Validación industrial de un sistema poka-yoke para prevenir defectos en componentes metálicos estampados

Resumen

La prevención de defectos en componentes estampados exige mecanismos capaces de actuar en la fuente sin incrementar de forma relevante la complejidad del proceso. El objetivo fue diseñar, implementar y evaluar un dispositivo mecánico Poka-Yoke para impedir la liberación de piezas con ausencia de un barreno crítico. Se empleó un diseño aplicado antes-después basado en registros de producción, análisis de causa raíz, diseño CAD, maquinado CNC e inspección funcional. La línea base registró 630 piezas no conformes de aproximadamente 35,000 componentes mensuales (1.8 %). El seguimiento post-implementación disponible abarcó cinco meses y 175,000 piezas inspeccionadas, sin fugas documentadas del defecto específico; para cero eventos, el límite superior binomial exacto unilateral del 95 % es aproximadamente 0.0017 % (17.1 ppm). El cronometraje directo de 30 ciclos de posicionamiento, verificación y liberación mediante el Poka-Yoke mostró un tiempo medio de 54.91 ± 2.79 s/ciclo (IC95 %: 53.87–55.95 s; rango: 50.11–60.53 s). La validación R&R por atributos utilizó 200 piezas patrón (100 conformes y 100 sin barreno), tres operadores y dos repeticiones, para un total de 1,200 evaluaciones. Se obtuvieron 591 verdaderos positivos, 600 verdaderos negativos, nueve falsos negativos y ningún falso positivo, con sensibilidad global de 98.50 %, especificidad de 100.00 %, exactitud de 99.25 %, tasa de falsos negativos de 1.50 % y tasa de falsos positivos de 0.00 %. El dispositivo requirió una inversión aproximada de $2,000 MXN frente a un costo anual estimado de $100,000 MXN para inspección manual adicional; bajo los supuestos declarados, el ROI simple del primer año fue 4,900 % y el periodo de recuperación 0.02 años.

Durante los cinco meses se registraron 54 fallas del dispositivo, 27 paros atribuibles al Poka-Yoke, 11 ajustes no programados y nueve intervenciones de mantenimiento correctivo; las incidencias totales disminuyeron de 38 en el primer mes a cuatro en el quinto. Los resultados respaldan el Poka-Yoke como una alternativa preventiva de bajo costo, con las limitaciones propias de un estudio preexperimental de un solo número de parte.