UC05050

Implementar técnicas de controlo de processo

Variáveis críticas, mapas e fichas de controlo, indicadores, monitorização, ações corretivas e relatórios

Curso profissional · 25h · Técnico de Fundição · Técnico de Laboratório - Fundição

Plano

  1. Processo, subprocessos e fluxo de fabrico
  2. Variáveis críticas e metodologia de análise e controlo
  3. Instrumentação, mapas e fichas de controlo
  4. Indicadores de controlo do processo
  5. Selecionar ensaios e análises às variáveis do processo
  6. Automatização de processos
  7. Monitorizar as variáveis críticas do processo
  8. Análise de variáveis intrínsecas: diferentes abordagens
  9. Planeamento, acompanhamento e ações corretivas
  10. Análise de resultados e relatórios de acompanhamento
  11. Segurança, ambiente, resíduos e qualidade

Bloco 1 · Processo e fluxo de fabrico

O processo e o subprocesso de fabrico

Um processo de fabrico é a sequência organizada de operações que transforma matéria-prima em produto acabado. Em fundição, divide-se em subprocessos encadeados.

  • Preparação de areias, moldação, machos, fusão, vazamento, desmoldação, acabamento, ensaios.
  • Cada subprocesso tem entradas, saídas, recursos e responsáveis próprios.
  • Controlar o processo exige primeiro mapear este fluxo completo.

O fluxo de fabrico em diagrama

Areias → Moldação/Machos → Fusão → Vazamento → Desmoldação → Acabamento → Ensaios → Expedição
  • Cada seta é uma transferência de material ou informação.
  • Cada caixa é um subprocesso com variáveis próprias a controlar.
  • O efeito de um desvio aparece muitas vezes mais à frente no fluxo do que a sua causa.

Variáveis críticas e constrangimentos

Uma variável crítica afeta diretamente a qualidade, a segurança ou o custo. Um constrangimento é uma limitação do processo, de equipamento, material, tempo ou competência.

Subprocesso Variável crítica Constrangimento
Areias humidade, permeabilidade tempo de mistura
Fusão composição, temperatura capacidade do forno
Vazamento temperatura, velocidade geometria do canal
Acabamento rugosidade, dimensões desgaste de ferramenta

Bloco 2 · Variáveis críticas e metodologia

Selecionar as variáveis críticas

Primeira realização da UC: nem todas as variáveis merecem o mesmo esforço de controlo.

  • Impacto na qualidade final: quanto a variação afeta a peça.
  • Frequência do desvio: com que regularidade sai da especificação.
  • Custo do erro: retrabalho, sucata, paragem, reclamação.
  • Capacidade de medição: existe instrumento e método fiável?

Metodologias de análise e controlo

  • CEP (controlo estatístico do processo): cartas de controlo para variáveis contínuas.
  • Amostragem por atributos: contagem de conformes/não conformes.
  • Inspeção a 100%: quando o custo do erro é demasiado alto.
  • Análise laboratorial pontual: composição química, propriedades mecânicas.

A escolha certa combina, muitas vezes, mais do que uma metodologia.

Exemplo resolvido · escolher a metodologia

Variação de dureza em peças de ferro fundido, causa suspeita: composição química.

  1. Variável crítica: teor de carbono e silício.
  2. Impacto: alto, requisito de aceitação do cliente.
  3. Metodologia: análise laboratorial por corrida + carta de controlo para a tendência.
  4. Frequência: uma análise por corrida, antes do vazamento.

Bloco 3 · Mapas e fichas de controlo

Instrumentação de apoio

  • Termopares e pirómetros: temperatura do metal e do forno.
  • Balanças e básculas: pesagem da carga e aditivos.
  • Paquímetros, micrómetros e calibres: controlo dimensional.
  • Durómetros: dureza da peça.
  • Espectrómetros: composição química.
  • Sensores de processo: pressão, caudal, humidade da areia.

Mapas de controlo

Um mapa de controlo organiza, de forma visual, onde e quando se mede cada variável ao longo do fluxo de fabrico.

  • Que ponto de medição.
  • Que instrumento.
  • Que frequência.
  • Que limites de especificação.

O mapa é o plano; a ficha é o registo de cada medição concreta.

Fichas de controlo

Campo Exemplo
Variável temperatura de vazamento
Ponto de medição saída do forno
Instrumento pirómetro de imersão
Especificação 1400 a 1450 ºC
Valor medido 1420 ºC
Decisão conforme
Operador / turno J. Silva / manhã

Exemplo resolvido · construir uma ficha de controlo

Controlar a humidade da areia numa fundição em areia auto-secativa:

  1. Variável: humidade da areia (%).
  2. Ponto: saída do misturador.
  3. Instrumento: higrómetro de areia.
  4. Especificação: 3,5% a 4,5%.
  5. Frequência: uma medição por lote.
  6. Ficha regista: valor, hora, lote, operador, decisão.

Bloco 4 · Indicadores

Definir indicadores de controlo

Um indicador sintetiza o desempenho de uma variável ou processo ao longo do tempo.

  • Conformidade: percentagem de peças conformes por lote.
  • Eficiência: rendimento metálico, taxa de sucata, tempo de ciclo.
  • Estabilidade: desvio-padrão de uma variável ao longo do tempo.
  • Segurança: número de incidentes por período.

Boas práticas na definição de indicadores

  • Ter um dono que acompanha e age sobre o indicador.
  • Ter uma meta clara e um limite de alerta.
  • Frequência de atualização adequada: nem raro nem excessivo.
  • Ser visível a quem decide: quadro no posto de trabalho ou painel digital.

Exemplo resolvido · indicador de conformidade

Num turno: 80 peças vazadas, 72 conformes.

Indicador = 72 ÷ 80 × 100 = 90%.

Meta definida: 95%; limite de alerta: 90%. Este turno está exatamente no limite de alerta: motivo para investigar antes de o indicador descer mais.

Bloco 5 · Ensaios e análises

Selecionar ensaios e análises

Segunda realização da UC: escolher o ensaio certo evita medir a coisa errada com precisão perfeita.

  • O que a variável exige: dimensão, composição ou dureza pedem ensaios diferentes.
  • Rapidez: um ensaio destrutivo demorado pode não servir em linha.
  • Custo e disponibilidade do equipamento e do laboratório.
  • Momento no processo: alguns só fazem sentido depois de arrefecer ou acabar.

Ensaios e análises comuns ao processo

Variável Ensaio/análise
Composição química espectrometria de emissão ótica
Dureza ensaio Brinell ou Rockwell
Resistência à tração ensaio de tração em provete
Dimensões paquímetro, calibre ou 3D
Porosidade interna radiografia ou ultrassons
Humidade/permeabilidade da areia ensaios laboratoriais de areia

Exemplo resolvido · escolher o ensaio certo

Cliente exige garantia de ausência de porosidade interna numa peça crítica de segurança.

  1. A variável não é visível à vista nem por controlo dimensional.
  2. Ensaio não destrutivo, a peça tem de ser entregue: radiografia ou ultrassons.
  3. Frequência: 100% das peças críticas, dado o custo elevado de um defeito não detetado.

Bloco 6 · Automatização

Automatização de processos

A automatização substitui, total ou parcialmente, a intervenção humana na recolha de dados, na regulação de parâmetros ou na decisão de controlo.

  • Manual: operador lê e regista à mão.
  • Semiautomático: regista automaticamente, decisão humana.
  • Automático com alarme: compara com limites e avisa.
  • Automático com correção: ajusta o próprio parâmetro sozinho.

Vantagens e limites da automatização

  • Vantagens: menos erro humano, mais frequência de registo, rastreabilidade automática, reação mais rápida.
  • Limites: custo de instalação, manutenção e calibração, risco de o operador deixar de entender o processo.

A automatização não substitui interpretar os dados: substitui apenas recolhê-los.

Bloco 7 · Monitorizar

Monitorizar as variáveis críticas

Terceira realização da UC: recolher e registar dados de forma sistemática, ao longo do tempo.

  1. Medir no ponto e frequência definidos no mapa de controlo.
  2. Registar na ficha, com data, turno e operador.
  3. Comparar com a especificação e o histórico.
  4. Sinalizar valores fora da especificação ou tendências anómalas.

Recolher e registar: papel vs sistema digital

Papel (ficha impressa) ou sistema digital (folha partilhada, SCADA, software de produção): o princípio é o mesmo.

  • O dado tem de ser fidedigno.
  • Tem de ser rastreável ao lote e ao operador.
  • Tem de ser acessível a quem decide.

Um dado sem data, lote ou operador é, na prática, um dado perdido.

Exemplo resolvido · seguir uma variável num turno

Temperatura de vazamento, especificação 1400 a 1450 ºC:

Hora 08h 09h 10h 11h 12h
Temperatura (ºC) 1420 1435 1448 1455 1440

Às 11h o valor (1455 ºC) está fora da especificação: detetado no próprio turno, antes de a peça sair com defeito.

Bloco 8 · Variáveis intrínsecas

Diferentes abordagens de análise

  • Estatística: cartas de controlo, médias, amplitudes, tendências.
  • Causal: diagrama de causa-efeito (Ishikawa).
  • Comparativa: comparar lotes ou turnos para isolar a fonte da variação.
  • Experimental: alterar deliberadamente um parâmetro, em condições controladas.

A carta de controlo, passo a passo

  1. Recolher 20 a 25 amostras em condições normais.
  2. Calcular a média e os limites de controlo.
  3. Traçar: tempo no eixo horizontal, valor no vertical, média e limites marcados.
  4. Marcar cada novo valor medido.
  5. Interpretar pontos fora dos limites ou sequências do mesmo lado da média.

Exemplo resolvido · interpretar uma carta de controlo

Carta de dureza mostra sete valores consecutivos acima da média, todos dentro dos limites de controlo.

Mesmo sem nenhum ponto fora dos limites, sete pontos seguidos do mesmo lado é sinal de causa especial: algo mudou de forma consistente (novo lote de ferro-liga, deriva do forno). Deve investigar-se já.

Bloco 9 · Ações corretivas

O plano de ação corretiva

Uma ação corretiva elimina a causa raiz de uma não conformidade já detetada, para não se repetir.

Campo Conteúdo
Não conformidade descrição objetiva do desvio
Causa raiz 5 porquês, Ishikawa
Ação corretiva o que muda no processo
Responsável quem executa e confirma
Prazo data-limite
Verificação de eficácia como e quando se confirma

Método dos 5 porquês

  1. A peça saiu com dureza baixa. Porquê? Composição de carbono abaixo do alvo.
  2. Porquê? O cálculo usou um teor de tabela, não o do certificado.
  3. Porquê? O certificado do lote não estava no posto de trabalho.
  4. Porquê? Não há procedimento a exigir a consulta do certificado.
  5. Porquê? Essa etapa nunca foi formalizada no plano de controlo.

A causa raiz é a ausência de um procedimento formal, não "o operador enganou-se".

Constrangimentos vs falhas pontuais

Nem todo o desvio tem a mesma origem:

  • Constrangimento do processo: capacidade insuficiente, equipamento desatualizado.
  • Falha pontual: erro de regulação, matéria-prima fora de especificação.

Identificar corretamente qual está em causa evita corrigir o sintoma errado.

Bloco 10 · Relatórios

Analisar resultados e propor medidas corretivas

Quarta realização da UC: todo o esforço de medir só tem valor se terminar em decisão.

Estrutura de um relatório de acompanhamento:

  • Período e âmbito coberto.
  • Indicadores principais face às metas.
  • Não conformidades registadas, quantidade e gravidade.
  • Ações corretivas em curso e o seu estado.
  • Recomendações para o próximo período.

Exemplo resolvido · conclusão de relatório

Período: conformidade de 88% (meta 95%); 60% das não conformidades ligadas à temperatura de vazamento fora de especificação.

A conformidade ficou 7 pontos abaixo da meta, concentrada na temperatura de vazamento. Recomenda-se rever a calibração do pirómetro e medir a cada 30 minutos, com verificação de eficácia no próximo período.

Bloco 11 · Segurança e qualidade

Normas transversais ao controlo de processo

  • Segurança e saúde no trabalho: junto de metal líquido, fornos e instrumentos.
  • EPI: sempre que se recolhem amostras ou se opera instrumentação.
  • Gestão de resíduos: escórias e amostras de ensaio têm destino próprio.
  • Proteção ambiental: emissões e efluentes dos pontos de medição.
  • Normas da qualidade: o próprio sistema de controlo é requisito de normas como a ISO 9001.

Fechar o ciclo: do fluxo ao relatório

  • Mapear o fluxo → selecionar variáveis e metodologia → mapas, fichas e indicadores.
  • Selecionar ensaios → monitorizar e registar → analisar variáveis intrínsecas.
  • Planear ações corretivas sobre a causa raiz → relatório com recomendações.
  • Tudo sob normas de segurança, ambiente, resíduos e qualidade.

Recapitulando

  • Controlar um processo começa por mapear o fluxo e selecionar as variáveis críticas.
  • Mapas e fichas de controlo e indicadores tornam o controlo repetível e visível.
  • Ensaios certos + monitorização sistemática detetam o desvio antes do defeito.
  • Cartas de controlo e 5 porquês levam à causa raiz, não ao sintoma.
  • O relatório de acompanhamento fecha o ciclo com recomendações concretas.

Próximo: fichas e projeto, implementar o controlo num caso real de fundição.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: sem mapear o fluxo, não se sabe onde medir nem onde a causa de um desvio nasce - erro comum: investigar só o subprocesso onde o defeito aparece, ignorando os anteriores - exemplo/analogia: o fluxo é como o mapa de uma linha de montagem, cada estação alimenta a seguinte

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: desenhar este fluxo na prática antes de escolher onde controlar - erro comum: achar que o defeito nasce sempre no subprocesso onde é detetado - exemplo/analogia: um defeito de dureza detetado no ensaio final pode nascer na fusão, muito antes

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: identificar o subprocesso onde a variável nasce, não só onde o defeito aparece - erro comum: confundir variável crítica com qualquer parâmetro fácil de medir - pergunta: qual destas variáveis é mais cara de corrigir tarde? discutir com a turma

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: os quatro critérios juntos, nunca escolher só por "é fácil medir" - erro comum: controlar uma variável irrelevante só porque há instrumento disponível - exemplo/analogia: escolher variáveis é como triar doentes numas urgências, prioridade a quem mais impacta

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: cada metodologia responde a um tipo de variável diferente - erro comum: usar sempre a mesma metodologia para tudo, por hábito - pergunta: para peças de segurança, qual destas quatro seria a mais indicada? porquê

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: combinar análise pontual (o valor) com carta de controlo (a tendência) - erro comum: analisar só uma vez e não seguir a evolução ao longo do tempo - exemplo/analogia: é como medir a febre uma vez versus seguir a temperatura ao longo do dia

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: cada instrumento serve uma variável específica, escolher o certo - erro comum: usar um instrumento descalibrado sem se aperceber - exemplo/analogia: a instrumentação é o "sentido" do processo, sem ela o técnico está cego

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o mapa define ANTES de medir; a ficha regista DEPOIS de medir - erro comum: confundir os dois documentos e usá-los como se fossem o mesmo - pergunta: quem deve aprovar o mapa de controlo antes de entrar em vigor?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: sem estes sete campos a ficha não permite investigar depois - erro comum: registar só o valor, sem data, lote ou operador - exemplo/analogia: a ficha é como um "bilhete de identidade" de cada medição

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: os seis passos são o mesmo raciocínio para qualquer variável, não só a humidade - erro comum: esquecer a frequência de medição, o mais fácil de negligenciar - pergunta: o que aconteceria à moldação se a humidade estivesse acima de 4,5%?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: cada tipo de indicador responde a uma pergunta de gestão diferente - erro comum: só olhar a conformidade e ignorar eficiência e segurança - pergunta: que indicador usarias para justificar a compra de um forno novo?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: um indicador sem dono não é acompanhado por ninguém na prática - erro comum: definir meta sem limite de alerta, só se percebe o problema tarde demais - exemplo/analogia: o indicador sem dono é como um alarme que ninguém ouve

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o limite de alerta serve para agir antes da meta ser sistematicamente falhada - erro comum: só reagir quando o indicador já está muito abaixo da meta - pergunta: que ações imediatas tomarias com este resultado exato?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: os quatro critérios aplicam-se sempre juntos, não isoladamente - erro comum: escolher o ensaio mais preciso disponível, ignorando o custo e o tempo - pergunta: para uma peça de série, vale a pena um ensaio destrutivo em todas as unidades?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: cada linha da tabela é uma variável do referencial ligada ao seu ensaio - erro comum: usar ensaio destrutivo quando existe alternativa não destrutiva equivalente - exemplo/analogia: escolher o ensaio é como escolher a ferramenta certa da caixa

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a escolha do ensaio depende do que se quer garantir e do que a peça pode perder - erro comum: aplicar amostragem parcial a uma peça de segurança onde se exige 100% - pergunta: e se a peça não fosse crítica, mudaria a frequência de ensaio?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: os quatro níveis representam um investimento crescente, nem sempre o mais alto é o certo - erro comum: achar que automatizar resolve um processo mal definido - pergunta: que nível de automatização já existe nos fornos da oficina/escola?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: automatizar a recolha não elimina a necessidade de análise humana - erro comum: confiar cegamente no sistema automático sem verificação periódica - exemplo/analogia: o piloto automático voa o avião, mas o piloto continua a decidir a rota

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: os quatro passos são um ciclo repetido, não uma tarefa única - erro comum: medir sem comparar, o registo fica arquivado sem ninguém o ler - pergunta: quem deve receber o sinal quando um valor sai da especificação?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o suporte (papel ou digital) é secundário face aos três requisitos do dado - erro comum: digitalizar um mau registo em papel sem corrigir o que falta nele - exemplo/analogia: um dado sem rastreabilidade é uma testemunha que ninguém consegue localizar depois

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a monitorização sistemática apanha o desvio antes de virar defeito na peça - erro comum: só verificar a temperatura no fim do turno, tarde para agir - pergunta: que ação imediata tomarias ao ver o valor das 11h?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: nenhuma abordagem exclui as outras, muitas vezes usam-se combinadas - erro comum: usar sempre a mesma abordagem por hábito, sem pensar qual serve melhor - pergunta: para uma variação súbita e isolada, que abordagem escolherias primeiro?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: os limites de controlo vêm dos dados do processo, não da especificação do cliente - erro comum: confundir limite de controlo com limite de especificação - exemplo/analogia: a carta de controlo é como o eletrocardiograma do processo ao longo do tempo

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: causa especial não exige ponto fora dos limites, um padrão também é sinal - erro comum: só agir quando um ponto sai claramente dos limites de controlo - pergunta: que causas poderiam explicar sete pontos seguidos acima da média?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: sem verificação de eficácia, a ação corretiva fica sempre incompleta - erro comum: preencher o plano e nunca voltar a verificar se resolveu de facto - pergunta: quem deveria assinar a verificação de eficácia, o mesmo responsável ou outra pessoa?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a causa raiz é quase sempre sistémica, raramente é "culpa" de uma pessoa - erro comum: parar no primeiro ou segundo porquê, sem chegar à causa raiz real - exemplo/analogia: cada "porquê" descasca uma camada, como uma cebola, até ao centro

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a ação corretiva certa depende de qual das duas origens está presente - erro comum: tratar um constrangimento estrutural como se fosse um erro pontual, e vice-versa - pergunta: um forno com capacidade insuficiente para a procura atual, é constrangimento ou falha pontual?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: um relatório sem recomendação é só uma coleção de números - erro comum: listar dados sem apontar a causa dominante do desvio - pergunta: quem deveria receber este relatório numa fundição real?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: uma boa conclusão aponta a causa dominante e uma ação concreta com prazo - erro comum: escrever "vamos melhorar" sem dizer o quê, como e quando se verifica - exemplo/analogia: o relatório é a "receita médica" do processo, diagnóstico mais tratamento

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: cumprir estas normas é, em si, um critério de desempenho avaliado na UC - erro comum: tratar as normas como um capítulo à parte, e não como parte do próprio controlo - pergunta: em que ponto do fluxo de fabrico se gera mais resíduo a controlar?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: este é o ciclo completo da UC, recapitular os 11 blocos ligando cada um a esta cadeia - erro comum: tratar as etapas como isoladas, quando formam um ciclo contínuo - exemplo/analogia: é um ciclo, não uma linha reta, o relatório final alimenta o próximo mapa de controlo