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AVALIAÇÃO DE CAPACIDADE DE PROCESSOS
Aula IV
Prof José Milton de Freitas 
CIÊNCIAS DOS MATERIAIS
Conforme visto anteriormente, os gráficos de controle constituem ferramentas utilizadas para a avaliação da estabilidade de um processo.
No entanto, é possivel que mesmo um processo com variabilidade controlada e previsível produza itens defeituosos.
Logo, não é suficiente simplesmente colocar e manter um processo sobre controle. É fundamental avaliar se o processo é capaz de atender às especificações estabelecidas a partir dos desejos e necessidades dos clientes.
É justamente esta avaliação que constitui o estudo da capacidade (ou capabilidade) do processo.
Capacidade (ou capabilidade) do processo:
AVALIAÇÃO DE CAPACIDADE DE PROCESSOS
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O estudo da capacidade dos processos responde à pergunta: “meu processo é bom o bastante?”. Isto é completamente diferente da pergunta respondida por uma carta de controle, que é “meu processo tem mudado”?
AVALIAÇÃO DE CAPACIDADE DE PROCESSOS (cont.)
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A capacidade de um processo demonstra, por meio de dados numéricos, quanto um processo é capaz de produzir um produto atendendo a uma dada especificação. 
AVALIAÇÃO DE CAPACIDADE DE PROCESSOS (cont.)
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- Indices de capacidade:
A maneira mais comum de fazer a análise da capacidade de um processo é através dos índices de capacidades (IC). 
Estes índices são números adimensionais.
Para utilizar os índices de capacidade é necessário que:
O processo esteja sob controle estatístico;
A variável de interesse tenha distribuição próxima da normal
Assim, devemos primeiro examinar o comportamento das cartas de controle. Uma vez evidenciada a condição de controle, o estudo de capacidade pode ser conduzido.
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Índice Cp:
Índice mais simples, considerado como a taxa de tolerância à variação do processo, desconsidera a centralização do processo, não é sensível aos deslocamentos (causas especiais) dos dados.
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Índice Cp:
Caso a variável de interesse tenha especificação bilateral, o índice Cp é definido por:
em que LSE é o Limite Superior de Engenharia e LIE o Limite Inferior de Engenharia.
O Cp mede a folga existente entre os limites das especificações (dados pelo projeto) e os limites das especificações do processo (dados pelos limites dos gráficos de controle).
ou
LIC
LSC
Onde:
 s = R 
 d2
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- Classificação do Processo Segundo o Cp:
AVALIAÇÃO DE CAPACIDADE DE PROCESSOS (cont.)
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(b) Limites de especificação e variação natural são iguais; processo é capaz de atender as especificações a maior parte do tempo. 
Limites de Especificação
Processo
(a) Variação natural excede os limites de especificação; processo não é capaz de atender as especificações o tempo todo.
Limites de Especificação
Processo
- Processos capazes e não capazes:
AVALIAÇÃO DE CAPACIDADE DE PROCESSOS (cont.)
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(c) Limites de especificação maiores que a variação natural do processo; o processo é capaz de atender a especificação ao longo do tempo.
(d) Limites de especificação maiores que a a variação natural do processo, mas o processo está descentralizado. Processo capaz mas alguns resultados não vão atender o limite superior de especificação.
Limites de Especificação
Processo
Limites de Especificação
Processo
- Processos capazes e não capazes:
AVALIAÇÃO DE CAPACIDADE DE PROCESSOS (cont.)
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Um processo com uma curva estreita (um Cp elevado) pode não estar de acordo com as necessidades do cliente se não for centrado de acordo.
O Cpk considera a centralização do processo; é o ajuste do índice Cp para uma distribuição não centrada entre os limites de de especificação: é sensível aos deslocamentos (causas especiais) dos dados.
- Índice Cpk
AVALIAÇÃO DE CAPACIDADE DE PROCESSOS (cont.)
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Kane (1986) propõe uma medida (Cpk) que penaliza desvios da média do processo em relação a posição central (“ótima”), sendo definido por:
o menor valor entre Cpks e Cpki:
Avaliação do cálculo do índice
- Índice Cpk
ou 
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- Interpetração Cp e Cpk:
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- Interpetração Cp e Cpk:
AVALIAÇÃO DE CAPACIDADE DE PROCESSOS (cont.)
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- Interpetração Cp e Cpk:
AVALIAÇÃO DE CAPACIDADE DE PROCESSOS (cont.)
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Nos três exemplos anteriores, os índices Cp e Cpk receberam os mesmos conceitos, mas nem sempre isto ocorre.
No exemplo abaixo há um processo com uma variação bem pequena que gera um Cp ótimo, porém com um Cpk baixo porque a distribuicão não está centrada entre os limites de especificação.
Pelo exemplo anterior, é possível afirmar que, para ser capaz, um processo necessita de centralização entre os limites de especificação e baixa variação.
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AVALIAÇÃO DE CAPACIDADE DE PROCESSOS (cont.)
- Rotina para avaliação da capacidade do processo:
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- Exercícios:
1) Um processo de um fabricante de eixos cilíndricos controla o diâmetro destes através de um CEP que tem LSC = 10,4 mm, LM = 10,0 mm e LIC = 9,6 mm. A especificação do diâmetro exigida pelo projeto é de 10,00 ± 1,50 mm. Qual o índice de capabilidade do processo?
AVALIAÇÃO DE CAPACIDADE DE PROCESSOS (cont.)
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Um processo de um fabricante de eixos cilíndricos controla o diâmetro destes através de um CEP que tem LSC = 10,4 mm, LM = 10,0 mm e LIC = 9,6 mm. A especificação do diâmetro exigida pelo projeto é de 10,00 ± 1,50 mm. Qual o índice de capabilidade do processo?
AVALIAÇÃO DE CAPACIDADE DE PROCESSOS (cont.)
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2) Supondo que o fabricante de eixos cilíndricos do exemplo anterior, deseje produzir no mesmo processo, com LSC = 10,4; LM = 10,0 e LIC = 9,6; deseje produzir eixos com especificação de medida do diâmetro seja de 10,5 ± 0,6 mm, calcular o Cpk.
AVALIAÇÃO DE CAPACIDADE DE PROCESSOS (cont.)
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Supondo que o fabricante de eixos cilíndricos do exemplo anterior, deseje produzir no mesmo processo, com LSC = 10,4; LM = 10,0 e LIC = 9,6; deseje produzir eixos com especificação de medida do diâmetro seja de 10,5 ± 0,6 mm, calcular o Cpk.
 11,1 – 10,0 = 2,75 
10,4 – 10,0
 10,0 – 9,9 = 0,25
10,0 – 9,6
I
Cpk = min
Cpk = 0,25
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3) Consideremos um processo que esteja sob controle, cujos dados seguem distribuição normal. Para este processo temos as seguintes especificações:
LSE = 10,9 e LIE = 10,5 Vamos supor que a média amostral do processo seja dada por = 10,662 e σ = 0,118,
Calcule e avalie os indicadores CP e CPk, bem como a capacidade geral do processo.
AVALIAÇÃO DE CAPACIDADE DE PROCESSOS (cont.)
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CIÊNCIAS DOS MATERIAIS
3) Consideremos um processo que esteja sob controle, cujos dados seguem distribuição normal. Para este processo temos as seguintes especificações:
LSE = 10,9 e LIE = 10,5 Vamos supor que a média amostral do processo seja dada por =10,662 e σ = 0,118,
Calcule e avalie os indicadores CP e CPk, bem como a capacidade geral do processo.
AVALIAÇÃO DE CAPACIDADE DE PROCESSOS (cont.)
Cp = 10,9 – 10,5 = 0,56
6 x 0,118
Processo não capaz
Cpk = min
;
Cpks = 10,9 – 10,662 = 0.67
3 x 0,118
Cpks = 10,662 – 10,5 = 0,46 
3 x 0,118
Cpk = 0,46 
Processo não capaz
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4) Suponha que um processo estável tenha limite superior e inferior especificação em LSE=62 e LIE= 38. Uma amostra de tamanho 20 deste processo revela que média do processo está centrado aproximadamente no ponto médio do intervalo de especificação e que desvio padrão amostral é S=1,75. Encontre e avalie os indicadores CP e CPK.
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CIÊNCIAS DOS MATERIAIS
FIM
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menor que
Se Cp = Cpk o processo está centrado no ponto médio das especificações.
Quando Cpk 1, TN é menor que TE (desejável)
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CIÊNCIAS DOS MATERIAIS
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CIÊNCIAS DOS MATERIAIS
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CIÊNCIAS DOS MATERIAIS
Nos três exemplos anteriores, os índices Cp e Cpk receberam os mesmos conceitos, mas nem sempre isto ocorre.
No exemplo abaixo há um processo com uma variação bem pequena que gera um Cp ótimo, porém com um Cpk baixo porque a distribuicão não está centrada entre os limites de especificação.
Pelo exemplo anterior, é possível afirmar que, para ser capaz, um processo necessita de centralização entre os limites de especificação e baixa variação.
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CIÊNCIAS DOS MATERIAIS
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CIÊNCIAS DOS MATERIAIS
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CIÊNCIAS DOS MATERIAIS
- Índice Cpk:
Para avaliar mais eficientemente a capacidade do processo foi introduzido no Japão o índice Cpk, que leva em conta não somente a variabilidade do processo como também sua localização com respeito aos limites de especificação.
No caso de especificações bilaterais, o índice Cpk permite a avaliação da capacidade do processo na "pior situação possível". Neste sentido, a utilização do Cpk determina a estratégia "mais conservadora". Assim, um processo com Cpk alto oferece garantias de um comportamento satisfatório, enquanto a estabilidade seja mantida.
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CIÊNCIAS DOS MATERIAIS
A relação entre Cp e Cpk é definida por
em que k é o fator que representa o quanto o processo está centrado
sendo m = (LSE - LIE)/2 o ponto central da especificação.
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CIÊNCIAS DOS MATERIAIS
Inicialmente, vamos considerar o caso em que a distribuição normal se ajusta bem aos dados. Neste caso, a amplitude de 99,73% corresponde ao valor 6σ (ou sua estimativa 6), no qual está associado a variabilidade de curto prazo . Por esta razão, o conhecimento da variabilidade inerente (causas comuns) ao processo fornece somente parte da informação necessária para determinar o quanto o processo atende às especificações.
Para cumprir mais adequadamente com a função de predizer quanto dos produtos do processo vão satisfazer às especificações foi criado o índice Cp, chamado Índice de Capacidade Potencial do Processo, que consegue relacionar a variabilidade inerente ao processo com suas especificações.
A análise de capabilidade (ou Cp e Cpk) é um conjunto de cálculos utilizados para avaliar se um sistema é estatisticamente capaz de atender a um conjunto de especificações ou requisitos. Para completar os cálculos, é necessário um conjunto de dados, geralmente gerado por um gráfico de controle. No entanto, os dados podem ser coletados especificamente para este propósito
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CIÊNCIAS DOS MATERIAIS
 Considerações Importantes
– O uso dos índices de capacidade não tem sentido
se os dados analisados forem provenientes de um
processo fora de controle
 Motivo: os índices são parâmetros da distribuição estacionária
da característica da qualidade em estudo. Se o processo estiver
fora de controle essa distribuição não será sempre a mesma,
logo não saberemos o que estaremos estimando a partir dos
dados.
– Assim, devemos primeiro examinar o
comportamento das cartas de controle. Uma vez
evidenciada a condição de controle, o estudo de
capacidade pode ser conduzido
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Índices de Capabilidade 
•Cpkprocesso não é capaz de atender as especificações o tempo todo.
Limites de Especificação
Processo
Processos capazes e não capazes
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Diego Rodrigues & Franciele Borba
Processos capazes e não capazes
(c) Limites de especificação maiores que a variação natural do processo; o processo é capaz de atender a especificação ao longo do tempo.
(d) Limites de especificação maiores que a a variação natural do processo, mas o processo está descentralizado. Processo capaz mas alguns resultados não vão atender o limite superior de especificação.
Limites de Especificação
Processo
Limites de Especificação
Processo
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CIÊNCIAS DOS MATERIAIS
Diego Rodrigues & Franciele Borba
Cp 1,33: a capacidade do processo é adequada à tolerância exigida (resta 30% de “folga” na tolerância).
Análise da capabilidade
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Diego Rodrigues & Franciele Borba
Índice de Desempenho Potencial
 do Processo
Pp	=
Amplitude da tolerância
Amplitude do processo
LSE – LIE
6p
Pp	=
Desempenho do Processo
Onde: sp = s
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Diego Rodrigues & Franciele Borba
Resultados da Análise de Capabilidade
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Diego Rodrigues & Franciele Borba
Exemplos
Cálculo de Capabilidade
Virtual Machine
Formulário Estudo de Capabilidade
Exemplo 1
Exemplo 2
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Objetivo de um Processo
Produzir um produto que satisfaça totalmente ao cliente.
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Conceito de Processo
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Exemplo de Variabilidade
O diâmetro de um eixo usinado pode variar devido a:
Máquina (folga, desgaste do rolamento);
Ferramenta (esforço, desgaste);
Material (diâmetro, dureza);
Operador (precisão na centralização, alimentação da
máquina);
Manutenção (lubrificação, reposição de peças gastas);
Meio Ambiente (temperatura, constância do fornecimento
elétrico).
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Causas de Variação
Causas Comuns ou Aleatórias:
Variações inerentes ao processo
Podem ser eliminadas somente através de
melhorias no sistema
Causas Especiais : indicam problemas no processo
Variações devidas a problemas identificáveis
Podem ser eliminadas por ação local do operador
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Variações no Processo
Causas de Variação
Causas Especiais
Variações Atípicas
Origem Local
Operador/Supervisor
Solução a Curto Prazo
Estabilidade
Previsibilidade
Causas Comuns
Variações Inerentes
Origem Sistêmica
Engenheiro/Gerente
Solução a Longo Prazo
Capacidade
Atender à Faixa do Cliente
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Variações no Processo
Nosso Problema
Controlar as Variações
Entender suas Causas
Previnir Ocorrências
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Em 1924, o matemático Walter Shewhart
introduziu o controle estatístico de
processo (CEP).
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O que é CEP
O CEP é uma técnica estatística para
controle do processo, durante a
produção. Tem por objetivo principal,
controlar e melhorar a qualidade do
produto.
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Para promover a redução da variabilidade,
deve- se conhecê- la bem. Isso só é possível
através da coleta de dados.
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Gráfico Seqüencial
O QUE É: um gráfico dos dados ao longo do tempo.
OBJETIVO: é utilizado para pesquisar tendências nos dados ao longo da produção, o
que poderia indicar a presença de causas especiais de variação.
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Medidas de Centro e Variabilidade
Usualmente necessitamos conhecer onde se localiza o centro dos dados e quão grande é a variação em torno desse centro.
Os gráficos são muito úteis para se ter uma visão clara e objetiva dos dados mas, por
vezes, torna-se necessário resumir os dados numa forma numérica .
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Faixa Característica do Processo
A faixa característica de processo (FCP), ou faixa
padrão, representa a faixa de valores que prevemos
para a maioria dos resultados futuros do processo.
Esperamos que 99,7% dos resultados caiam dentro
desse intervalo.
 A amplitude deste intervalo, 6s, quantifica a
variação natural do processo.
• FCP = (x - 3s; x + 3s) = x ± 3s
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Faixa Característica do Processo
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Tópicos Principais do CEP
Utiliza cartas de controle para verificar se
alguma parte do processo produtivo não está
funcionando adequadamente e pode causar
má qualidade
Carta de Controle : é um gráfico que
estabelece os limites de controle do processo.
A carta de controle mostra mudanças no
padrão do processo
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CIÊNCIAS DOS MATERIAIS
Aspectos da Carta de Controle
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Limites de Controle e Limites de Especificação
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Capacidade do Processo
Os estudos de capabilidade do processo tem
por objetivo verificar se um processo
estatisticamente estável atende às
especificações de engenharia do produto ou
se há geração de itens não conformes.
Esta análise costuma ser efetuada mediante
cálculo e interpretação de índices específicos
para essa finalidade.
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Índice Cp
Este índice compara a variabilidade total
permissível para as peças (ou tolerância de
especificação) com a variabilidade do
processo de fabricação (tolerância natural).
Para o processo ser capaz o valor deste
índice não pode ser inferior a 1,33.
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Índice Ck
É recomendado o seu uso quando se estiver
trabalhando com especificações unilaterais, ou quando
a média do processo não puder ser deslocada
(impossibilidade física ou custo excessivo).
Com este índice, além de se avaliar a variabilidade
total permissível para as peças com a tolerância natural
de fabricação, verifica- se também a centralização do
processo com relação aos limites (superior e inferior)
da especificação.
O valor deste índice deve ser igual ou superior a 1, 33
para que o processo seja considerado capaz.
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Classificação do Processo Segundo o CP
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Implementação do CEP
ETAPA 1. Identificação do projeto piloto.
Nesta etapa é selecionada a área para o início de
implementação do CEP. A área escolhida deve apresentar
problemas que justifiquem a utilização dos gráficos de
controle e os benefícios em termos de aumento de
produtividade e redução de custos devem ser levantados.
ETAPA 2. Elaboração do fluxograma de processo
Nesta etapa é preparado um fluxograma de processo para
a identificação dos pontos e parâmetros críticos do
processo onde serão utilizados os gráficos de controle.
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ETAPA 3 .Definir cronograma do projeto piloto.
Esta etapa ajuda o coordenador do projeto na tarefa de
acompanhamento do andamento e verificação dos
resultados. Podem ser adotados documentos para registro
das atividades pendentes e resultados obtidos.
ETAPA 4. Identificação e solução de problemas da
área piloto.
Esta é a primeira etapa efetiva da implementação do CEP,
nela são levantados os principais problemas da área
piloto, os quais com a utilização das ferramentas básicas
da qualidade (diagrama de causa-efeito,Pareto) são
eliminados.
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ETAPA 5 .Seleção do tipo de gráfico de controle a ser
utilizado.
Nesta etapa é definido o tipo de gráfico de controle que
vai ser utilizado no processo, se a decisão for pela a
utilização de gráficos por atributos, deve- se partir para a
etapa sete, caso a decisão seja pela utilização de gráficos
por variáveis deve ser realizada a etapa 6.
ETAPA 6 .Avaliação da Capacidade do processo.
Esta etapa que indica se o processo já está apto para a
utilização dos gráficos de controle, se o processo for
capaz deve-se partir para a etapa 7, se o processo não for
capaz deve-se voltar a etapa 4
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ETAPA 7. Elaboração de procedimento para uso do
gráfico de controle.
Nesta etapa são estabelecidas as responsabilidades das
pessoas envolvidas com os gráficos de controle, incluindo
as atividades de registro e monitoramento dos gráficos de
controle.
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A moderna concepção de gestão da qualidade total, que consolidaria a engenharia da qualidade num corpo de conhecimentos consistente, desenvolveu-se nos anos 50 a partir dos trabalhos de Armand V. Feigenbaum, Joseph M. Juran e Winston Edwards Deming.
A gestão da qualidade total pode ser definida como um conjunto integrado e sistêmico de procedimentos que visam coordenar as ações das pessoas de uma organização, com o objetivo de se melhorar continuamente a qualidade de produtos e de serviços, a qualidade dos processos e a qualidade de vida na organização, dentro de um enfoque preventivo.
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FIM
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image2.png
image3.wmf
LIC
LSC
LIE
LSE
Cp
-
-
=
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image5.png
oleObject1.bin
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image7.jpeg
image8.wmf
þ
ý
ü
î
í
ì
-
-
-
-
=
LIC
x
LIE
x
x
LSC
x
LSE
Cpk
;
min
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oleObject2.bin
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image12.jpeg
image13.jpeg
image14.emf
L
i
m
i
t
e
s
9,6
10,4
10,0
LSE
Diferença no
processo
Diferença na
especificação
LIE
LSC
LIC
LM
11,5
8,5
oleObject3.bin
Texto�
Texto�
Texto�
Texto�
Texto�
Texto�
T�tulo�
Eixo Y�
Eixo X�
Arraste as al�as laterais para alterar a largura do bloco de texto.�
A altura da caixa de texto e sua linha associada aumentam ou diminuem � medida que voc� adiciona texto. Para alterar a largura do coment�rio, arraste a al�a lateral.�
Limites�
�
LIE�
9,6�
10,4�
10,0�
LSC�
LIC�
LM�
LSE�
11,5�
8,5�
Diferen�a no processo�
Diferen�a na especifica��o�
image15.emf
Cp= LSE -LIELSC -LICCp= 11,5 –8,510,4 –9,6Cp= 2,5
image16.emf
L
i
m
i
t
e
s
9,6
10,4
10,0
LM
LIC
LSC
LSE = 11,1
LME = 10,5
LSE = 9,9
Diferença no
processo
Diferença na
especificação
oleObject4.bin
Texto�
Texto�
Texto�
Texto�
Texto�
Texto�
T�tulo�
Eixo Y�
Eixo X�
Arraste as al�as laterais para alterar a largura do bloco de texto.�
A altura da caixa de texto e sua linha associada aumentam ou diminuem � medida que voc� adiciona texto. Para alterar a largura do coment�rio, arraste a al�a lateral.�
Limites�
�
9,6�
10,4�
10,0�
LM�
LIC�
LSC�
LSE = 11,1�
LME = 10,5�
LSE = 9,9�
Diferen�a no processo�
Diferen�a na especifica��o�
oleObject5.bin
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