Fundamentos de METROLOGIA cientfica e industrial 10 Controle

Fundamentos de METROLOGIA científica e industrial 10 Controle de Qualidade www. labmetro. ufsc. br/livro. FMCI

Motivação Resultado de medições sempre apresentam dúvidas. q Decisões sobre a qualidade de produtos ou processos devem ser tomadas com base em medições. q Como tomar decisões seguras quando há dúvidas presentes? q Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 2/61

Fundamentos de METROLOGIA científica e industrial 10. 1 Tolerâncias www. labmetro. ufsc. br/livro. FMCI

Há imperfeições em toda parte. . . Laranjas não são esféricas. . . q Há manchas nas cascas das maçãs. . . q Há falhas na pintura de um carro novo. . . q Há defeitos nos tijolos de uma parede. . . q Há microrganismos na água que bebemos. . . q Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 4/61

Há imperfeições em toda parte. . . q Laranjas não são esféricas. . . mas podem dar um excelente suco Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 5/61

Há imperfeições em toda parte. . . q Há manchas nas cascas das maçãs. . . que podem não afetar seu sabor Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 6/61

Há imperfeições em toda parte. . . q Há falhas na pintura de um carro novo. . . que nem todo mundo percebe Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 7/61

Há imperfeições em toda parte. . . q Há defeitos nos tijolos de uma parede. . . que de longe não se vê Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 8/61

Há imperfeições em toda parte. . . q Há microrganismos na água que bebemos. . . que, se poucos, serão fonte de proteína Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 9/61

Tolerâncias São limites aceitáveis para uma característica de um componente, produto ou processo que, se obedecidos, não comprometem a sua qualidade. q Tolerâncias devem sempre ser informadas pelo projetista e passam a fazer parte das especificações de um produto ou processo. q Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 10/61

Exemplos de tolerâncias o o 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. Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 11/61

Exemplos de tolerâncias o o 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. Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 12/61

Tolerâncias em desenhos mecânicos Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 13/61

Tolerâncias São estabelecidas com base nas características desejadas para o produto. q Tolerâncias mais apertadas que o necessário encarecem o produto. q Tolerâncias muito relaxadas comprometem a qualidade do produto. q Necessário equilibrar custo/benefício. q Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 14/61

Fundamentos de METROLOGIA científica e industrial 10. 2 Aspectos Econômicos do Controle de Qualidade www. labmetro. ufsc. br/livro. FMCI

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. q Atingir e manter a qualidade tem um custo. q A não-qualidade também custa caro. q Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 16/61

Custos da qualidade q Assegurar a qualidade envolve gastos com: o o o 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. Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 17/61

Custos da não-qualidade q Custos de falhas nos produtos e processos ocorridas interna ou externamente à empresa: o o o o 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. Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 18/61

O caso Firestone. . . Taxa de defeitos de 241 pneus por milhão. Recall de 6, 5 milhões de pneus. 250 mortes e 3000 acidentes gravíssimos. Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 19/61

Custos da qualidade $ $Q $ñQ $TQ qualidade relaxada perfeccionista Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 20/61

Fundamentos de METROLOGIA científica e industrial 10. 3 Aspectos Técnicos do Controle de Qualidade www. labmetro. ufsc. br/livro. FMCI

Tipos de Controle de Qualidade q Por atributo: o o 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. o São normalmente associadas a valores lógicos (verdadeiro/falso ou sim/não) Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 22/61

Tipos de Controle de Qualidade q Por variáveis: o o 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. Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 23/61

Controle de qualidade por variáveis produto aprovado refugado medição comparação Especificações D = (20, 00 ± 0, 25) mm Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 24/61

Limites de especificação produto Tolerância: (20, 00 ± 0, 25) mm limite inferior da tolerância 19, 60 zona de conformidade 19, 80 20, 00 limite superior da tolerância 20, 20 20, 40 Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 25/61

Um exemplo produto Tolerância: RM = (20, 20 ± 0, 10) mm (20, 00 ± 0, 25) mm 19, 60 19, 80 20, 00 20, 20 20, 40 Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 26/61

Zonas de aceitação, rejeição e dúvida zona de rejeição 19, 60 zona de aceitação 19, 80 20, 00 zona de rejeição 20, 20 20, 40 Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 27/61

Zonas de aceitação na ausência de erros sistemáticos LIR LIA zona de aceitação LSA LSR SM U faixa reduzida U mensurando LIT tolerância LST Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 28/61

Posição dos limites Zona de aceitação: LSA = LST - U LIA = LIT + U Zona de rejeição: LIR LIA LIT LSA LSR LST LSR = LST + U LIR = LIT - U Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 29/61

Zona de aceitação na presença de Es LIR LIA zona de aceitação LSA LSR SM mensurando LIT tolerância LST Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 30/61

Posição dos limites Zona de aceitação: LSA = LST - C - U LIA = LIT - C + U Zona de rejeição: LIR LIT LIA LSR LST LSR = LST - C + U LIR = LIT - C - U Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 31/61

Qual o tamanho ideal da zona de dúvidas? Tamanho da zona de dúvidas muito pequeno Efeito no controle de qualidade excelente Custo do sistema de medição muito caro balanceado aceitável muito grande péssimo muito barato Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 32/61

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 Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 33/61

Fundamentos de METROLOGIA científica e industrial Dois exemplos www. labmetro. ufsc. br/livro. FMCI

Caso 1 - Sacos de café q 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. Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 35/61

Caso 1 - Sacos de café q Tolerância a ser obedecida: o q O intervalo de tolerância é: o q T = (505 ± 10) g IT = 20 g O processo de medição bem equilibrado deve ter incerteza de: o U = 20/10 = 2 g Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 36/61

Caso 1 - Sacos de café Uma balança com erro máximo de 2 g pode ser usada para este fim. q Neste caso, uma única medição pode ser efetuada, sem necessidade de compensar erros sistemáticos. q 0 g Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 37/61

Caso 1 - Sacos de café q Limites de aceitação: o o LIT = 495 g LST = 515 g LIA = 495 + 2 = 497 g LSA = 515 - 2 = 513 g LIR 480 g 490 g LIA 500 g 0 g LSA 510 g LSR 520 g 530 g Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 38/61

Caso 1 - Sacos de café OK ? 508 0 g 492 497 514 ñ OK 480 g 490 g 500 g 510 g 520 g 530 g Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 39/61

Caso 2 - Balcão refrigerado Para conservar alimentos, balcões refrigerados devem ser mantidos dentro do intervalo de temperatura entre 3 e 7 °C. q Um termômetro deve ser selecionado para fazer esta verificação regularmente. Dispõe-se das duas opções especificadas a seguir. q Verifique se um dos termômetros disponíveis pode ser usado e, caso positivo, que estratégia ele deve usar para o teste? q Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 40/61

Caso 2 - Termômetros disponíveis Intervalo de medição: -10 a + 15 °C Correção (5 °C) 0, 0 °C Precisão (5 °C) 0, 2 °C Intervalo de medição: -50 a + 80 °C Correção para 5 °C: + 1, 0 °C Precisão (5 °C) 0, 5 °C Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 41/61

Caso 2 - Requisitos q Limites de tolerância: o o q Intervalo de tolerância o q LIT = 3, 0 °C LST = 7, 0 °C IT = LST - LIT = 7, 0 - 3, 0 = 4, 0 °C Incerteza recomendada: o U = IT/10 = 4, 0/10 = 0, 4 °C Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 42/61

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 > 0, 4 °C não atende Corrigindo os erros sistemáticos, a U seria: U = P = 0, 5 °C > 0, 4 °C não atende Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 43/61

Caso 2 - Analisando termômetro analógico Intervalo de medição: -10 a + 15 °C Correção (5 °C) 0, 0 °C Neste caso, a U seria: U = P = 0, 2 °C < 0, 4 °C atende Precisão (5 °C) 0, 2 °C Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 44/61

Caso 2 - Limites de controle q Limites de tolerância: o o LIR U = P = 0, 2°C LIT = 3, 0 °C LST = 7, 0 °C LIA = 3, 0 + 0, 2 = 3, 2 °C LSA = 7, 0 - 0, 2 = 6, 8 °C LSA LIA 3, 0 °C 4 , 0 °C 5 , 0 °C 6 , 0 °C LSR 7 , 0 °C Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 45/61

Fundamentos de METROLOGIA científica e industrial 10. 4 Controle de qualidade 100% e controle de qualidade por amostragem www. labmetro. ufsc. br/livro. FMCI

Com que frequência deve ser feito o controle de qualidade? q 100% da produção? o q Todos os itens produzidos são individualmente avaliados e a sua conformidade verificada. Por amostragem? o Apenas um subconjunto dos itens produzidos é selecionado, avaliado e sua conformidade verificada. Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 47/61

Processo capaz Distribuição dos itens produzidos LIT O processo não produz itens fora da tolerância Não é necessário inspecionar 100% LST Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 48/61

Processo incapaz Distribuição dos itens produzidos É necessário inspecionar 100% O processo produz muitos itens fora da tolerância LIT LST Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 49/61

Índice de capacidade de um processo q Para processos centrados LIT CP LST LIT s. P é é LST o índice de capacidade do processo o limite superior da tolerância o limite inferior da tolerância uma estimativa do desvio padrão do processo Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 50/61

Índice de capacidade de um processo q Para processos descentrados LIT LST Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 51/61

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

Fundamentos de METROLOGIA científica e industrial 10. 5 Posicionamento do controle de qualidade www. labmetro. ufsc. br/livro. FMCI

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

CQ no final do processo q Aspectos positivos o o q Menor investimento inicial Menor custo da qualidade Aspectos negativos o o Maior custo da não-qualidade Mais difícil realimentar o processo Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 55/61

CQ entre etapas do processo produtivo Etapa 1 matéria prima CQ OK Etapa 2 CQ OK Etapa 3 CQ OK Etapa 4 CQ OK cliente CQ OK

CQ entre etapas do processo

CQ entre etapas do processo q Aspectos positivos o o q Menor custo da não-qualidade Melhor controle sobre todo o processo Aspectos negativos o o Maior investimento inicial Maior custo da qualidade Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 58/61

CQ dentro do processo (usinagem de eixo com medição simultânea) sensor superior rebolo sistema de avanço do rebolo eixo sensor inferior sinal de medição controlador do sistema de avanço do rebolo sinal de atuação Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 59/61

Micrômetro laser Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 60/61

CQ dentro do processo q Aspectos positivos o o q Índice de refugo praticamente zero Mínimo custo da não-qualidade Aspectos negativos o o Maior investimento inicial Maior complexidade Capítulo 10 – Controle de Qualidade - 61/61