FMCI_Cap 11

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11
 Confiabilidade de Processos de Medição na Indústria
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Motivação
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Medições na Indústria
Ocorrem em condições bem menos controladas que na calibração.
Devem fornecer resultados confiáveis.
Através de ferramentas estatísticas é possível verificar a confiabilidade das medições nas condições de produção.
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Medições na Indústria
Os resultados obtidos nessas análises são úteis:
Como critério de aceitação de novos SM.
Para comparar diferentes SM nas condições de uso.
Para investigar um SM sob suspeita de mau funcionamento.
Para comparar o desempenho do mesmo SM antes e após uma ajustagem ou regulagem.
Para avaliar os potenciais riscos de erros de classificação no CQ usando um SM.
- Capítulo 11 - 
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11.1
Recomendações de Normas de Garantia da Qualidade
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Normas de Garantia da Qualidade
ISO 9001: IM deve ser conhecida e compatível com exigências.
ISO 10012: necessária análise ampla de incertezas.
ISO 14253-1: IM deve ser considerada para verificação de conformidade.
QS 9000: define os requisitos de confiabilidade metrológica através de análises de capacidade estatística do processo de medição.
- Capítulo 11 - 
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11.2
Variabilidade de Processos de Produção e de Medição
- Capítulo 11 - 
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Variabilidade do Processo Produtivo
Projetado
Executado
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Processo sob 
Controle Estatístico 
	Um processo está sob controle estatístico quando suas variações naturais são estáveis e se situam dentro de limites previsíveis.
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Capacidade de um Processo 
	Um processo é dito capaz quando está sob controle estatístico e produz dentro das tolerâncias de projeto.
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Capacidade e 
Controle Estatístico 
- Capítulo 11 - 
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CEP
Gráficos da Média e Amplitude
n Peças 
medidas
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Influência da incerteza de medição na capacidade do processo
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Características de Processo de Medição Adequado
Deve ser capaz de identificar pequenas variações nas características medidas nos produtos;
A variabilidade do processo de medição (erros aleatórios) deve ser pequena quando comparada com a variabilidade do processo produtivo e com os limites de especificação das tolerâncias do produto;
O processo de medição deve estar sob controle estatístico, o que significa que as variações do processo de medição são devidas somente às causas comuns e não às especiais.
- Capítulo 11 - 
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11.3
Parâmetros Utilizados na Análise Estatística dos Processos de Medição
- Capítulo 11 - 
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1. Tendência
	Diferença entre a média das indicações obtidas de um processo de medição e um valor de referência. 
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
2. Repetitividade
	Faixa dentro da qual as indicações do processo de medição são esperadas para um mesmo operador em condições operacionais idênticas.
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
3. Reprodutibilidade
	Faixa dentro da qual as indicações do processo de medição são esperadas quando são envolvidos diferentes operadores nas condições operacionais naturais do processo de medição.
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
4. Estabilidade
	Capacidade do sistema de medição em manter suas características estatísticas ao longo do tempo. Corresponde à faixa de variação da tendência ao longo do tempo.
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
5. Desvio Linear da Tendência
	Está associado á forma como varia a tendência em função do valor da indicação. Corresponde à inclinação da reta da figura. Será nulo se o valor da tendência não varia significativamente ao longo da faixa de medição.
- Capítulo 11 - 
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11.4
Avaliação Experimental de Processos de Medição
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Condições para Avaliação
O melhor local para avaliar o desempenho de um processo de medição destinado a controlar um dado processo produtivo é no próprio processo produtivo. 
Por meio de métodos estatísticos é possível inferir várias características que espelham o desempenho do processo de medição. 
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Ensaios de Avaliação
Avaliação da Capacidade de Processos de Medição.
Ensaio de estabilidade de longo prazo.
Ensaio de estabilidade de curto prazo.
Ensaio de Desvio Linear da Tendência.
Ensaio de Repetitividade.
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Ensaios de Avaliação
Ensaio de Reprodutibilidade.
Análise da variação peça a peça.
Análise da variação total do processo.
Análise do parâmetro R&R.
Análise de variância.
Análises com Recursos Gráficos.
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Preparação dos Ensaios
Planejamento dos ensaios:
Delimitar parâmetros e abrangência.
Seleção das amostras:
Representativas do processo.
Devem ser numeradas.
Medição e registro:
Procedimentos usuais da produção adaptados para o tipo de teste.
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
1. Avaliação da Capacidade do Processo de Medição 
	Diferentes níveis de capacidade de um processo produtivo:
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Índices de Capacidade dos Processos Produtivos:
	Bilateral:
	Para processos não centrados:
Cp e Cpk > 1,33 => processo capaz
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Medição de uma Peça de Referência
	Diferentes níveis de capacidade de um processo de medição:
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Índices de Capacidade dos Processos de Medição:
	Bilateral:
	Para processos não centrados:
Cg e Cgk > 1,33 => processo capaz
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Avaliação da Capacidade do Processo de Medição
Necessário um mensurando com valor de referência bem conhecido:
Um padrão com valor de referência bem conhecido ou
Um exemplar do produto cujo valor de referência tenha sido determinado por um processo de medição melhor.
Medições repetidas são usadas para avaliar a tendência e dispersão.- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Preparação e 
documentação
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Quando o processo de medição é incapaz, o que fazer?
Melhorar o procedimento de medição.
Calibrar e ajustar o sistema de medição.
Melhorar condições ambientais.
Treinar os operadores.
Selecionar SM similar, mas com incerteza melhor.
Mudar o método de medição.
Utilizar um SM mais robusto.
Selecionar um SM que opere de forma automatizada, sem interferência do operador.
Selecionar SM com outro princípio de medição.
- Capítulo 11 - 
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2. Avaliação da Estabilidade de Longo Prazo
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
 
Identificação de Causas Especiais de Variação
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Interpretações das cartas:
Valores elevados na carta de amplitudes indicam que a incerteza do processo de medição não é boa. Há fortes efeitos de influências aleatórias.
Instabilidades na carta das médias indicam que o processo de medição sofreu mudanças que alteraram sua tendência. Há fortes efeitos de influências sistemáticas.
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
3. Avaliação da Estabilidade de Curto Prazo
Nem sempre há condições para realizar ensaios de estabilidade de longo prazo.
A estabilidade de curto prazo pode ser avaliada com base na amplitude dos resultados de vários operadores medindo amostras da produção (não calibradas).
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Exemplo de avaliação da estabilidade de curto prazo
	Um experimento foi realizado com o objetivo de analisar a estabilidade de curto prazo de um processo de medição. Foram coletadas dez peças do processo produtivo, e dois operadores foram envolvidos, cada um medindo cada peça repetidamente por três vezes. As peças possuem uma tolerância dimensional de ± 0,08 mm.
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Cartas da amplitude
A análise dessas cartas de controle não revela sinais de instabilidade como pontos fora dos limites de controle ou tendências. Dessa forma, o processo de medição pode ser considerado sob controle e com boa estabilidade de curto prazo.
- Capítulo 11 - 
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4. Ensaio de Desvio Linear da Tendência
Determina a componente linear da variação da tendência associada ao processo de medição ao longo da faixa de medição.
É formado por um conjunto de ensaios de tendência, realizados com padrões de diferentes dimensões.
O desvio linear de tendência é bem determinado na calibração. Com o uso, tende a se modificar, diminuindo a eficácia da correção.
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Exemplo de Ensaio de Desvio Linear da Tendência
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Exemplo de Ensaio de Desvio Linear da Tendência
- Capítulo 11 - 
Gráf1
		0.002
		0.008
		0.012
		0.021
		0.02
Tendência
Valor de Referência
Tendência
Desvio Linear da Tendência
y = 0,00092x - 0,00113
Plan1
		Valor de referência				Tendência
		5		5.002		0.002
		10.5		10.508		0.008
		15		15.012		0.012
		20.5		20.521		0.021
		25		25.02		0.02
Plan1
		
Tendência
Valor de Referência
Tendência
Desvio Linear da Tendência
y = 0,00092x - 0,00113
Plan2
		
Plan3
		
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
5. Ensaio de Repetitividade
Avalia a variabilidade natural do processo de medição realizadas em condições semelhantes.
Envolve medições repetidas da mesma amostra, realizadas pelo mesmo operador, e em um período de tempo curto. 
É comum que a amostra seja retirada e reposicionada no sistema de medição entre as medições repetidas. 
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
5. Ensaio de Repetitividade
A repetitividade pode ser estimada a partir do desvio padrão das medições repetidas.
Alternativamente, podem ser estimada a partir das amplitudes de medições repetidas por:
- Capítulo 11 - 
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	m = número de ciclos	g = número de amostras x número de operadores
d2
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Exemplo de Ensaio de Repetitividade
Foram realizadas três medições por cada peça.
Dois operadores foram envolvidos e
Dez amostras (peças) foram medidas.
m = 3
g = 10 x 2 = 20. 
Da tabela 11.2, d2 = 1,693. 
A amplitude média é 0,00235 mm. 
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Exemplo de Ensaio de Repetitividade
Para este tipo de ensaio é comum exprimir a repetitividade para 99% de nível de confiança. Logo:
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
6. Ensaio de Reprodutibilidade
Avalia a variabilidade natural do processo de medição quando realizada em condições variadas que espelham a realidade do processo de medição.
Envolve medições com distintos operadores e pode envolver períodos de tempo mais longos e variações ambientais típicas do processo de medição. 
Se existe influência significativa do operador, as médias globais das medições feitas por cada operador serão significativamente diferentes.
A carta de controle das médias é usada.
- Capítulo 11 - 
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6. Ensaio de Reprodutibilidade
A reprodutibilidade pode ser estimada a partir do desvio padrão da mistura das medições repetidas de todos os operadores.
Alternativamente, podem ser estimada a partir da diferença entre as médias globais para cada operador por:
- Capítulo 11 - 
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6. Ensaio de Reprodutibilidade
De forma similar, é comum exprimir a reprodutividade com 99% de nível de confiança:
A expressão acima está “contaminada” pela repetitividade. Descontaminando, fica:
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- Capítulo 11 - 
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Exemplo de Ensaio de Reprodutibilidade
- Capítulo 11 - 
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Exemplo de Ensaio de Reprodutibilidade
(a influência do operador não é significativa sobre o processo de medição)
- Capítulo 11 - 
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7. Ensaio de Variação 
Peça a Peça (VP)
A variação peça a peça pode ser estimada a partir do desvio padrão das médias das diferentes peças.
Alternativamente, podem ser estimada a partir da amplitude entre peças (diferença entre a maior das médias e a menor das médias) por:
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Exemplo de Ensaio de Variação 
Peça a Peça (VP)
RP = 20,016 – 20,004 = 0,012 mm
- Capítulo 11 - 
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7. Ensaio de Variação 
Peça a Peça (VP)
Avalia a variabilidade natural do processo de fabricação peça a peça.
Analisa as variações das médias de medições de distintas peças naturalmente extraídas do processo produtivo.
A carta de controle das médias é usada.
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da MetrologiaCientífica e Industrial * (slide */64)
8. Análise da Variação Total do Processo
Avalia as variações totais do processo. 
Engloba as variações do sistema de medição, entre operadores e do processo de fabricação. 
É calculado a partir das estimativas dos desvios padrão associados à repetitividade (sRe), à reprodutibilidade (sOP) e do processo de fabricação (sP).
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
7. Ensaio de Variação 
Peça a Peça (VP)
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
8. Avaliação do Parâmetro R&R
Muito usada na indústria para verificar a adequabilidade do processo de medição.
Resulta da combinação da repetitividade com a reprodutibilidade. 
Freqüentemente é considerada com a variabilidade total da medição, excluindo a variação devido à própria peça e a tendência do processo de medição.
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
8. Avaliação do Parâmetro R&R
De forma absoluta, R&R é calculado por:
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
8. Avaliação do Parâmetro R&R
	É mais comum exprimir o índice R&R de forma relativa como:
um percentual do intervalo de tolerância do produto:
Um percentual da faixa de variação total do processo:
- Capítulo 11 - 
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Interpretação do Parâmetro R&R
- Capítulo 11 - 
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial * (slide */64)
Exemplo de Avaliação do Parâmetro R&R
No exemplo do Manuel e João:
	
Portanto, sob esses dois aspectos, o processo de medição é aceitável para a tarefa de medição.
- Capítulo 11 -