PALAVRAS CHAVES: CEP, variabilidade, estabilidade, capabilidade e método

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1 Definição de método para avaliação da qualidade do processo de dosagem de pastas utilizando o Controle Estatístico de Processo RESUMO Autoria: Rogério Royer, Gilberto Tavares dos Santos O Controle Estatístico de Processo (CEP) é uma ferramenta de qualidade que busca, por amostragem, identificar a variabilidade na elaboração de um produto e gerar consequentes melhorias que tornem o respectivo processo estável e centrado relativamente às especificações técnicas definidas pelo produtor. Na prática, o objetivo da ferramenta é verificar a presença de causas especiais que possam prejudicar a qualidade do produto e, tão logo caracterizadas, eliminá-las, de forma a dar qualidade e estabilidade à produção. O CEP vem sendo utilizado por quantidade expressiva de empresas para identificar anomalias nos processos produtivos, já que variabilidade excessiva gera baixa qualidade, perda de clientes e redução nos ganhos financeiros. Enquanto ferramenta de qualidade essencialmente quantitativa, o CEP busca proporcionar um melhoramento contínuo na qualidade dos produtos de forma a mantê-la em níveis que atendam às exigências dos consumidores, ao mesmo tempo em que cumpra os procedimentos legais requeridos. Por meio da apresentação de um estudo de caso, este artigo visa detalhar um método cuja realização fundamenta-se na aplicação do CEP no processo de Dosagem de Pastas em um Frigorífico, localizado na região sul do Brasil. O processo de dosagem relaciona-se à elaboração de patês em quatro tipos (com sabores de presunto, galinha, fígado e bacon). Este processo de dosagem de pastas necessita atender à norma do INMETRO, que estabelece critérios para a verificação do conteúdo efetivo de produtos com respeito ao seu peso nominal (recomendado). Este artigo propõe um método de abordagem para o citado processo, em oito etapas, que visa adequar o produto às exigências normativas e torná-lo exequivelmente econômico e competitivo. As oito etapas estão definidas em: (i) coletar dados por via amostral, (ii) constatar se existe algum fator de interferência que indique a necessidade de estudar os quatro tipos de patês separadamente (estudo de normalidade dos dados), (iii) determinar os limites de controle obtidos, a fim de eliminar as causas especiais surgidas (análise da estabilidade do processo), (iv) associar os limites do processo sem causas especiais às normas do INMETRO, (v) implantar o CEP, (vi) analisar as cartas de controle após a implantação do CEP, (vii) mensurar a capabilidade do processo, a fim de identificar o nível de centralização do mesmo comparativamente às suas especificações, (viii) analisar economicamente os efeitos das modificações realizadas no processo, a fim de dimensionar o ganho financeiro obtido com a sistematização do CEP. Por fim, sugestões de continuidade a este estudo são apresentadas, assim como as devidas conclusões do trabalho. PALAVRAS CHAVES: CEP, variabilidade, estabilidade, capabilidade e método 1

2 1. Introdução Nas relações comerciais, as indústrias têm a necessidade de seguir normas e procedimentos, não apenas com o objetivo de atender a padrões internos de qualidade e gerar competitividade, mas também com o propósito de acolher a legislação existente e cumprir padrões mínimos de aceitação para produtos disponibilizados ao mercado consumidor. Dentre essas normas está o Regulamento Técnico Metrológico relacionado à portaria do INMETRO n o 248, de 17 de julho de 2008, que define critérios para a verificação do conteúdo efetivo de produtos pré-medidos, expresso em unidades do Sistema Internacional de Unidades. Um produto pré-medido é aquele em condições de comercialização embalado e/ou medido sem a presença do consumidor. Tais critérios indicam se um lote de produto está apto para a comercialização sob o ponto de vista metrológico (INMETRO, 2008). Para caracterizar o nível de qualidade de um produto, dentre as várias ferramentas disponíveis está o Controle Estatístico de Processo (CEP). O CEP é ferramenta essencialmente quantitativa que busca avaliar a qualidade de um produto, por meio da análise do seu processo de elaboração. A ideia principal da ferramenta é: (i) mensurar a variabilidade desse processo, identificando as causas especiais que estejam interferindo na obtenção dos níveis de qualidade planejados, (ii) eliminar tais causas especiais, e (iii) posicionar o processo dentro dos níveis de especificação do produto projetado (ROSA, 2009; MONTGOMERY, 2004 ). Neste artigo, propõe-se um método de abordagem de um processo produtivo cuja finalidade principal é dimensionar a qualidade do processo de dosagem de pastas (patê) de um frigorífico localizado na região sul do Brasil. O eixo central deste método fundamenta-se na aplicação do CEP. Dados coletados para quatro diferentes tipos de pastas foram analisados (com sabores de presunto, galinha, fígado e bacon). Mais especificamente, apresentam-se oito etapas de análise que visam adequar o processo/produto sob estudo às exigências normativas e torná-lo exequivelmente econômico e competitivo, quais sejam: (i) coletar dados por via amostral, (ii) constatar se existe algum fator de interferência que indique a necessidade de estudar os quatro tipos de patês separadamente (estudo de normalidade dos dados), (iii) determinar os limites de controle obtidos, a fim de eliminar as causas especiais surgidas (análise de estabilidade do processo), (iv) associar os limites do processo sem causas especiais às normas do INMETRO, (v) implantar o CEP, (vi) analisar as cartas de controle após a implantação do CEP, (vii) mensurar a capabilidade do processo, a fim de identificar o nível de centralização do mesmo comparativamente às suas especificações, (viii) analisar economicamente os efeitos das modificações realizadas no citado processo. Na sequência, o artigo está disposto com a seguinte estrutura. A primeira parte refere-se à descrição do processo sob análise. A seguir, são apresentadas as normas do INMETRO para a elaboração de produtos similares aos estudados neste artigo. A terceira parte refere-se ao referencial teórico relativo à conceituação do CEP. A quarta parte detalha o método proposto já associado aos dados coletados no estudo de caso realizado. A parte final deste artigo referese às sugestões para trabalhos subseqüentes e às conclusões obtidas. 2. Descrição do Processo Produtivo Analisado O processo de dosagem de pastas é realizado por uma única máquina da empresa nos quatros tipos (sabores) de patês já referenciados. Durante a realização do processo, os operadores do equipamento trabalham sequencialmente e realizam as seguintes atividades: Ajustar o equipamento (set up) para um valor aproximado ao definido para a dosagem de cada peça (dosagem de 100 gramas de patê por embalagem); Realizar cada dosagem e pesar as peças individualmente, fazendo os devidos ajustes no equipamento para que não sejam produzidas peças com pesos individuais 2

3 abaixo de 102g ou acima de 108g, incluídos nesse peso os 2,5g de cada embalagem; Após o ajuste do equipamento, reiniciar o processo de dosagem; Realizar verificações periódicas do peso individual de cada peça, aproximadamente a cada 100 peças produzidas, com tamanho de amostra a ser definido; Pesar uma amostra de peças individualmente; Realizar as correções de dosagem no caso de alguma peça apresentar peso abaixo de 102g ou acima de 108g (incluindo o peso da embalagem de 2,5 g); Disponibilizar as peças para venda. 3. Descrição das Normas do INMETRO A norma em questão, relativa à medição de conteúdo de produtos, é definida pela portaria do INMETRO (2008). Os critérios definidos por esta portaria relacionam-se especificamente a considerações sobre: (i) critério para a média, e (ii) o critério individual. Tais normas visam definir padrões com relação ao valor nominal de cada produto (peça, neste artigo) e ao tamanho de amostra a ser utilizado para avaliar a qualidade daquilo que se produz. Critério para a média: Este critério leva em consideração a média, o desvio padrão e o tamanho da amostra, conforme as considerações definidas na Tabela 1, onde: é a média da amostra, é o conteúdo nominal do produto e S é o desvio padrão da amostra. Este critério tem como objetivo obrigar com que o processo trabalhe com uma média muito próxima, ou superior, ao valor nominal do produto fabricado. Tabela 1 Condições a serem exigidas para a aprovação de lotes de produtos com peso nominal especificado Tamanho do Lote Tamanho da Amostra (unidades) (unidades) Critério para aceitação da média 9 a , a , a , a , a ,295 Nota. Fonte: Adaptado de INMETRO (2008) Critério individual: O segundo critério pressupõe que, na amostra definida no critério para a média, existem somente alguns produtos com peso inferior a um determinado valor. Este valor, considerado de tolerância, dependerá do peso declarado de cada produto (Tabela 2). A tolerância, em termos percentuais, é maior para os produtos de menor peso e justifica-se pela dificuldade em se dosar pequenas quantidades de produto associada aos possíveis erros que poderão ocorrer nos equipamentos de verificação quando da ocorrência dessa situação. Tabela 2 Tolerâncias admissíveis para Massa e Volume Conteúdo nominal Q n Tolerância Individual T (g ou ml ou cm 3 ) Percentual de Q n g ou ml ou cm 3 0 a a 100-4,5 100 a 200 4,5-200 a a a a , a Maior ou igual Nota. Fonte: Adaptado de INMETRO (2008) 3

4 A Tabela 3 demonstra os critérios de aceitação individual, em que Q n é o conteúdo nominal (valor de referência) do produto e T é a tolerância individual. Este critério é adotado para situações cujos processos apresentem desvio padrão muito elevado e venham a possuir um peso médio das amostragens superior ao peso nominal. Caso isso não ocorra, os produtos não serão aprovados no critério individual. Para aplicação desta norma do INMETRO (2008), pressupõe-se que a distribuição dos pesos dos produtos segue uma distribuição normal de suas freqüências (CHRISTMANN, 1978; SNEDECOR & COCHRAN, 1980), podendo-se considerar que: onde: P é a probabilidade de um evento ocorrer Z corresponde ao valor da distribuição normal padronizada x é o valor da variável sob análise σ é o desvio padrão Tabela 3 Tabela dos critérios de aceitação individual Tamanho do lote Tamanho da amostra Unidades de produto com peso inferior a Q n T Percentual sobre a amostra 9 a % 26 a % 51 a % 150 a ,25% 4001 a ,25% Nota. Fonte: Adaptado de INMETRO (2008) Como o esperado é que, no máximo, 5% dos pesos nominais estejam abaixo de um valor determinado, pode-se obter a probabilidade acumulada para que 95% dos produtos estejam com seu peso acima deste valor. Por exemplo, para um produto de conteúdo nominal de 100g espera-se média de 100g e valor para o critério individual de 95,5g. Desta forma, tem-se: 95% 95,5 1 95,5 1,, 5%; Logo:, 1,645 Como consequência, obtém-se que: σ 2,74. Logo, se a distribuição das freqüências dos pesos ajustar-se a uma distribuição normal (CHRISTMANN, 1978; SNEDECOR & COCHRAN, 1980; MONTGOMERY, 2009), pode-se afirmar que, para uma amostragem de um produto de conteúdo nominal de 100 g, caso a média obtida seja igual ao peso nominal de 100 g, e caso o desvio padrão seja menor de 2,74 g, 95% dos pesos estarão acima de 95,5 g. Por outro lado, se o desvio padrão for maior que 2,74 g, há uma probabilidade de que haja mais de 5 % dos pesos abaixo de 95,5 g e o lote será reprovado no critério individual. 4. Controle Estatístico de Processo O CEP é uma técnica estatística utilizada para verificar a qualidade de produtos e serviços por meio da análise dos respectivos processos de elaboração. O idealizador do CEP foi Shewhart que, em 1924, buscou analisar vários processos de uma empresa telefônica norte-americana (MONTGOMERY, 2004; WERKEMA, 1995). Para a sua aplicação, o CEP pressupõe a distinção entre causas comuns e especiais e que ocorrem inevitavelmente com a operacionalização dos processos produtivos. Causas comuns são aquelas inerentes à realização dos processos como decorrência da naturalidade do seu funcionamento. A atuação sobre uma causa comum requer análise e estudo prolongados e abrangentes, no sentido de incluir vários aspectos que não somente a especificidade e localização geográfica de realização de um processo. Em grande parte das situações, a ação 4

5 sobre causas comuns requer engajamento de várias áreas de uma empresa no sentido de caracterizar e reduzir a sua influência no desempenho de um processo (MONTGOMERY, 2004; TRIOLA, 2008). As causas especiais são consideradas aquelas atípicas (eventuais) comparativamente a um desempenho esperado e que desvirtuam de modo considerável a operacionalização de um processo. As causas especiais descaracterizam o padrão de qualidade estabelecido no projeto do produto. Essa descaracterização fica expressa quantitativamente pela variabilidade do processo. A variabilidade refere-se a como os dados de desempenho de um processo se dispersam em torno de um valor central (a média desses dados). A ação sobre as causas especiais pode reduzir o impacto sobre perdas tangíveis (lucro e despesas com matéria-prima, por exemplo) e intangíveis (qualidade e satisfação do consumidor). Por conseqüência, o objetivo de qualquer empresa é poder monitorar a realização de seus processos, identificar causas que gerem perdas, de forma a torná-los os menos variáveis possíveis (COSTA et al.2004; MONTGOMERY, 2004; ROSA, 2009). O CEP propõe-se a identificar as causas especiais de um processo, por meio da atuação do seu agente (operador), a fim de eliminá-la o mais rapidamente possível. O agente monitora o processo e constata a existência de causas especiais. Tal processo é realizado por amostragem representativa de dados de desempenho (WERKEMA, 1995). Na prática, o CEP materializase com a elaboração de gráficos de controle que permitem distinguir causas comuns das especiais. Os gráficos de controle propõem-se a dimensionar características de qualidade, a partir de evidências de desempenho. Essas evidências podem estar explícitas (variáveis), quando há possibilidade de medir diretamente o desempenho de um processo, ou implícitas (atributos), quando a medição está restrita a um condicionante de verificação não visivelmente mensurável, caracterizando-se pela apresentação de dois estados complementares, o certo e o errado, por exemplo (COSTA et al.2004; MONTGOMERY, 2004). No caso das variáveis, um gráfico de controle completo apresenta um valor de tendência central e limites de controle (LC) superior e inferior relacionados à dispersão dos dados estudados em torno do seu valor central. Os gráficos de controle são detalhados por tipos denominados como cartas de controle. As cartas de controle analisam o comportamento de medidas de tendência central (como média e mediana) e dispersão (como desvio-padrão e amplitude) (MONTGOMERY, 2004; ROSA, 2009). A partir da explicitação das cartas de controle de tendência central e dispersão é possível verificar se um processo é considerado estável. O pressuposto para obtenção da estabilidade é a detecção e eliminação das causas especiais. A apuração estatística da estabilidade é obtida quando os dados de desempenho analisados (carta de controle de tendência central e de dispersão) encontram-se ao redor da média em variabilidade de até três desvios-padrões para mais ou para menos (TRIOLA, 2008; WERKEMA, 1995). Tão logo o processo seja considerado estável, há que se realizar um estudo da sua capabilidade. A capabilidade preocupa-se em verificar se um processo atende às especificações do produto em processo. Não é suficiente tornar um processo estável. É preciso avaliar se o processo, mesmo sendo estável, atende às especificações estabelecidas para o produto. A definição da capabilidade requer a comparação entre os limites de controle obtidos com a estabilidade e os limites de especificação (superior e inferior) projetados para o produto. Na prática, um estudo de capabilidade pretende verificar a centralização de um processo, relativamente a um valor nominal projetado, e sua sobreposição dentro dos limites superior e inferior de especificação. O propósito é verificar se o processo é estável e capaz relativamente ao projeto de elaboração do seu produto (MONTGOMERY, 2004; WERKEMA, 1995). 5

6 Definidos níveis de estabilidade e capabilidade, representados por índices numéricos que permitem avaliar a situação atual do processo e delinear possíveis melhorias, o CEP está implantado. Caso alguma tendência seja constatada com o passar do tempo, os procedimentos relativos á estabilidade e capabilidade devem ser revistos. O CEP é um processo de melhoria contínua e amostras dos dados de desempenho devem ser sistematicamente selecionadas e acompanhadas (WERKEMA, 1995). Num sentido bem abrangente, o CEP tem como objetivos predominantes: (i) proporcionar maior produtividade, qualidade e poder de competitividade a um processo/produto, (ii) reduzir desperdícios e custos associados, e (iii) atender às especificações de projeto de um produto. Os níveis de análise sugeridos com a aplicação do CEP podem ser caracterizados em operacional e gerencial. Ao nível operacional, que acompanha diretamente o funcionamento de um processo, cabe detectar e eliminar as causas especiais verificadas, promover medidas corretivas imediatas, tendo a incumbência de manter a estabilidade desse processo. Ao nível gerencial, as atribuições relacionam-se a compreender as causas de variabilidade que geram causas especiais, propor melhorias sistemáticas para reduzir a variabilidade e mudanças de patamar nos níveis de qualidade estabelecidos (MONTGOMERY, 2004; WERKEMA, 1995). 5. Método O método proposto divide-se em oito (8) etapas, a seguir detalhadas: 5.1 Coleta de Dados A coleta de dados foi efetuada com o processo em condições habituais de funcionamento, tendo-se tomado o cuidado para que não fosse alterada nenhuma das rotinas de trabalho. Como a dimensão escolhida para ser mensurada era o peso, decidiu-se coletar todas as amostras em gramas (g). Definiu-se que cada amostra fosse composta por três peças, sendo estas foram retiradas de uma seqüência contínua da máquina. Cada peça foi pesada em uma balança com resolução de 0,2g. Os valores das amostras coletadas foram para o patê de 100g, em seus quatro tipos (presunto, galinha, fígado e bacon). 5.2 Verificações da Normalidade nas Amostras Coletadas: Analisando-se a amostra coletada para o patê tipo presunto de 100g, verificou-se que a hipótese de que a população segue o modelo normal não pode ser rejeitada (Figura 1). O mesmo foi verificado para as amostras dos demais tipos de patês (Figuras 2, 3 e 4). Frequência Relativa f(x) Peso das amostras de patê-presunto Figura 1: Distribuição das amostras para patê-presunto-100g 6

7 Frequência Relativa f(x) Peso das amostras de patê-galinha Figura 2: Distribuição das amostras para patê-galinha-100g Frequência Relativa f(x) Peso das amostras de patê-fígado Figura 3: Distribuição das amostras para patê-fígado-100g Frequência Relativa f(x) Peso das amostras de patê-bacon Figura 4: Distribuição das amostras para patê-bacon-100g Analisando as distribuições das amostras dos 4 tipos de patês, conclui-se que não ocorrem influências significativas entre os tipos, o que elimina a necessidade de um estudo individual entre os mesmos. Assim, assume-se que as peças de patê de 100g seguem uma distribuição normal, o que é confirmado pelo histograma e pelo respectivo papel de probabilidade (Figuras 5 e 6). 7

8 Frequência Relativa f(x) Pesos das Amostras Patê - 100g Figura 5: Histograma das amostras de patês de 100g Z: Variável normal padronizada Amostras Patê - 100g Média = 105,7076 Desvio Padrão = 2,073 Figura 6: Papel de Probabilidades para as amostras de patês de 100g 5.3. Avaliação dos Limites de Controle para as Amostras de Patê de 100g Considerando o conjunto de todos os quatros tipos de patês (392 amostras), calcularam-se os limites de controle para a Média, Mediana, Amplitude, Desvio Padrão e Variância. Entre estes cinco tipos de limites de controle foram escolhidos, para serem aplicados no monitoramento do processo na fábrica, os limites de controle da Mediana e da Amplitude devido ao fato de os mesmos possibilitarem (DUNCAN, 1964): O fácil cálculo da Mediana e Amplitude pelo operador; ressalvando que devido às condições do processo (ambiente muito úmido e utilização de luvas pelo operador) torna-se muito difícil utilizar calculadora no local de trabalho para efetuar algum tipo de cálculo, como o da média, por exemplo. A Mediana é robusta à presença de dados atípicos. A Mediana será utilizada para calcular a localização do processo (dentro do subgrupo). A Amplitude será aplicada para calcular a dispersão do processo (dentro do subgrupo). Na análise dos dados coletados foram identificadas 128 amostras que podem representar possíveis causas especiais. Essas amostras foram identificadas tanto como pontos fora dos limites de controle como padrões de seqüências presentes nas cartas de controle (DUNCAN, 1964). A presença das causas especiais no processo indica que há a probabilidade de um patê ser produzido com um peso fora dos limites de controle especificados. Tais causas especiais estão ligadas às condições operacionais da produção, devendo, para isso, ser analisado o processo e as pessoas nele envolvidas, a fim de que se encontre a causa do problema e sua respectiva solução. Após serem eliminadas as 128 amostras identificadas como causas especiais, recalcularam-se os limites de controles (Tabela 4) e construíram-se os gráficos para as cartas de controle da Mediana (Figura 7) e da Amplitude (Figura 8). 8

9 Tabela 4 Limites de Controle (excluídas as causas especiais) Mediana Amplitude LCS 109,634 8,6028 LC 105,6561 3,3428 LCI 101, M e diana Limite Cont. Superior = 109,634 Linha Central = 105,6561 Limite Cont. Inferior = 101,6781 Causas Especiais Figura 7: Carta de Controle para a Mediana, para as 392 amostras de patê de 100g 10 8 Amplitude Limite Cont. Superior = 8,6028 Linha Central = 3,3428 Limite Cont. Inferior = 0 Causas Especiais Figura 8: Carta de Controle para a Amplitude, para as 392 amostras de patê de 100g 5.4. Estudo do Processo, para que este venha a atender as Normas do INMETRO A fim de se utilizarem os indicadores usuais de capabilidade de processos (DUNCAN, 1964), (que consideram na sua avaliação de processos uma extensão de 6σ, ou 99,73 % das variáveis do processo dentro das especificações) é necessário determinar um limite de especificação que atenda aos critérios determinados pelo INMETRO (2008) para avaliação de lotes. Conforme descrito anteriormente na seção 3, o critério de avaliação individual pressupõe que somente 5 % dos pesos podem estar abaixo de um determinado valor. Com isto, considerando um conteúdo nominal de 100 g, calcula-se o desvio padrão ótimo para o processo atender a este critério: σ = 2,74. Assim, define-se o limite de especificação inferior (LEI), como sendo: ,74 91,78. Como nas amostras medidas foi incluído o peso da embalagem de 2,5g, para o estudo da capabilidade considerou-se o limite de especificação inferior (LEI) como: 94,28. Atualmente, no processo não há nenhum limite de especificação superior (LES) requisitado por qualquer norma externa ou interna à empresa. No sentido de se controlar o excesso de material nos produtos, já que o mesmo não é interessante para a empresa devido a fatores econômicos, decidiu-se determinar que o processo desejado é do tipo nominal é melhor, com o alvo de 102,5 g e distribuição simétrica. Assim sendo, tem-se como LES e Valor Alvo para a análise de capabilidade, os seguintes valores: 110,72 e 102,5. Analisando a capabilidade do processo, obtiveram-se os seguintes resultados (Tabela 5): 9

10 Tabela 5 Resultados obtidos para a capabilidade do Processo Média 105,7053 n = 392 (tamanho da amostra) Desvio-Padrão 1,8961 Média Não Centrada no Alvo C p 1,4451 Processo potencialmente muito capaz C pk superior 0,8816 C pk inferior 2,0086 Processo efetivamente não capaz Percentual acima das especificações 0,4096 % Percentual abaixo das especificações 0 Percentual fora das especificações 0,4096 % ppm (não conformes/milhão) 4095,63 Percentual dentro das especificações 99,5904% Observa-se que os resultados apontam que o processo é potencialmente muito capaz, porém devido ao fato de se estabelecer um limite superior (o que na atualidade não existe), o processo não se apresenta capaz (ver Figura 9), apesar de o mesmo estar atendendo atualmente às exigências do INMETRO (2008). Conclui-se que a empresa atualmente está trabalhando bem acima dos requisitos exigidos pelo INMETRO e, com isso, entregando um produto com peso nominal acima do exigido. f(x) x: Amostras Patê - 100g Limites de Especificação Alvo Distribuição de x Figura 9: Análise da Capabilidade do Processo de dosagem de Patê (desconsiderando as causas especiais) - Processo descentrado e Não Capaz Caso a empresa venha a centrar o seu processo (ver Figura 10), esta virá a ter um menor gasto de matéria-prima, resultando em um importante ganho econômico. A seguir apresenta-se uma simulação sobre quais seriam os valores apresentados pelo processo se este estivesse centrado (Tabela 6). Tabela 6 Resultados obtidos para a capabilidade do Processo (simulação) Média 102,5 n = 392 (tamanho da amostra) Desvio-Padrão 1,8961 Média Centrada no Alvo C p 1,4451 Processo potencialmente muito capaz C pk superior 1,4451 C pk inferior 1,4451 Processo efetivamente muito capaz Percentual acima das especificações 0,0007% Percentual abaixo das especificações 0,0007% Percentual fora das especificações 0,0015% ppm (não conformes/milhão) 14,7495 Percentual dentro das especificações 99,9985% 10

11 f(x) x: Amostras Patê - 100g Limites de Especificação Alvo Distribuição de x Figura 10: Análise da Capabilidade do Processo de dosagem de Patê (desconsiderando as causas especiais) - Processo Centrado e Capaz (Simulação) 5.5. Implantação do CEP no Processo de Dosagem de Pastas Para a implantação do CEP no processo necessita-se adotar cartas de controle para que sejam utilizadas pelos operadores do equipamento de dosagem de pastas do frigorífico. Com os dados da Tabela 4 foram elaboradas as cartas de controle da mediana e amplitude. A escala de leitura utilizada foi a da balança existente na linha de produção. Os limites de controle considerados para a confecção das cartas estão descritos na Tabela 7. Tabela 7 Limites de Controle utilizados na Implantação do CEP (descontado o peso da embalagem) Carta da Mediana Carta da Amplitude LCS 107,2 8,6 LC 103,2 3,4 LCI 99,2 0 Um treinamento para operadores e encarregados foi realizado, de como se devem utilizar as cartas de controle. Ainda foi estipulado que a freqüência de amostragem seria a cada 200 peças produzidas. Utilizaram-se as cartas de controle durante 4 dias. Com isso pôde-se avaliar os resultados obtidos através de uma comparação entre as amostragens (ver Tabela 8) antes da implantação das cartas de controle e os quatro dias em que o processo foi monitorado pelas cartas de controle. Também se realizou uma análise do resultado obtido fazendo-se uma comparação das amostragens para verificação de conformidade com a portaria do INMETRO (2008) antes e depois da implantação. 11

12 Tabela 8 Comparação das Amostragens antes e após a implantação das Cartas de Controle Antes da Implantação das Cartas de Controle Após a Implantação das Cartas de Controle N o de Amostras (c/ 3 unid.) Observações Estatística dos Dados Valores obtidos para a Carta de Controle da MEDIANA Valores obtidos para a Carta de Controle da AMPLITUDE Estudo de Capabilidade do Processo Média 105,71 103,20 Mediana 105,70 103,00 Amplitude 12,20 9,40 Variância 4,29 2,49 Desvio Padrão 1,89 1,54 Coeficiente de Variação 1,96% 1,53% LCS 107,2 106,4 Alvo 103,2 103,2 LCI 99,2 99,9 LCS 8,6 7,0 Alvo 3,4 2,6 LCI 0 0 Cp 1,45 1,78 Cpk inf 2,01 1,93 Cpk sup 0,88 1,63 % acima das especificações 0,41 0,0001 % abaixo das especificações 0,00 0 % fora das especificações 0,41 0,0001 % dentro das especificações 99,59 99,9998 Analisando Tabelas 9 e 10 constata-se que foi possível obter um peso médio bem mais próximo do desejado e atingir quase que integralmente os critérios de aprovação dos lotes. Somente em um lote (pasta de fígado do dia 13 de julho), o critério individual não foi atingido. A média dos pesos das amostras antes da implantação das cartas de controle era de 105,71 g (descontado o peso da embalagem), e, após a implantação, baixou para 103,20 g (descontado o peso da embalagem). Apesar do pequeno número de lotes avaliados pode-se considerar significativa a redução de 2,51 gramas por peça obtida com a utilização das cartas de controle. Tabela 9 Resumo das amostragens das pastas antes da implantação das cartas de controle Presunto Fígado Galinha Bacon Presunto Fígado Galinha Presunto Fígado Galinha 100g. 100g 100g. 100g. 100g. 100g 100g. 100g. 100g 100g. Data: 9-Jul 9-Jul 9-Jul 9-Jul 8-Jul 8-Jul 8-Jul 7-Jul 7-Jul 7-Jul < 98 g de 98 a 102,5 g > 102,5 g Desvio padrão 2,21 2,38 1,85 2,41 2,39 2,39 2,19 2,03 2,32 2,17 Peso médio obtido 105,0 104,9 106,1 105,9 105,4 104,7 105,1 104,7 104,9 104,0 Peso médio corrigido 102,5 102,4 103,6 103,4 102,9 102,2 102,6 102,2 102,4 101,5 Peso médio mínimo 99,3 99,3 99,5 99,3 99,3 99,3 99,4 99,4 99,3 99,4 Indiv. Corrig. 5pç< 98,0 98,0 98,0 98,0 98,0 98,0 98,0 98,0 98,0 98,0 Critério para a Média OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK Critério Individual OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK 12

13 Tabela 10 Resumo das amostragens das pastas após a implantação das cartas de controle Presunto Galinha Bacon Presunto Fígado Galinha Bacon Presunto Fígado Galinha Bacon 100g. 100g. 100g. 100g. 100g 100g. 100g. 100g. 100g 100g. 100g. Data: 12-Jul 12-Jul 12-Jul 13-Jul 13-Jul 13-Jul 13-Jul 14-Jul 14-Jul 14-Jul 14-Jul < 98 g de 98 a 102,5 g > 102,5 g Desvio padrão 2,35 2,43 1,78 1,84 2,65 2,24 2,17 2,18 2,40 1,99 1,79 Peso médio obtido 102,8 102,6 102,6 103,0 102,1 102,6 102,0 102,8 102,5 103,2 102,4 Peso médio corrigido 100,3 100,1 100,1 100,5 99,6 100,1 99,5 100,3 100,0 100,7 99,9 Peso médio mínimo 99,3 99,3 99,5 99,5 99,2 99,3 99,4 99,4 99,3 99,4 99,5 Indiv. Corrig. 5pç< 98,0 98,0 98,0 98,0 98,0 98,0 98,0 98,0 98,0 98,0 98,0 Critério para a Média OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK Critério Individual OK OK OK OK ñ OK OK OK OK OK OK OK 5.6. Análise das Cartas de Controle obtidas após a Implantação do CEP Analisando as 428 amostras coletadas após a implantação das cartas de controle, obteve-se as cartas de controle para a mediana e amplitude (ver Figuras 10 e 11) Mediana Limite Cont. Superior = 106,4026 Linha Central = 103,2006 Limite Cont. Inferior = 99,9016 Causas Especiais Figura 11: Carta de Controle para a Mediana, considerando as 428 amostras coletadas do patê de 100g Pode-se observar que, considerando os novos limites de controle calculados, constatou-se a presença de 95 causas especiais presentes no processo. A maioria dessas causas especiais foi diagnosticada como seqüenciamentos de pontos nas cartas de controle (DUNCAN, 1964) Amplitude Limite Cont. Superior = 7,0296 Linha Central = 2,6542 Limite Cont. Inferior = 0 Causas Especiais Figura 12: Carta de Controle para a Amplitude, considerando as 428 amostras coletadas do patê de 100g 5.7. Análise da Capabilidade Obtida, após a Implantação do CEP Analisando a capabilidade para o processo, e considerando os limites de especificação apresentados na seção 4.4, tem-se os seguintes resultados (Tabela 11): 13

14 Tabela 11 Resultados obtidos para a capabilidade do Processo, após a implantação do CEP Média 103,1981 Desvio-Padrão 1,5367 n = 428 (tamanho da amostra) C p 1,783 Processo potencialmente muito capaz C pk superior 1,6316 C pk inferior 1,9344 Processo efetivamente muito capaz Percentual acima das especificações 0,0001% Percentual abaixo das especificações 0 Percentual fora das especificações 0,0001% ppm (não conformes/milhão) 0,5044 Percentual dentro das especificações 99,9998% Os resultados apontam que o processo é potencialmente muito capaz, e efetivamente muito capaz, apesar de o mesmo estar descentrado (ver Figura 13). Pode-se afirmar que o processo está atendendo às exigências do INMETRO (2008). Conclui-se que a empresa melhorou o seu processo, diminuindo a amplitude de trabalho do processo, e apesar de não estar com o processo totalmente centrado, foi obtida uma melhoria considerável em relação ao alvo (comparar Figura 9 com a Figura 13). A empresa está entregando um produto com peso nominal mais próximo do exigido e obtendo uma significativa economia no custo final do patê de 100g f(x) x: Dados após implantação das C.C. Limites de Especificação Alvo Distribuição de x Figura 13: Análise da Capabilidade do Processo de dosagem de Patê (desconsiderando as causas especiais) - Processo descentrado e Capaz 5. 8 Análise dos Possíveis ganhos Econômicos com a Centralização do Processo Segundo a abordagem tradicional sobre a qualidade, que preconiza o Atendimento às especificações e adequação do produto ao uso, pode-se afirmar que a empresa estava produzindo com qualidade. Utilizando-se a abordagem proposta por Taguchi que avalia a qualidade através da Perda imposta por um produto à sociedade pode-se avaliar os ganhos obtidos pela sociedade com a melhoria do processo. Taguchi definiu uma função para avaliar esta perda, a função de perda quadrática. Esta função pode ser estendida para avaliação de lotes, chegando-se então ao seguinte cálculo: ; onde: L é a perda financeira; y é o valor medido, m é a meta, S é o desvio padrão e k é o coeficiente de perda (ROSS, 1991). No estudo aqui realizado, para o coeficiente de perda, pode-se utilizar o custo médio da massa das pastas que se situa em torno de R$ 0,60/kg. Para avaliar o ganho obtido com a utilização do Controle Estatístico de Processos, calculou-se a possível perda considerando a produção média de uma semana do frigorífico (produção de kg de pastas de patê), antes e após a implantação do sistema. O coeficiente de perda é calculado como: 14

15 , $ 0,0006 $/ A Tabela 12 mostra os valores das constantes para a função de perda quadrática, antes e depois da implantação das cartas de controle no processo de dosagem de pastas. Tabela 12 Valores das constantes para a função de perda quadrática, antes e depois da implantação das cartas de controle no processo de dosagem de pastas Sem CEP Com CEP K 0,0006 0,0006 M 100,00 100,00 Y 102,60 100,10 S 2,20 2,20 L 0, ,00291 O valor da perda financeira (L) é a perda média por unidade produzida de pasta. Uma produção de kg de pastas de 100 g é equivalente a unidades por semana. A partir dos dados obtidos com a Tabela 12, a perda financeira semanal é: Sem a utilização do CEP: ,00696 $ 1.392,00 Com a utilização do CEP: ,00291 $ 582,00 O ganho obtido com a utilização do CEP para o controle dos pesos das pastas no frigorífico pode ser estimado em R$ 810,00 por semana. 6. Sugestões para Estudos Futuros no Processo No estudo do processo de dosagem de pastas, a preocupação inicial foi a de se implantar o CEP para monitorar tal processo. Para isso, realizou-se o estudo até aqui descrito, que culminou com a elaboração das cartas de controle e consequente treinamento de operadores. Destaca-se que as origens das causas especiais verificadas não foram profundamente estudadas. Devido ao curto período em que se desenvolveu este trabalho não se teria tempo para atuar nessas causas de forma mais contundente, sendo, portanto, a preocupação focada na implantação das cartas e na centralização do processo (análise de estabilidade e capabilidade). Ratifica-se a necessidade de atuar futuramente nas causas especiais, mesmo se considerando as melhorias observadas até aqui com a implantação das cartas de controle. Os ganhos até o presente momento são influenciados por uma melhoria no monitoramento do processo pelo operador, fazendo com que o mesmo realize intervenções no processo com menos freqüência do que era realizado anteriormente. Em uma etapa posterior, na qual poderão ser analisadas as causas especiais, sugere-se que sejam observados os seguintes aspectos: O equipamento do processo de dosagem de pastas, a fim de que sejam analisadas quais melhorias poderiam ser implantadas e permitir menor variação dos patês dosados no equipamento. (analisar a possível implantação/modificação de dispositivos no equipamento) A interferência do operador, pois seria interessante verificar se existe relação entre a ocorrência de corridas e os ajustes e intervenções efetuados pelo operador. 7. Conclusões O CEP é uma importante ferramenta para o monitoramento de processos produtivos. A necessidade de se garantir os padrões de qualidade dos produtos faz com que as empresas busquem o controle dos seus processos de manufatura. Estes padrões podem tanto ser delimitados pelo cliente quanto pela própria empresa. O frigorífico estudado, no processo de 15

16 dosagem de pastas, trabalha com o objetivo de garantir o cumprimento da portaria do INMETRO (2008) e fazer com que o processo opere dentro de padrões economicamente viáveis para a empresa. Com isto, tornou-se importante a implantação das Cartas de Controle neste processo. Com a implantação das Cartas de Controle, pôde-se verificar uma melhoria significativa no processo. O processo teve uma diminuição considerável do peso médio do produto embalado (2,5g), resultando em considerável ganho econômico para a empresa (R$ 810,00/semana). Ainda assim, constatou-se que o produto continuou sendo aprovado pelas normas do INMETRO, nas novas condições de trabalho. Estas melhorias se deram apenas com a implantação das Cartas de Controle e a respectiva análise do processo para que este fosse centrado, já que na situação anterior este estava trabalhando em condições bem acima das exigências do INMETRO, o que resultava em um produto com peso real acima do especificado nominalmente na embalagem. É importante ressaltar que não foram analisadas todas as causas especiais existentes para a obtenção das melhorias apresentadas. Isto decorreu devido ao pouco tempo em que este trabalho teve para ser desenvolvido, resultando na impossibilidade de atuação sobre todas as possíveis causas especiais. Independentemente de as causas especiais não terem sido caracterizadas na sua totalidade, verificou-se que as cartas de controle utilizadas no frigorífico conseguiram gerar importantes resultados para o processo de dosagem de pastas, tanto no aspecto de monitoramento do processo em relação aos padrões exigidos quanto no considerável ganho econômico obtido. Referências CHRISTMANN, R. U. Estatística Aplicada. São Paulo: Edgar Blücher, COSTA, A. F. B; EPRECHT, E. CARPINTELLI, L. C. R. Controle Estatístico de Qualidade. São Paulo: Atlas, DUNCAN, A. J. Quality Control and Industrial Statistics. Illinois: Richard Irwing, INMETRO - Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial. Portaria do INMETRO N o 248 de 17 de julho de Ministério da Indústria, do Comércio e do Turismo, Julho, MONTGOMERY, D. C. Introdução ao Controle Estatístico de Qualidade. Rio de Janeiro: LTC, 4ª Ed, MONTGOMERY, D. C. Estatística Aplicada e Probabilidade para Engenheiros. Rio de Janeiro: LTC, 4ª Ed, ROSA, L. C. Introdução ao CEP. Santa Maria: UFSM, ROSS, P. J. Aplicações das Técnicas Taguchi na Engenharia da Qualidade. São Paulo: McGraw-Hill, SNEDECOR, G.W. & COCHRAN, W. G., Statistical Methods. Ames: The Iowa State University Press, TRIOLA, M. F. Introdução à Estatística: Rio de Janeiro: LTC, WERKEMA, M.C.C. As Ferramentas da Qualidade no Gerenciamento de Processos. Belo Horizonte: Fundação Christiano Ottoni,