Tesis:
Modelo de cálculo de fiabilidad del proceso de inspección de mercado
- Autor: ALEN CORDERO, Cristina
- Título: Modelo de cálculo de fiabilidad del proceso de inspección de mercado
- Fecha: 2009
- Materia: Ingeniería Industrial
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES
- Departamentos: INGENIERIA MECANICA Y DE FABRICACION
- Acceso electrónico: http://oa.upm.es/2161
- Director/a 1º: MUÑOZ SANZ, José Luis
- Resumen: Estado de la cuestión La creación del Espacio Común Europeo y del Mercado Único supone un reto, tanto para la actividad industrial, como para el desarrollo del libre comercio en los países de la Unión europea. Englobado en dicha actividad industrial se encuentra el sector de fabricación de máquinas y equipos que afecta, no sólo a fabricantes tanto de aparatos eléctricos domésticos, maquinaria agrícola y máquina-herramienta como de otros sectores industriales (pues las máquinas no son sólo productos de uso directo sino que, muchas de ellas son mercancías intermedias que entran en el proceso de fabricación de otras o son equipos destinados a otras industrias), sino también a los usuarios de las mismas. Para garantizar la libre circulación en todos los países de la Unión Europea, de forma que las máquinas compitan en igualdad de condiciones, la Administración de cada Estado Miembro debe velar porque el consumidor tenga unas mínimas garantías de calidad y seguridad con independencia del país de origen, amparándose entre otras, en las tareas de vigilancia de mercado. La legislación basada en la aplicación de Directivas de Nuevo Enfoque y Enfoque Global soporta todo este marco económico y comercial. En el caso que nos compete, se trata de la reciente y última Directiva 2006/42/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 17 de mayo de 2006, relativa a las Máquinas. Por otro lado, de la evolución histórica de la legislación se observa que la seguridad en máquinas ha recorrido un camino paralelo al de la preocupación de la Administración por la seguridad y salud del personal, por lo que no debe dejar de considerarse el Real Decreto 1215/1997. Respecto al objeto de esta tesis, se pueden encontrar textos como el de “La seguridad de las Máquinas: la conformidad de la maquinaria en el contexto del mercado interior europeo” de Andrés Blázquez Martín del año 2005 o “La seguridad de los Productos Industriales. Su aplicación en el Mercado Interior Europeo”, de Antonio Muñoz Muñoz y José Rodríguez Herrerías, que definen el marco general de actuación relativo a la seguridad de máquinas u otros textos más actuales englobados dentro de las políticas de actuación de la Comisión Europea (‘Market Surveillance in the UNECE Region’ by United Nations Publication 2004; ‘New Internal Market Package for Goods. European Commission.’ o ‘EMARS Strategy Document’) , que establecen de forma genérica el Nuevo marco legislativo para el marcado de productos, englobando todo un paquete de medidas a ser desarrolladas para garantizar la libre circulación de mercancías en el contexto actual (refuerzo de las estructuras de vigilancia de mercado, implantación de la acreditación externa de los laboratorios de ensayo y organismos de certificación e inspección, establecimiento de reglas para aumentar el grado de credibilidad del marcado CE y creación de un compendio de medidas adicionales a ser aplicadas en futuras directivas específicas). Bajando al nivel de cada estado miembro, si bien existe bastante bibliografía sobre actuaciones puntuales de control desarrolladas por algunos estados miembros (‘Statistics Market Surveillance 2007 of Federal Network Agency’- Stephan Winkelmann) o enfocadas a alguna tipología de máquina en particular, (‘Market surveillance of rotary lawn mowers’- Food And Consumer Product Safety Authority, The Netherlands 2005) no se ha hallado (porque no hay o no está disponible de forma abierta) bibliografía específica sobre las actividades o estadísticas de control de mercado de cada país o sobre la descripción de los procesos implantados para lograr ese control. Planteamiento del problema En este contexto, cabe plantearse una cuestión: Si bien, por ley esta establecido el marco para realizar tareas de control de mercado y están definidas las responsabilidades, ¿Cómo de eficiente es el procedimiento actual de control de la seguridad de máquinas que vienen desarrollando las autoridades competentes? Y relacionada con esta, surgen otras cuestiones más: ¿En que consiste dicho procedimiento de control? ¿Con qué datos se cuenta? Y por último, ¿Es posible medir de forma objetiva, la eficiencia del proceso a partir de esos datos? Objetivo global de la tesis El objetivo de esta tesis es establecer el procedimiento para medir la eficacia de las actividades de Inspección de Mercado en el marco Europeo, a través del estudio del actual procedimiento de inspección desarrollado por el Laboratorio de Seguridad de Máquinas de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Madrid, por aplicación directa de la Directiva de “Máquinas”, durante la ejecución de las campañas de Control de Productos Industriales (CPI). Derivadas del propio trabajo de investigación se han planteado otros objetivos secundarios encaminados a redefinir los parámetros que conlleven a optimizar la actual campaña de control de productos industriales. Metodología científica y descripción del trabajo realizado Se ha acometido en una primera fase, un estudio profundo de la bibliografía existente tanto del marco económico-legislativo y social, como de los aspectos técnicos de las tareas de vigilancia existentes actualmente, valorando su posible interrelación con otras actividades de control desarrolladas por organismos paralelos. Así mismo se ha aplicado en segunda instancia, una metodología de diseño no experimental, definiendo una muestra objeto de estudio (seleccionando un grupo representativo de la población, en base al cual se van a generalizar los resultados y, definiendo sin ambigüedad si esta unidad de muestra es probabilística o no), a partir de los datos recolectados en las CPI en un periodo de tiempo específico, con el propósito de: evaluar la calidad de los datos existentes, reorganizarlos de forma efectiva, analizar los resultados a través del tiempo (análisis de tendencia), ver comportamientos repetidos en una misma población (análisis de panel), y determinar las consecuencias o posibles relaciones entre unos subgrupos y otros. Una vez obtenida las conclusiones preliminares, a partir de este estudio cualitativo sobre el desarrollo de las actividades de control en estas CPI, se acomete un segundo planteamiento ya cuantitativo, estableciendo las premisas sobre las que se apoya el modelo matemático que representará el comportamiento de estas actividades de control de mercado. Como se verá en el desarrollo de la investigación, aunque la unidad de muestra seleccionada no es “probabilística pura”, sí permite acotar en cierta medida, el error de las predicciones del modelo y posibilita la generalización de los resultados obtenidos mediante la aplicación del mismo, permitiendo extrapolar información sobre el nivel de seguridad esperable del conjunto de productos existentes en el mercado y que no han sido sometidos a ensayo. Por otro lado, y en respuesta a los objetivos secundarios previamente mencionados, una vez obtenido el modelo se ha aplicado a los valores existentes sobre distintas campañas de inspección, llegando a establecer una serie de propuestas encaminadas a mejorar la metodología del propio proceso de control. En última instancia, tal y como ha sido planteada la metodología de la investigación, es perfectamente extrapolable al proceso de control de otras familias da máquinas efectuado por otros laboratorios al servicio del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio (MITyC), incluso a las campañas de control realizadas sobre estas tipologías de máquinas en los distintos países de la UE. Así, se asientan las bases para establecer un modelo estándar de ejecución de las Campañas de Control en todo el marco comunitario, lo que contribuiría de forma directa a conseguir la uniformidad de las tareas de inspección que demanda la normativa y la propia Comisión Europea. El contenido de la tesis se enmarca en diez capítulos principales (a los que precede el presente capítulo de Introducción) y tres capítulos adicionales de planificación del trabajo realizado, índice con la bibliografía general y específica consultada y, un último capitulo que recoge el conjunto de anexos a los que se va haciendo referencia a lo largo del presente documento. Contribuciones originales En base a los análisis preliminares al comienzo de la Tesis Doctoral y los posteriores aprendizajes adquiridos y dificultades detectadas a lo largo del desarrollo de la misma, se ha planteado una metodología para el análisis de los resultados de las campañas de control de productos industriales que permite, de un modo matemático y por tanto objetivo y generalizable, evaluar la situación actual del mercado en cuanto al cumplimiento de la Directiva de Máquinas; identificar tipologías de máquinas que se encuentran más lejos de los requisitos fijados por tal directiva; identificar estrategias de selección para futuras campañas de productos industriales y establecer, un método rápido de seguimiento de la evolución del mercado de las máquinas en el ámbito de las seguridad. Junto a esta aportación principal se numeran algunas otras, consecuencia de las investigaciones realizadas para dar respuesta a los objetivos planteados al comienzo y de los descubrimientos realizados a lo largo del desarrollo. ?? Se ha realizado una auditoria completa del actual proceso de inspección de Mercado desarrollado por el LSM, destacando tanto sus virtudes como sus deficiencias y permitiendo valorar en su conjunto en que grado se alcanzan los objetivos fijados por la legislación y las directivas aplicables a las tareas de vigilancia de mercado y poniendo de manifiesto las posibilidades de mejora. ?? Se ha realizado un profundo análisis sobre la situación del mercado derivada de la aplicación del principio de libre comercio, para las tipologías de máquinas a las que aplica este estudio, marcando la tendencia al aumento de productos de procedencia extra comunitario y poniendo de manifiesto posibles focos de incumplimiento por desconocimiento de las Directivas Comunitarias aplicables en materia de seguridad, sobre los productos de las tipologías estudiadas procedentes de 3ºs países. ?? De forma indirecta, se ha obtenido información relativa al funcionamiento de las actividades de control de las fronteras externas, poniendo de manifiesto la necesidad de reforzar este control, aumentando la cooperación entre las autoridades de control de fronteras y las autoridades de vigilancia de mercado. ?? Tal cual se ha planteado el modelo, ofrece una medida de la eficacia de las actividades de Inspección de Mercado desarrolladas en el marco Europeo, por lo que incluso se podría analizar su aplicación al seguimiento de la evolución de Directivas comunitarias similares. Como tal, está tesis doctoral pretende servir de ayuda a otros investigadores y a futuros doctorandos para el desarrollo de modelos matemáticos similares. ?? Se ha obtenido un punto de partida (`foto de la situación actual del mercado) para el desarrollo de estudios posteriores de la evolución del grado de cumplimiento (o incumplimiento) de los requisitos de seguridad de las tipologías de máquinas consideradas. ?? Se ha establecido un primer “ranking” de tipologías de máquinas clasificadas según su nivel de seguridad, resaltando qué tipos de producto son más críticos o presentan un peor comportamiento y cuáles pueden considerarse intrínsecamente seguros respecto a un determinado requisito de seguridad. ?? El análisis exhaustivo de los expedientes ha permitido tener datos estadísticos fiables sobre los tipos de incumplimientos más frecuentes encontrados en el diseño de las máquinas estudiadas y en base a esta información ha sido posible establecer futuras líneas de trabajo centradas en la corrección de alguno de estos incumplimientos. Incluso involucrando a otros agentes presentes en la cadena de comercialización de un producto que podrían de forma indirecta, contribuir a su control antes de la puesta en el mercado de nuevos productos. Conclusiones Por último y para concluir, aunque derivado de la investigación: se han detectado aspectos sobre los que convendría continuar investigando y trabajando para mejorar el modelo matemático propuesto; se han establecido las actividades más inmediatas a realizar para la mejora del desarrollo de las actuales campañas CPI e incluso, de cara a validar de forma adicional la metodología propuesta y poder considerar su extrapolación a otras Directivas de ámbito comunitario, se ha planteado el desarrollo de toda una serie de actividades que implica la colaboración con entidades ajenas al propio LSM, podemos afirmar que el modelo de fiabilidad propuesto cumple el objetivo fundamental de la tesis. Sus parámetros expresan claramente y de una forma sencilla y compacta, la eficacia de la inspección realizada en relación con todas las máquinas de un cierto tipo existentes en el mercado. Además, aunque existe un cierto margen de error, el modelo permite acotar dicho margen. Y por otro lado, el empleo de una función matemática conocida en el ámbito de la tecnología, ayuda a la interpretación adecuada de los resultados. ABSTRACT State of art The creation of the common European framework and the single market by 31 December 1992 involves a challenge, so much for the industrial activity, as for the development of the free trade in the countries of the European Union. The latter is one of the fourth mainstays of the European internal market. Machine and equipment manufacturing sector is included in such activity and affects not only to manufacturers of domestic electrical devices, agricultural machinery and machine-tools together with manufacturers of other industrial sectors (because machines themselves are not only final products but, many of them take part in the manufacturing process of other type of equipment or are equipments addressed to other industrial sectors), but also affects the final users. To ensure the free movement of goods in the Union, so unfair competition among machines is avoided, the Administration of each Member State is prime responsible for the protection of user’s interests related to quality and safety of products, independently of the manufacturing country, by means of market surveillance activities. According to related legislation: ‘market surveillance shall mean the activities carried out and measures taken by public authorities to ensure that products comply with the requirements set out in the relevant Community harmonisation legislation and do not endanger health, safety or any other aspect of public interest protection’. Legislation based in the application of New Approach and Global Approach Directives bears that economic and commercial frame. For machinery, it refers to latest and newest Directive 2006 /42/EC, of the European Parliament and of the Council, of 17 of May of 2006, relative to the Machines, that recasts and replaced 98/37/ED directive and its amendments. This Directive came into force on 29 June 2006, but will not be applied until 29th December 2009. On the other hand, following the historical evolution of the legislation, it can be asserted that safety concept in machines has run in parallel way to the of the Administration concerns for health and safety of users, so the Real Decreto 1215/1997 of 18th July must be taken into account. Regarding the main object of this thesis, there are texts such as ‘The security of the Machines: the compliance of the machinery in the context of the European internal market’ by Andrés Blázquez Martín , year 2005 or ‘Security of the Industrial Products. Its application in the European Internal Market’, of Antonio Muñoz Muñoz & Jose Rodríguez Herrerías, that setup the general frame of performance linked to safety of machines or besides this other up-to day texts linked to the current performance policy of the European Commission (‘Market Surveillance in the UNECE Region’ by United Nations Publication 2004; ‘New Internal Market Package for Goods. European Commission.’ o ‘EMARS Strategy Document’), that lay down the new legislative framework for the marking of products, and develop a great package of measures to guarantee the free circulation of goods in the market (by means of the reinforcement of market surveillance structures, the implantation of an external accreditation for the testing, certification and inspection bodies involved in product checking; the establishment of rules to increase the degree of credibility of the CE marking and a extensive compendium of additional measures to be applied in future directives). Going down to the level of each Member State, even if there are quite a lot publications about specific activities of control developed by specific countries (‘Statistics Market Surveillance 2007 of Federal Network Agency’- Stephan Winkelmann) or focused in a certain typology of machine (‘Market surveillance of rotary lawn mowers’- Food And Consumer Product Safety Authority, The Netherlands 2005), it could not be found (because it does not exist or is not available for external users) neither specific bibliography on the activities or statistics of market surveillance from each country nor the description of the processes implemented to achieve this control Justification of the thesis In this context, a first question arises. Even if, by law, the framework to implement and develop the tasks of market control is in placed and, the responsibilities are clearly defined, ¿How efficient the current process to control the safety of machine, implemented by the competent authorities is? Related to above question, it possible to pose a couple more: What does this control process consist of? What type of data is collected? And at last: Is possible to measure, in an objective way, the efficiency of the process with such data? Global aim of the thesis The aim of this thesis is to setup the procedure to measure the efficiency of the activities of Market Control in the European framework, by means of the study of the current procedure of inspection performed by the Safety Machinery Lab linked to the school of Industrial Engineers that belongs to the Polytechnic University of Madrid-Spain, analysing the data collected in the last five campaigns of Control of Industrial Products (in Spanish CPI) performed yearly by the mentioned Lab Basically, under each campaign it is verified whether a particular product falls within the scope of the Machinery Directive, verifying the compliance with essential health and safety requirements related to the design and construction of machinery and, testing the machine according to related Harmonised Standards (*).Basically, under each campaign it is verified whether a particular product falls within the scope of the Machinery Directive, verifying the compliance with essential health and safety requirements related to the design and construction of machinery and, testing the machine according to related Harmonised Standards (*). Resulting from the investigation, some other secondary targets have been posed, focused to redefine and optimize the parameters of the campaign of control. Methodology of research. Description of the tasks. In a first phase, a deep study of the bibliography so much of the legal-economic and social framework, as of the technical questions related to the current surveillance activities was undertaken, making an assessment of its possible interrelation with other activities of control Likewise, in a second phase, a methodology of non experimental design has been applied. The sample size and final sample (selecting a representative population, in order to generalize the results back and, setting up in unambiguous way if the final sample is the proper one in terms of statistics) was defined from data collected in CPI performed in a specific period of time. The purpose of this phase was to evaluate the quality of the data, arrange them in a proper way, analyse the results along the time (analysis of trend), see repeated behaviours in a same population (analysis of signpost) and finally, lays down the consequences or possible relations between some subgroups and others. Once the preliminary conclusions were got from this qualitative study, a second study (quantitative) was developed, laying down the base that supports the mathematical model. The latter will represent the behaviour of the activities of market control. Although the final sample is not random (due to the pre-selection process) it allows to limit the the error of the predictions’ model and, make possible to generalize the results got once the model is applied to the final sample back. It also allows extrapolating information over the level of safety expected from all over the products placed in the market but not selected for control. Furthermore and in order to achieve aforementioned secondary targets, the model has been applied to the existing data of previous inspection campaigns, so a set of proposals to improve the methodology of the monitoring/control process have been posed. Ultimately, as this research methodology has been proposed, it is perfectly extrapolated to other control process for either other machine typologies or performed by other laboratories recruited by Spanish Minister of Industry, Tourism and Trade (on forwards MITyC). Even if these campaigns of control have been carried out in different Member State of the European union.. Thus, the basis for establishing the standard of development and implementation of campaigns to control throughout the Community Framework can be setup. It also contribute directly to achieve an even level on the inspection tasks demanded by the regulation and the own European Commission Contents of the thesis fall into ten main chapters and three additional chapters with the planning, a general index and specific bibliography and, a final chapter that covers all the Annexes. Original Contributions Based on the preliminary analysis at the beginning of the research, adding the learning and issues identified along the investigation process, it has been possible to raise a method for analyzing the results of the campaigns of control of industrial products that allows , in an objective and therefore general way: to assess the current market situation in regard to the compliance with the Machinery Directive; to identify types of machines that are further away from the requirements established by this directive; to state strategies for selecting products in future campaigns of control and; to establish a easy and fast process to monitor the evolution of safety of machines in the market. Besides this main contribution, there are some others related to the secondary targets and learning acquired during the development of the investigation: • A complete audit of the current inspection process developed by the LSM has been made, highlighting both its strengths and its weaknesses, and also enabling a comprehensive assessment of the level of achievement of the Machine Directive. • A deep analysis of the market situation resulting from the application of the principle of free movement of goods has been made for the typologies of machines included in final sample. It points out to the incoming trend to increase Extra-EU products and highlights as possible source of failure the lack of knowledge in EU directives of such typologies coming from 3rd countries. • Indirectly, it has obtained information concerning the operation of external border controls, highlighting the need to strengthen this control, increasing cooperation between border control authorities and market surveillance authorities . • The model provides a measure of the effectiveness of the market inspection activities developed in the European framework, so it could be possible to pose its application to monitor the evolution of similar EU Directives. As such, this doctoral thesis aims to help other researchers and doctoral students for the future development of similar mathematical models. • It has been possible to obtain a starting point (current market situation) in order to go on with the study of the evolution of the degree of compliance (or lack thereof) of the safety requirements of the types of machines. • It has established an initial ranking of machine types classified according to their level of security, highlighting what types of product are more critical or have a worse level of fulfilment and what can be considered intrinsically safe for a certain safety requirement. • A thorough analysis of the records has allowed getting reliable statistical data on the most frequent types of shortcomings and non-conformities found in the design of the machines. Based on this information, it was possible to define future lines of research, focusing on minimise such non-conformities. Even if, it involves other actors in the trade supply chain of a product that could indirectly contribute to their control before placing it on the market. Conclusions Finally, although derived from the research it have been identified areas that should need future development to improve the mathematical model proposed, it have been established a package of measures to improve the development of the current CPI campaigns. Even, in order to additionally validate the proposed methodology and to consider its extrapolation to another similar directives at EU level, a wide range of activities that involves collaboration with entities outside the LSM have been also raised, so we can state that the proposed reliability model fulfils the basic objective of the thesis. Its parameters clearly expressed in a simple and clear way, the effectiveness of the performed inspection for all machines of a certain typology placed on the market. Furthermore, although there is a certain margin of error, the model allows limiting this margin. On the other hand, the use of a well-known mathematical function in the field of technology helps to the proper interpretation of results