MIX de Proyectos 6 Sigma

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“Jornada sobre Mejora
Competitiva con 6 Sigma / Lean”
MIX de Proyectos 6 Sigma
Juan Ignacio Ballesteros
6 Sigma "Master Black-Belt“
Mejora Continua
Enusa Industrias Avanzadas, S.A.
ibg@fab.enusa.es
Fecha: 13/06/13
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Fábrica de Elementos Combustibles de Juzbado
Puesta en marcha en 1985
Productos a Fabricar: Elementos Combustibles PWR - BWR
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Catálogo de Productos
GE14
GNF2
17X17
MAEF
17X17
MAEF-XL/R
3
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Proceso de Fabricación
BARRA
PASTILLA
POLVO DE UO2
COMPONENTES
ESQUELETO
4
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Proceso Cerámico I: Preparación y Prensado de Polvo de Uranio
Formador de Poros
Oxidación UO2
UO
3
UO2 Virgen
UO 2
8
AZB
Mezclado
Preprensado
y Granulado
Homogeneizado
Prensado
Pastillas a Sinterizado
5
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Proceso Cerámico I: Preparación y Prensado de Polvo de Uranio
Oxidación UO2
Formador de Poros
(AZB)
UO2 Virgen
Preprensado y
Granulado
Pre-P
rensa
s
Prens
a
s
6
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Proceso Cerámico II: Sinterizado, Rectificado e Inspección Pastillas
Sinterizado
Pastillas
en Verde
Rectificado
Inspección
Diámetro
Pastillas
Inspección
Visual y Final
Carga de
Barras
7
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Proceso de Fabricación de Barras Combustibles
TAPÓN
SUPERIOR
MUELLE
PASTILLA
Taponado
TUBO
Carga Barras
Soldadura tapón superior
Presurizado y sellado
8
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Proceso de Inspección de Barras Combustibles
inspección
radiológica y/o Ut
Detector de fugas
Gamma Scanner
(Activo y Pasivo)
+
Corrientes Inducidas
Inspección Visual
(DIMENSIONAL & VISUAL)
Montaje Final
9
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Montaje Final del Elemento Combustible PWR
MONTAJE BARRAS
INSPECCIÓN CANALES Y
CONTORNOS
ESQUELETO
LAVADO ELEMENTO
COMBUSTIBLE
INSPECCIÓN FINAL
ALMACÉN
(140 ELEMENTOS)
BARRAS
10
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Embalaje y Transporte
PREPARACIÓN CONTENEDORES
CARGA EN CONTENEDORES
INSPEC. CONTENEDORES
COLOCACIÓN DE CONTENEDORES
EN PLATAFORMA
ENVÍO A CENTRAL
11
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Resumen de Proyectos 6 Sigma
realizados en la Fábrica de
Juzbado utilizando MINITAB
12
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Estadística Descriptiva
Objetivo: Análisis de rendimientos
Summary for RTO_TOT_A
Time Series Plot of RTO_TOT_A
A nderson-Darling N ormality Test
105
RTO_TOT_A
100
95
84
90
88
92
96
A -S quared
P -V alue <
3,20
0,005
M ean
S tDev
V ariance
S kew ness
Kurtosis
N
90,165
3,264
10,656
-0,175542
0,535406
1021
M inimum
1st Q uartile
M edian
3rd Q uartile
M aximum
100
80,548
88,215
90,396
92,232
103,495
95% C onfidence Interv al for M ean
89,964
90,365
95% C onfidence Interv al for M edian
85
90,229
90,564
95% C onfidence Interv al for S tDev
9 5 % C onfidence Inter vals
3,129
3,412
Mean
80
1
102
204
306
408
510
Index
612
714
816
918
1020
Median
90,0
90,1
90,2
Boxplot of RTO_TOT_A
90,3
90,4
90,5
90,6
Dotplot of RTO_TOT_A
105
BWR
TECNOLOGIA
RTO_TOT_A
100
95
90
85
PWR
80,5
80
RT1
RT2
ESTA_OFORP
84,0
87,5
RT3
91,0
94,5
RTO_TOT_A
98,0
101,5
Each symbol represents up to 2 observations.
13
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Contrastes de Hipótesis
Objetivo: Comparación del rendimiento del polvo de UO2 por suministradores.
Two-Sample T-Test and CI: RTO_TOT_A; TIPOPOLVO
Two-sample T for RTO_TOT_A
TIPOPOLVO
GNF
SFL
N
129
892
Mean
90,22
90,16
StDev
4,30
3,09
SE Mean
0,38
0,10
Difference = mu (GNF) - mu (SFL)
Estimate for difference: 0,061
95% CI for difference: (-0,714; 0,836)
T-Test of difference = 0 (vs not =): T-Value = 0,16
P-Value = 0,876
DF = 147
No hay ninguna diferencia estadísticamente significativa. P-Value = 0,876
Objetivo: Comparación del rendimiento del polvo de UO2 por tecnologías.
Two-Sample T-Test and CI: RTO_TOT_A; TECNOLOGIA
Two-sample T for RTO_TOT_A
TECNOLOGIA
BWR
PWR
N
224
797
Mean
90,06
90,19
StDev
4,13
2,98
SE Mean
0,28
0,11
Difference = mu (BWR) - mu (PWR)
Estimate for difference: -0,137
95% CI for difference: (-0,719; 0,445)
T-Test of difference = 0 (vs not =): T-Value = -0,46
P-Value = 0,644
DF = 291
No hay ninguna diferencia estadísticamente significativa. P-Value = 0,644
14
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Análisis R&R (Repetibilidad y Reproducibilidad)
Objetivo: Analizar el sistema de medida de la densidad de las pastillas
Scatterplot of DENSIDAD vs PASTILLA
Scatterplot of LONG vs PASTILLA
96,5
10,4
INSPECTOR
1
2
3
INSPECTOR
1
2
3
10,3
10,2
LONG
DENSIDAD
96,0
95,5
10,1
10,0
95,0
9,9
94,5
0
2
4
6
PASTILLA
8
0
10
2
4
6
PASTILLA
8
10
Scatterplot of PESO vs PASTILLA
Scatterplot of DIAINF vs PASTILLA
8,26
5,75
INSPECTOR
1
2
3
INSPECTOR
1
2
3
5,70
8,25
PESO
DIAINF
5,65
8,24
5,60
5,55
8,23
5,50
8,22
5,45
0
2
4
6
PASTILLA
8
10
0
2
4
6
PASTILLA
8
10
Los gráficos muestras los 9 valores (3 medidas de cada uno de los 3 inspectores)
obtenidos para cada una de las 10 pastillas inspeccionadas.
Densidad = f(longitud, diámetro y peso)
15
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Diagramas de Pareto y pastel
Objetivo: Analizar el % de defectos Vs Las características de las pastillas
Pie Chart of Características
Pareto Chart of Características
180000
100
GR
0,8%
160000
140000
80000
40
60000
40000
Percent
Defectos
120000
60
I
0,2%
Category
N1 (OTR)
E
P
M
GL
GC
GO
GR
EC
FR
I
N1 (OTR)
18,1%
GC
14,7%
E
22,9%
20
20000
GL
15,2%
0
Características
Defectos
Percent
Cum %
FR
5,0%
GO
1,1%
80
100000
EC
3,1%
0
E N1 (OTR) GL
GC
P
M
FR
39687 31357 26407 25548 21775 10798 8717
22,9 18,1 15,2 14,7 12,6
6,2
5,0
22,9 41,0 56,2 71,0 83,5 89,7 94,8
EC Other
5385 3674
3,1
2,1
97,9 100,0
M
6,2%
P
12,6%
Leyenda
N1(OTR) = Otros
GL = Grieta longitudinal
EC = “End-Capping”
E = Esquirlas laterales
GC = Grieta circular
FM = Falta material
P = Picaduras
GO = Grieta oblicua
FR = Falta rectificado
M = Mordeduras/Esquirla Basal
GR = Grieta ramificada/rechazable
I = Inclusión
16
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Análisis Multivariable
Objetivo: Analizar la influencia de los factores : Temperatura de re-sinterizado y horno
de sinterizado en el incremento de la densidad (densificación) de las pastillas.
Los gráficos muestran los valores de densificación cuando se re-sinterizan pastillas a
diferentes temperaturas en diferentes hornos.
Multi-Vari Chart for Densificacion by Tª Resinterizado - HORNO
0,85
Boxplot of Densificacion
1,2
Tª Resinterizado
1735
1780
1784
0,80
1,0
Densificacion
Densificacion
0,75
0,70
0,65
0,8
0,6
0,60
0,4
0,55
0,2
Tª Resinterizado
0,50
HS1
HS2
HS3
HORNO
HS4
HS6
HORNO
35 80 84
17 17 17
35 80 84
17 17 17
35 80 84
17 17 17
35 80 84
17 17 17
35 80 84
17 17 17
1
HS
2
HS
3
HS
4
HS
6
HS
El incremento de densidad es proporcional al incremento de temperatura. La
densificación, a la misma temperatura, no es igual en todos los hornos. Mediante el
“Tukey Method”, se pueden comparar, dos a dos, los cuatro hornos para analizar si hay
diferencias estádisticamente significativas.
17
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Regresión Multifactorial
Objetivo: Establecer un Modelo Matemático de la densificación de las pastillas en función
de los factores influyentes.
Time Series Plot of DENSIFICACIÓN; FITS1
Surface Plot of DENSIFICACIÓN vs DENSIFI-PO; %U308
Hold Values
HO RNO 1
1
HO RNO 2
0
HO RNO 3
0
DENSIDA D_LA B 95,64
DES-DENSIF-PO 0,131
SFL-47
1
1,0
0,9
0,8
Data
0,9
DENSIFIC A C IÓ N0,8
Variable
DENSIFIC A C IÓN
FITS1
1,1
0,7
0,6
0,5
0,7
0,6
0,5
0,6
0,4 DENSIFI-P O
5
10
% U3 0 8
0,3
15
0,4
0,3
0,2
1 5
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
Index
Modelo cuadrático de regresión de la densificación de las pastillas.
Se representa el valor de densificación en función de la densificación del polvo
y el %U3O8. (Resto de factores constantes) y se comparan los valores
observados con los predichos por el modelo.
18
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Diseño de Experimentos DoE
Main
Ef ffactores
ect s Plot (dat
a means) f or Rendimient
o
Objetivo: Determinar
los
influyentes
en el rendimiento.
Experimento multifactorial completo a 2 niveles y cuatro factores.
16 Ensayos.
-1
1
1
-1
1
-1
1
-1
97.9
Rendimiento
97.5
97.1
96.7
96.3
Longitud
Velocidad
L.Prensa
L.Rectificad
Factores
1. Longitud de la Pastilla
2. Velocidad de la prensa: Pastillas/Minuto
3. Línea Prensa.
¡Sólo los factores longitud y línea de
4. Línea rectificado.
rectificado son significativos!
Respuesta: Rendimiento
19
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DoE Superficies de Respuesta
Objetivo: Aumentar el margen de calor de aporte en las soldaduras de las
Barras Combustibles para evitar rechazos por fusión de muelle y por falta de
penetración. Se aborda un cambio de diseño del tapón superior para cumplir
con el objetivo.
Experimento DoE completo, 2 repeticiones y punto central. Superficie de
respuesta (2º orden). Resolución completa de efectos
Factores
1. Recubrimiento (Nvueltas)
2. Tensión (V)
3. RPM
4. Julios/Voltios (J/V)
Respuestas
1. Penetración de soldadura (Pmin)
2. Muelle fundido (Ap)
¡A más calor, mejor penetración pero
aparece muelle fundido!
¡A menos calor, peor penetración pero no
aparece muelle fundido!
Experimento completo de superficie de respuesta
20
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Superficies de Respuesta. Modelos Matemáticos
Contour Plots of Pmin
J/V*Nvueltas
Pmin
< 0,0
0,0 – 0,2
0,2 – 0,4
0,4 – 0,6
0,6 – 0,8
0,8 – 1,0
1,0 – 1,2
> 1,2
195
18
180
16
165
14
150
1,80 1,92 2,04 2,16 2,28
Hold Values
Nvueltas
2
RPM
17
J/V
170
1,80 1,92 2,04 2,16 2,28
J/V*RPM
195
Variable
Pmin
FITS1
1,5
Data
RPM*Nvueltas
20
Time Series Plot of Pmin; FITS1
2,0
1,0
0,5
180
0,0
165
4
150
14
16
18
8
12
16
20
20
24
Index
28
32
36
40
Resultados: Penetración de soldadura (Pmin)
Contour Plots of Ap
Time Series Plot of Ap; FITS16
3,0
16,5
RPM*Nvueltas
20
J/V*Nvueltas
195
16,0
18
15,5
16
165
15,0
14
150
1,8
20
2,0
2,2
2,0
2,2
1,8
J/V*V
18
2,0
Hold Values
Nvueltas
2
V
15,75
RPM
17
J/V
170
2,2
J/V*RPM
195
195
180
180
165
165
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
0,8
Variable
Ap
FITS16
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
16
14
15,0
180
1,8
RPM*V
0,0
0,2
0,4
0,6
Ap
<
–
–
–
–
>
Data
V*Nvueltas
15,6
16,2
150
15,0
-0,5
150
15,6
16,2
15,0
17,5
20,0
4
8
12
16
Resultados: Muelle fundido (Ap)
20
24
Index
28
32
36
40
21
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Superficies de Respuesta. Espacio de Operación
Conjunto de puntos que satisfacen los requisitos operativos de forma
simultánea. Por ejemplo: Ap = 0 y Pmin ≥ 0,6
Contour Plot of Ap; Pmin
Contour Plot of Ap; Pmin
20
18
15,5
2,0
Nvueltas
14
2,2
Contour Plot of Ap; Pmin
20
170
1,8
2,0
Nvueltas
2,2
200
J/V
RPM
Hold Values
Nvueltas
2
RPM
16, 5
180
16
15,6
16,2
V
170
15,0
2,0
Nvueltas
2,2
200
Pmin
0, 6
99
190
1,8
Contour Plot of Ap; Pmin
Ap
-99
0
Pmin
0, 6
99
Hold Values
Nvueltas
2
J/V
170
Hold Values
V
15
RPM 16,5
180
Contour Plot of Ap; Pmin
Ap
-99
0
18
14
15,0
190
16
1,8
Pmin
0, 6
99
Ap
-99
0
Pmin
0, 6
99
190
Hold Values
Nvueltas
2
V
15
J/V
15,0
Hold Values
V
15
J/V 170
RPM
V
Hold Va lues
RPM 16,5
J/V
170
Ap
-99
0
Pmin
0,6
99
Pmin
0,6
99
16,0
200
Ap
-99
0
Ap
-99
0
J/V
16,5
Contour Plot of Ap; Pmin
180
15,6
16,2
V
170
15,0
17,5
RPM
20,0
22
www.enusa.es
Control de Proceso por Variables
Objetivo: Control de Proceso al Suministrador de Polvo de UO2.
I Chart of Densif (%TD) by TIME
BEFORE
0,7
AFTER
11
Cambio muy
claro en el
proceso
0,6
Individual Value
1
1
0,5
22 6
2222
6
2222
22
22
0,4
22
0,3
6
6
0,2
5
5
1
66
7 2
2
54
107
2
_
X=0,4628
6
55525
1515
15
11 1
6
1
1
160
88
2
0,1
1
UCL=0,6503
226
6
6
52
5
66
222
62
6
6
213 266 319
Observation
Proceso
fuera de
control
372
425
478
LCL=0,2752
531
23
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Resultados: Fabricación Anual desde 1985
tU equivalentes
400,0
350 tU/año
350,0
320 tU/año
300,0
260 tU/año
220 tU/año
250,0
200,0
160 tU/año
150,0
100,0
50,0
Nacional
Extranjero
Nacional
2017
2015
2013
2011
2009
2007
2005
2003
2001
1999
1997
1995
1993
1991
1989
1987
1985
0,0
Extranjero
24
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25