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El aseguramiento de la calidad: desde la normalización de piezas al muestreo aleatorio o la calidad total

En el mundo actual el empleo de términos como «Sistemas de Calidad», «Aseguramiento de la Calidad», «Control de la Calidad», «Niveles de Calidad», Intercambiabilidad y normalización de piezas, muestreo aleatorio… han excedido los límites del campo de la producción industrial y son de empleo habitual en nuestra vida diaria.

El mundo de la calidad, basado en técnicas estadísticas y que busca la conformidad de las características y prestaciones que ofrece un producto o servicio con unos requerimientos previamente fijados, tiene su origen de aplicación en el mundo militar.

A mediados del XVIII, el armero francés Honoré Le Blanc desarrolló un sistema para la fabricación basado en la idea de emplear componentes intercambiables. Esto suponía la normalización de las piezas, que eran fabricadas según unas especificaciones previamente fijadas. El control dimensional de estas suponía la generación de un plantillaje (sistema de plantillas dimensionales, generalmente del tipo «pasa-no pasa”) que permitiera identificar las piezas defectuosas por no cumplir los requisitos dimensionales establecidos.

La normalización comporta diseñar un producto estándar, al que se acoplan piezas también estandarizadas. De este modo, una pieza puede aplicarse en cualquier unidad de producto, ya que todas ellas tienen las mismas características y magnitudes. Ello facilitaría también la fabricación en serie en lotes de producción (que se suponían elaborados en condiciones homogéneas o equivalentes de maquinaria, entorno, productor, materias primas, etc.).

Le Blanc aplicó este concepto a la fabricación de mosquetes para el ejército. Thomas Jefferson se sintió atraído por la idea y, en 1798, la administración de Estados Unidos encargó a Eli Whitney la fabricación de armas con el sistema de Le Blanc.

El control de la calidad siguió evolucionando en el campo de la producción militar, sobre todo, con la fabricación de componentes y sistemas cuya calidad sólo podía controlarse por ensayos destructivos, como por ejemplo era el control de la fiabilidad en el funcionamiento de lotes de fabricación de espoletas mecánicas. Con objeto de resolver ese problema se desarrollaron los métodos de muestreo aleatorio de ítems pertenecientes a un lote de fabricación homogénea. Ello permitió definir el tamaño de las muestras aleatoriamente seleccionadas de un lote que, sometidas a ensayos destructivos, y en función del resultado obtenido en esos ensayos, permitieran asignar un nivel de calidad (que era el que determinaba su aceptación o rechazo) al lote.

El control estadístico de calidad incluye dos fundamentos básicos:

1. La aplicación de la teoría de muestreo estadístico en el aseguramiento de la calidad;
2. El uso de las técnicas estadísticas para el seguimiento y control de los procesos.

Estos métodos, desarrollados en el período «entreguerras» y que entre otros resultados, permitieron aumentar la eficacia de los sistemas de artillería antiaérea, pasaron con posterioridad a aplicarse en todos los sistemas fabricados en serie, tanto en el campo de la automoción, el electrónico, … y constituyeron la semilla a partir de la cual se han desarrollado todas las teorías de los sistemas de calidad y que han evolucionado hasta constituir sistemas de teorías de aplicación práctica que se han globalizado. 

Francisco José Gómez Ramos

Los programas militares que desarrollaron la tecnología del silicio en la segunda mitad del siglo XX

Nadie duda de las aportaciones a la sociedad civil de algunos dispositivos y sistemas realizados con fines militares, es el caso del RADAR, el GPS o del nacimiento de Internet. Sin embargo, muy pocos conocen y valoran el papel que las necesidades militares jugaron en el desarrollo de las tecnologías microelectrónicas en las que se basan nuestro actual modo de vida en lo que denominamos la sociedad de la información. Tecnologías que también serán el soporte de la futura sociedad del conocimiento, en la que los objetos y las máquinas serán inteligentes y compartirán los datos con las personas en un entorno de hiperconectividad. Unas tecnologías cuyo desarrollo incentivaron y aceleraron las necesidades militares tras la Segunda Guerra Mundial.

La digitalización de los cálculos y de las centrales telefónicas

La microelectrónica nace con el objeto de sustituir a los tubos de vacío (elementos voluminosos, caros y que consumían y disipaban mucha potencia) para resolver dos necesidades muy diferentes:

– «La realización de operaciones cada vez más complejas en periodos de tiempo cada vez más cortos». Durante la Segunda Guerra Mundial quedó de manifiesto la necesidad de calcular en tiempo casi real las trayectorias de la artillería. Posteriormente y durante la Guerra Fría, las que agudizaron la búsqueda fueron los requerimientos de cálculo en la carrera espacial y del proceso en tiempo real del radar y las comunicaciones seguras. La alternativa era la digitalización de los cálculos, de hecho, el primer computador digital electrónico de programación flexible, el bien conocido ENIAC, fue financiado por el Mando de Investigación y Desarrollo del Cuerpo de Artillería, con un coste total de unos 487.000 dólares.

– «La optimización de las centrales telefónicas de conmutación automática ante el imparable incremento en las líneas que debían interconectar». De hecho, el término «digital» lo introduce George Stibitz, de los Laboratorios Bell de la compañía telefónica AT&T, Inc. (American Telephone & Telegraph), quien en 1940 patentó la primera computadora digital electromecánica realizada con relés. Las centrales telefónicas de los años cuarenta utilizaban grandes cantidades de unos relés que eran voluminosos y lentos, que consumían mucha energía y eran difíciles de fabricar… ¡Había que buscar una alternativa para realizar las conmutaciones y los cálculos!

Una innovación radical: el Transistor

El transistor surge como afán de búsqueda de conocimiento dentro del ámbito de la «Física del estado sólido», de hecho, desde los años 20-30 del siglo XX se estaban estudiando el comportamiento de cristales que se parecían a lo que luego se conoció como semiconductores. Sin embargo, será en los laboratorios de la Bell, buscando una solución para sustituir los relés y los tubos de vacío, donde encontraron un dispositivo rudimentario, difícil de fabricar, pero al que se le presagiaban numerosas aplicaciones. La famosa patente de John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley, a los que se les concederá el Premio Nobel de Física en 1956.

Era una invención totalmente civil derivada de las necesidades del sector de las telecomunicaciones y, sin embargo, en 1952, el Departamento de Defensa de EE. UU. (DoD) estableció un «Subpanel de Dispositivos Semiconductores» para estudiar los nuevos dispositivos y sus aplicaciones. La reducción de peso y el bajo consumo de los equipos eran muy interesantes para casi todos los sistemas militares, especialmente para los sistemas de armas.

Los grandes programas del DoD para el desarrollo de la tecnología del silicio de los años 50 y 60 del siglo pasado

Los tres ejércitos de EE. UU. apoyaron los procesos de ingeniería de producción y otorgaron contratos de I+D cuyo valor se estima en 50 millones de euros entre 1952 y 1964. El Gobierno de EE. UU. no sólo financiaba la I+D de los semiconductores, sino que aseguraba a su vez compras importantes de los dispositivos y equipos electrónicos. En la gráfica, (tomada de V. Ortega, J. Molas y N. Carpintero. Relaciones entre las innovaciones tecnológicas y la Defensa, casos y políticas. Madrid: FUNDETEL. 2007), puede observarse el papel más que relevante que tuvieron las necesidades militares en el desarrollo de la electrónica de estado sólido hasta 1970. Posteriormente serán las aplicaciones civiles las que desarrollarán el mercado con un crecimiento exponencial que se mantiene hasta nuestros días.

Es innegable que el ordenador personal, internet y el móvil que disfrutamos hubiese llegado a nuestras manos tarde o temprano, pero fueron las aplicaciones militares y la apuesta del DoD por el desarrollo de la tecnología microelectrónica las que aceleraron los procesos y permitieron que la digitalización fuese una realidad en muy pocas décadas.

Una descripción muy detallada de este fenómeno puede encontrarse en la referencia ya indicada y en E. Braun y S. MacDonald. Revolución en miniatura: La historia y el impacto de la electrónica del semiconductor. Madrid: Fundesc/Tecnos, S.A. 1984.

En la dualidad de esta tecnología estuvo la clave del desarrollo exponencial de una tecnología que transformó nuestras vidas.

Félix Pérez Martínez
Academia de las Ciencias y las Artes Militares
Sección de Prospectiva de la Tecnología Militar