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1 Engenharia da Qualidade II Atributos: São as características de qualidade cujo resultado é decorrente de uma classificação ou contagem (número de equipamentos defeituosos, número de defeitos, número de erros, etc.). É uma leitura discreta. Variáveis: São as característica de qualidade cujo valor é o resultado de algum tipo de medição/mensuração e corresponde a leituras em uma escala (peso, tempo, valor, comprimento, resistência, etc.) É uma leitura contínua. 1 Engenharia da Qualidade II Medidas Variáveis e Atributos para Características de Qualidade C a r a c te r ís t ic a d e q u a l id a d e C a r r o E x c u r s õ e s a é r e a s ( a ir l in e jo u r n e y s ) V a r iá v e l A tr ib u to V a r iá v e l A tr ib u to F u n c io n a lid a d e C a r a c te r ís t ic a s d e a c e le r a ç ã o e f r en a g e m d a p la ta fo r m a d e te s te s A q u a lid a d e d e d ir ig ib ilid a d e é s a t is fa tó r ia ? N ú m er o d e e x c u r sõ e s q u e r e a lm en te c h eg a ra m a s e u d e s t in o ( is to é , n ã o b a te r a m ) A c o m id a e r a a c e itá ve l? A p a r ê n c ia N ú m er o d e m a n ch a s v is íve is n o c a r r o A co r c o r r e s p o n d e à es p ec if ica ç ã o ? N ú m er o d e a s s e n to s n ã o lim p o s d e m a n e ir a s a t is fa tó r ia A t r ip u la ç ã o e s ta va b e m ves t id a ? C o n fia b ilid a d e T em p o m é d io en t r e fa lh a s A co n fia b ilid a d e é s a t is fa tó r ia ? P r o p o r ç ã o d a s e x c u r sõ e s q u e c h eg a ra m p o n tu a lm e n te H o u ve a lg u m a re c la m a ç ã o ? D u r a b ilid a d e V id a d o c a r r o A v id a ú t il e s tá d e a co r d o co m o p r e v is to ? N ú m er o d e ve ze s q u e a c o n c o r r ê n c ia in o vo u o s e r v iç o a n te s G er a lm en te , a co m p a n h ia a é r ea a tu a liz a s eu s s e r v iç o s d e fo r m a sa t is fa tó r ia ? R e cu p er a ç ã o T em p o e n tr e a d es co b er ta d a fa lh a e su a r e cu p er a ç ã o A a s s is tê n c ia té cn ica d o c a r r o é a ce itá ve l? P r o p o r ç ã o d e fa lh a s n o s s e r v iç o s r e s o lv id o s d e m a n e ir a s a t is fa tó r ia O s c o n s u m id o r es se n tem q u e o p es s o a l lid a s a tis fa to r ia m e n te co m a s r e c la m a ç õ es ? C o n ta to N íve l d e a ju d a p r o p o r c io n a d o p e lo p e s s o a l d e ve n d a s ( e s ca la d e 1 a 5 ) O s c o n s u m id o r es s en t ir a m -s e b em s er v id o s ? ( s im o u n ã o ) Q u a n to o s c o n s u m id o r es s e s e n tem b em tr a ta d o s p e lo p e s s o a l ( e s ca la d e 1 a 5 ) O s c o n s u m id o r es se n t ir a m q u e o p e s s o a l fo i ú til? (s im o u n ã o ) 2 2 Engenharia da Qualidade II Onde as checagens deveriam acontecer? No início do processo Durante o processo: antes de ... • uma parte do processo particularmente custosa; • uma série de processos durante os quais a checagem pode ser difícil; • uma parte do processo que pode esconder problemas ou defeitos prévios; • um “ponto sem volta”, depois do qual retificação e recuperação podem ser impossíveis; • que possam ser causados danos em potencial ou perturbações; • uma mudança de responsabilidade funcional; • E imediatamente após uma parte do processo com uma alta taxa de defeitos ou pontos de falhas. Depois do processo em si A tarefa-chave para gerentes de produção é identificar os pontos de controle críticos nos quais serviços, produtos ou processos precisam ser checados para garantir que estarão conformes às especificações. 3 Engenharia da Qualidade II Checar 100% ou usar uma amostra? Pode ser perigoso inspecionar todo item ou cada parte constituinte; A checagem de cada produto ou de cada consumidor pode destruir o produto ou interferir no serviço; Checar cada produto ou serviço seria muito dispendioso quanto ao tempo e, portanto, muito custoso. Apesar de parecer ideal checar cada bem produzido ou cada serviço prestado, há muitas razões pelas quais isso pode não ser sensato: O uso de checagem 100%, mais que tudo, não garante que todos os defeitos ou problemas serão identificados por algumas razões: • Fazer as checagens pode ser inerentemente difícil; • O pessoal fica fatigado após um período de tempo, em que inspecionando itens repetitivos, é fácil cometer erros; • As medidas de qualidade podem não ser claras e o pessoal que faz as checagens pode não saber precisamente o que procurar; • Informação errada pode ser dada. 4 3 Engenharia da Qualidade II Quando usar inspeção 100% ou amostra de aceitação ? ... o componente for extremamente crítico e a passagem de quaisquer defeituosos resultará em um custo de falha muito alto em estágios subsequentes; ... a capacidade do processo do fornecedor não é adequada para atender às especificações. Usar inspeção 100% quando: 5 Usar amostragem de aceitação quando: ... o teste for destrutivo; ... o custo da inspeção 100% for muito alto; ... a inspeção 100% não for tecnologicamente factível ou demandar muito tempo; ... houver muitos itens a serem inspecionados e a taxa de erro de inspeção for muito alta; ... o fornecedor tiver um ótimo histórico de qualidade, mas com capacidade do processo baixa; ... houver riscos potenciais para a credibilidade do produto sendo necessário um programa para monitoramento contínuo. Engenharia da Qualidade II Como as checagens devem ser feitas? Na prática, a maioria das operações vai utilizar a forma de amostragem para checar a qualidade de seus produtos ou serviços Controle Estatístico do Processo Preocupa-se com a amostragem do processo durante a produção de bens ou entrega dos serviços. Com base nesta amostragem, as decisões são tomadas quanto ao processo estar ou não “sob controle”, isto é, operando como devia. Amostragem de Aceitação Preocupa-se mais em verificar se um lote de entrada ou saída de materiais ou de consumidores é aceitável ou não. 6 4 Engenharia da Qualidade II Três aspectos importantes da amostragem de aceitação 1. O objetivo da amostragem de aceitação é decidir sobre o lote, e não estimar sua qualidade. 2. Os planos de amostragem de aceitação não fornecem qualquer forma direta de controle da qualidade, não inspecionam a qualidade do lote. A amostragem de aceitação simplesmente aceita ou rejeita lotes. Mesmo que todos os lotes tenham a mesma qualidade, a amostragem aceitará alguns lotes e rejeitará outros, sendo que os lotes aceitos não são melhores do que os rejeitados. Controles de processo são usados para controlar e, sistematicamente, melhorar a qualidade, o que não ocorre com a amostragem de aceitação. 3. A amostragem de aceitação é usada para garantir que a saída do processo esteja de acordo com as especificações. 7 Engenharia da Qualidade II 8 Vantagens da inspeção por amostragem de aceitação Maior economia, em função do menor número de inspeções; Menor dano aos produtos, devido ao menor manuseio na inspeção; Menor número de inspetores e, consequentemente, menores custos de recrutamento, treinamento e supervisão; Valorização do trabalho de inspeção pela decisão sobre lotes, ao invés da decisão sobre itens; Aplicável para testes destrutivos ou de elevado custo; A rejeição de lotes inteiros pode funcionar como fator motivacional para a melhoria da qualidade. 5 Engenharia da Qualidade II 9 Desvantagens da inspeção por amostragem de aceitação A existência de riscos de aceitação de lotes ruins e rejeição de lotes bons; Maior tempo dedicado ao planejamento e à documentação da inspeção; Menos informação fica disponível sobre a qualidade dos produtos ou sobre o processo de manufatura. Engenharia da Qualidade II Riscos inerentes à amostragem de aceitação A decisão da amostragem é Erro α ou do Tipo I Erro β ou do Tipo II Rejeitar o lote Aprovar o loteDe acordo De acordo Risco do Produtor O lote na verdade está OK Não OK Risco do Consumidor 10 H0: p = p0 Ha: p > p0 p = proporção de defeituosos que o processo produz 6 Engenharia da Qualidade II 11 Formação dos lotes A maneira como o lote é formado pode influenciar a eficiência do plano de amostragem de aceitação. 1. Lotes homogêneos. As unidades no lote devem ser produzidas pelas mesmas máquinas, pelos mesmos operadores e com matérias-primas comuns, aproximadamente ao mesmo tempo. 2. Lotes maiores são preferíveis a lotes menores. Em geral, é mais eficiente economicamente a inspeção de lotes grandes do que de pequenos lotes. 3. Os lotes devem se sujeitar aos sistemas de manuseio de materiais das instalações do fornecedor e do consumidor. Devem ser embalados de modo a minimizar os riscos no manuseio e no embarque, tornando relativamente fácil a seleção das unidades da amostra. Engenharia da Qualidade II 12 Amostragem aleatória As unidades de um lote selecionadas para inspeção devem ser escolhidas aleatoriamente, e devem ser representativas de todos os itens do lote. O conceito de amostragem aleatória é extremamente importante para a eficiência do processo de inspeção, caso contrário impacta na base estatística do procedimento da amostragem de aceitação. Podem ser utilizadas várias técnicas: • Numerar cada item do lote e depois retirar n números aleatórios. • Utilizar números de série ou outra codificação, se estes existirem. • Usar um número aleatório de três dígitos para representar o comprimento, a largura e a profundidade em um contêiner. • Estratificar de forma imaginável o lote, dividindo-o em estratos ou camadas e subdividindo, então, cada estrato em cubos. 7 Engenharia da Qualidade II 13 Procedimentos da Amostragem de Aceitação A escolha de um procedimento de amostragem de aceitação depende tanto do objetivo quanto da história da organização cujo produto está sendo objeto da amostra. A aplicação de uma metodologia de amostragem não é estática, existe uma evolução natural de um para outro nível de esforço de amostragem. Objetivo Procedimento para Atributos Procedimento para Variáveis Assegurar níveis de qualidade para consumidor/fabricante Selecionar plano para curva CO específica Selecionar plano para curva CO específica Manter a qualidade em um alvo Sistema NQA; MIL STD 105E, ANSI/ASQC Z1.4 Sistema NQA; MIL STD 414, ANSI/ASQC Z1.9 Assegurar nível de qualidade de saída médio Sistema LQSM; planos Dodge- Romig Sistema LQSM Reduzir inspeção, com tamanhos de amostra pequenos, história de boa qualidade Amostragem em cadeia Limite estreito de garantia Reduzir inspeção após história de boa qualidade Amostragem com omissão de lotes; amostragem dupla Amostragem com omissão de lotes; amostragem dupla Assegurar qualidade não pior do que o alvo Plano PADL; planos Dodge- Romig Plano PADL; teste de hipóteses Engenharia da Qualidade II Planos de Amostragem para Atributos Lote tamanho N Amostra tamanho n Nº Defeitos x Nº Aceitável de defeitos c x ? c Não é necessário criar planos de aceitação; Utilização de Tabelas de Inspeção de Amostragem Dodge-Romig; A partir de um determinado conjunto de risco, obtêm-se (n,c); Distribuição Binomial e CCO; Nunca é conhecido o percentual real de defeitos no lote: erro tipo I e tipo II 0,4 1,0 Risco do Consumidor Risco do Produtor Percentagem de defeituosos P ro b ab il id ad e d e ac ei ta çã o (n,c) = (250,1) 14 8 Engenharia da Qualidade II Criando um Plano de Amostragem Erro tipo I ou α: usualmente com probabilidade de 5%, ou seja 95% de chances de um lote bom ser aceito; Erro tipo II ou β : frequentemente 10%, ou seja 10% de chances, no máximo, de um lote ruim ser liberado; NQA - Nível de Qualidade Aceitável: % máximo de defeitos em um lote que, para a inspeção, pode ser considerada satisfatória. É o percentual de erros de α. Representa o nível de qualidade mais baixo para o processo do fornecedor que o consumidor consideraria aceitável como uma média do processo. O NQA é uma propriedade do processo de manufatura do fornecedor, não é uma propriedade do plano amostral. É um padrão em relação ao qual julgar os lote. FDT - Fração Defeituosa Tolerável: Nível de qualidade insatisfatória e, portanto, que deve ser rejeitada. É definida como a qualidade do lote para qual a probabilidade de aceitação é β. É o mais baixo nível de qualidade que o consumidor está disposto a aceitar em um lote individual. O FDT não é uma característica do planejamento amostral, mas é um nível da qualidade do lote, especificado pelo consumidor. FDT Percentagem de defeituosos P ro b ab il id ad e d e ac ei ta çã o NQ A β α 15 Engenharia da Qualidade II Curva que indica, para um determinado plano de amostragem, a probabilidade de aceitação de um lote, em função da qualidade do lote ou em função da qualidade do processo do qual o lote se originou. Exprime o desempenho (poder discriminatório) de um plano de amostragem – poder para aceitar ou rejeitar um lote Probabilidade de aceitação (Pa) x Fração de Defeituosos (P) Curva Característica de Operação - CCO 16 9 Engenharia da Qualidade II Curva Característica de Operação - CCO 1.00 0.75 0.50 0.25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 α = 0.05 β = 0.10 Pr o b ab ili d ad e d e A ce it aç ão ( Pa ) Porcentagem de Defeituosos (qualidade do processo = 100po) NQA = 2 FDT = 8 17 Engenharia da Qualidade II 18 Curva Característica de Operação – CCO - Exemplo Plano de Amostragem simples com: N=3000, n=89, c=2 Qualidade do Processo Tamanho da Amostra - n n*P0 Pa P0 100*P0 0,01 1,0 89 0,89 0,938 0,02 2,0 89 1,78 0,731 0,03 3,0 89 2,67 0,494 0,04 4,0 89 3,56 0,302 0,05 5,0 89 4,45 0,174 0,06 6,0 89 5,34 0,106 0,07 7,0 89 6,23 0,055 0,08 8,0 89 7,12 0,028 0,09 9,0 89 8,01 0,014 Aproximadamente 7 pontos são utilizados para construir a CCO Porcentagem defeituosa Pode-se utilizar distribuição de Poisson, com valores acumulados Pa = P(0)+P(1)+P(2) = P(2 ou mais) Tabela de Poisson – Dados de entrada: c, np0 10 Engenharia da Qualidade II 19 Curva Característica de Operação - CCO Um aumento no tamanho da amostra ou uma redução no número de aceitação implica um aumento do risco α e uma diminuição do risco β Para reduzir simultaneamente os dois riscos é necessário mas informação: aumenta a tamanho da amostra e aumenta o número de aceitação Engenharia da Qualidade II Plano de Amostragem NBR 5426 Nível de Inspeção ( I, II, III e mais 4 níveis especiais) Regimes de Inspeção (inclinação da curva): atenuada, normal e severa Tipo de Amostragem: Simples, Dupla ou Múltipla Tamanho do lote NQA Tamanho da amostra n Critério de aceitação c Inspeção de produtos acabados, em processo, componentes e matéria prima, materiais estocados, operações, procedimentos administrativos, relatórios e dados. 20 11 Engenharia da Qualidade II Plano de Amostragem NBR 5426 Codificação 21 Engenharia da Qualidade II 22 Plano de Amostragem NBR 5426 Regimes de Inspeção • Inspeção normal: Normalmente a inspeção começa no nível normal. Após 5 (cinco) amostragens consecutivas, se duas forem rejeitadas (a qualidade do lote diminuiu), passa-se a inspeção severa. • Inspeção severa: Após 5 amostragens consecutivas se nenhuma for rejeitada, (melhorou a qualidade do lote), retorna para a inspeção normal. • Inspeção atenuada: Se em dez inspeções normais nenhuma for rejeitada, passa-se a inspeção atenuada. Uma única rejeição na atenuada volta-se para a normal. Controlar o poder discriminante dos planos de acordo com a qualidade dos lotes. É uma forma de conseguir reduções nos custos da amostragem. 12 Engenharia da Qualidade II 23 Plano de Amostragem NBR 5426 Regras para comutação entre regimes de inspeção Engenharia da Qualidade II Plano de Amostragem NBR 5426 Plano de Amostragem Simples Normal 24 13 Engenharia da Qualidade II Planode Amostragem NBR 5426 Plano de Amostragem Simples Atenuada 25 Engenharia da Qualidade II Plano de Amostragem NBR 5426 Plano de Amostragem Simples Severa 26 14 Engenharia da Qualidade II 27 Plano de amostragem NBR 5426 Tipos de Planos Planos de amostragem simples: onde a decisão de aceitação/rejeição do lote é tomada após a realização da inspeção de uma única amostra. Plano de amostragem dupla: onde a decisão pode ser tomada em até duas amostras. Plano de amostragem múltiplas: onde a decisão pode ser tomada após múltiplas amostras. Engenharia da Qualidade II 28 Plano Simples: amostra de 200 peças (letra código L) e o número de aceitação a= 5 e r= 6 para um NQA =1,0%. Se a quantidade de defeitos na amostra for menor ou igual a 5, aceita-se o lote; se for igual ou maior que 6, rejeita-se o lote. Plano Duplo: plano de letra código L , NQA = 1%, 1ª amostra = 125 peças, a1 (aceitação da 1ªamostra)= 2 peças, r1(rejeição da 1ª amostra)=5 peças; 2ª amostra = 125 peças; amostra total = 250peças, at (aceitação da amostra total)=6, rt (rejeição da amostra total)=7. Se a quantidade de defeituosas na 1ª amostra for menor ou igual a 2, aceita-se o lote; se for maior ou igual a 5, rejeita-se o lote. Se a quantidade de defeituosas na 1ª amostra for maior que 2 e menor que 5, tira-se a 2ª amostra. Se a quantidade de defeituosas da 1ª amostra mais a da 2ª amostra for menor ou igual a 6, aceita-se o lote; se for maior ou igual a 7, rejeita-se o lote. Plano de Amostragem NBR 5426 Tipos de Planos - Exemplo 15 Engenharia da Qualidade II 29 Plano de Amostragem NBR 5426 Plano de amostragem dupla Engenharia da Qualidade II 30 Plano de Amostragem NBR 5426 Comparação entre os três tipos de Planos Os três tipos de planos fornecem a mesma probabilidade de um lote ser aceito, ou seja, fornecem o mesmo resultado. A escolha do tipo de plano não é baseada em eficiência mas sim em função: Dos custos administrativos; • Treinamento, inspeção, manutenção de registros • Menores para planos simples e bem maiores para planos múltiplos Das informações obtidas; • Amostragem simples fornece mais informação sobre o nível de qualidade dos lotes Do número de unidades inspecionadas; • No plano múltiplo é menor que nos duplos, que por sua vez é menor que nos simples Do impacto psicológico. • No simples não existe segunda chance. No duplo a segunda chance é muito apreciada e no múltiplo apesar de ter várias chances o impacto não é o mesmo do duplo. 16 Engenharia da Qualidade II Esquema de aplicação de um plano de amostragem simples – NBR 5426 • Regime de Inspeção: Normal • Nível de Inspeção: II • Tipo de Amostragem: Simples • NQA:1% • Tamanho do lote: 2000 31 Engenharia da Qualidade II 32 Esquema de aplicação de um plano de amostragem simples Separar amostra de 125 Inspecionar as 125 amostras Se nº de amostras defeituosas for Igual ou maior que 4Menor ou igual a 3 Aceita o lote Rejeita o lote Tamanho da amostra 125 Critério de aceitação 3 17 Engenharia da Qualidade II Nenhum Inspeção : Itens defeituosos existentes no lote inteiro passam para o processo seguinte, gerando alguma falha. Inspeção 100% : Realiza inspeção no lote todo e os itens defeituosos serão reparados antes do processo seguinte. Não ocorre falha no processo seguinte. Dados: N = tamanho do lote; n = tamanho da amostra; p = fração defeituosa do lote; Pa = probabilidade de aceitação do lote (1-Pa) = prob. de rejeição; (valor de Pa – tabela de Poisson) I = custo unitário de inspeção; R = custo unitário de reparo; F = custo unitário da falha; Ct = custo total da inspeção (inspeção, reparo e falha) 33 Ct = N.p.F Ct = N.I + N.p.R Engenharia da Qualidade II Inspeção por amostragem: 1 – Inspeciona a amostra; n.I 2 – Com base na amostra o lote pode ser aceito ou rejeitado: 2.1 – Lote rejeitado: Inspeciona 100% o lote e após inspeção faz reparo na parte defeituosa; ou seja; repara a parte defeituosa da amostra e inspeciona o resto do lote. Em seguida repara a parte defeituosa encontrada após esta inspeção, evitando falhas no processo seguinte. n.p.R + (1-Pa)(N-n)I + (N-n)(1-Pa)p.R 2.2 – Lote aceito: Itens defeituosos passam para o processo seguinte, gerando alguma falha. Pa.(N-n)p.F Dados: N = tamanho do lote; n = tamanho da amostra; p = fração defeituosa do lote; Pa = probabilidade de aceitação do lote; (1-Pa) = prob. de rejeição; (valor de Pa – tabela de Poisson) I = custo unitário de inspeção; R = custo unitário de reparo; F = custo unitário da falha; Ct = custo total da inspeção (inspeção, reparo e falha) 34 Ct = n.I + [ (1-Pa)(N-n)I + n.p.R + (N-n)(1-Pa)p.R ] + Pa.(N-n)p.F 18 Engenharia da Qualidade II 35 Exercício 1: Construa a CCO para o plano de amostragem simples com N=9000, n=110 e c=3, usando cerca de 7 pontos po 100*po n*po Pa 0,01 1 1,1 0,9743 0,02 2 2,2 0,8194 0,03 3 3,3 0,5803 0,04 4 4,4 0,3594 0,05 5 5,5 0,2017 0,06 6 6,6 0,109 0,08 8 8,8 0,025 0,1 1 11 0,0049 Tabela de Poisson c=3 n*po Valores acumulados Engenharia da Qualidade II 36 Exercício 1: continuação 19 Engenharia da Qualidade II 37 Exercício 2: Um plano de amostragem simples é estabelecido com tamanho de amostra igual a 80, número de aceitação igual a 5 e número de rejeição igual a 6. Se os lotes submetidos a inspeção possuem 10% de defeituosos, qual será o percentual de lotes rejeitados por este plano, se o mesmo for usado continuamente? Plano de amostragem simples: n=80, ac=5, re=6 Porcentagem defeituosa dos lotes: 100*po=10% P (rejeitar) = P (número defeituosos encontrados ser maior 5) P (rejeitar) = 1 – P (número defeituosos encontrados ser menor ou igual 5) P (rejeitar) = 1 – Pa n*po = 80 * 0,1 = 8 ac=5 tabela de Poisson: Pa= 0,1912 P(rejeitar) = 1-0,1912 = 0,8088 Logo, a porcentagem de lotes rejeitados será igual a 81%. Engenharia da Qualidade II 38 Exercício 3: Qual dos seguintes planos de amostragem dá a menor proteção contra lotes que possuem 1% de defeituosos? a) n=120; ac=3; re=4 b) n=200; ac=3; re=4 c) n=200; ac=2; re=3 d) n=120; ac=2; re=3 20 Engenharia da Qualidade II 39 Exercício 4: Um vendedor despacha um componente em lotes de tamanho N = 3000. O NQA foi estabelecido para esse produto em 0,65%. Ache os planos de amostragem única com inspeção normal, intensificada e reduzida para essa situação a partir da NBR5426, supondo que o nível de inspeção geral II (normal) seja apropriado. Engenharia da Qualidade II 40 Um certo produto é fornecido em lotes de 1500 unidades. A história recente deste fornecimento indica uma fração defeituosa em média, de 1,5%. Um item defeituoso custa R$ 7,00 para ser reparado, porém, causará um prejuízo de R$90,00, se for utilizado nos processos seguintes. O custo de inspeção de cada item é de R$2,50. Que alternativa você recomendaria se o objetivo fosse minimizar o custo total médio por lote: - Nenhuma inspeção; - Inspeção 100% - Plano de amostragem simples (n=80, c=1, re=2) Exercício 5:
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