220109 - Diseño de Experimentos y Control de Calidad

ltima modificacin: 24-09-2013220109 - Diseo de Experimentos y Control de Calidad

Universitat Politcnica de Catalunya1 / 11

Competencias de la titulacin a las que contribuye la asignatura

Otros: SALVADOR CASADESUS PURSALS - MONTSERRAT PEPIO VIALSResponsable: INES M. ALGABA JOAQUIN -

Unidad que imparte:Curso:

Crditos ECTS:

715 - EIO - Departamento de Estadstica e Investigacin Operativa2013GRADO EN INGENIERA EN TECNOLOGAS INDUSTRIALES (Plan 2010). (Unidad docente Obligatoria) 4,5 Idiomas docencia: Cataln

Unidad responsable: 220 - ETSEIAT - Escuela Tcnica Superior de Ingenieras Industrial y Aeronutica de Terrassa

Titulacin:

Profesorado

Especficas:

Generales:

1. Capacidad para la resolucin de los problemas matemticos que puedan plantearse en la ingeniera. Aptitud para aplicar los conocimientos sobre: lgebra lineal; geometra; geometra diferencial; clculo diferencial e integral; ecuaciones diferenciales y en derivadas parciales; mtodos numricos; algortmica numrica; estadstica y optimizacin.2. Conocimiento aplicado de sistemas y procesos de fabricacin, metrologa y control de calidad.

3. CAPACIDAD DE ANLISIS I SNTESIS - Nivel 3: ser capaz de extraer los conceptos fundamentales de un texto o exposicin, as como presentar de forma clara los resultados de su trabajo.

Capacidades previasSe trata de una asignatura de carcter indiscutiblemente aplicado al ejercicio profesional de la ingeniera, que requiere buenos conocimientos tericos y prcticos de estadstica.RequisitosEl requisito para poder seguirla es haber cursado y superado la asignatura bsica de 6 ECTS "Estadstica" impartida en el segundo curso.



El objetivo de la asignatura es dar a conocer al estudiante las tcnicas de control estadstico de los procesos industriales ycapacitarlo para llevar a cabo la programacin, realizacin e interpretacin de la experimentacin necesaria para modelizar el comportamiento de los procesos industriales que permita su optimizacin, mejorando rendimientos, disminuyendo costes, alcanzando metas, reduciendo contaminacin ambiental, acstica o de las aguas residuales, etc ...

Objetivos de aprendizaje de la asignatura

Se trata de una asignatura de carcter indiscutiblemente aplicado al ejercicio profesional de la ingeniera , que requiere buenos conocimientos tericos y prcticos de estadstica. Por tanto, el requisito para poder seguirla es haber cursado y superado la asignatura bsica de 6 ECTS " Estadstica " impartida en el segundo curso.Al inicio de cada tema se hace una introduccin donde se presenta el problema que hay que afrontar, justificando las herramientas y metodologas necesarias para hacerlo e indicando los conceptos previos necesarios para su desarrollo. En el transcurso del tema se van presentando casos prcticos que, adems de motivar el inters del estudiante, le sirven para comprobar si ha asimilado correctamente los conceptos implicados. Tambin hay una sesin semanal de ejercicios y problemas.Aunque hay mucha bibliografa sobre estos temas, es escasa la que los trata con el rigor y correccin necesarios, limitndose en muchos casos a una coleccin de recetas y ejemplos de aplicacin sin explicar el porqu de cada tcnica, conocimiento indispensable para un ingeniero, que le permite adaptarse a las diferentes situaciones que se le puedan presentar y disear la tcnica "a medida". Es para lograr este objetivo que en las clases de teora se presentarn las tcnicas de control de calidad y de diseo de experimentos con el mximo rigor desde la perspectiva de su tratamiento estadstico, aunque evitando la teora abstracta. Todos los planteamientos tericos se ilustran con ejemplos reales de aplicacin.Las clases de teora ( actividad 1) se desarrollan utilizando material multimedia, especialmente creado por los profesores de la asignatura, que profundiza en los puntos ms importantes o menos asequibles. Este material se pone al alcance de todos los estudiantes en documentos con formato pdf en la plataforma digital.Una forma de consolidar los conceptos adquiridos es mediante el desarrollo de problemas y ejercicios numricos. Por estose pone a disposicin del estudiante una coleccin de problemas resueltos detalladamente. Cada semana se avisa de los que se desarrollarn en la siguiente clase de problemas para que los puedan haber trabajado previamente y as establecer una participacin y una discusin sobre los conceptos implicados y la forma de resolver cada situacin. Aunquehay una sesin semanal de problemas ( actividad 2 ), en la teora tambin se hacen continuamente ejemplos numricos ycasos prcticos de aplicacin.Al terminar cada una de las lecciones que constituyen el temario, se abrir a Atenea una coleccin de 10 o 12 problemas, ejercicios y cuestiones tericas que deben servir de autoevaluacin ( actividad 3 ). Estos ejercicios no se resolvern en clase ni se facilitar su solucin detallada, nicamente se publicarn los resultados numricos. Si despus de consultar losapuntes propios y la bibliografa indicada en esta gua, algn estudiante no consigue resolver algn problema, se le darnlas indicaciones oportunas para solucionarlo.Adems, por tratarse de una asignatura con una fuerte vertiente de clculo, hay que facilitar al estudiante la posibilidad de resolverr los problemas utilizando las herramientas informticas adecuadas. A pesar de la gran cantidad de software estadstico existente, este no siempre estar al alcance de todas las empresas. En esta asignatura, mediante las dos prcticas ( actividades 4 y 5 ), se capacita al estudiante para hacer cualquier estudio relativo a la asignatura con una simple hoja de clculo y los conocimientos necesarios.

Metodologas docentes



Dedicacin total: 112h 30m Grupo grande/Teora: Grupo mediano/Prcticas: Grupo pequeo/Laboratorio: Actividades dirigidas: Aprendizaje autnomo:

31h 14h 0h 0h 67h 30m

27.56% 12.44% 0.00% 0.00% 60.00%

Horas totales de dedicacin del estudiantado



Contenidos

Mdulo 1. Control de Calidad - Introduccin

Mdulo 2. Control de Calidad - Estudio de la capacidad de calidad

Dedicacin: 5h

Dedicacin: 7h 30m

Grupo grande/Teora: 1h Grupo mediano/Prcticas: 1h Aprendizaje autnomo: 3h

Grupo grande/Teora: 2h Grupo mediano/Prcticas: 1h Aprendizaje autnomo: 4h 30m

1.1. Introduccin1.2. Herramientas grficas

2. Capacidad de calidad

Descripcin:

Descripcin:

Actividades vinculadas:


1, 2, 3, 4 y 6

1, 2, 3, 4 y 6

Objetivos especficos:


El objetivo de este mdulo es introducir los conceptos de calidad, tolerancias, piezas defectuosas y degradaciones de un proceso. Se presentan herramientas grficas para la gestin y el control estadstico de la calidad.

Recordando que todo proceso industrial es un fenmeno aleatorio es necesario adquirir el criterio para evaluar los diferentes ndices de calidad y validar un proceso industrial como capaz y estable.



Mdulo 3. Control de Calidad - Tcnicas de control

Mdulo 4. Diseo de Experimentos - Herramientas estadsticas

Dedicacin: 25h

Dedicacin: 25h



3.1. Control de fabricacin3.2. Control de recepcin

4.1. Anlisis de la varianza: ANOVA4.2. Modelo lineal

Descripcin:

Descripcin:



1, 2, 3 y 6

1, 2, 3, 5 ,6 y 7



Empleando tcnicas estadsticas relativas a pruebas de hiptesis y conceptos como decisiones y riesgos, se trata de exponer los diferentes grficos existentes y de aprender a calcular los lmites de control y establecer las reglasde decisin a seguir para decidir si un proceso est bajo control, si un material recibido es conforme, etc.

El estudio de los resultados de una experimentacin y la modelizacin de la caracterstica de inters de un proceso industrial requieren de un conocimiento exhaustivo de las tcnicas estadsticas de anlisis de la varianza y de modelo lineal (regresin) segn los factores de control sean cualitativos o cuantitativos.



Mdulo 5. Diseo de Experimentos - Modelizacinde la media con varianza constante

Mdulo 6. Diseo de Experimentos - Modelizacincon varianza no constante

Dedicacin: 25h

Dedicacin: 12h 30m


Grupo grande/Teora: 3h Grupo mediano/Prcticas: 2h Aprendizaje autnomo: 7h 30m

5.1. Diseos factoriales5.2. Diseos factoriales fraccionados

6.1. Modelo de dispersin6.2. Modelo de la mediana: Mnimos cuadrados ponderados

Descripcin:

Descripcin:



1, 2, 3 y 7

1, 2, 3 y 7



El objetivo del mdulo es poner de manifiesto la importancia del diseo de experimentos cuando se necesita optimizar un proceso. Es necesario capacitar al estudiante para identificar un problema, seleccionar los posibles factores de control del proceso y escoger el diseo de experimentos ms idneo para modelizar las respuestas deinters, validar los supuestos y determinar las condiciones de trabajo que lleven a la ptimo.

Cuando hay factores que influyen tambin sobre la variabilidad, haciendo que sta no se mantenga constante, hay que ser capaz de conducir la experimentacin de forma que se puedan identificar dichos factores y modelizarla dispersin. Esto obliga a conocer la tcnica de mnimos cuadrados ponderados para poder modelizar la media, incorporando la informacin disponible de la variabilidad no constante.



Mdulo 7. Diseo de Experimentos - Secuenciacin

Dedicacin: 12h 30mGrupo grande/Teora: 3h Grupo mediano/Prcticas: 2h Aprendizaje autnomo: 7h 30m

7.1. Secuenciacin7.2. Casos

Descripcin:

Actividades vinculadas:1, 2, 3 y 7Objetivos especficos:Se desarrollar la sistemtica operativa para realizar los experimentos de forma secuencial y avanzar segn los resultados que se obtengan. Se ilustran los procedimientos con diferentes casos reales.



Planificacin de actividades

ACTIVIDAD 1. CLASES DE TEORIA

ACTIVIDAD 2. CLASES DE PROBLEMAS

ACTIVIDAD 3. AUTOEVALUACIONES

Descripcin:

Descripcin:

Descripcin:

Preparacin previa y posterior de las sesiones de teora y asistencia a estas. Se desarrollarn casos prcticos parafomentar la adquisicin de las competencias genricas y especficas

Preparacin previa y posterior de las sesiones de problemas y asistencia a las mismas. Esta actividad est enfocada a complementar los conocimientos tericos para la correcta interpretacin y aplicacin de las tcnicas estadsticas para el control de calidad y el diseo de experimentos en el campo de la ingeniera.

Se entregarn listados de ejercicios ordenados de acuerdo con las unidades didcticas de la teora y con las respectivas soluciones numricas para que el estudiante trabaje de forma autnoma y pueda validar sus resultados.Las dudas que surjan se podrn discutir con el profesorado durante un perodo de tiempo establecido en el listado, con el objetivo de marcar el ritmo de trabajo del estudiante adecundolo al desarrollo temporal dela asignatura.

Material de soporte:


Transparencias en la plataforma Atenea.Bibliografa general de la asignatura.

Transparencias en la plataforma Atenea.Coleccin de problemas con su resolucin detallada en la plataforma Atenea.Bibliografa general de la asignatura.

Descripcin del entregable esperado y vnculos con la evaluacin:


Esta actividad se evala, conjuntamente con la actividad 2, con la realizacin de las prcticas (actividades 4 y 5) ydos pruebas escritas: parcial (actividad 6) y final (actividad 7).

Esta actividad se evala, conjuntamente con la actividad 1, con la realizacin de las prcticas (actividades 4 y 5) ydos pruebas escritas: parcial (actividad 6) y final (actividad 7).



Utilizacin de los conocimientos y facilitar la adquisicin de las competencias necesarias para una correcta utilizacin los contenidos de la asignatura.

Adquirir las habilidades necesarias para una correcta interpretacin y resolucin de problemas de control de calidad y diseo de experimentos en el mbito de la ingeniera.

Grupo grande/Teora: 27h Aprendizaje autnomo: 20h

Grupo mediano/Prcticas: 14h Aprendizaje autnomo: 14h

Aprendizaje autnomo: 13h

Dedicacin: 47h

Dedicacin: 28h

Dedicacin: 13h



ACTIVIDAD 4. PRCTICA DE CONTROL DE CALIDAD

ACTIVIDAD 5. PRCTICA DE DISEO DE EXPERIMENTOS

Descripcin:

Descripcin:

A partir de unos datos que simulan una situacin de un proceso industrial, el estudiante deber hacer el anlisis de la capacidad de calidad del proceso, utilizando una hoja de clculo.

A partir de unos datos que simulan una situacin de una experimentacin y utilizando una hoja de clculo, el estudiante deber estimar el modelo que relaciona la respuesta con los factores de control del proceso y analizar los resultados obtenidos.




Los listados de ejercicios, uno por cada cada unidad didctica de teora, estarn disponibles en la intranet docentede la asignatura durante el perodo establecido para cada una de ellos.Para facilitar la resolucin de estos ejercicios, el estudiante dispondr de otro material como apuntes de teora, colecciones de problemas con las respectivas resoluciones detalladas y tablas de estadstica.

Archivo de datos personalizado y plantilla del informe disponible en Atenea.Material adicional para facilitar la utilizacin del software necesario para los clculos (manuales, vdeos, apuntes, etc.).

Archivo de datos personalizado y plantilla del informe disponible en Atenea.Material adicional para facilitar la utilizacin del software necesario para los clculos (manuales, vdeos, apuntes, etc.).



Esta es una actividad estrictamente formativa, sin entregables y sin repercusin directa en la calificacin final.

El estudiante debe entregar un informe personal impreso de acuerdo con la plantilla dentro del plazo establecido.El informe se califica con una nota numrica que representa el 10% de la calificacin final.Se valora la competencia genrica CG8 "Anlisis y Sntesis".



El objetivo de este sistema autoevaluativo es motivar al estudiante a "llevar al da" la asignatura como sistema para consolidar conocimientos y asumir los conceptos de forma clara y slida que le permitan adquirir un nivel satisfactorio. El estudiante debe ser capaz de analizar la situacin planteada en el enunciado, estructurar la informacin disponible para formular el problema en trminos estadsticos y resolverlo a partir de los conocimientos adquiridos, lo que le ayudar a desarrollar su capacidad de anlisis y sntesis (CG8).

El estudiante debe ser capaz de analizar la situacin planteada por los datos, estructurar la informacin disponibley aplicar los procedimientos necesarios para tomar decisiones.

Grupo grande/Teora: 0h 30mAprendizaje autnomo: 5h


Dedicacin: 5h 30m

Dedicacin: 5h 30m



ACTIVIDAD 6. EXAMEN PARCIAL

ACTIVIDAD 7. EXAMEN FINAL

Descripcin:

Descripcin:

Prueba individual tipo test con preguntas de opcin mltiple sobre los contenidos de la materia desarrollada hasta el momento.

Prueba individual tipo test con preguntas de opcin mltiple sobre los contenidos de la materia no evaluada en elexamen parcial.



Enunciado del examenLibros, material publicado en Atenea y apuntes manuscritos propios.

Enunciado del examenLibros, material publicado en Atenea y apuntes manuscritos propios.




El estudiante debe entregar un informe personal impreso de acuerdo con la plantilla dentro del plazo establecido.El informe se califica con una nota numrica que representa el 10% de la calificacin final.Se valora la competencia genrica CG8 "Anlisis y Sntesis"

El estudiante debe entregar nicamente la hoja de examen con las respuestas marcadas.La calificacin obtenida representa el 40% de la calificacin final.

El estudiante debe entregar nicamente la hoja de examen con las respuestas marcadas.La calificacin obtenida representa el 40% de la calificacin final.




El estudiante debe ser capaz de analizar la situacin planteada por los datos, estructurar la informacin disponibley aplicar los procedimientos necesarios para tomar decisiones.

El estudiante debe demostrar, mediante esta prueba, que ha adquirido y asimilado los conceptos estadsticos de los primeros mdulos y es capaz de utilizarlos satisfactoriamente.

El estudiante debe demostrar, mediante esta prueba, que ha adquirido y asimilado los conceptos estadsticos de los ltimos mdulos y es capaz de utilizarlos satisfactoriamente.


Grupo grande/Teora: 1h 48mAprendizaje autnomo: 5h 30m

Dedicacin: 6h 12m

Dedicacin: 7h 18m



La nota final del curso depende de cuatro actos evaluativos:Actividad 4 (prctica de control de calidad), peso: 10%Actividad 5 (prctica de diseo de experimentos), peso: 10%Actividad 6 (examen parcial), peso: 40%Actividad 7 (examen final), peso: 40%Todo el que no pueda realizar la actividad 6 (examen parcial), o que la suspenda, tendr la opcin de recuperarla en el da que se realice la actividad 7 (examen final).

Sistema de calificacin

Normas de realizacin de las actividadesSi un estudiante presentado a alguna de las actividades evaluativas programadas no realiza alguna otra, sta se le puntuar con un cero.Bibliografa

Otros recursos:

Bsica:

Complementaria:

Montgomery, D. C. Introduction to statistical quality control. 6th ed. New York: John Wiley & Sons, 2008. ISBN 9780470169926.Montgomery, D. C. Diseo y anlisis de experimentos. 2 ed. Mxico: Limusa-Wiley, 2002. ISBN 9789681861568.

Myers, R. H.; Montgomery, D. C. Response surface methodology: process and product optimization using designed experiments. New York: John Wiley & Sons, 1995. ISBN 0471581003.

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