Las 8 Dimensiones de la Calidad de Garvin

El profesor David Garvin de la Universidad de Harvard propone 8 componentes o dimensiones de la calidad con el fin de hacer más operativo el concepto de calidad de un producto o servicio y favorecer la comprensión del modo en que la Gestión de Calidad se puede aplicar en las empresas, tanto de manufactura como de servicios. A continuación detallaremos a través de un breve resumen teórico y ejemplos sencillos en que consiste cada una de estas 8 dimensiones de la calidad.

Ocho Dimensiones de Calidad Definidas por David A. Garvin

1. Desempeño

Esta asociado a las características operacionales del producto. Por ejemplo, para un automóvil el desempeño puede incluir aspectos como el consumo de combustible (cuántos kilómetros de recorrido rinde un litro de combustible). La siguiente infografía es un ejemplo de dicho indicador de desempeño para un automóvil marca Toyota modelo Urban Cruiser 1.3 lts. donde se presenta un estimativo del rendimiento de combustible en ciudad, carretera y mixto.

desempeño

Otros ejemplos de indicadores de desempeño en el caso de un smartphone estaría asociado a la cantidad de horas de uso bajo determinadas condiciones de operación que permite una carga de batería; en el caso de una impresora láser la cantidad de páginas por minuto que puede imprimir (en blanco y negro o a color), etc.

impresora

En particular esta dimensión de calidad esta asociada a atributos medibles. En consecuencia, las diferentes marcas de un producto pueden ser ordenadas objetivamente según un aspecto particular de desempeño. Sin embargo, los rankings de desempeño globales son difíciles de desarrollar, especialmente cuando involucran beneficios que no todos los consumidores necesitan.

Por ejemplo se puede afirmar que un disco duro de 2 Tb tiene mayor capacidad que uno de 500 Gb, pero la mayoría de los consumidores no considerarían esta diferencia una medida de calidad, a pesar de que sí existe una diferencia en su desempeño. Por lo tanto, que una diferencia de desempeño corresponda a una diferencia de calidad dependerá de preferencias circunstanciales, pero basadas en requerimientos funcionales y no en gustos personales.

2. Características (Funciones Adicionales)

Esta dimensión se refiere a aspectos adicionales al desempeño, que contribuyen a complementar el funcionamiento básico del producto o servicio. Por ejemplo, el aperitivo de bienvenida que ofrecen algunos hoteles a sus huéspedes, manteles y servilletas de género en un restaurante, carros para bebés en un supermercado, sistema de manos libres en un teléfono celular o el cierre centralizado de puertas en un vehículo.

características o funciones especiales

La separación y diferenciación entre características principales y secundarias no es fácil de establecer. De hecho, existen muchas características adicionales que, con el tiempo, se transforman en algo tan indispensable como las básicas. En la actualidad, por ejemplo, nadie compraría un televisor sin un control remoto incluido (aun cuando hace un par de décadas esto no era un requisito implícito por parte de los usuarios).

3. Fiabilidad

La fiabilidad se refiere a la probabilidad de funcionamiento sin fallas o daños por un determinado período de tiempo. Es decir, se trata del desempeño y las características esperadas de un producto o servicio durante un momento específico de su vida útil. Por ejemplo, se espera que un alimento o un juguete no causen daño a los niños que lo usen.

Generalmente, la fiabilidad se mide utilizando el Tiempo Medio de la Primera Falla y el Tiempo Medio entre Fallas (MTBF). Si bien el concepto puede ser aplicado tanto a productos como a servicios, es más común utilizarlo en relación con productos, especialmente con productos duraderos.

La fiabilidad de un producto contribuye fuertemente a la imagen de marca y es considerada por la mayoría de los usuarios finales como una dimensión fundamental, tal y como sería el caso de un motor de avión, un marcapasos o un respirador artificial.

fiabilidad

4. Conformidad al Diseño

La conformidad es el nivel de cumplimiento de las especificaciones diseñadas y planificadas para el producto, es decir, el grado en que un producto, su proceso de elaboración y/o su diseño se ajustan a estándares establecidos previamente (Límites de Especificación). Todos los productos o servicios tienen especificaciones que se establecen, generalmente, en la etapa de diseño. Ahí se define si una estufa debe calentar una habitación de 6 metros cuadrados a 24º C, o en un restaurante, si la carne está cocinada en la forma que pidió el cliente.

Esta dimensión corresponde al concepto de calidad como cumplimiento de especificaciones. En general, las definiciones de calidad de los gurús se enmarcan en este concepto, y es también el tema principal para la aplicación de las normas de la gestión de calidad, tales como ISO 9000.

Hay dos maneras de evaluar la conformidad:

A. El primer método consiste en verificar si el resultado cumple la norma: Según este criterio, para conseguir calidad es suficiente operar dentro del rango de tolerancias establecidas (perspectiva tradicional), por lo que hay poco interés en cumplir las especificaciones en forma exacta y no se da importancia a la dispersión entre los límites.

función de pérdida de taguchi

Un problema que conlleva esta práctica es la acumulación de las tolerancias. Cuando se tienen varias piezas o partes, cada una con su tolerancia de fabricación, el producto que resulta del ensamble de estas piezas tiene tolerancias acumuladas, y aunque cada parte esté dentro de la desviación permitida, es posible que el conjunto ensamblado no lo esté. El planteamiento de Philip Crosby, consultor y experto en calidad, intenta erradicar este tipo de enfoque procurando cero defectos.

B. Otra forma de evaluar la conformidad se basa en el trabajo del ingeniero japonés Genichi Taguchi, quien desarrolló la noción de “Función de Pérdida de Taguchi”: Este método identifica los costos relacionados con una baja calidad y muestra cómo aumentan estos a medida que el producto se aleja de lo que el consumidor quiere. Estos costos incluyen los costos de garantías, reparaciones, servicio postventa, inspección interna, materiales y productos desechados o reprocesados, y lo más importante, la frustración del cliente, quien probablemente no volverá a comprar.

función pérdida de taguchi

5. Durabilidad

Se refiere al período de vida útil del producto, que es el tiempo durante el cual éste puede ser utilizado con eficacia, antes de ser reemplazado o de reemplazar a sus componentes. Por ejemplo, para una ampolleta o bombilla es el tiempo hasta que el filamento se queme (ver a continuación imagen donde se establece este atributo como algo esencial al momento de comparar distintos modelos de ampolletas) y para un computador el período de tiempo antes que presente alguna falla. Los alimentos suelen tener fecha de vencimiento que limita el período de uso. Los servicios tienen poca o ninguna durabilidad.

durabilidad

Los requerimientos de durabilidad de productos se incluyen con frecuencia en los contratos de compra. La mayoría de los productos cuentan con garantía, lo que da al cliente más confianza en el producto. También existe una garantía voluntaria que, en algunos casos, se extiende por uno o dos años. En algunos países los productos nuevos tienen una garantía legal (de varios meses) desde que se recibe, lo que significa que el cliente puede elegir entre cambiarlo, repararlo o recuperar el dinero que pagó por él. Para los productos perecibles la garantía se suele extender hasta la fecha de vencimiento.

Esta dimensión está relacionada con la fiabilidad, ya que a mayor fiabilidad, mayor durabilidad. Este atributo ofrece muchas y variadas oportunidades para establecer diferenciaciones en base a la calidad.

6. Calidad de Servicio

Se trata de la rapidez, el costo, la competencia, la facilidad de reparación cuando el producto se daña, y la amabilidad del personal del servicio técnico. La asistencia técnica y garantías que ofrecen algunas empresas automovilísticas suelen ser, por ejemplo, una variable de decisión importante al elegir entre varias marcas o concesionarias. También la disponibilidad y acceso a servicios técnicos en equipos electrónicos o computacionales.

calidad de servicio

La forma en que una empresa maneja las devoluciones y reclamos influye en la percepción de calidad del cliente. En ciertos casos, una respuesta rápida es crítica, como en el caso de la donación de sangre para una intervención quirúrgica o la disponibilidad de maquinaria para despejar la nieve de caminos con mucho tráfico después de una nevazón.

7. Estética

Es una dimensión subjetiva que alude a la forma en que el producto es percibido por los sentidos: tacto, vista, gusto, oído y olfato. Es de naturaleza individual y refleja un juicio personal. Lo que le agrada a una persona puede no gustarle a otra, aunque el desempeño, fiabilidad y durabilidad sean los mismos. Lo que ocurre en este caso es que las características de conformidad total son diferentes. La estética es una dimensión muy poderosa y refleja costumbres de grupos o culturas y tendencias como, por ejemplo, la moda.

estética

Estas siete dimensiones, que están interrelacionadas, brindan una base para evaluar los elementos característicos de la calidad de un producto. El peso de cada dimensión varía de un producto a otro. En algunos casos se valora mucho la durabilidad, por ejemplo, y en otros interesa muy poco.

8. Calidad Percibida

Es la impresión que se forma el cliente de un producto o servicio como resultado de la publicidad, promoción de la marca, comentarios de otras personas y la propia experiencia en el uso. Por lo general, las personas compran productos o servicios sin información suficiente sobre todas sus características.

La durabilidad o fiabilidad de un producto, por ejemplo, suelen ser deducidas de diversos aspectos, tanto tangibles como intangibles: la imagen o prestigio de la marca, el lugar de fabricación, las opiniones en foros de Internet y los ratings en revistas especializadas, entre otros. Por ejemplo, para algunos consumidores, SONY es sinónimo de imagen perfecta en televisores, lo cual hace que un consumidor sea fiel a la compañía.

calidad percibida

Esta dimensión es la más subjetiva y compleja de medir y manejar, puesto que depende de la forma en que cada persona recibe, procesa e interpreta la información proveniente del entorno y de sus experiencias o vivencias.

Función de Pérdida de Taguchi

La Función de Pérdida de Taguchi propuesta por el experto en calidad japones Genichi Taguchi establece que cualquier desviación con respecto al valor meta o especificación deseada produce una pérdida monetaria para la sociedad. En este contexto el método de Taguchi se basa en la hipótesis de que mientras menor sea la variación con respecto a dicho valor objetivo (meta) mejor será la calidad del producto. Notar que el valor meta o especificación deseada es equidistante del Límite de Especificación Inferior (LEI) y el Límite de Especificación Superior (LES).

El aporte de Taguchi radica en incorporar en el análisis la perspectiva del cliente, dado que en general no existe prácticamente mayor diferencia entre un producto que esta justo dentro de los límites de especificación y un producto que está justo fuera de éstas. Por el contrario, la diferencia resulta ser mucho mayor en términos de la calidad, al comparar un producto que tiene la especificación meta (objetivo) en relación a un producto que se encuentra cerca de uno de los límites de especificación (pero en el intervalo [LEI,LES]).

Para comprender de mejor forma la propuesta de Taguchi es conveniente contrastar su visión en relación a la Perspectiva Tradicional. Según el concepto tradicional, las pérdidas ocurren sólo cuando un producto excede los límites de especificación tal como se muestra en la gráfica. De esta forma se asume que cualquier producto que se encuentre contenido entre los límites de especificación no genera una pérdida en términos de la calidad para el cliente y para la sociedad.

función pérdida tradicional

Si bien dicho enfoque es simplificador y en algunos casos se podría encontrar razonable, en la actualidad existe un consenso es considerar que es obsoleto, al no representar de forma adecuada la valoración del cliente.

Por el contrario, la Función de Pérdida de Taguchi establece que existe una degradación de la calidad desde la perspectiva del cliente cuando el producto se aleja de la especificación deseada aun cuando se encuentre entre los límites de especificación. Más aún como se puede observar en la representación gráfica el costo incremental de la variabilidad para la sociedad crece (de forma no lineal) en la medida que el producto se aleja de la especificación deseada.

función pérdida de taguchi

De esta forma Taguchi postula que esta visión (su propuesta) es más cercana a cómo los clientes ven la función de pérdida en comparación a la perspectiva tradicional.

En relación a lo anterior, por lo general la Función de Pérdida de Taguchi se representa  en su expresión cuadrática de modo que las mayores desviaciones respecto al valor objetivo (especificación deseada o meta) provoquen pérdidas cada vez mayores para la sociedad. La fórmula es:

formula-perdida-de-taguchi
Donde:

  • X: Valor de la característica de calidad
  • T: Valor meta u objetivo
  • c: Pérdida por una unidad producida en el límite de especificación
  • d: Límite de Especificación Superior (LES) – T

Ejemplo Función de Pérdida de Taguchi

Suponga que tenemos una característica de calidad que tiene una especificación de 0.500 +- 0.020, y que si el valor de la característica de calidad difiere 0.02 del valor deseado de 0.500, es probable que el producto falle durante el período de garantía, y su reparación cuesta 50 dólares. Estos valores se pueden calcular analizando los registros de la compañía. Entonces:

ejemplo-perdida-de-taguchi

Luego, si la desviación resultará ser sólo 0.010, la pérdida estimada al utilizar la Función de Pérdida de Taguchi sería:

perdida-de-taguchi

Cómo Calcular Cp y Cpk con el Complemento SPC for Excel

El Cálculo de los índices Cp y Cpk en el Control Estadístico de Procesos permite evaluar que tan bien el proceso se apega a las especificaciones técnicas deseadas o equivalentemente determinar si el proceso cumple el objetivo funcional para el cual fue diseñado. En el siguiente artículo mostraremos cómo obtener de forma rápida y sencilla dichos indicadores haciendo uso del complemento SPC for Excel, el cual puede ser descargado en el enlace anterior por un período de prueba de 20 días. Una vez que el complemento SPC for Excel haya sido correctamente descargado y activado será visible en en una de las pestañas del menú de Excel como se muestra (en un extracto) a continuación:

menu-spc-for-excel

Para ilustrar su utilización consideremos la información relativa a un proceso del cual se tienen 15 muestras, cada una de ellas con 4 observaciones, donde se ha registrado la información de las lecturas en OHMS de cierto dispositivo electrónico. La especificación nominal o deseada del dispositivo es de 1.000 OHMS y se permite una variabilidad de +- 25 OHMS con lo cual se definen los límites de especificación.

datos-para-calculo-de-cp-y-

A continuación seleccionamos la opción Cpk del menú de SPC for Excel (visible en la imagen anterior) y seleccionamos el rango de los datos. Notar que en el ejemplo la información cuantitativa de las muestras esta contenido en el rango que conforma la matriz de la celda C3 a la F17 (es decir, 60 celdas: 15 filas y 4 columnas). Adicionalmente ingresamos el Límite de Especificación Inferior (LEI) o Lower Specification Limit (LSL) de 975 OHMS (1.000 – 25) y Límite de Especificación Superior (LES) o Upper Specification Limit (USL) de 1.025 OHMS (1.000 + 25). Recordar que la especificación nominal es de 1.000 OHMS.

capacidad-del-proceso-spc

Una vez ingresados los datos atingentes al ejemplo y habilitando los resultados de capacidad (en su opción Yes) seleccionamos OK. Esto dará origen a una nueva hoja en nuestro archivo Excel con los resultados del análisis de capacidad tal como se muestra a continuación:

cp-y-cpk-spc-para-excel

Observar que los resultados son consistentes con los alcanzados preliminarmente en el artículo al cual hacemos referencia al inicio de este tutorial. Adicionalmente se obtienen una serie de estadísticas complementarias que permite tener una visión más general del comportamiento del proceso.

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Cómo calcular la Probabilidad de producir un Producto Defectuoso (Control Estadístico de Procesos)

El siguiente artículo aborda a través de un sencillo ejemplo la estimación de la probabilidad de producir un producto defectuoso en el contexto del Control Estadístico de Procesos (CEP). Consideremos una empresa de manufactura que desea determinar si una máquina que tiene es capaz de fresar la pieza de un motor que tiene una especificación clave de  4 ± 0.003 pulgadas. Después de probar esta máquina, la empresa determinó que tiene una media muestral de 4.001 pulgadas con una desviación estándar de 0.002 pulgadas. Asumiendo que el proceso en cuestión se encuentra bajo control estadístico, calcule Cpk para esta máquina:

ejemplo-calculo-cpk

¿Cuál es la probabilidad de producir un defecto?. Un producto defectuoso será aquel que se encuentre en una dimensión bajo el LEI (3,997) o sobre el LES (4,003).

calculo-zlei-y-zles

Probabilidad de Defectuoso = P(X<LEI) + P(X>LES) = (1 – 0,9773) + (1 – 0,8413) = 18,14%.

Una forma alternativa de abordar el procedimiento anterior es haciendo uso de la interfaz de cálculos de probabilidad disponible en el software Geogebra. En la siguiente imagen el área achurada en color azul representa la probabilidad de que un producto no sea defectuoso (81,86%), por tanto por diferencia se obtiene la probabilidad de defectuoso (100% – 81,86% = 18,14%) que corrobora el resultado obtenido anteriormente.

probabilidad-defectuoso-geo

¿Recomendaría a la empresa utilizar esta máquina para producir esta pieza?. No. Cpk indica que el promedio muestral está descentrado, en particular, más cerca del LES. Si bien es difícil encontrar un proceso perfectamente centrado en el valor nominal de la especificación, en este caso esta situación no se compensa con una baja variabilidad del proceso (se propone al lector corroborar que Cp=0,5 lo cual confirma el análisis anterior). Adicionalmente la probabilidad de producir un defecto (18,14%) es inadmisible es un contexto competitivo.

Cálculo de Índice de Habilidad Cp e Índice de Capacidad Cpk en el Control Estadístico de Procesos

Al planear los aspectos de calidad de la manufactura, nada es más importante que asegurarse de antemano de que el proceso productivo será capaz de mantener las tolerancias. La habilidad del proceso proporciona una predicción cuantitativa de qué tan adecuado es un proceso. La habilidad del proceso es la variación medida, inherente del producto que se obtiene en ese proceso. En este contexto, la habilidad permite entre otras cosas establecer limites de especificación realistas.

La fórmula para el cálculo de la habilidad del proceso que más se usa es: Habilidad del Proceso = +- 3σ (un total de 6σ) donde σ es la desviación estándar del proceso cuando se encuentra bajo control estadístico. Adicionalmente si el proceso esta centrado en la especificación nominal y sigue una distribución de probabilidad normal, 99,73% de la producción estará a menos de de la especificación nominal.

En este contexto la tasa de habilidad de un proceso Cp se refiere a la variación en un proceso alrededor del valor promedio, obteniéndose a través de la siguiente fórmula (notar que se usa 6S como estimación de ):

formula-cp

Un proceso que cumple bien con los límites de especificación (rango de especificación = +- 3σ) tiene un Cp=1. Lo crítico de muchas aplicaciones y la realidad de que el promedio del proceso no permanecerá en el punto medio del rango de especificación sugiere que Cp debe ser al menos 1,33.

En este contexto es útil tener un índice de habilidad que refleje ambas variaciones y la localización del promedio del proceso. Tal índice es Cpk o índice de capacidad del proceso, el cual refleja la proximidad de la media actual del proceso al Límite de Especificación Superior (LES) o al Límite de Especificación Inferior (LEI).

formula-cpk

Si el promedio actual es igual al punto medio del rango de especificación, entonces Cpk=Cp.

Adicionalmente si un proceso se encuentra en control estadístico, la siguiente relación se cumple para usar S como una estimación de σ (desviación estándar):

formula-s-control-estadisti

A continuación se presenta el calculo de los índices Cp y Cpk aplicado a los datos del ejemplo de las Gráficas de Promedios y Rangos en el Control Estadístico de Procesos. El resumen de los datos se observa en la siguiente tabla:

calculo-promedio-y-rango

Luego se procede a la estimación de S (recordar que cada muestra tiene 4 observaciones, en consecuencia n=4 y d2=2,059).
calculo-s-control-estadisti

Notar que el parámetro d2=2,059 se puede obtener de la siguiente tabla:

constantes para gráficas de control

El cálculo de Cp y Cpk esta dado por:

calculo-cp-y-cpk-control-es

La media del proceso (999,6 OHMS) se encuentra prácticamente centrada respecto a la especificación nominal (1.000 OHMS). Esto se corrobora en la similitud de los indicadores Cp y Cpk. No obstante lo anterior  la habilidad del proceso es relativamente baja (se recomienda al menos Cp≥1,33) lo que permite anticipar que un porcentaje significativo de resistores podrían estar fuera de los límites de especificación.

Existen un importante número de herramientas que permiten el cálculo sencillo de estos indicadores de desempeño. Al respecto recomendamos a nuestros usuarios leer el artículo Cómo Calcular Cp y Cpk con el Complemento SPC for Excel que muestra cómo utilizar el complemento SPC de Excel para simplificar este tipo de operaciones.