Ejercicios: Ciclo de vida, metrología y control de calidad

Estas fases del ciclo de vida de un producto están desordenadas: (a) uso y mantenimiento, (b) fabricación, (c) fin de vida (reciclaje o desecho), (d) diseño, (e) distribución y venta. Ordénalas y explica con una frase qué ocurre en cada una.

Explica qué es la metrología y nombra dos instrumentos de medida habituales en un taller de tecnología, indicando qué magnitud mide cada uno y con qué unidad.

Un eje debe medir $20 \pm 0{,}1\ \text{mm}$, es decir, se acepta cualquier medida entre $19{,}9\ \text{mm}$ y $20{,}1\ \text{mm}$. En la figura se han representado sobre la recta de tolerancia las medidas de tres piezas (A, B y C), como se muestra en la figura.

Indica qué piezas se aceptan y cuáles se rechazan, y explica qué significa que una pieza esté «fuera de tolerancia».

La calidad no es solo «que el producto funcione». Explica qué significa que un producto «cumple las especificaciones» y pon un ejemplo de especificación medible para una botella reutilizable (capacidad, estanqueidad, resistencia a caídas...).

Explica qué es un defecto de fabricación y describe tres defectos posibles en una mesa de madera (en sus medidas, en su acabado y en su estabilidad), indicando cuál consideras más grave y por qué.

El calibre o pie de rey es un instrumento habitual del taller. Explica qué magnitud mide, con qué precisión aproximada trabaja (décimas de milímetro) y para qué lo usarías al verificar una pieza recién fabricada.

Explica qué es la trazabilidad de un producto y por qué los paquetes de alimentos llevan un número de lote. ¿Qué permite hacer ese número cuando se detecta un problema en una partida?

Al final de la vida útil de un producto hay varias opciones: reparar, reutilizar, reciclar o desechar. Ordénalas de más a menos sostenible y explica la diferencia entre reutilizar y reciclar con un ejemplo de cada una.

Explica qué es una norma técnica (por ejemplo, una norma ISO o UNE) y por qué los fabricantes se interesan en cumplirla. Pon un ejemplo de un producto cotidiano cuya seguridad o compatibilidad depende de una norma.

Distingue entre control de calidad (detectar productos defectuosos) y mejora continua (evitar que los defectos lleguen a producirse). Pon un ejemplo de cada concepto en una fábrica de bicicletas y explica por qué la segunda estrategia suele salir más barata a largo plazo.

Un eje debe medir $25 \pm 0{,}2\ \text{mm}$. Al medir cinco piezas se obtienen estas medidas: $25{,}1\ \text{mm}$, $24{,}7\ \text{mm}$, $25{,}2\ \text{mm}$, $24{,}9\ \text{mm}$ y $25{,}3\ \text{mm}$. Calcula el intervalo de medidas aceptable e indica qué piezas pasan el control de calidad y cuáles no, justificando cada caso.

Para controlar ejes de $20 \pm 0{,}1\ \text{mm}$ en serie se usa un calibre «pasa/no pasa»: tiene un extremo calibrado a $19{,}9\ \text{mm}$, por donde el eje SÍ debe pasar, y otro a $20{,}1\ \text{mm}$, por donde NO debe pasar. Explica cómo se usa este calibre, qué ventaja tiene en producción frente a medir cada eje con un pie de rey (rapidez, sin lecturas) y qué información se pierde con él (el valor exacto de cada pieza).

Una carta de control registra el diámetro medio de los ejes producidos en ocho lotes, con la línea central (LC) y los límites de control superior e inferior (LCS, LCI), como se muestra en la figura.

(a) Indica qué lote queda fuera de los límites de control. (b) Explica qué significa que un proceso esté «fuera de control» y en qué se diferencia de la variación normal que hay entre lotes. (c) Propón dos actuaciones inmediatas de la empresa (con la máquina y con las piezas de ese lote).

La norma ISO 9001 certifica sistemas de gestión de calidad. Explica con tus palabras qué se certifica realmente (los procesos de la empresa, no cada producto uno a uno) y qué confianza aporta esa certificación al cliente que compra a esa empresa.

Retirar un producto defectuoso del mercado (un «recall») cuesta mucho más que haberlo detectado en la fábrica. Desglosa los costes de la no-calidad en ese escenario (logística inversa, atención al cliente, imagen de marca, posibles sanciones) y compáralos con el coste de haber prevenido el defecto.

Unas piezas se controlan una a una (control al 100 %) y otras por muestreo (se revisan solo algunas de cada lote). Explica cuándo conviene cada estrategia y justifícalo con dos ejemplos: tornillos de ferretería y pretensores de cinturón de seguridad de un coche.

Analiza el ciclo de vida completo de un teléfono móvil, fase a fase, y propón una mejora concreta en cada fase que reduzca su impacto ambiental, explicando a quién corresponde aplicarla (fabricante, usuario, distribuidor...).

Una fábrica de tornillos detecta que el $8\ \%$ de su producción sale defectuosa. Diseña un plan de control de calidad razonable: indica qué medirías, con qué frecuencia tomarías muestras, cómo registrarías los resultados y qué acciones correctoras pondrías en marcha al detectar una desviación.

Hay dos filosofías de calidad: «inspeccionar al final de la cadena» y «construir la calidad en cada paso del proceso». Compara ambas, analiza sus costes y sus resultados, y defiende con argumentos cuál aplicarías en una pequeña empresa que fabrica muebles a medida.

Una línea fabrica ejes de $50 \pm 0{,}2\ \text{mm}$. Una muestra de diez piezas da estas medidas en milímetros: $49{,}9$, $50{,}1$, $50{,}3$, $50{,}0$, $49{,}8$, $50{,}1$, $50{,}2$, $49{,}7$, $50{,}0$ y $50{,}4$. (a) Indica cuáles están fuera de tolerancia. (b) Calcula el porcentaje de piezas defectuosas de la muestra. (c) Observa hacia qué lado se desvía el proceso y propón dos causas posibles (desgaste de la herramienta, calibrado incorrecto) con su acción correctora.

Diseña tres indicadores de calidad (KPI) para la impresora 3D del taller: define qué mide cada uno, cómo se recoge el dato y qué valor meta tendría (por ejemplo, porcentaje de piezas válidas a la primera, tiempo medio entre averías, desperdicio de filamento). Justifica por qué esos indicadores y no otros.

Una mochila barata cuesta $20\ \text{€}$ y dura un curso; una cara cuesta $70\ \text{€}$ y dura cinco. (a) Calcula el coste por año de cada opción. (b) Analiza el impacto ambiental de las dos (residuos generados, fabricaciones necesarias en diez años). (c) Concluye qué criterio, además del precio de compra, debería guiar una decisión de compra responsable.

Todas las piezas de un conjunto están dentro de sus tolerancias y, sin embargo, al montarlo no entran unas en otras. Explica el fenómeno de la acumulación de tolerancias con un ejemplo numérico sencillo de dos piezas apiladas, y describe dos medidas (de diseño o de fabricación) que lo mantienen bajo control.

El ciclo PHVA (planificar, hacer, verificar, actuar) guía la mejora continua. Aplícalo a un problema concreto del taller, por ejemplo los atascos frecuentes de la impresora 3D: escribe qué harías en cada una de las cuatro fases del ciclo y qué evidencia aceptarías como prueba de que la mejora funciona.