UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS - CCT DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMAS

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1 1 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS - CCT DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMAS RAFAEL EDUARDO MARQUIORO PROPOSTA DE REDUÇÃO DE FALHAS NO DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS DE MEDIÇÃO EM UMA INDÚSTRIA METAL-MECÂNICA, ATRAVÉS DA APLICAÇÃO DA FMEA JOINVILLE SC 2013

2 1 RAFAEL EDUARDO MARQUIORO PROPOSTA DE REDUÇÃO DE FALHAS NO DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS DE MEDIÇÃO EM UMA INDÚSTRIA METAL-MECÂNICA, ATRAVÉS DA APLICAÇÃO DA FMEA Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade do Estado de Santa Catarina, como requisito parcial para a obtenção do título de Engenheiro de Produção e Sistemas. Orientadora: Dra. Elisa Henning. Co-orientador: Msc. Adelmo Anselmo Martins JOINVILLE SC 2013

3 2 RAFAEL EDUARDO MARQUIORO PROPOSTA DE REDUÇÃO DE FALHAS NO DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS DE MEDIÇÃO EM UMA INDÚSTRIA METAL-MECÂNICA, ATRAVÉS DA APLICAÇÃO DA FMEA Trabalho de Conclusão de Curso aprovado como requisito parcial para a obtenção do titulo de Engenheiro de Produção e Sistemas da Universidade do Estado de Santa Catarina. Banca Examinadora Orientadora: Dra. Elisa Henning Universidade do Estado de Santa Catarina Co-orientador: Adelmo Anselmo Martins Universidade do Estado de Santa Catarina Membro: Leandro Zvirtes Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville SC, 26 de Novembro de 2013

4 3 AGRADECIMENTOS Como não poderia ser diferente, tenho o dever de agradecer a todos, que de algum modo colaboraram para o desenvolvimento deste estudo e a conclusão desta etapa tão importante na minha vida. Primeiramente, gostaria de agradecer a minha noiva Suély Massaneiro, por sua compreensão nos momentos que tive que me ausentar, para a dedicação necessária ao desenvolvimento do trabalho e seu total apoio e motivação para conclusão de minhas metas pessoais. A minha família, dos quais também, por diversas vezes não me fiz presente, porém eles sempre entenderam e me motivaram a seguir buscando meus objetivos. Em especial a professora Elisa Henning, que desde o início, quando o estudo se tratava apenas de uma proposta, já se mostrou muito disposta a ajudar e compartilhar seu conhecimento. Agradeço ainda, por sempre me ajudar de forma ágil e com orientações muito interessantes, apesar de todos seus afazeres. Ao professor Adelmo Anselmo Martins, a quem também sou muito grato, pois desde o início se prontificou a ajudar e apoiou o projeto, com orientações valiosas, mostrou um direcionamento adequado para sequência das atividades. A empresa onde trabalho, que entendeu os objetivos propostos no estudo, concedendo dados e tempo dos colaboradores para me auxiliar de maneira plena.

5 4 A perfeição é inatingível, mas se nos dedicarmos a persegui-la, chegaremos à excelência. (Vince Lombardi)

6 5 RESUMO O estudo desenvolvido busca auxiliar o profissional da área metrológica, no desenvolvimento de sistemas de medição robustos, através da aplicação da ferramenta FMEA (Failure Mode and Effect Analysis). O objetivo é iniciar a criação de um banco de dados, a respeito de falhas em sistemas de medição de grandeza dimensional, além de compreender o potencial da ferramenta FMEA na análise de projeto, fabricação, calibração, estudos de análise do sistema de medição e utilização destes equipamentos. A motivação para realização do estudo surgiu em função da própria análise da FMEA de processos, nos quais os sistemas de medição muitas vezes, são a principal forma de detecção. A melhoria no desenvolvimento de sistemas de medição representa uma melhoria na detecção e consequentemente no próprio processo. Os resultados encontrados são avaliados, com base nos dados estatísticos de saídas da análise do sistema de medição e através da análise dedutiva das avaliações do NPR (Número de Prioridade de Risco) da FMEA. Através da aplicação de uma FMEA nos instrumentos analisados, pode-se perceber que o número de modos de falhas de cada equipamento é grande, e como se trata de todo um sistema e não apenas partes únicas como apenas uma peça, a análise torna-se mais complexa Está análise sugerida de todo o sistema, demonstrou um potencial enorme de ganhos na redução de falhas. A aplicação da ferramenta na fase de projeto do sistema de medição, também se mostrou muito eficiente na melhoria dos resultados dos estudos de ASM. Através da análise dos resultados encontrados e das discussões propostas, pode-se perceber que além de servir ao objetivo de reduzir falhas, que a ferramenta se propõe, ela também serve como uma análise que desenvolve a capacidade de enxergar as situações antecipadamente além de instigar a discussão e a visão de novas abordagens. Palavras-chave: FMEA. Sistemas de Medição. Falhas.

7 6 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 Trilogia Juran Figura 2 Inter-relação entre o conceito da qualidade, gestão da qualidade e elementos que a compõe Figura 3 Fontes de variação na medição Figura 4 FMEA de sistema, DFMEA e PFMEA Quadro 1 Escala de severidade Quadro 2 Escala de ocorrência Quadro 3 Escala de detecção Figura 5 Típico formulário de FMEA, estrutura de árvore e principais informações que são inseridas no formulário Figura 6 Exemplos de produtos produzidos pela empresa na divisão automotiva Figura 7 Exemplos de serviços prestados pelo laboratório de metrologia Figura 8 Fluxograma das atividades dos analistas em metrologia do desenvolvimento Figura 9 Gráfico de Pareto com os principais sistemas de medição utilizados na usinagem Figura 10 Gráfico de Pareto com os principais motivos de falhas nos sistemas de medição Figura 11 Exemplo de um dispositivo de controle Figura 12 Exemplo de uma ogiva mecânica Figura 13 Exemplo de um medidor interno Figura 14 Parte de uma FMEA de sistema de medição para dispositivo de controle Figura 15 Fluxograma futuro das atividades dos analistas em metrologia... 40

8 7 LISTA DE ABREVIATURAS AIAG ASM DFMEA FMEA HP KTL PFMEA RPN SFMEA SM VDA Automotive Industry Action Group Análise de Sistemas de Medição Design Failure Mode and Effect Analysis (Análise dos Modos de Falha e Efeitos de Produto) Failure Mode and Effect Analysis (Análise dos Modos de Falha e Efeitos) Horse Power Kathodifsche Tauch Lackierung Process Failure Mode and Effect Analysis (Análise dos Modos de Falha e Efeitos de Processo) Risk Priority Number (NPR - Número de Prioridade de Risco) System Failure Mode and Effect Analysis (Análise dos Modos de Falha e Efeitos de Processo) Sistema de Medição Verband der Automobilindustrie (Associação Alemã da Indústria Automotiva)

9 8 SÚMARIO 1 INTRODUÇÃO FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA QUALIDADE Sistemas de Gestão da Qualidade - Modelos Normalizados Norma ISO Norma TS ASM (Análise de Sistemas de Medição) FMEA Tipos de FMEA Aplicação do FMEA PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS APRESENTAÇÃO DA EMPRESA DESCRIÇÃO DA SITUAÇÃO ATUAL Aplicação do Questionário APLICAÇÃO DO FMEA DE SISTEMA RESULTADOS OBTIDOS PROPOSTA DE ESTADO FUTURO CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS APÊNDICES APÊNDICE A FMEA de sistemas para um dispositivo de controle APÊNDICE B FMEA de sistemas para uma ogiva mecânica APÊNDICE C FMEA de sistemas para um medidor interno APÊNDICE D Questionário de pesquisa aplicado

10 9 1 INTRODUÇÃO Planejar é um caminho eficaz para o desenvolvimento de qualquer tipo de projeto, quanto maior tende a ser o nível de planejamento, melhores são os resultados obtidos. Em um cenário de competitividade global, o planejamento se torna vital para a sobrevivência das organizações, e como a qualidade dos produtos e serviços se destaca como um fator de sucesso, planejar esta característica tão subjetiva tem se tornado fundamental. Conforme Juran (1992), as características dos produtos e os índices de falhas são determinados, em grande parte, durante o planejamento para a qualidade. Com base nesta afirmação, pode-se dizer que, falhas durante a etapa de planejamento, do desenvolvimento de novos produtos e processos, sejam elas, ocasionadas por omissão ou simplesmente por desconhecimento de técnicas adequadas, acarretam em falhas posteriores ou na perda de características importantes para produto/processo. Assim sendo, é correto afirmar que as organizações de hoje em dia, não devem medir esforços na etapa de planejamento, principalmente quanto se planeja a qualidade envolvida, por isso o trabalho desenvolvido busca auxiliar esta etapa. O termo qualidade tem uma definição ampla e subjetiva, o presente trabalho, concentra esforços no sentido de garantir aos clientes da organização, um produto com um reduzido número de falhas, em relação às especificações de engenharia, definidas pelo cliente, principalmente em relação a características dimensionais. Com o passar dos anos, o aumento da competitividade da indústria automotiva, fez com que os projetos ficassem cada dia mais complexos, buscando atender um cliente final, exigente e ávido por produtos com diferenciação. Essa complexidade irá repercutir na cadeia de fornecedores das montadoras, o que por sua vez, refletem em processos de fabricação mais complexos, gerando uma necessidade de planejamento maior em relação à qualidade. Com isso, o objetivo principal do desenvolvimento deste estudo é iniciar a elaboração um banco de dados, em relação a falhas potenciais no desenvolvimento de sistemas de medição. Também são objetivos específicos deste estudo, a compreensão do potencial da ferramenta FMEA (Análise dos Modos de Falha e Efeitos) na redução de falhas no planejamento de novos sistemas de medição, o desenvolvimento de sistemas de medição complexos, aceitáveis dentro de determinados parâmetros, definidos em estudos estatísticos do ASM (Análise de Sistemas de Medição) e uma revisão da literatura existente a respeito do assunto, para um aprofundamento sobre os temas.

11 10 A própria ferramenta FMEA, na análise de um processo, utiliza métodos de detecção para falhas potenciais, como em muitos casos, estes métodos de detecção são um sistema de medição, o estudo propõe aplicar a ferramenta FMEA, no planejamento de um novo sistema de medição, para reduzir posteriormente o índice de falha destes sistemas e melhorar os resultados de estudos de ASM. O desenvolvimento de um novo processo acarreta em um número grande de novos sistemas de medição, este trabalho limita-se ao estudo de sistemas de medição para grandezas dimensionais da Metrologia Mecânica, mais especificamente, equipamentos destinados à medição de diâmetros internos e externos, distâncias, erros de forma, entre outros. A estrutura deste trabalho de pesquisa é dividida ao longo de cinco capítulos. Primeiramente é realizada uma introdução que tem por objetivo: localizar o leitor ao contexto do estudo, deixar claro qual é temática a ser desenvolvida e o seu objetivo principal, os objetivos mais específicos, a problemática que justifica o desenvolvimento deste trabalho e as delimitações do estudo. No segundo capitulo é realizada uma pesquisa bibliográfica, com o objetivo de situar a ferramenta FMEA dentro do contexto de qualidade nas organizações e correlacionar a ferramenta à etapa de planejamento do ASM. No terceiro capitulo o objetivo é descrever a metodologia utilizada na pesquisa, visto que esta é realizada com variáveis qualitativas e quantitativas. Como não existe um histórico consistente de dados quantitativos sobre falhas dos sistemas de medição, foi realizada a aplicação de um questionário. No quarto capitulo são demonstrados dados obtidos através da coleta de dados, e é realizada a discussão dos resultados obtidos através da análise destes. Nesta etapa é apresentada a situação atual do desenvolvimento de sistemas de medição na empresa, e proposta uma situação futura com a aplicação da ferramenta FMEA. Por fim, no quinto capitulo são citadas considerações finais a respeito do desenvolvimento de todo o projeto de pesquisa, e o potencial da continuidade do estudo para obtenção de resultados positivos em estudos de ASM, assim como a abrangência para o desenvolvimento de sistemas de medição de outras grandezas.

12 11 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1 QUALIDADE Em uma análise superficial, podemos ser conduzidos a definir de modo intuitivo, a qualidade através de uma análise precipitada como, por exemplo, a qualidade é a ausência de falhas ou é a característica que determina o bom desempenho do produto. Historicamente a definição do termo tem se modificado ao longo dos anos, e é descrita de modo diferente por diversos autores. Para Feigenbaum (1994) Qualidade é a composição total das características de marketing, projeto, produção e manutenção dos bens e serviços, através dos quais os produtos atenderão as expectativas do cliente. Já para Deming (1990), Qualidade é a satisfação das necessidades dos clientes em primeiro lugar. Juran (1992) define como, Qualidade é uma barreira de proteção à vida e Qualidade é a adequação ao uso. Em função da evolução relacionada ao tema, visto que esta passou a ser vista pelas organizações como um diferencial estratégico, a qualidade foi alvo de inúmeros pesquisadores, principalmente em relação ao seu planejamento. Os conceitos de qualidade sofreram mudanças consideráveis ao longo do tempo. De simples conjunto de ações operacionais, centradas e localizadas em pequenas melhorias do processo produtivo, a qualidade passou a ser vista como um dos elementos fundamentais do gerenciamento das organizações, tornando-se fator crítico para a sobrevivência não só das empresas, mas, também, de produtos, processos e pessoas. Esta nova perspectiva do conceito e da função básica da qualidade decorre, diretamente, da crescente concorrência que envolve os ambientes em que atuam pessoas e organizações. Como se percebe, a perspectiva estratégica da qualidade não apenas cria uma visão ampla da questão, mas, principalmente, atribui a ela um papel de extrema relevância no processo gerencial das organizações (PALADINI, 2004). Para Juran (1992) o planejamento da qualidade é um dos três processos gerenciais básicos pelos quais se gerencia a qualidade. Os três processos se inter-relacionam (Figura 1). Tudo começa com o planejamento da qualidade, o propósito deste é de fornecer aos meios de produção a capacidade de fazer produtos que atendam as necessidades dos clientes. Uma vez terminado o planejamento, os planos são entregues as equipes de produção. Sua responsabilidade é de produzir o produto. À medida que o serviço vai sendo feito, nota-se que o processo apresenta deficiências porque há necessidade de retrabalho devido às deficiências na qualidade. Esse desperdício torna-se então crônico porque foi desta maneira que o processo

13 12 foi planejado. As equipes de produção, com suas responsabilidades usuais, não podem ser livrar deste desperdício crônico planejado. Resta a elas fazerem um controle de qualidade para evitar que as coisas se tornem ainda pior. Por fim, é realizado um terceiro processo, que reduz o desperdício crônico a um nível muito abaixo daquele originalmente planejado, o aperfeiçoamento da qualidade. Figura 1 Trilogia Juran Fonte: Juran (1992) Embora seja possível ter vários enfoques relacionados à qualidade, seu conceito necessita ser trazido para o âmbito organizacional, ou seja, precisa ser operacionalizado na organização, seja esta de cunho industrial ou de prestação de serviços. A partir de definições que podem ser visualizadas na Figura 2, surge a necessidade de gerenciar o conjunto de atividades relativas a qualidade, de modo que atenda qualquer que seja o enfoque, utilizandose então do conceito de gestão da qualidade (MIGUEL, 2006).

14 13 Figura 2 Inter-relação entre o conceito da qualidade, gestão da qualidade e elementos que a compõe. Fonte: Carvalho (2006) Sistemas de Gestão da Qualidade - Modelos Normalizados Sistema de gestão da qualidade é apenas um conjunto de recursos e regras mínimas, implementado de forma adequada, com objetivo de orientar cada parte da empresa para que execute de maneira correta e no tempo devido a sua tarefa, em harmonia com as outras, estando todas direcionadas para o objetivo comum da empresa: ser competitiva (ter qualidade com produtividade) (MARANHÃO, 2005). A evolução dos conceitos da qualidade trouxe consigo a necessidade de utilização de um tipo especial de documentos: os documentos normativos. É um termo genérico que denomina documentos tais como regulamentos, especificações, relatórios e normas técnicas. São amplamente utilizados, e os arranjos modernos de produção, tais como a produção seriada com o uso de partes intercambiáveis e consórcios modulares, só são possíveis com a existência de documentos normativos (FERREIRA, 2006). Para Rebelato, Fernandes e Rodrigues (2008) normas para sistemas de gestão da qualidade como a ISO 9001 (ABNT NBR ISO 9001) apresentam caráter generalista, ou seja, dão ênfase a base do sistema da qualidade e aos requisitos elementares necessários. De outra

15 14 forma, estruturas normativas voltadas a indústria automobilística como a ISO/TS (ISO/TS 16949, 2009), evolução da QS 9000, ou VDA 6 (AUTOMOBILINDUSTRIE, 1998) são mais específicas e evidenciam também a preocupação com detalhes importantes do sistema da qualidade. Apresentam requisitos específicos e não apenas genéricos e trazem consigo a exigência do uso de métodos mais avançados da qualidade como a Análise de Modos e Efeitos das Falhas (FMEA). As normas ISO 9001 e ISO/TS 1949 serão estudadas com mais detalhes nos tópicos a seguir Norma ISO 9001 A norma ISO 9001 é denominada Sistemas de Gestão da qualidade requisitos, e é a única da chamada série 9000 passível de certificação. Ela estabelece os diversos critérios que devem ser atendidos para que a organização implemente um sistema de gestão da qualidade no padrão estabelecido pela ISO. Não se trata, portanto, de um processo de certificação dos bens ou serviços produzidos, mais sim do próprio sistema de gestão implementado pela organização. As normas ISO são objetos de frequentes revisões. A versão atual da norma foi elaborada em 2008 (ABNT NBR ISO 9001:2008, 2008). A referência normativa NBR ISO 9001:2000 baseou-se num modelo de processos que pode ser aplicado em qualquer empresa, seja ela de produção, de processos, ou prestadora de serviços. Todos os requisitos da norma são escritos em termos genéricos. Essa falta de especificidade torna a norma mais amigável às operações das empresas. A norma revisada representa uma evolução orientada com o pensamento progressivo do campo da qualidade (PEARCH e KITKA, 2006). Segundo Mello (2002) A norma ISO 9001:200 destaca a importância, para uma organização, de identificar, implementar, gerenciar e melhorar continuamente a eficácia dos processos necessários para o sistema de gestão da qualidade e de gerenciar as interações desses processos para atingir seus objetivos e acrescenta que [...] eficácia e eficiência de um processo podem ser diagnosticadas mediante processos de análises críticas internas e externas. Maranhão (2005) cita ainda que a norma revisada exige dos usuários um maior alinhamento entre suas atividades e as expectativas dos clientes, além de agregarem valor e melhorar continuamente o desempenho.

16 Norma TS Nos últimos anos, várias novas plantas industriais para a produção de veículos automotores foram construídas e estão em operação no Brasil. Esse fato, aliado as mudanças estruturais dos fabricantes em todo o mundo, gerou novas relações entre as montadoras e seus fornecedores de autopeças, onde a cadeia automotiva brasileira apresenta-se cada vez mais em linha com sua equivalente cadeia global (FILHO, 2002). As montadoras adotaram um processo de delegação produtiva junto a seus fornecedores. Esta pratica não ficou restrita as montadoras, uma vez que os fornecedores de primeiro nível, também deslocaram parte de suas atividades produtivas para empresas atuantes nos níveis mais inferiores da cadeia de fornecimento. Assim, muitas pequenas e médias empresas atuantes em outras cadeias produtivas se inseriram na cadeia de fornecimento da indústria automotiva (PEREIRA; GEIGER, 2005). A ramificação da cadeia produtiva resulta no desenvolvimento de pequenos e médios fornecedores e possui grandes benefícios, tanto para as grandes empresas como para as médias e pequenas. Porém nota-se a dificuldade destas empresas em se enquadrar no perfil da indústria automotiva, principalmente após o desenvolvimento de um padrão normativo para os Sistemas de Qualidade dos fornecedores da indústria automobilística mundial. Lançada em 1999, a ISO/TS 16949, substitui a QS-9000 tem como objetivo atender aos requisitos normativos das principais montadoras americanas, alemãs, francesas e italianas. A atual versão da ISO/TS 16949:2009 incorpora também requisitos das montadoras orientais (AGUIAR; SALOMON, 2006). Dois requisitos importantes da ISO/TS 16949:2009 serão tratados a seguir, um deles é o item que trata da Análise do Sistema de Medição e o outro é a Análise dos Modos e Efeitos de Falhas (FMEA) que é tratado dentro do tópico (saídas de projeto do produto) ASM (Análise de Sistemas de Medição) Devido às exigências estabelecidas na diretriz técnica TS (2009) que estabelece os requisitos adicionais para os fornecedores do segmento automotivo, o método de avaliação de maior reconhecimento pela comunidade industrial, incluindo o Brasil, para análise de sistemas de medição está descrito no Manual da MSA (Measurement Systems Analysis Análise de Sistemas de Medição) (AIAG, 2002). O manual da ASM tem aplicação direcionada aos processos de medição utilizados no âmbito industrial, tendo seu foco para os processos que permitem replicar as leituras em cada

17 16 peça. O método objetiva avaliar as propriedades estatísticas relacionadas às medidas de localização e variação do processo de medição, destacando-se a tendência, a linearidade, a estabilidade, a repetitividade e a reprodutibilidade. A associação das medidas de repetitividade e a reprodutibilidade é denominada variação do processo de medição, conhecida como R&R (BECKERT, 2009). Nos estudos de R&R, o instrumento de medição é usado para medir, repetidas vezes, as amostras de um produto. A repetitividade se refere à variabilidade característica do instrumento de medição, e decorre da sua capacidade de fornecer leituras repetidas muito próximas, sob as mesmas condições. A reprodutibilidade se refere à capacidade de um Sistema de Medição (SM) apresentar os mesmos resultados a partir da alteração nas condições de medição, tais como mudanças de avaliadores, diferentes turnos de trabalho, ou alterações de processo. O objetivo do estudo de R&R é determinar se a variabilidade do SM é relativamente menor que a variabilidade do processo monitorado (BURDICK; BORROR; MONTGOMERY, 2005). A regra geral de aceitação, do SM descrita no Manual de ASM quando se trata de erros de dispersão é (AIAG, 2002): erro menor que 10% - sistema de medição aceitável; erro entre 10 e 30% - o sistema pode ser aceito com base na importância de sua aplicação, no custo do aparato de medição e nos seus custos de reparo, mediante a aprovação do cliente; erro acima de 30% - sistema de medição inaceitável. Para Dietrich e Schulze (2003), uma análise de medição exige que sejam conhecidos os fatores de influência sobre o resultado de medição. No passado, apenas o instrumento de medição era avaliado, não levando em conta outras fontes que poderiam estar comprometendo a inspeção (Figura 3). Figura 3 Fontes de variação na medição. Fonte: Dietrich e Schulze (2003)

18 FMEA Stamatis (1995) define FMEA (Failure Mode and Effect Analysis - Análise dos Modos e Efeitos de Falhas) como um método de análise de produtos ou processos, usado para identificar todos os possíveis modos potenciais de falha, e determinar o efeito de cada um sobre o desempenho do sistema (produto ou processo), mediante um raciocínio basicamente dedutivo (não exige cálculos sofisticados). É, portanto, um método analítico padronizado para detectar e eliminar problemas potenciais de forma sistemática e completa. Conforme descrito por Puente et al.(2002), aproximadamente em 1963 durante a missão Apollo a NASA desenvolveu o método para identificar de forma sistemática falhas potenciais em sistemas, processos ou serviços antes que as mesmas ocorram. Desta forma surge o conceito de FMEA. O método FMEA busca, além de identificar falhas potenciais de forma sistemática, identificar seus efeitos e definir ações que visem reduzir ou eliminar o risco associado a estas falhas, reduzindo assim o risco do produto ou processo. Segundo Gilchrist (1993) mesmo tendo surgido em 1963 o FMEA somente passou a ser utilizado de forma mais abrangente após sua utilização em 1977 pelos fabricantes de carros da Ford. No início da década de 1980 as empresas automotivas que formam a AIAG (Automotiva Industry Action Group) incorporaram formalmente o FMEA, por meio da norma QS-9000 (Atual ISO/TS 16949), em seus processos de desenvolvimento de produtos. Este movimento foi seguido pela indústria alemã. O procedimento de aplicação do FMEA definido pela VDA (Verband der Automobilindustrie Associação Alemã da Indústria Automotiva) é o mais usado na Europa (BERTSCHE, 2008). Os motivos da extensa utilização do FMEA na indústria automotiva foram pesquisados por Dale e Shaw (1990) em fornecedores da empresa Ford Britânica e por I e Ho (1996) na indústria americana. A pesquisa concluiu que o principal motivo que leva a execução do FMEA na indústria automotiva é pelo método tratar-se de um requisito obrigatório das principais normas de Sistemas da Qualidade e não devido aos ganhos possíveis. Desta forma o FMEA se torna apenas um dos documentos exigidos pelo cliente para a liberação de um produto e não uma ferramenta de redução de riscos potenciais e de melhoria contínua. Palady (1997) alerta que um dos erros mais comuns na implementação do FMEA é a falta de planejamento. Com muita frequência, a equipe decide começar a elaborar o formulário de FMEA imediatamente, listando a função mais óbvia, os modos de falhas e os subsequentes efeitos dos modos de falhas, tentando passar diretamente às ações

19 18 recomendadas. Essa abordagem pode criar confusão, adicionar custos desnecessários e limitar a utilidade do FMEA completo. As principais vantagens da correta utilização do método FMEA são as seguintes: a) Melhoria da qualidade, confiabilidade e segurança de produtos e serviços; b) auxílio na escolha de alternativas de projetos que tenham melhor qualidade, confiabilidade e segurança; c) melhoria na imagem e competitividade da empresa frente aos seus clientes; d) auxilio na melhoria da satisfação do cliente; e) redução do tempo e custo de desenvolvimento de sistemas, produtos, processo e serviços; f) auxílio em determinar redundâncias no sistema, produto, processo ou serviço; g) auxílio para identificar procedimentos de diagnostico de falhas; h) estabelecimento de prioridade para as ações no projeto; i) auxílio para identificar características críticas e significantes; j) auxílio na análise de novos processos de manufatura ou montagens; k) auxílio em estabelecer um fórum de prevenção à falhas; l) auxílio à identificação e prevenção de falhas; m) auxílio para definir e priorizar ações corretivas; n) provê a base para programas de testes e validação durante o desenvolvimento de sistemas, produtos, processos ou serviços; o) provê documentação histórica para referências futuras, auxiliando análises de futuras falhas; p) prevê um fórum para recomendação de ações de redução de riscos Tipos de FMEA Segundo Stamatis (1995), existem quatro tipos de FMEA. São eles: 1. FMEA de Sistema (System FMEA): usado para analisar sistemas e subsistemas no início do desenvolvimento do conceito e do projeto (design). Um FMEA de sistema foca nos modos de falha potenciais, causados por deficiências do sistema, das funções do sistema. Nas análises são incluídas interações entre sistemas e entre elementos (subsistemas) de um sistema;

20 19 2. FMEA de produto (Design FMEA DFMEA): usado para analisar produtos antes de sua liberação para a fabricação. Um DFMEA foca em modos de falha causados por deficiências de projeto do produto (design); 3. FMEA de processo (Process FMEA PFMEA): usado para analisar processos de fabricação e montagem. Um PFMEA é focado em modos de falha causados por deficiências de processo de fabricação ou montagem; e 4. FMEA de serviço (Service FMEA): usado para analisar serviços antes de eles chegarem ao consumidor. Um FMEA de serviço foca em modos de falha (tarefas, erros, enganos) causados por deficiências do sistema ou do processo. Para Bertsche (2008), o emprego dos diferentes tipos de FMEA está relacionado com o tipo e complexidade da entidade técnica a ser analisada. Esse autor afirma que os tipos de FMEA mais empregados na indústria são o FMEA de sistema, o DFMEA e o PFMEA. O uso desses três tipos de FMEA é ilustrado na Figura 4. Figura 4 FMEA de sistema, DFMEA e PFMEA. Fonte: Bertsche (2008) Aplicação do FMEA Segundo Fogliatto e Ribeiro (2009), é de suma importância definir uma equipe bastante heterogênea, com indivíduos de várias áreas que estejam envolvidas no projeto. O conhecimento técnico dos integrantes da equipe sobre o processo ou produto estudado é essencial, pois estes terão influência direta sobre os resultados. Apenas a partir da definição

21 20 da equipe é que se deve construir a planilha de FMEA. Uma sessão de FMEA (DFMEA ou PFMEA) se inicia com a identificação de funções e requisitos de um sistema, subsistema, componente ou etapa de um processo de fabricação, conforme o tipo de FMEA (SFMEA, DFMEA ou PFMEA) (BERTSCHE, 2008). O passo mais importante de uma FMEA é a busca por todos os possíveis modos de falha concebidos. Cada modo de falha não encontrado pode levar a perigosos efeitos de falha e, portanto, a problemas drásticos de confiabilidade. Um princípio imperativo é a observação de falhas ocorridas em casos semelhantes. Com a ajuda dos experientes membros do time de FMEA todos os modos de falha adicionais podem ser derivados. Frequentemente, checklists suplementares são usados na busca por modos de falha (BERTSCHE, 2008). A análise de falhas é seguida pela avaliação do risco, que considera os critérios severidade do efeito da falha (S), probabilidade de ocorrência da causa da falha (O), e probabilidade de detecção da causa de falha ou de seu modo (D). Na avaliação do índice de severidade, por exemplo, se pessoas são expostas a perigos, o índice recebe um valor alto, por outro lado, se o efeito for apenas diminuição de conforto, é atribuído um baixo valor. A avaliação do índice de ocorrência refere-se a uma falha hipotética (potencial) ou que já vem ocorrendo no campo. O índice D determina o sucesso na detecção da causa de falha ou de seu modo antes de atingir o cliente. A multiplicação dos três índices resulta no índice de risco (NPR - Número de Prioridade de Risco) (AIAG, 2008). O NPR é o método tradicional de priorização dos modos e causas de falha, além deste destacam-se o método gráfico e o método baseado na teoria de Grey. As vantagens e desvantagens em se utilizar um método em detrimento de outro são dadas principalmente em função da complexidade, confiabilidade e razões de ordem financeira (ROOS; ROSA, 2008). Para o desenvolvimento deste estudo foi considerado o método tradicional, por sua simplicidade de aplicação. Cada norma de aplicação do FMEA possui escalas padrão para a atribuição dos valores para os índices. Normalmente, as escalas são de números inteiros de 1 a 10. O valor 1 representa severidade mínima, baixa ocorrência, e detecção muito provável. O valor oposto (10) representa uma avaliação extremamente negativa e baixa confiabilidade do produto (WIRTH et al., 1996). Os Quadros 1, 2 e 3 expostos abaixo apresentam as escalas propostas por Palady (1997).

22 21 Severidade Grau Efeito não percebido pelo cliente 1 Efeito bastante insignificante, percebido pelo cliente; entretanto, não faz com que o cliente procure o serviço 2 Efeito insignificante, que perturba o cliente, mas não faz com que o cliente procure o serviço 3 Efeito bastante insignificante, mas perturba o cliente, fazendo com que procure o serviço 4 Efeito menor, inconveniente para o cliente; não faz com que o cliente procure o serviço 5 Efeito menor, inconveniente para o cliente; fazendo com que cliente procure o serviço 6 Efeito moderado, que prejudica o desempenho do projeto levando a uma falha grave ou uma falha que pode impedir a execução das funções do projeto 7 Efeito significativo, resultando em falha grave; entretanto, não coloca a segurança do cliente em risco e não resulta em custo significativo da falha 8 Efeito crítico que provoca a insatisfação do cliente, interrompe as funções do projeto, gera custo significativo da falha e impõe um leve risco de segurança (não ameaça a vida 9 nem provoca incapacidade permanente) ao cliente Perigoso, ameaça a vida ou pode provocar incapacidade permanente ou outro custo significativo da falha que coloca em risco a continuidade operacional da organização 10 Quadro 1 Escala de severidade. Fonte: Palady (1997). Escala de Ocorrência Percentual Grau Extremamente remoto, altamente improvável Menos de 0,01% 1 Remoto, improvável 0,11 0,20 2 Pequena chance de ocorrência 0,210 0,60 3 Pequeno número de ocorrências 0,610 2,00 4 Espera-se um número ocasional de falhas 2,001 5,00 5 Ocorrência moderada 5,001 10,00 6 Ocorrência frequente 10,001 15,00 7 Ocorrência elevada 15,001 20,00 8 Ocorrência muito elevada 20,001 25,00 9 Ocorrência certa Mais de 25% 10 Quadro 2 Escala de ocorrência. Fonte: Palady (1997).

23 22 Escala de Detecção Sistema de revisão de projeto bastante eficaz, programas amadurecidos de qualidade e confiabilidade, controles de processo estado da arte Revisões de projeto eficazes, implementação de programas de qualidade e confiabilidade, controles de processo altamente automatizados Ênfase nas revisões de projeto, programas de qualidade totalmente desenvolvidos e implementados, treinamento em andamento e implementação parcial de programas de confiabilidades, processo automatizado para a maioria das operações Programa de qualidade em vigor, conscientização de confiabilidade, sem um programa formal, revisões de projeto parcialmente implementadas, um mix de controles de processo automatizados e com intervenção humana Programa de qualidade desenvolvidos mas ainda não totalmente implementados, ausência de revisão formal de projeto, alguns controles de processo automatizados, dependendo da adesão aos procedimentos operacionais Implementação dos estágios iniciais do programa de qualidade, poucos controles de processo automatizados, implementação parcial de procedimentos operacionais Implementação parcial dos métodos da qualidade, planos de inspeção de amostras e auditorias aleatórias, 100% de inspeção Totalmente dependente da auto inspeção do operador com inspeção periódica do controle de qualidade, métodos de qualidade não implementados, ausência de procedimentos formais Totalmente reativo aos problemas identificados durante a fabricação, ausência de programas formais, alguma conscientização da qualidade do produto Ausência de sistemas implementados, nenhuma conscientização da qualidade, definição inconsistente da qualidade do produto baseada em julgamento individual Grau Quadro 3 Escala de detecção. Fonte: Palady (1997). Os resultados das sessões de FMEA são registrados em um formulário, que sempre deve ser revisado e atualizado (AIAG, 2008). Portanto, a execução do FMEA deve ser contínua, acompanhando o ciclo de desenvolvimento do produto, não sendo seu formulário tratado como um documento estático (BERTSCHE, 2008). Desse modo, a evolução do projeto do produto é documentada sistematicamente, e a aplicação do conceito de melhoria contínua é estimulada (FRANCESCHINI e GALETTO, 2001).

24 23 A Figura 5 apresenta um formulário de FMEA, a estrutura de árvore e as principais informações que são inseridas durante as sessões. Figura 5 Típico formulário de FMEA, estrutura de árvore e principais informações que são inseridas no formulário. Fonte: Bertsche (2008)

25 24 3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS Como ponto de partida, para elaboração desta proposta de redução de falhas no desenvolvimento de sistemas de medição, foi realizada uma pesquisa bibliográfica de caráter exploratório, que tem por objetivo fornecer mais informações sobre os assuntos estudados, aprimorando a ideia e tornando o problema mais explícito (GIL, 2010). Nesta etapa foi realizado um levantamento com os principais autores da área de qualidade, com o objetivo de compreender o conceito do termo e sua abrangência, em seguida foram abordados os principais modelos normalizados e os requisitos de ASM e FMEA, que são o foco deste trabalho. Na próxima etapa será realizado o estudo de caso, com o objetivo de avaliar a situação atual e sugerir uma condição futura. Para desenvolvimento deste estudo de caso, será realizada uma pesquisa, que se classifica como qualitativa e quantitativa uma vez que é realizada uma análise dedutiva e também se faz uso de ferramentas estatísticas no processo de análise do problema. Para Minayo (1993) é uma forma adequada para o conhecimento da natureza de um fenômeno, haja vista o pesquisador coletar os dados na realidade pesquisada para, posteriormente, analisá-los de forma indutiva. A coleta de dados é a forma de como se obtêm os dados necessários para responder ao problema (VERGARA, 2000). Para condução da pesquisa, foi elaborado e aplicado um questionário com os profissionais das áreas de qualidade, processos e produção da empresa, com o objetivo de identificar os principais modos de falha dos sistemas de medição, através de experiências relatadas. Os resultados desta pesquisa serão apresentados em um gráfico de Pareto com a identificação dos sistemas de medição com maior incidência de falhas e os principais modos de falhas relatados. Em seguida ocorrerá a formação do time de trabalho para elaboração do FMEA, com profissionais das áreas de qualidade, engenharia de produto, produção, processos e fornecedores. A equipe conduzirá o FMEA de Sistemas, com base nos resultados apresentados na pesquisa, representados no gráfico de Pareto, e avaliará todos os potencias modos de falhas, definindo ações para a redução do NPR quando necessário. Após esta etapa, será elaborada uma análise dedutiva da eficácia da ferramenta para o processo de desenvolvimento de sistemas de medição, e constatados os benefícios esperados, será realizado a elaboração de uma proposta para alteração do fluxograma atual das atividades.

26 25 O estudo como um todo será conduzido tendo como principais etapas as atividades descritas abaixo: Pesquisa exploratória: Nesta fase foi realizado o levantamento bibliográfico, onde foram utilizados como referência os títulos dos principais autores da área de qualidade, descrevendo de forma resumida os conceitos abordados por cada um. Ainda nesta etapa, procurou-se compreender em que momento os sistemas de gestão da qualidade passaram a se tornar estratégicos, e de que forma estes sistemas se operacionalizam com ferramentas como a ASM e o FMEA. Pesquisa através de questionário: Nesta etapa será elaborado um questionário simples, que tem por objetivo identificar quais as principais famílias de sistemas de medição que falham durante a operação, assim como os respectivos modos de falha. Para aplicação do questionário serão selecionados profissionais de diferentes áreas da empresa que fazem uso de sistemas de medição no dia-a-dia, caracterizando-se, portanto em uma amostragem não aleatória por julgamento. Aplicação do FMEA: Com os dados da pesquisa analisados, serão conduzidos encontros com uma equipe multifuncional de modo a avaliar os modos de falha em relação ao NPR, e propor melhorias para o sistema. Discussão dos resultados: Com base nas saídas do FMEA será elaborada uma analise critica do potencial da ferramenta para redução de falhas, através da determinação de novos índices de NPR. Situação futura: Sendo contatada a evolução sistemática de um novo método de trabalho, será feita a atualização do fluxograma de atividades dos analistas responsáveis pelo desenvolvimento dos sistemas de medição, com a inclusão da ferramenta FMEA de Sistema nas etapas de planejamento.

27 26 4 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS Neste capítulo será desenvolvido o estudo de caso proposto na empresa estudada. O objetivo é entender plenamente o problema, reproduzir questionamentos relevantes, incertezas envolvidas e as possibilidades de tomada de decisão para ações futuras que visem reduzir os impactos do problema, dentro do contexto das limitações da empresa (financeiras, de pessoal, de mercado, entre outros). O capítulo está estruturado em uma apresentação da empresa que visa proporcionar maior familiaridade ao local de desenvolvimento da pesquisa e seu mercado de atuação, em seguida será estudada a situação atual, ou seja, dentro de que contexto o problema está inserido nas atividades da organização. Dentro da própria análise da situação atual, será realizada a aplicação do questionário, com o objetivo de levantar estatísticas relevantes a cerca do problema e entender seu funcionamento. Será aplicada a FMEA com base nos dados apresentados e na análise dos resultados será discutida a eficácia da ferramenta sobre o método de trabalho. Constatados resultados positivos será sugerida uma possível condição futura para aplicação na empresa. 4.1 APRESENTAÇÃO DA EMPRESA A empresa onde o estudo foi desenvolvido atua no ramo metal mecânico e está situada na cidade de Joinville, norte do estado de Santa Catarina, e iniciou suas atividades em 1963 como uma pequena fundição da cidade que operava de modo rudimentar e fundia peças para diferentes setores com diversas aplicações, na época contava com 26 empregados. Em 1972 iniciou a fabricação de compressores de ar comprimido de um (1) e dois (2) HP e em 1980 ingressou no mercado automotivo com o fornecimento de cubos lisos e raiados. Apesar de ser uma empresa 100% brasileira, atualmente a empresa está presente em mais de 70 países e conta com mais de pessoas que atuam nas duas unidades industriais, totalizando um complexo industrial de 76 mil m 2 de área construída num terreno de 359 mil m 2. A divisão automotiva onde foi desenvolvido o estudo fornece para as principais marcas do segmento, estando presente no mercado global de caminhões, ônibus, máquinas agrícolas, tratores e equipamentos de construção, produzindo peças de ferro nodular e cinzento, componentes usinados e conjuntos pintados (Sistema KTL e E-Coat) submontados e montados (Figura 6).

28 27 Figura 6 Exemplos de produtos produzidos pela empresa na divisão automotiva. Fonte: Site da empresa (2013). A garantia da qualidade é o foco das operações e está presente em todos os processos com fortes investimentos em equipamentos, laboratórios e mão de obra altamente qualificada. Também são realizados fortes investimentos em capacitação, como por exemplo, a escola de capacitação, que desenvolve internamente treinamentos para aprimoramento técnico e profissional de seus colaboradores. Neste contexto foi criado em 2006 um laboratório interno de metrologia, que pode ser visualizado na Figura 7, que atende a todas as divisões da empresa e presta serviços de desenvolvimento, calibração, gerenciamento e manutenção de sistemas de medição, anteriormente todas estas atividades eram terceirizadas. Hoje o laboratório conta com quinze colaboradores altamente capacitados e que mantém uma estrutura de mais de meios de medição calibrados conforme normas especificas e atendendo a requisitos da ISO 9001 e ISO TS

29 28 Figura 7 Exemplos de serviços prestados pelo laboratório de metrologia. Fonte: Autoria Própria. 4.2 DESCRIÇÃO DA SITUAÇÃO ATUAL A divisão automotiva fornece peças de ferro fundido nodular e cinzento para o segmento da linha automotiva pesada tais como caminhões, ônibus, máquinas agrícolas, entre outros. O desenvolvimento de uma nova peça ao cliente inicia-se na etapa de cotação, onde os analistas responsáveis realizam um levantamento de todos os processos, que são necessários para atender a necessidade do cliente. Nesta etapa o cliente fornece uma documentação de engenharia que inclui: desenhos técnicos (peça fundida, usinada, montada), normais internas e externas, requisitos estatutários, etc. Quando um novo negocio é efetivado, inicia-se o desenvolvimento, que acontece com base na documentação de engenharia enviada anteriormente. Estes desenvolvimentos são exclusivamente relacionados aos processos de fabricação necessários, ou seja, o desenvolvimento do produto já é fornecido pelo cliente, e a empresa desenvolve como irá realizar as etapas de fabricação. Todos os clientes da divisão automotiva exigem a certificação ISO/TS 16949, por isso todo o processo de desenvolvimento deve ser documentado, atendendo aos requisitos da

30 29 norma. Uma das etapas mais críticas desta documentação é o desenvolvimento do FMEA de Processo (PFMEA), onde com base no fluxograma já definido, todas as etapas de fabricação são avaliadas em relação aos respectivos modos de falhas das diversas especificações pertinentes a cada processo. Na elaboração do PFMEA, os métodos de detecção geralmente são sistemas de medição desenvolvidos pela equipe de Metrologia. Conforme definido na norma ISO/TS 16949, todos os sistemas de medição utilizados para controle de produto na empresa, devem passar por estudo de ASM para validação do sistema. Estes estudos também contam com uma equipe específica, com Analistas em Metrologia capacitados com diversos cursos na área, eles realizam os estudos de todos os sistemas de medição previstos nos planos de controle da peça. Atualmente, no fluxograma das atividades dos analistas responsáveis pelo desenvolvimento de sistemas de medição (Figura 8), o processo é iniciado quando um novo item é efetivado pela área de vendas, e a análise dos sistemas de medição necessários é realizada no PFMEA. Após a definição dos controles necessários, o analista envia uma solicitação de cotação aos fornecedores habilitados, estes por sua vez enviam suas propostas. A área de compras negocia valores e envia um pedido ao fornecedor selecionado. Após estas etapas, inicia-se efetivamente o desenvolvimento do sistema de medição. Inicialmente é realizada uma reunião para apresentação do projeto ao fornecedor, onde são explicados detalhes técnicos do processo de fabricação e da necessidade de controle. Em seguida, o fornecedor envia um projeto com os detalhes do sistema a ser desenvolvido. A equipe de analistas de Metrologia faz uma análise critica deste projeto, e realiza a aprovação. Posteriormente, no recebimento do material, é realizada uma calibração do sistema de medição conforme procedimentos internos, e se aprovado nesta etapa, são iniciados os estudos de ASM. Se o SM (Sistema de Medição) também é aprovado nos estudos estatísticos definidos pela equipe de metrologia conforme a aplicação no produto, o sistema então é liberado para utilização. É comum, que sistemas de medição já liberados em todas as etapas apresentadas acima, apresentem diversos problemas de diferentes naturezas técnicas durante a utilização. Com o objetivo de identificar quais são estes problemas, e também de que tipos de instrumentos de medição estes são mais comuns, foi aplicado um questionário com profissionais de diferentes áreas da empresa, com o objetivo de coletar dados a respeitos destas falhas.

31 30 Figura 8 Fluxograma das atividades dos analistas em metrologia do desenvolvimento. Fonte: Autoria Própria.

32 Número de Contagens Aplicação do Questionário O questionário aplicado (Apêndice D) foi elaborado pela equipe do laboratório de Metrologia e distribuído para 48 profissionais da empresa que tem um envolvimento direto em alguma/algumas das etapas do ciclo de vida destes sistemas (desenvolvimento, calibração, avaliação, manutenção e utilização). Estes profissionais estavam distribuídos em relação a área pertencente da seguinte forma: 15 qualidade, 8 processos e 25 produção. Esta amostragem foi definida por julgamento pela equipe do laboratório e distribuída em função do nível de envolvimento das áreas na utilização de Sistemas de Medição. Na aplicação do questionário 31,25% responderam que o principal sistema de medição que fazem uso no exercício de suas atividades é o dispositivo de controle, para 25% o principal sistema são ogivas mecânicas e para 16,7% os medidores internos, os demais (27,05%) utilizam sistemas como: paquímetros, comparador de diâmetros, calibradores (atributo) e calibradores de boca com relógio. Estes três sistemas destacados como de principal utilização na empresa, são desenvolvidos com fornecedores de ferramentarias especializadas nestes equipamentos, porém tratam-se sempre de projetos sob medida, que reforçam o potencial da FMEA para redução de falhas. Os resultados estão demonstrados a seguir no gráfico de Pareto (Figura 9). Gráfico de Pareto - Principais Sistemas de Medição Utilizados na Usinagem Figura 9 Gráfico de Pareto com os principais sistemas de medição utilizados na usinagem. Fonte: Autoria Própria.

33 32 Quando perguntados se já haviam tido algum tipo de problema relacionado a falhas em sistemas de medição, 93,75% relataram que sim, e em relação a qual a falha especificamente o resultado não apresentou dados específicos, sendo 17,8% para peças medidas com valor maior, 20% para peças medidas com valor menor 17,8% para oscilação do sistema de medição e 22,22% o sistema impossibilitava a medição, os demais 22,22% relataram outras falhas como: valor totalmente incoerente, sentido do relógio invertido, bateria fraca no relógio digital entre outras. Estes dados demonstram que em um primeiro momento, a falha apresenta comportamento aleatório sobre o sistema de medição. Para comprovação deste comportamento aleatório em relação a qual falha o SM está sujeito, foi realizado a estatística Qui Quadrado, que resultou na estatística chi 2 igual a 0,246, inferior ao valor crítico de 9,488, o que demonstra o comportamento aleatório desta variável, ressalvadas as limitações da amostragem por julgamento. Na pergunta seguinte o objetivo foi investigar o motivo que gerou a falha, sendo os resultados distribuídos da seguinte forma: preparação incorreta 11,11%, desgaste do equipamento 24,44%, valor do padrão de referência incorreto 13,33%, projeto do sistema inadequado (conceito) 20%, sistema de fixação inadequado 8,88% e outros 22,24%. Nestes dados também é possível verificar um comportamento aleatório, com um pequeno destaque para o desgaste do equipamento. Na estatística Qui Quadrado, resultou na estatística chi 2 igual a 3,708, inferior ao valor crítico de 11,070. Os resultados são apresentados no gráfico de Pareto a seguir (Figura 10):

34 33 12 Gráfico de Pareto - Motivo das Falhas Figura 10 Gráfico de Pareto com os principais motivos de falhas nos sistemas de medição. Fonte: Autoria Própria. Quando a pergunta estava relacionada às consequências destas falhas sobre o processo/produto 8,88% responderam que foram geradas reclamações de clientes, 55,55% responderam que mais de 10 peças foram refugadas, 6,67% que entre 2 e 9 peças foram refugadas, 11,11% que apenas uma peça foi refugada, 8,88% que houve ajuste inadequado do processo e as demais consequências representam 8,88%. Estes dados demonstram que quando um sistema de medição falha o número de peças refugadas geralmente é alto, pois o equipamento é o responsável em validar a produção, gerando consequentemente um alto prejuízo financeiro para empresa. Outra análise que pode ser feita é sobre os dados de reclamação de clientes, visto que apesar de apenas 8,88% terem relatado esta consequência, é provável que muitas vezes a análise de causa não identifique falhas nos sistemas de medição que apresentam bons resultados nos estudos de ASM.

35 APLICAÇÃO DO FMEA DE SISTEMA Antes do início da aplicação propriamente dita da ferramenta FMEA é necessário um planejamento adequado, para que posteriormente os resultados não apresentem questionamentos sem respostas claras. Primeiramente, foi definido o responsável pela condução e elaboração do FMEA, neste caso o Analista em Metrologia encarregado de desenvolver o sistema de medição e que coordena as atividades posteriores até a entrega do projeto a fábrica. Outra fase importante no planejamento é a definição do time de trabalho, para desenvolvimento deste estudo, buscou-se montar um time totalmente multifuncional, composto por profissionais de todas as áreas envolvidas. Participaram da equipe o Analista em Metrologia do desenvolvimento, o Analista em Metrologia que desenvolve os estudos de ASM, o Analista em Metrologia responsável pela calibração do SM, o fornecedor, o Analista de Processo responsável pelo produto que será inspecionado e o Operador responsável pela operação do SM no dia-a-dia. Outra etapa importante do planejamento para a correta aplicação da ferramenta é o planejamento das especificações que visam prever possíveis falhas de projeto no desempenho das funções pretendidas. Para isso buscou-se uma fundamentação sólida de todas as exigências ou especificações do projeto, como especificações de engenharia dos sistemas de medição visando resultados positivos nos estudos de ASM e nos ensaios de calibração e seus respectivos critérios de aceitação. Também foram avaliados critérios de qualidade destes sistemas de medição como adequação ao uso, vida útil, robustez, entre outros. Em relação às especificações do cliente ao qual o SM será destinado, foi necessário avaliar se estas especificações apresentam clareza na interpretação e condições de processo estáveis. A partir deste planejamento, e levando-se em consideração os dados extraídos dos questionários, iniciou-se a aplicação propriamente dita da ferramenta. Como pode ser visualizado no gráfico de Pareto na figura 11, as três principais famílias de sistemas de medição nas quais foi identificado o maior número de falhas são: dispositivos de controle, ogivas mecânicas e medidores internos. A família de instrumentos denominada de dispositivos de controle são sistemas de medição desenvolvidos sob medida para cada peça e tem como função o controle de características como: posicionamento de furos, posição de faces (comprimento e altura) e o controle de erros de forma. Um exemplo destes sistemas pode ser visualizado na figura 11.

36 35 Figura 11 Exemplo de um dispositivo de controle. Fonte: Autoria Própria. Os instrumentos denominados de ogiva mecânica apresentados na figura 12 são sistemas que realizam a comparação de um diâmetro com um padrão de referência (anel padrão), o instrumento realiza a transmissão do movimento de um relógio e compara a peça com o padrão, a função única deste instrumento é a medição do diâmetro. Figura 12 Exemplo de uma ogiva mecânica. Fonte: Autoria Própria.

37 36 Os medidores internos cujo exemplo é apresentado na figura 13 são sistemas desenvolvidos sob medida para o controle de diâmetros internos especiais que não permitem um instrumento convencional, este instrumento também realiza a comparação com um padrão de referência e sua função única é a medição do diâmetro. Figura 13 Exemplo de um medidor interno. Fonte: Autoria Própria. Através destas informações foi convocado o time de trabalho para as reuniões de aplicação da ferramenta FMEA de Sistemas e estes três sistemas de medição foram selecionados em um primeiro momento para a análise do potencial da ferramenta na redução de falhas. Uma parte da FMEA realizada em um dispositivo de controle pode ser visualizada na Figura 14, a FMEA completa com as três famílias selecionadas podem ser vistos no apêndice A, apêndice B e apêndice C.

38 37 Figura 14 Parte de uma FMEA de sistema de medição para dispositivo de controle. Fonte: Autoria Própria. O time de trabalho buscou avaliar as funções de cada equipamento em relação aos seus respectivos modos de falha, levando-se em consideração os dados apresentados nos questionários e as experiências de cada profissional envolvido. Listados todos os principais modos de falha, e reavaliando-se um a um, buscando a reflexão se nenhuma condição critica foi deixada de lado, iniciou-se a avaliação do efeito potencial de cada modo de falha em relação ao seu impacto sobre o produto inspecionado. A avaliação das causas potenciais dos efeitos esperados foi relacionada sempre ao cliente final, ou seja, qual o impacto que a falha gera ao cliente da empresa caso esta efetivamente ocorra. Para os sistemas de medição os métodos de prevenção e controle atuais são pouco desenvolvidos, visto que até então não era um prática a aplicação do FMEA a estes sistemas, pode-se identificar que rotinas como ASM e calibração dos equipamentos funcionam bem como um método preventivo, porém a detecção dos problemas, muitas vezes está relacionada a práticas não documentadas, como a inspeção visual do sistema de medição. Avaliando-se os índices de Severidade (S), Ocorrência (O) e Detecção (D) buscou-se relacionar de forma coerente com a realidade de sistemas de medição, porém foram utilizadas como base na avaliação as mesmas tabelas propostas por Palady (1997) e já apresentadas no

39 38 Capítulo 2 deste trabalho. Os índices de NPR apresentado, foram calculados através do produto de SxOxD, sendo que este método foi considerado tendo em vista que nenhum dos índices de severidade foi superior a 8. Para priorização das ações foram consideradas as falhas com maior índice de NPR (acima de 200), estas ações foram elaboradas com base na opinião técnicas do envolvidos sobre a melhor forma de prevenção de detecção das falhas. Também foi importante na definição das ações, uma análise de viabilidade técnica e econômica de sua aplicação, visto que em grande parte, o conjunto de ações propostas demonstrou facilidade de implementação. Os resultados correspondentes a cada ação podem ser visualizados nos novos índices de NPR definidos pela equipe. 4.4 RESULTADOS OBTIDOS Através da aplicação de uma FMEA completo nas três famílias de instrumentos analisadas, pode-se notar que o número de modos de falhas de cada equipamento é grande, e como se trata de todo um sistema e não apenas partes únicas como apenas uma peça, a análise torna-se mais complexa. Como este estudo tem por objetivo específico identificar o potencial da ferramenta, foram analisados apenas os principais modos de falha dos principais sistemas de medição da empresa estudada. Através dos novos NPR s calculados com base nas ações implementadas, pode-se perceber que é possível uma redução significativa nos índices dos modos de falhas mais críticos, para o caso do dispositivo de controle especificamente o modo de falhas mais crítico foi reduzido em 168 pontos, e outro modo de falha importante em 260 pontos. Como a aplicação desta ferramenta está sendo realizada no estudo, não é possível uma base concreta de dados a respeito da condição futura de falhas, porém a grande redução do NPR por si só já sugere sistemas mais robustos com menores índices de falha. Em alguns casos, poderia ser exigido do fornecedor destes sistemas de medição a elaboração de análises de FMEA de produto e processo antes do fornecimento, porém uma análise refinada de peça a peça de sistemas elaborados sob medida, tornaria os desenvolvimentos morosos e economicamente inviáveis. Está análise sugerida de todo o sistema, simplifica a avaliação e demonstrou um potencial enorme de ganhos na redução de falhas. Todas as ações recomendadas são aplicáveis, economicamente viáveis e também representam uma atenção redobrada para as atividades de projeto, fabricação, ASM e calibração.

40 39 Nos sistemas medidores internos foi realizada uma análise de ASM em um equipamento desenvolvido no passado, o resultado encontrado de R&R apresenta o valor de 26%, o que significa que é necessária uma aprovação condicional do cliente conforme o manual de ASM, pois os valores estão entre 10% e 30%. Para um equipamento novo desenvolvido e aplicandose o FMEA (Apêndice C) na fase de projeto do sistema, foram encontrados os resultados de 14% para R&R, através de ações tomadas em cima de altos índices de NPR. Esta diminuição do valor representa uma melhora do SM de modo geral, mas ainda é necessária a aprovação do cliente, porém como os valores estão menores, esta aprovação se torna mais fácil. Resumindo, a aplicação da ferramenta na fase de projeto do sistema de medição, também se mostrou muito eficiente na melhoria dos resultados dos estudos de ASM. 4.5 PROPOSTA DE ESTADO FUTURO Conforme já mencionado na revisão bibliográfica, a aplicação da ferramenta da forma correta, com o devido cuidado em relação ao seu planejamento pode trazer uma série de benefícios no desenvolvimento de projetos. Os principais benefícios identificados com o desenvolvimento deste estudo foram: aumento significativo da confiabilidade dos sistemas de medição, o estabelecimento de prioridade para as tomadas de ações do projeto e a futura criação de uma base para programas de testes e validação durante o desenvolvimento dos sistemas de medição. Como demonstrado nos resultados obtidos o potencial de melhoria de ferramenta é grande, por isso sugere-se a inclusão das análises de FMEA de sistemas no desenvolvimento dos sistemas de medição na fase de projetos conforme demonstrado na atualização do fluxograma da figura 15.

41 40 Figura 15 Fluxograma futuro das atividades dos analistas em metrologia. Fonte: Autoria Própria.

42 41 Como estes os Sistemas de Medição atuam no processo como o principal método de detecção das variações do processo e consequentemente dos modos de falha do próprio processo, a aplicação da ferramenta FMEA aos sistemas de medição servirá como uma garantia extra de confiabilidade ao processo, podendo ser incluída uma vantagem competitiva no que diz respeito à confiabilidade dos produtos fornecidos pela empresa.

43 42 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS Conforme mencionado durante o desenvolvimento deste trabalho, o conceito de qualidade tem evoluído muito ao longo dos últimos anos, com uma definição mais abrangente e o foco voltado ao atendimento pleno das necessidades dos clientes, fica claro que além de um diferencial estratégico a qualidade pode potencializar ou simplesmente extinguir uma organização. Desenvolver métodos que visem minimizar falhas ao máximo e aumentar a confiabilidade dos produtos é então uma questão de sobrevivência. Em todas as organizações existem restrições econômicas para os programas de qualidade, dependendo do segmento de atuação estas restrições são maiores ou menores, mas fato é que todos buscam aumentar ao máximo o nível de confiabilidade dos produtos com o menor investimento possível. Dentro deste contexto a ferramenta FMEA vem de encontro à necessidade das organizações, trazendo uma metodologia simples e com uma aplicação dedutiva a ferramenta pode auxiliar muito as organizações no aumento de confiabilidade dos produtos, processos, sistemas e serviços. Este trabalho se utilizou destes benefícios para buscar o aumento da confiabilidade de sistemas de medição, tendo em vista o alto grau de risco que está associado a um sistema de medição falho, visto que estes muitas vezes são a principal forma de detecção nas análises de FMEA e os responsáveis por garantir ao cliente final um produto dentro das especificações. É importante destacar que em nenhum momento o estudo buscou substituir os métodos atuais de ASM e Calibração e sim contribuir para a melhoria da qualidade como um todo, tornando o desenvolvimento dos sistemas de medição mais robustos e cobrindo lacunas não preenchidas pelos outros dois métodos. O objetivo principal deste estudo, de iniciar a elaboração de um banco de dados, a respeito de falhas no desenvolvimento de sistemas de medição, foi alcançado uma vez que, este trabalho foi iniciado com a elaboração da FMEA para as três principais famílias de instrumentos com maior índice de falhas, é claro que como sugere a própria metodologia da FMEA, a ferramenta é dinâmica e por isso deve ser atualizada a cada novo desenvolvimento, em função disso, foi sugerida a inserção da metodologia no fluxograma das atividades conforme descrito na situação futura. Os objetivos específicos, que visavam compreender o potencial da ferramenta, também apresentaram resultados positivos, à medida que saídas como, a melhoria nos valores dos estudos de ASM foram identificadas, porém acredita-se que com o passar do tempo, de

44 43 modo com que novos projetos sejam desenvolvidos dentro do novo fluxograma de utilização da ferramenta, esta compreensão da eficácia da FMEA fique mais evidente. Através da análise dos resultados encontrados e das discussões propostas, pode-se perceber que além de servir ao objetivo de reduzir falhas, que a ferramenta se propõe, ela também serve como uma análise que desenvolve a capacidade de enxergar as situações antecipadamente além de instigar a discussão e a visão de novas abordagens. Em função destas características pode-se concluir que a inserção da ferramenta no novo fluxograma das atividades servirá não apenas com a função de prevenção de falhas, mas também como uma maneira de abordar os projetos de forma diferente, proporcionando uma visão mais ampla, antecipada e aprofundada do projeto.

45 44 REFERÊNCIAS ABNT NBR ISO. Sistemas de Gestão da Qualidade: Requisitos. [S.l.], AGUIAR, D. C.; SALOMON, V. A. P. Levantamento de erros na aplicação de FMEA de processo em empresas dos níveis mais inferiores da cadeia de fornecimento da indústria. In: ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO ENEGEP, 4, Fortaleza, CE. Anais (on-line). Fortaleza: ENEGEP, Disponível em: Acesso em 12 de set AIAG. Measurement Systems Analysis. 3 ed. Detroit: Chrysler Corporation, Ford Motor Company and General Motors Corporation, AIAG. Potential Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) - Reference Manual. 4 ed. AIAG, AUTOMOBILINDUSTRIE, Verband der. Gerenciamento do Sistema da Qualidade na Indústria Automobilística: Auditoria da Qualidade Automotiva. 6.1 Ed. [S.l.], BECKERT, S. F. Aplicando o MSA na Medição da rugosidade superficial. BANAS METROLOGIA, Disponível em: < content/uploads/2012/02/qualidade-da-medi%c3%a7%c3%a3o.pdf>. Acesso em 16 de Set BERTSCHE, B. Reliability in Automotive and Mechanical Engineering: Determination of Component and System Reliability. Berlin: Springer, BURDICK, R. K.; BORROR, C. M. ; MONTGOMERY, D. C. Design and analysis of gauge R&R studies: making decisions with confidence intervals in random and fixed ANOVA models. Philadelphia; Alexandria: ASA-SLAM Series on Statistics and Applied Probability, CARVALHO, M. M. Gestão da Qualidade: Teoria e Casos. Coordenadores: Marly Monteiro de Carvalho, Edson Pacheco Pal. 2ª ed. Rio de Janeiro: Campus Elsevier, DALE, B.; SHAW, P. Failure mode and effects analysis in UK motor industry: a state-of-art study. Quality and Reliability Engineering International, v. 6, n. 3, p , DEMING, W. E. Qualidade: A Revolução da Administração. Rio de Janeiro: Saraiva, DIETRICH, E.; SCHULZE, A. Eingnungsnachweis Von Prüfprozessen. München: Hanser Verlag, FEIGENBAUM, A. V. Controle da qualidade total. São Paulo: Makron Books, FERREIRA, J. J. A.. Modelos Normalizados de Sistemas de Gestão. Conceitos e Certificação: ISO 9001, ISSO e TS In. CARVALHO, M.M.; PALADINI, E.P. (Org.). Gestão

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48 47 APÊNDICES APÊNDICE A FMEA de sistemas para um dispositivo de controle.

49 APÊNDICE B FMEA de sistemas para uma ogiva mecânica. 48

50 49

51 APÊNDICE C FMEA de sistemas para um medidor interno. 50

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