PROPOSTA PARA ESTRUTURAÇÃO DE UM SISTEMA DE CON- FIRMAÇÃO METROLÓGICA

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1 PROPOSTA PARA ESTRUTURAÇÃO DE UM SISTEMA DE CON- FIRMAÇÃO METROLÓGICA Miriam Borchardt Universidade do Vale do Rio dos Sinos Unisinos Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Av. Unisinos, 950 São Leopoldo RS Abstract The functional quality and the manufacturing cost of an industrial product are related to results of inspections and tests. The metrological system is vital to provide data reability and apply, successfully, statistical techniques as statistical process control, quality function deployment and design of experiments. The metrology has been applied in the manufacturing inspections and primary labs with sophisticated technology. International standards (for example ISO 9000 or QS 9000) define the minimum criterias about metrological requirements. In this paper, a methodology to structure a metrological system is proposed. A integrated quality control in an efficient quality management system is considered. The method is applied in a case study from the metallurgical industry with three thousands measurement equipments. The ISO 9001 requirements are in accordance with the metrological system proposed. Keywords: metrology, measurement equipments, quality system. 1. Introdução Até o início da década de 90 a metrologia industrial evoluiu lentamente e, para muitas empresas, era simplesmente sinônimo de controlar a localização dos instrumentos sem a preocupação que atualmente existe com a confiabilidade das medições e informações. A metrologia é a ciência que trata das medições, dos instrumentos, das técnicas e do tratamento estatístico dos resultados da medição. É a base técnica da qualidade. O anonimato da metrologia reflete a ausência no nosso país de uma cultura metrológica adequada. A metrologia industrial aplica os conhecimentos metrológicos no desenvolvimento da industria e na melhoria da qualidade de produtos e serviços, de forma a assegurar-lhes a necessária conformidade com as especificações técnicas; na calibração dos padrões metrológicos da indústria e sua rastreabilidade aos padrões nacionais; no conhecimento da base tecnológica para assegurar a competitividade de produtos, na gestão das técnicas de medição e no atendimento às exigências impostas por normas técnicas e expectativas de clientes e usuários (FROTA, 1996). A luta incessante das empresas pelo aprimoramento dos Sistemas da Qualidade, o- rientada na maioria das vezes por critérios consagrados para avaliação, (como normas ISO série 9000, Malcolm Baldrige, QS 9000, Prêmio Deming, Prêmio Nacional da Qualidade) veio para ficar e faz parte do novo cenário competitivo. As exigências sobre os métodos de medição, rastreabilidade dos padrões de referência usados nas indústrias acentuam-se cada vez mais. Critérios mínimos sobre equipamentos de inspeção, medição e ensaios são estabelecidos em normas internacionais tais como ISO série 9000 e QS No entanto, o enfoque é essencialmente técnico. Normalmente os assuntos veiculados em livros e revistas

2 especializadas abordam aspectos específicos sobre determinação de incerteza de medição, repetitividade dos instrumentos, etc. Poucas publicações abordam a implementação e operacionalização de um sistema de gerenciamento da estrutura metrológica que contemple também os aspectos técnicos. 2. Considerações gerais - Revisão bibliográfica Confirmação metrológica é um conjunto de operações necessárias para assegurar que um dado equipamento de inspeção, medição e ensaio está em condições de conformidade com os requisitos especificados para o uso. A norma ISO 9001/2000, com relação ao item Controle de Equipamentos de Inspeção, Medição e Ensaios (EIME) estabelece que devem ser definidos e mantidos procedimentos documentados para controlar, calibrar e manter os equipamentos de inspeção, medição e ensaios utilizados para demonstrar a conformidade do produto com os requisitos especificados. Os EIME devem ser utilizados de modo a assegurar que a incerteza das medições seja conhecida e consistente com a capacidade de medição requerida. Com relação à seleção do EIME, o BUREAU VERITAS (1994) e ARNOLD (1995) consideram como critério a precisão requerida, devendo esta ser de quatro a dez vezes menor que o intervalo de tolerância que se deseja medir. Por sua vez, segundo CERTI (1997) e MORRIS (1991), a incerteza de medição do EIME deve estar entre 1/3 e 1/10 do intervalo de tolerância do parâmetro a ser medido. A calibração permite verificar se os desvios entre os valores indicados pelos EIME correspondentes a uma grandeza medida são inferiores aos erros máximos tolerados. MORRIS (1991) define como conteúdo básico dos procedimentos referentes à calibração dos EIME a referência aos padrões a serem utilizados, as condições ambientais necessárias para executar a calibração e o método a ser utilizado para calibração (número de pontos por escala a ser verificado, número de ciclos de medição, seqüência de medição, registro das leituras). Tanto THEISEN (1997) como o BUREAU VERITAS (1994) especificam os mesmos métodos para análise crítica dos intervalos de calibração, podendo tratar os equipamentos individualmente ou em grupos e considerando estatisticamente os dados históricos. O VIM INMETRO (1995) define incerteza de medição como o parâmetro associado ao resultado de uma medição, que caracteriza a dispersão dos valores que podem ser fundamentadamente atribuídos a um mensurando. As normas ISO da série 9000 não especificam métodos a serem utilizados para a determinação da incerteza de medição. O Guia para Expressão da Incerteza de Medição INMETRO (1997) Guia - estabelece regras gerais para avaliar e expressar a incerteza de medição. Ainda segundo o Guia, a avaliação de cada componente da incerteza é baseada em distribuições de probabilidade e estes são quantificados por variâncias ou desvios padrão. Para tanto, será necessário determinar o modelo matemático que relaciona a grandeza de entrada com a de saída. Correlações entre grandezas de entrada não podem ser ignoradas se estão presentes e são significativas. O Método Ortodoxo, apresentado em THEISEN (1997), superestima a estimativa da incerteza em relação ao Guia. Neste método, é considerada a própria incerteza da medição, obtida por meio da distribuição t de Student. O Método Ortodoxo, segundo o autor, é recomendo para os níveis terciários ou industriais, devendo o Guia ser aplicado nos laboratórios primários e secundários. A Rede Brasileira de Calibração exige o uso do Guia nos laboratórios por esta certificados. A questão de como estruturar e implementar um sistema de confirmação metrológica que atenda todos os aspectos técnicos necessários é praticamente inexistente nas bibliografias disponíveis. A abordagem existente é essencialmente técnica. Surge dai a dificuldade prática de operacionalizar um sistema de confirmação metrológica eficaz. 3. Método de desenvolvimento do trabalho

3 As seguintes atividades desenvolvidas, no seu conjunto, conduziram a obtenção dos objetivos definidos: revisão bibliográfica; estudo de caso aplicado em empresa metalmecânica cuja a maioria dos EIME são utilizados para avaliar grandezas dimensionais, onde foi efetuado o diagnóstico da situação existente na empresa antes da implantação de um sistema de confirmação metrológica estruturado, análise da correlação entre o sistema de confirmação metrológica e os demais requisitos do Sistema da Qualidade da empresa, definição do modelo, implementação do modelo, análise dos resultados e identificação do potencial de melhoria; elaboração de uma proposta genérica e conclusões obtidas. 4. Proposta para estruturação de um sistema de confirmação metrológica aplicável em indústrias A proposta apresenta as etapas necessárias para a estruturação de um sistema de confirmação metrológica que atenda, no mínimo, os requisitos das normas ISO da série 9000 e define as considerações gerais e básicas que devem ser avaliadas. A mesma está i- lustrada na figura 1 Estruturação Geral do Sistema de Confirmação Metrológica (BOR- CHARDT, 1999). As etapas básicas são planejamento geral, planejamento da rotina, execução, verificação do sistema e implementação de ações corretivas e preventivas. Objetivos e Metas Custos, prazos, atendimento ao plano, índice de não conformidade nas calibrações, etc. PLANEJAMENTO GE- RAL Verificação da consistência dos sistemas de medição utilizados e/ou estabelecimento dos critérios gerais dos sistemas de medição PLANEJAMENTO ROTINA (gerencial / operacional) Definir identificação, selos, lacres, controle e localização, critérios de aceitação, freqüência, método e registro das calibrações. EXECUÇÃO (operacional) Efetuar confirmação metrológica, registros, aceitação e/ou reprovação de instrumentos, identificar status dos instrumentos, liberar p/ uso, ajustes e reparos, encaminhar ações corretivas / preventivas VERIFICAÇÃO Análise dos indicadores de desempenho, resultados das auditorias e dos relatórios de não conformidade AÇÕES CORRETIVAS E PRE- VENTIVAS Produto final: sistema de confirmação metrológica eficaz com custos compatíveis. Atividades de suporte: Treinamento usuários, metrologia, engenharia, etc. Software / infra-estrutura Critérios de seleção e avaliação de fornecedores (compras) Figura 1 Estruturação geral do Sistema de Confirmação Metrológica

4 4.1 - Etapa de planejamento geral O atendimento do plano da qualidade definido para cada produto / etapa do processo somente pode ser garantido com o uso de instrumentos e meios de medição adequados. Nesta etapa deve-se: a) Levantar as características (nos produtos e processos) que devem ser medidas. Esta atividade pode ser efetuada a partir do levantamento detalhado dos planos da qualidade existente ou em projeto para o produto / processo em questão. Nota-se aqui uma grande oportunidade de reavaliar e simplificar o que e como medir. b) Definir a capacidade requerida de cada medida (tolerância). Estes valores obtêm-se a partir de especificações e normas referentes a cada produto / processo. c) Determinar a incerteza de medição de cada equipamento / tipo de equipamento. Neste item é necessário determinar a incerteza de medição de uma amostra de cada tipo de instrumento utilizado em cada aplicação, podendo-se utilizar como fonte de informação os registros de calibrações já existentes, consulta a fabricantes e prestadores de serviços de calibração. d) Verificar se a capacidade requerida de cada medida e a incerteza real de cada equipamento são consistentes. Sugere-se como critério verificar a incerteza de medição do EIME: esta deve estar entre 1/3 e 1/10 do intervalo de tolerância do parâmetro a ser medido. Disponibilizar os equipamentos necessários Etapa de planejamento da rotina Após a verificação do grau de consistência do sistema de confirmação metrológico a ser utilizado, há a necessidade de se estruturar e definir como devem funcionar as rotinas ligadas à identificação, controle de localização, critérios de aceitação, freqüências de calibração, estabelecer os métodos para as calibrações e os respectivos registros. A tarefa de identificar, alocar e localizar cada instrumento de medição necessita de definição do sistema de codificação a ser adotado e de como serão controladas as localizações e movimentações de instrumentos. O uso de um software para controle e localização de instrumentos não pode ser desprezado, uma vez que, dependendo do volume de instrumentos, um sistema manual de controle seria inviável. A definição dos critérios de aceitação para a confirmação metrológica de cada instrumento e padrão deve considerar o resultado obtido na calibração efetuada, bem como a capacidade de medição requerida para o instrumento. Ambas verificações já devem ter sido executadas na fase de planejamento geral do sistema de confirmação metrológica. Ao estabelecer-se a freqüência de calibração para cada equipamento ou tipo de e- quipamento deve-se considerar a aplicação do mesmo. Uma metodologia para verificação periódica dos intervalos de calibração deve ser estabelecida e documentada. As condições ambientais, correções necessárias e métodos de manuseio, armazenamento e embalagem devem ser estabelecidas, dependendo basicamente do meio em que o instrumento é utilizado. O uso do selo para identificar o status da calibração (aprovado, reprovado, etc.) deve ser definido. Em algumas empresas o uso do mesmo foi abolido, uma vez que estas conseguem, via treinamento, garantir que qualquer instrumento disponível para o usuário está em conformidade com todos os requisitos do sistema de confirmação metrológica. A utilização de lacres e outros rótulos também só deve ser adotada se realmente trouxer benefícios tais como não realizar nova calibração em instrumentos cujo lacre não foi removido desde a calibração anterior. No caso de optar-se por contratação de empresas e laboratórios prestadores de serviços de calibração, o critério de seleção destes fornecedores deve ser estabelecido. Acompanhamento periódico, através de auditorias, visitas, análise de indicadores de desempenho

5 necessita ser executado, considerando que este tipo de serviço propicia melhores resultados se realizado em parcerias com longa duração. Os registros referentes as calibrações podem estar disponíveis em papel ou em meio eletrônico. Vários softwares disponíveis no mercado utilizados para controlar a localização e movimentação dos instrumentos permitem arquivar dados relativos as calibrações Etapa de execução da rotina de confirmação metrológica A execução da rotina de confirmação metrológica consiste em cumprir os procedimentos estabelecidos durante a estruturação do sistema. Estas rotinas, que ocorrem a nível operacional, seguem os passos a seguir: a) Submeter equipamento à calibração; b) Registrar resultados e emitir certificado de calibração (no caso de calibração executada internamente) ou receber certificado de calibração (no caso de calibração executada externamente); c) Analisar se os resultados estão conforme os critérios de aceitação estabelecidos para o instrumento; d) Em caso de aceitação do instrumento, arquivar o certificado correspondente, identificar o status do instrumento, colocar o lacre se apropriado e disponibilizar o instrumento para uso. e) Em caso de reprovação do instrumento, proceder a identificação e segregação do instrumento não conforme. Estabelecer ações corretivas e preventivas conforme definido na etapa de verificação do sistema de confirmação metrológica descrita a seguir Etapa de verificação do sistema de confirmação metrológica e implantação de ações corretivas e preventivas Verificações periódicas para avaliar o desempenho do sistema de confirmação metrológica devem ser efetuadas por meio da análise de indicadores de desempenho e com base no resultado de auditorias internas e externas. Estas análises devem propiciar o estabelecimento de ações preventivas e corretivas. Outra origem de ações corretivas é a presença de não conformidades detectadas nos instrumentos de medição e padrões durante a confirmação metrológica ou oriunda de reclamações de clientes. A figura 2 Fluxograma para o tratamento dado aos instrumentos de medição não conformes, a figura 3 Fluxograma para verificação do Sistema de Confirmação Metrológica e as respectivas ações corretivas e preventivas detalham os passos necessários para fechar o ciclo de implementação de um sistema de confirmação metrológica (BOR- CHARDT, 1999). A grande pressão existente para redução dos custos associados à confirmação metrológica pode ser minimizada por avaliações periódicas do sistema. A análise crítica contínua ajuda a alavancar diversas ações de otimização e simplificação do sistema. 4.5 Atividades de suporte Na proposta para estruturação do sistema de confirmação metrológica reforça-se a importância do planejamento bem estruturado para, então, seguirem-se as etapas de execução, verificação, correções e melhorias no sistema. O embasamento teórico necessário à equipe responsável pela implementação do sistema de confirmação metrológica é fundamental. Conceitos básicos devem ser entendidos plenamente para que as decisões sejam ponderadas considerando-se ganhos, vantagens, perdas e riscos. Treinamento operacional é básico e essencial para execução das atividades de rotina do sistema proposto. O uso de um software para controle e localização e armazenamento dos dados relativos as calibrações e movimentações dos EIME deve ser considerado.

6 Início Reclamação de cliente ou não conformidade verificada em auditoria Instrumento / padrão é detectado não conforme durante calibração ou uso Analisar registros de calibração anteriores Alterar freqüência de calibração? Novo plano de calibração Identificar e segregar instrumento/padrão; encaminhar p/ ajuste/nova calibração ou substituição Rastrear produtos medidos desde última calibração Há impacto sobre produtos medidos? É possível reinspecionar? Reinspecionar produto É necessária ação junto aos clientes? Definir ações junto aos clientes com base nos efeitos e nos riscos encontrados Estabelecer ações corretivas p/ evitar reocorrência Fim Figura 2- Fluxograma para o tratamento dado aos instrumentos de medição não conformes

7 Início Análise de indicadores de desempenho / relatórios de não conformidades / auditorias internas e externas Há não conformidades? Analisar tendências, efeitos e riscos envolvidos Definir ações / disposições imediatas Identificar causas Necessita ação? Definir e implementar ações, prazos, responsáveis, local Verificar efetividade das ações Eficaz? Alterar procedimentos e registrar alterações Estabelecer controles para impedir reocorrência da não conformidade ou ocorrência das não conformidades potenciais Fim Figura 3 - Fluxograma para verificação do Sistema de Confirmação Metrológica f) Conclusões Este artigo apresenta uma metodologia proposta para estruturar o sistema de confirmação metrológica industrial. Sugere-se como etapas básicas, primeiramente, o planejamento geral onde é verificada a consistência dos sistemas de medição já utilizados na empresa e /ou são estabelecidos os critérios gerais necessários ao sistema de medição. Após, segue-se o planejamento da rotina, definindo-se as formas de identificar os instrumentos, os critérios de aceitação para as calibrações, os status dos EIME em relação aos resultados das calibrações e seus critérios de aceitação, a freqüência das calibrações e os registros necessários.

8 A próxima etapa é a execução. Nesta fase, efetuam-se as calibrações estabelecidas nos planos de calibrações, geram-se os respectivos registros, efetua-se a análise dos resultados em função dos critérios de aceitação estabelecidos, aceitando-se ou reprovando-se os EIME, liberam-se os equipamentos para uso ou para ajustes e manutenções e encaminhamse as ações corretivas e preventivas necessárias. Na etapa de verificação, deve-se analisar os indicadores de desempenho, resultados de auditorias e os relatórios de não conformidades. Por fim, ações corretivas e preventivas devem ser estabelecidas e executadas e seus resultados acompanhados. Salienta-se a importância e o comprometimento de outras áreas da empresa como treinamento, infra-estrutura (software, instalações), engenharia (revisão dos planos da qualidade) e compras (seleção de fornecedores de serviços de calibração) sem o qual não será possível obter o máximo rendimento do sistema de confirmação metrológica ou a agilidade necessária durante a fase de estruturação e implementação do mesmo. O modelo proposto para estruturação e implementação do sistema de confirmação metrológica industrial prevê a melhoria contínua, mas considera-se que sua implementação não pode causar transtorno à produção, uma vez que a confirmação metrológica é uma atividade de apoio nas industrias e não a razão de ser da mesma. Porém, um sistema deficiente compromete todo sistema da qualidade e a aplicação de qualquer ferramenta estatística necessária para desenvolver, validar, inspecionar e testar processos e produtos. g) Referencial bibliográfico ARNOLD, Kenneth L. O Guia Gerencial para a ISO Ed. Campos, BENICH, Per. Dimensional Quality Control and Quality Management in Manufacturing Companies; Seminário Internacional de Metrologia para Controle da Qualidade, Florianópolis, BORCHARDT, Miriam. Implantação de um Sistema de Confirmação Metrológica. Porto Alegre, Dissertação (Mestrado), Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. BUREAU VERITAS DO BRASIL. Confirmação Metrológica Aplicada à Série ISO 9000, Divisão de Consultoria em Qualidade (DCQ), CERTI, Fundação. Minicurso de Incerteza de Medição em Metrologia Dimensional, FROTA, Maurício Nogueira. Não há Qualidade sem Metrologia, Jornal da Rede Metrológica RS, no. 10, ano IV, INMETRO. Guia para Expressão da Incerteza de Medição, INMETRO. Vocabulário Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia VIM, Portaria 29, ISO 9001:2000. Quality Management Systems Requirements; ABNT, MORRIS, Alan S. Measurement & Calibration for Quality Assurence, Ed. Prentice Hall, NBR ISO Sistemas da Qualidade Modelo para Garantia da Qualidade em Projeto, Desenvolvimento, Produção, Instalação e Serviços Associados; ABNT, THEISEN, Álvaro. Fundamentos da Metrologia Industrial Aplicação no Processo de Certificação ISO 9000, PUC RS, 1997.