Mini-Projecto · Controlo estatístico de um processo de fundição
Contexto
A Fundição Vale do Ferro, uma fundição de peças em ferro fundido e alumínio para o setor automóvel, recebeu uma reclamação de um cliente: um lote de eixos apresentava dimensões fora da tolerância acordada. A direção da qualidade decidiu implementar um plano de controlo estatístico de processos (CEP) completo numa das linhas críticas, para evitar que o problema se repita.
Foste contratado/a como técnico/a de laboratório para conduzir este plano: recolher e descrever os dados do processo, construir e interpretar cartas de controlo, avaliar a capacidade do processo face às especificações do cliente, validar o sistema de medição usado e propor um plano de ações corretivas e preventivas, com o suporte de testes estatísticos.
Trabalhas individualmente ou em grupo de 2, com dados reais ou simulados de um processo de fundição à tua escolha (dimensão de um furo, dureza de uma peça, peso, número de porosidades), e entregas um dossiê técnico completo com todas as fases documentadas.
Requisitos
Funcionais
- Descrição estatística de pelo menos 20 medições do processo escolhido (média, dispersão, histograma).
- Identificação da distribuição mais adequada aos dados (Normal ou Poisson) e justificação.
- Construção de, no mínimo, 1 carta de controlo de variáveis (X̄-R) e 1 carta de atributos (p, np, c ou u), com dados diferentes.
- Cálculo dos índices de capacidade Cp e Cpk, com as especificações do cliente definidas no dossiê.
- Um estudo GRR simplificado (mínimo 2 operadores, 5 peças, 2 repetições) sobre o instrumento de medição usado.
- Identificação de, pelo menos, 1 padrão anormal numa carta (real ou simulado) e o plano de ação corretiva e preventiva correspondente.
- Um teste de hipóteses que compare duas condições do processo (dois turnos, dois fornecedores, antes/depois de uma alteração).
Não-funcionais
- Todos os cálculos apresentados com o raciocínio, não só o resultado final.
- Gráficos e tabelas legíveis, com unidades e limites identificados.
- Linguagem técnica rigorosa, consistente com o referencial da UC.
- Dossiê organizado por fases, com conclusões objetivas em cada uma.
Fases
Fase 1 · Escolha do processo e recolha de dados (3h) Escolher a característica do processo a controlar (dimensão, dureza, peso ou defeito). Recolher ou simular pelo menos 20 medições, organizadas em subgrupos.
Fase 2 · Estatística descritiva e distribuição (3h) Calcular média, amplitude e desvio-padrão. Construir o histograma e justificar a distribuição (Normal ou Poisson) mais adequada aos dados.
Fase 3 · Cartas de controlo (5h) Construir a carta de variáveis (X̄-R) e a carta de atributos escolhida. Traçar linha central e limites de controlo. Identificar se há pontos ou padrões fora de controlo.
Fase 4 · Capacidade do processo (4h) Definir as especificações do cliente (LSE, LIE). Calcular Cp e Cpk a partir dos dados estáveis da Fase 3. Interpretar o resultado e diagnosticar dispersão vs centragem.
Fase 5 · Sistema de medição (3h) Planear e realizar um estudo GRR simplificado sobre o instrumento usado nas fases anteriores. Concluir se o sistema de medição é adequado.
Fase 6 · Decisão estatística e plano de ação (5h) Realizar o teste de hipóteses entre duas condições do processo. Com base em todos os resultados, redigir o plano de ações corretivas e preventivas.
Fase 7 · Apresentação (2h) Apresentar o dossiê à turma: dados, cartas, capacidade, GRR, teste de hipóteses e plano de ação, com as decisões justificadas.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Estatística descritiva e distribuição | 15% |
| Cartas de controlo (variáveis e atributos) | 20% |
| Capacidade do processo (Cp e Cpk) | 20% |
| Estudo GRR do sistema de medição | 15% |
| Teste de hipóteses e plano de ação | 20% |
| Dossiê e apresentação | 10% |
Erros comuns
- Construir a carta de controlo com dados de dois processos diferentes misturados no mesmo subgrupo.
- Calcular Cp e Cpk sobre um processo instável, sem confirmar primeiro que a carta de controlo está sob controlo.
- Confundir os limites de controlo com as especificações do cliente no mesmo gráfico.
- Fazer o estudo GRR com peças demasiado parecidas, o que esconde a variação real do sistema de medição.
- Tirar conclusões de um teste de hipóteses sem indicar claramente H0 e H1.
- Apresentar apenas resultados finais, sem o raciocínio dos cálculos.
Bónus (opcional)
- Aplicar uma regressão linear entre uma variável de processo (ex.: temperatura de vazamento) e o resultado medido.
- Aplicar uma ANOVA comparando três ou mais moldes, turnos ou fornecedores.
- Calcular um intervalo de confiança de 95% para a média do processo, além do teste de hipóteses.
- Propor uma norma interna de amostragem (frequência e tamanho de subgrupo) para o processo estudado.
Reflexão
No dossiê final, responde: porque é que a avaliação da capacidade do processo (Cp/Cpk) só faz sentido depois de confirmar que o processo está estatisticamente estável? E, olhando para os teus resultados, que duas ações, uma corretiva e outra preventiva, recomendarias à direção da Fundição Vale do Ferro?