Este documento presenta una tesis sobre la aplicación de la metodología de diseño para seis sigma para mejorar la calidad mediante el diseño de productos robustos en la industria de ingeniería y su impacto en la reducción de costos. Describe brevemente la evolución de la calidad en la industria automotriz y presenta algunas herramientas de calidad. Luego explica los conceptos básicos de la metodología de diseño para seis sigma y las ventajas y desventajas de su aplicación. Finalmente, propone algunas premis

1. MAESTRÍA EN INGENIERÍA DE CALIDAD
TESIS
TEMA: Análisis de la metodología de diseño para seis
sigma para la mejora de calidad mediante la creación de
diseños robustos de productos en el área de ingeniería y
su impacto en la reducción de costos
ALUMNO: ENRIQUE ZAMORA SOLORZANO
TOLUCA, MÉX. JUNIO DEL 2002

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INDICE
Pag.
Introducción 2
Capítulo I. Calidad en la Industria Automotriz
Algunos aspectos del desarrollo de la calidad
Calidad enfocada en la Industria Automotriz
Métricos de calidad
Manejo e interpretación de métricos
Benchmark
Capítulo II. Herramientas de calidad para mejora de la calidad en áreas de
Ingeniería
GO fast
FIFO
Liberaciones
Validaciones
DFM, FMA,
Capítulo III. Metodología de Diseño para seis sigma
Definición
Etapas
Herramientas
Formatos estandarizados
Predicción de la calidad
Capítulo IV. Ventajas y desventajas
Capítulo V. Premisas para la implantación de la metodología
Identificación de necesidades de la empresa
Identificación de proyectos
Capacitación de personal
Métricos de calidad a utilizar
Reporte de avances / ahorros
Motivación del empleado
Trabajo en equipo
Capítulo VI. Aplicación de la metodología DFSS a un caso real
Conclusiones y recomendaciones.
Bibliografía
Cronograma de actividades

3. 2
INTRODUCCION
La industria automotriz se ha caracterizado por estar a la vanguardia en sistemas de
calidad, siempre con el firme propósito de mejorar la satisfacción del cliente enfocándose
principalmente a metodologías como: QS900, ISO 9000, círculos de calidad, equipos de
trabajo de mejora continua, calidad total, Shaining, entre otras.
A través de los años diferentes metodologías se han desarrollado para incrementar los
ingresos de las empresas con las ventas de productos, estas metodologías se han
modificando con el tiempo debido a cambios en los requerimientos y expectativas del
mercado, la competencia, la tecnología, y las necesidades de los clientes.
Asi pues las primeras metodologías tenían un enfoque meramente de obtención de
ganancias sin importar mucho la satisfaccion del cliente y el producto en si, pero este
concepto se fue modificando hasta llegar a tener la calidad del producto como la principal
promesa de venta de los artículos y esto continua evolucionando.
La competencia en la industria automotriz en la actualidad es mucha y la calidad del
producto es cada vez más costosa de superar, ahora la tendencia es incrementar las
ganancias reduciendo costos y mejorando: el servicio al cliente, los diseños, nuestra
posición en el mercado y la imagen de calidad como empresa.
Para poder lograr todo esto al mismo tiempo es necesario considerar metodologías bien
estructuradas y cimentadas que permita mejorar la calidad a un costo bajo, satisfacer a
toda la gama de clientes, reducir los costos globales de la mala calidad y mejore en forma
efectiva la posición de nuestros productos en el mercado.
Existen algunas metodologias que en su momento han podido cumplir estos
requerimientos en las empresas, sin embargo existe algunas que han sido abandonadas a
traves de los años y otras que han quedado obsoletas por sus caractaristicas propias.
Sin embargo una de estas metodolosgias es Seis Sigma, la cual ha sobrevivido a mas de
20 años de prueba en empresas de diferentes ramos, esta metodologia fue inicialmente
utilizada por empresas como General Electric y Motorola, quienes han demostrado
atraves del tiempo los beneficios de dicha metodologia.
En la siguiente gtrafica se muestra un reporte de inversion por una de las ramas de
General elecectric despues de implementar la metodologia de Seis sigma, podemos
observar que en los primeros años de la implementacion se realizo una inversion para el
arranque.

4. Se observa tambien como año con año se empieza a tener un beneficion mucho mas
grande a la inverison que se realiza, hasta llegar a un punto en donde este empieza a ser
reflejado en un beneficio o ahorro hacia los cosumidores.
Esta nueva metodología con enfoque a la reducción de costos mediante la prevención de
defectos a creado una nueva expectativa en la industria automotriz, una de la primera de
las industrias automotrices que ha adoptado este tipo de metodologías es la empresa
Fordm, aunque existen algunas que han aplicado conceptos aislados.
Si bien es cierto que la cantidad tan grande de defectos por unidad ha orillado a las
armadoras a considerar nuevas metodologías, estas se pueden enfocar en dos area
principalmente: La mejora del proceso mediante la reduccion de la variacion y la mejora
del diseño para absorver variaciones.
Este estudio estara enfocado a la segunda opcion, que es el poder considerar desde las
primeras etapas del diseño del producto todas las variaciones que estan afectando el
enticiasmo del cliente, dichas variaciones pueden encontrarse desde los materiales
utilizados, el medio ambiente donde se utilizara el producto, la interaccion de varios
materiales en el diseño, hasta los diferentes tipos de usuarios que existen.
Aunado a esto es necesario enfocarse en esta metoolodgia con un sentido de urgencia
debido a la perdida de penetracion de mercado de nuestro producto con erspecto a la
competencia.
3

5. Esto es, uno de los prindipales indicadores que ha motivado a las industrias a
implementar las nuevas metodologias es la perdida de mercado, esta perdida es debido a
que algunos de los clientes ususales de nuestro producto han empezado a dejar de usarlo
y la otra es que los que no conocen nuestro producto no lo quieren conocer.
40%
35%
30%
25%
En la siguiente grafica se muestra la automotriz que se ha considerado como ejemplo a
seguir por el esfuerzo tan grande que ha realizado para poder reducir la cantidad de
defectivo sen los vehiculos
4
(US) Percentage
20%
89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99
Market Share Loss
-Previous owners
are leaving brands
- New Owners are
avoiding our brands
Actual
187
178
164
PPH
V
200
175
150
125
100
75
Our Brand
Toyota
116
156
Actual
134
Predictions based
on historical
improvement rates
1998 2000 2002 2004 2006

6. 5
Capítulo I
Calidad en la Industria Automotriz
Algunos aspectos del desarrollo de la calidad
La siguiente información describe algunos sucesos importantes en el desarrollo de la
calidad y la ciencia en general. Como podemos apreciar en la misma, a inicios del siglo, el
control de calidad era tarea del supervisor, posteriormente y al irse haciendo más
compleja la operación de la empresa, surgió la necesidad de que un departamento
especifico se dedicara a la inspección del producto, a manera de control de calidad.
Pero llego un momento dado en el que algunas empresas no estaban satisfechas con la
inspección del producto para el control de calidad; de esta forma, el año de 1924 los
Laboratorios Bell y su manufacturera Western Electric crearon un grupo de investigación
de estadística industrial entre los cuales estaban: Walter A Shewhart, Harold F. Dodge,
Harry Romig, además de otros científicos.
Este esfuerzo pronto dio frutos y el año de 1924 Shewhart creó el concepto de gráfico de
control y entre los años de 1925 y 1926 Dodge y Romig, también de este grupo de
investigación, desarrollaron el muestreo estadístico de aceptación . Los desarrollos antes
descritos se empezaron a emplear en Western Electric y posteriormente en otras
industrias de EU.
En los años 40’s y bajo la presión de la guerra, se intensificó la cooperación de algunos
científicos con la armada de los EU. Se incrementa en los EU la importación de cursos de
control de calidad, gráficos de control y muestreo de aceptación, para elevar la calidad de
los pertrechos de guerra. En estos cursos participaron activamente Deming y Shewhart.
En la década de los 50’s se introduce en Estados Unidos el diseño de experimentos para
la mejora de productos y procesos.
Deming inicia la enseñanza del control estadístico de calidad y gráficos de control en
Japón. Posteriormente K. Ishikawa inicia el estudio de estos conceptos e introduce los
conceptos de gráficos de control en Japón. Entretanto en EU se relaja un tanto el uso del
control estadístico de calidad o al menos no crece en la medida que debiera, mientras que
en Japón estos conceptos caen en suelo fértil.
En la década de los 60’s La industria Japonesa emplea el diseño de experimentos en el
desarrollo de nuevos procesos; evaluación del diseño de nuevos productos, mejoramiento
de la fiabilidad y desempeño de productos, etcétera. También en esta década surge la
filosofía de cero defectos en EU y en Japón se inician los círculos de calidad.
En lo que corresponde a los años 70’s, Ishikawa da a conocer su diagrama de causa-efecto
(diagrama de pescado o de Ishikawa). Taguchi promueve el uso de métodos
estadísticos para la mejora en el diseño del producto. El uso de las computadoras ya en
forma más generalizada inicia a mediado de esta década, en diseño ayudado por
computadora (CAD), manufactura ayudada por computadora (CAM), calidad ayudada por
computadora (CAQ).

7. En la década de los 80’s se intensificó el crecimiento en el uso de métodos estadísticos
para la mejora en Estados Unidos. Lo anterior fue motivado, en parte, por la pérdida de
mercados a nivel mundial por parte de los fabricantes de EU durante los años 70’s. Un
ejemplo típico de esto es el de la industria automotriz, la cual fue casi destruida en esa
década por sus competidores extranjeros.
La adopción y uso de los métodos estadísticos jugaron un papel preponderante en el
resurgimiento de la industria de EU. También en esta década, hay un crecimiento enorme
en cuanto al número de paquetes computacionales en las áreas de control de calidad y el
aseguramiento de la calidad. Este suceso fue favorecido por la aparición de las
computadoras personales de bajos precios en relación a las costosas computadoras que
anteriormente existían.
6
Periodo Desarrollo en Calidad Desarrollo de la ciencia en general
1900-1919 Journal Of the American Statistical Society. 1907: En Rusia, Rosing desarrolla la teoría de la televisión.
Control de calidad mediante el supervisor. 1919: La radio de onda corta es inventada.
1920’s Control de calidad por inspección. 1926: Goddard lanza cohetes de combustible líquido.
Nace el concepto de gráfico de control (1924) por Walter
A. Shewhart de Western Electric-Laboratorios Bell.
1929: Se empiezan experimentos sobre televisión a color.
Entre los años de 1925 y 1926, Harold F. Dodge y Harry
G. Romig también de Western Electric-Laboratorios Bell
desarrollaron el muestreo estadístico de aceptación ,
como alternativa al 100% de inspección.
1929: En Alemania, se graba sonido en cinta plástica magnética.
1930’s Se extiende el uso de los gráficos de control y el muestreo
de aceptación en la industria de EU, aunque no de una
manera suficiente.
1932: Sonido esterofónico en la película, "Napoleon."
Comité para el Desarrollo de las Aplicaciones Estadísticas
en Desarrollo y Manufactura.
1937: Stibitz de los laboratorios Bell inventa la calculadora
eléctrica digital.
1937: Carlson inventa la fotocopiadora.
1940’s En el año de 1944 surge la revista Industrial Quality
Control y en 1946 nace la American Society for Quality
Control (ASQC).
1946: La computadora ENIAC precursora de las computadoras
electrónicas modernas.
Bajo la presión de la Segunda Guerra Mundial, en EU se
incrementó la importación de cursos sobre control de
calidad, gráficos de control y planes de muestreo de
aceptación. En el esfuerzo de difusión de los cursos de
calidad tomaron parte activa W. Edwards Deming y Walter
A. Shewhart.
1947: El transistor se inventa y reemplaza a los tubos de vacío.
1950’s Cursos de entrenamiento de control de calidad en Estados
Unidos.
1951: Las computadoras son vendidas
W. Edwards Deming inicia la importación de cursos de comercialmente.
control de calidad y gráficos de control en Japón.
En esta década K. Ishikawa inició el estudio de los
conceptos de control de calidad y en esta misma década
introduce el uso de gráficos de control en Japón.
1954: La URSS lanza el Sputnik.
El británico Page en el año de 1954 introduce el gráfico de
control Cusum (Cumulative Sum).
1954: Se venden los radios de transistores.
En el año de 1959 Roberts introduce el gráfico de control
de promedios móviles con pesos exponenciales (gráficos
EWMA de sus siglas en inglés).
959: Se inventa el microchip.

8. 7
1960’s Control Total de Calidad.
Cero defectos. 1962: Llega la microcomputadora.
Círculos de calidad. 1964: En Japón, se inventa la grabadora de video mediante
cassette para uso doméstico.
Varias revistas de calidad salen a la luz, entre estas:
Quality Progress, Quality, Journal of Quality Technology,
Gemba to QC.
1968: El microchip RAM sale al mercado.
1970’s 1971: Intel construye el microprocesador "una computadora en
un chip".
Sistemas de Calidad. 1972: Sony saca al mercado el Port-a-Pak, una grabadora
portátil de video.
Diagramas de causa y efecto de Ichikawa 1975: Lucha de Sony Betamax y VHS de JVC para la aceptación
del público.
Método de Taguchi: Mejoramiento de la calidad a través
del diseño estadístico de experimentos.
1976: Apple I.
1979: De Holanda llega el videodisco digital leído por un laser.
1980’s 1980: El reproductor de cassete de sonido Walkman inicia una
moda.
Proliferación de software de control de calidad. 1981: IBM PC
Control de calidad de la producción. 1982: Se introduce la computadora laptop.
Auditorías de calidad del producto. 1984: Los Japoneses introducen el fax de alta calidad.
Involucramiento del American National Standards Institute
en la International Standard Organization (ISO).
1984: Apple Mcintosh, IBM PC AT
1985: El CD-ROM puede poner 270,000 páginas de texto en un
CD.
1990´s Uso exhaustivo de herramientas estadística
1990-1999: Empresas en todos los rubros comienzan a
preocuparse mas por la calidad de su producto y de sus
procesos.
Empiezan las certificaciones masivas para poder ser
competitivos
La industria quiere ya no ganar mercado solamente sino no
perderlo con sus competidores mas cercanos al abrirse las
fronteras.
Iso 9000 / QS 9000
Uso de herramientas estadísticas avanzadas
Creación de paquetes estadísticos de alto nivel
Creación de Productos y procesos robustos

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Calidad enfocada en la Industria Automotriz
La industria automotriz se a caracterizado por estar a la vanguardia en el cuidado de la
calidad de sus productos, implementando para ello toda serie de nuevas tendencias,
nuevos sistemas, nuevos autores e inclusive nuevas metodologias.
Podemos mencionar que todo comenzo con un control muy burdo de la produccion
mediante la identificacion de elementos malos y buenos, y dependiendo de la empresa
automotriz esto se ha llegado a expandar hasta el control mediante sistemas
computarizados y robotizados mejorando indiscutiblemente la calidad.
Las ultimas tecnologias deasrrollas se han enfocado basicamente a la mejora de la
calidad mediante la reduccion de la variacion del producto, esta variacion puede ser
enfocada desde las etapas de diseño, pasando por las areas de manufactura y hasta
llegar a las variaciones de uso del usuario y medio ambiente.
La parte que se enfoca a la manufactura es Seis sigma, comenzaremos explicando dicha
metodologia y despues como poco a poco fue necesario el diseñar una metodologia
complementaria que considerar todas las variaciones desde las etapas tempranas de
diseño

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13. 12
Capítulo III
Metodología de Diseño para seis sigma
La metodología de Diseño para Seis Sigma surge como el complemento ideal para reducir
la variación desde los orígenes del diseño, el esfuerzo de DFSS se dirige a la prevención
y en algunos casos para solucion de problemas complejos.
Diseño para seis sigma se basa en identificar las características que el cliente considera
criticas en nuestro producto, una vez identificadas estas características es necesario
correlacionarla con un propiedad exclusiva de diseño y que sea fácil de interpretar por el
ingeniero. Con toda esta información el ingeniero se enfocara solo a esas características
criticas de diseño que tienen un impacto directo con el cliente y así satisfacer sus
necesidades.
DFSS Vs Six Sigma
Most current Six Sigma
DFSS moves
quality
effort here!
$
effort is here.
Research Design Prototyp
e
Production Customer
Cost to
Correct
Quality and
Reliability
Difficult to see/predict
Easy to fix
Easy to see
Costly to fix Defects are:
La industria Automotriz a comenzado a abrir sus puertas a la metodología de diseño para
seis sigma,
Dentro de la metodología de implementación de seis sigma se pueden encontrar
diferentes opciones.
 Considerar la metodología solo para proyectos a futuro, esto es para aquellos
proyectos en o productos que saldrán al mercado en un lapso de 2 a 3 años, esto
debido al tiempo en el que se tomaría . Esto implica muchas cosas de peso para el
proyecto, primeramente los resultados de dicha implementación se verán reflejados
hasta dentro de mas de dos años, esto implica que de alguna manera no se podrá
saber si se esta haciendo el trabajo correcto en la creación del nuevo diseño.

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 Otra opción para dicha implementación es aplicar la metodología de DFSS para la
solución de problemas actuales que están afectando tanto en costo de garantías como
en satisfacción del cliente, pero la desventaja es que el tiempo de solución de algún
problema seria demasiado largo por todo el tiempo que implica la metodología. En
este caso en particular una opción seria utilizar metodologías existentes que logren
determinar el tipo de solución que se requiere y aplicar solo la metodología cuando se
ha determinado que la solución es una modificación al diseño.
 La tercera alternativa es hacer una combinación de ambas metodologías anteriores, es
el poder enfocar esfuerzos hacia proyectos futuros como medida de prevención y
también al apoyo de nuevos diseños para los problemas actuales de gran impacto a la
compañía.
Adicional a todo esto es necesario preparar la empresa en diferentes metodologías para
tener un resultado completo, entre estas metodologías se debe de considerar como
proceso común el realizar diseños robustos a la primera vez, esto implica realizar la
capacitación del personal en la elaboración de diseño de parámetros y diseños de
tolerancias en cualquier diseño en el que se este trabajando. También es necesario el
considerar la metodología de seis sigma para el área de manufactura, la cual permitirá
asegurar que las modificaciones o los nuevos diseños cumplan con las especificaciones y
tengan la menor variabilidad.
Las etapas de la metodología se muestran a continuacion:
La primera etapa:
Systtems Engiineeriing Phase
Anallysiis:: Qualliitty Prediicttiion Phase
Anallysiis:: Opttiimiize Desiign Phase
Veriiffiicattiion Phase
Se enfoca a la identificación del proyecto potencial para aplicar la metodología, en
esta se define lo que es considerado importante para el cliente y a esto se le llama
Q´s. En una segunda etapa dentro de la misma face se identifican los
requerimientos de ingeniería que están involucrados en obtener lo que para el
cliente es importante y a esto se le llama CTQ´s.
La segunda etapa:
Se enfoca a la medición del nivel de calidad actual del producto involucrado, esto
se logra con el uso de diversos diagramas de función y de estructura, así como una
hoja electrónica que nos permite obtener el nivel de defectivos y valor de Z del
producto.

15. En esta etapa al analizar toda la información se puede identificar los componentes
que afectan en la calidad del producto, así como una ecuación que relaciona a
todos los componentes entre si, esto es de suma importancia ya que con esta
información se obtendrá una ecuación para poder realizar simulaciones.
14
La tercera etapa:
Se enfoca a la optimización del diseño, dentro de la cual participan análisis del
diseño con herramientas avanzadas como son: Tolerancias estadísticas, diseño
robusto y diseño para manufacturabilidad.
La herramienta a utilizar dependerá de la complejidad y características del producto
en si, todo esto se facilita con la ayuda de modelos matemáticos por computadora
que permiten hacer consideraciones importantes en el diseño.
La cuarta etapa:
Dentro de esta se realizan las pruebas sugeridas por los normas existentes y
corporativas para asegurar que no se ha degradado ni afectado la funcionalidad del
diseño.
Adicional a esto y una ves que se a verificado el diseño se realizan todos los
cambio s a procedimientos y especificaciones que estén afectados.
Así como la implementación de un monitoreo en linea de producción, y solicitar al
mismo tiempo que la planta de ensamble apoyo con la implementación de seis
sigma en los equipos involucrados con el nuevo diseño.

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Glosario
Variación:
Acción y efecto de variar.
Hacer que una cosa sea diferente de como antes era. Dar variedad. Cambiar una cosa de
forma, propiedad o estado. Ser una cosa diferente de otra.
Al existir variación es necesario considerar una medida que indique el valor alrededor del
cual se mueven y una medida que haga referencia a la fluctuación que presentan.
En este sentido pueden examinarse varias características, siendo las más comunes:
La tendencia central de los datos;
La dispersión o variación con respecto a este centro;
Los datos que ocupan ciertas posiciones.
La simetría de los datos.
La forma en la que los datos se agrupan.
Tipos de variación
La variación por causa común es considerada como natural e inherente a un proceso,
esta puede ser generada por la variación e interacción de las variaciones en materiales,
herramientas, máquinas, operadores y el medio ambiente.
Aproximadamente del 80 al 90% de las variaciones encontradas son de causa común.
Si esta variación y sus interacciones se presentan en forma estable pueden ser medidas y
predecidos estadísticamente.
La variación por causa especial normalmente cubre del 20 al 10% de la variación total.
Este tipo de variación se le conoce también como causas asignables.
Las causas especiales se originan de fuentes externas que no son inherentes al proceso.
Factores como un lote de mala calidad del proveedor, en operador nuevo y sin
entrenamiento, excesivo desgaste de la herramienta, falta de calibración de instrumentos,
etc.
Ahora bien la decision de implementar esta metodología es también por la existencia de
uno de los errores de interpretación más comunes dentro de la producción:
El tomar muestras sin considerar la
variación de las mediciones
independientes en cada medición.
LIE LS
E
Target
-3sigma + 3sigma

17. El valor individual y la variación de las
lecturas nos dan mucho mas
información de cómo se esta
comportando la producción
Esta cantidad de variación produce una cantidad considerable de defectivos mucho mayor
de lo especificado teóricamente. Actualmente en General Motors de México existen
muchas áreas que sufren de la problemática de la variación, así como del problema de
interpretación de información de información. Estas áreas son un objetivo claro y tangible
de poder aplicar la metodología de DFSS y poder llegar a un mediano plazo a formar una
cultura de calidad organización desde la forma en que generamos nuestros diseños.
16
LIE LSE
-3sigma Target + 3sigma