pilotear en una línea, solucionar los problemas y luego ampliar. De lo contrario, perderá tiempo y frustrará al equipo.

4. Requisitos de conformidad
En el sector farmacéutico, de dispositivos médicos o aeroespacial, necesita registros de auditoría, firmas electrónicas y control de versiones. Si el sistema no hace esto de forma limpia, se ahogará en papeleo en lugar de resolver los problemas de calidad.

Pros

• Menos desechos y retrabajos

• Mayor preparación para las auditorías

• Más visibilidad en todos los turnos y centros

• Una base para futuras herramientas predictivas
  

Contras

• Requiere un esfuerzo inicial para digitalizar y conectar los datos

• Un mal diseño hace la vida más difícil a los operarios

• Necesita un cambio cultural tanto como un cambio tecnológico

Tulip ofrece un modelo diferente: herramientas modulares, basadas en aplicaciones, construidas directamente para el taller. En lugar de imponer un flujo de trabajo fijo, los ingenieros pueden adaptar las aplicaciones a su proceso.

Los casos de uso típicos incluyen:

• Registro digital de defectos con imágenes y notas

• Cuadros de mando que relacionan los defectos con los lotes, los lotes o las máquinas

• Flujos de trabajo CAP vinculados directamente a los datos de producción

• Enlaces API abiertos con ERP y PLM
  
  

Como las aplicaciones son modulares, las plantas pueden empezar con una sola estación y ampliarla gradualmente. Eso evita el coste de un despliegue completo de MES y el aislamiento de una herramienta de calidad independiente.