• Nenhum resultado encontrado

CATEGORIA: CONCLUÍDO ÁREA: ENGENHARIAS E ARQUITETURA SUBÁREA: ENGENHARIAS INSTITUIÇÃO: CENTRO UNIVERSITÁRIO DE ITAJUBÁ

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "CATEGORIA: CONCLUÍDO ÁREA: ENGENHARIAS E ARQUITETURA SUBÁREA: ENGENHARIAS INSTITUIÇÃO: CENTRO UNIVERSITÁRIO DE ITAJUBÁ"

Copied!
11
0
0

Texto

(1)

16°

TÍTULO: A ESTATÍSTICA APLICADA AOS PROCESSOS DE USINAGEM PARA A RESOLUÇÃO DO PROBLEMA DENOMINADO SERRILHADO NA FACE DE CONTATO DE UM ANEL DE PISTÃO: UM ESTUDO DE CASO REALIZADO EM UMA EMPRESA DE PEÇAS AUTOMOTIVAS

TÍTULO:

CATEGORIA: CONCLUÍDO

CATEGORIA:

ÁREA: ENGENHARIAS E ARQUITETURA

ÁREA:

SUBÁREA: ENGENHARIAS

SUBÁREA:

INSTITUIÇÃO: CENTRO UNIVERSITÁRIO DE ITAJUBÁ

INSTITUIÇÃO:

AUTOR(ES): LUCAS ROGÉRIO EMILIANO

AUTOR(ES):

ORIENTADOR(ES): LUÍS FELIPE DOS SANTOS CAROLLO

(2)

1. RESUMO

Os processos de fabricação estão em constante evolução e cada vez mais com filosofias de otimização de recursos. Com esta visão em evidência, este trabalho tem por premissa a utilização das ferramentas da qualidade e a estatística aplicada para solucionar um problema apresentado nos anéis de pistão de uma empresa no Sul de Minas Gerais. O modo de falha denominado serrilhado na face de contato estava afetando diretamente os indicadores de retrabalho da empresa. Para propor soluções para o defeito foi necessário realizar um estudo de caso, onde a decomposição do problema, a análise do fluxo de processo e o estudo de campo foram analisados. Com o estudo de campo, definiu-se as operações de torneamento e retificação como críticas. Esta definição foi validada com o auxílio das técnicas estatísticas regressão logística, análise de capabilidade e teste de hipóteses com auxilio do software Minitab®. Por fim, com as alterações no processo baseadas nos estudos estatísticos, obteve-se uma redução de 36,47% no modo de falha serrilhado.

2. INTRODUÇÃO

A complexidade dos processos de manufatura, haja vista a competitividade do mercado internacional, é questão que urge no âmbito fabril bem como nas reflexões que permeiam o ambiente acadêmico. Devido à globalização, nos últimos anos as indústrias estão sendo cada vez mais exigidas, no sentido de lançarem ao mercado produtos com qualidade e ótima relação de custo/benefício. Portanto para que uma empresa consiga sobreviver neste mercado de extrema concorrência, seus produtos devem apresentar baixo lead time de fabricação, alta qualidade e baixo custo. Neste contexto encontra-se o processo de retificação (Sampaio 2007).

Segundo Vieira Júnior et al. (1999) a retificação é um dos mais importantes processos de manufatura, pois tem o objetivo de se obter um bom acabamento superficial e garantir a integridade do produto acabado. A retificação é um processo de alta precisão, garante baixa tolerância dimensional e é inaceitável refugar uma peça nesta etapa, devido ao elevado valor agregado no produto, uma vez que vários processos antecederam a retificação.

(3)

Para Oliveira (1998) o processo de retificação é o mais utilizado para produtos que necessitam de alta qualidade superficial, dimensional ou geométrica. Haja vista que o acabamento ocorre através da interação dos grãos abrasivos de uma ferramenta denominada rebolo e a peça a ser usinada. É o processo que tem por objetivo solucionar os problemas de não qualidade, embora apresente baixo domínio tecnológico e alta complexidade pelo alto número de variáveis e a sensibilidades dessas variáveis a pequenas alterações.

A otimização aplicada em processos de usinagem tornou-se uma das opções para as organizações manufatureiras, na busca por eficiência e eficácia, principalmente, representados, por redução de custos de fabricação e tempos de processamento (Diniz et al, 1999).

Os processos de fabricação, que consistem em modificar as características dimensionais de uma peça, são muito utilizados em metalúrgicas e indústrias metal mecânicas. Sendo uma das operações utilizadas na usinagem, com versatilidade e larga utilização, o torneamento oferece flexibilidade e confiabilidade no produto manufaturado. Com isso, o torno se torna importante para o setor de usinagem. Apresenta grande influência no desenvolvimento da indústria mundial, pois têm características que se adequam facilmente para a produção em serie. Nos dias atuais, qualquer melhoria, de máquina, ferramenta, material ou processo, pode converter-se em redução de custos de fabricação (Dotto et. al, 2014).

As ferramentas da Qualidade são um conjunto de técnicas e procedimentos que tem por objetivo definir, mensurar, analisar e tomar a decisão mais assertiva para solucionar os problemas que interferem na eficiência de processos. De acordo com Paladini (2004), o conjunto de ferramentas da qualidade é um método estruturado para organizar a implementação da Qualidade total, são dispositivos, procedimentos gráficos, analíticos e/ou numéricos, formulações matemáticas e práticas, esquemas de funcionamento e mecanismos de operação.

Segundo Martins Jr. (2002), pensando em facilitar os estudos dos profissionais do departamento de qualidade, em 1968, Kaoro Ishikawa, estruturou um conjunto de ferramentas de natureza estatísticas e gráficas e as denominou de sete ferramentas do controle de qualidade. Vale ressaltar, que atualmente várias outras ferramentas foram incorporadas a elas, sendo utilizadas nas mais diversas áreas de conhecimento, e demostrando eficiência nos assuntos relacionados à qualidade.

(4)

Para Brassard (2004), as ferramentas não apenas auxiliam na visão do processo, identificando o que está acontecendo, como ajudam a identificar as causas potenciais e posteriormente a causa raiz. Os gestores que incorporam as ferramentas da qualidade em seus processos, logo entendem que focalizar os efeitos ao invés das causas é o que mais atrapalha a melhoria continua do processo. Além das ferramentas da qualidade, outro assunto de grande importância para melhoria dos processos de fabricação esta baseada nos estudos estatísticos. Inesul (2010) destaca que a estatística começou a ganhar importância e ser aplicada nas grandes organizações, quando os japoneses começaram a pensar em qualidade total, surgindo à estatística moderna, como uma disciplina. Desde então, a estatística evoluiu significativamente, começando a ser utilizada nos mais variados setores como forma de obtenção de informações e análises a partir do levantamento de dados, baseados em métodos complexos de amostragem.

3. OBJETIVOS

Este trabalho tem como objetivo a aplicação de estudos estatísticos para análise dos processos de usinagem com o intuito de eliminar um modo de falha denominado serrilhado (microlascas na face de trabalho) de um determinado produto.

4. METODOLOGIA

A metodologia utilizada para o desenvolvimento deste trabalho está embasada no método de Estudo de Caso. De Acordo com Cesar (2005) o método referente ao Estudo de Caso classifica-se em um contexto qualitativo, em estudos organizacionais é frequentemente utilizado para coletas de dados. Apesar das críticas que são feitas ao mesmo, considerando que não pode ser configurado como um método de investigação científica, por não obter objetividade e rigor suficiente (críticas já realizadas a métodos qualitativos). As criticas são externalizadas em afirmativas como: Os dados podem ser facilmente manipulados pelo pesquisador; os Estudo de Caso não possuem base generalizada para métodos científicos; os estudos demoram muito e acabam gerando procedimentos e relatórios sem objetividade na análise das informações. Segundo Yin (2001) e Fachin (2001) outros métodos de investigação também podem apresentar essas falhas se o pesquisador não estiver treinado ou não tiver habilidade para realização de estudos de natureza científica, sendo assim, não são inerentes ao método de Estudo de Caso.

(5)

5. DESENVOLVIMENTO

Quando os estudos iniciaram os indicadores de retrabalho, conforme figura 04 registravam que de janeiro à agosto de 2014 aproximadamente 48 ordens de produção haviam sido segregadas no setor de inspeção final para serem retrabalhadas no chanfro da face de contato do anel no lado oposto a gravação, devido ao modo de falha denominado serrilhado (microlascas na camada de cromo). Conforme pode ser visualizado pelas Figuras 1 a 3.

7 8 4 7 8 5 4 5 5.28% 6.14% 3.83% 1.92% 4.98% 2.37% 2.69% 5.41% 0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00% 6.00% 7.00% 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto

Retrabalho por Serrilhado

Quantidade de OPA % de peças reprovadas

Figura 03 – Peça com serrilhado no chanfro Figura 02 – Peça sem serrilhado no chanfro

Figura 01 – Definição representativa do anel de pistão (ISO)

(6)

Com o objetivo de realizar uma investigação clara e assertiva do problema foram utilizadas algumas ferramentas de qualidade para auxiliar na identificação da causa raiz e solucionar o problema proposto. Acompanhou-se o processamento de um lote do produto e evidenciou-se duas operações críticas para geração do modo de falha. A primeira refere-se ao torneamento e a segunda a retificação.

Com o perímetro da ocorrência cercado, a decomposição do problema foi realizada mapeando o fluxo do processo do anel de pistão e nesse momento surge uma questão para o correto direcionamento das investigações. Nesta etapa, a última operação de retificação foi definida como a geradora do modo de falha. Investigando as causas potenciais do problema e realizando o estudo de campo na operação de retífica lateral (operação que tem por objetivo dar acabamento e atender as especificações dimensionais na face lateral do produto), foi construído uma FTA

(Fault Tree Analysis) analisando somente o defeito (efeito do problema), onde duas

possibilidades foram definidas. A primeira refere-se à camada de cromo aderida no produto estar acima do especificado e a segunda refere-se ao chanfro estar chegando abaixo do especificado para a operação. Porém, os estudos mostraram que a camada de cromo está conforme especificado na instrução de usinagem (Especificado: 0,015 à 0,045; Encontrado: 0,016 à 0,031) e os valores do chanfro estão abaixo do especificado, conforme figura 05:

0.144 0.132 0.120 0.108 0.096 0.084 0.072 0.060 LSL Target USL LSL 0,09 Target 0,12 U SL 0,15 Sample Mean 0,0862 Sample N 80 StDev (Within) 0,0105822 StDev (O v erall) 0,0123282 Process Data C p 0.94 C PL -0.12 C PU 2.01 C pk -0.12 Pp 0.81 PPL -0.10 PPU 1.73 Ppk -0.10 C pm 0.28 O v erall C apability Potential (Within) C apability

PPM < LSL 612500.00 PPM > U SL 0.00 PPM Total 612500.00 O bserv ed Performance PPM < LSL 640237.60 PPM > U SL 0.00 PPM Total 640237.60 Exp. Within Performance

PPM < LSL 621048.66 PPM > U SL 0.11 PPM Total 621048.77 Exp. O v erall Performance

Within Overall

Estudo de Capabilidade

(7)

Conclui-se que para o efeito de serrilhado, a causa potencial é o chanfro menor que o especificado. Portanto, para validar a causa com fatos, foi coletado uma nova amostragem da medida dos chanfros de peças com serrilhado e sem serrilhado, e verificou-se que as duas populações são estatisticamente diferentes. Essa verificação foi executada com auxilio de um software (Minitab®), onde o teste aplicado foi Two-Sample T-Test. Para facilitar a interpretação visual o gráfico de

Boxplot foi construído, segue abaixo os estudos realizados, conforme figura 06:

Conforme evidenciado estatisticamente, as populações com modo de falha e sem o modo de falha são diferentes, porém a pergunta que surge neste momento é, qual o ponto de corte entre as populações? Na busca por uma resposta a está pergunta o software foi utilizado, através do estudo de Regressão Logística (Montgomery, 2009) que fornece os eventos de probabilidade (EPRO2) e posteriormente associado ao gráfico de Scatterplot. Criando uma equação entre EPRO2 vs Medição foi possível obter o valor que difere as duas populações. Portanto, estatisticamente o ponto de corte para as duas populações é 0,072mm, conforme gráfico da figura 07:

Vale ressaltar que a operação que define o chanfro é a operação de torneamento, portanto, com intuito de encontrar a causa raiz e propor soluções uma nova decomposição do problema se iniciou nesta operação.

0,072m m

P-Value ≤ 0,05, portanto existe

diferença entre os valores.Figura 06 – Teste de Hipóteses

(8)

Iniciou-se a análise e o estudo de campo na operação de torneamento, onde a característica em questão (chanfro inferior da face de contato) é definida, conhecendo-se a capacidade de entrega do processo através da análise de capabilidade. Aproximadamente 34% da amostragem estavam abaixo do ponto de corte de 0,072mm definido no estudo de Regressão Logística, conforme análise na figura 08:

Com a análise da figura 08, é possível verificar que o estudo de capabilidade está reprovado e a operação de torneamento está produzindo peças com o chanfro abaixo do limite inferior de especificação. Vale ressaltar, que a especificação é definida para o processo de fabricação, pois o cliente não exige dimensão mínima para o chanfro. Entretanto, para se evitar possíveis refugos, definiu-se trabalhar com os limites de 0,09 a 0,15mm. A fim de identificar a causa raiz do chanfro estar saindo menor que o especificado na operação de torneamento, novamente uma ferramenta de qualidade foi utilizada e uma nova FTA foi constituída com base na análise de causa e estudo de campo, onde todas as variáveis potenciais foram levantadas, conforme definido na figura 09:

0.144 0.132 0.120 0.108 0.096 0.084 0.072 0.060 LSL Target USL LSL 0,09 Target 0,12 U SL 0,15 Sample Mean 0,0862 Sample N 80 StDev (Within) 0,0105822 StDev (O v erall) 0,0123282 Process Data C p 0.94 C PL -0.12 C PU 2.01 C pk -0.12 Pp 0.81 PPL -0.10 PPU 1.73 Ppk -0.10 C pm 0.28 O v erall C apability Potential (Within) C apability

PPM < LSL 612500.00 PPM > U SL 0.00 PPM Total 612500.00 O bserv ed Performance PPM < LSL 640237.60 PPM > U SL 0.00 PPM Total 640237.60 Exp. Within Performance

PPM < LSL 621048.66 PPM > U SL 0.11 PPM Total 621048.77 Exp. O v erall Performance

Within Overall

Estudo de Capabilidade

34% da amostragem,

abaixo do ponto de corte

Figura 08 – Estudo de Capabilidade

(9)

Com as causas potenciais definidas e com intuito de validar e priorizar as variáveis determinadas na FTA o método Pair Wise Comparison (combinação por pares) foi utilizado. A priorização foi definida em conjunto com a equipe envolvida no processo (colaboradores, monitores técnicos e engenharia de manufatura) e as causas críticas definidas foram: a variação da máquina (folga nos eixos), o desgaste da ferramenta e a espessura do colar da árvore. Com o perímetro critico para a geração da não conformidade definido, surgiram algumas ações que tem por objetivo reduzir a variabilidade da operação e deslocar a curva de Gauss para o centro. Para confecção do plano de ação o diagrama de esforço X impacto foi utilizado e as ações priorizadas foram:

1. Definir método de trabalho padronizado para afiação das ferramentas; 2. Criar padrão visual para ferramentas aprovadas e reprovadas;

3. Criar sistema de aprovação para ferramentas após afiação;

4. Treinar os colaboradores da operação a fim de se ajustar a curva de Gauss; 6. RESULTADOS

A análise do processo mostrou que o modo de falha estava sendo gerado na operação de torneamento, uma vez que o dimensional estava abaixo do ponto ótimo para diferenciar as populações com modo de falha e sem o modo de falha. Após a conclusão das ações constatou-se que a curva de Gauss se deslocou em direção ao centro. A operação continua produzindo peças a baixo do especificado de 0,09 a 0,15. Porém, nenhuma peça foi encontrada abaixo do ponto de corte, conforme análise da figura 10: 0.15 0.14 0.13 0.12 0.11 0.10 0.09 0.08 LSL Target USL LSL 0.09 Target 0.12 U SL 0.15 Sample Mean 0.109881 Sample N 125 StDev (Within) 0.0132966 StDev (O v erall) 0.0129685 Process Data C p 0.75 C PL 0.50 C PU 1.01 C pk 0.50 Pp 0.77 PPL 0.51 PPU 1.03 Ppk 0.51 C pm 0.61 O v erall C apability Potential (Within) C apability

PPM < LSL 48000.00 PPM > U SL 0.00 PPM Total 48000.00 O bserv ed Performance PPM < LSL 67435.90 PPM > U SL 1275.28 PPM Total 68711.18 Exp. Within Performance

PPM < LSL 62639.01 PPM > U SL 988.67 PPM Total 63627.68 Exp. O v erall Performance

Within Overall

Estudo de Capabilidade - Resultado

(10)

Com a nova configuração do gráfico de capabilidade, obteve-se uma redução de 36,47% no indicador geral de retrabalho para o modo de falha em questão. Além disso, foi possível eliminar o patamar de 34% de peças abaixo do ponto de corte de 0,072mm definido e reduzir de 66,25% para 5,80% o índice de peças fora do especificado para a operação. Segue análise da melhoria, conforme figura 11:

7. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Neste trabalho foi apresentado um estudo de caso sobre a importância dos estudos estatísticos, assim como a utilização das ferramentas da qualidade para decomposição, análise, medição e solução de problemas ocasionados nos processos de fabricação, portanto, conclui-se que através dessa estratificação foi possível identificar as causas que estavam ocasionando o modo de falha no processo de usinagem e propor soluções de acordo com o objetivo definido no estudo de caso e o mapa estratégico da empresa, onde uma das frentes de trabalho é a redução de retrabalho. Esse trabalho foi de suma importância, pois após as alterações aplicadas, os indicadores de retrabalho por serrilhado registraram uma redução de 36,47%. Assim como, para o crescimento profissional dos envolvidos, pois foi possível associar e conhecer com maior propriedade a estatística aplicada no processo de fabricação, e ampliar a visão de melhoria continua no processo. Portanto, fica como visão para os próximos estudos a análise e a possível substituição do insumo (rebolo) na operação de retífica lateral, pois com os acompanhamentos e estudos realizados atrelados ao conhecimento técnico da equipe envolvida a substituição do rebolo de granulometria 220 para um rebolo de granulometria 320 ajudaria a minimizar a incidência do modo de falha, uma vez que o rebolo proposto é menos agressivo ao produto.

(11)

8. FONTES CONSULTADAS

Amorim, H. J., “Estudo da Relação Entre Velocidade de Corte, Desgaste de Ferramenta, Rugosidade e Forças de Usinagem em Torneamento com Ferramenta de Metal duro” Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) – Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brasil, 2002.

Cesar, A. M. R. V. C., “Método do Estudo de Caso ou Método do Caso, Uma análise dos métodos no Ensino e Pesquisa em Administração”. REMAC Revista Eletrônica Mackenzie de casos, São Paulo – Brasil. V. a. n. 1. 2005

Dotto, A. R., Seimetz, A. C., Carlin, A. C., Fuhr, H. K.,Gelatti, M.R., Alves,V.J., “Influência das Condições de Usinagem por Torneamento na Rugosidade da Peça” Faculdade Horizontina (FAHOR) – Rio Grande do Sul, Brasil, 2014.

Ignácio, S. A., “Importância da Estatística para o Processo de Conhecimento e Tomada de Decisão” INSTITUTO PARANAENSE DE DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO E SOCIAL (IPARDES) – Curitiba, Brasil, 2010.

ISO 6621-5, Internal Combustion Engines – Piston Rings – 2

th

ed. 2005.

Montgomery, D. C., “Introduction to Statistical Quality Control” John Wiley & Sons, 2009, 754p., USA.

Penteado, R. B., Ribeiro, M. V., Silva, M. B., “Usinagem da Liga Nimonic 80A Por Torneamento Cilindrico Externo” Congresso Brasileiro de Engenharia de Fabricação – COBEF2011, Caxias do Sul, RS, Brasil.

SAMPAIO, A. M. C., Influência dos Métodos de Lubri-Refrigeração na Retificação do Aço ABNT 4340 usando Rebolo de CBN. UNESP - BAURU: Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP) - Brasil, 2007.

Vasconcelos, D. S. C., Souto, M.S.M.L., Gomes, M.L.B., Mesquita, A. M.,” A Utilização das Ferramentas da Qualidade como Suporte a Melhoria do Processo de Produção - Estudo de Caso na Indústria Têxtil”, Encontro Nacional de Engenharia de Produção (ENEGEP), Salvador, Brasil, 2009.

Referências

Documentos relacionados

Vários métodos de diagnóstico de descargas parciais têm sido aplicados em campo, entre os quais tensão AC (50/60 Hz) com circuitos ressonantes sintonizados indutivamente, tensão

Base de Dados Do SNGPC Computador da Farmácia (Sistema Operacional) Gerar Arquivo XML do Estoque (Controlados e Antimicrobianos.. A Partir do dia 16 de abril de 2013 quando

É com base na análise da ação do Programa Rede de Bibliotecas Escolares no período de vigência do anterior Quadro Estratégico e considerando todas as orientações

A opção PIP (Picture-in-Picture) permite chamar um ecrã PIP do PC ou do aparelho HD (Alta Definição) enquanto assiste a um programa no seu

O conceito de técnica na indústria cultural só tem em comum o nome com aquele válido para as obras de arte. Este diz respeito à organização imanente da coisa, à sua lógica

Rio de Janeiro, 1º de agosto de 2012 – A partir de 03 de agosto, o Oi Futuro apresenta o projeto Palavras Cruzadas, que levará ao palco do centro cultural de

Os participantes foram submetidos à avaliação miofuncional orofacial com escores (AMIOFE), avaliação especifica de língua com critérios do AMIOFE, análise da pressão de

O teste de limiar dos gostos básicos (doce, amargo, salgado, ácido e umami) e teste de limiar de reconhecimento dos gostos básicos foi aplicado em 23 indivíduos adultos