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FMEA – Análise de Modos e
Efeitos de Falha em Potencial
         “Conceito”




   Elaborado Por: Djalma P. de Oliveira
Conceitos Iniciais

         Agenda




  MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Agenda



Informações Gerais
Relacionamento FMEA X TS-16949
Conceito sobre FMEA – Questões relativas a uma FMEA
Relacionamento FMEA X APQP
Definição de FMEA de Projeto e de Processo
Definição de Cliente de FMEA de Projeto e Processo
Equipes de Trabalhos de FMEA de Projeto e Processo
Implementação de uma FMEA
Desenvolvimento de uma FMEA
Passo a Passo para Preenchimento de uma FMEA




                      FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial
                                                 MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Conceitos Iniciais

Informações Gerais




  MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Informações Gerais

Visão Geral
  Este módulo apresenta a Análise de Modo e Efeito de Falha Potencial
(FMEA) e Dá diretrizes gerais para a aplicação da técnica.

O que é uma FMEA??
Uma FMEA pode ser descrito como um grupo sistemático de atividades
destinado a:
a) reconhecer e avaliar a falha potencial de um produto/processo e os
   efeitos desta falha;
b) identificar ações que poderiam eliminar ou reduzir a possibilidade de
   ocorrência de uma falha potencial e;
c) documentar todo o processo. Isto é complementar no processo de
   definição do que o projeto ou o processo deve fazer para satisfazer o
   cliente.

                         FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial
                                                    MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Conceitos Iniciais

FMEA x ISOTS16949




  MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Análise de Modo e Efeitos de Falhas em Potencial (FMEA) Nos
              Requisitos da ISOTS16949 - 2002

Habilidades no Projeto do Produto – 6.2.2.1
 A organização deve assegurar que o pessoal com responsabilidade pelo projeto
 do produto seja competente para atender aos requisitos do projeto e qualificados
 nas ferramentas e técnicas aplicáveis;


Planejamento do Projeto e desenvolvimento / Abordagem
 Multidisciplinar – 7.3.1.1
  A organização deve usar uma abordagem multidisciplinar para preparar a
  realização do produto, incluindo:
- O desenvolvimento / finalização e monitoramento das características especiais;
- O desenvolvimento e análise críticas das FMEA’s incluindo as ações para reduzir
  os riscos potenciais;
- O desenvolvimento da análise crítica dos planos de controle;




                            FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial
                                                       MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Análise de Modo e Efeitos de Falhas em Potencial (FMEA) Nos
             Requisitos da ISOTS16949 - 2002

Características Especiais 7.3.2.3

  A organização deve identificar as características especiais e:
- Incluir todas as características especiais no plano de controle;
- Cumprir com as definições e símbolos especificados pelo cliente e;
- Identificar os documentos de controle de processo, incluindo os desenhos, as
  FMEA’s, os planos de controle e as instruções do operador com o símbolo do
  cliente para características especiais ou o símbolo ou notações equivalentes da
  organização para incluir esses passos do processo que afetam as características
  especiais.

DEFINIÇÂO: Característica Especial 3.1.12 – característica do produto ou
 parâmetro do processo de manufatura que podem afetar a segurança ou
 cumprimento da legislação, a adequação, a função, o desempenho ou o
 processamento subseqüente do produto.




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                                                       MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Análise de Modo e Efeitos de Falhas em Potencial (FMEA) Nos
              Requisitos da ISOTS16949 - 2002
Saídas de Projeto de Produto – Suplemento – 7.3.3.1

  As saídas de projeto do produto devem ser expressas em termos que possam ser
  verificados e validados em relação aos requisitos de entrada de projeto do
  produto. As saídas de projeto do produto devem incluir:
- A FMEA de projeto, resultados de confiabilidade;
- As características especiais do produto e as especificações,

Saídas de Projeto de Processo de Manufatura – 7.3.3.2
  As saídas de projeto do processo de manufatura devem ser expressas em termos
  que possam ser verificados em relação aos requisitos de entrada de projeto do
  processo de manufatura e validados. As saídas de projeto do processo devem
  incluir:
- As especificações e desenhos;
- Os fluxogramas / layout do processo de manufatura;
- A FMEA de projeto, resultados de confiabilidade;


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Análise de Modo e Efeitos de Falhas em Potencial (FMEA) Nos
              Requisitos da ISOTS16949 - 2002
Plano de Controle – 7.5.1.1

  A organização deve:
- Ter um plano de controle de pré-lançamento e de produção que leve em conta a
  FMEA do processo de manufatura,

Os Planos de Controle devem ser analisados criticamente e atualizados quando
 houver qualquer alteração que afete o produto, o processo de manufatura, a
 medição, a logística e as fontes de fornecimento e as FMEA’s. ;




                           FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial
                                                      MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Conceito das FMEA’s

A FMEA de projeto responde a Questão: “Como pode este projeto
  falhar em fazer o que é suposto que faça?”

Quais são os modos pelos quais o projeto pode falhar em fazer o que é suposto que faça?




A FMEA de processo responde a Questão: “Como pode este processo
  de manufatura falhar de maneira a evitar que o produto cumpra com
  as funções para as quais fora projetado?”
Quais são os modos pelos quais o processo de manufatura evita que o produto cumpra com
  as funções para as quais fora projetado?


                               FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial
                                                           MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Definição de uma FMEA

Projeto:
FMEA de projeto é uma técnica analítica usada fundamentalmente
  pelo Engenheiro/Equipe Responsável pelo projeto com a
  finalidade de assegurar que, na extensão possível, os modos de
  falhas potenciais e suas causas/mecanismos associados sejam
  considerados e abordados. Em uma forma mais precisa, uma
  FMEA é um resumo dos pensamentos da equipe de como um
  componente, sistema ou subsistema é projetado (incluindo uma
  análise dos itens que poderiam dar errados baseados na
  experiência).

Processo:
FMEA de projeto é uma técnica analítica usada fundamentalmente
  pelo Engenheiro/Equipe Responsável pela Manufatura/Montagem
  com a finalidade de assegurar que, na extensão possível, os
  modos de falhas potenciais e suas causas/mecanismos foram
  abordados. De uma forma mais precisa, uma FMEA é um resumo
  dos pensamentos da equipe durante o desenvolvimento de um
  processo e inclui a análise de itens que poderiam falhar baseados
  na experiência e nos problemas passados.




                               FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial
                                                           MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Definição de Cliente de uma FMEA

Projeto:
A definição de “cliente” para uma FMEA de projeto não é apenas o “usuário final”,
  mas também os engenheiros/equipes responsáveis pelo projeto de montagens
  de níveis superiores ou do produto final, e/ou os engenheiros responsáveis pelo
  processo/manufatura nas atividades como manufatura, montagem e assistência
  técnica.




Processo:
A definição de “cliente” para uma FMEA de processo deveria normalmente ser o
  “usuário final”. Entretanto, o cliente pode ser também uma operação
  subseqüente do processo de manufatura, uma operação de assistência técnica
  ou regulamentações governamentais.



                            FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial
                                                       MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Equipe de Trabalho de uma FMEA – “Projeto”

Projeto:

No Início do desenvolvimento da FMEA de projeto, o
  engenheiro responsável pelo deve envolver direta
  e ativamente representantes de todas as áreas
  envolvidas. Estas áreas de especialidades e
  responsabilidade deveriam incluir, mas não se
  limitar a montagem, manufatura, projeto,
  análise/ensaio, confiabilidade, materiais,
  qualidade, assistência técnica e fornecedores.
  Assim como área de projeto responsável pela
  próxima montagem de níveis superior ou inferior,
  ou sistema, subsistema ou componente. A FMEA
  deveria ser um catalisador para estimular a troca
  de idéias entre os departamentos envolvidos e
  assim promover uma abordagem de equipe.




                           FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial
                                                      MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Equipe de Trabalho de uma FMEA – “Processo”

Processo:

No Início do desenvolvimento da FMEA de
  processo, o engenheiro responsável deve
  envolver direta e ativamente representantes
  de todas as áreas envolvidas. Estas áreas
  deveriam incluir, mas não se limitar a:
  projeto, montagem, manufatura, materiais,
  qualidade, assistência técnica e
  fornecedores, assim como área responsável
  pela próxima operação. A FMEA de
  processo deveria ser um catalisador para
  estimular a troca de idéias entre as áreas
  envolvidas, promovendo dessa forma uma
  abordagem de equipe.




                           FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial
                                                      MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Implementação de uma FMEA – “Processo”

Devido a tendência da industria em geral em melhorar continuamente seus
  produtos e processos quando possível, utilizar a FMEA como uma técnica
  disciplinada para identificar e ajudar a minimizar problemas potenciais. Estudos
  de campanha de campo em veículos mostram que um programa de FMEA
  totalmente implementado poderia ter prevenido que muito destas falhas
  acontecessem.

Um dos fatores mais importantes para a implementação com sucesso de um
  programa de FMEA é o momento oportuno de sua execução. A FMEA deve ser
  uma ação “antes do evento”, e não um exercício “após o fato”. Para obter
  melhores resultados, a FMEA deve ser feita antes de um modo de falha de
  projeto ou processo ter sido incorporado ao produto ou processo.

A Figura 1 representa a seqüência na qual uma FMEA deveria ser realizada. Este
  não é simplesmente um caso de preencher um formulário, mas
  preferencialmente o entendimento do processo de FMEA para eliminar o risco e
  planejar os controles apropriados para assegurar a satisfação do cliente.




                                                      MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Conceitos Iniciais

Análise do sistema de
      medição




   MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Análise do Sistema de Medição


Variação caracterizada por:

1) Localização:
       a) estabilidade;
       b) tendência;
       c) linearidade.

2) Distribuição:
       a) repetitividade;
       b) reprodutibilidade.




                                MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Estabilidade




MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Definição

  Estabilidade é a variação total das medições obtidas com um
sistema sobre a mesma referência ou peças quando avaliando uma
característica única ao longo de um período de tempo.




                     PRIMEIRO MOMENTO




                                                              TEMPO
  SEGUNDO MOMENTO




                              ESTABILIDADE



                                         MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Causas Comum



   Oriundas de diversas fontes e agem de forma consistente sobre o
 sistema de medição.

 Nestes casos o sistema é:
      estável;
      repetitivo;
      previsível.                                 S.P.C

 É chamado de: “SISTEMA SOB CONTROLE ESTATÍSTICO”.




                                              MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Causas Especiais


   Alteram a distribuição dos resultados e tornam o comportamento
  do sistema não previsível.

  Nestes casos, o sistema é chamado de:

                    “SISTEMA NÃO ESTÁVEL”




                                              MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para determinação da estabilidade



  Tamanho da amostra e freqüências:

  a) é determinado pelo conhecimento do sistema de medição
  b) deve, no entanto, ser de tamanho tal (mínimo 100 leituras individuais) e com
     uma duração que permita que uma possível causa especial de variação seja
     identificada.
  c) normalmente é um estudo de médio/longo prazo



  Peça-mestre:
  a) deve ser tal que não se altere com as medições ou devido ao tempo de estudo




                                                      MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para determinação da estabilidade



 Passo 1:


 Obter um valor de referência em relação a um padrão rastreável.

 Se não estiver disponível um padrão de referência, usar uma peça de
 produção que esteja no centro das medidas de produção e designala
 ela como peça mestre.

 Passo 2:

 Periodicamente (diariamente, semanalmente) medir a amostra mestre
 de 3 à 5 vezes.



                                               MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para determinação da estabilidade


 Passo 3:

 Plotar em gráfico tipo
                            XeR
 Passo 4:

 Estabelecer limites de controle e avaliar situações de não estabilidade
 usando gráficos de controle.

 Conclusões:

 Se o processo for estável, então pode ser utilizado para determinar o
 desvio do sistema de medição. Adicionalmente o desvio padrão pode
 ser utilizado para a repetitividade – método da amplitude.



                                                 MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Tendência




MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Definição

 Tendência é a diferença entre a média dos valores medidos e o valor
de referência.

Nota: valor de referência é também conhecido como “Valor Mestre”.
Pode ser determinado através de muitas medições em condições
especiais de controle (sala de metrologia).




   VALOR DE             Tendência
   REFERÊNCIA




                            Valor Médio Observado

                                             MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Definição




 Tendência =              X obs − VR

   ONDE:



     X   obs
               média observada


    VR         valor de referência



                                       MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para determinação da tendência

                   Método da Amostra Independente Teoria

Passo 1: para determinar a tendência, é necessário possuir um valor de
referência aceitável da peça.

obter uma amostra e estabelecer o valor de referência em relação a um
padrão rastreável (*). Medir a peça n≥10 vezes na sala de medidas e
computar a média das n leituras como valor de referência.

(*) Se não estiver disponível um padrão de referência, usar uma peça de
produção que esteja no centro das medidas de produção e designe ela
como peça mestre.




                                                MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para determinação da tendência

                    Método da Amostra Independente

Passo 2: um avaliador mede a amostra n ≥10 vezes de maneira normal.

Análise dos Resultados – Gráfica

Passo 3: plotar os dados em um histograma relativo ao valor de referência.
Analisar o histograma e determinar se há causas especiais.
Cuidado especial pois você estará usando n < 30 peças.




                                                MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Tendência - análise do histograma


                   Distribuição em Forma de “Sino”
               Distribuição Normal - Distribuição Unimodal




      INDICAM QUE:
        a) existem apenas de variáveis aleatórias e
        b) o processo tem um comportamento natural.



                                                MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Tendência - análise do histograma


                  Distribuição com Duplos Vales
                        Distribuição Bimodal




      INDICAM QUE:

       a) existem duas distribuições normais
        b) existem dois processos distintos (duas máquinas, dois tipos de
        material, dois métodos, etc.).




                                                 MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Tendência - análise do histograma



                      Distribuição Quadrada




      INDICAM QUE:

        não há critério para o trabalho operacional;




                                                  MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Tendência - análise do histograma


                     Distribuição Alternada




      INDICAM QUE:
        a) existem erros de medição
        b) existem erros de agrupamento de amostras
        c) existem erros sistemáticos de processo de medição



                                                MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Tendência - análise do histograma


                           Distribuição Desviada


                                                     (-)
                     (+)




     DESVIADA POSITIVAMENTE                        DESVIADA NEGATIVAMENTE



      INDICAM QUE:

          o sistema de medição apresenta tendência pronunciada,
               normalmete indicativo de situação não aceitável



                                               MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Tendência - análise do histograma


                         Distribuição Truncada



                   (+)                            (-)




        POSITIVA                                        NEGATIVA

      INDICAM QUE:

        foi removida parte da distribuição normal por algum agente
               externo ou, critério não perfeitamente definido.



                                                 MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Tendência - análise do histograma


                     Distribuição de pico isolado




     INDICAM QUE:

     existe causa especial de variação, ponto fora dos limites de controle




                                                   MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Tendência - análise do histograma



                  Distribuição com Pico na Margem




      INDICAM QUE:
     falta de registro de “valores não aceitáveis”, categorias de dados foram
                              omitidas ou despresadas



                                                  MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para determinação da tendência


  Análise dos Resultados – Numérica
                                                                          η
  Passo 4: calcular a média para       η   leituras.         X =
                                                                 ∑        i
                                                                              xi
                                                                        η

  Passo 5: calcular ao desvio padrão da repetibilidade


                                   max( X i ) − min( X i )
                       σ   r
                               =                  *
                                              d   2


        *
    d   2   vide tabela para valores        g/m

                                                        MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para determinação da tendência


Análise dos Resultados – Numérica

Passo 6: determinar o valor de desvio padrão da média




                                   σ
                       σ     b
                                 =
                                        η
                                           r




                                                   MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para determinação da tendência




  Passo 7: o desvio é aceitável para o nível a se o zero cair dentro do intervalo
  de confiança de 1-a do valor do desvio:




       d σ                                d σ                
Tend −  2 * b  tυ ,1−α  ≤ ZERO ≤ Tend +  2 * b  tυ ,1−α 
                                                           
        d2 
       
                        2
                           
                                            d2 
                                            
                                                             2
                                                                
                                                                




                                                      MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para determinação da tendência “Gráfico de Controle”


  Quando um estudo prévio de estabilidade foi conduzido utilizando um
                      gráfico de controle tipo



                                 XeR
       Os dados colhidos podem ser utilizados para determinação da
                              tendência




                   Tend = X − VR
                                                MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para determinação da tendência “Gráfico de Controle”

 Passo 1: calcular o desvio padrão da repetibilidade usando a amplitude média.

                                                      R
                                            σ   r
                                                  =       *

   d
       *
       2   vide tabela para valores   g/m
                                                      d   2

 Passo 2: determinar o desvio padrão da média




                                            σb =           σ       r

                                                              gm
                                                      MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para determinação da tendência “Gráfico de Controle”


   Passo 3: o desvio é aceitável para o nível a se o zero cair dentro
   do intervalo de confiança de 1-a do valor do desvio:




        d σ                                d σ                
 Tend −  2 * b  tυ ,1−α  ≤ ZERO ≤ Tend +  2 * b  tυ ,1−α 
                                                            
         d2 
        
                         2
                            
                                             d2 
                                             
                                                              2
                                                                 
                                                                 




                                                       MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Linearidade




MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Definição


 Linearidade é a diferença em valores de desvios através da
amplitude esperada de variação de um instrumento.




                                    Desvio
            VALOR MÉDIO OBSERVADO




                                             Sem desvio




                                                VALOR DE REFERÊNCIA



                                                   MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para determinação da linearidade


Passo 1: selecionar g ≥ 5 peças as quais em função da variação do processo
e que cubram a amplitude de operação do instrumento.



Passo 2: medir cada peça por inspeção de lay out para determinar o valor de
referência.



Passo 3: Cada peça deve ser medida em ≥ 10 vezes por um operador que
normalmente utiliza o instrumento. Selecionar as peças de modo aleatório
para o operador não conhecer cada uma e induzir o valor do instrumento.




                                                MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para Determinação da Linearidade




                                        MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para Determinação da Linearidade


Análise dos Resultados – Graficamente
Calcular o desvio para cada medida e a média do desvio para cada peça.


                         Tend    i, j
                                        = xi , j −VRi



                                  ∑ tend
                                         m
                                          j =1              i, j
               Tend         i
                                =
                                                 m


                                                     MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para Determinação da Linearidade


Passo 4: plotar os desvios individuais e a média dos desvios em relação ao
valor de referência em um gráfico linear.

Passo 5: calcular e plotar a reta resultante da regressão linear dos dados



                     y = a. x + b
                      i                i
  onde

  x    i=
            VR
 y = Tend
   i             i




                                                MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para Determinação da Linearidade




                       1           
               ∑ xy −  gm .∑ x.∑ y 
                                   
            a=                     
                          1
                ∑ x − gm ∑ x
                     2
                               ( )
                                 2




                   b = y − a.x

                                        MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para Determinação da Linearidade




                        (∑ x )(∑ y )
                                                     2
            
             (∑ xy )−                
     2                       η       
    =
   R 
       (∑ x ) − (
                 2∑ x )  
                            2

                          ∑ y  −
                                 
                                     (∑ y ) 
                                       2
                                                             2



                  η                η 
                                                              




                                           MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para Determinação da Linearidade


Passo 6: analisar o grau de ajuste da reta




                       ≥ 0,9                 ideal



          2
     R                ≥ 0,75                 aceitável




                      ≤ 0,75                 não aceitável




                                                     MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para Determinação da Linearidade

Passo 7: estabelecer os limites de confiança

                             
                                       (     )               
                                                   1/ 2

                                     x0 − x 
                                               2
                                   1                         
             LI = b + a x0 −       +                   .s 
                             
                             
                             
                                           ( )
                                  gm ∑ xi − x 2 
                                                
                                                             
                                                             
                                                             

                             
                                        (     )               
                                                    1/ 2

                                        −x 
                                               2
                                   1                          
             LS = b + a x0 +       + x0                 .s 
                             
                             
                             
                                            ( )
                                  gm ∑ xi − x 2 
                                                
                                                              
                                                              
                                                              


                      ∑y         − b.∑ y − a ∑ xi . y
                             2

              s=             i             i                     i
                                     gm − 2

                                                     MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para Determinação da Linearidade




Passo 8: plotar a linha do “desvio = 0” e analisar criticamente o gráfico para
a indicação de causas especiais e a aceitabilidade da linearidade.



Conclusão: para que o sistema seja aceitável como linear, o “desvio = 0”
deve ficar totalmente dentro dos intervalos de confiança.




                                                   MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para Determinação da Linearidade




                                        MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para Determinação da Linearidade


Passo 9: se a análise gráfica indicar que o sistema é aceitável como sendo
linear então as seguintes hipóteses podem ser verdade:


   H    0
            :a = 0                       Inclinação da reta = 0


                           Não rejeitar se,


                                     a
                     t =                            ≤ t gm − 2,1−α / 2
                                               
                                    s          
                                               
                           
                           
                           
                                 (
                               ∑ x j−x       )2
                                                
                                                
                                                

                                                            MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Diretrizes para Determinação da Linearidade


 Se a hipótese anterior for verdadeira então o sistema de medida tem o
 mesmo desvio que o valor de referência.

 Para a linearidade ser aceitável o desvio deve ser zero.

   H   0
           :b = 0                    Tendência = 0

                           Não rejeitar se,


                                    b
                    t =                                 ≤ t gm − 2,1−α / 2
                                         2       
                           1 +          x        .s
                           gm
                          
                               ∑    (  xi − x   )
                                                 2
                                                  
                                                  

                                                        MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade e
Reprodutibilidade
“R&R -Variáveis”




 MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Determinação da repetibilidade e reprodutibilidade - Variáveis




 Verificaremos 4 métodos:

   método da amplitude.
   método da média e amplitude.
   aplicação de formulários MSA.
   análise gráfica.




                                         MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade


 Definição
   Repetitividade é a variação nas medições obtidas com um
 instrumento de medida quando usado muitas vezes por um analista
 medindo uma mesma característica de uma mesma peça.




                          REPETITIVIDADE


                                           MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Reprodutibilidade


 Definição
   Reprodutibilidade é a variação entre as médias de medições
 feitas por diferentes analistas usando o mesmo instrumento de
 medida medindo a mesma característica de uma mesma peça.


                                       OPERADOR A


          OPERADOR B

                                                    OPERADOR C




                           REPRODUTIBILIDADE

                                            MSA - Análise dos Sistemas de Medição
“R&R de Dispositivo (GRR)”


 Definição

   É uma estimativa da variação combinada da repetibilidade e
 reprodutibilidade é igual a soma das variações existentes no sistema
 e entre sistemas.




                                               MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade e reprodutividade


Diretrizes para aceitação da % R&R

a) Erros abaixo de 10%: O sistema de medição é aceitável.


b) Erros entre 10% e 30%: Pode ser aceito baseado na importância da
  aplicação, custo do instrumento, custo dos reparos, etc.


c) Erros acima de 30%: Sistema de Medição precisa de melhoria.
  Direcionar esforços para identificar os problemas e corrigí-los.


A porcentagem pode ser em função da variação do processo ou tolerância.



                                                MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade e reprodutividade


NOTA: referência ao uso do desvio padrão de R&R            (extraido do manual de MSA)


  Historicamente, e por convensão, avariação de 99% tem sido usada para
representar a variação “total” do erro de medição, representada pelo fator
multiplicador 5,15 (onde σ R& R é multiplicado por 5,15 para representar a variação
total de 99%).
  A variação total de 99,73% é representada pelo fator multiplicador 6, que significa
. ± 3σ , e representa a variaçào total da curva “normal”.
 Se o leitor quer aumentar o nível de confiança de cobertura da variação total da
medição ( variação total) para 99,73, por favor, adote nos cálculos o multiplicador6
em vez de 5,15.
 Plena consciência de qual fator multiplicar usar é crucial para a integridade das
equações de cálculo e respectivos resultados. Isto é especialmente importante ao
se comparar a variabilidade do sistema de medição contra a tolerância




                                                       MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade e reprodutividade

Método da amplitude

a) Fornece uma rápida aproximação da variabilidade dimensional.

b) Somente fornece uma visão geral do sistema de medição pois não há
  decomposição da variabilidade entre repetitividade e reprodutibilidade.




                                                 MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade e reprodutividade


Método da amplitude


  Esta maneira de abordar a repetitividade e a reprodutibilidade tem um
potencial de detectar um sistema de medição
inaceitável em 80% das vezes em que é utilizado
com um tamanho de amostra igual a 5,
e em 90% das vezes em que é utilizado com um
tamanho de amostra igual a 10.




                                                MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade e reprodutividade

Método da amplitude

Descrição do método

a) Usando 2 analistas e 5 peças
b) A amplitude é a diferença em termos absolutos obtida pelo Analista A e o Analista B.
c) Calcular R por:
                                             η

                                        R=
                                           ∑ x −x
                                             1   A    B

                                                 η
d) Calcular a variabilidade da medição por:
                                                                       R
                                                     GR & R =             *

    d
        *
        2   vide tabela para valores   g/m                            d   2
    g = amplitudes          m = analistas



                                                          MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Exemplo de repetitividade e reprodutibilidade



 Método da amplitude



    PEÇAS              AVALIADOR     AVALIADOR                AMPLITUDE
                          A             B                       (A-B)

      1                   0.85          0.80
      2                   0.75          0.70
      3                   1.00          0.95
      4                   0.45          0.55
      5                   0.50          0.60




                                          MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Exemplo de repetitividade e reprodutibilidade



Cálculo da % R%R



       % R & R =  GR & R                                     .100
                                                          *
                                              ddp            
                                                             
                                         ou


      % R & R = (6.GR & R tolerância).100

* ddp – desvio padrão do processo - obtido do estudo de estabilidade



                                                               MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade e reprodutividade


Método da média e amplitude

Este método estima a repetitividade e reprodutibilidade de forma separada
e permite identificar fontes de contribuição para a variação total:


  instrumento de medição
  método
  analista




                                               MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade e reprodutividade

Método da média e amplitude

Condução do estudo:

1. obter 10 peças* que representem a variação do processo,
2. usar 3 analistas (A,B,C),
3. não deixar os analistas conhecer a numeração das peças,
4. fazer 3 repetições, reiniciando o ciclo em outra ordenação aleatória.




                                                 MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade



                                             ∑R
                                                      g
Cálculos
                                          R=          1   i

                                                      g
onde g = número de amplitudes do conjunto de peças.




                                         σ
                                                              *
                                              e
                                                  =R      d   2

    *
d   2   vide tabela para valores   g/m                            g = amplitudes    m = replicações


Repetitividade


                                         Re pê = 6.σ e
                                                                   MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Reprodutividade

   Reprodutibilidade do processo de medição representa a variabilidade entre os
                      analistas. Verificação da consistência.

Cálculos
                                        R =X
                                         o       max
                                                       − X min




                                        σ = R           o
                                                        *
                                             o
                                            d           2
        *
                                       g/m                         g = amplitudes     m = analistas
    d   2   vide tabela para valores




Obs.: só há uma amplitude calculada (g = 1)


                                                                 MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Reprodutividade


 Cálculos                      Re prô = 6.σ o

  Esta estimativa de Reprodutibilidade está envolvendo a variação devido ao instrumento
                (Repetibilidade), portanto, devemos retirar este valor então:



Reprodutibilidade Ajustada:
                                     Re prô          =
                                                                 (Re pê)
                                                         (Re prô) n.m
                                                                    2
                                                                        −
                                                                                     2


                                                aj



onde: n = número de peças e m número de repetições.



Obs: para valores de         −x       considerar Reproaj = zero


                                                          MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade e reprodutividade


Cálculo de R&R
                                   2             2
           GR & R =       Re pê + Re pro         aj




Variação total do processo de medição:

                                       2    2
                 VT =     GR & R +VP
   Onde: VP – variação das peças




                                           MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade e reprodutividade


Cálculo do desvio padrão da peça:

                                     R    P
                                              =   X peça       − X peça
                                                           max          mim


Onde: Rp = amplitude das médias das peças dos analistas.

                                                           R
                                              σ          =
                                                            p
                                                  peça      *

 d
     *
         vide tabela para valores   g/m
                                                           d   2
     2                                                                 g = amplitudes     m = peças

  Obs.: só há uma amplitude calculada (g = 1)


Variação das Peças (VP):
                                                                   VP = 6.σ peça
                                                                    MSA - Análise dos Sistemas de Medição
% R&R


                       GR & R
              %R & R =        .100
                        VT

                        Re pê
              % Re pê =       .100
                         VT


                             Re prô
             % Re prô =
                                           aj
                                                .100
                                   VT

 VT poderá ser substituida pelo valor da tolerância


                                                 MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade e reprodutividade - Análise




           ↑ Re pê+ ↑ Re prô = analista

           ↓ Re pê+ ↑ Re prô = método

           ↑ Re pê+ ↓ Re prô = instrumento


           ↓ Re pê+ ↓ Re prô = ideal



                                        MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade e reprodutividade - Formulário


 Método da média e amplitude - Formulário

 Utilizar formulário contido no caderno de exercícios

 Atenção para os índices K1 K2 e K3




                           K= 1             *
                                        d    2




                                                 MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade e reprodutividade – Análise gráfica

                              Gráfico das Amplitudes


                      AVALIADOR 1                   AVALIADOR 2
          7
                                                                              LSC   R
          6

          5

          4

          3
                                                                               R
          2

          1

          0
              1   2       3     4    5    1     2        3      4       5



                                                    MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade e reprodutividade – Análise gráfica


                               Gráfico das Médias

                     AVALIADOR 1                    AVALIADOR 2


        224


        222


        220
                                                                                     LSC   X


        218


        216                                                                           X

        214                                                                          LIC   x



        212


        210
              1     2      3       4    5     1      2        3       4       5



     NOTA:        Sistema de Medição inadequado quando menos
                  que a metade das médias estão fora de controle.
                                                         MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade e
Reprodutibilidade
   “Atributos”




 MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade e reprodutividade - Atributos



  Um dispositivo não pode indicar quão bom ou ruim está uma peça.
Indica apenas se a peça é aceita ou rejeitada.

Seqüência:

 selecionar pelo menos 50 peças;
 selecionar 3 analistas;
 executar 3 repetições por peça;
 usar aleatoriedade na avaliação;
 escolher algumas peças que estejam ligeiramente abaixo e acima das
especificações;
 classificar os resultados.




                                               MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade e reprodutividade - Atributos




                                 Total de acertos
    Eficácia (E) =
                            Total de oportunidades de acertos*




     * t A = η peças ⋅ replicações



                                            MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade e reprodutividade - Atributos




                                       Total de erros
     Índice de erros (Ie) =
                              Total de oportunidades de erros*




     * t A = η peçasR⋅ replicações


                                               MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade e reprodutividade - Atributos




                                          Total de falsos alarmes
     Índice de falso alarme (Ifa) =
                                      Total de oportunidades de FA*




         *t FA     =   η peçasA       ⋅   replicações



                                                 MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Repetitividade e reprodutividade - Atributos




       Decisão        Eficácia   Índice de erro   Índice de falso alarme


    Aceitável - A     ≥ 90%          ≤2%                    ≤5%

    Limítrofe – L
      Limite do        ≥80%          ≤5%                    ≤10%
   aceitável, pode
    necessitar de
      melhoria
    Inaceitável – I
     necessita de     <80%           >5%                   >10%
       melhoria




                                              MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Curva de desempenho do dispositivo de medição




  O objetivo ao desenvolve uma Curva de Desempenho do Dispositivo
  de Medição (CCD) é determinar a probabilidade de aceitar ou rejeitar
  uma peça de algum valor de referência;

  Ou seja, aceitar uma peça ruim ou rejeitar uma peça boa.




                                               MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Curva de desempenho


                       Equipamento ideal

            Aprova         Aprova            Aprova
           peça ruim      peça boa          peça ruim




             0%          100 %               0%




                                           MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Curva de desempenho


                       Equipamento real

            Aprova            Aprova           Aprova
           peça ruim         peça boa         peça ruim




                                          MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Curva de desempenho




  Passo 1: utilizando o gráfico de Linearidade, determinar a tendência para vários
  pontos ao longo da faixa de resolução do equipamento;


  Passo 2: utilizando o cálculo de R&R determinar o desvio;

  Passo 3: somar a tendência a cada ponto tomado e calcular PZ;

  Passo 4: construir a curva de desempenho do equipamento.




                                                     MSA - Análise dos Sistemas de Medição
Curva de desempenho




          X − LIE             LSE − X
   Zi =                Zs =
            σ                    σ

   Considerar


    R & R = 5,15 ⋅ σ



                          MSA - Análise dos Sistemas de Medição
MSA - Análise dos Sistemas de Medição

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04 fmea 2010

  • 1. FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial “Conceito” Elaborado Por: Djalma P. de Oliveira
  • 2. Conceitos Iniciais Agenda MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 3. Agenda Informações Gerais Relacionamento FMEA X TS-16949 Conceito sobre FMEA – Questões relativas a uma FMEA Relacionamento FMEA X APQP Definição de FMEA de Projeto e de Processo Definição de Cliente de FMEA de Projeto e Processo Equipes de Trabalhos de FMEA de Projeto e Processo Implementação de uma FMEA Desenvolvimento de uma FMEA Passo a Passo para Preenchimento de uma FMEA FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 4. Conceitos Iniciais Informações Gerais MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 5. Informações Gerais Visão Geral Este módulo apresenta a Análise de Modo e Efeito de Falha Potencial (FMEA) e Dá diretrizes gerais para a aplicação da técnica. O que é uma FMEA?? Uma FMEA pode ser descrito como um grupo sistemático de atividades destinado a: a) reconhecer e avaliar a falha potencial de um produto/processo e os efeitos desta falha; b) identificar ações que poderiam eliminar ou reduzir a possibilidade de ocorrência de uma falha potencial e; c) documentar todo o processo. Isto é complementar no processo de definição do que o projeto ou o processo deve fazer para satisfazer o cliente. FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 6. Conceitos Iniciais FMEA x ISOTS16949 MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 7. Análise de Modo e Efeitos de Falhas em Potencial (FMEA) Nos Requisitos da ISOTS16949 - 2002 Habilidades no Projeto do Produto – 6.2.2.1 A organização deve assegurar que o pessoal com responsabilidade pelo projeto do produto seja competente para atender aos requisitos do projeto e qualificados nas ferramentas e técnicas aplicáveis; Planejamento do Projeto e desenvolvimento / Abordagem Multidisciplinar – 7.3.1.1 A organização deve usar uma abordagem multidisciplinar para preparar a realização do produto, incluindo: - O desenvolvimento / finalização e monitoramento das características especiais; - O desenvolvimento e análise críticas das FMEA’s incluindo as ações para reduzir os riscos potenciais; - O desenvolvimento da análise crítica dos planos de controle; FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 8. Análise de Modo e Efeitos de Falhas em Potencial (FMEA) Nos Requisitos da ISOTS16949 - 2002 Características Especiais 7.3.2.3 A organização deve identificar as características especiais e: - Incluir todas as características especiais no plano de controle; - Cumprir com as definições e símbolos especificados pelo cliente e; - Identificar os documentos de controle de processo, incluindo os desenhos, as FMEA’s, os planos de controle e as instruções do operador com o símbolo do cliente para características especiais ou o símbolo ou notações equivalentes da organização para incluir esses passos do processo que afetam as características especiais. DEFINIÇÂO: Característica Especial 3.1.12 – característica do produto ou parâmetro do processo de manufatura que podem afetar a segurança ou cumprimento da legislação, a adequação, a função, o desempenho ou o processamento subseqüente do produto. FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 9. Análise de Modo e Efeitos de Falhas em Potencial (FMEA) Nos Requisitos da ISOTS16949 - 2002 Saídas de Projeto de Produto – Suplemento – 7.3.3.1 As saídas de projeto do produto devem ser expressas em termos que possam ser verificados e validados em relação aos requisitos de entrada de projeto do produto. As saídas de projeto do produto devem incluir: - A FMEA de projeto, resultados de confiabilidade; - As características especiais do produto e as especificações, Saídas de Projeto de Processo de Manufatura – 7.3.3.2 As saídas de projeto do processo de manufatura devem ser expressas em termos que possam ser verificados em relação aos requisitos de entrada de projeto do processo de manufatura e validados. As saídas de projeto do processo devem incluir: - As especificações e desenhos; - Os fluxogramas / layout do processo de manufatura; - A FMEA de projeto, resultados de confiabilidade; FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 10. Análise de Modo e Efeitos de Falhas em Potencial (FMEA) Nos Requisitos da ISOTS16949 - 2002 Plano de Controle – 7.5.1.1 A organização deve: - Ter um plano de controle de pré-lançamento e de produção que leve em conta a FMEA do processo de manufatura, Os Planos de Controle devem ser analisados criticamente e atualizados quando houver qualquer alteração que afete o produto, o processo de manufatura, a medição, a logística e as fontes de fornecimento e as FMEA’s. ; FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 11. Conceito das FMEA’s A FMEA de projeto responde a Questão: “Como pode este projeto falhar em fazer o que é suposto que faça?” Quais são os modos pelos quais o projeto pode falhar em fazer o que é suposto que faça? A FMEA de processo responde a Questão: “Como pode este processo de manufatura falhar de maneira a evitar que o produto cumpra com as funções para as quais fora projetado?” Quais são os modos pelos quais o processo de manufatura evita que o produto cumpra com as funções para as quais fora projetado? FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 12. Definição de uma FMEA Projeto: FMEA de projeto é uma técnica analítica usada fundamentalmente pelo Engenheiro/Equipe Responsável pelo projeto com a finalidade de assegurar que, na extensão possível, os modos de falhas potenciais e suas causas/mecanismos associados sejam considerados e abordados. Em uma forma mais precisa, uma FMEA é um resumo dos pensamentos da equipe de como um componente, sistema ou subsistema é projetado (incluindo uma análise dos itens que poderiam dar errados baseados na experiência). Processo: FMEA de projeto é uma técnica analítica usada fundamentalmente pelo Engenheiro/Equipe Responsável pela Manufatura/Montagem com a finalidade de assegurar que, na extensão possível, os modos de falhas potenciais e suas causas/mecanismos foram abordados. De uma forma mais precisa, uma FMEA é um resumo dos pensamentos da equipe durante o desenvolvimento de um processo e inclui a análise de itens que poderiam falhar baseados na experiência e nos problemas passados. FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 13. Definição de Cliente de uma FMEA Projeto: A definição de “cliente” para uma FMEA de projeto não é apenas o “usuário final”, mas também os engenheiros/equipes responsáveis pelo projeto de montagens de níveis superiores ou do produto final, e/ou os engenheiros responsáveis pelo processo/manufatura nas atividades como manufatura, montagem e assistência técnica. Processo: A definição de “cliente” para uma FMEA de processo deveria normalmente ser o “usuário final”. Entretanto, o cliente pode ser também uma operação subseqüente do processo de manufatura, uma operação de assistência técnica ou regulamentações governamentais. FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 14. Equipe de Trabalho de uma FMEA – “Projeto” Projeto: No Início do desenvolvimento da FMEA de projeto, o engenheiro responsável pelo deve envolver direta e ativamente representantes de todas as áreas envolvidas. Estas áreas de especialidades e responsabilidade deveriam incluir, mas não se limitar a montagem, manufatura, projeto, análise/ensaio, confiabilidade, materiais, qualidade, assistência técnica e fornecedores. Assim como área de projeto responsável pela próxima montagem de níveis superior ou inferior, ou sistema, subsistema ou componente. A FMEA deveria ser um catalisador para estimular a troca de idéias entre os departamentos envolvidos e assim promover uma abordagem de equipe. FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 15. Equipe de Trabalho de uma FMEA – “Processo” Processo: No Início do desenvolvimento da FMEA de processo, o engenheiro responsável deve envolver direta e ativamente representantes de todas as áreas envolvidas. Estas áreas deveriam incluir, mas não se limitar a: projeto, montagem, manufatura, materiais, qualidade, assistência técnica e fornecedores, assim como área responsável pela próxima operação. A FMEA de processo deveria ser um catalisador para estimular a troca de idéias entre as áreas envolvidas, promovendo dessa forma uma abordagem de equipe. FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha em Potencial MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 16. Implementação de uma FMEA – “Processo” Devido a tendência da industria em geral em melhorar continuamente seus produtos e processos quando possível, utilizar a FMEA como uma técnica disciplinada para identificar e ajudar a minimizar problemas potenciais. Estudos de campanha de campo em veículos mostram que um programa de FMEA totalmente implementado poderia ter prevenido que muito destas falhas acontecessem. Um dos fatores mais importantes para a implementação com sucesso de um programa de FMEA é o momento oportuno de sua execução. A FMEA deve ser uma ação “antes do evento”, e não um exercício “após o fato”. Para obter melhores resultados, a FMEA deve ser feita antes de um modo de falha de projeto ou processo ter sido incorporado ao produto ou processo. A Figura 1 representa a seqüência na qual uma FMEA deveria ser realizada. Este não é simplesmente um caso de preencher um formulário, mas preferencialmente o entendimento do processo de FMEA para eliminar o risco e planejar os controles apropriados para assegurar a satisfação do cliente. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 17. Conceitos Iniciais Análise do sistema de medição MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 18. Análise do Sistema de Medição Variação caracterizada por: 1) Localização: a) estabilidade; b) tendência; c) linearidade. 2) Distribuição: a) repetitividade; b) reprodutibilidade. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 19. Estabilidade MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 20. Definição Estabilidade é a variação total das medições obtidas com um sistema sobre a mesma referência ou peças quando avaliando uma característica única ao longo de um período de tempo. PRIMEIRO MOMENTO TEMPO SEGUNDO MOMENTO ESTABILIDADE MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 21. Causas Comum Oriundas de diversas fontes e agem de forma consistente sobre o sistema de medição. Nestes casos o sistema é: estável; repetitivo; previsível. S.P.C É chamado de: “SISTEMA SOB CONTROLE ESTATÍSTICO”. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 22. Causas Especiais Alteram a distribuição dos resultados e tornam o comportamento do sistema não previsível. Nestes casos, o sistema é chamado de: “SISTEMA NÃO ESTÁVEL” MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 23. Diretrizes para determinação da estabilidade Tamanho da amostra e freqüências: a) é determinado pelo conhecimento do sistema de medição b) deve, no entanto, ser de tamanho tal (mínimo 100 leituras individuais) e com uma duração que permita que uma possível causa especial de variação seja identificada. c) normalmente é um estudo de médio/longo prazo Peça-mestre: a) deve ser tal que não se altere com as medições ou devido ao tempo de estudo MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 24. Diretrizes para determinação da estabilidade Passo 1: Obter um valor de referência em relação a um padrão rastreável. Se não estiver disponível um padrão de referência, usar uma peça de produção que esteja no centro das medidas de produção e designala ela como peça mestre. Passo 2: Periodicamente (diariamente, semanalmente) medir a amostra mestre de 3 à 5 vezes. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 25. Diretrizes para determinação da estabilidade Passo 3: Plotar em gráfico tipo XeR Passo 4: Estabelecer limites de controle e avaliar situações de não estabilidade usando gráficos de controle. Conclusões: Se o processo for estável, então pode ser utilizado para determinar o desvio do sistema de medição. Adicionalmente o desvio padrão pode ser utilizado para a repetitividade – método da amplitude. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 26. Tendência MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 27. Definição Tendência é a diferença entre a média dos valores medidos e o valor de referência. Nota: valor de referência é também conhecido como “Valor Mestre”. Pode ser determinado através de muitas medições em condições especiais de controle (sala de metrologia). VALOR DE Tendência REFERÊNCIA Valor Médio Observado MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 28. Definição Tendência = X obs − VR ONDE: X obs média observada VR valor de referência MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 29. Diretrizes para determinação da tendência Método da Amostra Independente Teoria Passo 1: para determinar a tendência, é necessário possuir um valor de referência aceitável da peça. obter uma amostra e estabelecer o valor de referência em relação a um padrão rastreável (*). Medir a peça n≥10 vezes na sala de medidas e computar a média das n leituras como valor de referência. (*) Se não estiver disponível um padrão de referência, usar uma peça de produção que esteja no centro das medidas de produção e designe ela como peça mestre. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 30. Diretrizes para determinação da tendência Método da Amostra Independente Passo 2: um avaliador mede a amostra n ≥10 vezes de maneira normal. Análise dos Resultados – Gráfica Passo 3: plotar os dados em um histograma relativo ao valor de referência. Analisar o histograma e determinar se há causas especiais. Cuidado especial pois você estará usando n < 30 peças. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 31. Tendência - análise do histograma Distribuição em Forma de “Sino” Distribuição Normal - Distribuição Unimodal INDICAM QUE: a) existem apenas de variáveis aleatórias e b) o processo tem um comportamento natural. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 32. Tendência - análise do histograma Distribuição com Duplos Vales Distribuição Bimodal INDICAM QUE: a) existem duas distribuições normais b) existem dois processos distintos (duas máquinas, dois tipos de material, dois métodos, etc.). MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 33. Tendência - análise do histograma Distribuição Quadrada INDICAM QUE: não há critério para o trabalho operacional; MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 34. Tendência - análise do histograma Distribuição Alternada INDICAM QUE: a) existem erros de medição b) existem erros de agrupamento de amostras c) existem erros sistemáticos de processo de medição MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 35. Tendência - análise do histograma Distribuição Desviada (-) (+) DESVIADA POSITIVAMENTE DESVIADA NEGATIVAMENTE INDICAM QUE: o sistema de medição apresenta tendência pronunciada, normalmete indicativo de situação não aceitável MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 36. Tendência - análise do histograma Distribuição Truncada (+) (-) POSITIVA NEGATIVA INDICAM QUE: foi removida parte da distribuição normal por algum agente externo ou, critério não perfeitamente definido. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 37. Tendência - análise do histograma Distribuição de pico isolado INDICAM QUE: existe causa especial de variação, ponto fora dos limites de controle MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 38. Tendência - análise do histograma Distribuição com Pico na Margem INDICAM QUE: falta de registro de “valores não aceitáveis”, categorias de dados foram omitidas ou despresadas MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 39. Diretrizes para determinação da tendência Análise dos Resultados – Numérica η Passo 4: calcular a média para η leituras. X = ∑ i xi η Passo 5: calcular ao desvio padrão da repetibilidade max( X i ) − min( X i ) σ r = * d 2 * d 2 vide tabela para valores g/m MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 40. Diretrizes para determinação da tendência Análise dos Resultados – Numérica Passo 6: determinar o valor de desvio padrão da média σ σ b = η r MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 41. Diretrizes para determinação da tendência Passo 7: o desvio é aceitável para o nível a se o zero cair dentro do intervalo de confiança de 1-a do valor do desvio: d σ  d σ  Tend −  2 * b  tυ ,1−α  ≤ ZERO ≤ Tend +  2 * b  tυ ,1−α       d2   2    d2   2   MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 42. Diretrizes para determinação da tendência “Gráfico de Controle” Quando um estudo prévio de estabilidade foi conduzido utilizando um gráfico de controle tipo XeR Os dados colhidos podem ser utilizados para determinação da tendência Tend = X − VR MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 43. Diretrizes para determinação da tendência “Gráfico de Controle” Passo 1: calcular o desvio padrão da repetibilidade usando a amplitude média. R σ r = * d * 2 vide tabela para valores g/m d 2 Passo 2: determinar o desvio padrão da média σb = σ r gm MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 44. Diretrizes para determinação da tendência “Gráfico de Controle” Passo 3: o desvio é aceitável para o nível a se o zero cair dentro do intervalo de confiança de 1-a do valor do desvio: d σ  d σ  Tend −  2 * b  tυ ,1−α  ≤ ZERO ≤ Tend +  2 * b  tυ ,1−α       d2   2    d2   2   MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 45. Linearidade MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 46. Definição Linearidade é a diferença em valores de desvios através da amplitude esperada de variação de um instrumento. Desvio VALOR MÉDIO OBSERVADO Sem desvio VALOR DE REFERÊNCIA MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 47. Diretrizes para determinação da linearidade Passo 1: selecionar g ≥ 5 peças as quais em função da variação do processo e que cubram a amplitude de operação do instrumento. Passo 2: medir cada peça por inspeção de lay out para determinar o valor de referência. Passo 3: Cada peça deve ser medida em ≥ 10 vezes por um operador que normalmente utiliza o instrumento. Selecionar as peças de modo aleatório para o operador não conhecer cada uma e induzir o valor do instrumento. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 48. Diretrizes para Determinação da Linearidade MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 49. Diretrizes para Determinação da Linearidade Análise dos Resultados – Graficamente Calcular o desvio para cada medida e a média do desvio para cada peça. Tend i, j = xi , j −VRi ∑ tend m j =1 i, j Tend i = m MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 50. Diretrizes para Determinação da Linearidade Passo 4: plotar os desvios individuais e a média dos desvios em relação ao valor de referência em um gráfico linear. Passo 5: calcular e plotar a reta resultante da regressão linear dos dados y = a. x + b i i onde x i= VR y = Tend i i MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 51. Diretrizes para Determinação da Linearidade  1  ∑ xy −  gm .∑ x.∑ y    a=   1 ∑ x − gm ∑ x 2 ( ) 2 b = y − a.x MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 52. Diretrizes para Determinação da Linearidade (∑ x )(∑ y ) 2   (∑ xy )−  2  η  = R   (∑ x ) − ( 2∑ x )   2   ∑ y  −  (∑ y )  2 2  η    η     MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 53. Diretrizes para Determinação da Linearidade Passo 6: analisar o grau de ajuste da reta ≥ 0,9 ideal 2 R ≥ 0,75 aceitável ≤ 0,75 não aceitável MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 54. Diretrizes para Determinação da Linearidade Passo 7: estabelecer os limites de confiança  ( )  1/ 2  x0 − x  2 1  LI = b + a x0 −  +  .s     ( ) gm ∑ xi − x 2       ( )  1/ 2  −x  2 1  LS = b + a x0 +  + x0  .s     ( ) gm ∑ xi − x 2      ∑y − b.∑ y − a ∑ xi . y 2 s= i i i gm − 2 MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 55. Diretrizes para Determinação da Linearidade Passo 8: plotar a linha do “desvio = 0” e analisar criticamente o gráfico para a indicação de causas especiais e a aceitabilidade da linearidade. Conclusão: para que o sistema seja aceitável como linear, o “desvio = 0” deve ficar totalmente dentro dos intervalos de confiança. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 56. Diretrizes para Determinação da Linearidade MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 57. Diretrizes para Determinação da Linearidade Passo 9: se a análise gráfica indicar que o sistema é aceitável como sendo linear então as seguintes hipóteses podem ser verdade: H 0 :a = 0 Inclinação da reta = 0 Não rejeitar se, a t = ≤ t gm − 2,1−α / 2    s       ( ∑ x j−x )2    MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 58. Diretrizes para Determinação da Linearidade Se a hipótese anterior for verdadeira então o sistema de medida tem o mesmo desvio que o valor de referência. Para a linearidade ser aceitável o desvio deve ser zero. H 0 :b = 0 Tendência = 0 Não rejeitar se, b t = ≤ t gm − 2,1−α / 2  2   1 + x .s  gm   ∑ ( xi − x ) 2   MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 59. Repetitividade e Reprodutibilidade “R&R -Variáveis” MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 60. Determinação da repetibilidade e reprodutibilidade - Variáveis Verificaremos 4 métodos: método da amplitude. método da média e amplitude. aplicação de formulários MSA. análise gráfica. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 61. Repetitividade Definição Repetitividade é a variação nas medições obtidas com um instrumento de medida quando usado muitas vezes por um analista medindo uma mesma característica de uma mesma peça. REPETITIVIDADE MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 62. Reprodutibilidade Definição Reprodutibilidade é a variação entre as médias de medições feitas por diferentes analistas usando o mesmo instrumento de medida medindo a mesma característica de uma mesma peça. OPERADOR A OPERADOR B OPERADOR C REPRODUTIBILIDADE MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 63. “R&R de Dispositivo (GRR)” Definição É uma estimativa da variação combinada da repetibilidade e reprodutibilidade é igual a soma das variações existentes no sistema e entre sistemas. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 64. Repetitividade e reprodutividade Diretrizes para aceitação da % R&R a) Erros abaixo de 10%: O sistema de medição é aceitável. b) Erros entre 10% e 30%: Pode ser aceito baseado na importância da aplicação, custo do instrumento, custo dos reparos, etc. c) Erros acima de 30%: Sistema de Medição precisa de melhoria. Direcionar esforços para identificar os problemas e corrigí-los. A porcentagem pode ser em função da variação do processo ou tolerância. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 65. Repetitividade e reprodutividade NOTA: referência ao uso do desvio padrão de R&R (extraido do manual de MSA) Historicamente, e por convensão, avariação de 99% tem sido usada para representar a variação “total” do erro de medição, representada pelo fator multiplicador 5,15 (onde σ R& R é multiplicado por 5,15 para representar a variação total de 99%). A variação total de 99,73% é representada pelo fator multiplicador 6, que significa . ± 3σ , e representa a variaçào total da curva “normal”. Se o leitor quer aumentar o nível de confiança de cobertura da variação total da medição ( variação total) para 99,73, por favor, adote nos cálculos o multiplicador6 em vez de 5,15. Plena consciência de qual fator multiplicar usar é crucial para a integridade das equações de cálculo e respectivos resultados. Isto é especialmente importante ao se comparar a variabilidade do sistema de medição contra a tolerância MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 66. Repetitividade e reprodutividade Método da amplitude a) Fornece uma rápida aproximação da variabilidade dimensional. b) Somente fornece uma visão geral do sistema de medição pois não há decomposição da variabilidade entre repetitividade e reprodutibilidade. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 67. Repetitividade e reprodutividade Método da amplitude Esta maneira de abordar a repetitividade e a reprodutibilidade tem um potencial de detectar um sistema de medição inaceitável em 80% das vezes em que é utilizado com um tamanho de amostra igual a 5, e em 90% das vezes em que é utilizado com um tamanho de amostra igual a 10. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 68. Repetitividade e reprodutividade Método da amplitude Descrição do método a) Usando 2 analistas e 5 peças b) A amplitude é a diferença em termos absolutos obtida pelo Analista A e o Analista B. c) Calcular R por: η R= ∑ x −x 1 A B η d) Calcular a variabilidade da medição por: R GR & R = * d * 2 vide tabela para valores g/m d 2 g = amplitudes m = analistas MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 69. Exemplo de repetitividade e reprodutibilidade Método da amplitude PEÇAS AVALIADOR AVALIADOR AMPLITUDE A B (A-B) 1 0.85 0.80 2 0.75 0.70 3 1.00 0.95 4 0.45 0.55 5 0.50 0.60 MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 70. Exemplo de repetitividade e reprodutibilidade Cálculo da % R%R % R & R =  GR & R .100 *  ddp    ou % R & R = (6.GR & R tolerância).100 * ddp – desvio padrão do processo - obtido do estudo de estabilidade MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 71. Repetitividade e reprodutividade Método da média e amplitude Este método estima a repetitividade e reprodutibilidade de forma separada e permite identificar fontes de contribuição para a variação total: instrumento de medição método analista MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 72. Repetitividade e reprodutividade Método da média e amplitude Condução do estudo: 1. obter 10 peças* que representem a variação do processo, 2. usar 3 analistas (A,B,C), 3. não deixar os analistas conhecer a numeração das peças, 4. fazer 3 repetições, reiniciando o ciclo em outra ordenação aleatória. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 73. Repetitividade ∑R g Cálculos R= 1 i g onde g = número de amplitudes do conjunto de peças. σ * e =R d 2 * d 2 vide tabela para valores g/m g = amplitudes m = replicações Repetitividade Re pê = 6.σ e MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 74. Reprodutividade Reprodutibilidade do processo de medição representa a variabilidade entre os analistas. Verificação da consistência. Cálculos R =X o max − X min σ = R o * o d 2 * g/m g = amplitudes m = analistas d 2 vide tabela para valores Obs.: só há uma amplitude calculada (g = 1) MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 75. Reprodutividade Cálculos Re prô = 6.σ o Esta estimativa de Reprodutibilidade está envolvendo a variação devido ao instrumento (Repetibilidade), portanto, devemos retirar este valor então: Reprodutibilidade Ajustada: Re prô = (Re pê) (Re prô) n.m 2 − 2 aj onde: n = número de peças e m número de repetições. Obs: para valores de −x considerar Reproaj = zero MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 76. Repetitividade e reprodutividade Cálculo de R&R 2 2 GR & R = Re pê + Re pro aj Variação total do processo de medição: 2 2 VT = GR & R +VP Onde: VP – variação das peças MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 77. Repetitividade e reprodutividade Cálculo do desvio padrão da peça: R P = X peça − X peça max mim Onde: Rp = amplitude das médias das peças dos analistas. R σ = p peça * d * vide tabela para valores g/m d 2 2 g = amplitudes m = peças Obs.: só há uma amplitude calculada (g = 1) Variação das Peças (VP): VP = 6.σ peça MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 78. % R&R GR & R %R & R = .100 VT Re pê % Re pê = .100 VT Re prô % Re prô = aj .100 VT VT poderá ser substituida pelo valor da tolerância MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 79. Repetitividade e reprodutividade - Análise ↑ Re pê+ ↑ Re prô = analista ↓ Re pê+ ↑ Re prô = método ↑ Re pê+ ↓ Re prô = instrumento ↓ Re pê+ ↓ Re prô = ideal MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 80. Repetitividade e reprodutividade - Formulário Método da média e amplitude - Formulário Utilizar formulário contido no caderno de exercícios Atenção para os índices K1 K2 e K3 K= 1 * d 2 MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 81. Repetitividade e reprodutividade – Análise gráfica Gráfico das Amplitudes AVALIADOR 1 AVALIADOR 2 7 LSC R 6 5 4 3 R 2 1 0 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 82. Repetitividade e reprodutividade – Análise gráfica Gráfico das Médias AVALIADOR 1 AVALIADOR 2 224 222 220 LSC X 218 216 X 214 LIC x 212 210 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 NOTA: Sistema de Medição inadequado quando menos que a metade das médias estão fora de controle. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 83. Repetitividade e Reprodutibilidade “Atributos” MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 84. Repetitividade e reprodutividade - Atributos Um dispositivo não pode indicar quão bom ou ruim está uma peça. Indica apenas se a peça é aceita ou rejeitada. Seqüência: selecionar pelo menos 50 peças; selecionar 3 analistas; executar 3 repetições por peça; usar aleatoriedade na avaliação; escolher algumas peças que estejam ligeiramente abaixo e acima das especificações; classificar os resultados. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 85. Repetitividade e reprodutividade - Atributos Total de acertos Eficácia (E) = Total de oportunidades de acertos* * t A = η peças ⋅ replicações MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 86. Repetitividade e reprodutividade - Atributos Total de erros Índice de erros (Ie) = Total de oportunidades de erros* * t A = η peçasR⋅ replicações MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 87. Repetitividade e reprodutividade - Atributos Total de falsos alarmes Índice de falso alarme (Ifa) = Total de oportunidades de FA* *t FA = η peçasA ⋅ replicações MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 88. Repetitividade e reprodutividade - Atributos Decisão Eficácia Índice de erro Índice de falso alarme Aceitável - A ≥ 90% ≤2% ≤5% Limítrofe – L Limite do ≥80% ≤5% ≤10% aceitável, pode necessitar de melhoria Inaceitável – I necessita de <80% >5% >10% melhoria MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 89. Curva de desempenho do dispositivo de medição O objetivo ao desenvolve uma Curva de Desempenho do Dispositivo de Medição (CCD) é determinar a probabilidade de aceitar ou rejeitar uma peça de algum valor de referência; Ou seja, aceitar uma peça ruim ou rejeitar uma peça boa. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 90. Curva de desempenho Equipamento ideal Aprova Aprova Aprova peça ruim peça boa peça ruim 0% 100 % 0% MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 91. Curva de desempenho Equipamento real Aprova Aprova Aprova peça ruim peça boa peça ruim MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 92. Curva de desempenho Passo 1: utilizando o gráfico de Linearidade, determinar a tendência para vários pontos ao longo da faixa de resolução do equipamento; Passo 2: utilizando o cálculo de R&R determinar o desvio; Passo 3: somar a tendência a cada ponto tomado e calcular PZ; Passo 4: construir a curva de desempenho do equipamento. MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 93. Curva de desempenho X − LIE LSE − X Zi = Zs = σ σ Considerar R & R = 5,15 ⋅ σ MSA - Análise dos Sistemas de Medição
  • 94. MSA - Análise dos Sistemas de Medição