¿Un Proceso de Impresión de Pasta para Soldar Sigma 10?

Amigos,

Veamos como le va a Patty cuando se prepara para enfrentar el tema de un Proceso de Impresión de Pasta para Soldar 10 que involucra los componentes electrónicos más pequeños del mundo, conocidos como 01005.

Patty estaba sentada en su oficina, pensando en la suerte de principiante.  Estaba agregando este tema a su clase de estadística que estaba preparando para el siguiente trimestre. Al principio, ella pensaba que la suerte del principiante era una falacia. Pero, recientemente había leído varios relatos que la habían convencido de que la aleatoriedad puede explicarla. Estos y otros tipos de fenómenos estadísticos se discuten en la serie de libros de N. N. Taleb que es un hito, Fooled by Randomness,  The Black Swan, y Antifragile.

El argumento de la suerte del principiante es más o menos así: digamos que un grupo de aproximadamente 20 personas va a Las Vegas a apostar durante 5 días. Cinco personas del grupo nunca antes apostaron, así que se los considera principiantes. En promedio, los miembros del grupo perderán dinero, pero un porcentaje de ellos pueden resultar ganadores. Digamos que el porcentaje es aproximadamente un tercio. Entonces, al terminar los cinco días, aproximadamente 7 del total del grupo resultan ganadores, y en promedio, aproximadamente 2 de ellos serán principiantes. Las personas buscan razones para explicar eventos estadísticamente aleatorios, entonces el grupo clasificará al triunfo de los dos principiantes como suerte del principiante. Nadie piensa en los 3 principiantes que perdieron.

El año siguiente, el mismo grupo va de nuevo. Los principiantes del año anterior no han vuelto a apostar desde el año anterior, así que aún serían considerados principiantes. Uno de los dos principiantes ganadores del año anterior, llamémosla Mary, gana de nuevo. Este evento no sería estadísticamente inusual, pero Mary es el tema del grupo; “Ella ganó dos veces porque tiene suerte de principiante”, dirán ellos. Además, nadie se da cuenta de que uno de los tres principiantes del año anterior ganó este año.

El tercer año Mary pierde, así que las probabilidades la alcanzaron. Todos concluyen que, dado que ella no es más principiante, la suerte del principiante la abandonó. Aún así, toda esta historia puede ser explicada por una simple aleatoriedad estadística y la necesidad humana de encontrar una causa para un resultado dado.

Cuando Patty estaba terminando su presentación en Powerpoint® en este tema, fue interrumpida por un golpe en la puerta. Era Janice Austin, de la Oficina de Desarrollo de Ivy University.

“Profesora Coleman, solo quería agradecerle que nos haya salvado el año”, dijo Janice.

Patty la miró atónita. La Oficina de Desarrollo era la organización que trataba de obtener contribuciones de los alumnos, de patrocinadores adinerados, y de la industria. La confusión de Patty era obvia.

“¿Cómo salvé el año?” Preguntó Patty.

“ACME Corporation acaba de aportar $100,000 y la nota que acompañaba el cheque decía que era en agradecimiento por el trabajo sobresaliente que ha realizado para ACME, la industria de productos electrónicos, y la comunidad.  Sin este cheque no hubiéramos alcanzado nuestro objetivo este año.  Estoy segura de que el Presidente Hotchkiss vendrá a agradecértelo, también”. Dijo Janice.

Después de algunos elogios más, Janice se fue. Patty se quedó con la mirada en blanco. Y entonces se dio cuenta, Mike Madigan deseaba tener un “cheque en blanco” para que ella, Pete y el Profesor trabajaran en proyectos para él. ¿Cómo podían decirle no a una empresa que había donado $100,000? Se río de lo brillante de la idea. Madigan evitaría así tener que pagar honorarios de consultoría, los cuales sumarían bastante. Cuando volvió al trabajo, Pete apareció en la puerta.

“¡Hola Profesora! Prepara las valijas. Debemos realizar un viaje”, dijo con entusiasmo Pete.

“Parece que hay algunos problemas en el control estadístico de procesos en las instalaciones de ACME en Charlotte", dijo Pete.

Patty no sabía si sentirse enojada o divertida con la idea de que aún ahora que ellos estaban en Ivy University Pete aún siempre parecía saber lo que ocurría antes que ella.  Patty y Pete conversaron un poco y después él se fue.

Patty estaba realmente contenta por Pete. Realmente había sido genial para él trabajar en el departamento de ingeniería en Ivy U. El había sido un maquinista al principio de su carrera, y estas habilidades, junto con sus 25 años de experiencia en la industria, lo habían preparado para ser un regalo del cielo para los estudiantes de ingeniería en la universidad. Ingeniería en Ivy U se enorgullecía de ser un lugar donde los estudiantes no solo aprendían a “conocer” la ingeniería (es decir, en el aula) sino como “hacer” la ingeniería (hacer prototipos y modelos en el taller de máquinas). Por eso Pete era requerido como recurso para ayudar a los muchos cientos de estudiantes de ingeniería de Ivy U con este aspecto de "fabricación" de la ingeniería. Era obvio que Pete nunca había estado tan feliz.

Mientras pensaba en estas cuestiones agradables, fue sorprendida por el sonido del teléfono. Era Mike Madigan.

“Profesora Coleman, es Mike Madigan.  ¿Podrían usted y Pete ir a Charlotte y solucionar un problema que tenemos con Cpk?" imploró Madigan, yendo directamente al grano. Continúo, “Nos dicen que hay Cpks superiores a 3 y aún así los rendimientos están levemente bajos. Como recordará los Cpks para impresión generalmente están en 1. El gerente de planta, Byron Hansen, me ha desafiado en las reuniones de personal ya que dice que las otras plantas deberían poder mejorara su desempeño de impresión para igualar a su equipo. Tengo que responderle acerca de los rendimientos levemente bajos. Todo el tema me esta causando problemas con los jefes ya que Hansen los ha estado molestando acerca de sus Cpks bajos. ¿Puede ayudarnos a solucionarlo?” .

Dado que estaban entre trimestres en Ivy U, Patty y Pete pudieron viajar a Charlotte en pocos días. Ambos esperaban poder jugar un poco al golf, ya que había nieve en el centro de New Hampshire. Sin embargo, Patty notó que aunque estaba un poco más cálido en Carolina del Norte, aún así oscurecía cerca de las 5 PM, lo cual hacía imposible jugar al golf después del trabajo.

Patty y Pete llegaron a destino a las 3 PM para una pequeña reunión informativa. La reunión comenzó con las presentaciones. A Patty le sorprendió ver a uno de sus ex estudiantes de estadísticas (del trimestre de primavera), Frank Stockton, acercarse a ella.

“Profesora, qué placer verla,” dijo Frank animadamente.

“Lo mismo digo, Frank,” dijo Patty con mucho menos entusiasmo.

Frank había sido un estudiante deslucido. Patty específicamente recordaba que él había faltado a clases uno de los días que ella estaba enseñando control estadístico de procesos. Era fácil para ella recordarlo porque había dado una breve prueba de asistencia ese día. Al descubrir que había faltado a la prueba, Franz había querido tomarla. Sin embargo, la única finalidad de una prueba de asistencia es alentar la asistencia. Frank era un atleta en múltiples deportes y en lo que respecta a sus notas, estaba cerca en un "período de prueba". Le preocupaba no poder jugar su deporte durante el trimestre siguiente si su nota en estadística era demasiado baja. Finalmente habló con el Director para tratar de que Patty le dejara tomar la prueba. El Director respaldó la posición de ella y no se le permitió a Frank tomarla. Las preocupaciones de Frank se hicieron realidad cuando fue eliminado del equipo de baseball por tener un promedio general demasiado bajo.

Al comenzar la reunión, a Patty le sorprendió que Frank hiciera una presentación.  El único tema era Cpk para impresión de esténcil de con pasivos 01005.

“Medimos el volumen de la pasta para soldar en diez ubicaciones de almohadillas con componentes pasivos 01005 en cada tablero, para diez tableros por hora", comenzó Frank

“¿Cómo eligen las ubicaciones?” Preguntó Patty.

“Buscamos datos históricos y los sitios parecen tener volúmenes de impresión similares”, respondió Frank.

Frank luego mostró algunos de los datos y su argumento acerca de la sección de la ubicación era razonablemente convincente.

Sin embargo, Patty pensó que el plan de muestreo era un poco extraño. Ella hubiera esperado algo parecido a 10 muestras en un tablero o una muestra en 10 tableros. Pero no podía encontrar una falla en el plan.

“Los Cpks para los datos que recolectaron son sorprendentes, pero los rendimientos son de alguna manera bajos. Esta situación parece contradictoria. ¿Qué  piensas que ocurre?” Patty preguntó.

El gerente general de planta, Byron Hansen, intervino, "Hemos estado recibiendo tableros de circuito impreso (PWB) debajo del estándar de nuestro proveedor. Tenemos un equipo increíble aquí para impresión de esténcil. Me sorprende que otras plantas ACME no puedan igualar nuestro Cpk de más de 3. Sabes que es más que un proceso sigma 10, menos que un índice de defecto de 1 en un trillón”.

Patty sentía que algo no estaba del todo bien, pero no podía individualizarlo. Se discutieron muchos temas y terminó el día. Se reunirían nuevamente el día siguiente.

Mientras Patty estaba en la reunión, Pete estaba en el taller viendo qué podía aprender. Acordaron encontrarse para cenar y discutir lo que habían observado.

Unas horas más tarde, Patty y Pete estaban cenando en un restaurante llamado Fatz. A Patty le parecía que el nombre no era muy atractivo, pero la comida era excelente.

Después de sentarse, Pete no perdió el tiempo, “Están haciendo trampa”, dijo, yendo directo al punto.

“¿Qué te hace pensar eso?” Preguntó Patty.

“Hablé con Pam Scaglia”, comenzó Pete.

“La recuerdo, era una técnica que tomó el curso Lean Sigma Green Belt en Ivy U. Era una estudiante excelente,” interrumpió Patty.

“Esa misma.  Me dijo que están promediando las diez lecturas de cada tablero y tratando eso como datos en crudo.  Se lo mencionó a Frank, pero él le dijo que ella no sabía de lo que hablaba, porque era solo una técnica y él un graduado de Ivy U.” continuó Pete.

Al escuchar esto Patty se enojó aún más. Realmente le molestaba cuando alguien como Frank trataba a un técnico de esa forma.

Antes de que se dieran cuenta era el día siguiente. Patty y Pete se reunieron con el equipo de Charlotte, para continuar la discusión acerca del Cpk de los depósitos de pasta para soldar en impresión de esténcil para pasivos de 01005.  Frank esta mostrando un gráfico Minitab de los datos. Patty pensó en escuchar sin hacer ningún comentario hasta que Frank terminara.

“Como uno puede ver en la Figura 1, el Cpk es 3.44,” Frank concluyó con seguridad.

Figura 1.

“Según entiendo, ¿los datos son de 10 tableros en 10 sitios de cada uno y este procedimiento se repitió 100 veces?” Preguntó Patty.

“Correcto”, respondió Frank.

“Estoy confundida”, dijo Patty.

“Diez veces diez veces 100 es 10,000.  Los datos en la Figura 1 solo tienen 1,000 puntos,” Patty continuó.

“Promediamos diez muestras en cada tablero y utilizamos el promedio como punto único de datos”, contestó Frank.

“¿Me enviarías los datos en crudo por correo electrónico ahora?” Preguntó Patty.

Patty se daba cuenta de que Frank no quería darle los datos, pero no podía negarse ya que la razón por la cual Patty estaba allí era para verificar que la planta estaba analizando correctamente los datos de Cpk.

“¿Por qué es importante eso?” Preguntó Byron Hansen preocupado.

“La desviación estándar de los datos en crudo es fundamental al calcular el Cpk. Si promedian parte de los datos primeros, la desviación estándar que resulta se reducirá significativamente, dando un Cpk más alto que el actual”, respondió Patty.

Frank y Byron parecían preocupados y sorprendidos.

Mientras todos estaban en silencio, Patty reiteró, “Se deben usar los datos en crudo para calcular el Cpk".

Patty continuó, “De la Figura 1, la especificación superior es 165% del volumen de apertura y la especificación inferior es 35”. Las pautas corporativas son 150 y 50% respectivamente.

“Estos componentes pasivos 01005 son verdaderamente "01005" (0.01 x 0.05 pulgadas) en sus dimensiones, no el original 01005 de hace algunos años que era en realidad 016008. Somos una de las primeras plantas en utilizarlos y yo decidí flexibilizar la especificación un poco”. Dijo Hansen en son de burla.

Hansen tenía razón, cuando se anunciaron los 01005, hace algunos años, eran un poquito más pequeños que los 0201, pero en realidad más grandes que los 01005 en tamaño.

“¿Hiciste esto sin ningún estudio de ingeniería, o aprobación corporativa?” preguntó Patty sorprendida.

En el empleo anterior de Patty, ella hubiese tenido que aprobar cualquier cambio en especificaciones como este.

Mientras todo esto ocurría, Patty utilizó Mintab para analizar correctamente los datos.

"Al utilizar las especificaciones superior e inferior de 150 y 50% y sin promediar las 10 lecturas en cada tablero, este es el cálculo correcto de Cpk”, dijo Patty.

Patty había conectado su computadora portátil al proyector y todos miraron a la Figura 2.

Figura 2.

“Vean que el Cpk actual es 0.81, aproximadamente 20% menos que el objetivo corporativo de 1.00. O un proceso sigma 2.43", concluyó Patty.

Al ver esto, Hansen se puso de pié y gritó, “¡Coleman, vuélvete a tu Torre de Marfil en Ivy U y déjanos en paz para que podamos hacer nuestro trabajo!”

Hansen salió furioso de la sala.

Patty no pudo evitarlo, “Frank, no deberías haber faltado a la clase de control estadístico de procesos. Ese día discutimos Cpk”, dijo

Ante eso, un Frank ruborizado se unió a Hansen y abandonó la sala.

Epílogo:

Mike Madigan insistió en que la planta de Charlotte calculara los Cpk de acuerdo con los límites de especificación designados por la corporación y utilizando solo datas en crudo. Ya no tuvo más problemas con Byron Hansen, quién dejó de molestar a los gerentes de las otras plantas acerca de los valores Cpk, ya que eran en realidad peores.

Frank Stockton finalmente realizó el programa Lean Six Sigma de Ivy U y ahora sabe cómo calcular correctamente los Cpk.  Mientras tomaba este curso pasó por la oficina de Patty y se disculpó por haber faltado a clases.

Pete se enteró por Pam Scagia que Frank la estaba tratando con más respeto e incluso pidiéndole consejos acerca de temas del proceso SMT.

Patty sabía que este no era el fin de pequeñas aventuras como esta, ya que parecía que ACME ya no tenía a nadie desempeñando su rol anterior.

Nota: Al igual que con la mayoría de las historias de Patty y el Profesor, esta está basada en hechos reales.

Saludos,

Dr. Ron

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