Sistema de Medição: Conceitos, Métricas e Qualidade

05062023 1 Sistema de Medição QSME M Eng Engenharia e Gestão da Qualidade Professor Alberto A G Grossi 2 JURAN J M DEFEO J A Jurans Quality Handbook McGraw Hill Editora 2010 LORENTZ E G et all Certificação em Engenharia da Qualidade Curso completo QG Editora 2014 AUTOMOTIVE INDUSTRY ACTION GROUP AIAG Análise dos Sistemas de Medição MSA 4ª edição WERKEMA M C Catarino Avaliação da Qualidade de Medidas Ed Werkema 1ª edição WHEELER D J LYDAY R W Evaluating the Measurement Process MONTGOMERY D C Controle Estatístico da Qualidade Ed Gen LTC 7ª ed httpportalactioncombr Bibliografia 3 O que será abordado nesta disciplina 4 1 Conceitos metrológicos e métricas estatísticas 2 Sistemas de medição 3 Sistemas de calibração 4 Rastreabilidade 5 Erros de medição 6 Estudos de RR 7 Efeitos da variabilidade 8 Sistema de medição por atributo 9 Ensaios destrutivos e não destrutivos leitura complementar 10 Exercícios com o MINITAB INTRODUÇÃO 1 5 O processo de medição é um processo de produção que produz números Walter Shewhart Conceito da qualidade 6 05062023 2 O conceito da qualidade tem mudado ao longo do tempo Conceito da qualidade 7 Demanda do cliente centro da especificação VISÃO TRADICIONAL Qualquer valor dentro da especificação é considerado bom NOVA PERSPECTIVA Qualquer desvio em relação ao objetivo é considerado perda Quanto maior o desvio maior é a perda função perda de Taguchi Perda Perda Perda Um pouco de perda Um pouco mais de perda Sem perda produto ruim Conceito da qualidade 8 ESPECIFICAÇÃO Limite inferior Limite superior Perda Perda Perda Nenhuma perda produto bom Empresas de classe mundial buscam processos centrados e com a mínima variabilidade Conceito da qualidade 9 25 medidas da mesma peça feitas por três diferentes instrumentos Valor nominal da peça 0100 INSTRUMENTO A 014 015 015 017 015 015 016 014 015 016 016 016 015 016 016 017 017 016 014 016 015 015 016 014 017 INSTRUMENTO B 009 011 008 007 011 009 011 009 016 012 008 012 014 008 011 010 013 014 011 012 010 013 015 010 013 INSTRUMENTO C 009 010 010 010 009 009 010 011 011 010 009 009 011 011 009 010 011 010 011 010 010 009 011 010 010 0155 ax 0 00963 a 0111 bx 0 0234 b 0100 cx 0 00764 c Dados e análise de dados 10 0155 ax 017 016 015 014 013 012 011 010 009 008 007 V verdadeiro Erro V verdadeiro 017 016 015 014 013 012 011 010 009 008 007 0111 bx Erro V verdadeiro 017 016 015 014 013 012 011 010 009 008 007 0100 cx Erro 00 A B C Instrumento A Instrumento C Instrumento B Dados e análise de dados 0 00963 a 0 0234 b 0 00764 c 11 Exatidão O instrumento C é o mais exato EC 0 O instrumento B tem exatidão melhor que A e pior que C Do ponto de vista da exatidão o instrumento A é o pior instrumento maior erro menos exato curva boca de sino mais deslocada do valor verdadeiro Precisão O instrumento A tem precisão melhor que B e pior que C Do ponto de vista da precisão O instrumento B é o pior maior desvio padrão maior dispersão curva boca de sino mais larga O instrumento C é o melhor menor desvio padrão menor dispersão curva boca de sino mais estreita Dados e análise de dados 12 05062023 3 MÉTRICAS ESTATÍSTICAS E CONCEITOS METROLÓGICOS 2 13 Variação do Sistema de Medidas Estabili dade Exatidão Lineari dade Repetitividade precisão Reprodutibi lidade Resolu ção Unifor midade Consis tência Principais métricas Repetiti vidade Posição da média Variação devido ao instrumento de medida V devido aos operadores 14 Dispersão Tendência erro vício ou viés é a diferença entre a média de medidas observadas e a média das mesmas peças medidas por um instrumento padrão ou de referência valor verdadeiro Tendência Valor de referência Erro sistemático Xbarra V referência Erro sistemático tendência viés vício 15 Xbarra Dispersão Exatidão é o grau de concordância entre o resultado de uma medição e um valor verdadeiro do mensurando Média das medidas A Valor de referência Valor de referência B Média das medidas Tendência Exatidão Equipamento A é mais exato que equip B pois tem menor tendência 16 Tendência 0 O erro relacionado à exatidão é chamado de erro sistemático Exatidão é um conceito qualitativo Classe grade de exatidão pode ser 001 01 025 05 etc Juran pág 2332 O erro pode ser positivo ou negativo Na calibração e ajuste o erro sistemático é reduzido fazendo uma correção de magnitude igual e sinal oposto ao erro O termo precisão não deve ser usado para exatidão Exatidão 17 É a variação lenta e gradual da tendência ao longo do tempo Aptidão de um instrumento de medição em conservar constantes suas características metrológicas ao longo do tempo Sistema estável os resultados obtidos para a tendência em diferentes instantes são iguais Estabilidade Valor de referência t0 Tendência t1 Tendência t2 A tendência variou ao longo do tempo pois não há estabilidade do equipamento 18 05062023 4 A estabilidade é caracterizada pela medida da mesma peça ao longo do tempo 5005 5004 5003 5002 5001 5000 4999 Jan Mai Jul Exemplo medida da viscosidade de uma solução Uma amostra padrão é usada 10 medidas são realizadas no dia 15 dos meses de jan mai e jul As médias das medidas variam significativamente O sistema de medidas não é estável Estabilidade 19 X X X É a variação do erro tendência ao longo da faixa de operação do instrumento Valor médio Parte inferior da faixa de operação Valor médio Parte superior da faixa de operação Valor de referência Erro tendência Tendência Tendência Linearidade Faixa de operação 0 100 20 erro constante Linearidade é a diferença entre os valores de tendência ao longo da faixa de operação do instrumento de medida O grau de linearidade da tendência pode ser quantificado como a inclinação da curva média da tendência ao longo da faixa de operação b1 0 não apresenta problemas de linearidade ou seja não há variação da tendência ao longo da faixa de operação 1 5 9 13 17 21 Valores de referência faixa de operação 00 Tendência vício 15 10 05 05 10 15 Valor médio da tendência em cada amostra vício Não há problemas de linearidade Linearidade 21 Linearidade 22 Valores de referência V observado Tendência erro constante Linearidade Tendência não constante Erro Tendência Valores de referência Tendência constante Linearidade Tendência não constante Médias das medidas B É o grau de concordância entre medidas individuais selecionadas aleatoriamente A habilidade de um instrumento repetir suas próprias medidas é a precisão repetibilidade É a medida da dispersão das diversas medidas realizadas normalmente designada pelo desvio padrão Precisão Como σA σB o instrumento A é menos preciso que o instrumento B Médias das medidas A 23 Uma operação de calibração e ajuste não melhora a precisão de um instrumento O erro relacionado com a precisão é chamado de erro aleatório ou randômico Devido às grandes confusões que se faz com o termo precisão o mesmo está em desuso O termo repetitividade tem sido usado como substituto de precisão Precisão 24 Variabilidade Erro aleatório 05062023 5 Repetitividade Repetitividade A dispersão dispersão B É a variação nas medidas obtidas com um instrumento quando usado diversas vezes por um mesmo operador medindo a mesma característica da mesma peça Repetitividade é o grau de concordância entre os resultados de medições sucessivas do mesmo mensurando feitas sob as mesmas condições de medição A repetitividade representa o grau de dispersão de várias medidas repetidas feitas de um mesmo valor do mensurando Repetitividade 25 As condições de repetitividade incluem O mesmo procedimento de medição O mesmo operador O mesmo instrumento de medição usado sob as mesmas condições O mesmo local O mesmo período de tempo curto para as repetições A repetitividade pode ser expressa quantitativamente em termos da dispersão característica dos resultados A repetitividade é a precisão do instrumento A precisão é mantida através da manutenção programada do instrumento Repetitividade 26 Repetitividade Variação dentro do sistema de medição da peça amostra forma posição acabamento superficial conicidade consistência da amostra do instrumento reparo desgaste falha do equipamento de fixação baixa qualidade do padrão qualidade classe desgaste do método variação do ajuste na técnica operacional no zerar o equipamento na fixação da peça etc do avaliador técnica posição falta de experiência treinamento de manuseio fadiga etc O melhor termo para designar a repetitividade é a variação dentro do sistema condições fixas e definidas 27 Operador A Reprodutibilidade É a variação entre as médias de medições realizadas por diferentes operadores usando o mesmo instrumento de medição quando medindo a mesma característica na mesma peça O objetivo é determinar as variações na medição devido à influência do operador uma vez que utilizase o mesmo instrumento as mesmas condições para cada operador Reprodutibilidade Valor de referência Operador B Operador C 28 É conhecida como variação entre avaliadores ou entre sistemas ou entre condições de medição Reprodutibilidade Variação entre sistemas de medição Peças amostras diferença média quando medindo tipos de peças A B C etc utilizando o mesmo instrumento operadores e método Instrumentos diferença média usando instrumentos A B C etcpara as mesmas peças operadores e ambientes Padrões influência média de diferentes conjuntos de padrões no processo de medição Métodos diferença de médias causada pela mudança do ponto de densidade sistemas manual x automático métodos para zerar fixar apertar etc Avaliadores operadores Diferença média entre os avaliadores A B C etc causada por treinamento técnica habilidade e experiência Ambientes Diferença média em medições ao longo do tempo 1 2 3 etc causado pelos ciclos ambientais este é o estudo mais comum para os sistemas altamente automatizados quando da qualificação do produto e processo 29 Muitas vezes em sistemas automatizados o operador não faz as medições Por esta razão a reprodutibilidade é denominada como a variação das médias entre sistemas ou entre condições de medição A definição da ASTM American Society for Testing and Materials inclui não apenas diferentes operadores mas também os diferentes dispositivos de medição laboratórios e ambientes temperatura umidade Reprodutibilidade 30 05062023 6 REPETITIVIDADE erro aleatório dispersão TENDÊNCIA erro sistemático Aceitável Não aceitável Tendência x Repetitividade x x x x Aceitável Não Aceitável 31 É o grau de mudança na repetitividade durante um período de tempo Um processo de medição consistente está sob controle estatístico no que diz respeito à variabilidade Range médio LIC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 6 5 4 3 2 1 LSC Consistência 32 Gráfico de variações range desvio padrão etc Ideal uniforme Não uniforme Dispersão variando entre inicio e o final da faixa de operação Início da faixa de operação Média Parte superior da faixa de operação Média uniforme É a mudança na repetitividade dentro de uma faixa de trabalho esperada Faixa de operação Dispersão das medidas Valor de referência Uniformidade 33 Discriminação ou resolução é a menor variação de um valor de referência ou de uma variável de controle que um instrumento pode detectar e indicar fielmente Algumas vezes também é chamada de sensibilidade do equipamento Ex Em um sistema com resolução de 0001 mm As medidas 1002 1005 0998 serão indicadas como 1002 1005 0998 As medidas 10002 10003 e 09997 seriam todas indicadas como 1000 mm Regra prática A discriminação de um instrumento deve ser um décimo da amplitude range a ser medido especificação do produto tolerância do processo Discriminação resolução sensibilidade 34 6σ Variação do processo Processo LSE LIE Discriminação resolução sensibilidade 35 Tolerância da especificação ou tolerância do processo Resolução adequada 110 0128 013 0132 0134 0136 0138 014 0142 0144 0146 0148 015 0152 1 2 3 4 5 6 Resolução de 001 Resolução de 0001 Discriminação resolução sensibilidade 0142 0138 0140 0140 0134 0130 0146 0150 0142 0140 0142 0140 36 05062023 7 Discriminação resolução sensibilidade 37 LSE LIE LSE LIE Discriminação Ruim Discriminação Boa Apenas três valores diferentes foram percebidos pelo medidor Muitos valores diferentes foram percebidos pelo medidor Discriminação resolução sensibilidade 38 Como o paquímetro digital tem resolução de 001 mm concluímos que este é adequado para realizar tal medição Considere um sistema de medição para medir o diâmetro de um conector de torneira com tolerância de 05 mm Equipamento de medição paquímetro digital de resolução 001mm Resolução necessária Tolerância 10 110 01mm Tolerância 05 mm faixa de 10 mm Discriminação resolução sensibilidade 39 A incerteza do resultado de uma medição reflete a falta de conhecimento exato do valor do mensurando Fontes possíveis de incerteza Amostragem não representativa Condições ambientais Erro de tendência pessoal na leitura de instrumentos analógicos Resolução finita do instrumento Valores inexatos dos padrões Repetitividade Resultado de uma avaliação que tem por fim caracterizar a faixa dentro da qual se espera que o valor real do mensurando se encontre geralmente com uma dada probabilidade Incerteza 40 É um valor que seria obtido por uma medição perfeita Valores verdadeiros são por natureza indeterminados Valor verdadeiro convencional ou referência Valor atribuído a uma grandeza específica e aceito às vezes por convenção como tendo uma incerteza apropriada para uma dada finalidade Frequentemente um grande número de resultados de medições de uma grandeza é utilizado para estabelecer um valor verdadeiro convencional Valor verdadeiro 41 RR É uma estimativa da variação combinada da repetitividade e da reprodutibilidade É a variância resultante da soma das variâncias dentro do sistema repe e entre sistemas repro σ2 RR σ2 repetitividade σ2 reprodutibilidade σ2 RR σ2 dentro do sistema σ2 entre sistemas 42 σ2 RR σ2 repe σ2 repro 05062023 8 SISTEMA DE MEDIÇÃO 3 43 É a coleção de instrumentos ou dispositivos de medição padrões operações métodos dispositivos de fixação software pessoal ambiente e premissas utilizadas para quantificar a unidade de medição ou corrigir a avaliação de uma característica sendo medida o processo completo para obter as medições Sistema de medição Método Ponto de medição Dispositivo de fixação Peçaproduto Geometria Deformação Interferência Pessoal Capacitação Treinamento Motivação Equi de Medição Calibração Certificado de calibração Análise crítica do certificado Temperatura Umidade Vibração Óleo no ar Sujeira Meio ambiente Saída Atributo Kappa Falso Alarme Taxa de erro Graus de concordância Variável Grandeza Unidade Discriminação tol10 Repetitividade Conceito Sistema de medição 44 Medição de má qualidade Decisões de má qualidade Prejuízos Controle de processo Controle de produto Os resultados das medições devem ser avaliados para determinar se o sistema de medição é aceitável para sua pretendida aplicação Um sistema de medição deve estar estável só com causas comuns sob controle estatístico antes de qualquer análise adicional ser considerada válida Conceito Sistema de medição 45 As propriedades estatísticas definem a qualidade dos dados Custo e facilidade de uso também são desejáveis Propriedades estatísticas Produz somente dados corretos durante todo o tempo sempre concorda com o valor de referência padrão Sistema de medição ideal Zero variância Zero erro tendência Zero probabilidade de classificar erroneamente produtos Propriedades de um sistema de medição ideal Um sistema de medição ideal sempre produz medições corretas 46 1 Adequada discriminação e sensibilidade Os incrementos das medidas devem ser pequenos em relação à variação do processo ou aos limites da especificação para o propósito da medição regra 10 para 1 2 O sistema de medidas deve estar sob controle estatístico isto significa que sob condições de repetição a variação do sistema de medição é devido somente às causas comuns e não devido as causas especiais 3 Para o controle do produto a variabilidade do SM deve ser pequena comparada com os limites de especificação 4 Para o controle do processo a variabilidade do SM deve demonstrar efetiva resolução e ser pequena em relação à variação do processo de fabricação 6σ do processo eou variação total TV Propriedades de um bom sistema de medição 47 Deve ser exato Ele deve produzir um número que é próximo do valor verdadeiro da propriedade que esta sendo medida Deve ser repetitivo Se o sistema de medidas é aplicado repetidamente ao mesmo objeto as medidas produzidas devem ser próximas uma das outras Não deve apresentar problemas de linearidade O sistema de medidas deve ser capaz de produzir medidas exatas e consistentes ao longo de toda a faixa de operação o erro de tendência deve ser constante Deve ser reproduzível O sistema de medidas deve produzir os mesmos resultados quando usado por diversas pessoas adequadamente treinadas Deve ser estável Quando aplicado para medir a mesma peça o sistema de medidas deverá produzir os mesmos resultados no futuro como foi produzido no passado Propriedades de um bom sistema de medição 48 05062023 9 SISTEMA DE CALIBRAÇÃO 4 49 50 As características metrológicas exatidão precisão etc são alteradas devido a vibração temperatura umidade envelhecimento etc mesmo quando estocados Os sistemas de calibração comprovação metrológica tem como objetivo a gestão a comprovação uso de equipamentos de medição incluindo os padrões utilizados para demonstrar a conformidade com os requisitos especificados validação dos dados Conceito Sistema de calibração 51 Calibração Comparação de um padrão de medida ou instrumento de exatidão conhecida com outro padrão ou instrumento para detectar correlacionar registrar ou eliminar por ajuste qualquer variação na exatidão do item sendo comparado Conceito Sistema de calibração 52 A ISOIEC 17025 Requisitos Gerais para Competência de Laboratórios de Ensaio e Calibração é uma Norma Técnica utilizada pelo INMETRO como a própria descrição diz é composta por um conjunto de requisitos direcionados aos laboratórios de ensaio e calibração Conceito Sistema de calibração 53 A norma 17025 estabelece critérios para comprovar a aptidão técnica dos laboratórios visando garantir que todos os laboratórios do mundo utilizem os mesmos procedimentos evitando comprometer os padrões e possíveis divergências entre as empresas A norma17025 exige a implantação de um sistema de gestão de qualidade competência técnica e capacidade de gerar bons resultados utilizando os critérios de rastreabilidade validação de métodos e cálculos de incertezas A norma ISO 100121 ou NBR ISO 100121 contém os requerimentos de garantia da qualidade para um fornecedor assegurar que medidas sejam feitas com a exatidão visada além das referências recomendação para a implementação dos requerimentos Um sistema de calibração deve descrever conter Os padrões a serem utilizados Os intervalos de calibração Os procedimentos a serem seguidos A exatidão requerida ou incerteza tolerada Como tratar os resultados inaceitáveis A identificação única dos padrões e instrumentos calibrados Controle e registros de todos os dados da calibração Etiquetas de calibração no mínimo 4 informações conforme ISO 10012 1 ou NBR ISO 10012 1 data da calibração data da próxima calibração nome do executante e unidade responsável pela calibração Gerência Laboratório etc MILSTD 45662 cita apenas as 3 primeiras informações Características de um sistema de calibração 54 05062023 10 Um sistema de calibração deve descrever conter Controle de todos os equipamentos de inspeção medição e ensaios que afetam a qualidade Relação das pessoas responsáveis Limitações existentes Método de calibração como o serviço deve ser realizado Critérios de aceitação Cuidados com armazenamento transporte e manuseio dos equipamentos Tratamento das ações corretivas etc Lacres de proteção Identificação da situação do instrumento antes da calibração Características de um sistema de calibração 55 Características de um sistema de calibração 56 Definição do intervalo inicial para calibração O intervalo de calibração inicial deve ser estabelecido considerando Especificação do fabricante Experiência do usuário Conhecimento do intervalo usado em outras organizações Recomendação do laboratório responsável pela calibração Condição método e frequência de uso Criticidade da grandeza medida Características de um sistema de calibração 57 Uma boa prática para alterar o intervalo de calibração Após a realização de cada três ciclos de calibração os três últimos resultados devem ser analisados e o intervalo pode ser alterado conforme a seguir Todas ok dobrar o intervalo Deficiência em 1 das 3 calibrações manter o intervalo Deficiência em 2 das 3 calibrações reduzir o intervalo à metade Deficiência em 3 das 3 calibrações descartar o instrumento Observação Ao identificar um instrumento não conforme o usuário deve primeiramente adotar meios para impedir sua utilização A seguir devese avaliar a validade das medições feitas antes da calibração do instrumento e notificar os usuários quando houver comprometimento dos resultados O controle das ações para a manutenção da integridade dos padrões é fundamental Os equipamentos de medidas e teste são normalmente utilizados manuseados embalados transportados para calibração e armazenados Procedimento detalhando cada atividade acima As condições ambientais de uso e armazenamento são extremamente importantes Fatores como temperatura taxa de variação de temperatura umidade iluminação vibração controle de poeira limpeza interferência eletromagnética ruído sonoro e outros devem ter seus limites máximos especificados tanto para uso como para armazenamento Integridade dos padrões 58 RASTREABILIDADE 5 59 As medidas que são rastreáveis ao mesmo padrão ou a padrões similares estarão mais próximas do que aquelas que não são rastreáveis Isso ajuda a reduzir a necessidade de reteste rejeição de bons produtos e aceitação de maus produtos RASTREABILIDADE é definida pela ISO e pelo VIM International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology como A propriedade de uma medição ou o valor de um padrão através do qual pode ser relacionado a referências estabelecidas normalmente padrões nacionais ou internacionais através de uma cadeia contínua de comparações que possuem suas incertezas estabelecidas Conceito Rastreabilidade 60 05062023 11 Metrologia Científica e Industrial Metrologia Legal Informação Tecnológica Avaliação da Conformidade Educação para Qualidade Acreditação de Organismos e de Laboratórios Regulamentação INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Principais atividades Ministério de Desenvolvimento Indústria e Comércio Exterior Institutos nacionais de medidas 61 Padrão Nacional de Medida Padrão reconhecido por uma decisão nacional para servir em um país como base para atribuir valores a outros padrões da grandeza a que se refere ISO 100121 ou NBR ISO 100121 nota O padrão nacional é sempre um padrão primário Padrão Internacional de Medida Padrão reconhecido por um acordo internacional para servir internacionalmente como base para estabelecer valores de outros padrões da grandeza a que se refere ISO 100121 Hierarquia dos padrões 62 Padrão Secundário ou de Transferência Um padrão que deve ser usado para avaliar um equipamento de teste São padrões com nível exatidão abaixo do padrão primário Padrão de Trabalho Um padrão que é usado para calibrar equipamentos usados para medições no processo e no produto São padrões de terceiro nível usualmente calibrados por padrões secundários Hierarquia dos padrões 63 Padrão de transferência ou secundário Padrão de trabalho Instrumentos de medição do processo ou características do produto Padrão primário Hierarquia dos padrões 64 Este é um exemplo de hierarquia A exatidão dos padrões varia amplamente ao longo dos diversos níveis da hierarquia No nível dos padrões primários a exatidão é limitada pelo estado da arte No nível mais baixo a exatidão dos padrões de trabalho é determinada pela adequação ao uso O gap de exatidão depende também do número de níveis de padrões e laboratórios padrões de transferência e trabalho utilizados em cada situação Hierarquia dos padrões 65 ERROS DE MEDIÇÃO 6 66 05062023 12 Decisão valor Medição Análise pessoal equipamento processo a ser medido condição do ambiente treinamento procedimento para medir procedimento para calibração e ajuste pontos de controle monitoração indicadores de performance ferramentas estatísticas análise dos dados ações de controle de processo ações para aprovaçãoreprova ção de produto ações p melhoria do processo de medição Processo de medição Processo produtivo serviço Processo a ser gerenciado Gestão de processo 67 Erro sistemático Todas as medidas são acrescidas de um mesmo valor fixo ou de um mesmo valor relativo Este tipo de erro não produz qualquer variação extra em um conjunto de medidas ou seja o desvio padrão não é afetado Erro aleatório É irregular e imprevisível Está presente em todas as medidas e quando as medidas são repetidas este erro resulta na variabilidade das medidas Fontes de erros 68 Valor de referência Erro de medição Valor medido V observado Repetibilidade Reprodutibilidade Erro aleatório Erro sistemático Variabilidade Tendência Fontes de erros Erro de medição total Valor de referência Variabilidade Erro aleatório Erro aleatório Erro sistemático 69 Fontes de erros 70 Composição do erro Os erros não se somam aritmeticamente a variância dos erros é que se somam Eles estão relacionados como se segue Onde OBS desvio padrão das medidas realizadas observadas OP desvio padrão devido à variação do operador EOP desvio padrão devido à variação entre operadores M desvio padrão devido à variação do material E desvio padrão devido à variação do equipamento de teste P desvio padrão devido à variação dos procedimentos 2 2 2 2 2 2 P E M EOP OP OBS Fontes de erros 71 Processo Entradas Saídas Sistema de medidas Entradas 2 PROC 2 MED 2 OBS Saídas Medidas observadas Fontes de erros 72 Variação do processo Variação do sistema de medidas Variação observada 05062023 13 Variação do sist medidas Variação do processoproduto σ2 MED σ2 OBS σ2 PROC Fontes de erros 73 7 74 ESTUDOS DE RR Variações devidas à amostragem Variações de curto período Variações de longo período Calibração exatidão Linearidade Estabilidade Repetibilidade Variações devidas ao operador Reprodutibilidade RR Variações devidas ao instrumento Variações do processo Variações do sist medição Variações totais observadas Variações do processo 75 76 Por que usar um estudo de medição RR cruzado O estudo compara a variação do sistema de medição à variação total do processo ou tolerância da especificação Se a variação do sistema de medição for grande proporcionalmente à variação total o sistema pode não ser adequado para distinguir variações entre as peças Estudo de RR 77 A variabilidade de um sistema de medição é pequena comparada com a variabilidade do processo de fabricação A variabilidade de um sistema de medição é pequena comparada com os limites de especificação do processo Quanta variabilidade em um sistema de medição é causada por diferenças entre operadores Um sistema de medição é capaz de discriminar diferenças entre peças Um estudo de medição cruzada de RR pode responder a perguntas como Estudo de RR 78 O sistema de medição pode discriminar entre rolamentos de tamanho diferentes Exemplos Quanto da variabilidade no diâmetro medido de um rolamento é causado pelo paquímetro instrumento de medição Quanto da variabilidade no diâmetro medido de um rolamento é causado pelo operador Estudo de RR 05062023 14 O MSA Measurement System Analysis documento das montadoras de automóveis Automotive Industry Action Group AIAG descreve três técnicas aceitáveis para o estudo das variações das medidas Método da amplitude Range Método da média e da amplitude Range Método análise da variância ANOVA Estudo de RR 79 Fornece de forma rápida uma aproximação da variabilidade de medição Não permite decompor a variabilidade em repetitividade e reprodutibilidade É usado quando se quer uma verificação rápida de mudança do RR do dispositivo de medição Método da amplitude Range Estudo de RR 80 Método da média e da amplitude range Este método é uma forma que permite a estimativa da repetitividade e da reprodutibilidade para um sistema de medição Decompõe a variação em três categorias V peças amostra V dos operadores e a V do instrumento erro aleatório repetibilidade Método análise da variância ANOVA É uma técnica estatística padrão e pode ser usada para avaliar o erro de medição e outras fontes de variabilidade de dados em um estudo do sistema de medição Decompõe a variação em quatro categorias V peças amostra V operadores V interação entre peça e operador e a V instrumento de medição erro aleatório repetibilidade Extrai mais informação dos dados experimentais é mais exato Estudo de RR 81 Método análise da variância ANOVA Estudo de RR 82 Variação total Repetibilidade Reprodutibilidade Variação de peça para peça variação do processo produtivo Variação do sistema de medição Variação devida aos operadores Variação devido ao instrumento de medição Interação entre operadores e peças 1 2 3 4 Livro da M Cristina Werkema Avaliação de Sistemas de Medição Operadores Estes estudos foram iniciados pela General Motors em 1980 Posteriormente vieram os estudos da FORD e da ASTM Os estudos diferem apenas na abrangência do intervalo das distribuições das medidas GM 99 515 ASTM 95 4 FORD 9973 6 Para se obter uma estimativa confiável da variação RR Devese incluir dois ou mais operadores Usar no mínimo dez amostras Usar no mínimo duas medições por amostra por operador Estudo de RR 83 Repetitividade Equipment Variation EV Um sistema é dito repetitivo se sua variabilidade é consistente repete as medidas A amplitude range mostra se há repetitividade Se a amplitude range é pequena há pouca variação entre a maior e a menor leitura da mesma peça muito repetitivo Se a amplitude range é grande há muita variação entre a maior e a menor leitura da mesma peça pouco repetitivo Estamos falando de variação de leituras dentro da mesma peça Within Se o gráfico de controle R range ou S desvio padrão está fora de controle então existem causas especiais que estão tornando o sistema de medidas inconsistente variando Estudo de RR 84 EV ou repe 05062023 15 Repetitividade Equipment Variation EV Se o gráfico de controle R range ou S desvio padrão está sob controle então a repetitividade pode ser determinada calculando a amplitude range média das leituras ou o desvio padrão médio das leituras O gráfico das médias mostra se há variação de medidas entre peças variação do produtoprocesso A situação desejável no gráfico das médias é que 50 ou mais dos pontos estejam fora dos limites de controle Isto indica que o sistema de medição tem sensibilidade para detectar a variação de peça para peça Estudo de RR 85 EV ou repe Cálculo da repetitividade Equipment Variaton 1 Determinar o range médio das leituras 2 Determinar o desvio padrão estimado através de 3 Determinar a variação total desejada nº de desvios padrão Z vezes o desvio padrão estimado R d2 R EV EV Z EV repetitividade EV Z EV EV ou repe d2 é tabelado e depende de nº operadores x nº amostras e nº de medidas Exemplo Z 515 desvios padrão para 99 de confiança Estudo de RR 86 Reprodutibilidade Appraiser Variation Um sistema de medidas é reproducível se diferentes operadores produzem resultados consistentes A variação entre operadores representa uma diferença entre eles A variação reprodutibilidade entre operadores pode ser estimada comparando as médias dos operadores entre si O desvio padrão desta variação pode ser estimado através do range R das médias entre operadores 𝑅 ҧ𝑥 Estudo de RR 87 AV ourepro 1 Determinar o range das médias dos operadores 2 Determinar o desvio padrão estimado σAV ou σrepro através da fórmula 3 Determinar a variação total desejada nº de desvios padrão Z vezes o desvio padrão estimado min max x x Rx reprodutibilidade AV Z AV d2 é tabelado e depende de nº operadores x nº amostras e nº de medidas n nº vezes cada item medido r nº produtos peças medidos r n R EV x AV d 2 2 2 Desvio padrão Cálculo da reprodutibilidade Appraiser Variation AV Estudo de RR 88 r n R repe x repro d 2 2 2 ou Desvio padrão Quando o resultado da operação dentro do radical for negativo σrepro é zero Estudo de RR Critérios para aprovação de um sistema de medição SM 89 da V total ou Tol especificação da contribuição Variância Decisão Comentários PT 10 PC 1 SM geralmente é considerado aceitável Recomendável especialmente útil para ordenar ou classificar peças ou quando for requerido um controle apertado 10 PT 30 1 PC 9 Pode ser aceito para algumas aplicações A decisão deve ser baseada por exemplo na importância da aplicação da medição custo do dispositivo de medição custo do retrabalho ou reparo O sistema de medição deve ser aprovado pelo cliente PT 30 PC 9 Considerado inaceitável Todos os esforços dever tomados para melhorar o sistema de medição PT Percentual da Tolerância do SM PC Percentual da Contribuição do SM Estudo de RR Critérios para aprovação de um sistema de medição com base no número distinto de medidas NDC NDC 5 R R p NDC 1 41 σp Desvio padrão da variação do processo e σRR Desvio padrão da variação do RR 90 Capacidade de distinguir um número distinto de categorias de medidas Número de categorias Significado 2 O sistema de medidas não pode discriminar diferenças entre peças 2 Peças podem ser divididas em dois grupos alto e baixo como os dados por atributo 5 O sistema de medidas é aceitável de acordo com a AIAG e pode distinguir diferenças entre peças 05062023 16 Estudo de RR 91 Devese observar ainda no gráfico das amplitudes dos avaliadores Os pontos apresentados devem estar todos sob controle As sequências das amplitudes obtidas pelos avaliadores devem ser distintas Quando existir somente um dois ou três valores possíveis para a amplitude dentro dos limites de controle as medições estarão sendo feitas com discriminação inadequada E também a carta R mostrar quatro valores possíveis para a amplitude e mais de ¼ de valores nulos as medições estarão sendo feitas com a discriminação inadequada Estudo de RR Médias Aval A Aval B Aval C LSC LIC LSC LIC Médias Interpretação dos gráficos das médias Médias superpostas Médias não superpostas 92 Estudo de RR Interpretação dos gráficos das médias Mais de 50 dos pontos estão fora dos limites de controle o que é desejável indicando que o sistema de medição tem sensibilidade para distinguir a variação de peça para peça Nenhuma diferença significativa de avaliador para avaliador é identificada de imediato Devese compreender que no gráfico das médias os limites de controle são definidos por Xbarra A2Rbarra A faixa A2Rbarra representa a variabilidade do sistema de medição Quanto maior for a repetitividade das medidas menor é o valor de Rbarra e mais fechado será o intervalo entre os limites Se os valores de médias estão fora desses limites significa que a variação do sistema de medidas A2Rbarra tem variação menor que a variação do processo variação das médias e isto é muito desejável O gráfico é uma sinalização visual do quanto o sistema de medição é adequado ou não A quantificação disso se dará através dos cálculos Livro Evaluating the Measurement Process Donald Wheeler pág 3839 93 Estudo de RR Interpretação dos gráficos das amplitudes Amplitudes Peças LSC LIC Aval A Aval B Aval C Amplitudes LSC LIC Amplitudes superpostas Amplitudes não superpostas 94 Estudo de RR Interpretação dos gráficos das amplitudes Se todas amplitudes estiverem sob os limites de controle todos os avaliadores estarão fazendo o mesmo trabalho Se um dos avaliadores estiver fora dos limites de controle então o método de medição utilizado por ele difere dos demais avaliadores A causa especial precisa ser eliminada e as medidas fora dos limites precisam refeitas Se todos avaliadores tiverem alguma amplitude fora de controle a técnica utilizada pelos avaliadores necessita ser melhorada Nenhuma carta de controle deve apresentar viés padrões de dados relativos aos avaliadores ou peças Para uma carta das amplitudes com todos os pontos sob controle dizse que o sistema de medição é consistente 95 Ações recomendadas Repetitividade grande instrumento é a maior fonte de variação Analisar influências de desgastes Avaliar processo de calibração e ajuste Avaliar dispositivos auxiliares Pesquisar nova instrumentação Reprodutibilidade grande operador é a maior fonte de variação Rever procedimento para medição Desenvolver programa de treinamento e qualificação para operadores Reavaliar a influência dos fatores subjetivos Estudo de RR ver MSA montadoras páginas 55 e 56 96 05062023 17 Avaliar o sistema de medição abaixo Medidor de concentração de uma substância química Nº de peças medidas 20 Nº de operadores 1 Nº de medidas 2 medidas por peça Especificação da concentração 20 a 100 ppm Estudo de RR exemplo 1 97 Nº da amostra Medidas da concentração ppm 1 2 1 297 283 29 14 2 339 325 332 14 3 283 297 29 14 4 382 382 382 0 5 269 255 262 14 16 368 368 368 0 17 283 283 283 0 18 269 297 283 28 19 354 368 361 14 20 269 269 269 0 3154 1415 R x x R Estudo de RR exemplo 1 98 O gráfico R mostra a variabilidade do instrumento Avalia a consistência das medidas 0000 1 415 000 0 4625 1 415 267 3 3 4 D R LIC D R LSC Gráfico R dos Ranges n 2 nº de leituras D4 3267 D3 000 000 050 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Ranges Nº das amostras Gráfico R Ranges sob controle estatístico Estudo de RR exemplo 1 99 O gráfico apresenta uma situação sob controle estatístico o operador conseguiu repetir as suas medidas Não existem causas assinaláveis As variações existentes são aleatórias devidas às causas comuns O processo é consistente repetitivo Observação a resolução do equipamento de medidas não é o mais adequada Gráfico dos Ranges R Estudo de RR exemplo 1 100 2888 1 415 188 54 31 3420 1 415 188 54 31 2 2 A R x LIC A R x LSC Gráfico das médias O gráfico das médias representa a variabilidade do processo variação entre os produtos Para n 2 duas leituras A2 188 2500 2700 2900 3100 3300 3500 3700 3900 4100 4300 Médias Nº das amostras Gráfico das médias 50 ou mais dos pontos estão fora dos limites 3420 2888 3154 Estudo de RR exemplo 1 101 Gráfico das médias O processo está fora de controle estatístico A maioria dos pontos está fora dos limites de controle o que é desejável pois indica que grande parte da variação existente é do processo e não do sistema de medidas O spread A2R é pequeno pois o valor de R também é pequeno visto que o sistema de medidas está repetitivo consistente Estudo de RR exemplo 1 102 05062023 18 Situação desejável do ponto de vista do sist de medição Sistema de medidas tem baixa variabilidade Analista de processo inicia investigação das causas de variação do processo Variações existentes nos produtos gráficos das médias são variações principalmente do próprio processo Gráfico das médias fora de controle Gráfico R dos ranges sob controle sist medidas consistente repetitivo Conclusão Estudo de RR exemplo 1 103 Repetitividade 99 15 5 2 20 20 114437 1 1 415 2 de confiança para Z leituras e amostras op d R d2 R EV 12365 14437 1 1415 EV ppm Z EV EV 6 3679 1 2365 515 Variabilidade do equipamento em da especificação da especificação EV 7 96 100 80 6 3679 aceitável excelente especificação 100 20 80 ppm d2 tabela 103 da página B13 da apostila Estudo de RR exemplo 1 104 σrepe ou σEV OBS ppm s 48 4 ppm PV MEAS PV OBS 4 301 12365 4 48 2 2 2 2 2 ppm Z PV PV 2215 4 301 515 Variabilidade do processo em da especificação desvio padrão de 40 medidas 27 7 100 80 2215 PV especificação 100 20 80 ppm de confiança para Z 99 515 Variação do processo peça Pr ocessVariation PV Estudo de RR exemplo 1 105 Avaliar o sistema de medição abaixo Medidor de espessura de um placa de cobre Especificação da espessura 175 015 mm Discriminação do medidor 0001 mm Nº de peças medidas 10 Nº de operadores 3 A B e C Nº de medidas 3 medidas por peça Considerar o intervalo de 99 Estudo de RR exemplo 2 106 Estudo de RR exemplo 2 107 0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Ranges LIC LM LSC 1715 1725 1735 1745 1755 1765 1775 1785 1795 1805 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Médias LIC LM LSC Gráfico das médias Avaliador A Avaliador B Avaliador C Gráfico dos ranges Avaliador A Avaliador B Avaliador C Estudo de RR exemplo 2 108 Media entre cada peça 05062023 19 Análise dos gráficos Gráficos das médias A grande maioria mais 50 dos pontos médias das peças medidas pelos operadores estão fora dos limites de controle A distância entre os limites de controle e a média é muito pequena pois a repetitividade do sistema de medição é muito boa grande gerando pequena variação range R é pequeno assim a distância entre os limites de controle A2R é muito estreita Estas duas observações indicam então que as variações existentes no gráficos das médias são devido ao processo e não devido ao sistema de medição Isto é desejável do ponto de vista do sistema de medição Estudo de RR exemplo 2 109 Análise dos gráficos Gráficos dos Ranges R Os valores dos ranges representam a variação entre as medidas de uma mesma peça e portanto a repetitividade Observase que os pontos estão todos entre os limites de controle e portanto só existem causas comuns provocando variações nas medidas Isto é desejável do ponto de vista do sistema de medição O sistema de medição é estável consistente Estudo de RR exemplo 2 110 Estudo de RR exemplo 2 111 Estudo de RR exemplo 2 No cálculo σEV σrepe da repetitividade usase a amplitude R pois ela reflete a média das amplitudes médias das 30 medidas 10 pç x 3 medidas cada das peças Isto é reflete a variação das medidas repetidas No cálculo σAV σrepro da reprodutibilidade usase a amplitude Rx pois esta amplitude reflete a variação entre as médias dos operadores maior média menor média Isto é reflete a variação entre as médias dos operadores No cálculo σPV da peça processo usase a amplitude Rp pois esta amplitude reflete a variação entre as médias de cada peça ou seja a variação das médias do processo Existem diversas maneiras de estimar o desvio padrão e a mais apropriada é através da amplitude R σ R d2 112 Como o valor da variação de RR é 73 menor que 10 da variação total do processo o sistema de medição é bom O cálculo do ndc indica que o medidor usado é adequado pois tem capacidade de distinguir mais de 5 categorias de medidas ndc 141 σVp σRR 141 002497 0001831 1923 Arredondase o ndc para o número inteiro inferior mais próximo ndc 19 Estudo de RR exemplo 2 113 Estudo de RR recomendações livro da M Cristina Werkema Avaliação de Sistemas de Medição 114 A forma de condução do estudo deve ser previamente explicada aos operadores O método de medição deve ser avaliado para que seja possível verificar se ele está sendo cumprido e se está correto As unidades dos produtos que serão medidas devem ser selecionadas aleatoriamente da produção As unidades escolhidas podem ou não estar dentro das especificações estabelecidas para a característica da qualidade de interesse É aconselhável escolher itens distribuídos em toda a faixa de especificação Cada unidade deve ser rotulada com um número ou código para facilitar sua identificação e coleta de dados 05062023 20 Estudo de RR recomendações livro da M Cristina Werkema Avaliação de Sistemas de Medição 115 Pelo menos 10 unidades do produto devem ser medidas no estudo Cada unidade do produto deve ser medida uma vez em ordem aleatória e as leituras devem ser registradas em uma folha de verificação apropriada Cada unidade do produto deve ser medida uma segunda vez também em ordem aleatória e as leituras devem ser registradas em uma outra folha de verificação É importante manter os registros separados para que os operadores não sejam influenciados pelos resultados obtidos anteriormente As medições das unidades do produto devem continuar até que o número desejado de medidas por unidade seja alcançado Cada grupo de medições deve ser registrado em uma folha de verificação separada Medição de má qualidade Decisões de má qualidade Prejuízos Controle de processo Controle de produto Efeitos da variabilidade na tomada de decisão Efeitos da variabilidade 116 Efeitos da variabilidade Foco da decisão O que se deseja Controle do produto O produto está dentro da especificação Controle do processo A variação do processo é estável e aceitável 117 Para melhor entender considere o sistema de medição só com causas comuns e sem erro sistemático toda a variabilidade existente seja devido a Repetitividade e Reprodutibilidade processo de medição está sob controle estatístico e tem zero erro tendência 0 on target Efeitos da variabilidade 118 Erro tipo I erro α Erro tipo II erro β Produto Processo Rejeitar peça boa Aceitar peça ruim Tratar causa comum como especial Tratar causa especial como comum Na análise de produtos e processos algumas vezes cometese dois tipos de erros Efeitos da variabilidade Controle do produto Erro do tipo II Erro do tipo I V produto V obs V produto V SME LSE LIE LME Sistema de medição centrado e sem dispersão ideal não existe erro Variação produto 119 V obs V produto V SME LIE LSE Variação do produto Variação observada Grande variação das medidas LIE LSE Variação observada Variação do produto Erro sistemático das medidas A variação das medidas contribuem para a variação das medidas observadas A capabilidade do processo pode parecer pior do que é na realidade O deslocamento devido ao erro sistemático desloca a média observada A capabilidade do processo pode parecer melhor ou pior do que é na realidade Controle do produto Efeitos da variabilidade 120 05062023 21 III III Produtos bons sempre serão classificados como produtos bons II II II Potenciais decisões erradas poderão ser tomadas onde I Produtos ruins sempre serão classificados de ruins I I área de incerteza área de incerteza Efeitos da variabilidade Controle do produto LIE LSE LME 121 Para maximizar a tomada de decisões CORRETAS Melhorar o processo de produção reduzir a variabilidade do processo de maneira que nenhum produto seja produzido na área II Melhorar o sistema de medidas reduzir o erro do sistema de medidas para reduzir o tamanho da área II de maneira que todos os produtos que estão sendo produzidos caiam dentro da área III e então minimize o risco de tomada de decisão errada Efeitos da variabilidade Controle do produto 122 Três condições do SM são necessárias para a análise esteja em controle estatístico esteja on target centrado esteja com variabilidade aceitável capaz A decisão está relacionada com as causas comuns e especiais causa comum sendo classificada como causa especial causa especial sendo classificada de causa comum Efeitos da variabilidade Controle de processo 123 Erro tipo I erro que se comete ao se afirmar que o processo está fora de controle quando na realidade ele está sob controle Erro tipo II erro que se comete ao se afirmar que o processo está sob controle quando na realidade ele está fora de controle Efeitos da variabilidade Controle de processo 124 y LSC LIC X Medidas de médias 3σx 3σx O processo está sob controle mas devido à variabilidade do sistema de medidas a medida observada pode ficar fora dos limites de controle concluindose que o processo está fora de controle quando ele não está Exemplo GRÁFICO Xbarra Efeitos da variabilidade Controle de processo 125 2 2 SM proc Uma causa especial está atuando no processo processo está fora de controle O gráfico está dizendo que o processo está sob controle quando na realidade ele está fora de controle O SM está jogando a medida observada para dentro dos limites de controle É o erro do tipo II ou beta Imagine uma balança medindo para menos Exemplo GRÁFICO Xbarra y LSC LIC X Medidas de médias 3σx 3σx Efeitos da variabilidade Controle de processo 126 05062023 22 8 SISTEMAS DE MEDIÇÃO POR ATRIBUTOS 127 128 Os dados por atributo podem ser Binários um de dois valores o A resposta pode estar correta ou incorreta o A peça pode ser aprovada ou reprovada Nominais variáveis não ordenadas e categóricas o O tecido por ter defeitos como rasgos desfiados ou má impressão o O sabor do vinho é doce seco ou frutado Ordinais variáveis ordenadas e discretas o As medalhas olímpicas são ouro prata e bronze o A qualidade do vinho é classificada em uma escala de 1 5 Nosso foco Conceitos básicos 129 Uma análise de concordância por atributos avalia a consistência das respostas dentro de cada avaliador e entre os avaliadores e se for apropriado compara as respostas com os valores de um padrão ou referência Precisão é a diferença entre os resultados dos avaliadores independentemente do padrão Avalia a dispersão dos avaliadores Isso pode gerar repetibilidade ou reprodutibilidade Exatidão Vicio é a diferença entre os resultados obtidos pelos avaliadores e o padrão Avalia a exatidão dos avaliadores Isso pode gerar concordância ou discordância Conceitos básicos 130 Avaliação de sistema de medição por atributos Reprodu tibilidade Exatidão vício dos avaliadores Precisão dos avaliadores Repeti bilidade Concordân cia global eficácia global Conceitos básicos Comparação de todos avaliadores x padrão Concordân cia individual Comparação de cada avaliador x padrão Discordância Classificação errada falso positivo Alarme falso falso negativo Mistura Inconsistência 131 A avaliação de sistemas de medição por atributos é feita com base nos percentuais de concordância individual classificação errada e alarme falso do MSA Measurement System Analysis da Automotive Industry Action Group AIAG Característica avaliada Categorias Aceitável Marginal Inaceitável Concordância individual com padrão 90 80 90 80 Alarme falso 5 5 10 10 Classificação errada 2 2 5 5 Critérios para avaliação de S M por atributos Sempre que um avaliador ou instrumento for classificado como marginal ou inaceitável ações corretivas deverão ser adotadas Após a implementação das ações corretivas o estudo deverá ser refeito 132 Uma empresa fabricante de produtos alimentícios apresentou um aumento do número de embalagens defeituosas de tortas congeladas no último ano A empresa decidiu avaliar o sistema de inspeção que vinha sendo utilizado para detecção de embalagens defeituosas com o objetivo de verificar se o mesmo era confiável Nesse sistema as embalagens eram visualmente inspecionadas para que possíveis defeitos embalagem rasgada aberta com data de validade do produto ilegível entre outros pudessem ser detectados Se uma embalagem apresentasse um ou mais defeitos ela deveria ser classificada como defeituosa e a seguir ser separada do restante da produção Exercício do livro AVALIAÇÃO DE SISTEMA DE MEDIÇÃO da autora Maria Cristina Werkema página 82 Werkema Editora Exercício 05062023 23 133 Três avaliadores foram responsáveis pela inspeção 20 embalagens nove perfeitas e onze defeituosas foram previamente inspecionadas e classificadas pelo engenheiro responsável pelo processo para servirem de padrão Cada avaliador inspecionou aleatoriamente três vezes cada embalagem Os resultados da inspeção foram apresentados na tabela seguinte sendo P embalagem perfeita e D embalagem defeituosa Componentes do estudo Exercício 134 Exercício Exemplo 31 página 83 Livro da M C Werkema Avaliação de Sistema de Medição 135 A repetibilidade representa a capacidade de o avaliador repetir a mesma resposta quando avalia repetidas vezes o mesmo item de modo independente do padrão A avaliação da repetibilidade é feita por meio da comparação dos resultados para um mesmo avaliador Repetibilidade concordância dentro do avaliador Avaliador Nº peças inspecionadas Nº de peças repetidas Repetibilidade Itens não repetidos A 20 19 1920 95 6 B 20 16 1620 80 5 11 15 e 17 C 20 19 1920 95 6 136 Repetibilidade concordância dentro do avaliador Avaliador Nº peças inspecionadas Nº de peças repetidas Repetibilidade Itens não repetidos A 20 19 1920 95 6 B 20 16 1620 80 5 11 15 e 17 C 20 19 1920 95 6 Não usa o padrão como referên cia 137 Os operadores A e C dão uma resposta mista para uma peça peça 6 Observe que o operador A no item 6 classifica a peça como perfeita na primeira avaliação como defeituosa na segunda avaliação e perfeita na terceira avaliação O operador A não foi consistente repetitivo no item 6 O mesmo ocorreu com o operador C O operador B discordou de si mesmo inconsistente não repetitivo em 4 itens peças 5 11 15 e 17 Observe que o parâmetro que está sendo avaliado é a variação dispersão dentro do avaliador O operador pode estar muito consistente repetitivo e errado se comparado com o padrão referência A repetitividade concordância dentro do avaliador não faz comparação com o padrão Repetibilidade concordância dentro do avaliador 138 Operador Nº vezes repetidas Nº de avaliações Reprodutibili dade Item não repetido A B e C 11 20 1120 55 5 6 7 8 11 13 15 17 e 20 Reprodutibilidade concordância entre avaliadores Não usa o padrão como referên cia 05062023 24 139 Observe que os três operadores deram a mesma classificação concordância entre operadores para os 20 itens em apenas11 itens Observe que no item 5 o operador B discorda dos operadores A e C e no item 6 os operadores A e C discordam do operador B Discordâncias também ocorreram nos itens 7 8 11 13 15 17 e 20 gerando baixa reprodutibilidade de 55 Aqui também não houve comparação dos operadores com o padrão estáse avaliando apenas a variação entre operadores Reprodutibilidade concordância entre avaliadores 140 Operador Nº vezes repetidas conf padrão Nº de avaliações Concordância global Item em desacordo com padrão A B e C 11 20 1120 55 5 6 7 8 11 13 15 17 e 20 Representa a capacidade de os avaliadores escolherem a resposta correta comparando com o padrão quando avaliam todos os itens em todas as repetições Concordância global Número de vezes que os operadores repetiram a mesma resposta de acordo com o padrão Número de avaliações realizadas Concordância global 141 Operador Nº vezes repetidas conf padrão Nº de avalia ções Concordância global Item em desacordo com padrão A B e C 11 20 1120 55 5 6 7 8 11 13 15 17 e 20 Concordância global 142 Observe que agora há uma comparação da resposta dos três operadores com a resposta correta considerando a referência ou padrão Nesse caso os três operadores concordaram simultaneamente com o padrão em apenas 11 vezes das 20 avaliações realizadas resultando em apenas 55 de concordância Concordância global 143 Representa a capacidade de cada avaliador escolher a resposta correta comparando com o padrão quando avalia todos os itens em todas as repetições Operador Nº vezes repetidas conf padrão Nº de avaliações Concordância de cada op Item em desacordo com padrão A 18 20 1820 90 6 e 8 B 13 20 1320 65 5 7 11 13 17 e 20 C 16 20 1620 80 6 7 13 e 20 Concordância individual Número de vezes que cada operador repetiu a mesma resposta de acordo com o padrão Número de avaliações realizadas Concordância individual cada avaliador x padrão 144 Operador Nº vezes repetidas conf padrão Nº de avalia ções Concordânci a de cada operador Item em desacordo com padrão A 18 20 1820 90 6 e 8 B 13 20 1320 65 5 7 11 13 15 17 e 20 C 16 20 1620 80 6 7 13 e 20 Concordância individual cada avaliador x padrão 05062023 25 145 Como um padrão é fornecido para cada item é possível comparar os resultados dos avaliadores com os valores verdadeiros padrão O operador A foi o que melhor retratou os padrões pois em 18 das 20 avaliações sua resposta concordou com o padrão 90 Os operadores B e C concordaram com os padrões em 13 e 16 vezes respectivamente das 20 avaliações resultando 65 e 80 de concordância com padrão Avaliador Concordância individual com o padrão A Aceitável B Inaceitável C Marginal Concordância individual cada avaliador x padrão 146 Representa a capacidade de cada avaliador escolher a resposta incorreta diferente do padrão quando avalia todos os itens em todas as repetições Três situações podem ocorrer Classificação errada PD falso positivo um item defeituoso é classificado como item perfeito isto é grave Alarme falso DP falso negativo um item perfeito é classificado como defeituoso Mistura ou inconsistência um item ora é classificado como perfeito ora como defeituoso Discordância individual P Perfeita D Defeituosa 147 Operador Nº itens D classificados como P Nº de itens defeituosos Classificação errada Item com classificação errada A 0 11 011 00 B 3 11 311 2727 7 13 e 20 C 3 11 311 2727 7 13 e 20 Representa a aceitação de um item defeituoso isto é classificar como perfeito um item que é defeituoso PD É um erro muito grave Classificação errada Número de itens defeituosos classificados como perfeitos em todas as inspeções do avaliador Número de itens defeituosos Classificação errada falso positivo 148 Operador Nº itens D classificados como P Nº de itens defeituosos Classificação errada Item com classificação errada A 0 11 011 00 B 3 11 311 2727 7 13 e 20 C 3 11 311 2727 7 13 e 20 Classificação errada falso positivo 149 O operador A classificou todos os 11 itens defeituosos como defeituosos Os operadores B e C classificaram erroneamente em 2727 das vezes 3 vezes um item como perfeito sendo ele defeituoso Esse erro é também conhecido como risco do consumidor pois o consumidor é prejudicado Avaliador Classificação errada A Aceitável B Inaceitável C Inaceitável Classificação errada falso positivo 150 Operador Nº itens P classificados como D Nº de itens perfeitos Alarme falso Item com alarme falso A 1 9 19 1111 8 B 0 9 09 000 C 0 9 09 000 Representa a rejeição de um item perfeito isto é classificar como defeituoso um item que é perfeito DP Não é um erro tão grave quanto a classificação errada Alarme falso Número de itens perfeitos classificados como defeituosos em todas as inspeções do avaliador Número de itens perfeitos Alarme falso falso negativo 05062023 26 151 O operador A classificou erroneamente em 1111 das vezes 1 vez um item bom como defeituoso Os operadores B e C classificaram corretamente todos itens bons como bons Esse erro é também conhecido como risco do produtor pois o produtor é prejudicado Avaliador Alarme Falso A Inaceitável B Aceitável C Aceitável Alarme falso falso negativo 152 Operador Nº itens contraditórios Nº total de itens Mistura ou inconsistência Item com classificação contraditória A 1 20 120 500 6 B 4 20 420 2000 5 11 15 e 17 C 1 20 120 500 6 Representa a situação que ocorre quando há resultados contraditórios nas avaliações de um mesmo item que é avaliado como perfeito e também como defeituoso nas diferentes repetições Mistura ou inconsistência Número de itens classificados de modo contraditório nas inspeções repetidas do avaliador Número total de itens Mistura ou inconsistência 153 Operador Nº itens contraditórios Nº total de itens Mistura ou inconsistência Item com classificação contraditória A 1 20 120 500 6 B 4 20 420 2000 5 11 15 e 17 C 1 20 120 500 6 Mistura ou inconsistência 154 Avaliador Concordância individual Classificação errada Alarme Falso A Aceitável Aceitável Inaceitável B Inaceitável Inaceitável Aceitável C Marginal Inaceitável Aceitável Surgem algumas perguntas para consideração Os critérios para aceitação ou rejeição das embalagens estão suficientemente claros ou necessitam de melhorias Os avaliadores necessitam de treinamento O ambiente no qual as inspeções são realizadas pode ser melhorado Quais são os impactos desse sistema de medição para o cliente Conclusão sobre o exercício LEITURA COMPLEMENTAR 155 9 ENSAIOS DESTRUTIVOS E NÃO DESTRUTIVOS END Leitura complementar 156 05062023 27 Medidores da característica variável Os instrumentos para medir características variáveis proveem a dimensão física medida Exemplos réguas paquímetros micrômetros balança etc Temse a ideia se produto é bom ou ruim em relação à especif Medidores da característica atributo gabaritos São dispositivos fixos sem regulagem e são usados para tomada de decisão do tipo passa e não passa go no go na inspeção de produtos Exemplos plug gages verificação de furos ring gages verificação de eixos limit length gages etc Indicam somente se o produto é bom ou ruim Os dados por atributo são de obtenção rápida e fácil mas fornecem informações mínimas para controle do produto Características variável e atributo 157 Ensaios não destrutivos END Usa técnicas para detectar defeitos ou trincas internas na superfície de materiais ou componentes sem danificálos ou destruílos A mais antiga técnica de END é uma simples inspeção visual Ensaios Destrutivos Usa técnicas que implicam na destruição ou alteração das características do material São aplicados em amostras Ensaios destrutivos e não destrutivos 158 Ensaios destrutivos ensaios elétricos rigidez elétrica eletromigração capacidade de corrente potência dissipada ensaios ambientais atmosfera Sali autoclave umidade e temperatura corrosão ensaios mecânicos tração compressão flexão elongação 159 Vantagens Fornecem medições diretas e confiáveis As medições são quantitativas Normalmente não requer técnico especializado para interpretação dos resultados Limitações Pode ser aplicado somente em amostra Partes ensaiadas não podem ser colocadas em serviço Impossível repetir o ensaio na mesma amostra Ensaios diferentes requerem amostras diferentes Pode ser proibitivo em materiais de alto custo ou em partes de difícil disponibilidade Dificuldade de aplicação sobre partes em serviço e quando aplicado determina o fim da vida útil das mesmas Exige extensa preparação dos corpos de prova Investimento elevado Ensaios destrutivos 160 Exemplos Ultrassom líquido penetrante RaioX ou radioisótopo ex raio gama Correnteparasita partícula magnética Nenhum destes ensaios pode ser aplicado a todos materiais ou tipos de peças Cada um tem as suas vantagens e desvantagens área de aplicação tipo de peça material ferromagnético ou austenítico ou não magnético custo do equipamento custo da operação tipo de resultado apresentado produtividade etc Cabe aos técnicos determinar qual ensaio irá proporcionar a melhor relação custobenefício Muitas vezes um ensaio complementa o outro na detecção de defeito Ensaios não destrutivos 161 Fatores que determinam a escolha de um dos ensaios tamanho da peça composição do material taxa de inspeção condições da superfície padrões de referência facilidade de acesso manuseio da peça treinamento do inspetor registro do ensaio geometria da peça condições do material locação do defeito orientação do defeito tamanho do defeito critério de aceitação segurança especificação dos ensaios Ensaios não destrutivos 162 05062023 28 Vantagens Pode ser usado diretamente sobre o produto sem considerar custos ou quantidades disponíveis e não há perdas a não ser os defeituosos Pode ser executado em 100 dos produtos ou em amostras representativas Diferentes ensaios podem ser aplicados no mesmo produto simultaneamente ou em sequência O mesmo ensaio pode repetido no mesmo produto Pode executado em partes em serviço Requer nenhuma ou pouca preparação das peças Equipamentos portáteis para uso em campo Custo usualmente baixo Ensaios não destrutivos 163 Limitações Os resultados em geral devem ser interpretados por técnicos especializados Na ausência de uma comprovação pode haver divergências entre inspetores em relação à interpretação dos resultados Alguns ensaios requerem altos investimentos Ensaios não destrutivos 164 Certos líquidos migram para descontinuidades superficiais Um corante químico é adicionado tornandoo visível ou fluorescente visível sob a luz ultravioleta A superfície em teste é coberta com o líquido penetrante o qual é atraído para as trincas conectadas à superfície Uma lavagem tira o excesso de líquido que não penetrou na trinca Um líquido revelador aplicado na superfície após a limpeza revela a presença de trincas na superfície Detecta descontinuidades superficiais tais como trincas pequenos furos costuras vazamentos ou defeitos de solda em não porosos e não absorventes É aplicável em formas complexas tais como soldas juntas superfícies tubulares falhas em peças moldadas fundição tanque e vasos de oxigênio líquido e gás peças de alumínio peças mecânicas Ensaios não destrutivos Líquido penetrante 165 Vantagens Líquido penetrante Pode detectar vazamentos e trincas muito pequenas É relativamente simples e de baixo custo Pode ser aplicado em uma ampla variedade de formas e tamanhos de peças É exato e rápido Limitações Detecta somente defeitos superficiais Pode ser afetado fortemente por superfícies porosas A superfície da peça deve estar limpa livre de óleo tinta filmes óxidos sujeiras etc Arranhões rasos eou manchas de superfície podem indicar descontinuidade falsa Pode ser afetado por temperatura muito alta ou muito baixa da peça Líquido penetrante Ensaios não destrutivos 166 Líquido penetrante Superfície da peça Descontinuidade Peça ensaiada Ensaios não destrutivos Líquido penetrante 167 Descontinuidade revelada Revelador Descontinuidade Peça ensaiada Ensaios não destrutivos Líquido penetrante 168 05062023 29 Envolve a magnetização da peça em teste usualmente pela passagem de corrente elétrica através da própria peça Aplicase partículas magnéticas secas ou molhadas via úmida As partículas magnéticas se acumulam sobre a região onde o fluxo magnético entra ou sai como resultado dos defeitos superficiais ou subsuperficiais O ensaio de partículas magnéticas identifica trincas costuras poros e inclusões em materiais ferromagnéticos tais como ferro e aço Aplicamse em componentes de máquinas eixos engrenagens barras e soldas O sucesso do ensaio depende da aplicação de campos magnéticos com intensidade e direção adequados Partícula magnética Ensaios não destrutivos 169 Vantagens Este método de ensaio é simples flexível e econômico e produz resultados imediatos Detecta defeitos superficiais e subsuperficiais Não há limitações de forma e tamanho das peças ensaiadas Limitações É limitado a materiais ferromagnéticos A superfície da peça deve estar limpa e relativamente suave O alinhamento do campo e força magnética é crítico A desmagnetização pode ser um problema isto requer a remoção da energia e seu aterramento Ensaios não destrutivos Partícula magnética 170 S N Ensaios não destrutivos Partícula magnética 171 S N S N Ensaios não destrutivos Partícula magnética 172 Peça Campo de magnetização longitudinal Campo magnético circular Corrente longitudinal Ensaios não destrutivos Partícula magnética 173 Peça Campo magnético longitudinal Bobina magnetizadora Corrente magnetizadora circular Ensaios não destrutivos Partícula magnética 174 05062023 30 Campo magnético Solda Yoke Peça ensaiada Decontinuidades Ensaios não destrutivos Partícula magnética 175 s Descontinuidades J e K serão fortemente detectadas perpendicular ao campo mag Peça ensaiada Bobina magnetizadora Campo magnético Corrente magnetizadora Descontinuidade J R Q P L M K N Ensaios não destrutivos Partícula magnética Descontinuidades P Q e R não serão detectadas paralelas ao campo magnético Descontinuidades L M e N serão fracamente detectadas 176 Cabeça de Contato Condutor Central Trinca Campo magnético Corrente magnetizadora a Ensaios não destrutivos Partícula magnética 177 Cabeça de Contato Trinca Partícula magnética Ensaios não destrutivos 178 O ensaio de raiosX usa ondas radioativas penetrantes emitidas por um gerador de raiosX sobre uma peça A radiação transmitida ou atenuada pelo objeto ensaiado cria uma imagem de sua estrutura interna e de seus defeitos Os raiosX identificam defeitos internos incluindo variações de espessura trincas vazios porosidade inclusões partículas estranhas junções deficientes erros de montagem e desalinhamento Aplicase a metais não metais peças compostas de diversos materiais com as mais variadas formas e tamanhos RaiosX Ensaios não destrutivos 179 Vantagens Provê registro permanente de cada ensaio Pode detectar pequenos defeitos nas peças ensaiadas Não é afetado por contaminantes ou variações de temperatura Limitações O custo é elevado comparado a outro método NDT Requer a aplicação de restritos requerimentos de segurança devido aos perigos da radiação A tensão elétrica tempo de exposição e tamanho do foco são fatores críticos para o resultado Trincas devem estar paralelas ao eixo do facho de raios A sensibilidade decresce com o aumento da espessura Ensaios não destrutivos RaiosX 180 05062023 31 O ensaio de raios gama usa radiações penetrantes emitidas por uma fonte de isótopos sobre a peça ensaiada A radiação transmitida ou atenuada pelo objeto ensaiado cria uma imagem de sua estrutura interna e de seus defeitos na seção transversal pequenas finas de materiais densos O ensaio é usado para detectar defeitos internos trincas porosidade vazios defeitos de solda e inclusões Identifica também variações de espessura e má formação interna O ensaio de raios gama é usualmente aplicado em materiais densos e materiais metálicos finos de variadas formas e tamanhos Ensaios não destrutivos Raios gama 181 Vantagens Não precisa de fonte elétrica isótopo natural são mais portáteis Detecta pequenos defeitos nas peças ensaiadas Não são ajustados provê registro permanente de cada teste Não é afetado por contaminantes ou variações de temperatura O custo do ensaio de raio gama é menor que o dos raiosX Limitações É menos sensível do que os raiosX O isótopo selecionado pode ter requerimentos de sensibilidade relacionados à espessura Frequentemente requer a montagem de uma fonte dentro de uma peça complexa Requer pessoal técnico qualificado existe perigo de radiação As trincas devem estar paralelas ao facho de raios para serem detectadas Ensaios não destrutivos Raios gama 182 O ensaio ultrassom utiliza pulsos de ondas de som de elevada frequência ultrassom 05 a 40 MHz direcionados para dentro do objeto de teste As ondas ultrassônicas ecoam e refletem indicando a presença ou ausência e a localização de defeitos interfaces eou descontinuidades Pode ser usado para detectar trincas vazios laminações inclusões porosidades análise da estrutura de ferro fundido nodularização e espessura em metais não metais e compostos vidros plásticos polímeros borrachas cerâmicas madeira concreto cerâmica independentemente de sua formação eou conformação Ensaios não destrutivos Ultrassom SS 183 Vantagens Como os ensaios radiográficos também pode detectar defeitos dentro da estrutura do material Pode detectar pequenos defeitos e localizar sua exata posição Provê uma imagem instantânea da peça e seus defeitos A exatidão não é afetada pela temperatura e pressão Os equipamentos digitais permitem o registro dos defeitos Limitações Requer pessoal técnico muito qualificado A geometria e a superfície grosseira podem ser um empecilho para a inspeção com ultrassom pois produz sinal ambíguo Peças pequenas ou finas são difíceis p inspecionar com US Usualmente requer cabeçotes material acoplante e alinhamento da instalação Necessita de um bloco padrão para sua calibração Ultrassom SS Ensaios não destrutivos 184 Defect Ensaios não destrutivos Ultrassom SS 185 Cabeçote Peça sendo ensaiada Descontinuidade Ondas ultrassônicas Ensaios não destrutivos Ultrassom SS 186 05062023 32 s Cabeçote angular emissor Ondas ultrassônicas Peça sendo ensaiada Descontinuidade Cabeçote angular receptor Flange nervuraetc Ultrassom SS Ensaios não destrutivos 187 Solda Falta de fusão Cabeçote angular Ensaios não destrutivos Ultrassom SS 188 Cabeçote emissor Cabeçote receptor Ondas ultrassônicas Peça sendo ensaiada Descontinuidade Ensaios não destrutivos Ultrassom SS 189 São correntes forçadas a circular em um material condutor pela aplicação de um campo magnético alternado Neste ensaio as correntes parasitas são induzidas no objeto ensaiado e a reação de uma sonda ao campo magnético da corrente induzida é usada para identificar os defeitos Este ensaio detecta defeitos superficiais e descontinuidades subsuperficiais trincas emendas e inclusões vazios em materiais condutores de eletricidade Ele é também usado para determinar propriedades condutividade permeabilidade e efeitos de tratamento térmico Corrente parasita Eddy current Ensaios não destrutivos 190 Vantagens É facilmente automatizado e produz resultados instantâneos inspeção de alta velocidade Com sondas especiais pode detectar descontinuidades muito pequenas tais como pinhole leaks Limitações Aplicase somente em materiais condutores de eletricidade Tem baixa penetração e está limitado a paredes finas ou defeitos próximos da superfície Usualmente requer uma sonda específica taylored para acomodar e montar em volta da peça ensaiada É afetado por temperatura e campos magnéticos Materiais ferromagnéticos ensaiados podem enganar devido à permeabilidade magnética desses materiais Corrente parasita Eddy current Ensaios não destrutivos 191 Coil Defect Field Flux Lines Eddy Current Paths Corrente parasita Eddy current Ensaios não destrutivos 192 05062023 33 Outros ensaios não destrutivos Microondas Holografia ótica Holografia acústica Ensaios não destrutivos 193 FIM 194