Aprendiendo Análisis Estadístico y Herramientas Estadísticas

No tengo que decirle a nadie que los tiempos son difíciles. ¡Cuando son así de difíciles, no te gusta desperdiciar el dinero que has ganado, ya que ha costado mucho! Ahí es cuando se piensa en las opciones de diseño. Cualquier mala elección afecta directamente los resultados; entonces, ¿cuáles son algunas de las herramientas para ayudar a mejorar la toma de decisiones? Las opciones estadísticas y la probabilidad vienen a la mente. Los compromisos de diseño siempre han sido difíciles de predecir en los circuitos impresos. Esos factores no controlados siempre pueden infiltrarse en nuestro proceso de toma de decisiones, pero hay ayuda.

Toda toma de decisiones es un bucle de retroalimentación de algún tipo. Pero el elemento en el que quiero centrarme es el bloque de “ANÁLISIS”, o más precisamente, las ‘decisiones humanas’ que conforman el análisis.

Toma de Decisiones Humanas

El primer eslabón en el Análisis es el Eslabón Humano. Los objetivos de alto nivel (metas) son:

• Completar el Diseño a Tiempo
• Reducir Variaciones
• Aumentar Rendimientos de Primera Pasada en la Fabricación
• Reducir Reparación y Retrabajo
• Mejorar Calidad y Fiabilidad
• Mejorar la Mano de Obra

Las Herramientas y Métodos de Toma de Decisiones con los que una persona puede contar incluyen:

• Gráficos de Pareto
• Diagramas de Causa y Efecto
• Multi-Variado
• Diseño de Experimentos
• Optimización de Procesos
• Gráficos de Control
• Índices de Capacidad de Proceso (Cp, Cpk)
• PPM
• Seis Sigma

De importancia para el ingeniero son las herramientas estadísticas, como se ve en la Figura 1:

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FIGURA 1.  Seleccionando la Herramienta Estadística Adecuada-Cuatro técnicas principales son básicas para seleccionar la herramienta estadística correcta para el análisis de problemas

Tradicionalmente, las herramientas estadísticas han sido bastante engorrosas, caras y difíciles de aprender. Tengo buenas noticias para ti. Ahora puedes obtener capacitación en análisis estadístico en la web—y a un precio de ganga: GRATIS.

El Manual de Estadísticas de Ingeniería del Instituto Nacional de Normas y Tecnología

Acabo de descubrir este excelente manual de estadísticas en la Web. Estaba buscando información sobre el Gráfico de Fiabilidad de Weibel y apareció el Manual de Estadísticas de SEMETECH/NIST. Después de explorarlo un rato, descubrí que estaba diseñado justamente para nosotros, los ingenieros en activo. La organización del manual sigue las herramientas estadísticas que un ingeniero en activo necesitaría para identificar un problema, medir su alcance, buscar causas raíz, descubrir cuántos factores están involucrados en el problema, postular una solución, verificar la solución y luego monitorear el proceso para asegurarse de que el problema ha desaparecido y no reaparece. Estas ocho (8) etapas son los capítulos principales del Manual de Estadísticas (esbozados a continuación) y se pueden ver en la Figura 2, la primera página del Manual:

1. Análisis de Datos Exploratorios

   • Introducción
   • Suposiciones
   • Técnicas
   • Estudios de Caso

2. Caracterización del Proceso de Medición

   • Caracterización
   • Control
   • Calibración
   • Estudios de Repetibilidad y Reproducibilidad de Medidores
   • Análisis de Incertidumbre
   • Estudios de Caso

3. Caracterización del Proceso de Producción

   • Introducción
   • Suposiciones
   • Recolección de Datos
   • Análisis de Datos
   • Estudios de Caso

4. Modelado de Procesos

   • Introducción
   • Suposiciones
   • Recolección de Datos
   • Interpretación y Uso
   • Estudios de Caso

5. Mejora de Procesos

   • Introducción
   • Suposición
   • Elección de un Diseño Experimental
   • Análisis de Datos de DOE
   • Temas Avanzados
   • Estudios de Caso

6. Monitoreo y Control de Proceso o Producto

   • Introducción
   • Prueba de Producto para Aceptabilidad
   • Gráficos de Control Univariados y Multivariados
   • Modelos de Series de Tiempo
   • Tutoriales
   • Estudios de Caso

7. Comparaciones de Producto o Proceso

   • Introducción
   • Comparaciones: Un Proceso
   • Comparaciones: Dos Procesos
   • Comparaciones: Tres o Más Procesos

8. Evaluación de la Fiabilidad del Producto

   • Introducción
   • Suposiciones/Prerrequisitos
   • Recolección de Datos de Fiabilidad
   • Análisis de Datos de Fiabilidad

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La utilidad de este manual de estadísticas proviene de los conjuntos de datos experimentales que se suministran en él (estudios de caso). Al leer el manual, te anima a realizar comparaciones estadísticas con sus herramientas estadísticas. Esto lo logra suministrando un programa de software estadístico completo para que lo uses. Cuando se utiliza con los conjuntos de datos suministrados, puede guiarte a través de la interpretación de los resultados. Luego, puedes sustituir tus propios datos y observar los resultados. Este método de "Primero ejecutamos la demostración, luego ejecutamos tu problema" es una manera muy efectiva de guiar a una persona a través de las herramientas estadísticas.

FIGURA 2. El Manual de Estadísticas de Ingeniería NIST / Sematech disponible en Internet.

Para acceder al e-Manual de Métodos Estadísticos NIST/SEMATECH, ve a: https://www.itl.nist.gov/div898/handbook/. El software de estadísticas, Dataplot^®, se accede seleccionando el botón 'TOOLS & AIDS' en el borde izquierdo de la página web, luego seleccionando la opción '10 STATISTICAL SOFTWARE' en la siguiente página web y, finalmente, 'DOWNLOAD DATAPLOT' en la página del software.

NIST ha preparado versiones del software para casi todos los ordenadores; Windows, NT, UNIX, Linus, MAC OS, etc.  El manual es un poco grande (más de 3,800 páginas) y está orientado a hipertexto, por lo que no está pensado para ser impreso, pero el tiempo de descarga vale la pena.

Esta es una buena oportunidad para aprender análisis estadístico o cómo usar herramientas estadísticas, ¡y no puedes superar el precio!  Después de todo, lo has pagado con tus impuestos. Está orientado a ser un manual de 'autoaprendizaje'. Te aconsejo que al menos lo descargues de inmediato, ya que no sé por cuánto tiempo el gobierno lo estará proporcionando. ¡Nunca sabes cuándo podrías necesitarlo!

No busques más allá de Altium Designer^® para el mejor software de diseño de PCB. ¿Tienes más preguntas sobre herramientas estadísticas, método estadístico o diseño de PCB? Llama a un experto en Altium.