El índice de ventana de proceso ( PWI ) es una medida estadística que cuantifica la solidez de un proceso de fabricación, por ejemplo, uno que implica calentamiento y enfriamiento, conocido como proceso térmico. En la industria manufacturera, los valores PWI se utilizan para calibrar el calentamiento y enfriamiento de los trabajos de soldadura (conocido como perfil térmico) mientras se hornean en un horno de reflujo .
PWI mide qué tan bien encaja un proceso en un límite de proceso definido por el usuario conocido como límite de especificación. El límite de especificación es la tolerancia permitida para el proceso y puede determinarse estadísticamente. Industrialmente, estos límites de especificación se conocen como la ventana del proceso , y los valores que se trazan dentro o fuera de esta ventana se conocen como el índice de la ventana del proceso.
Con los valores de PWI, los procesos se pueden medir, analizar, comparar y rastrear con precisión al mismo nivel de control de proceso estadístico y control de calidad disponible para otros procesos de fabricación.
Control del Proceso Estadístico
La capacidad del proceso es la capacidad de un proceso para producir resultados dentro de límites especificados . [1] Para ayudar a determinar si un proceso de fabricación o comercial se encuentra en un estado de control estadístico, los ingenieros de procesos utilizan gráficos de control , que ayudan a predecir el rendimiento futuro del proceso en función del proceso actual. [2]
Para ayudar a determinar la capacidad de un proceso, los límites superior e inferior determinados estadísticamente se dibujan a cada lado de la media de un proceso en el gráfico de control. [2] Los límites de control se establecen en tres desviaciones estándar a cada lado de la media del proceso y se conocen como límite de control superior (UCL) y límite de control inferior (LCL) respectivamente. [2] Si los datos del proceso trazados en el gráfico de control permanecen dentro de los límites de control durante un período prolongado, se dice que el proceso es estable. [2] [3]
Los valores de tolerancia especificados por el usuario final se conocen como límites de especificación: el límite de especificación superior (USL) y el límite de especificación inferior (LSL) respectivamente. [2] Si los datos del proceso trazados en un gráfico de control permanecen dentro de estos límites de especificación, entonces el proceso se considera un proceso capaz, denotado por. [2] [3]
La industria manufacturera ha desarrollado límites de especificación personalizados conocidos como ventanas de proceso. Dentro de esta ventana de proceso, se grafican los valores. Los valores relativos a la media del proceso de la ventana se conocen como Índice de Ventana de Proceso. Mediante el uso de valores PWI, los procesos se pueden medir, analizar, comparar y rastrear con precisión al mismo nivel de control de proceso estadístico y control de calidad disponible para otros procesos de fabricación. [3]
PWI en la fabricación de productos electrónicos
Un ejemplo de un proceso al que se puede aplicar el concepto PWI es la soldadura. En la soldadura , un perfil térmico es el conjunto de valores de tiempo-temperatura para una variedad de procesos como pendiente, remojo térmico, reflujo y pico. [4]
Cada perfil térmico se clasifica según cómo encaja en una ventana de proceso (la especificación o el límite de tolerancia). [5] Los valores de temperatura bruta se normalizan en términos de un porcentaje relativo tanto a la media del proceso como a los límites de la ventana. El centro de la ventana de proceso se define como cero y los bordes extremos de la ventana de proceso son ± 99%. [5] Un PWI mayor o igual al 100% indica que el perfil no procesa el producto dentro de las especificaciones. Un PWI del 99% indica que el perfil se ejecuta en el borde de la ventana del proceso. [5] Por ejemplo, si la media del proceso se establece en 200 ° C, con la ventana de proceso calibrada a 180 ° C y 220 ° C respectivamente; luego, un valor medido de 188 ° C se traduce en un índice de ventana de proceso de -60%. Un valor de PWI más bajo indica un perfil más robusto. [4] [5] Para una máxima eficiencia, se calculan valores de PWI separados para los procesos de pico, pendiente, reflujo y remojo de un perfil térmico.
Para evitar que el choque térmico afecte la producción, se determina y nivela la pendiente más pronunciada del perfil térmico. Los fabricantes utilizan software personalizado para determinar y reducir con precisión la pendiente de la pendiente. Además, el software también recalibra automáticamente los valores de PWI para los procesos de pico, pendiente, reflujo y remojo. Al establecer los valores de PWI, los ingenieros pueden asegurarse de que el trabajo de soldadura por reflujo no se sobrecaliente ni se enfríe demasiado rápido. [4]
Fórmula
El índice de la ventana de proceso se calcula como el peor de los casos (es decir, el número más alto) en el conjunto de datos de perfil térmico. Para cada estadística de perfil se calcula el porcentaje utilizado de la respectiva ventana de proceso, y el peor de los casos (es decir, el porcentaje más alto) es el PWI.
Por ejemplo, un perfil térmico con tres termopares , con cuatro estadísticas de perfil registradas para cada termopar, tendría un conjunto de doce estadísticas para ese perfil térmico. En este caso, el PWI sería el valor más alto entre los doce porcentajes de las respectivas ventanas de proceso.
La fórmula para calcular PWI es: [6]
donde: [6]
- i = 1 a N (número de termopares)
- j = 1 a M (número de estadísticas por termopar)
- valor medido [ i , j ] = el valor medido de la estadística [ i , j ] ésima
- límites promedio [ i , j ] = el promedio de los límites alto y bajo (especificado) de la estadística [ i , j ' ] ésima
- rango [ i , j ] = el límite alto menos el límite bajo de la estadística [ i , j ] ésima
Ver también
Notas
- ^ "¿Qué es la capacidad del proceso?" . Manual de estadísticas de ingeniería de NIST / Sematech . Instituto Nacional de Estándares y Tecnología . Consultado el 22 de junio de 2008 . Enlace externo en
|work=
( ayuda ) - ^ a b c d e f Godfrey, A. B (1 de septiembre de 2000). Manual de calidad de Juran (5ª ed.). McGraw-Hill . ISBN 9780070340039.
- ^ a b c Hall, Jim; Zarrow, Phil (febrero de 2002). PWI: Optimización de procesos simplificada (PDF) . Revista de Montaje de Circuitos. Archivado desde el original (PDF) el 13 de julio de 2011 . Consultado el 10 de diciembre de 2008 .
- ^ a b c Houston, Paul N; Brian J. Louis; Daniel F. Baldwin; Philip Kazmierowicz. "Eliminando el dolor del reflujo libre de Pb" (PDF) . Revista sin plomo. pag. 3 . Consultado el 10 de diciembre de 2008 .
- ^ a b c d "Un método para cuantificar el rendimiento del perfil térmico" . KIC Térmica. Archivado desde el original el 30 de septiembre de 2010 . Consultado el 30 de septiembre de 2010 .
- ^ a b Kazmierowicz, Phil (2003). "Control de procesos" . Revista SMT . Consultado el 10 de diciembre de 2008 .