9Controle de Qualidade

Metrologia e Controle Dimensional - MCD

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?

9.1

Tolerâncias

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 informadaspelo projetista e passam a fazer parte das especificações de um produto ou processo.

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.

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.

9.2

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 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.

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.

Custos da qualidade

qualidade

$

perfeccionistarelaxada

$Q

$ñQ

$TQ

9.3

Aspectos Técnicos do Controle de Qualidade

Tipos de Controle de Qualidade

• Por atributo:

– Verifica 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

Especificações

adfjkl adfjklaçf

adsfjklaç

dfjçlasdfjlakçd

fjklça dfjakld

adsfjklad fjklf

adfjklçdfaç

produto

medição

comparação

aprovado

refugado

Limites de especificação

produto

Tolerância:

(20,00 ± 0,25) mm

20,00 20,20 20,4019,60 19,80

zona de

conformidade limite superior

da tolerância

limite inferior

da tolerância

Um exemplo

produto

Tolerância:

(20,00 ± 0,25) mmRM = (20,20 ± 0,10) mm

20,00 20,20 20,4019,60 19,80

Zonas de aceitação, rejeição e dúvida

20,00 20,20 20,4019,60 19,80

zona de

rejeição

zona de

rejeição

zona de

aceitação

Zona de aceitação na

ausência de Es

mensurando

SM

LIA LSA LSRLIR

tolerânciaLIT LST

zona de

aceitação

faixa reduzida IMIM

Posição dos limites

Zona de aceitação:

Zona de rejeição:

LSR = LST + IM

LSR

LSA = LST - IM

LSA

LSTLIT

LIA = LIT + IMLIA

LIR = LIT - IM

LIR

Zona de aceitação na presença de Es

mensurando

SM

LIA LSA LSRLIR

tolerânciaLIT LST

zona de

aceitação

Posição dos limites

Zona de aceitação:

Zona de rejeição:

LSR = LST - C + IM

LSR

LSA = LST - C - IM

LSA

LSTLIT

LIA = LIT - C + IMLIA

LIR = LIT - C - IM

LIR

Qual o tamanho ideal da zona de dúvidas?

muito pequeno

muito grande

balanceado

excelente

péssimo

muito caro

muito barato

Tamanho da zona

de dúvidas

Efeito no controle

de qualidade

Custo do sistema

de medição

aceitável aceitável

Qual o tamanho ideal da zona de dúvidas?

Um bom equilíbrio custo/benefício é

atingido quando:

10

ITIM

sendo:

IT = intervalo de tolerância

IT = LST - LIT

IM = incerteza do resultado

da medição

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:

IM = 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

500 g 510 g 520 g480 g 490 g 530 g

LSA LSRLIR LIA

500 g 510 g 520 g480 g 490 g 530 g

OK

0 g508 g

Caso 1 - Sacos de café

492 g

ñ OK

497 g514 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

Faixa de medição:

-10 a + 15 °C

Correção (5 °C)

0,0 °C

Repetitividade (5 °C)

0,2 °C

Faixa de medição:

-50 a + 80 °C

Correção para 5 °C:

+ 1,0 °C

Repetitividade (5 °C)

0,5 °C

Caso 2 - Requisitos

• Limites 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

Caso 2 - Analisando termômetro digital

Faixa de medição:

-50 a + 80 °C

Correção para 5 °C:

+ 1,0 °C

Repetitividade (5 °C)

0,5 °C

Sem corrigir os erros

sistemáticos, a IM seria:

IM = |C| + Re = 1,5 °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

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

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

5 ,0 °C 6 ,0 °C 7 ,0 °C3,0 °C 4 ,0 °C

LSA LSRLIR LIA

IM = Re = 0,2°C

9.4

Controle de qualidade 100% e controle de qualidade por

amostragem

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.

Processo capaz

LIT LST

O processo não produz itens fora

da tolerância

Não é necessário inspecionar 100%

Distribuição dos itens

produzidos

Processo incapaz

LIT LST

É necessário inspecionar 100%

Distribuição dos itens

produzidos

O processo produz muitos itens fora

da tolerância

Índice de capacidade de um processo

• Para processos centrados

P

Ps

LITLSTC

6

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

LIT LST

PX

Índice de capacidade de um processo

• 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

LIT LST

PX

P

P

P

PPK

s

LITX

s

XLSTC

3,

3min

Controle de qualidade 100% ou por amostragem?

Valor de CP ou CPK Freqüência do controle de qualidade

≥ 1,33 por amostragem

< 1,33 100%

9.5

Posicionamento do controle de qualidade

CQ no final do processo

matériaprima

Processo produtivo

CQ

cliente

refugoretrabalho?

CQ no final do processo

• Aspectos positivos

– Menor investimento inicial

– Menor custo da qualidade

• Aspectos negativos

– Maior custo da não-qualidade

– Mais difícil realimentar o processo

CQ entre etapas do processo

matériaprima

Etapa1

CQ

cliente

processo produtivo

OK

Etapa2

CQOK

Etapa3

CQOK

Etapa4

CQOK

CQOK

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

rebolo

sistema de avanço do

rebolo

controlador do sistema de avanço

do rebolo sinal de atuação

sensor inferior

sensor superior

eixo

sinal de medição

CQ dentro do processo

• Aspectos positivos

– Índice de refugo praticamente zero

– Mínimo custo da não-qualidade

• Aspectos negativos

– Maior investimento inicial

– Maior complexidade