Controle Estatístico da Qualidade: Introdução e Definições

CONTROLE ESTATÍSTICO DA QUALIDADE INTRODUÇÃO CONSIDERAÇÕES INICIAIS De acordo com a definição de Taguchi um produto ou serviço de qualidade é aquele que atende perfeitamente às especificações atingindo o valor alvo com a menor variabilidade possível em torno dele Cada produto possui um número de elementos que em conjunto descrevem sua adequação ao uso Esses elementos são frequentemente chamados características da qualidade ou indicadores de desempenho CONSIDERAÇÕES INICIAIS Segundo Montgomery 1985 essas características podem ser de diversos tipos físicas tais como comprimento peso voltagem e viscosidade sensoriais como gosto aparência e cor ou de orientação temporal como confiabilidade manutenção utilidade e durabilidade O controle estatístico do processo CEP é uma técnica estatística aplicada à produção que permite a redução sistemática da variabilidade nas características da qualidade de interesse contribuindo para a melhoria da qualidade intrínseca da produtividade da confiabilidade e do custo do que está sendo produzido DEFINIÇÃO DE CONTROLE ESTATÍSTICO DE PROCESSO O controle estatístico do processo é um sistema de inspeção por amostragem operando ao longo do processo com o objetivo de verificar a presença de causas especiais ou seja causas que não são naturais ao processo e que podem prejudicar a qualidade do produto manufaturado Uma vez identificadas as causas especiais podemos atuar sobre elas melhorando continuamente os processos de produção e por conseguinte a qualidade do produto final DEFINIÇÃO DE CONTROLE ESTATÍSTICO DE PROCESSO O CEP fornece uma radiografia do processo identificando sua variabilidade e possibilitando o controle dessa variabilidade ao longo do tempo através da coleta de dados continuada análise e bloqueio de possíveis causas especiais que estejam tornando o sistema instável Num ambiente competitivo o controle estatístico abre caminho para melhorias contínuas uma vez que garante um processo estável previsível com uma identidade e capacidade definidas cuja evolução pode ser facilmente acompanhada OBJETIVOS DO CONTROLE ESTATÍSTICO DE PROCESSO O principal objetivo do CEP é possibilitar um controle eficaz da qualidade feito pelo próprio operador em tempo real Isso aumenta o comprometimento do operador com a qualidade do que está sendo produzido e libera a gerência para as tarefas de melhoria O CEP possibilita o monitoramento das características de interesse assegurando que elas irão se manter dentro de limites preestabelecidos e indicando quando devem ser tomadas ações de correção e melhoria É importante ressaltar a importância de se detectar os defeitos o mais cedo possível para evitar a adição de matériaprima e mãodeobra a um produto defeituoso OBJETIVOS DO CONTROLE ESTATÍSTICO DE PROCESSO O CEP objetiva aumentar a capacidade dos processos reduzindo refugo e retrabalho e por consequência o custo da má qualidade Assim ele proporciona às empresas a base para melhorar a qualidade de produtos e serviços e simultaneamente reduzir substancialmente o custo da má qualidade SISTEMA DE CONTROLE DO PROCESSO O controle da qualidade depende de quatro elementos fundamentais que constituem um sistema de controle do processo e que serão apresentados a seguir 1 O processo em si O processo em si é uma combinação de equipamentos insumos métodos procedimentos e pessoas tendo como objetivo a fabricação de um bem ou o fornecimento de um serviço efeito Mão de obra SISTEMA DE CONTROLE DO PROCESSO O desempenho do processo depende da maneira como ele foi projetado e construído e da maneira como ele é operado O restante do sistema que será descrito na continuação é útil na medida em que contribui para melhorar o desempenho do processo SISTEMA DE CONTROLE DO PROCESSO 2 Informações sobre o processo As informações sobre o desempenho de um processo são obtidas a partir do estudo cruzado dos itens a seguir a qualidade das características do produto final b qualidade das características intermediárias e c ajuste dos parâmetros do processo As informações sobre o processo são úteis na medida em que alavancam ações de melhoria Se não se pretende agir sobre o processo coletar informações é inútil e dispendioso SISTEMA DE CONTROLE DO PROCESSO 3 Ações sobre o processo A coleta de dados e as ações ao longo do processo são orientadas para o futuro pois permitem detectar o defeito assim que ele é gerado possibilitando a atuação sobre o processo no momento e local adequado Essas ações podem envolver controle sobre as matériasprimas ajuste nos parâmetros do processo manutenção periódica treinamento de operadores etc Corrigindose o processo evitase que novas peças defeituosas sejam produzidas SISTEMA DE CONTROLE DO PROCESSO 4 Ações sobre o produto final As inspeções sobre o produto final são orientadas para o passado pois elas permitem apenas separar o produto conforme do produto nãoconforme refugo que pode eventualmente ser retrabalhado As inspeções têm algumas vantagens pois impedem que produtos defeituosos cheguem ao cliente mas não são uma forma eficiente de ação Agir sobre o processo é mais eficaz pois impede que novas peças defeituosas sejam produzidas VARIABILIDADE CAUSAS COMUNS E CAUSAS ESPECIAIS DE VARIAÇÃO A variabilidade está sempre presente em qualquer processo produtivo independente de quão bem ele seja projetado e operado Se compararmos duas unidades quaisquer produzidas pelo mesmo processo elas jamais serão exatamente idênticas VARIABILIDADE CAUSAS COMUNS E CAUSAS ESPECIAIS DE VARIAÇÃO Contudo a diferença entre peças pode ser grande provocando o aparecimento de produtos defeituosos ou pode ser praticamente imperceptível Além disso as fontes de variabilidade podem agir de forma diferente sobre o processo Conforme a fonte de variabilidade o resultado pode ser a pequenas diferenças peçaapeça habilidade do operador diferenças na matériaprima etc b alteração gradual no processo desgaste de ferramentas temperatura do dia etc e c alteração brusca no processo mudança de procedimento queda de corrente troca de set up etc VARIABILIDADE CAUSAS COMUNS E CAUSAS ESPECIAIS DE VARIAÇÃO Para o gerenciamento do processo e redução da variabilidade é importante investigar as causas da variabilidade no processo O primeiro passo é distinguir entre causas comuns e causas especiais de variação VARIABILIDADE CAUSAS COMUNS E CAUSAS ESPECIAIS DE VARIAÇÃO Deming 1986 explica que a confusão entre causas comuns e especiais leva à maior variabilidade e a custos mais elevados A atuação em causas comuns como se fossem causas especiais pode levar a um aumento indesejado da variação além de representar um custo desnecessário Por outro lado se causas especiais passarem despercebidas elas podem ser incorporadas ao resultado do processo tornando aceitável o que deveria ser rejeitado além de se perder uma oportunidade de melhoria do produto CAUSAS COMUNS As causas comuns são as diversas fontes causas de variação que atuam de forma aleatória no processo gerando uma variabilidade inerente do processo Essa variabilidade representa o padrão natural do processo pois é resultante do efeito cumulativo de pequenas fontes de variabilidade causas que acontecem diariamente mesmo quando o processo está trabalhando sob condições normais de operação Um processo que apresenta apenas as causas comuns atuando é dito um processo estável ou sob controle pois apresenta sempre a mesma variabilidade ao longo do tempo Devido à variabilidade inerente do processo as medidas individuais de uma característica de qualidade são todas diferentes entre si mas quando agrupadas elas tendem a formar um certo padrão Quando o processo é estável esse padrão pode ser descrito por uma distribuição de probabilidade Parâmetro de localização que representa a tendência central dos dados Ao lado podem ser vistas duas distribuições com parâmetros de localização diferentes Parâmetro de dispersão que representa a variabilidade dos dados em torno da tendência central Ao lado podem ser vistas duas distribuições com parâmetros de dispersão diferentes Parâmetro de forma que representa a forma da distribuição simétrica assimétrica uniforme exponencial etc Ao lado podem ser vistas duas distribuições com parâmetros de forma diferentes As causas comuns em geral só podem ser resolvidas por uma ação global sobre o sistema e muitas vezes a atuação sobre elas não se justifica economicamente Os operadores estão em boa posição para identificálas mas a sua correção exige decisão gerencial A correção pode não se justificar economicamente CAUSAS ESPECIAIS As causas especiais são causas que não são pequenas e não seguem um padrão aleatório erros de setup problemas nos equipamentos ou nas ferramentas um lote de matéria prima com características muito diferentes etc e por isso também são chamadas de causas assinaláveis São consideradas falhas de operação Elas fazem com que o processo saia fora de seu padrão natural de operação ou seja provocam alterações na forma tendência central ou variabilidade das características de qualidade Elas reduzem significativamente o desempenho do processo e devem ser identificadas e neutralizadas pois sua correção se justifica economicamente As causas especiais geralmente são corrigidas por ação local e por isso são de responsabilidade dos operadores apesar de algumas vezes a gerência estar em melhor posição para resolver o problema Aspecto Especial Comum A meta de um sistema de controle do processo é permitir que sejam realizadas decisões corretas referentes a quando agir sobre o processo pois tanto o excesso de ação quanto a falta de ação são prejudiciais Assim a função do sistema de controle do processo é fornecer um sinal estatístico sempre que causas especiais estejam presentes de forma que ações corretivas possam ser disparadas DISTRIBUIÇÃO DE PROBABILIDADE Uma distribuição de probabilidade se caracteriza por três parâmetros Parâmetro de localização que representa a tendência central dos dados Abaixo podem ser vistas duas distribuições com parâmetros de localização diferentes Parâmetro de dispersão que representa o espalhamento dos dados em torno da tendência central Abaixo podem ser vistas duas distribuições com parâmetros de dispersão diferentes Parâmetro de forma que representa a forma da curva Ao lado podem ser vistas duas distribuições com parâmetros de forma diferentes TIPOS DE DISTRIBUIÇÃO DE PROBABILIDADE Tipo nominalémelhor Características de qualidade do tipo nominalémelhor por exemplo características dimensionais tendem a apresentar uma distribuição de probabilidade aproximadamente simétrica pois as causas de variabilidade geram valores que podem se afastar tanto para cima como para baixo do alvo Elas apresentam limite superior de especificação e limite inferior de especificação TIPOS DE DISTRIBUIÇÃO DE PROBABILIDADE Tipo maiorémelhor Características de qualidade do tipo maiorémelhor por exemplo resistência mecânica tendem a apresentar uma distribuição de probabilidade assimétrica à esquerda pois muitas vezes existem limitações tecnológicas que dificultam a obtenção de valores altos enquanto que muitos causas de variabilidade podem gerar valores baixos Elas apresentam apenas limite inferior de especificação TIPOS DE DISTRIBUIÇÃO DE PROBABILIDADE Tipo menorémelhor Características de qualidade do tipo menoré melhor por exemplo nível de ruído tendem a apresentar uma distribuição de probabilidade assimétrica à direita pois muitas vezes existem limitações tecnológicas dificultando a obtenção de valores baixos enquanto que muitos causas de variabilidade podem gerar valores altos Elas apresentam apenas limite superior de especificação COMPARAÇÃO ENTRE MÉDIA E MEDIANA A comparação entre média e mediana ajuda a identificar o tipo de distribuição de probabilidade ANÁLISE DAS CARTAS DE CONTROLE No início de estudos que utilizam cartas de controle o processo é colocado em funcionamento e são coletados dados referentes à característica em estudo Esses dados podem ser entre outros a dimensões de uma peça usinada b número de defeitos em um circuito impresso c viscosidade de um produto químico d resistência de um componente e e peso de um refrigerante ANÁLISE DAS CARTAS DE CONTROLE A coleta de dados é realizada com uma certa frequência e tamanho de amostra definidos de acordo com a característica em estudo Por exemplo pode ser adequado coletar de hora em hora amostras com 3 peças e medir seus diâmetros A frequência de amostragem deve ser compatível com as principais causas de variabilidade presentes no sistema ANÁLISE DAS CARTAS DE CONTROLE Logo após calculase a média o desvio padrão e então os limites de controle associados às causas comuns de variabilidade poderão ser definidos Na Figura 5 podese visualizar os limites de controle em um exemplo de carta de controle Uma vez definidos os limites de controle os dados continuam sendo coletados e são plotados na carta de controle Esta é a tarefa do diaadia monitoramento ANÁLISE DAS CARTAS DE CONTROLE Processo estável versus processo instável Se apenas as causas comuns estão presentes o comportamento do processo é estável e previsível Se o processo é estável apenas as causas comuns estão presentes logo as medidas devem se manter dentro dos limites de controle ANÁLISE DAS CARTAS DE CONTROLE Em geral no início do monitoramento os processos apresentam várias causas especiais como pode ser visto na Figura ao lado Então acontecem ações dirigidas pelas cartas de controle e aos poucos as causas especiais vão sendo identificadas e eliminadas uma a uma Com o passar do tempo obtémse um processo estável e previsível ANÁLISE DA CAPACIDADE DO PROCESSO Após a eliminação de todas as causas especiais o processo estará funcionando em controle estatístico Um processo em controle estatístico ou estável é aquele que possui variabilidade associada apenas às causas comuns ou seja ele segue um certo padrão previsível ao longo do tempo No entanto esse padrão estável do processo pode ou não ser capaz de produzir peças que atendam às especificações de clientes ou de projeto Uma vez eliminadas as causas especiais podese então avaliar a real capacidade do processo comparando sua variabilidade associada apenas às causas comuns com as especificações ANÁLISE DAS CARTAS DE CONTROLE Se a variabilidade devida às causas comuns for excessiva ou seja maior do que a amplitude das especificações o processo é dito não capaz e a gerência deve atuar sobre o sistema Se a variabilidade inerente do processo for menor do que a amplitude de especificações o processo é dito capaz Nesse caso as ações devem ser tomadas apenas quando o processo apresentar eventuais causas especiais Quando o processo é instável ou seja apresenta causas especiais a avaliação de sua capacidade não faz muito sentido pois reflete apenas um determinado momento já que o processo não apresenta um comportamento previsível LSE meta LIE Estável Instável PROCEDIMENTO ITERATIVO DE MELHORIA Coleta de dados Cálculo dos limites de controle Avaliação da estabilidade do processo Avaliação da capacidade do processo ROTINA MELHORIA Ação local Ação sobre as causas especiais Ação no sistema Ação sobre as causas comuns Operador Tratamento anomalia Gerência DOE PDCA PROCEDIMENTO ITERATIVO DE MELHORIA Como pode ser visto o procedimento de melhoria da qualidade através do controle estatístico acontece em duas etapas principais Primeiro eliminandose as causas especiais para tornar o processo estável e previsível ao longo do tempo Essa melhoria é conseguida através de ações localizadas efetuadas pelos operadores Essas ações se justificam economicamente e em geral já são suficientes pois frequentemente verificase que o processo uma vez estável atende às especificações Segundo quando necessário atuandose no sistema para reduzir as causas comuns de variabilidade Essa melhoria é de responsabilidade da gerência pois em geral envolvem maiores investimentos que nem sempre se justificam economicamente Ou seja começase atuando nas causas especiais que provocam um dano bastante grande ao processo e são relativamente fáceis de bloquear e apenas quando necessário atuase nas causas comuns de variabilidade que mobilizam maiores recursos INSPEÇÃO VERSUS CONTROLE ESTATÍSTICO DO PROCESSO A inspeção e o controle estatístico do processo possuem características e objetivos distintos No curto prazo uma inspeção 100 fornece mais resultados na detecção de unidades defeituosas pois elas são filtradas e dirigidas para retrabalho ou sucata No entanto as atividades de inspeção não promovem a melhoria dos processos pois tomam tempo e mobilizam os recursos em atividades que não agregam valor Além disso levam a um certo relaxamento na manufatura uma vez que tudo vai ser inspecionado depois O processo de filtrar unidades defeituosas gera uma distribuição que se assemelha ao modelo uniforme com muitas unidades afastadas do alvo Resultado de inspeção massiva muitas unidades afastadas do alvo operadores e desempenho do processo dependentes da inspeção Resultados do CEP unidades centradas em torno do alvo operadores e desempenho do processo livres da inspeção CONTROLE ESTATÍSTICO DO PROCESSO O CEP ao contrário da inspeção 100 prioriza ações sobre as causas especiais ou seja sobre a origem do problema Ele não utiliza inspeção massiva pois isso iria mobilizar os recursos que são importantes para a solução das causas especiais Além disso de nada adiantaria identificar logo no primeiro dia um grande número de causas especiais pois faltariam recursos para a investigação dessas causas O CEP opera numa escala de tempo mais longa pois as causas especiais vão sendo identificadas e eliminadas aos poucos ao longo do tempo com paciência e persistência No final das contas o CEP atinge aquilo que aparentemente não é o seu objetivo ou seja um processo livre de unidades defeituosas que atende amplamente às especificações e cujo desempenho independe dasatividades de inspeção VANTAGENS DO CONTROLE ESTATÍSTICO DO PROCESSO O emprego correto das cartas de controle a permite que o monitoramento do processo seja executado pelos próprios operadores b fornece uma distinção clara entre causas comuns e causas especiais servindo de guia para ações locais ou gerenciais c fornece uma linguagem comum para discutir o desempenho do processo possibilitando a alocação ótima dos investimentos em melhoria da qualidade e d auxilia o processo a atingir alta qualidade baixo custo unitário consistência e previsibilidade VANTAGENS DO CONTROLE ESTATÍSTICO DO PROCESSO Em um ambiente competitivo só há espaço para as empresas que adotam uma ótica de melhoria contínua Assim periodicamente é preciso rever as especificações reavaliar a capacidade do processo e agir sobre o sistema quando necessário A melhora da qualidade representada pela redução da variabilidade do processo promove natural e inevitavelmente um aumento de produtividade Melhorando a qualidade os custos diminuem devido à redução do retrabalho erros e atrasos e da melhor utilização da tecnologia e matériaprima Consequentemente a produtividade aumenta possibilitando a captação de mercados Trabalhandose continuamente pela qualidade os novos negócios são mantidos e amplia se a fatia de mercado REFERÊNCIAS RIBEIRO JLD CATEN CS Controle estatístico do processo Série Monográfica Qualidade FEENGUFRGS Porto Alegre 2012