10 Controle de Qualidade

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?

10.1 Tolerâncias

Há imperfeições em toda parte... Laranjas não são esféricas ... Há manchas nas cascas das maçãs ... Há falhas na pintura de um carro novo ... Há defeitos nos tijolos de uma parede... Há microrganismos na água que bebemos ...

Há imperfeições em toda parte... Laranjas não são esféricas... ... mas podem dar um excelente suco

Há imperfeições em toda parte... Há manchas nas cascas das maçãs... ... que podem não afetar seu sabor

Há imperfeições em toda parte... Há falhas na pintura de um carro novo... ... que nem todo mundo percebe

Há imperfeições em toda parte... Há defeitos nos tijolos de uma parede... ... que de longe não se vê

Há imperfeições em toda parte... Há microrganismos na água que bebemos... ... que, se poucos, serão fonte de proteína

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.

Exemplos de tolerâncias Do lado da empunhadura o diâmetro de uma cabo de vassoura trará conforto ao usuário se seu diâmetro estiver dentro da tolerância (25 ± 5) mm. Para que o encaixe cabo/base seja firme a tolerância tem que ser: (25,0 ± 0,5) mm.

Exemplos de tolerâncias 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.

Tolerâncias em desenhos mecânicos

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.

Aspectos Econômicos do Controle de Qualidade 10.2 Aspectos Econômicos do Controle de Qualidade

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.

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 frequentes 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.

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.

O caso Firestone... Taxa de defeitos de 241 pneus por milhão. Recall de 6,5 milhões de pneus. 250 mortes e 3000 acidentes gravíssimos.

Custos da qualidade $ $Q $ñQ $TQ qualidade perfeccionista relaxada

Aspectos Técnicos do Controle de Qualidade 10.3 Aspectos Técnicos do Controle de Qualidade

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)

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.

Controle de qualidade por variáveis produto aprovado refugado medição comparação Especificações D = (20,00 ± 0,25) mm

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

? ? 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

Zonas de aceitação, rejeição e dúvida ? zona de rejeição zona de aceitação 20,00 20,20 20,40 19,60 19,80

Zonas de aceitação na ausência de erros sistemáticos zona de aceitação LIR LIA LSA LSR SM U faixa reduzida mensurando tolerância LIT LST

Posição dos limites Zona de aceitação: LSA = LST - U LSA LIR = LIT - U LSR = LST + U LSR LIA = LIT + U LIA LST LIT Zona de rejeição:

Zona de aceitação na presença de Es LIR LIA LSA LSR SM mensurando tolerância LIT LST

Posição dos limites Zona de aceitação: LSA = LST - C - U LSA LIR = LIT - C - U LIR LSR = LST - C + U LSR LIA = LIT - C + U LIA LST LIT Zona de rejeição:

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

Qual o tamanho ideal da zona de dúvidas? Um bom equilíbrio custo/benefício é atingido quando: sendo: IT = intervalo de tolerância IT = LST - LIT U = incerteza da medição 𝑈= 𝐼𝑇 10

Dois exemplos

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.

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: U = 20/10 = 2 g

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

Caso 1 - Sacos de café Limites de aceitação: LIT = 495 g LST = 515 g LIA = 495 + 2 = 497 g LSA = 515 - 2 = 513 g 0 g LSA LSR LIR LIA 500 g 510 g 520 g 480 g 490 g 530 g

Caso 1 - Sacos de café OK ? ñ OK 500 g 510 g 520 g 480 g 490 g 530 g

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?

Caso 2 - Termômetros disponíveis Intervalo de medição: -10 a + 15 °C Correção (5 °C) 0,0 °C Precisão (5 °C) 0,2 °C 4,2 °C Intervalo de medição: -50 a + 80 °C Correção para 5 °C: + 1,0 °C Precisão (5 °C) 0,5 °C

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: U = IT/10 = 4,0/10 = 0,4 °C

Caso 2 - Analisando termômetro digital Sem corrigir os erros sistemáticos, a U seria: Intervalo de medição: -50 a + 80 °C Correção para 5 °C: + 1,0 °C Precisão (5 °C) 0,5 °C U = |C| + P = 1,5 °C 1,5 °C > 0,4 °C não atende Corrigindo os erros sistemáticos, a U seria: U = P = 0,5 °C 0,5 °C > 0,4 °C não atende

Caso 2 - Analisando termômetro analógico Intervalo de medição: -10 a + 15 °C Correção (5 °C) 0,0 °C Precisão (5 °C) 0,2 °C Neste caso, a U seria: U = P = 0,2 °C 0,2 °C < 0,4 °C atende

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 U = P = 0,2°C LSA LSR LIR LIA 5 ,0 °C 6 ,0 °C 7 ,0 °C 3,0 °C 4 ,0 °C

Controle de qualidade 100% e controle de qualidade por amostragem 10.4 Controle de qualidade 100% e controle de qualidade por amostragem

Com que frequência 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.

Processo capaz O processo não produz itens fora da tolerância Distribuição dos itens produzidos Não é necessário inspecionar 100% LIT LST

Processo incapaz Distribuição dos itens produzidos É necessário inspecionar 100% O processo produz muitos itens fora da tolerância LIT LST

Índice de capacidade de um processo LIT LST 𝑋 𝑃 Para processos centrados 𝐶 𝑃 = 𝐿𝑆𝑇−𝐿𝐼𝑇 6 𝑆 𝑃 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

Índice de capacidade de um processo LIT LST 𝑋 𝑃 Para processos descentrados 𝐶 𝑃𝐾 =𝑚𝑖𝑛 𝐿𝑆𝑇− 𝑋 𝑃 3 𝑆 𝑃 , 𝑋 𝑃 −𝐿𝐼𝑇 3 𝑆 𝑃 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 𝑋 𝑃 é uma estimativa do valor médio do processo

Controle de qualidade 100% ou por amostragem? Valor de CP ou CPK Frequência do controle de qualidade ≥ 1,33* por amostragem < 1,33* 100% (*) 1,33 => 63 defeitos por milhão 1,67 => 1 defeito por milhão

Posicionamento do controle de qualidade 10.5 Posicionamento do controle de qualidade

CQ no final do processo CQ Processo produtivo matéria prima cliente OK CQ cliente ñ OK refugo retrabalho?

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

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

CQ entre etapas do processo

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

CQ dentro do processo (usinagem de eixo com medição simultânea) sistema de avanço do rebolo sensor superior rebolo eixo sinal de atuação sinal de medição sensor inferior controlador do sistema de avanço do rebolo

Micrômetro laser

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