Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial

Apresentação em tema: "Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial"— Transcrição da apresentação:

1 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial
9 Controle de Qualidade Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial

2 Motivação Resultado de medições sempre apresentam dúvidas.
Decisões sobre a qualidade de produtos ou processos devem ser tomadas com base em medições. Como tomar decisões seguras quando há dúvidas presentes? Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 2/52)

3 9.1 Tolerâncias

4 Há imperfeições em toda parte...
Laranjas não são esféricas ... Há manchas nas cascas das maçãs ... Há pequenas falhas na pintura de um carro novo ... Há defeitos no reboco de uma parede... Há microorganismos na água que bebemos ... Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 4/52)

5 Imperfeições são aceitáveis
Laranjas não são esféricas ... ... mas dão um excelente suco. Há manchas nas cascas das maçãs ... ... que não afetam seu sabor. Há pequenas falhas na pintura de um carro novo ... ... mas ninguém nota. Há defeitos no reboco de uma parede... ... que são quase imperceptíveis. Há microorganismos na água que bebemos ... ... mas podem não comprometer a nossa saúde. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 5/52)

6 Tolerâncias São limites aceitáveis para uma característica de um componente, produto ou processo que, se obedecidos, não comprometem a sua qualidade. Tolerâncias devem sempre ser informadas pelo projetista e passam a fazer parte das especificações de um produto ou processo. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 6/52)

7 Exemplos de tolerâncias
O diâmetro de uma cabo de vassoura cumprirá bem sua função se seu diâmetro estiver dentro da tolerância (25 ± 1) mm. O valor de um resistor elétrico de 150  com tolerância de 10% deve estar dentro da faixa (150 ± 15) . Nem o comprador nem o fabricante serão lesados se a quantidade de café dentro de uma embalagem de 500 g estiver dentro da faixa (500 ± 10) g. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 7/52)

8 Tolerâncias São estabelecidas com base nas características desejadas para o produto. Tolerâncias mais apertadas que o necessário encarecem o produto. Tolerâncias muito relaxadas comprometem a qualidade do produto. Necessário equilibrar custo/benefício. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 8/52)

9 Aspectos Econômicos do Controle de Qualidade
9.2 Aspectos Econômicos do Controle de Qualidade

10 Qualidade e competitividade
O sucesso de uma empresa depende da sua capacidade em oferecer produtos cuja qualidade atenda ou supere as expectativas dos clientes a preços competitivos. Atingir e manter a qualidade tem um custo. A não-qualidade também custa caro. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 10/52)

11 Custos da não-qualidade
Custos de falhas nos produtos e processos ocorridas interna ou externamente à empresa: Desperdício de energia, matéria-prima e mão-de-obra. Atrasos na produção. Custos com retrabalho de produtos defeituosos. Indenizações por perdas e danos a pessoas e ao meio ambiente. Recall de produtos para troca ou conserto. Perda de clientes para a concorrência. Prejuízo na imagem da empresa. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 11/52)

12 Custos da qualidade Assegurar a qualidade envolve gastos com:
Investimentos com a aquisição de novos sistemas de medição para o controle de qualidade. Inspeções mais freqüentes e demoradas. Mais pessoas envolvidas na área de qualidade. Imobilização de capital com os equipamentos e salas de medição. Elevação de custos com a manutenção e calibração de instrumentos. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 12/52)

13 Custos da qualidade $ $Q $ñQ $TQ qualidade perfeccionista relaxada
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 13/52)

14 Aspectos Técnicos do Controle de Qualidade
9.3 Aspectos Técnicos do Controle de Qualidade

15 Tipos de Controle de Qualidade
Por atributo: Verfica se uma característica está ou não presente. Exemplos: Existência de arranhões em uma pintura. Presença de um furo passante em uma peça. Presença de manchas em frutas. São normalmente associadas a valores lógicos (verdadeiro/falso ou sim/não) Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 15/52)

16 Tipos de Controle de Qualidade
Por variáveis: É quantitativamente avaliado por medições. O valor medido é comparado com os limites estabelecidos por tolerâncias. O produto é ou não aprovado. Exemplos: O diâmetro de pinos. A quantidade de café em embalagens de 500 g. A pressão de pneus de avião. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 16/52)

17 Controle de qualidade por variáveis
produto aprovado refugado medição Especificações adfjkl adfjklaçf adsfjklaç dfjçlasdfjlakçd fjklça dfjakld adsfjklad fjklf adfjklçdfaç comparação Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 17/52)

18 Limites de especificação
produto Tolerância: (20,00 ± 0,25) mm zona de conformidade limite inferior da tolerância limite superior da tolerância 20,00 20,20 20,40 19,60 19,80 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 18/52)

19 ? ? Um exemplo produto Tolerância: (20,00 ± 0,25) mm
RM = (20,20 ± 0,10) mm ? ? 20,00 20,20 20,40 19,60 19,80 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 19/52)

20 Zonas de aceitação, rejeição e dúvida
? zona de rejeição zona de aceitação 20,00 20,20 20,40 19,60 19,80 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 20/52)

21 Zona de aceitação na ausência de Es
LIR LIA LSA LSR SM IM faixa reduzida mensurando tolerância LIT LST Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 21/52)

22 Posição dos limites Zona de aceitação: LSA = LST - IM LSA
LIA = LIT + IM LIA LIR = LIT - IM LIR LSR = LST + IM LSR LST LIT Zona de rejeição: Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 22/52)

23 Zona de aceitação na presença de Es
LIR LIA LSA LSR SM mensurando tolerância LIT LST Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 23/52)

24 Posição dos limites Zona de aceitação: LSA = LST - C - IM LSA
LIA = LIT - C + IM LIA LIR = LIT - C - IM LIR LSR = LST - C + IM LSR LST LIT Zona de rejeição: Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 24/52)

25 Qual o tamanho ideal da zona de dúvidas?
Tamanho da zona de dúvidas Efeito no controle de qualidade Custo do sistema de medição muito pequeno excelente muito caro balanceado aceitável aceitável muito grande péssimo muito barato Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 25/52)

26 Qual o tamanho ideal da zona de dúvidas?
Um bom equilíbrio custo/benefício é atingido quando: sendo: IT = intervalo de tolerância IT = LST - LIT IM = incerteza do resultado da medição Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 26/52)

27 Dois exemplos

28 Caso 1 - Sacos de café Dimensione um processo de medição adequado para efetuar o controle de qualidade de sacos de café, cuja massa total, incluindo a embalagem (“peso” bruto), esteja dentro da tolerância (505 ± 10) g. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 28/52)

29 Caso 1 - Sacos de café Tolerância a ser obedecida:
T = (505 ± 10) g O intervalo de tolerância é: IT = 20 g O processo de medição bem equilibrado deve ter incerteza de: IM = 20/10 = 2 g Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 29/52)

30 Caso 1 - Sacos de café Uma balança com erro máximo de 2 g pode ser usada para este fim. Neste caso, uma única medição pode ser efetuada, sem necessidade de compensar erros sistemáticos. 0 g Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 30/52)

31 Caso 1 - Sacos de café Limites de aceitação: LIT = 495 g LST = 515 g
LIA = = 497 g LSA = = 513 g 0 g LSA LSR LIR LIA 500 g 510 g 520 g 480 g 490 g 530 g Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 31/52)

32 Caso 1 - Sacos de café ? OK ñ OK 500 g 510 g 520 g 480 g 490 g 530 g
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 32/52)

33 Caso 2 - Balcão refrigerado
Para conservar alimentos, balcões refrigerados devem ser mantidos dentro do intervalo de temperatura entre 3 e 7 °C. Um termômetro deve ser selecionado para fazer esta verificação regularmente. Dispõe-se das duas opções especificadas a seguir. Verifique se um dos termômetros disponíveis pode ser usado e, caso positivo, que estratégia ele deve usar para o teste? Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 33/52)

34 Caso 2 - Termômetros disponíveis
Faixa de medição: -10 a + 15 °C Correção (5 °C) 0,0 °C Repetitividade (5 °C) 0,2 °C 4,2 °C Faixa de medição: -50 a + 80 °C Correção para 5 °C: + 1,0 °C Repetitividade (5 °C) 0,5 °C Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 34/52)

35 Caso 2 - Requisitos Limites de tolerância: Intervalo de tolerância
LIT = 3,0 °C LST = 7,0 °C Intervalo de tolerância IT = LST - LIT = 7,0 - 3,0 = 4,0 °C Incerteza recomendada: IM = IT/10 = 4,0/10 = 0,4 °C Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 35/52)

36 Caso 2 - Analisando termômetro digital
Sem corrigir os erros sistemáticos, a IM seria: IM = |C| + Re = 1,5 °C Faixa de medição: -50 a + 80 °C Correção para 5 °C: + 1,0 °C Repetitividade (5 °C) 0,5 °C 1,5 °C > 0,4 °C não atende Corrigindo os erros sistemáticos, a IM seria: IM = Re = 0,5 °C 0,5 °C > 0,4 °C não atende Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 36/52)

37 Caso 2 - Analisando termômetro analógico
Faixa de medição: -10 a + 15 °C Correção (5 °C) 0,0 °C Repetitividade (5 °C) 0,2 °C Neste caso, a IM seria: IM = Re = 0,2 °C 0,2 °C < 0,4 °C atende Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 37/52)

38 Caso 2 - Limites de controle
Limites de tolerância: LIT = 3,0 °C LST = 7,0 °C LIA = 3,0 + 0,2 = 3,2 °C LSA = 7,0 - 0,2 = 6,8 °C IM = Re = 0,2°C LSA LSR LIR LIA 5 ,0 °C 6 ,0 °C 7 ,0 °C 3,0 °C 4 ,0 °C Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 38/52)

39 Controle de qualidade 100% e controle de qualidade por amostragem
9.4 Controle de qualidade 100% e controle de qualidade por amostragem

40 Com que freqüência deve ser feito o controle de qualidade?
100% da produção? Todos os itens produzidos são individualmente avaliados e a sua conformidade verificada. Por amostragem? Apenas um subconjunto dos itens produzidos é selecionado, avaliado e sua conformidade verificada. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 40/52)

41 Processo capaz O processo não produz itens fora da tolerância
Distribuição dos itens produzidos Não é necessário inspecionar 100% LIT LST Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 41/52)

42 Processo incapaz Distribuição dos itens produzidos
É necessário inspecionar 100% O processo produz muitos itens fora da tolerância LIT LST Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 42/52)

43 Índice de capacidade de um processo
LIT LST Para processos centrados CP é o índice de capacidade do processo LST é o limite superior da tolerância LIT é o limite inferior da tolerância sP é uma estimativa do desvio padrão do processo Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 43/52)

44 Índice de capacidade de um processo
LIT LST Para processos descentrados CPK é o índice de capacidade do processo LST é o limite superior da tolerância LIT é o limite inferior da tolerância sP é uma estimativa do desvio padrão do processo XP é uma estimativa do valor médio do processo Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 44/52)

45 Controle de qualidade 100% ou por amostragem?
Valor de CP ou CPK Freqüência do controle de qualidade ≥ 1,33 por amostragem < 1,33 100% Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 45/52)

46 Posicionamento do controle de qualidade
9.5 Posicionamento do controle de qualidade

47 CQ no final do processo CQ Processo produtivo matéria prima cliente
refugo retrabalho? Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 47/52)

48 CQ no final do processo Aspectos positivos Aspectos negativos
Menor investimento inicial Menor custo da qualidade Aspectos negativos Maior custo da não-qualidade Mais difícil realimentar o processo Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 48/52)

49 CQ entre etapas do processo
processo produtivo Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3 Etapa 4 matéria prima cliente CQ CQ CQ CQ CQ OK OK OK OK OK Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 49/52)

50 CQ entre etapas do processo
Aspectos positivos Menor custo da não-qualidade Melhor controle sobre todo o processo Aspectos negativos Maior investimento inicial Maior custo da qualidade Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 50/52)

51 sistema de avanço do rebolo
CQ dentro do processo sistema de avanço do rebolo sensor superior rebolo eixo sinal de atuação sinal de medição sensor inferior controlador do sistema de avanço do rebolo Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 51/52)

52 CQ dentro do processo Aspectos positivos Aspectos negativos
Índice de refugo praticamente zero Mínimo custo da não-qualidade Aspectos negativos Maior investimento inicial Maior complexidade Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 9 - (slide 52/52)