ENGENHARIA ROBUSTA.

Apresentação em tema: "ENGENHARIA ROBUSTA."— Transcrição da apresentação:

1 ENGENHARIA ROBUSTA

2 Capacidade do Processo
ENGENHARIA ROBUSTA Capacidade do Processo LSE = Limite superior de especificação LIE = Limite inferior de especificação 6σ = capacidade do processo

3 Capacidade do Processo
ENGENHARIA ROBUSTA Capacidade do Processo 1- Processo Vermelho : (CP < 1) 2- Processo Amarelo : (1< CP < 1,3) 3- Processo Verde : (CP > 1,3)

4 Função Perda de Taguchi
ENGENHARIA ROBUSTA Função Perda de Taguchi Quais os valores ótimos de Cp e Cpk Qual é o limite economicamente recomendavel de Cp

5 Função Perda de Taguchi
ENGENHARIA ROBUSTA Função Perda de Taguchi m m - Δ m + Δ

6 ENGENHARIA ROBUSTA Função Perda de Taguchi

7 Função Perda de Taguchi
ENGENHARIA ROBUSTA Função Perda de Taguchi LIE LSE Perda causada pelo desvio de x m - Δ m x m + Δ

8 ENGENHARIA ROBUSTA Função Perda de Taguchi

9 ENGENHARIA ROBUSTA Função Perda de Taguchi

10 ENGENHARIA ROBUSTA Definição de Robustez
“ Estado no qual o desempenho da tecnologia, produto ou processo é minimamente sensível a fatores que causam variabilidade na fabricação ou no uso, ao menor custo unitário de manufatura.

11 Abordagem Tradicional
ENGENHARIA ROBUSTA Abordagem Tradicional Projeto Protótipo Teste N Análise OK? S Manufatura

12 ENGENHARIA ROBUSTA Exemplo: Sistema de freio
Tradicionalmente procuramos: Eliminar os diferentes sintomas de mau funcionamento Nova postura Concentrarmos naquilo que queremos que o produto/processo realize ao invés de nos preocuparmos com aquilo que não queremos que aconteça.

13 Abordagem Tradicional
ENGENHARIA ROBUSTA Abordagem Tradicional Sistema de Freio Considerações de Projeto Geometria de atuação do pedal Parâmetros do cilindro Viscosidade do fluido Material Dimensões Perdas mecânicas e hidráulicas Atrito do piso Etc Requisitos de Desempenho Força de atuação no pedal Distância de frenagem Ruído audível Vibração Etc Requisitos de Projeto Custo Peso Confiabilidade Mantenabilidade Segurança Dissipação de calor Etc

14 ENGENHARIA ROBUSTA Questão Chave: Qual é a Função do sistema

15 ENGENHARIA ROBUSTA Todo sistema possui uma Função Básica
Voz do Cliente Realização da função básica Entrada Saída Geradores de processos Clientes

16 Medir a função básica do Sistema
ENGENHARIA ROBUSTA Medir a função básica do Sistema M Processo Y Fator de sinal Y Relação ideal entre M e Y M

17 ENGENHARIA ROBUSTA Quero parar o carro Fator de Sinal: Força no pedal
Sistema de Freio Entrada Saída Fator de Sinal: Força no pedal Resposta: Torque Resultado Percebido: Distância de frenagem Função básica Desacelerar veículo Y Torque Função ideal M Força no pedal

18 Variabilidade Funcional
ENGENHARIA ROBUSTA Variabilidade Funcional Função ideal Y M

19 Transformação de Energia
ENGENHARIA ROBUSTA Transformação de Energia Transformação de Energia Energia na Entrada Energia na Saída Fatores de Ruído Variabilidade Funcional Sintomas de mal funcionamento

20 Transformação de Energia
ENGENHARIA ROBUSTA Transformação de Energia Torque Energia Útil Transformação de Energia Energia na Entrada Energia na Saída Energia perdida M Y Ruído audível Vibração Aquecimento Desgastes Fatores de ruído

21 Tipos de Atitudes Contra o Ruído
ENGENHARIA ROBUSTA Tipos de Atitudes Contra o Ruído Ignorar . Ok, se não for importante 2. Eliminar ou controlar . Apertar tolerâncias . Usar material mais nobre etc 3. Compensar seu efeito . Feedback control

22 Tipos de Atitudes Contra o Ruído
ENGENHARIA ROBUSTA Tipos de Atitudes Contra o Ruído 4. Minimizar seus efeitos . Tornar o processo robusto contra os efeitos dos fatores de ruídos . Utilizar o “ Projeto de Parâmetros” Fazer isso sem aumentar o custo

23 ENGENHARIA ROBUSTA Análise dos Fatores Fatores de controle
Material da pastilha Dimensões da pastilha Torque Força no pedal Transformação de Energia Ruído audível Vibração Aquecimento Desgastes Etc > Perda Fatores de ruído Temperatura do motor Velocidade do veículo .....

24 Incorporação de Robustez
ENGENHARIA ROBUSTA Incorporação de Robustez Implementar a robustez em um processo é encontrar a melhor combinação dos fatores de controle que torne a função do processo estável na presença dos fatores de ruído

25 ENGENHARIA ROBUSTA Medida da Robustez Energia Útil Energia perdida
Torque Energia Útil Transformação de Energia M Y Energia perdida Ruído audível Vibração Aquecimento Desgastes

26 ENGENHARIA ROBUSTA Medida da Robustez Baixa S/N Alta S/N Y Y M M

27 ENGENHARIA ROBUSTA Benefício da Robustez
“Quanto mais reduzirmos a variabilidade funcional, menos energia sobrará para ser perdida em sintomas indesejáveis”

28 Etapas do Processo Robusto
ENGENHARIA ROBUSTA Etapas do Processo Robusto Identifique o processo 4. Defina a Função ideal 7. Colete os dados 2. Defina a função básica e o resultado 5. Definir fatores e níveis 8. Analise os dados Escolha a combi- nação ótima 3. Definir o que e como medir 6. Formule o experimento 9. Confirme os resultados

29 Etapas do Projeto Robusto
ENGENHARIA ROBUSTA Etapas do Projeto Robusto 1. Identifique o Processo Definir os objetivos Identificar o sistema/subsistema Definir equipe Definir esquema de trabalho Colete dados do processo/produto atual para comparação posterior . Média . Variabilidade . Índice de capacidade

30 Etapas do Projeto Robusto
ENGENHARIA ROBUSTA Etapas do Projeto Robusto 2. Defina a função básica e o resultado Expresse numa frase a função básica do sistema e o resultado desejado 3. Defina o que medir e como medir Para característica dinâmica . Definir o fator de sinal M, como medir e controlar . Definir resposta Y e como medi-la. Para demais características . Definir resposta Y

31 Etapas do Projeto Robusto
ENGENHARIA ROBUSTA Etapas do Projeto Robusto 4. Defina a função ideal Só para característica dinâmica 5. Defina fatores e níveis Listar todos os fatores relevantes Separar fatores de controle e ruídos Selecionar fatores de controle, definir níveis Selecionar fatores de ruído, definir níveis Definir níveis do fator de sinal

32 Etapas do Projeto Robusto
ENGENHARIA ROBUSTA Etapas do Projeto Robusto 6. Formule o experimento Selecione o arranjo ortogonal ou DoE Atribua fatores de controle às colunas do arranjo Defina a estratégia de ruído . Forçar o ruído no experimento . Combinar fatores de ruído . Usar ruído mais forte, se possível Esboce o layout final do experimento

33 Etapas do Projeto Robusto
ENGENHARIA ROBUSTA Etapas do Projeto Robusto 7. Colete os dados Gere planilhas para as rodadas do experimento Defina responsabilidades e datas Oriente as pessoas envolvidas, ocorrências especiais deverão ser anotadas

34 Etapas do Projeto Robusto
ENGENHARIA ROBUSTA Etapas do Projeto Robusto 8. Analise os dados e escolha a combinação ótima Calcular média, relação sinal/ruído para cada experimento Construir e interpretar as tabelas de respostas Definir a combinação ótima Fazer previsão para combinação ótima . S/N e média Definir experimento confirmatório

35 Etapas do Projeto Robusto
ENGENHARIA ROBUSTA Etapas do Projeto Robusto 9. Confirme os resultados Realizar o experimento confirmatório “INDISPENSÁVEL” Se a melhoria não for confirmada retornar à etapa 5 Comparar os ganhos obtidos . Situação anterior x otimizada Implementar a melhoria e documentar o caso

36 Resumo da Etapas do Projeto Robusto
ENGENHARIA ROBUSTA Resumo da Etapas do Projeto Robusto Descrever Produto/Processo Definir Função Ideal 1 Definir Característica a ser medida Listagem dos Fatores

37 Resumo da Etapas do Projeto Robusto
ENGENHARIA ROBUSTA Resumo da Etapas do Projeto Robusto Separar Fatores de Controle e Ruído Selecionar Fatores de Controle Definir Níveis Selecionar Fatores de Ruído Definir estratégia de Ruído Definir Layout do Experimento

38 Resumo da Etapas do Projeto Robusto
ENGENHARIA ROBUSTA Resumo da Etapas do Projeto Robusto Gerar planilha para coleta de dados Realizar as rodadas do experimento Calcular relação S/N e média/sensibilidade para cada rodada Construir tabelas e gráficos de respostas

39 Resumo da Etapas do Projeto Robusto
ENGENHARIA ROBUSTA Resumo da Etapas do Projeto Robusto Interpretar dados Definir Combinação Ótima Fazer previsões para relação S/N e média/sensibilidade Definir experimento confirmatório Realizar experimento confirmatório

40 Resumo da Etapas do Projeto Robusto
ENGENHARIA ROBUSTA Resumo da Etapas do Projeto Robusto Melhoria confirmada N 1 S Implementar melhoria

41 ENGENHARIA ROBUSTA Estudo de Caso: Nissan
Devido introdução de tratamento térmico em alta frequência, tornando o aço mais duro, necessitou–se adequar a usinagem Objetivo: Otimizar o processo de usinagem, garantindo as dimensões especificadas, sem aumentar os custos

42 ENGENHARIA ROBUSTA Função Ideal Intento Sinal M Resultado Resposta Y
Produzir com dimensões especificadas Dimensões do programa CNC Resultado Resposta Y Produto com dimensões corretas Cotas medidas na peça Y Tg 45 = 1,00 45 M

43 ENGENHARIA ROBUSTA O que medir? Em vez da peça real, utilizamos uma
peça de ensaio Facilidade na medição Vários níveis de sinal, cobrir uma faixa larga de operação do processo a1 a2

44 O sistema de engenharia
ROBUSTA O sistema de engenharia Dimensões Programa Dimensões Peça Usinagem Fatores de Controle Fatores de Ruído Velocidade Avanço Curso ferramenta Dureza ferramenta Profundidade Ângulo Dureza do material Desgaste da ferra menta Vida do lubrificante

45 Fatores de Controle e Ruído
ENGENHARIA ROBUSTA Fatores de Controle e Ruído Fator de Ruído Nivel 1 Nivel2 N. Dureza do material Menos duro Mais duro Fatores de Controle Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3 Direção curso ferr p/ cima p/baixo Velocidade (m/min) lenta normal rápida Avanço (m/min) lento normal rápido Material ferramenta mais mole normal mais duro Rigidez da ferram baixa normal alta Ângulo 1 ferramenta menor normal maior Ângulo 2 ferramenta menor normal maior H. Profundidade (mm) menor normal maior

46 ENGENHARIA ROBUSTA Níveis do Fator Sinal
c1 a2 Fator Sinal M1 M M66 Dimensões CNC a1–a a1-a C3-c4

47 ENGENHARIA ROBUSTA Layout do Experimento

48 ENGENHARIA ROBUSTA Efeitos dos Fatores de Controle

49 ENGENHARIA ROBUSTA Efeitos dos Fatores de Controle

50 Tipos de Características
ENGENHARIA ROBUSTA Tipos de Características Característica dinâmica Janela de operação Nominal-melhor Maior-melhor Menor-melhor Atributos

51 Avaliação das Características
ENGENHARIA ROBUSTA Avaliação das Características Relação Sinal/Ruído Analisa média e variância simultaneamente Permite detectar interações entre fatores de controle e fatores de ruído Tem relação direta com a redução de custos e redução da variabilidade

52 Avaliação das Características
ENGENHARIA ROBUSTA Avaliação das Características Resposta Média Permite estimar os efeitos principais dos fatores de controle e dos fatores de ruído sobre a resposta média Permite comparar fatores de ruído Perda Média Avalia a redução unitária de custo decorrente do aumento da relação sinal/ruído

53 Característica Tipo Atributo
ENGENHARIA ROBUSTA Característica Tipo Atributo Contagem (número de defeitos) Porcentagem (rendimento, % de defeitos) Escala classificatória (0 a 10, ordenação) PPM, DPU, etc . Evitar se possível . Alternativa usar “ Janela de Operação”

54 Característica Menor-Melhor
ENGENHARIA ROBUSTA Encolhimento Distorção Ruído audível . Evitar se possível L(y) = k y2 Perda Média Relação Sinal/Ruído ( S/N ) n: número de medidas em cada rodada

55 Característica Maior-Melhor
ENGENHARIA ROBUSTA Pressão de vazamento Resistência Mecãnica L(y) = k (1/y)2 Perda Média Relação Sinal/Ruído ( S/N ) n: número de medidas em cada rodada

56 Característica Nominal-Melhor
ENGENHARIA ROBUSTA Característica Nominal-Melhor Espessura de camadas Voltagem de saída Diâmetro L(y) = k (y – m)2 Perda Média Relação Sinal/Ruído ( S/N )

57 Característica Janela de Operação
ENGENHARIA ROBUSTA Bom funcionamento Problemas Problemas Janela de operação Força da mola Temperatura de soldagem N1 x z N2 x z

58 Característica Janela de Operação
ENGENHARIA ROBUSTA N1 x1 z1 N2 x2 z2 N2 xn zn Relação Sinal/Ruído ( S/N )

59 Característica Dinâmica
ENGENHARIA ROBUSTA Moldagem de plastico Regulador de voltagem ß = tg Ø Y Ø M

60 Efeito dos Fatores

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63 Pendências Válvula proporcional no freio da calandra
Modificar o software Retirar mangueira de ar Redimencionar ventilação do freio superior