Cómo detectar y prevenir los defectos de calidad en la fabricación

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

Por ello, la mayoría de las empresas manufactureras ponen en marcha sus medidas de control de calidad incluso antes de que la línea de producción entre en pleno funcionamiento. Las empresas también exigen a sus proveedores materiales de calidad, asegurándose de que las piezas que se incorporan a su proceso de fabricación no provoquen 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 la mayoría de los fabricantes a fin de reducir los residuos, maximizar los beneficios y fidelizar a unos clientes satisfechos.

En esta entrada, analizaremos en detalle por qué es tan importante el seguimiento de los defectos de calidad y cómo los fabricantes están mejorando los procesos de gestión de la calidad para conseguir y mantener una ventaja competitiva significativa.

[Recurso gratuito] Descarga nuestra guía definitiva sobre sistemas de gestión de la calidad →

Los defectos de calidad en la fabricación son imperfecciones en los requisitos y especificaciones de las materias primas y los productos finales. Los defectos menores que se producen al inicio del proceso de fabricación pueden dar lugar a importantes irregularidades en la calidad en fases posteriores de la producción.

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

• Defectos menores: este tipo de imperfecciones en los productos suelen pasar desapercibidas y solo los fabricantes las detectan, ya que saben qué buscar. Por lo tanto, los defectos menores no afectan al funcionamiento ni a la estética del producto, por lo que el consumidor final puede utilizarlo sin problemas.

• Defectos graves: se trata de defectos que hacen que un producto sea prácticamente inutilizable, ya que afectan a su funcionamiento. En consecuencia, el cliente no quedará satisfecho con su compra y es probable que devuelva el artículo al vendedor o al fabricante.

• Defectos críticos: los artículos que presentan este tipo de defecto ven mermada de forma significativa la funcionalidad del producto, lo que a menudo provoca fallos. De hecho, este tipo de defectos de calidad en la fabricación pueden suponer un riesgo para el usuario final. Esto da una mala imagen del fabricante y tiene un impacto negativo considerable tanto en el plano financiero como en el de la reputación.

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

En muchas empresas, los informes se acumulan en una pila de papeles que nunca se introducen en el ordenador. O, si se registran, acaban en una hoja de cálculo de Excel que resulta 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 que indican cuáles son los problemas más habituales por pieza. En realidad, no es más que una lista de combinaciones entre piezas y problemas, y este patrón también se puede observar en otros procesos de fabricación.

Si no puedes analizar los datos de estos informes, te verás obligado a basarte en casos aislados y conjeturas a la hora de tomar decisiones. Es posible que tengas que decidir si un operario concreto necesita recibir formación adicional o si hay que rediseñar una pieza para reducir los defectos.

Una solución a este problema sería utilizar un «informe automatizado de defectos» para recopilar los problemas de producción en tiempo real. Un informe de calidad automatizado funciona mejor si se cuenta con un empleado dedicado a realizar un seguimiento de los defectos a lo largo del día, como un especialista en calidad. El operario puede introducir los datos en una tableta resistente (o en un ordenador portátil en una estación de trabajo) mientras realiza sus inspecciones. Estos datos se pueden enviar a una base de datos centralizada a la que los supervisores pueden acceder fácilmente y analizar la información para identificar patrones y aplicar medidas correctivas si es necesario.

Como empresa manufacturera, la gestión de la calidad es un ámbito fundamental en el que su empresa debería invertir. De lo contrario, las empresas pueden sufrir importantes contratiempos derivados de la retirada de productos del mercado y, en última instancia, una percepción negativa de la marca.

Los defectos de calidad en la fabricación son algo más que una simple molestia al final de la línea de producción, durante el embalaje. Tienen efectos negativos más generalizados en el conjunto de la empresa. A continuación se enumeran algunos aspectos en los que los defectos de fabricación pueden suponer un coste para la empresa.

• Pérdida de fidelidad de los clientes: cuando los clientes reciben productos que no están a la altura, es probable que no quieran volver a hacer negocios con tu empresa. De hecho, a menudo los fabricantes pierden la oportunidad de que los clientes repitan compra y de captar a los nuevos clientes potenciales que habrían sido recomendados por compradores anteriores, todo ello como consecuencia de problemas de calidad.

• Mayor riesgo de responsabilidad civil: Los defectos de fabricación graves exponen a la empresa al riesgo de tener que responder por daños y perjuicios. Si dichos defectos pasan desapercibidos en el proceso de control de calidad, es probable que causen daños a los manipuladores y al cliente final. Por lo tanto, si un producto defectuoso causa daños a un cliente, este puede demandar a la empresa para obtener una indemnización.

• Reputación de marca dañada: al perder clientes fieles y adquirir una reputación de calidad de producto deficiente, una marca de fabricación puede perder la confianza de los clientes potenciales. Además, la competencia también puede aprovechar esta oportunidad para posicionarse como una alternativa mejor en el mercado. Si lo consiguen, las marcas competidoras pueden arrebatarle cuota de mercado a su empresa, relegando a su marca a un nivel inferior.

• Reducción significativa de los ingresos: En resumen, el impacto de los defectos de calidad puede mermar la capacidad de una empresa manufacturera para aumentar sus ingresos. Al igual que ocurre con muchas empresas, una parte significativa del presupuesto operativo de los fabricantes se destina a hacer frente a demandas judiciales, a la percepción de la marca y al posicionamiento en el mercado. En última instancia, la pérdida de ingresos por parte de los clientes tendrá un impacto considerable en los resultados de la empresa.

Por lo tanto, es aconsejable mantener un control riguroso de la calidad para evitar el impacto financiero negativo que pueden tener los defectos de fabricación. La mayoría de las empresas están adoptando procesos de control de calidad de última generación para hacer frente a los defectos en la era de la fabricación moderna.

El seguimiento de defectos no consiste únicamente en detectar piezas defectuosas. Se trata de cerrar el ciclo, es decir, detectar, documentar, rastrear y resolver los problemas con la suficiente rapidez como para evitar que se repitan e incorporar mejoras a largo plazo en el proceso.

Así es como se desarrolla el proceso cuando funciona correctamente en la planta:

1. Detección
El primer paso consiste en identificar el problema. En muchas plantas, los operarios siguen recurriendo a la inspección manual. Esto funciona bien en entornos de bajo volumen o de gran variabilidad, donde el criterio humano resulta valioso.

Los controles automatizados amplían la cobertura. Los sensores conectados a herramientas dinamométricas, cámaras de visión o medidores en línea pueden detectar situaciones que indiquen que una pieza no cumple con las especificaciones.

La visión artificial con IA va un paso más allá, ya que detecta anomalías en tiempo real en todos los turnos sin cansarse. La principal ventaja es la uniformidad, ya que elimina las variaciones que se producen de un operario a otro.

2. Notificación y registro
Una vez detectado un defecto, lo fundamental es registrar los detalles de inmediato y de forma estructurada.

Las herramientas de notificación digital ayudan a estandarizar los datos. La mayoría incluye campos para el tipo de defecto, la ubicación, la posible causa y la gravedad. Las fotos o las imágenes con anotaciones aportan mayor claridad a la hora de revisar los problemas posteriormente.

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

3. Trazabilidad
Detectar un defecto es una cosa. Comprender su origen y alcance es donde la trazabilidad demuestra su utilidad. El seguimiento de lotes y series vincula cada producto con sus materias primas, máquinas y operarios. Los sistemas de genealogía permiten rastrear tanto hacia atrás, hasta la causa, como hacia adelante, hasta cualquier pieza que pueda presentar el mismo problema.

Esto no solo resulta útil para el análisis de las causas fundamentales, sino que a menudo es necesario para cumplir con la normativa y para una rápida contención en caso de retiradas de productos.

4. Resolución
La detección y el seguimiento solo tienen sentido si dan lugar a medidas correctivas reales.

Los flujos de trabajo CAPA ofrecen un método estructurado para investigar, solucionar y prevenir la repetición de los problemas. Además, fomentan la responsabilidad al asignar tareas y plazos.

Más allá de los incidentes aislados, el seguimiento de los datos sobre defectos a lo largo del tiempo permite detectar tendencias. Esa información se utiliza para introducir cambios en los procesos, actualizar los diseños y mejorar la formación de los operarios.

La digitalización de este ciclo garantiza que no se pase nada por alto y que las mejoras se extiendan a todos los equipos, en lugar de limitarse a una sola línea de producción o turno.

Los distintos sistemas gestionan el seguimiento de defectos de formas diferentes. La elección suele reducirse a tres categorías: plataformas empresariales, sistemas de ejecución vinculados a la producción o herramientas de calidad específicas. Cada una tiene sus puntos fuertes, pero también limitaciones reales que se notan en la práctica.

Los sistemas ERP
están diseñados en torno a las finanzas, el inventario y las compras. Algunos paquetes incluyen módulos de calidad, pero rara vez son lo suficientemente completos como 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 operadores actúen con rapidez.

Plataformas MES
: El MES está más cerca de la producción, por lo que, naturalmente, detecta los defectos con mayor eficacia que el ERP. La mayoría de los MES incluyen funciones de control de procesos, trazabilidad y registro de defectos. La contrapartida es la rigidez: los MES tradicionales pueden ser difíciles de adaptar cuando cambian las líneas de productos, y las modificaciones resultan costosas.

Sistemas de calidad independientes
El software de gestión de la calidad destaca en el seguimiento de defectos, las medidas correctivas y preventivas (CAPA) y los registros de cumplimiento. Sin embargo, a menos que se integre con el ERP y el MES, corre el riesgo de convertirse en otro silo. Los equipos acaban teniendo que volver a introducir datos o buscar información en múltiples 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 solo son ineficaces y requieren mucho tiempo, sino que también exigen más recursos económicos y de personal.

Cada vez son más los fabricantes que adoptan sistemas avanzados de gestión de la calidad para evitar los defectos de forma eficaz. Para ello, las empresas deberán estandarizar sus procedimientos de control de calidad, así como formar y capacitar a sus empleados en el uso de los sistemas y equipos más modernos.

A continuación te explicamos cómo automatizar el proceso de control de calidad:

Automatizar los procesos en la planta de producción

Si una empresa depende en mayor medida de la intervención humana directa en la planta de producción, el proceso de fabricación siempre variará debido a los inevitables errores humanos. Por ello, aumenta la probabilidad de que salgan productos defectuosos de la línea de producción.

Sin embargo, las máquinas y los flujos de trabajo automatizados permiten un funcionamiento mucho más uniforme, lo que permite a las empresas mejorar la eficiencia en todas sus operaciones. Por lo tanto, si se establecen los requisitos y las especificaciones adecuados, se obtiene lo que se desea en la mayoría de los casos.

Y ya que hablamos de…

Definir los requisitos estándar

Un elemento fundamental del proceso de control de calidad de una empresa manufacturera es el establecimiento de límites y parámetros de referencia para el producto en cuestión. Además, suele ser útil elaborar la denominada «muestra de referencia».

Una muestra de referencia representa el producto ideal que un fabricante espera que salga de la línea de producción y llegue al cliente. Todos los productos posteriores deben ajustarse a ese modelo perfecto.

Los profesionales de calidad también deberían definir una lista de verificación estándar que incluya diversos parámetros relacionados con el producto y la seguridad que influyen en la capacidad de una planta para garantizar la calidad.

Revisar los materiales y las mercancías

La llegada de la Calidad 4.0 permite evaluar los productos de forma continua en todas las fases de fabricación. Los instrumentos 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 cambio, las máquinas industriales modernas cuentan con equipos o módulos de inspección que analizan todas y cada una de las piezas que procesan. A continuación, un software de control de calidad compara los requisitos de cada pieza con los estándares establecidos.

A continuación, se avisará a los responsables de planta y al personal pertinente de cualquier defecto que se detecte en la línea de producción. En algunas operaciones avanzadas, el software de control de calidad puede optimizar los procesos en todos los sistemas para garantizar que la pieza defectuosa no llegue a la siguiente estación.

Localizar piezas y productos defectuosos

El seguimiento y la localización de productos permiten a los fabricantes detectar productos defectuosos en la línea de producción. Las herramientas conectadas, como los lectores de códigos de barras, pueden identificar piezas y productos en la línea de producción y transmitir los datos a los responsables de calidad en tiempo real, lo que permite una intervención oportuna.

Además, el seguimiento en tiempo real permite a las empresas detectar defectos antes de la producción, ya en la fase de suministro. Esto garantiza que el director de fábrica tenga un mayor control sobre el proceso de producción, lo que reduce la incidencia de defectos de fabricación.

Los sistemas más prácticos comparten algunas características:

• Los defectos se registran en el momento en que se detectan, no horas después

• La trazabilidad de lotes y series permite relacionar los problemas con los materiales y las máquinas

• La integración con los sistemas ERP, MES y los datos de la planta de producción evita la duplicación

• Las interfaces son lo suficientemente sencillas como para que los operadores puedan utilizarlas incluso bajo presión

• Los flujos de trabajo de CAPA están integrados y cuentan con el soporte necesario para garantizar el cumplimiento normativo

• Los sistemas pueden ampliarse de una línea a varias instalaciones sin tener que empezar de cero

Tulip un modelo diferente: herramientas modulares basadas en aplicaciones y diseñadas específicamente para la planta de producción. En lugar de imponer un flujo de trabajo fijo, los ingenieros pueden adaptar las aplicaciones a sus procesos.

Entre los casos de uso habituales se incluyen:

• Registro digital de defectos con imágenes y notas

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

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

• Enlaces de API abierta a ERP y PLM
  
  

Dado que las aplicaciones son modulares, las plantas pueden empezar con una sola estación y ampliarse gradualmente. De este modo, se evita el coste que supone la implantación completa de un sistema MES y el aislamiento que supone una herramienta de calidad independiente.

Comparación de sistemas de seguimiento de defectos

Una vez que domines los fundamentos del seguimiento de defectos, el siguiente reto es detectar los problemas antes de que se produzcan. Ahí es donde las herramientas más novedosas —como la visión artificial basada en IA, el análisis predictivo y IoT empiezan a cobrar importancia.

1. Inspecciones por visión artificial
En la línea de producción, los sistemas de visión basados en inteligencia artificial están sustituyendo a gran parte de los controles manuales. Una cámara examina cada pieza y la compara con los patrones que ha aprendido. Si hay un arañazo, una pieza ligeramente desalineada o falta un tornillo, lo señala al instante.

La verdadera diferencia con respecto a los sistemas basados en reglas es la flexibilidad. No es necesario programar cada regla de detección de defectos de forma rígida. El sistema aprende. Cuando aparece una nueva variante de producto, es capaz de adaptarse, en lugar de obligar a los ingenieros a reescribir la lógica de inspección. Los operarios obtienen resultados más uniformes en cada turno.

2. Análisis predictivo de la calidad
En lugar de esperar a que aparezcan piezas defectuosas, los modelos predictivos examinan los datos de producción y detectan los problemas antes de que se produzcan. Quizás los valores de par estén variando. Quizás los operarios estén introduciendo ajustes inusuales. Quizás la temperatura y la humedad se estén saliendo de los límites establecidos. Esos patrones suelen aparecer horas antes de que se produzca un defecto.

Si lo detectas a tiempo, puedes hacer los ajustes necesarios antes de que se acumulen los desechos. Eso evita tener que volver a hacer el trabajo, mantiene un flujo constante y alivia la presión sobre el equipo.

3. Integración IoT la computación periférica
Todo esto depende de los datos. Los sensores instalados en las máquinas y en el entorno envían parámetros de forma ininterrumpida. Los dispositivos periféricos procesan esos datos directamente en la planta. Esto significa que, si la red sufre alguna interrupción, no se pierde la visibilidad.

Para el equipo encargado de la producción, la ventaja es la rapidez. Se reciben alertas a tiempo para poder reaccionar, sin tener que esperar a que un sistema en la nube procese los datos en otro lugar.

Incluso los buenos sistemas de seguimiento de defectos se topan con problemas una vez que se ponen en práctica. Algunos de ellos se repiten una y otra vez.

1. Integración de datos

La mayoría de las plantas ya cuentan con sistemas ERP, MES y PLC, y quizá algunos sistemas antiguos que aún siguen en funcionamiento. Conseguir que se comuniquen entre sí es una tarea complicada. Si los datos no fluyen correctamente, el sistema de seguimiento de defectos se convierte simplemente en otro silo más.

2. Adopción por parte de los operadores

Si el sistema resulta lento o poco intuitivo, los operadores no lo utilizarán. Anotarán las cosas en un papel o intentarán recordarlas. Eso perjudica la calidad de los datos. La solución no pasa por establecer más normas, sino por hacer que la herramienta sea fácil de usar durante el turno y dar a los usuarios una razón para confiar en ella.

3. Tiempo de inactividad durante la implementación

Cambiar de sistema en plena producción puede provocar el caos. Lo mejor es empezar poco a poco: poner en marcha una prueba piloto en una línea, resolver los problemas y luego ampliarla. De lo contrario, se pierde tiempo y se frustra al equipo.

4. Requisitos de cumplimiento

En los sectores farmacéutico, de dispositivos médicos o aeroespacial, se necesitan registros de auditoría, firmas electrónicas y control de versiones. Si el sistema no gestiona todo esto de forma adecuada, te verás desbordado por el papeleo en lugar de resolver los problemas de calidad.

Ventajas

• Menos desperdicios y menos retocados

• Mayor preparación para las auditorías

• Mayor 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 complica el trabajo a los operadores

• Se necesita un cambio cultural tanto como un cambio tecnológico

Tulip un modelo diferente: herramientas modulares basadas en aplicaciones y diseñadas específicamente para la planta de producción. En lugar de imponer un flujo de trabajo fijo, los ingenieros pueden adaptar las aplicaciones a sus procesos.

Entre los casos de uso habituales se incluyen:

• Registro digital de defectos con imágenes y notas

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

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

• Enlaces de API abierta a ERP y PLM
  
  

Dado que las aplicaciones son modulares, las plantas pueden empezar con una sola estación y ampliarse gradualmente. De este modo, se evita el coste que supone la implantación completa de un sistema MES y el aislamiento que supone una herramienta de calidad independiente.