PokaYoke

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UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA 
ÁREA DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIAS - ACET 
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
CAIO JÚLIO MATTIOLLO TALINI 
FERNANDO SOUZA 
JULIO CESAR FIORIN 
MARIA EDUARDA MENEGHINI 
VANESSA APARECIDA SANTOS 
 
 
 
 
 
 
POKAYOKE APLICADO EM UM PROCESSO DE CALDEIRARIA EM UMA 
INDÚSTRIA METALMECANICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
JOAÇABA 
2019 
 
CAIO JÚLIO MATTIOLLO TALINI 
FERNANDO SOUZA 
JULIO CESAR FIORIM 
MARIA EDUARDA MENEGHINI 
VANESSA APARECIDA SANTOS 
 
 
 
 
 
POKAYOKE APLICADO EM UM PROCESSO DE CALDEIRARIA EM UMA 
INDÚSTRIA METALMECANICA 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado como parte das 
exigências da disciplina de Gestão da 
Produção, pela Universidade do Oeste de 
Santa Catarina. 
 
 
 
 
 
 
 
Orientador: Prof. Júlio Cesar Ribeiro Lyra 
 
 
 
JOAÇABA 
2019 
ÍNDICE DE FIGURAS 
 
 
Figura 3- vista frontal da ligação ........................................................................ 12 
Figura 4- vista superior da ligação ..................................................................... 12 
Figura 5- vista isométrica da ligação .................................................................. 13 
Figura 6- Ajuste da cantoneira. .......................................................................... 15 
Figura 7- Ajuste da altura da viga em relação à cantoneira ............................... 15 
Figura 8- Verificação da distância entre centros dos furos. ................................ 16 
Figura 9- Montagem e aferição da segunda peça. ............................................. 16 
Figura 10- Efetuar a montagem paralela entre as cantoneiras. ......................... 17 
Figura 11- Imagem 3D do gabarito á esquerda, e á direita encaixado na viga. . 18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
INTRUDUÇÃO ................................................................................................... 6 
2 JUSTIFICATIVA .............................................................................................. 7 
3 OBJETIVO GERAL ......................................................................................... 7 
3.1 Objetivos específicos ................................................................................ 7 
4 REFERENCIAL TEORICO .............................................................................. 8 
4.1 Poka Yoke ................................................................................................ 8 
5 RESULTADOS .............................................................................................. 12 
5.1 Problemática do Poka-Yoke ................................................................... 12 
5.2 Situação Atual ......................................................................................... 15 
5.3 Situação Proposta .................................................................................. 17 
BIBLIOGRAFIA ................................................................................................ 19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
 
O objetivo deste trabalho é realizar uma análise sobre métodos, técnicas e 
diretrizes para projeto, operação e manutenção de um sistema poka-yoke. 
Também pretende-se contribuir com a apresentação do conceito de poka-yoke 
e quais suas classificações. A aplicação de dispositivos para prevenir erros tem 
crescido significativamente nas empresas, com programas específicos de 
melhoria na segurança de processos, visando melhoria da qualidade, na 
segurança do trabalho e garantir a realização de atividades com redução de 
erros humanos. Este trabalho caracteriza-se como uma pesquisa aplicada a um 
problema encontrado, que utiliza como procedimentos técnicos a pesquisa 
bibliográfica. O estudo se dá na aplicação do poka-yoke em uma empresa do 
ramo metalomecânico da região do meio oeste de Santa Catarina, basicamente 
no setor de caldeiraria, onde a partir da simples ideia de se utilizar gabaritos para 
efetuar a união por solda entre duas peças pode eliminar totalmente os erros 
humanos que são constantes neste setor. 
 
Palavras chave: Poka-Yoke, Qualidade, Erros humanos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INTRUDUÇÃO 
 
Atualmente, no processo de fabricação de muitas empresas, 
principalmente as do setor metal-mecânico, o que mais onera tempo e mão de 
obra são os processos de caldeiraria, que exigem a terceirização de serviços, 
envolvem a conformação mecânica de corte, dobra e soldagem de chapas. E 
também é o setor da fábrica que mais se tem desperdícios e erros humanos. 
Se existe uma grande dificuldade para atingir qualidade e boa estabilidade 
dimensional nesse tipo de manufatura, o que requer melhorias no processo, que 
possibilitem a eliminação de inspeções e diminuição dos retrabalhos através da 
garantia da qualidade, que estão diretamente ligadas aos erros dimensionais nos 
processos. Um dos principais problemas em se adquirir estabilidade dimensional 
nas peças caldeiradas está no processo de conformação e soldagem, pois nele 
ocorre uma grande variação térmica, que pode levar à instabilidade dimensional 
da peça, e se o processo for bastante manual também pode prover de erros 
humanos, acarretando assim perdas ou retrabalhos. Caso o custo deste 
retrabalho seja repassado ao cliente de forma negativa, a empresa poderá 
perder a confiança do cliente e isso consequentemente prejudicará seus lucros. 
Diante disso, surgiu a oportunidade de aplicar o sistema Poka-Yoke em 
uma empresa Metalmecanica da região, onde em um processo específico da 
caldeiraria se perdia não somente tempo, mas principalmente erros no processo 
de união de chapas metálicas por soldagem ponteada, gerando bastante 
desperdício e retrabalhos. 
Nesse contexto, no decorrer deste trabalho serão apresentados os 
métodos utilizados para obtenção dos dados e informações in loco, e também a 
apresentação da melhoria proposta para reduzir os erros á zero. 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 JUSTIFICATIVA 
 
A redução de erros e desperdícios são os princípios básicos da aplicação 
do Poka-Yoke em indústrias no geral. Como já mencionado, o confronto com 
esses problemas em um setor de caldeiraria na união de vigas por soldagem de 
uma empresa do ramo, fez com que surgisse a ideia de problematizar através 
de um breve estudo, a causa desses erros e a frequência que eles ocorrem, para 
posteriormente propor uma possível solução tomando como base os princípios 
do método Poka-Yoke. 
 
3 OBJETIVO GERAL 
 
Propor soluções para redução dos erros de processo encontrados na 
confecção da união de duas vigas por soldagem, utilizadas em obras de 
estruturas metálicas projetadas e executadas por uma empresa do ramo. 
 
3.1 Objetivos específicos 
 
 Acompanhar o processo de preparação e execução da união das 
peças; 
 Coletar informações e fotos dos processos; 
 Identificar os problemas existentes no processo; 
 Propor possíveis ideias e soluções para sanar os problemas; 
 Estimar a porcentagem de erros que pode ser reduzido com a 
implantação da proposta de melhoria; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 REFERENCIAL TEORICO 
 
4.1 Poka Yoke 
Para operacionalizar o Controle de Qualidade Zero Defeitos (CQZD), 
foram criados na Toyota Motor Company, em 1961, os dispositivos de detecção 
de anormalidade denominados Poka Yoke. O objetivo dos Poka Yokesé 
viabilizar a inspeção 100% na fonte, com feedback rápido e, consequentemente, 
eliminar a perda decorrente da fabricação de produtos defeituosos. Tais 
dispositivos são particularmente importantes quando o objetivo é o controle de 
qualidade com zero defeito. Eles são, em sua maioria, utilizados para garantir 
um processamento livre de falhas, mas podem também ser aplicados às 
operações de transporte, inspeção e estocagem (Ghinato, 1996). 
Os dispositivos Poka Yoke também estão presentes na automação. A 
ideia da utilização de dispositivos Poka Yoke surgiu a partir da invenção do tear 
auto ativado, por Sakichi Toyoda. O tear era uma máquina que, através de um 
dispositivo Poka Yoke, parava quando alguma anormalidade acontecia. Isso 
possibilitava a um único operário cuidar de várias máquinas ao mesmo tempo. A 
detecção de anormalidades no processo, a interrupção desse processo e a 
correção da anormalidade dependem, em grande parte, da utilização desses 
dispositivos (Ghinato, 1996). 
No Japão, do início do século XX, Sakichi Toyoda inventou o que pode 
ser considerado o primeiro dispositivo Poka Yoke: um mecanismo que, acoplado 
a peças, era capaz de identificar defeitos, o que identificaria a necessidade de 
paralisação da operação de forma imediata. Esse simples mecanismo 
possibilitou que tal processo fosse operado por um único trabalhador, o que 
evidenciou uma grande vantagem competitiva naquela época. O conceito do 
método eficiente e capaz de detectar uma anormalidade no processamento foi 
posteriormente difundido na Toyota Motor Company por Taiichi Ohno. Shigeo 
Shingo, consultor da Toyota durante anos, encarregou-se de aprimorar esse 
conceito e levá-lo para várias indústrias. 
Conforme Ghinato (1996), o Poka Yoke é mais do que apenas um 
mecanismo de detecção de erros ou defeitos, é um recurso utilizado com o 
principal objetivo de apontar ao operador (ou à máquina) a maneira mais 
adequada de realizar tal operação. É, em resumo, uma forma de bloquear as 
principais interferências (normalmente erros humanos) na execução da 
operação. Esses dispositivos são em sua grande maioria, utilizados para garantir 
um processamento livre de falhas, mas podem também ser aplicados com muito 
sucesso acoplados às operações de transporte, inspeção e até estocagem. 
Dessa forma o Sistema Poka Yoke abrange fundamentos, conceitos e 
metodologia de aplicação nos mais diversos sistemas e processos da empresa. 
O dispositivo Poka Yoke é um componente fundamental das práticas de 
controle da qualidade na Toyota: o Controle da Qualidade Zero Defeitos (CQZD). 
O CQZD visa à eliminação total dos defeitos a partir da identificação e bloqueio 
de sua causa, os erros. O CQZD pode ser definido como a aplicação de 
dispositivos Poka Yoke em regime de inspeção 100%, na fonte dos defeitos, 
gerando feedback e ação corretiva imediatos (Ghinato, 1996). 
O Sistema Poka Yoke, em função de suas características, pode ser 
classificado de diversas maneiras. Shingo o classifica de acordo com o propósito 
e técnicas utilizadas. 
Monden (1984) adota uma classificação similar a essa, porém ele não 
considera a distinção que Shingo faz entre propósitos e técnicas. Apresenta os 
métodos de contato, conjuntos e etapas como classes de dispositivos utilizados 
nos sistemas a prova de erro. A função de regulagem define o método a ser 
utilizado em função do objetivo pretendido. Ou seja, depois de detectada uma 
anormalidade, o Sistema Poka Yoke pode bloquear o processamento ou apenas 
avisar a ocorrência da anormalidade, dependendo da gravidade, frequência e/ou 
consequência do problema. 
a) Método do Controle: Após detectar uma anormalidade, o sistema para 
a linha ou a máquina de forma que a ação corretiva seja imediatamente 
implementada evitando-se a geração de defeitos em série. O CQZD depende da 
ampla utilização desse método. 
b) Método da Advertência: O sistema detecta a anormalidade, mas ao 
invés de parar o processamento, apenas sinaliza a ocorrência do desvio através 
de sinais sonoros ou sinais luminosos, de forma que a atenção dos responsáveis 
seja atraída e as ações corretivas possam ser implementadas a tempo. Como 
existe a possibilidade de o sinal ser negligenciando e o processo continuar 
produzindo sob condições precárias, esse método deve ser utilizado somente 
em situações em que o impacto das anormalidades seja comprovadamente 
reduzido ou quando a implantação de controle for técnica ou economicamente 
inviável. 
c) Método do Contato: Esse método detecta a anormalidade na forma de 
dimensão e presença de tipos específicos de defeitos através de dispositivos 
que se mantêm em contato com o produto na ocasião da inspeção. 
d) Método do Conjunto: Esse método é utilizado em operações numa 
sequência de movimentos ou passos pré-estabelecidos, garantindo que nenhum 
desses passos seja negligenciado. Normalmente, o método baseia-se na 
contagem automática e controle do número de movimentos realizados ou na 
detecção da execução de cada um dos passos isoladamente. 
e) Método das Etapas: Esse método, em que a operação é executada 
através de movimentos sincronizados, evita que o operador realize por engano 
uma etapa que não faz parte da operação. Seguindo o mesmo autor, além do 
importante papel na prática do CQZD, o dispositivo Poka Yoke é um elemento 
essencial na autonomação (jidoka): um dos dois pilares do Sistema Toyota de 
Produção, que consiste em facultar ao operador ou à máquina a autonomia de 
parar o processamento sempre que for detectada qualquer anormalidade. 
Partindo desse princípio, segundo Shingo (1996), inspeção sucessiva, 
auto inspeção e inspeção da fonte podem ser todas alcançadas por meio do uso 
do dispositivo Poka Yoke. Esse método possibilita a inspeção 100% através de 
controle físico ou mecânico. Portanto, essa metodologia consiste em formas de 
garantir a não ocorrência de possíveis defeitos. Os dispositivos ou mecanismos 
Poka Yoke (na origem, em língua japonesa, yokeru: evitar; poka: erros 
negligentes), também definidos mecanismos de prevenção de erros, ou à prova 
de falhas, vêm sendo utilizados sistematicamente pela indústria japonesa. Esse 
conceito foi aperfeiçoado por Shigeo Shingo como um meio de se atingir o zero 
defeito e, consequentemente, extinguir as inspeções para o controle da 
qualidade (Shimbun, 1988). 
O Poka Yoke não é uma forma de inspeção mas um método com 
abrangência maior de detectar defeitos ou erros, que pode ser usado para 
alcançar uma determinada função de inspeção. A inspeção realizada é o objetivo 
a ser definido e o Poka Yoke é o método que define o controle, etapas ou 
frequência capaz de satisfazer a inspeção esperada (Shingo, 1996). 
Um importante método de reparos e de identificação de erros – assim 
Shingo (1996) o define. Tal processo identifica a causa dos erros que os 
trabalhadores produzem em peças com defeitos de fabricação e alerta a 
manutenção desses erros. Poka Yoke, portanto, é um dispositivo à prova de 
erros destinado a evitar a ocorrência de defeitos em processos de fabricação de 
produtos, desenvolvido a partir do princípio do custo zero, cuja função é controlar 
e alertar para a existência do erro, parando a produção para sua correção 
através dos métodos de sinalização de defeitos. 
Um dispositivo Poka Yoke na linha de produção tem como função a 
paralisação de todo um sistema (por exemplo: máquinas, equipamentos), sendo 
o controle do produto realizado a partir da sinalização imediata quando ocorre a 
detecção de algum defeito. Tal processo tem como objetivo a função de prevenir 
um problema, evitando a sua ocorrência ou detectando-o após o evento, sendo 
assim caracterizado como FunçãoReguladora ou Mecanismos de Detecção 
(Moura & Banzato, 1996). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 RESULTADOS 
 
5.1 Problemática do Poka-Yoke 
 
O sistema poka yoke selecionado deverá ser implantado em uma 
empresa da região atua no ramo metalmecânico, e fabrica estruturas metálicas. 
Dentro deste segmento de atividade há um grande volume de vigas, com 
ligações soldadas para serem fabricadas. As ligações são feitas por cantoneiras 
soldadas, conforme demonstrado nas figuras 1, 2 e 3. 
 
Figura 1- vista frontal da ligação 
 
Fonte: Os autores. 
 
Figura 2- vista superior da ligação 
 
Fonte: Os autores. 
Figura 3- vista isométrica da ligação 
 
Fonte: Os autores. 
 
Por haver um volume considerável de vigas desse modelo e com as 
dimensões apresentadas sugere-se o desenvolvimento de um sistema 
(gabarito), para a montagem destas peças. Pois isto facilitará a montagem e 
reduzirá o nível de erros que as montagens que estas ligações apresentam. 
Hoje o modelo de montagem é por meio de ferramentas não tão 
precisas, onde o montador utiliza basicamente trena, riscador e esquadro para 
marcação e aferição das dimensões de projeto, todavia, pelo volume 
apresentado é recorrente a falta de conferencia por parte dos montadores, uma 
vez que a maioria deles está preocupado com sua produção final e acabam 
esquecendo de conferir se a ligação está nas dimensões de acordo com o 
projeto. Dessa forma, surgem uma série de erros, que são um problema para o 
sistema produtivo da empresa. 
Os erros geralmente vêm do setor anterior que faz a preparação das 
cantoneiras furadas, que não possui uma produção tecnológica e agrega erros 
humanos em sua linha produtiva, onde as dimensões (em X ou em Y, saem 
erradas). Mas, também podem ser provenientes da própria montagem de 
caldeiraria das peças, onde podem ocorrer erros do tipo falta de paralelismo 
entre os furos dos dois lados da viga, erro de posicionamento de altura em 
relação a parte superior da viga ou ainda erro de dimensão entre a abertura da 
ligação em alguns milímetros, saindo da norma de aceitação e estas peças são 
reprovadas. 
Se as cantoneiras passarem pela montagem os erros só poderão ser 
diagnosticados no setor de inspeção dimensional, quando estas são designadas 
a inspeção pelo setor de QUALIDADE da empresa, ou por meio da pré-
montagem realizada após a montagem e antes da soldagem das peças, estes 
dois setores garantem que as ligações soldadas estarão corretas. 
Assim, surge outro problema, quando não ocorre pré-montagem (onde o 
critério é simplesmente montar), necessariamente as peças passam pela 
inspeção dimensional, onde as peças devem ser medidas em sua totalidade, 
onde todas as ligações também devem ser medidas, e o tempo para aferição 
dessas dimensões se torna grande e acaba, de certo modo engessando o 
processo produtivo da empresa em questão. 
Espera-se, que com a confecção deste dispositivo os erros na montagem 
caiam a zero, buscando filtrar 100% os erros da preparação das cantoneiras, e 
agilizar o processo de aferição de medidas por parte do setor de inspeção 
dimensional, que em vez de instrumentos de medição comuns (trena, 
paquímetro, etc.), utilizem o gabarito para que em um só “movimento” todas as 
medidas sejam aferidas, ganhando assim muito tempo, e não engessando o 
processo produtivo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.2 Situação Atual 
 
O montador caldeireiro recebe a viga e as cantoneiras de ligação 
preparadas e furadas e faz a montagem do conjunto, seguindo as seguintes 
etapas: 
1. Ajustar cantoneira na medida correta com a trena deixando 10mm da 
face da viga (figura 6); 
 
Figura 4- Ajuste da cantoneira. 
 
Fonte: Os autores. 
 
 
2. Ajustar a altura da face superior da viga em relação a furação existente 
na cantoneira, usando trena e esquadro; 
 
Figura 5- Ajuste da altura da viga em relação à cantoneira 
 
Fonte: Os autores 
 
 
 
 
 
3. Virar as vigas e ver se o eixo de furação está compatível com o projeto; 
 
 
Figura 6- Verif icação da distância entre centros dos furos. 
 
Fonte: Os autores. 
 
 
 
4. Proceder a montagem da segunda cantoneira observando o paralelismo 
entre os furos; 
 
Figura 7- Montagem e aferição da segunda peça. 
 
Fonte: Os autores. 
 
 
Cantoneira fixada 
nas medidas 
teoricamente 
corretas nos itens 1 e 
2 
NOTA: muitas vezes 
pensando em 
produtividade o montador 
acaba deixando os furos 
fora de paralelismo. 
NOTA: muitas vezes por 
descuido ou pressa acabam 
nem conferido se essa 
medida está correta, uma vez 
que também deve ser 
conferido as dimensões antes 
de ser iniciado a montagem 
5. Fazer com que a face da segunda cantoneira fique paralela a face da 
cantoneira já fixada nas medidas conforme descrito no item 1 e 2; 
 
Figura 8- Efetuar a montagem paralela entre as cantoneiras. 
 
Fonte: Os autores. 
 
5.3 Situação Proposta 
 
Após a implantação do sistema poka yoke a montagem deve seguir os 
seguintes passos: 
1) Colocar o gabarito de altura na medida certa condizente com o 
projeto; 
2) Colocar os furos das cantoneiras nos locais pré-definidos no gabarito; 
3) Proceder a montagem; 
O gabarito de altura será móvel e fixado por parafusos e o local dos furos 
das cantoneiras será definido pelos pinos já no eixo correto. As cantoneiras que 
não satisfazerem este critério deveram ser descartadas pois o montador verá 
que não tem como montá-la; 
Haverá também um espaçador padrão para a medida frontal da 
cantoneira em relação a face da viga. Foi usado um programa de desenho em 
CAD para demonstrar o protótipo, como mostrado nas figuras a seguir. 
 
 
Figura 9- Imagem 3D do gabarito á esquerda, e á direita encaixado na viga. 
 
Fonte: Os autores. 
 
 
A partir da elaboração e aplicação desse projeto, é possível que se atinja 
um número de 100% de aproveitamento das peças, ou seja, 0% de falhas, desde 
que o operador receba as instruções adequadas para a nova função empenhada. 
O ideal seria futuramente realizar um novo estudo, dessa vez quantitativo, para 
realmente obter esses dados e confirmar a eficácia do projeto de implantação do 
Poka Yoke. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
 
 
CONSUL, Josiel Teixeira. Aplicação de Poka Yoke em processos de 
caldeiraria. Production, Porto Alegre, Rs, v. 25, n. 3, p.4-6, jul. 2015. 
 
GHINATO, P. Sistema Toyota de Produção: mais do que simplesmente 
Just-in-time. Caxias do Sul: EDUCS, 1996. 
 
SHINGO, Shigeo. O Sistema Toyota de Produção: do ponto de vista da 
engenharia de produção. Porto Alegre: Bookman, 1996.