Qualidade Industrial, SPC
Cartas de Controlo: para que servem e quais as regras a aplicar?
As cartas de controlo são essenciais, quer na identificação de tendências que prejudicam os processos produtivos, quer na tomada de decisão sobre as medidas corretivas adequadas.
De entre as diversas ferramentas da qualidade, a carta de controlo é uma das mais utilizadas na indústria para controlar a estabilidade dos processos.
Resumidamente, este gráfico determina estatisticamente uma faixa, denominada limites de controlo, limitada por uma linha superior (LSC) e uma linha inferior (LIC), e com uma linha central (LC), que representa a média. O objetivo é verificar, através do gráfico, se o processo está sob controlo, isto é, isento de causas especiais.
Existem várias formas de implementação, desde a utilização do Excel, com as vantagens e desvantagens inerentes, até softwares específicos para o efeito. Recentemente lançámos uma ferramenta online gratuita – EasySPC – onde pode realizar rapidamente a análise de dados numéricos do seu processo.
O que encontra neste artigo?
Como surgiram as cartas de controlo e que problemas resolvem?
Com relativa frequência as empresas deparam-se com os seguintes dilemas, para os quais a Carta de controlo pode ser a solução adequada:
– Como posso monitorizar o meu processo, ao longo do tempo?
– Posso avaliar a eficiência das mudanças que introduzi?
– É possível prever o comportamento do meu processo?
– O meu produto está sobre controlo?
Em 1918, incumbido da melhoria da qualidade dos equipamentos telefónicos, produzidos na Western Electric Company, o físico Walter Shewhart assumiu a árdua tarefa de dar resposta a estas questões, para sempre revolucionando o conceito de “Controlo Industrial”.
O memorando que apresentou a 16 de maio de 1924 constitui um marco histórico, valendo-lhe o título de “pai” do Controlo Estatístico da Qualidade.
Shewart deu a conhecer as Cartas de Controlo, uma ferramenta gráfica de aplicação de métodos estatísticos no controlo da qualidade em meio industrial, até então apenas mencionados em escassas publicações teóricas.
O seu trabalho consolidou a noção da redução da variabilidade como meio de atingir a estabilidade de um processo, instituindo que um processo estável, o mesmo será dizer, sob controlo estatístico, é apenas afetado por variações de causa comum e que, perturbações mais significativas, que afetam e comprometem o seu normal funcionamento, descrevem causas especiais ou situações extraordinárias, que devem ser eliminadas, de forma a restabelecer a normalidade de um processo.
Certamente já se deparou com a necessidade de introduzir modificações num determinado processo e não ter a certeza sobre quais os parâmetros a alterar!
Com elevada frequência, proceder a tais ajustes, sem recorrer aos corretos métodos de análise, surte o efeito oposto ao pretendido, em particular, o incremento da variabilidade do processo, ao invés da pretendida redução, e consequente degradação da qualidade.
A boa notícia é que, num processo consistente e estável, as variações de causa comum apresentam uma distribuição normal e são facilmente identificáveis nas Cartas de Controlo.
As variações naturais assumem um padrão perfeitamente aleatório em torno da média, representada pela linha central (LC), e estão compreendidas na região delimitada pelos limites de controlo inferior (LIC) e superior (LSC).
A probabilidade de um determinado ponto se encontrar dentro dos limites de controlo é de 99,73%. Todos os restantes pontos, que excedam esses limites, correspondem a variações não naturais (variações de causa especial) do processo que devem ser excluídas para que a estabilidade seja restabelecida.
Principais regras das cartas de controlo
A interpretação das cartas de controlo requer, por parte da pessoa responsável, experiência e conhecimento do processo, bem como conhecimento dos princípios estatísticos para o uso das mesmas.
As cartas de controlo apresentam áreas delimitadas pelas linhas de controlo e a linha central, segmentadas em 3 zonas: A, B e C (ou 3σ, 2σ e 1σ).
A forma como os dados estão distribuídos nestas zonas, são indicativos do estado do seu processo.
A presença de determinados padrões, não aleatórios, aponta para a existência de causas especiais de variação.
A aplicação das regras da norma IS0 7870-2:2013 (conforme tabela seguinte) permitem detetar padrões sistemáticos e ajudam a encontrar a solução certa para os problemas que representam.
As situações fora do controlo são claramente identificadas pela primeira regra. As restantes aumentam a sensibilidade das Cartas de Controlo, prevenindo os falsos alarmes.
Como se observa nas imagens acima, cada regra disparada numa carta de controlo tem uma explicação diferente sobre o estado do processo. Assim, uma boa formação dos operadores, e a definição de um plano de ação para cada tipo de alerta, é fundamental para uma correta implementação das cartas de controlo.
Quando recalcular os limites de controlo?
Os Limites de Controlo são, tipicamente, calculados no início do processo produtivo após a aquisição de entre 5 a 20 pontos de dados, ou seja, 5 a 20 amostras no caso das cartas Xbar-R ou pontos individuais em cartas X-MR.
Caso o processo já tenha um histórico produtivo, com centenas de amostras sem Limites de Controlo, devem ser selecionadas entre 20 e 50 amostras mais recentes para realizar o cálculo dos Limites de Controlo.
Após este cálculo inicial, os Limites de Controlo devem ser fixados no processo. O fixar dos Limites de Controlo permite-nos avaliar a estabilidade do processo ao longo do seu ciclo de vida, permitindo a fácil identificação das causas de variação no processo.
Idealmente, os Limites de Controlo apenas necessitam de ser recalculados quando existe uma alteração fundamental no processo, com vista à melhoria do mesmo ou cumprimento de novos requisitos (quer de qualidade, quer de negócio), como por exemplo, a introdução de novas matérias-primas ou a substituição de um equipamento.
Durante o período de avaliação da alteração efetuada no processo, os Limites de Controlo utilizados deverão ser os definidos no processo antes da mesma.
A manutenção dos mesmos Limites de Controlo permitirá constatar se a alteração preconizada teve o impacto desejado.
Analisemos um exemplo simples abaixo, de uma linha de enchimento onde alteraram os bicos de enchimento, com vista à melhoria global do processo de enchimento:
Como se observa na Carta X acima, ocorreu uma alteração significativa no processo na Amostra 20. Esta alteração resultou na redução significativa da variação no processo, tendo também reduzido a média do mesmo.
Confirmado o efeito pretendido, devem-se calcular os novos Limites de Controlo tendo em conta apenas as novas amostras.
Como se pode observar na Carta X acima, após o recalculo dos Limites de controlo, a alteração ao processo levou ao estreitamento dos Limites de Controlo.
A partir deste momento, o processo deverá utilizar os novos Limites de Controlo.
Os Limite de Controlo podem ainda ser alterados caso o processo apresente causas de variação especiais que não consigam ser identificadas e corrigidas. No exemplo que se segue, o processo apresenta causas de variação especial que não podem ser identificadas, tendo-se recalculado os Limites de Controlo na Amostra 15.
Nestes casos, apenas se deve avançar para o recálculo dos Limites de Controlo quando forem esgotadas todas as possibilidades de identificação e correção das causas de variação especiais.
Em resumo
– Os Limites de Controlo podem ser calculados no início do processo produtivo com 5 a 20 amostras.
– Os Limites de Controlo devem ser recalculados quando existe uma alteração fundamental no processo, ou quando existem causas de variação especiais que não podem ser identificadas e/ou corrigida.
– Após uma alteração fundamental ao processo, devem ser mantidos os Limites de Controlo de forma a avaliar a alteração e apenas depois recalcular os mesmos.
Rui Silva
Licenciado em Engenharia Informática e Comunicações, pela Escola Superior de Tecnologia e Gestão do Instituto Politécnico de Leiria.
De 2005 a 2007, participou no projeto e-U e no Leiria Região Digital do IPLeiria.
Em 2007, integra a Direção de Serviços Informáticos do IPL, como coordenador da Unidade de Planeamento e Controlo (UPC).
Em 2013, conclui a Pós-Graduação em 6 sigma ao nível de Black Belt pelo IPL e, em janeiro de 2014, integra a equipa da Sinmetro, na qualidade de Consultor Sénior em Lean/6Sigma e gestor de projetos.
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