PAPER Metrologia-1

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1 Nome dos acadêmicos 
2 Nome do Professor tutor externo 
Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI - Curso (FLC4291GPI) – Prática do Módulo V – 17/07/21 
A METODOLOGIA NA PRODUÇÃO INDUSTRIAL 
UTILIZANDO O MSA 
 
Ânderson Patrick de Moura¹ 
André Luis dos Santos¹ 
Karen Waechter Silva² 
 
 
RESUMO 
Este trabalho descreve e mostra a importância da metrologia na produção industrial utilizando o 
MSA - Análise de Sistema de Medição, realizado nos instrumentos de medição dentro da produção 
industrial na área de usinagem de uma empresa líder mundial no seu seguimento. Foi realizado um 
estudo utilizando a metodologia do MSA - Análise de Sistema de Medição em um instrumento de 
medição utilizado na linha de produção para controlar uma dimensão crítica e funcional no produto, 
definida na concepção da engenharia de produto. O software que foi utilizado para a análise das 
técnicas é o MINITAB 19, através do método média e amplitude e de estudos de R&R (Repetibilidade 
e Reprodutibilidade), assim foi possível analisar e verificar possibilidades de melhorias no 
dispositivo de medição e usinagem e no método de medição, diminuindo a incerteza de medição e 
reduzindo indicie de sucata da fábrica. 
 
Palavras-chave: Análise do Sistema de Medição; Erro de medição; R&R; Metodologia; MSA; 
Produção industrial; Usinagem; 
 
 
2 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
INMETRO (2014) define a metrologia da seguinte forma: [...] metrologia é uma área 
estratégica para o desenvolvimento técnico, econômico e social do País, por ser parte integrante da 
infraestrutura básica de apoio à competitividade das nossas empresas, à preservação da saúde, da 
segurança, do meio ambiente, à proteção do consumidor e prevenção de práticas enganosas de 
comércio. 
Estudos de MSA fornecem dados com dois princípios e objetivos básicos: o primeiro é saber 
as fontes de variação que pode ser instrumento de medição, operador, temperatura, etc. Essas 
variações são as que têm maior influência nos resultados gerados pelo Sistema de Medição e o 
segundo é verificar se o Sistema de Medição tem propriedades estatísticas compatíveis com as 
especificações a serem estudadas. 
O trabalho foi realizado em uma empresa multinacional líder no seu segmento que tem como 
principais clientes os mercados: agropecuários, construção civil, jardinagem profissional, limpeza e 
conservação, serviço florestal e doméstico, e foco foi analisar as falhas da usinagem encontradas no 
cliente interno. 
A partir daí o trabalho irá aplicar a metodologia de estudo de caso em um dispositivo de 
medição rápida utilizado na linha de usinagem da empresa. Aplicando a ferramenta de Análise de 
Sistema de Medição - MSA. Para esta análise foi utilizado o software MINITAB 19 para a verificação 
das causas de variação na medição através da realização do R&R (Repetibilidade e 
Reprodutibilidade). Com todos os estudos realizados os com êxito, assim aumentando a 
confiabilidade das medições e também reduzindo as reclamações dos clientes internos com as falhas 
da usinagem. 
3 
 
 
 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
2.1 Metrologia 
A definição etimológica de Metrologia: palavra de origem grega: metron= medida; logos= 
ciência e de outros termos gerais pode ser encontrada no Vocabulário Internacional de Termos 
Fundamentais e Gerais de Metrologia – VIM 2008. 
“ A Metrologia também diz respeito ao conhecimento dos pesos e medidas e dos sistemas 
de unidades de todos os povos, antigos e modernos. Por isso, essa atividade tem sido o ponto -chave 
para garantir o desenvolvimento do Brasil, principalmente quando se trata de exportar produtos 
brasileiros para o exterior” (SILVA NETO, 2012, p7). 
A Metrologia é definida como a ciência da medição e tem seu foco principal promover 
confiabilidade, credibilidade, qualidade e universalidade nas medições. 
Hoje em dia a metrologia está presente em nosso dia a dia através das medições, seja direta 
ou indiretamente, em quase 100% dos os processos de produção industrial a metrologia está presente 
nas tomadas de decisões. 
A abrangência da metrologia é gigantesca, ela envolve tudo que está em nosso redor, assim 
como o comércio, a defesa, a indústria, o meio ambiente, a saúde e a segurança, entre outros. 
 
2.1 MSA - Análise de Sistema de Medição 
Empresas cada vez mais estão utilizando as ferramentas de estudo do MSA em seus 
dispositivos e/ou instrumentos de medição para garantir a sua consistência de seu processo produtivo, 
assim pode ter a certeza das influências dos erros de medição em seus produtos, isso tudo afeta 
diretamente na qualidade de seus produtos. 
Podemos entender que o Sistema de Medição é um conjunto de operações: ambiente, 
dispositivos e/ou instrumentos de medição, dispositivo de produção, método, padrões, pessoas 
utilizadas para medição de uma característica a ser medida, operações, método procedimentos e 
outros equipamentos, software e o processo completo usado para obter as medidas. 
O MSA tem por finalidade estabelecer um critério para analisar e avaliar a qualidade de um 
sistema de medição. 
MSA é definido como um método experimental e matemático para determinar a quantidade 
de variação que existe dentro de um processo de medição. A variação no processo de medição 
pode contribuir diretamente para a variabilidade geral do processo. O MSA é usado para 
certificar o sistema de medição para uso, avaliando a exatidão, precisão e estabilidade do 
sistema. (DOS SANTOS, 2019) 
 
Segundo WELBERT (2002), apesar das diferenças possíveis, existem algumas propriedades 
estatísticas que todos os sistemas devem ter: 
- O sistema de medição deve estar sob controle estatístico, o que significa que a variação no 
sistema é devida somente a causas comuns e não a causas especiais; 
- A variabilidade do sistema de medição deve ser pequena se comparada com a variabilidade 
do processo de manufatura; 
- A variabilidade do sistema de medição deve ser pequena quando comparada com os limites 
de especificação; 
- Os incrementos de medida devem ser pequenos em relação ao que for menor entre a 
variabilidade do processo ou os limites de especificação. 
 
2.2 Usinagem 
A usinagem é uma operação que conforma uma peça com uma forma, com dimensões ou é 
com acabamento superficial, ou também pode ter a combinação destes, tudo isso acontece através da 
remoção de material sob a forma de cavaco. 
Ferraresi (2018) trata operações de usinagem todas aquelas que conferem a peça a forma, ou 
dimensões, acabamento ou a união dessas três combinações gerando cavaco. 
4 
 
 
 
 
2.3 R&R - Repetitividade e Reprodutibilidade. 
De acordo com Costa, Epprecht, Carpinetti (2008), para assegurar que um sistema de medição 
pode ser utilizado na produção, devemos comparar a sua capacidade através de seu índice de R&R 
com as especificações das características do produto a ser medida, com a variabilidade do processo. 
Montgomery e Runger (1993) dizem que o sistema de medição tem grande contribuição para 
a melhoria da qualidade nas empresas, onde através do estudo de R&R é possível identificar as fontes 
de variação nos processos de medição. E que é de conhecimento que o sistema de medição não fornece 
o real valor da peça, mas um valor bem próximo, por conta das incertezas que o envolvem. 
 
Repetibilidade: é uma medida da dispersão dos resultados de medições sucessivas da mesma 
grandeza e realizadas por um mesmo operador. De um modo geral a repetibilidade é 
quantificada pela faixa correspondente a seis desvios-padrão da distribuição dos resultados; 
Reprodutibilidade: é dada pela variação máxima entre resultados médios obtidos por 
diferentes operadores para a mesma grandeza e sob as mesmas condições de operação. Deve-
se observar que a precisão é uma medida da variabilidade resultante da repetibilidade e 
reprodutibilidade do instrumento. Em instrumentos completamente automatizados, onde não 
há intervenção do operador na realização da medição, o erro de reprodutibilidade é 
desprezível e então precisão passa a ser sinônimode repetibilidade. (CARPINETTI, 2003, p. 
141). 
 
5 
 
 
 
3. MATERIAIS E MÉTODO 
O MSA é um componente fundamental na metodologia Lean Six Sigma, pois influencia na 
colheita dos insumos necessários para as ações de melhoria. Ao se analisar um sistema de medição, 
considera-se atributos de diferentes características. 
 
3.1 Linha de Usinagem 
 
Figura 1: Exemplo de um Centro de Usinagem 
 
Fonte: Registrada pelo Autor (2021) 
 
 
Neste centro de usinagem é realizado as operações de fresagem, furação, rosqueamento e 
mandrilagem de cárteres. Neste cárter o processo é dividido em dois centros de usinagem primeira 
máquina são realizadas operações de: fresagem da junção, furação dos pinos guia das peças, onde os 
mesmos servem de referência para as demais operações, e após é usinado o diâmetro do rolamento. 
Nessa primeira máquina estão as medidas mais críticas da peça, ou seja, as cotas que são referência 
para o próximo processo. 
Na máquina seguinte são realizados processos de furação de pinos do freio, fresagem da 
numeração, roscas, e a fresagem na região onde é montado os sabres. 
O próximo passo do processo de usinagem é a operação do teste de estanqueidade, onde se 
verifica a existência de vazamentos que possam vir a aparecer na peça. Esses vazamentos podem ser 
relacionados a trincas ou porosidades de processos de fundição. Esse teste se dá através da queda de 
pressão dentro do tanque peça, ou seja, é medido a variação do volume de ar comprimido dentro do 
tanque da peça. 
 
6 
 
 
 
Figura 2: Exemplo de máquina de estanqueidade. 
 
Fonte: Registrada pelo Autor (2021) 
A fase seguinte é a montagem do rolamento e dos pinos do freio, este mesmo sendo realizado 
através de uma prensa hidráulica conforme a Fotografia 3. Neste processo é realizado duas peças no 
dispositivo onde são prensados os pinos e rolamentos. 
 
Figura 3: Exemplo de máquina de Prensa de Pinos. 
 
Fonte: Registrada pelo Autor (2021) 
Alguns instrumentos de medição que são utilizados no processo de produção foram 
analisados conforme informações abaixo. 
7 
 
 
 
Figura 4: Dispositivo de medição Rápida. 
 
Fonte: Registrada pelo Autor (2021) 
 
 Dispositivo pneumático utilizado para controlar uma cota funcional denominada altura 
do cilindro, onde a peça (Cárter LS) é posicionada e guiada por pinças expansivas na qual são 
acionadas para realizar o alinhamento da peça para a medição. O conceito deste dispositivo, simula a 
peça montada na contra-peça, fazendo uma medição direta da cota. Com esse conceito, se ganhou no 
tempo de medição além de a empresa poder inserir o conceito de autocontrole. 
 Resolução: 0,001 mm 
 Calibração: É realizada no período de 6 meses 
 Incerteza: 0,003 mm 
 Faixa de medição: 23 mm à 24 mm 
 Cuidados com manuseio: Como o ambiente é muito agressivo, sua 
calibração foi reduzida. 
 
8 
 
 
 
Figura 5: Ogivas pneumáticas 
 
Fonte: Registrada pelo Autor (2021) 
 
 Dispositivo pneumático é utilizado para controlar um diâmetro de 7+0,018 mm, onde é 
montado uma bucha que serve como guia para alinhamento do conjunto de cárter. O conceito deste 
dispositivo é realizar a medição através de vazão de ar. Com esse conceito, se ganhou no tempo de 
medição além de a empresa poder inserir o conceito de autocontrole. 
 Resolução: 0,001 mm 
 Calibração: É realizada no transdutor dentro do período de 6 meses 
 Incerteza: 0,003 mm 
 Faixa de medição: 6,800 mm à 7,400 mm 
 Cuidados com manuseio: Como o ambiente é muito agressivo, sua 
calibração foi reduzida. 
 
 
9 
 
 
 
Fotografia 6: Equator 500 
 
Fonte: Registrada pelo Autor (2021) 
Esta Equator é uma das principais máquinas de medição utilizada na empresa, pois a maioria 
das medições são realizadas por ela. Exatidão mesmo com bruscas variações de temperatura, agora 
até 45 ºC de variação as condições climáticas podem causar ciclos variáveis de temperatura diária e 
sazonal. Por exemplo, no início da manhã uma máquina em chão de fábrica pode ter sua temperatura 
elevada devido a condições externas ou até mesmo pelo aquecimento da própria máquina. O sistema 
já comprovou que pode lidar com isto através da remasterização da peça máster. O que significa que 
uma medição exata pode iniciar assim que a primeira peça foi produzida e continuar independe das 
alterações das condições. 
 Resolução: 0,0001 mm 
 Calibração: É realizada no período de 6 meses, mas seus sensores são 
calibradas todo início de turno. 
 Incerteza: 0,003 mm 
 Faixa de medição: Eixo X 500 mm 
 Eixo Y 600 mm 
 Eixo Z 250 mm/400 mm 
 Cuidados com manuseio: Deve-se ter o cuidado com colisões durante 
as medições. 
 
 
 
10 
 
 
 
Fotografia 7: Paquímetro digital 150 mm 
 
Fonte: Registrada pelo Autor (2021) 
 
 
O paquímetro digital e muito utilizado para medições com dimensões não muito grandes e 
tolerâncias mais abertas, é muito utilizado em medições de diâmetros, alturas, profundidades e etc. 
 Resolução: 0,01 mm 
 Calibração: É realizada no período 1 ano. 
 Incerteza: 0,003 mm 
 Faixa de medição: 150 mm 
 Cuidados com manuseio: Deve-se ter o cuidado com colisões durante 
as medições e transporte. 
Durante os estudos dos processos de uma linha de usinagem na empresa, foi realizado uma 
pesquisa, com intuito de analisar um dos problemas que vem gerando um índice alto de sucata na 
fábrica. Em uma determinada peça X apresenta uma variação durante as medições realizadas de uma 
característica do produto, onde é medida com um dispositivo de medição rápida conforme fig.4., após 
as análises foi realizado um estudo de caso utilizando a metodologia de MSA, onde foi utilizado um 
software chamado de Minitab para analisar, onde foi aplicado o método de R & R para a validação 
do sistema de medição. 
“ Repetibilidade é a variação em função do dispositivo de medição. É a combinação que é 
observada quando o mesmo operador mede a mesma peça várias vezes, usando o mesma medidor, 
sob as mesmas condições.” (https://support.minitab.com/pt-br/minitab/18/help-and-how-to/quality.) 
 ”A reprodutibilidade é a variação devida ao sistema de medição. É a combinação observada 
quando os diferentes operadores medem a mesma peça várias vezes, usando o mesmo medidor, sob 
as mesmas condições.” (https://support.minitab.com/pt-br/minitab/18/help-and-how-to/quality.) 
A característica do produto medida pelo dispositivo de medição rápida tem sua medida 
especificada conforme desenho abaixo. 
Furo A 1- 13,487 + ou – 0,02mm 
Furo B 1- 23,380 + ou – 0,02mm 
 
11 
 
 
 
Figura 7: Peça da Analise 
 
 Fonte: Elaborado pelo Autor (2021) 
 
3.2 Critérios de Aceitação do R&R 
Segundo o Manual do MSA 4ª Edição de 2010 os critérios de aceitação do R & R são 
conforme abaixo. 
1. R & R menor que 10%, o dispositivo é considerado aceitável; 
2. R & R entre 10% e 30% o dispositivo pode ser aceitável para algumas aplicações; 
3. R & R maior que 30% o dispositivo é considerado inaceitável; 
 
 
FURO A_1 
FURO B_1 
12 
 
 
 
3.3 Altura do Furo A_1 Antes 
 
Tabela 1: Resultados das Medições Antes 
 
Fonte: Elaborado pelo Autor (2021) 
Peça 1 Operador 1 Altura A1 Altura B1 
1 A 13,490 23,384 
2 A 13,488 23,382 
3 A 13,491 23,386 
4 A 13,487 23,397 
1 A 13,490 23,387 
2 A 13,489 23,381 
3 A 13,493 23,383 
4 A 13,488 23,383 
1 A 13,490 23,396 
2 A 13,489 23,391 
3 A 13,493 23,394 
4 A 13,490 23,388 
1 B 13,490 23,386 
2 B 13,490 23,382 
3 B 13,492 23,385 
4 B 13,487 23,391 
1 B 13,490 23,395 
2 B 13,490 23,386 
3 B 13,493 23,394 
4 B 13,488 23,394 
1 B 13,498 23,391 
2 B 13,495 23,388 
3 B 13,499 23,388 
4 B 13,494 23,386 
1 C 13,491 23,392 
2 C 13,492 23,396 
3 C 13,494 23,396 
4 C 13,988 23,395 
1 C 13,499 23,388 
2 C 13,495 23,388 
3 C 13,499 23,382 
4 C 13,487 23,395 
1 C 13,490 23,396 
2 C 13,490 23,391 
3 C 13,499 23,392 
4 C 13,492 23,394 
13 
 
 
 
Tabela 2: Resultado do R&RFonte: Elaborado pelo Autor (2021) 
 
Gráfico 1: Resultado do R&R 
 
Fonte: Elaborado pelo Autor (2021) 
 
 
 
14 
 
 
 
3.4 Altura do Furo B_1 Antes 
 
Tabela 3: Resultado do R&R 
 
Fonte: Elaborado pelo Autor (2021) 
 
Gráfico 2: Resultado do R&R 
 
Fonte: Elaborado pelo Autor (2021) 
 
15 
 
 
 
3.5 Altura do Furo A_1 Depois 
 
Tabela 4: Resultado do R&R 
Peça 1 Operador 1 Altura A1 Altura B1 
1 A 13,490 23,384 
2 A 13,488 23,385 
3 A 13,490 23,386 
4 A 13,485 23,384 
1 A 13,491 23,383 
2 A 13,490 23,383 
3 A 13,490 23,383 
4 A 13,489 23,383 
1 A 13,490 23,385 
2 A 13,489 23,384 
3 A 13,491 23,384 
4 A 13,490 23,383 
1 B 13,490 23,384 
2 B 13,490 23,385 
3 B 13,491 23,385 
4 B 13,492 23,385 
1 B 13,490 23,385 
2 B 13,491 23,383 
3 B 13,490 23,384 
4 B 13,492 23,384 
1 B 13,492 23,392 
2 B 13,491 23,393 
3 B 13,493 23,393 
4 B 13,492 23,395 
1 C 13,491 23,395 
2 C 13,492 23,394 
3 C 13,491 23,394 
4 C 13,490 23,395 
1 C 13,490 23,394 
2 C 13,491 23,393 
3 C 13,491 23,395 
4 C 13,492 23,395 
1 C 13,490 23,394 
2 C 13,490 23,393 
3 C 13,491 23,393 
4 C 13,492 23,394 
Fonte: Elaborado pelo Autor (2021) 
 
16 
 
 
 
Tabela 5: Resultado do R&R 
 
Fonte: Elaborado pelo Autor (2021) 
 
Gráfico 3: Resultado do R&R 
 
Fonte: Elaborado pelo Autor (2021) 
 
 
17 
 
 
 
3.6 Altura do Furo B_1 Depois 
 
Tabela 6: Resultado do R&R 
 
Fonte: Elaborado pelo Autor (2021) 
 
Gráfico 3: Resultado do R&R 
 
Fonte: Elaborado pelo Autor (2021) 
 
18 
 
 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Nesta tabela temos os resultados do estudo de MSA atrás do R&R e comprova de como é 
importante o a Metrologia e seus estudos na produção industrial, assim obtendo excelência no 
processo e a qualidade do produto em processo e no produto final. 
Concluímos que, com a metodologia MSA aplicada no dispositivo de medição rápida através 
das coletas de dados, o dispositivo não nos atendia conforme os critérios de aceitação R&R conforme 
citado. 
Após as melhorias aplicadas no dispositivo como a usinagem do alojamento da peça e a troca 
das pinças expansivas, ocorreu uma melhora na fixação da peça e junto com novas estudos de R&R 
ficou comprovado resultados satisfatórios conforme critérios de aceitação. 
Na tabela temos os resultados do estudo de MSA atrás do R&R e comprova de como é 
importante o a Metrologia e seus estudos na produção industrial, assim obtendo excelência no 
processo e a qualidade do produto em processo e no produto final. 
 
 
Tabela 10: Resultados dos R&R 
 
Fonte: Elaborado pelo Autor (2021) 
 
 
 
Tabela 11: Resultado da sucata 
 
 
Fonte: Elaborado pelo Autor (2021) 
1,06%
0,85% 0,94%
1,11%
0,91%
0,28%
0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%0,00%
0,00%
0,50%
1,00%
1,50%
2,00%
2,50%
3,00% % sucata 2021 após melhoria 
19 
 
 
 
5. CONCLUSÃO 
 
Na análise dos dados do trabalho foi possível confirmar que todos os objetivos do estudo 
foram atingidos com excelência. 
Podemos observar ao longo deste trabalho a importância da metodologia da Análise do 
Sistema de Medição – MSA, quando a ferramenta empregada com seriedade, pode representar 
grandes melhorias em termos de: custos, produtividade, qualidade durante o processo e a qualidade 
de produtos. 
Com base no trabalho, observamos com a realização do R&R (Repetibilidade e 
Reprodutibilidade) foi possível identificar que teve erros e falhas no dispositivo de medição rápida. 
Após melhorias executadas no dispositivo de medição rápida e nos apoios do dispositivo de usinagem 
a metodologia da Análise do Sistema de Medição – MSA por R&R (Repetibilidade e 
Reprodutibilidade) foi refeita com resultados dentro do objetivo, assim reduzindo a variações nas 
medições durante a processo e consequentemente uma redução na sucata da peça na linha de 
usinagem. 
20 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
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