Artículo de Investigación
Aplicación de la Metodología Seis Sigma para disminuir la variabilidad de la calidad en la producción de hilo para Tejeduría Plana
Application of the Six Sigma Methodology to reduce the variability of quality in the production of yarn for Flat Weaving
Ecuadorian Science Journal
GDEON, Ecuador
ISSN-e: 2602-8077
Periodicidad: Semestral
vol. 5, núm. Esp.3, 2021
Recepción: 31 Agosto 2021
Aprobación: 24 Octubre 2021
Como citar: Sánchez , E., Banda , L., Guerra , K., & Moposita , P. (2021). Aplicación de la Metodología Seis Sigma para disminuir la variabilidad de la calidad en la producción de hilo para Tejeduría Plana. Ecuadorian Science Journal, 5(3), 125-137. DOI: https://doi.org/10.46480/esj.5.3.149
Resumen: El área de Tejeduría es la encargada de entregar un tejido en perfectas condiciones de calidad y cumplir con el tiempo programado. Para ello las Eficiencias Real y Operativa con las que trabajan dentro del área son muy importantes y necesarias de cumplir, ya que esta sección es el cuello de botella de toda empresa, por el tiempo que se demora en tejer un artículo. Para realizar éste estudio nos centraremos en la producción de hilo con las siguientes características: Hilo de urdido: título 20Tex, 100% Co. Hilo de trama: título 23,5Tex, 100% Co. Se empezará con la descripción de la metodología Seis Sigma, que es el enfoque del problema, analizando las metas con las que se manejan en el área de Tejeduría contra la situación actual. A continuación se detallará la segunda parte del Seis Sigma, que es especificar el problema con el análisis histórico del proceso referente a las desviaciones de calidad y sus variables de afectación, se establecerá indicadores de producción y calidad. Estableceremos metas, definiendo métodos de control para disminuir variabilidad en el proceso, realizaremos pruebas de lotes definidos durante el tiempo de producción y su registro de resultados. Seguimiento a pruebas en planta, con su respectiva documentación de resultados. Finalmente, se detallará la última parte del Seis Sigma, que es monitorear resultados y procesos. Medir con indicadores los efectos encontrados en el proceso. Estableciendo métodos y procedimientos exitosos. Definiendo los puntos que requieren controles específicos y cálculos de los resultados obtenidos en eficiencia y calidad.
Palabras clave: Desviación, eficiencia, título, trama, urdido, variable.
Abstract: The Weaving area is in charge of obtaining a fabric in perfect quality conditions and complying with the scheduled time. For this, the Real and Operational Efficiencies with which they work within the area are very important and necessary to comply with, since this section is the bottleneck of any company, due to the time it takes to weave an article. To carry out this study we will focus on the production of yarn with the following characteristics: Warp yarn: 20Tex title, 100% Co. Weft yarn: 23.5Tex title, 100% Co. It will begin with the description of the Six Sigma methodology, which is the focus of the problem, analyzing the goals with which they are managed in the Weaving area against the situation currently. Next, the second part of Six Sigma will be detailed, which is to specify the problem with the historical analysis of the process regarding quality deviations and their impact variables, production and quality indicators will be established. We will establish goals, defining control methods to reduce variability in the process, we will carry out tests of defined batches during production time and record the results. Monitoring of plant tests, with their respective documentation of results. Finally, the last part of Six Sigma will be detailed, which is monitoring results and processes. Measure with indicators the effects found in the process. Establishing successful methods and procedures. Defining the points that require specific controls and calculations of the results obtained in efficiency and quality.
Keywords: Desviation, Efficiency, Title, Weft, Warp, Variable.
Introducción
Una fibra textil es una estructura más o menos cilíndrica, que se caracteriza por su flexibilidad, por su pequeña sección transversal y una elevada relación longitud/grosor. (Carrera-Gallissá 2017).
En función de su origen, las fibras se clasifican en: fibras naturales y fibras químicas.
Fibras naturales: Provienen del reino vegetal, animal y mineral.
Fibras químicas: Se obtienen a partir de la transformación de los polímeros que forman las fibras y se subdividen en orgánicas e inorgánicas. Si su origen es orgánico, los polímeros naturales son transformados por agentes químicos, conocidos como fibras artificiales y si son polímeros obtenidos por síntesis química conocidos como fibras sintéticas. Las fibras inorgánicas están constituidas por productos químicos inorgánicos. (Carrera-Gallissá 2017).
La Hilatura es un conjunto de operaciones que atraviesan las fibras en su proceso de transformación de fibras sueltas y desordenadas a un nuevo formato fino, resistente y flexible conocido como hilo.
(Giraldo 2015) afirma que “el título de un hilo es la finura o espesor de una fibra o hilo”, relación determinada entre la longitud y el peso del mismo; dependiendo de la naturaleza de la fibra durante el proceso de hilado se trabaja con titulación directa o indirecta.
La longitud de las fibras tiene una gran importancia puesto que influye en la procesabilidad y en el uso final de hilados y tejidos. Las fibras largas ofrecen una mayor superficie de rozamiento entre ellas y por lo tanto se obtienen hilados más finos con mayor regularidad de masa y menor número de defectos; al haber mayor control interfibrilar no será necesario aplicar tanta torsión en la máquina de hilar, hay menos extremos de fibras y por lo tanto se obtendrán hilos menos vellosos, en este escenario la productividad en el proceso de hilatura y tejeduría no se verá afectado, al contrario será mejor. Por otro lado la presencia de fibras cortas genera mayor irregularidad de masa de los hilos, menor resistencia, mayor vellosidad, siendo necesario aumentar la torsión de los hilados y en consecuencia el tacto resultante de los tejidos será más áspero. (Carrera-Gallissá 2017).
Se considera “un hilo más regular cuanto más se asemeja a un cilindro perfecto en toda su longitud” (Solé 2012), es por ello que nuestra investigación se centra en la aplicación de metodologías para disminuir la variabilidad de la calidad en la producción de hilo de origen animal o vegetal para tejeduría plana; la irregularidad del hilo conlleva a roturas de hilos, paros y fallas en el tejido, lo cual se traslada en una disminución de eficiencia entre un 5 a l5% en una tejeduría plana.
En la fabricación de una tela por el sistema de tejido plano o de calada se requiere hilos de urdimbre y de trama que se entrelazan entre sí; es decir, el de trama pasa por encima y por debajo del hilo de urdido; se define como urdimbre aquellos que están en sentido longitudinal en una tela y se los denomina como hilos; a diferencia de los de trama que están en el ancho de la tela conocidos como pasadas. (Giraldo 2015).
Los hilos de urdimbre se separan formando un espacio geométrico conocido como calada, el hilo de trama atraviesa la calada de un extremo a otro y es empujada por el peine hacia el tejido, posteriormente retrocede el peine, se forma nuevamente la calada con los lizos en distinto orden, pasa la trama y es empujada una vez más por el peine al tejido, este proceso es de constante repetición, a esta operación se le denomina tisaje. (Lockuán 2012)
Según (Lockuán 2012 ) “Ligamento es el modo ordenado como se entrecruzan los hilos y las pasadas”; tenemos ligamentos básicos como son el tafetán que se caracteriza por presentar caras iguales, con mayor cantidad de cruces y con altos coeficientes de ligadura; la sarga tiene pocos puntos de ligadura y en su cara principal se forman claramente unas diagonales que dependen directamente del título y de las densidades de la urdimbre y de la trama; por último y no menos importante tenemos el satín que tiene muy pocos puntos de ligadura formando tejidos lisos y brillantes por su cara principal.
En una tejeduría el mecanismo formador de calada influye en las roturas de urdimbre, hay varios factores que influencian en los paros de urdimbre como a continuación se describe:
A baja tensión de urdimbre se genera hilos de urdimbres flojas o saltadas conocidas como bucles.
A alta tensión de urdimbre se produce roturas de hilo básicamente en hilos débiles a lo largo de su longitud y en materiales finos y débiles.
Durante la formación de la calada, en lo posible se debe trabajar con la altura y ángulo más bajos que permitan la inserción de la calada con una minina elongación de los hilos de urdimbre, de tal forma que no haya fricción entre la capa inferior de la urdimbre y el recorrido del hilo de trama; en otras ocasiones evitar el roce de los perfiles de los marcos que contienen los lisos.
Por desfases cuando se tienen tejidos con urdimbres irregulares o preparación de hilos de tres o más hilos por diente.
Lo ideal es desfasar la calada para mejorar la separación de los hilos, ese desfase se lo puede conseguir con altura de marcos, con abertura de marcos y con desfase de excéntricas, siendo este último la mejor opción ya que separa las capas de urdimbre durante todo el recorrido del marco.
Por cobertura o tupidez del tejido, se puede producir roturas de urdimbre, esto está en función del título del hilo y la densidad tanto de urdimbre como de trama. Es decir si sólo se depende del título el factor de cobertura es menor y se considera un tejido liviano. Si por el contrario se trabaja un título fino y la densidad de urdimbre es alta, el factor de cobertura del tejido se considera alto y por lo tanto el tejido es pesado, siendo este último el que puede originar roturas por aumento de fricción durante el remate del tejido.
Cuando se conoce que el material tiene problemas desde la preparación, una alternativa es reducir la velocidad de la máquina para evitar roturas durante la formación de la calada y el remate. Esta decisión afecta directamente en la productividad, por lo tanto se debe evaluar reducir la velocidad del telar y medir la mejora en la eficiencia y productividad. (Paredes Darío- Artículo Técnico 2019).
Uno de los objetivos de la tejeduría es trabajar por encima de la eficiencia mínima. La eficiencia es la relación porcentual de las pasadas tejidas y las pasadas posibles en una sala de tejeduría.
Las pasadas tejidas son aquellas que operativamente se obtienen en un periodo de producción y que se concentran en el avance del tejido, esta información se obtiene mediante las diferencias entre los registros del contador de pasadas al inicio y al final del turno.
Una revolución es considerada como una inserción
La diferencia entre las pasadas tejidas y las pasadas posibles de tejer se encuentran en los períodos improductivos de cada telar y que pueden denominarse pasadas perdidas. (Victor Arias – Artículo Técnico 2016)
(Luis María Dicovskiy – 2016). Media aritmética, es una medida de tendencia central muy usada. La media es la suma de todos los valores de la muestra o población divididos para el total de ellos.
Desviación Estándar, es una medida de dispersión estable y ampliamente usada. La desviación estándar se trabaja con muestras y con poblaciones, su fórmula es:
[Desviación
Estándar](Lockuan 2012) El coeficiente de variación es una medida de dispersión conocida como CV, es un número puro independiente de la unidad de medición. Es el cociente entre la desviación estándar y la media de los datos. Se aplica la siguiente fórmula:
[El coeficiente de variación]Métodos y Materiales
El Seis Sigma es uno de los métodos esbeltos (Lean Manufacturing) más utilizado actualmente para mejorar la calidad, usando una base de datos para eliminar los problemas en los procesos de manufactura. El Seis Sigma nos ayuda a reconocer y eliminar el desperdicio (Mike George, 2004).
El Seis Sigma es un método ambicioso, que tiene por objetivo alcanzar una eficiencia de 99,99966%, lo que significa que solo 3.4 productos de cada 1’000.000 de unidades estarán defectuosos o fuera del estándar. Existen diferentes niveles del Seis sigma dependiendo del valor de DPMO (productos defectuosos por cada millón de unidades entregadas). (Luis Scconini, 2015).
[A continuación, la fórmula para el
cálculo del DPMO:]Ejemplo: Si fabricamos un determinado hilo y tenemos un nivel de Sigma 3, significa que 66.807 de cada millón de metros de ese código de hilo que vendamos no llegan al cliente dentro de los estándares establecidos.
Partiendo del pensamiento del Estadístico estadounidense William Edwards Deming creador del ciclo PHVA (Planear, Hacer, Verificar y Actuar), quien dijo “Al mejorar la calidad, las empresas disminuirán los gastos, así como aumentarán la productividad y la cuota de mercado”. (Dr. W. Edwards Deming).
Para el presente proyecto, utilizaremos la filosofía PHVA para la aplicación del programa Six Sigma, por ser un ciclo para la mejora de la calidad. El PHVA es una guía lógica y racional de actuar en una gran variedad de situaciones, siendo la principal resolver problemas. (Luis Socconini, 2015).
En la primera fase planear, para el análisis de problemas, utilizaremos herramientas cómo: metodología A3, diagrama causa efecto y diagrama de control de proceso.
disminuir
Es una herramienta de comunicación para resolver problemas concretos de manufactura, con la aplicación de la Metodología de Deming PHVA, se llama A3 porque toda la información estará plasmada en una hoja formato A3 (297mm x 420mm), para estandarizar la manera de innovar, planificar y resolver problemas. El formato está constituido por los siguientes pasos (Shook, J. 2008):
Partiendo de que la variabilidad de una característica de calidad es un efecto de múltiples causas, el diagrama causa-efecto nos permite organizar y representar las diferentes teorías propuestas sobre las causas de un problema, motivando al análisis y discusión de los equipos de trabajo, de tal manera que se pueda comprender el problema, visualizar las razones, motivos o factores principales y secundarios, identificando así las posibles soluciones, para la toma de decisiones y establecer los planes de acción. (George Eckes 1996).
Es la representación gráfica de los pasos u operaciones donde se realizará el plan de mejoramiento continuo, identificando los proveedores, insumos, nombre del proceso, productos y los clientes. (George Eckes 1996).
Con base en los planeamientos de W. Shewart y luego E. Deming con el ciclo PHVA (planear, hacer, verificar, actuar), tenemos la lógica básica de mejoramiento de procesos y con ello el DMAMC (definir, medir, analizar, mejorar, controlar) del Seis Sigma.
Resultados
Los límites de especificación establecidos para los hilos de trama y de urdido con sus correspondientes valores superiores e inferiores para cada uno, se muestra en la siguiente tabla:
Especificaciones para el título de hilo.
| URDIDO (Especificaciones) | ||
| Límite inferior | Estándar | Límite superior |
| 19.70 Tex | 20.00 Tex | 20.30 Tex |
| TRAMA (Especificaciones) | ||
| Límite inferior | Estándar | Límite superior |
| 23.20 Tex | 23.50 Tex | 23.80 Tex |
Límite de control para Coeficiente de Variación % (CV%) para urdido y trama determinándose el valor de 1.5%, de acuerdo al análisis de los históricos.
Corresponde a continuación presentar la toma de datos obtenidos en las pruebas de control de calidad de los hilos de trama y urdido, desde la semana 1 hasta la semana 24 del año, realizando 20 muestras por prueba de cada hila, luego obtendremos el promedio de cada prueba y su Coeficiente de Variación.
Para efectos de análisis y realización de gráficos, tomaremos los promedios semanales que se obtuvieron en las pruebas.
Títulos de Hila de Urdido 20 Tex.
| Sem.1 | Sem.2 | Sem.3 | Sem.4 | Sem.5 | Sem.6 |
| 19.82 | 19.59 | 19.82 | 19.10 | 19.22 | 20.08 |
| Sem.7 | Sem.8 | Sem.9 | Sem.10 | Sem.11 | Sem.12 |
| 19.96 | 20.15 | 19.56 | 19.28 | 19.87 | 20.06 |
| Sem.13 | Sem.14 | Sem.15 | Sem.16 | Sem.17 | Sem.18 |
| 19.93 | 19.65 | 19.60 | 19.95 | 20.07 | 20.15 |
| Sem.19 | Sem.20 | Sem.21 | Sem.22 | Sem.23 | Sem.24 |
| 19.32 | 19.62 | 19.26 | 20.06 | 19.85 | 19.42 |
| Sem.1 | Sem.2 | Sem.3 | Sem.4 | Sem.5 | Sem.6 |
| 22.68 | 22.41 | 23.12 | 23.03 | 23.44 | 22.79 |
| Sem.7 | Sem.8 | Sem.9 | Sem.10 | Sem.11 | Sem.12 |
| 22.85 | 22.58 | 22.73 | 23.37 | 23.40 | 23.12 |
| Sem.13 | Sem.14 | Sem.15 | Sem.16 | Sem.17 | Sem.18 |
| 23.38 | 22.64 | 22.73 | 23.41 | 23.58 | 23.17 |
| Sem.19 | Sem.20 | Sem.21 | Sem.22 | Sem.23 | Sem.24 |
| 22.63 | 23.38 | 22.49 | 22.58 | 22.77 | 23.06 |
| Sem.1 | Sem.2 | Sem.3 | Sem.4 | Sem.5 | Sem.6 |
| 22.68 | 22.41 | 23.12 | 23.03 | 23.44 | 22.79 |
| Sem.7 | Sem.8 | Sem.9 | Sem.10 | Sem.11 | Sem.12 |
| 22.85 | 22.58 | 22.73 | 23.37 | 23.40 | 23.12 |
| Sem.13 | Sem.14 | Sem.15 | Sem.16 | Sem.17 | Sem.18 |
| 23.38 | 22.64 | 22.73 | 23.41 | 23.58 | 23.17 |
| Sem.19 | Sem.20 | Sem.21 | Sem.22 | Sem.23 | Sem.24 |
| 22.63 | 23.38 | 22.49 | 22.58 | 22.77 | 23.06 |
| Sem.1 | Sem.2 | Sem.3 | Sem.4 | Sem.5 | Sem.6 |
| 1.54 | 1.44 | 1.11 | 1.01 | 1.34 | 1.06 |
| Sem.7 | Sem.8 | Sem.9 | Sem.10 | Sem.11 | Sem.12 |
| 1.17 | 0.94 | 0.67 | 0.99 | 0.99 | 1.23 |
| Sem.13 | Sem.14 | Sem.15 | Sem.16 | Sem.17 | Sem.18 |
| 0.82 | 1.18 | 1.06 | 0.99 | 1.18 | 1.54 |
| Sem.19 | Sem.20 | Sem.21 | Sem.22 | Sem.23 | Sem.24 |
| 1.14 | 0.80 | 1.25 | 1.25 | 1.45 | 0.76 |
Discusión
De acuerdo con los análisis realizados a las muestras, al hacer un comparativo de las gráficas de control de Títulos y CV% de cada hilo producido en un periodo de 24 semanas se determina que el material se encuentra con mucha variabilidad, los promedios de las pruebas se encuentran cerca al límite inferior de control, y muchas, fuera de éste. Lo que muestra que por lo menos el 50% de los valores individuales de cada prueba están fuera de control, y lo corroboramos con la gráfica del CV%.
En lo que se refiere al hilo de urdido, el cual en el proceso de tisaje es el que está sometido a mayor esfuerzo y tensión, los datos obtenidos son más contundentes, ya que los títulos nos muestran que de sus promedios, 11 mediciones se encuentran fuera del límite inferior, y al mirar la gráfica del CV%, en la cual 13 mediciones están fuera del límite de control establecido, nos llevan a asegurar que se debe realizar acciones correctivas en el proceso de esta hila.
Para el hilo de trama tenemos 17 mediciones que se encuentran fuera del límite inferior de especificación, aunque su variabilidad dada por el CV% la mayoría de mediciones se encuentran dentro de estándar, se tiene una tendencia a producir un hilo más delgado, de igual forma que con el hilo de urdido se debe tomar correctivos para ubicar sus mediciones más centrales posibles.
La variabilidad obtenida en las pruebas realizadas afectan a la calidad del tejido que está produciendo estos hilos, ya que la tela va a tener un peso menor que el especificado en su hoja técnica, lo que hace que cambie sus características finales por el título muy bajo y su CV% fuera de estándar.
Para la Tejeduría Plana se necesita que el hilo sea lo más regular posible, cuando tenemos mucha variabilidad se produce irregularidad en el tejido, lo que da un aspecto de sombras, además de paros continuos del proceso, por la rotura de los hilos, lo que provoca una baja Eficiencia en la sala.
A continuación se realiza un análisis de los paros en Tejeduría, mediante una gráfica de Ishikawa:
En el análisis del diagrama de Ishikawa se determina diferentes causas para la presencia de los paros de telar por lo que se formarán grupos de trabajo multiseccional, que se encargarán de llegar a la causa raíz de cada uno de ellos y eliminarlos.
Conclusiones
Se debe continuar con los controles realizados en ésta investigación, para prevenir la variabilidad en el proceso de hilado, mediante las gráficas de control podemos tomar acciones antes que los títulos se salgan fuera de especificaciones.
Implementar métodos operacionales estandarizados para mejorar el control en el proceso de hilatura, además de capacitaciones al personal sobre la ejecución de los nuevos métodos.
Analizar los defectos de una manera holística y tomar en cuenta todas las interacciones que se llevan a cabo dentro del proceso textil.
Revisar de una manera periódica los procedimientos operacionales, para que se pueda ir añadiendo nuevos cambios e ideas de los equipos de trabajo de las secciones de la planta.
Utilizar siempre, de una manera eficiente, el método Seis Sigma en los procesos textiles, aplicando sus cinco pasos, Definir: identificamos la oportunidad de mejora; Medir: obtuvimos datos del proceso anterior al tejido; Analizar: identificamos las causas de la variación; Implementar: desarrollamos e implementamos soluciones; y Controlar: instalar controles para evitar futuros defectos.
Bibliografía
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Información adicional
Como citar: Sánchez , E., Banda , L., Guerra , K., & Moposita , P. (2021). Aplicación de la Metodología Seis Sigma para disminuir la variabilidad de la calidad en la producción de hilo para Tejeduría Plana. Ecuadorian Science Journal, 5(3), 125-137. DOI: https://doi.org/10.46480/esj.5.3.149
