Métodos Estatísticos para Controle e Melhoria da Qualidade

Métodos Estatísticos para Controle e Melhoria da Qualidade Fonte Trechos do Capítulo 1 Montgomery D C 2016 Introdução ao Controle Estatístico da Qualidade Grupo GenLTC 7 edição Especificamente focalizamos três áreas principais controle estatístico de processo planejamento de experimentos e em menor extensão amostragem de aceitação Além dessas técnicas várias outras ferramentas estatísticas e analíticas são úteis na análise de problemas da qualidade e na melhoria do desempenho de processos O papel de algumas dessas ferramentas é ilustrado na Figura 13 que apresenta um processo como um sistema com um conjunto de entradas e uma saída No caso de um processo de manufatura os fatores de entrada controláveis x1 x2 xp são variáveis do processo tais como temperatura pressão e taxas de alimentação As entradas z1 z2 zq são entradas não controláveis ou de difícil controle tais como fatores ambientais ou propriedades das matériasprimas apresentadas por um fornecedor externo O processo de manufatura transforma o material bruto de entrada as partes de componentes e submontagens em um produto acabado que tem várias características de qualidade Esse modelo também pode ser usado para representar processos de não manufatura ou de serviços Por exemplo considere um processo em uma instituição financeira que processa pedidos de financiamentos de carros As entradas são os pedidos de financiamento que contêm informações sobre o cliente e sua história de crédito o tipo de carro a ser comprado seu preço e o valor do empréstimo Os fatores controláveis são o tipo de treinamento que o funcionário da instituição recebe as regras específicas e políticas que o banco impõe sobre esses empréstimos e o número de pessoas que trabalham com empréstimos em cada período de tempo Os fatores não controláveis incluem as taxas de juros vigentes a quantidade de capital disponível para esses tipos de empréstimos em cada período de tempo e o número de pedidos de empréstimo que exigem processamento a cada período As características da qualidade de saída incluem o fato de o empréstimo ter ou não garantias o número de empréstimos com garantias realmente obtidos pelo cliente e o ciclo de tempo isto é o tempo que o cliente espera até a decisão sobre seu pedido de empréstimo Um gráfico de controle é uma das técnicas principais do controle estatístico do processo CEP A Figura 14 exibe um típico gráfico de controle Esse gráfico mostra as médias das medidas de uma característica da qualidade em amostras do processo versus tempo ou o número da amostra O gráfico tem uma linha central LC e limites superior e inferior de controle LSC e LIC na Fig 14 A linha central representa onde essa característica do processo deveria estar se não estivessem presentes fontes de variabilidade Os limites de controle são determinados a partir de algumas considerações estatísticas simples que discutiremos mais adiante Classicamente os gráficos de controle se aplicam às variáveis de saída em um sistema como o da Figura 14 Entretanto em alguns casos podem ser aplicados também às entradas O gráfico de controle é uma técnica de monitoramento do processo muito útil quando fontes não usuais de variabilidade estão presentes as médias amostrais são marcadas fora dos limites de controle Isto é um sinal da necessidade de alguma investigação do processo e de que alguma ação corretiva deve ser tomada para a remoção dessas fontes não usuais de variabilidade O uso sistemático do gráfico de controle é um excelente modo de se reduzir a variabilidade Um experimento planejado é extremamente útil na descoberta das variáveis chave que influenciam as características da qualidade de interesse no processo Um experimento planejado é uma abordagem para a variação sistemática de fatores de entrada controláveis no processo e determinação do efeito que esses fatores têm nos parâmetros do produto de saída Experimentos estatisticamente planejados são valiosos na redução da variabilidade nas características da qualidade e na determinação dos níveis das variáveis controláveis que otimizam o desempenho do processo Em geral avanços no desempenho do processo e na qualidade do produto também resultam do uso de experimentos planejados Uma vez que as variáveis importantes tenham sido identificadas e a natureza da relação entre elas e a saída do processo tenha sido quantificada então uma técnica estatística online de controle de processo para o monitoramento e inspeção do mesmo pode ser usada com considerável eficiência Técnicas como gráficos de controle podem ser usadas para monitorar a saída do processo e detectar quando são necessárias mudanças nas entradas para trazer o processo de volta a um estado sob controle Os modelos que relacionam as entradas influentes às saídas do processo ajudam a determinar a natureza e a grandeza dos ajustes requeridos Em muitos processos uma vez entendida a natureza dinâmica das relações entre entradas e saídas pode ser possível o ajuste rotineiro do processo de modo que valores futuros das características do produto estarão aproximadamente no alvo Esse ajuste de rotina é usualmente chamado de controle de engenharia controle automático ou controle de retroação A terceira área do controle e da melhoria da qualidade que discutiremos é a amostragem de aceitação Isso está intimamente ligado à inspeção e ao teste do produto que é um dos primeiros aspectos do controle da qualidade remontando a um período anterior ao desenvolvimento da metodologia estatística para a melhoria da qualidade A inspeção pode ocorrer em muitos pontos do processo A amostragem de aceitação definida como a inspeção e classificação de uma amostra de unidades selecionadas aleatoriamente de uma remessa ou lote maior e a decisão final sobre o destino do lote ocorre em geral em dois pontos na entrada de matériasprimas ou componentes ou na produção final O objetivo primeiro dos esforços da engenharia da qualidade é a redução sistemática da variabilidade nas característicaschave da qualidade do produto A Figura 18 mostra como isso ocorre ao longo do tempo Nos estágios iniciais quando a amostragem de aceitação é a principal técnica em uso os erros do processo ou unidades que não estão de acordo com as especificações constituem uma alta porcentagem da saída do processo A introdução do controle estatístico do processo estabilizará o processo e reduzirá a variabilidade Entretanto não é suficiente apenas satisfazer as exigências maior redução da variabilidade usualmente leva a um melhor desempenho do produto e a uma melhor posição de competitividade como foi claramente demonstrado no exemplo da transmissão de automóveis discutido anteriormente Experimentos estatisticamente planejados podem ser empregados conjuntamente com o controle estatístico do processo para minimizar a variabilidade do processo em quase todos os ambientes industriais Aspectos do Gerenciamento da Melhoria da Qualidade Técnicas estatísticas incluindo CEP e experimentos planejados junto com outras ferramentas de resolução de problemas são a base técnica para o controle e melhoria da qualidade No entanto para serem usadas com maior eficiência essas técnicas precisam ser implementadas dentro e como parte de um sistema de gerenciamento orientado pela melhoria da qualidade O sistema de gerenciamento de uma organização deve ser montado para direcionar apropriadamente a filosofia da melhoria da qualidade e garantir sua implementação em todos os aspectos do negócio O gerenciamento eficaz da qualidade envolve a execução bemsucedida de três atividades planejamento da qualidade garantia da qualidade e controle e melhoria da qualidade O planejamento da qualidade é uma atividade estratégica e é tão vital para o sucesso de longo prazo de uma organização quanto o planejamento do desenvolvimento do produto o planejamento financeiro o planejamento de marketing e planos para a utilização de recursos humanos Sem um planejamento estratégico da qualidade grande quantidade de tempo dinheiro e esforço será desperdiçada pela organização ao lidar com planejamentos defeituosos defeitos de manufatura falhas de campo e reclamações do cliente O planejamento da qualidade envolve a identificação dos clientes tanto externos quanto os que operam internamente no negócio e a identificação de suas necessidades algumas vezes isso é chamado de ouvir a voz do cliente VC voice of the customer VOC Então devem ser desenvolvidos produtos ou serviços que correspondem às expectativas do cliente ou as superem A organização deve então determinar como esses produtos e serviços serão feitos O planejamento para a melhoria da qualidade em uma base específica sistemática é também parte vital desse processo A garantia da qualidade é o conjunto de atividades que garante que os níveis de qualidade de produtos e serviços sejam mantidos adequadamente e que os problemas de qualidade do fornecedor e do cliente sejam resolvidos de maneira adequada A documentação do sistema de qualidade envolve quatro componentes política procedimentos instruções e especificações de trabalho e registros A política em geral lida com o que deve ser feito e por que enquanto os procedimentos focalizam métodos e pessoal que implementarão a política As instruções e especificações de trabalho são usualmente orientadas pelo produto departamento ferramenta ou máquina Os registros são uma maneira de se documentarem as políticas os procedimentos e as instruções de trabalho que foram seguidas Os registros são também usados para acompanhar unidades ou lotes específicos do produto de modo que se possa determinar exatamente como foram produzidos Em geral os registros são vitais no fornecimento de dados para se lidar com reclamações do cliente ações corretivas e se necessário recolhimento de produto O desenvolvimento a manutenção e o controle da documentação são funções importantes da garantia da qualidade Um exemplo de controle de documentos é a garantia de que as especificações e as instruções de trabalho desenvolvidas pelo pessoal da operação reflitam as últimas mudanças do projeto e da engenharia Controle e melhoria da qualidade envolvem o conjunto de atividades usado para se garantir que produtos e serviços satisfaçam os requisitos e que melhorem de maneira contínua Como a variabilidade é sempre a principal fonte de baixa qualidade as técnicas estatísticas incluindo CEP e experimentos planejados são as principais ferramentas para o controle e melhoria da qualidade A melhoria da qualidade é feita quase sempre de projeto em projeto e envolve equipes lideradas por pessoas com conhecimento especializado de métodos estatísticos e com experiência em sua aplicação Os projetos devem ser selecionados de modo que tenham impacto significante sobre o negócio e estejam ligados aos objetivos gerais do negócio para a qualidade identificada durante o processo de planejamento Filosofia da Qualidade e Estratégias de Gerenciamento W Edwards Deming W Edwards Deming estudou engenharia e física na University of Wyoming e na Yale University Trabalhou para a Western Electric e foi grandemente influenciado por Walter A Shewhart que desenvolveu o gráfico de controle Ver os 14 pontos de Deming para o gerenciamento livro Deming recomendava o ciclo de Shewhart mostrado na Figura 19 como um modelo para guiar a melhoria Os quatro passos PlanejarFazerVerificarAgir são frequentemente chamados de ciclo PDCA PlanDoCheckAct Seis Sigma Video Motorola Six Sigma inglês httpswwwyoutubecomwatchvZe3TWEXXqUUt453s Produtos com muitos componentes têm tipicamente muitas oportunidades para falhas e defeitos A Motorola desenvolveu seu programa Seis Sigma no final da década de 1980 como resposta à demanda por seus produtos O foco do programa Seis Sigma está na redução da variabilidade nas principais características da qualidade do produto no nível no qual falhas e defeitos são extremamente improváveis A Figura 112a mostra uma distribuição de probabilidade normal como modelo para uma característica da qualidade com os limites de especificação em três desvios padrão de cada lado da média FIGURA 112 O conceito Seis Sigma da Motorola Nessa situação a probabilidade de se produzir um produto dentro dessas especificações é de 09973 o que corresponde a 2700 partes por milhão ppm de defeituosos Isso é conhecido como desempenho de qualidade Três Sigma e parece na verdade muito bom No entanto suponha que tenhamos um produto que consiste em um conjunto de 100 componentes ou partes independentes e que todas essas 100 partes devem ser não defeituosas para que o produto funcione satisfatoriamente A probabilidade de uma unidade específica do produto ser não defeituosa é 09973 09973 09973 09973100 07631 Isso é cerca de 237 dos produtos produzidos sob a qualidade Três Sigma serão defeituosos Esta não é uma situação aceitável porque muitos dos produtos utilizados pela nossa sociedade são feitos de muitos componentes Mesmo uma atividade de serviço relativamente simples como a ida de uma família de quatro pessoas a um restaurante fast food pode envolver o conjunto de várias dúzias de componentes Um automóvel típico tem cerca de 100000 componentes e um avião tem entre um e dois milhões O conceito Seis Sigma da Motorola é reduzir a variabilidade no processo de modo que os limites de especificação estejam a pelo menos seis desviospadrão da média Então como mostrado na Figura 112a haverá apenas cerca de duas partes por bilhão de defeituosos Sob a qualidade Seis Sigma a probabilidade de que uma unidade específica do produto hipotético acima seja não defeituosa é de 09999998 ou 02 ppm uma situação muito melhor Quando o conceito Seis Sigma foi inicialmente desenvolvido fezse uma suposição de que quando o processo alcançasse o nível de qualidade Seis Sigma a média do processo estaria ainda sujeita a perturbações que poderiam fazer com que ela mudasse em até 15 desviopadrão para longe do alvo A Figura 112b mostra essa situação Neste cenário o processo Seis Sigma produziria cerca de 34 ppm de defeituosos Há uma aparente inconsistência nisso Como discutiremos no Capítulo 8 sobre capacidade do processo podemos apenas fazer predições sobre o desempenho do processo quando ele é estável isto é quando a média e o desviopadrão também é constante Se a média flutua e acaba a 15 desviopadrão do alvo uma predição de 34 ppm de defeituosos não é muito confiável pois a média pode flutuar por mais do que o 15 desviopadrão permitido O desempenho do processo não é previsível a menos que o comportamento do processo seja estável No entanto nenhum processo ou sistema é realmente estável e mesmo nas melhores situações ocorrem perturbações Essas perturbações podem resultar no afastamento da média do alvo um aumento no desviopadrão do processo ou ambos O conceito do processo Seis Sigma é uma maneira de se modelar esse comportamento Como todos os modelos ele não é exatamente correto mas tem se mostrado uma maneira útil de se pensar no desempenho e melhoria do processo A Motorola estabeleceu o programa Seis Sigma tanto como um objetivo para a corporação quanto um ponto central para os esforços de melhoria da qualidade do processo e do produto Recentemente o programa Seis Sigma se espalhou além da Motorola e passou a abranger muito mais Tornouse um programa para melhorar o desempenho da empresa tanto pela melhoria da qualidade quanto pela atenção à redução dos custos As companhias envolvidas no esforço Seis Sigma utilizam indivíduos especialmente treinados chamados Faixa Verde FV Green Belt GB Faixa Preta FP Black Belt BB e Mestre Faixa Preta MFP Master Black Belt MBB para liderar equipes para trabalhar em projetos que tenham impactos de qualidade e econômico para a organização Os faixas têm treinamento especializado e educação em métodos estatísticos e nas ferramentas de melhoria da qualidade e do processo mostrados neste livro o que os torna aptos a funcionar como líderes de equipes facilitadores e solucionadores de problemas Projetos típicos Seis Sigma têm de quatro a seis meses de duração e são selecionados por seu impacto potencial sobre o negócio O artigo de Hoerl 2001 descreve os componentes de um programa típico de educação FP O programa Seis Sigma usa uma abordagem específica de cinco passos para a solução de problemas Definir Medir Analisar Melhorar e Controlar DMAMC A estrutura DMAMC utiliza gráficos de controle experimentos planejados análise da capacidade do processo estudos da capacidade dos sistemas de mensuração e muitas outras ferramentas básicas A abordagem DMAMC é extremamente eficaz para a melhoria de processos Embora seja usualmente associada a instalações Seis Sigma é um trabalho eficaz na organização e gerenciamento de qualquer esforço de melhoria No Capítulo 2 daremos uma apresentação mais completa do DMAMC O objetivo do programa Seis Sigma um nível de defeito de 34 ppm pode parecer artificial ou arbitrariamente alto mas é fácil de se demonstrar que mesmo a entrega de produtos ou serviços relativamente simples com altos níveis de qualidade pode levar à necessidade de um raciocínio Seis Sigma Por exemplo considere a visita a um restaurante de fastfood mencionado anteriormente O cliente pede uma refeição típica um hambúrguer pão carne molho queijo picles cebola alface e tomate fritas e um refrigerante Esse produto tem dez componentes Ele é 99 satisfatório na qualidade Se admitimos que todos os dez componentes são independentes a probabilidade de uma boa refeição é PUma refeição boa 09910 09044 o que parece uma boa refeição Há certamente mais de 90 de chance de que a experiência do cliente seja boa Agora suponha que o cliente seja uma família de quatro pessoas Novamente supondo a independência a probabilidade de que as quatro refeições sejam boas é PTodas as refeições boas 090444 06690 Isso não é bom As chances são de cerca de duas em três de que todas as refeições da família sejam boas Suponha ainda que essa hipotética família de quatro vá a esse restaurante uma vez por mês isso é quase tudo que seus sistemas cardiovasculares podem aguentar A probabilidade de que todas as visitas resultem em boas refeições para todos é PTodas as idas boas durante o ano 0669012 00080 Isso é obviamente inaceitável Assim mesmo em um sistema de serviço muito simples envolvendo um produto relativamente simples altos níveis de qualidade e serviço são exigidos para se produzir a desejada experiência de alta qualidade para o cliente As organizações de negócios têm sido rápidas em perceber os benefícios potenciais do programa Seis Sigma e em adotar seus princípios e métodos Entre 1987 e 1993 a Motorola reduziu drasticamente os defeitos em seus produtos Esse sucesso levou muitas organizações a adotarem essa abordagem Desde sua origem houve três gerações de implementações Seis Sigma A Geração I Seis Sigma tinha por foco a eliminação do defeito e redução da variabilidade básica Motorola é sempre considerada um exemplar da Geração I Seis Sigma Na Geração II Seis Sigma a ênfase sobre a variabilidade e redução de defeitos permaneceu mas agora havia um forte esforço para unir esses esforços a projetos e atividades que melhoravam o desempenho do negócio através da redução de custos A General Electric é sempre citada como líder da fase da Geração II do Seis Sigma Na Geração III o Seis Sigma tem o foco adicional de criar valor em toda a organização e para os intervenientes donos empregados clientes fornecedores e sociedade em geral A criação de valor pode ter várias formas aumento dos preços de ações e dividendos fidelização do emprego ou expansão expansão dos mercados para os produtosserviços da companhia desenvolvimento de novos produtosserviços que alcancem novos e maiores mercados e aumento do nível de satisfação do cliente através da oferta de uma variedade de produtos e serviços Muitos tipos diferentes de empresa adotaram o Seis Sigma e o tornaram parte da cultura de fazer negócios Considere a seguinte afirmativa de Jim Owens diretor da fabricante de máquinas pesadas Caterpillar Inc que escreveu no relatório anual da companhia de 2005 Acredito que nossa gente e a implementação mundial do Seis Sigma distinguem a Caterpillar da multidão Que incrível história de sucesso o Seis Sigma tem sido para a Caterpillar É a maneira pela qual fazemos negócio como gerenciamos a qualidade eliminamos o desperdício reduzimos custos criamos novos produtos e serviços desenvolvemos futuros líderes e ajudamos a companhia a crescer lucrativamente Continuamos a encontrar novas maneiras de aplicar a metodologia para atacar os desafios do negócio Nossa equipe de liderança é comprometida com a codificação do Seis Sigma no DNA da Caterpillar e expansão de sua implementação para nossos vendedores e fornecedores mais de 500 dos quais já adotaram a maneira Seis Sigma de fazer negócios No encontro anual do Bank of America em 2004 o então diretor executivo Kenneth D Lewis disse à audiência que a companhia havia tido ganhos recordes em 2003 melhorado significativamente a experiência do cliente e aumentado seu alvo para o financiamento de desenvolvimento comunitário para 750 bilhões durante dez anos Dito de maneira simples o Bank of America fez acontecer disse Lewis E estamos conseguindo isso por seguirmos uma estratégia disciplinada focada no cliente e no crescimento orgânico Citando o uso amplo pela companhia das técnicas do Seis Sigma para a melhoria do processo ele observou que em menos de três anos o Bank of America havia economizado milhões de dólares de despesas cortado os tempos de ciclo em inúmeras áreas da companhia pela metade ou mais e havia reduzido o número de erros de processamento Esses são fortes endossos do Seis Sigma da parte de dois líderes de negócios altamente reconhecidos que dirigem dois tipos diferentes de organização manufatura e serviços financeiros Caterpillar e Bank of America são bons exemplos de companhias Seis Sigma de Geração III pois suas implementações são focadas na criação de valor para todos os intervenientes no sentido amplo Note a ênfase de Lewis na redução dos tempos de ciclo e redução dos erros de processamento itens que melhorarão consideravelmente a satisfação do cliente e a observação de Owen na expansão do Seis Sigma para fornecedores e vendedores toda a cadeia de suprimento O programa Seis Sigma se espalhou para além de suas origens na manufatura para áreas que incluem serviços de saúde muitos tipos de empresas de serviços e serviço públicogovernamental a marinha americana tem um forte e bemsucedido programa Seis Sigma A razão para o sucesso do Seis Sigma em organizações fora da esfera tradicional da manufatura é que a variabilidade está em toda parte e onde há variabilidade há uma oportunidade de melhorar os resultados do negócio Alguns exemplos de situações onde um programa Seis Sigma pode ser aplicado para reduzir a variabilidade eliminar defeitos e melhorar o desempenho do negócio são Alcançar alvos de programa de entrega e de precisão de entrega Eliminar o retrabalho na preparação de orçamentos e outros papéis financeiros Proporção de visitantes repetidos em site de vendas ou proporção de visitantes que fazem uma compra Minimizar tempo de ciclo ou reduzir tempo de espera de cliente em qualquer sistema de serviço Redução na média e variabilidade em dias pendentes de contas a receber Otimização de pagamento de contas pendentes Minimização de falta de estoque ou vendas perdidas no gerenciamento da cadeia de suprimento Minimização de custos de contadores públicos serviços legais e outros consultores Gerenciamento de inventário tanto de produtos acabados quanto para trabalho em processo Melhoria da previsão de precisão e tempo Melhoria dos processos de auditoria Fechamento dos livros financeiros melhoria da precisão de entrada e registro diários taxa de erro de 3 a 4 é bastante típica Redução da variabilidade no fluxo de caixa Melhoria da precisão da folha de pagamento Melhoria da precisão em ordem de compra e redução do retrabalho de ordens de compra Exercícios e Questões para Discussão 14 Há diferença entre qualidade para um produto manufaturado e para um serviço Dê alguns exemplos específicos 15 A compreensão da natureza multidimensional da qualidade pode levar a um melhor planejamento de produto ou a um melhor serviço 16 Quais são os clientes internos de uma empresa Por que eles são importantes na perspectiva da qualidade 110 Faça a distinção entre planejamento da qualidade garantia da qualidade e controle e melhoria da qualidade 114 Custos de falhas internas são mais ou menos importantes do que os custos de falhas externas 115 O que é o processo Seis Sigma 116 Discuta a afirmativa Qualidade é a responsabilidade da organização de garantia da qualidade 121 Explique por que é necessário considerarse a variabilidade em torno da média ou dimensão nominal como uma medida de qualidade