Controle de Carta Estatística, Notas de estudo de Gestão da Qualidade Total

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B rasília-DF.

Controle estatístiCo da Q ualidade

Elaboração Flavio Augusto Custodio Produção Equipe Técnica de Avaliação, Revisão Linguística e Editoração

Apresentação

Caro aluno A proposta editorial deste Caderno de Estudos e Pesquisa reúne elementos que se entendem necessários para o desenvolvimento do estudo com segurança e qualidade. Caracteriza-se pela atualidade, dinâmica e pertinência de seu conteúdo, bem como pela interatividade e modernidade de sua estrutura formal, adequadas à metodologia da Educação a Distância – EaD. Pretende-se, com este material, levá-lo à reflexão e à compreensão da pluralidade dos conhecimentos a serem oferecidos, possibilitando-lhe ampliar conceitos específicos da área e atuar de forma competente e conscienciosa, como convém ao profissional que busca a formação continuada para vencer os desafios que a evolução científico-tecnológica impõe ao mundo contemporâneo. Elaborou-se a presente publicação com a intenção de torná-la subsídio valioso, de modo a facilitar sua caminhada na trajetória a ser percorrida tanto na vida pessoal quanto na profissional. Utilize-a como instrumento para seu sucesso na carreira. Conselho Editorial

Organização do Caderno

de Estudos e Pesquisa

Para facilitar seu estudo, os conteúdos são organizados em unidades, subdivididas em capítulos, de forma didática, objetiva e coerente. Eles serão abordados por meio de textos básicos, com questões para reflexão, entre outros recursos editoriais que visam a tornar sua leitura mais agradável. Ao final, serão indicadas, também, fontes de consulta, para aprofundar os estudos com leituras e pesquisas complementares. A seguir, uma breve descrição dos ícones utilizados na organização dos Cadernos de Estudos e Pesquisa. Provocação Textos que buscam instigar o aluno a refletir sobre determinado assunto antes mesmo de iniciar sua leitura ou após algum trecho pertinente para o autor conteudista. Para refletir Questões inseridas no decorrer do estudo a fim de que o aluno faça uma pausa e reflita sobre o conteúdo estudado ou temas que o ajudem em seu raciocínio. É importante que ele verifique seus conhecimentos, suas experiências e seus sentimentos. As reflexões são o ponto de partida para a construção de suas conclusões. Sugestão de estudo complementar Sugestões de leituras adicionais, filmes e sites para aprofundamento do estudo, discussões em fóruns ou encontros presenciais quando for o caso. Praticando Sugestão de atividades, no decorrer das leituras, com o objetivo didático de fortalecer o processo de aprendizagem do aluno.

Introdução

Controle da qualidade é um conjunto de ações ou medidas desenvolvidas com o objetivo de assegurar que os serviços ou produtos gerados atendam aos requisitos segundo os quais foram especificados. Segundo a ISO 8402, Controle da Qualidade é definido como sendo o conjunto de “técnicas e atividades operacionais usadas para atender os requisitos para a qualidade”. Avaliar os resultados das ações, com o objetivo de verificar se estão em conformidade com as expectativas, faz parte da natureza do homem. Assim, no sentido Lato, pode-se dizer que o controle da qualidade remonta aos primórdios da civilização humana. Não se pode precisar no tempo quando foi que o controle da qualidade começou a ser utilizado, de forma sistemática, de modo a assegurar que os resultados das ações empreendidas viessem a atender aos requisitos dos projetos, na forma como foram concebidos. Entretanto, a perfeição das obras remanescentes das civilizações grega, romana, egípcia, chinesa, e outras, sob a forma de templos, termas, pirâmides, muralhas etc., nos permite assegurar que alguma forma de controle devia ser por eles empregada. Os registros históricos nos mostram que até o final do século XVIII, antes do início da Era Industrial, os empreendimentos eram, na sua maioria, de natureza individual ou familiar e cada um definia e controlava a qualidade dos produtos ou serviços que gerava. Curiosamente, esta é uma postura muito atual. No que se refere à “garantia da qualidade”, “cada um é responsável pela qualidade do que faz”. A diferença entre um profissional do final do século XVIII e o seu colega dos anos 1990 está na forma segundo a qual aquele entendia e este entende a função “qualidade”. Para o profissional do século XVIII a “qualidade” estava relacionada ao atendimento as especificações do produto, especificações estas quase sempre ditadas por ele mesmo. Ele definia o que deveria ser “qualidade”, produzia e, eventualmente, quase sempre sem uma programação específica definida, inspecionava o produto para verificar se estava conforme as suas especificações. Hoje, a “qualidade” é definida pelo cliente. Cabe, também, ao profissional dos nos 1990 produzir e controlar a qualidade do que ele produz. Entretanto, o controle da qualidade por ele exercido é feito de forma sistematizada; é planejado de forma a cobrir todas as fases do processo e tem por objetivo assegurar que as necessidades do seu cliente vão ser atendidas. Não se trata mais apenas de uma inspeção final para verificar se o produto tem ou não defeitos de fabricação. Entretanto, não se pode dizer que a sociedade, até o início do século XIX, encontrava- se totalmente sem estruturas organizacionais orientadas para o controle da qualidade.

Registra-se, no decorrer da idade média, intensas atividades de associações de artesões, estabelecendo padrões que visavam proteger ganhos econômicos e sociais de seus associados e regular a economia. Para alcançar esses objetivos essas associações desenvolveram intensos e importantes trabalhos estabelecendo salários, condições de trabalho e especificações para matérias-primas e produtos acabados. Entre 1900 e 1930, com o advento da era industrial, pressionados pela crescente concorrência e pela complexidade dos processos, iniciou-se uma nova fase para o controle da qualidade. Essa foi a Era da Inspeção. No início, as inspeções eram feitas no produto acabado e tinha por objetivo evitar que itens defeituosos chegassem ao consumidor. Nenhuma técnica estatística era usada. No final dos anos 1920, como decorrência da crescente complexidade dos processos e da maior concorrência do mercado, iniciou-se a utilização de técnicas estatísticas para o controle dos produtos. Em 1924, foi criado o Inspection Engineering Departament of Western Electric’s Bell Telephone Laboratories, do qual foram membros personalidades como R. B. Miller, G. D. Peterson, H. F. Dodge, G. D. Edwards, P. S. Olmstead, M. N. Torrey e outros, aos quais devemos importantes trabalhos pioneiros de desenvolvimento de teorias e métodos de controle da qualidade, incluindo critérios para seleção e amostragem. A primeira carta de controle da qual se tem registro foi desenvolvida por Shewhart em 1924 e ficou conhecida como “Carta de Controle de Shewhart”. Entre 1930 e 1940, o uso da estatística como ferramenta para o controle da qualidade se consolidou como técnica. Destaca-se nesse período os trabalhos do Joint Committee for the Development of Statistical Aplications in Egineering and Manufacturing, presidido por Shewhart e apoiado pela American Society for Testing Materials (ASTM), American Society of Mechanical Engineers (ASME), American Mathematical Society (AMS), American Statistical Association (ASA), Institute of Mathematical Statistics (IMS) e o American Institute of Electrical Engineers (AIEE). Na década de 1940, o uso da estatística como ferramenta para o controle da qualidade se consolidou como prática indispensável, principalmente devido às condições impostas pela economia de guerra. A necessidade de massificar a produção levou a uma inevitável deterioração da qualidade dos produtos. Esse fato obrigou o sistema produtivo a utilizar, em escala sem precedentes, as técnicas estatísticas que já haviam sido desenvolvidas para o controle de produtos. Nesse período, intensivos programas de treinamento, orientados para a utilização destas técnicas, foram implementados, com os objetivos de: minimizar perdas, reduzir o custo de produção e, principalmente, assegurar a qualidade dos produtos. Nesse período, as forças armadas dos Estados Unidos e dos países aliados desempenharam um papel importantíssimo no desenvolvimento de novas técnicas estatísticas, na pesquisa de

Na década de 1970, a sociedade, preocupada com os nossos recursos naturais, evoluiu, incorporando conceitos de racionalização de insumos nos processos produtivos. O vertiginoso crescimento das atividades industriais, ocorrido nesse último quarto do século X, despertou, principalmente nas comunidades mais esclarecidas, uma forte conscientização de que a natureza não é infinita em sua capacidade de absorver os resultados de todas as atividades humanas, no ritmo em que estas vêm ocorrendo, sem que sejam alteradas as condições ambientais globais. Como resultado, seis anos após a realização da ECO-92, foi assinado, no início de 1998, o protocolo de Kyoto que estabelece critérios sobre emissão de CO2 e outros gases que exercem efeito estufa e prioriza o desenvolvimento e a utilização de tecnologias amigáveis com relação a mudanças climáticas. Como não poderia deixar de ser, os movimentos conservacionistas influenciaram fortemente os conceitos relativos à qualidade e motivaram a aprovação das Normas ISO Série 14000, em 1996. Essas Normas especificam os requisitos relativos a um sistema de gestão ambiental e regem as relações contratuais para o comércio interno e entre países, operacionalizando grande parte dos acordos firmados na ECO-

92. Assim, a preservação da qualidade do meio ambiente passou a ter um caráter econômico urgente e como consequência, o sistema produtivo deverá privilegiar, nos próximos anos, em escala crescente, a utilização de tecnologias orientadas para o desenvolvimento sustentável, com enfoque na preservação dos ecossistemas e da biodiversidade. A função qualidade pode, também, ser analisada pelo objeto do seu foco. Até a década de 1940 o produto era o ponto de aglutinação de todos os esforços orientados no sentido de lhe agregar qualidade. Essa foi a Era da Inspeção, do controle da qualidade e a estatística foi a principal ferramenta utilizada. Nas décadas de 1950, 1960 e 1970, o processo passou a ser o ponto principal das atenções, sem que, contudo, o produto tenha saído de cena. Controlar o processo para que os produtos por ele gerados atendam as especificações, certamente é uma forma mais econômica de assegurar qualidade. Nesse período, as inspeções continuaram sendo atividades importantes, mas apenas para registrar a qualidade da produção e a estatística consolidou sua posição como ferramenta indispensável para os processos de controle. Nas décadas de 1980 e 1990 cresceu no meio empresarial a consciência de que tão ou mais importante do que produzir com qualidade, é oferecer ao cliente o que ele deseja, é atender as suas necessidades. Assim, o cliente, como o “parceiro” mais importante do negócio, passa a ser o foco das atenções. Atender às expectativas do cliente e, se

possível, superar essas expectativas, passa a ser a política dos negócios de sucesso. As características de uma empresa orientada para o atendimento ao cliente são: » seus processos são consistentes e adequadamente controlados (eficiência); » seus produtos são especificados de acordo com as necessidades do seu cliente (eficácia); » como as necessidades do cliente estão sempre mudando, elas são flexíveis, adaptam-se com rapidez e têm visão do futuro (efetividade). Para essa empresa, o cliente no sentido lato (a sociedade) aparece no cenário com importância crescente e vai se tornando tão importante quanto o cliente que adquire seus produtos ou serviços (cliente no sentido stricto ). O controle de processo, para estar de acordo com o enfoque filosófico da era em que estamos vivendo, deve ser dinâmico, deve estar orientado para as necessidades dos clientes (interno e externo, stricto e lato senso) e ser capaz de acompanhar as mudanças das suas necessidades. Dentro deste contexto, a estatística é apenas uma ferramenta, importantíssima sem dúvidas, mas apenas uma ferramenta. Texto extraído de: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAGoQAF/cep-controle- estatistico-processo>. Acesso em: 15 abr. 2014. Esta disciplina é dividida nas seguintes unidades tendo como base que o Controle Estatístico da Qualidade é baseado no controle do processo. A Unidade I procura apresentar as definições e conceitos do Controle Estatístico de Processo (CEP). Ele mostra os objetivos do CEP, os conceitos de variabilidade, sistemas de controle de processos e os diferentes tipos de distribuições de probabilidade que ajudam a modelar o entendimento da vida real. Por fim é mostrado as origens e definições das cartas de controle que tem um papel fundamental no processo do CEP. Já na Unidade II é apresentado um detalhamento sobre as cartas de controle. Primeiramente, é apresentada as cartas de controle para variáveis e depois as cartas de controle por atributos. O objetivo desta unidade é mostrar para os principais tipos de coletas de dados as opções de cartas de controle mais adequada. A Unidade III procurar mostras as principais análises de processo para as tomadas de decisões no CEP. Que seriam as análises de processo quanto à estabilidade e capacidade. E por fim, na unidade IV será apresentada as vantagens do CEP em relação ao método de inspeção e seguindo uma proposta de implantação feita por Ribeiro e Caten (2012) mostrará como deve ser implantado o CEP em uma organização.

UNIDADE I DEFINIÇÃO E CONCEITOS DO CONTROLE ESTATÍSTICO DO PROCESSO Todo processo produtivo em grande escala, como a fabricação de peças para a indústria automobilística, indústria de borracha e pneus, tintas, cosméticos e fabricação de alimentos diversos, necessita controlar o seu processo com objetivo de garantir a qualidade do produto final bem como evitar que o produto tenha que ser novamente fabricado, gerando custos desnecessários a empresa. Prevendo este potencial risco da perda do controle do processo é que foram criadas ferramentas de auxílio para o controle do processo por amostragem que represente de forma representativa todo o processo produtivo, garantindo a qualidade do produto final. De uma forma geral, o Controle Estatístico do Processo (CEP) fornece uma radiografia geral do processo, identificando inclusive onde e em qual momento estão ocorrendo as falhas no processo produtivo, ou seja, a variabilidade do processo. O principal objetivo do CEP é controlar de forma eficaz a qualidade do produto, e pode ser utilizado em diversos processos produtivos, além de ser possível de ser feito pelo operador do processo em tempo real, com isso aumenta o comprometimento do operador uma vez que agora ele tem a possibilidade de controlar o processo e libera a gerência executiva para atividades de melhoria estrutural. O CEP possibilita o monitoramento das características de interesse, assegurando que elas serão mantidas dentro de limites preestabelecidos e indicando quando devem ser tomadas ações corretivas ou preventivas para atuar sobre a causa raiz do problema. É importante ressaltar a importância de se detectar os defeitos o mais breve possível, para evitar o aumento dos custos devido à incorporação da matéria- prima e da atuação da mão de obra em um produto defeituoso gerando prejuízos para a organização. O CEP objetiva aumentar a capacidade dos processos, reduzindo refugo e retrabalho, e, por consequência, o custo da má qualidade. Assim, ele proporciona às empresas a base para melhorar a qualidade de produtos e serviços e, simultaneamente, reduzir substancialmente estes custos gerados pela má administração da qualidade.

UNIDADE I │ DEFINIÇÃO E CONCEITOS DO CONTROLE ESTATÍSTICO DO PROCESSO De acordo com a definição de Taguchi, um produto ou serviço de qualidade é aquele que atende perfeitamente às especificações, atingindo o valor alvo com a menor variabilidade possível em torno dele. Cada produto possui um número de elementos que, em conjunto, descrevem sua adequação ao uso. Esses elementos são frequentemente chamados características da qualidade ou indicadores de desempenho.

UNIDADE I │ DEFINIÇÃO E CONCEITOS DO CONTROLE ESTATÍSTICO DO PROCESSO O processo em si é uma combinação de equipamentos, insumos, métodos, procedimentos e pessoas, tendo como objetivo a fabricação de um bem ou o fornecimento de um serviço (efeito). A figura 2 a qual utiliza um diagrama de Ishikawa (Causa e Efeito) mostra os fatores que podem gerar um produto com defeito. Figura 2. Diagrama de Causa e Efeito exemplificando um produto com defeito. Fonte: http://www.blogdaqualidade.com.br/diagrama-de-ishikawa. Acessado em 9 dez. 2014. O desempenho do processo varia de acordo como ele foi projetado a partir da estratégia da organização e como é realizada a sua operação e os controles utilizados para a sua verificação e validação. Segundo Ribeiro e Caten (2012), as informações sobre o desempenho de um processo são obtidas a partir do estudo cruzado, como mostrado na Figura 3, dos seguintes itens: a. qualidade das características do produto final mostrado na parte de cima da figura; b. qualidade das características intermediárias mostrado na parte intermediária da figura; c. ajuste dos parâmetros do processo mostrado na parte de baixo da figura.

DEFINIÇÃO E CONCEITOS DO CONTROLE ESTATÍSTICO DO PROCESSO │ UNIDADE I Figura 3. Informações sobre o processo. Fonte: Ribeiro e Caten (2012). As informações sobre o processo são importantes para efeitos de mapeamento e detecção de falhas e possíveis falhas impulsionando a geração de ações corretivas e preventivas. É importante ressaltar que estas informações tem o propósito de atuação e não para fins de registro e documentação. A coleta de dados e as ações ao longo do processo visam à detecção imediata a defeito ou de possíveis tendências a ocorrências de defeitos. Fazendo a detecção, existem diversas formas de realização das ações que são controle sobre as matérias primas, ajuste nos parâmetros do processo, manutenção periódica, treinamento de operadores, entre outros. Por exemplo, um controle de processo utilizado comumente em empresas de produção discreta e seriada é o de apontamento das dimensões de um produto. A engenharia de processo define as cotas críticas para uma determinada operação de produto e esta cota passa a ter uma frequência de medição a qual é registrada pelo operador e utilizada pela Garantia da Qualidade para fins de controle garantindo a imediata detecção do desvio e sua posterior ação.

DEFINIÇÃO E CONCEITOS DO CONTROLE ESTATÍSTICO DO PROCESSO │ UNIDADE I » Máquinas: se tiverem boa manutenção elas tendem ser mais consistentes que aquelas com baixa manutenção preventiva. » Matéria-prima: são mais consistentes se fornecidos dentro dos requisitos do cliente e com baixíssimas variações. » Método: alterações no método de trabalho ou falta deste irão afetar o padrão de qualidade. » Ambiente: variações de temperatura, umidade, poeira, entre outros podem afetar o processo. » Medição: ferramentas de medição podem possuir um erro que podem causas ajustes incorretos e medições incorretas gerando decisões erradas. Dividir todas as possíveis variações em seis grandes categorias de causas comuns pode tornar fácil a identificação das fontes de variação que ocorrem durante o processo. Se a conexão que podem ser encontradas entre estas categorias de variações em um produto ou serviço decorrer de umas destas seis causas comuns, então é possível melhorar a qualidade do produto ou serviço. Não há maneiras de mudar a variação, exceto se mudar o processo. Se o processo produz muitos defeitos, então ele deve ser mudado. A variável inerente não é a única causa da variação. Uma troca de ferramenta, uma movimentação da porta-ferramenta, um engano do operador, uma máquina falhar o programa. Há uma específica razão para as causas destas variações, neste caso podemos chamar esta situação de variável controlável a qual decorre de uma causa especial. Tão logo a variável inerente decorrente de causas comuns exista, o sistema tem que ser controlado estatisticamente. Se há uma causa especial atuando, o processo não está sob controle e gerará produtos com defeito. O controle estatístico serve para detectar a presença de causas especiais. O controle estático tem dois objetivos: » ajuda a selecionar processos capazes de produzirem o requerido produto com a mínima quantidade de defeitos; » monitorar o processo para assegurar a produção contínua dentro da requerida qualidade e sem variáveis controláveis atuando.

UNIDADE I │ DEFINIÇÃO E CONCEITOS DO CONTROLE ESTATÍSTICO DO PROCESSO

Padrões de variabilidade

A saída de cada processo tem um único padrão que pode ser descrito pela curva, centro e amplitude. A representação desta saída do processo é feita de acordo com a sua distribuição. Por exemplo, temos a distribuição normal conforme a seguinte figura: Figura 5. Curva do sino distribuição normal. Fonte: Adaptado de Treinamento In Company LG Philips, 2003. Conforme a Figura 5, a forma da curva é definida pela distribuição de dados. Uma forma muito comum de curva em processos de manufatura que estão sob controle é a distribuição normal. Ela também existe em processos naturais, como por exemplo, a evolução de peso do ser humano. Já o centro de uma distribuição normal é calculado a partir da soma de todas as observações dividida pelo número de observações. Veja na Figura 6 que a maior parte dos dados estão concentrados na região central do gráfico. Para validar um processo em uma distribuição normal, deve-se conhecer o valor do seu centro como também a amplitude da variação. Em um controle estatístico de processo há dois métodos para a medição da variação. Uma delas é chamada de range e outro de desvio padrão. » Range: ela é a diferença entre o maior e menor valor de uma amostra. Ela é uma medida de amplitude da distribuição. » Desvio padrão: é uma medida que indica a amplitude média da variação a partir do número sigma (σ). Conforme Figura 6, quanto maior o sigma