As operações de fabricação de qualquer produto, raramente se aproximam da perfeição, mesmo havendo uma pressão constante para melhoria da qualidade em geral, assim como para otenção de melhores performances na produção.
Essas pressões podem resultar em altas perdas internas, no aumento das reclamações de clientes, na necessidade de implementação de programas de redução de custos sendo que quaisquer dessas situações é uma evidência clara de que o processo ou equipamento não está produzindo produto com a qualidade especificada.
As vezes, os problemas têm suas causas-raízes óbvias, de fácil identificação, e assim, ações corretivas podem ser rapidamente adotadas. Outras vezes, quando as causas não estão facilmente reconhecíveis, um “estudo” do processo pode ser requerido, pela sua complexidade.
Este artigo comenta e compara alguns estudos que podem ser empregados, para alcançar a otimização de processo, fundamentado na estatística aplicada para o controle do mesmo.
Fato é que a qualidade medida em um produto está sempre sujeito a uma certa quantidade de variação aleatória dos fatores controláveis (e.g. ajustes de máquinas, início de processo) e também dos fatores não controláveis (e.g. condições ambientais tais como temperatura, umidade do ar, etc) presentes em um processo de fabricação. Portanto, um “sistema de causas aleatórias” é inerente a qualquer processo de produção e inspeção. Em outras palavras, variações dentro de um padrão estável é inevitável e assim, sempre existirá.
No entanto, quando a variação de um determinado processo aumenta em função de uma causa especial que se apresenta, as razões que levam a esta condição de variação fora do padrão estável devem ser descobertas e eliminadas.
O termo “sob controle estatístico” ou, mais simplesmente “sob controle”, refere-se à um nível de variação dentro de um padrão estável decorrente de causas comum ou de causas naturais do processo. Por outro lado, o termo “fora de controle” refere-se a variações que excedem esse padrão estável de causa natural ou comum. Um sistema estável, trabalhando somente sob a influência de causas aleatórias naturais, é essencial para se determinar a capabilidade do mesmo.
O termo, estudo de capabilidade do processo, é usado para descrever uma gama de diferentes estudos de um processo, cada um dos quais, é uma componente do que pode ser chamado de um estudo para otimização do processo, num sentido mais amplo.
É particularmente importante estar ciente dos diferentes elementos nos estudos de otimização de processos pois das conclusões tiradas dos mesmos, obter-se-á um julgamento quanto à capabilidade do processo em atender, ou não, às especificações de engenharia ou para atingir um nível de qualidade desejada, em função dos custos associados.
Componentes de um estudo de otimização de processos
Análises para se obter informações relacionadas à otimização de processos se diferencia em quatro componentes importantes. São eles: i) verificação do desempenho do processo, ii) avaliação do desempenho do processo, iii) estudo de capabilidade do processo e, iv) programa de melhoria de processo.
A verificação de desempenho do processo é uma verificação rápida do produto fabricado pelo processo que está sendo estudado. Essa verificação é baseada em uma pequena quantidade de dados obtidos em um determinado momento e fornece uma imagem rápida do desempenho do processo em um período limitado de tempo.
A avaliação de desempenho do processo é uma investigação do produto feito pelo processo em estudo com base em quaisquer dados históricos disponíveis. É fornecida uma imagem completa do desempenho do processo durante um período de tempo e pode ser usada para estimar e prever a capabilidade potencial do processo.
Um estudo de capabilidade de um processo é um estudo realizado para alcançar um estado de controle estatístico do mesmo. O estudo é baseado em dados correntes obtidos em um determinado período de tempo e inclui esforços para controlar o processo. A garantia de que a verdadeira capabilidade do processo foi alcançada só pode ser afirmada quando os gráficos de controle que estiveram presentes neste processo, por um período determinado de tempo, se mostrarem dentro dos limites de controle definidos.
Um programa de melhoria de processo é um programa mais abrangente, empreendido para melhorar um processo que não é capaz de atender às especificações, embora esteja sob controle estatístico (ou seja, esteja estável, portanto, sob influencia somente de suas causas naturais). Esse programa inclui, geralmente, redesenho da engenharia do processo – possivelmente com base em planejamentos de experimentos estatísticos – para melhorar a operação e/ou o equipamento, para que as especificações possam ser atendidas.
Detalhando um pouco mais as componentes de um estudo de otimização de processos
– A verificação do desempenho do processo
Esta é uma verificação rápida do produto fabricado pelo processo de fabricação em estudo (utilizando geralmente uma semana ou menos dos dados mais recentes). No caso de dados variáveis, essa verificação informa onde o processo está centralizado (posição relativa de sua média em relação aos limites de tolerância do produto) e qual era sua variação no momento da verificação (e.g., variância ou desvio padrão das medições).
Uma verificação de desempenho do processo geralmente é feita por uma pessoa e é baseado em dados históricos. Embora um estudo desse tipo possa ser chamado de estudo da capabilidade do processo, ele, na verdade, não diz muito sobre a capabilidade do mesmo.
De qualquer forma, uma estimativa da capabilidade do processo com base em uma verificação de desempenho do mesmo, provavelmente será muito mais útil do que o palpite de um supervisor ou de “julgamento da engenharia”. Deve-se considerar que, se houver variação no processo durante um período de tempo ou se o processo estiver fora de controle no momento da verificação, a estimativa da capabilidade do processo poderá ser enganosa.
Este, o mais simples dos estudos de otimização de processos, fornece informações importantes sobre a centralização do processo, algumas informações sobre a dispersão do mesmo e, para dados de atributos, um conhecimento da porcentagem defeituosa e de falhas de seus componentes, no momento da verificação. Pode levar à ação corretiva rápida, com consequente economia de tempo e esforço.
No entanto, a maioria dos problemas do processo é complicada e provavelmente não serão completamente resolvidos por um verificação de desempenho do processo. Assim, enquanto esta verificação é útil e pode levar a uma ação corretiva valiosa, por si só, geralmente, não é suficiente para resolver a maioria dos problemas do processo.
– A avaliação da performance do processo
Este método envolve uma avaliação de longo prazo de produtos produzidos pelo processo em estudo (pelo menos um mês inteiro de produção). Tal avaliação mostra como o processo vem se comportando. Geralmente obtem-se uma quantidade grande de dados, o que dificulta uma avaliação prática com somente um gráfico de probabilidade, diferentemente do que é feito na verificação de desempenho, discutida no item anterior..
Embora uma avaliação de desempenho do processo faça uso de uma base de dados mais ampla para estimativa da capabilidade do processo, ainda assim a mesma não se mostra muito mais confiável do que uma verificação de desempenho, pois, sem uma atenção especial, um processo geralmente não fica no controle por todo o período de um mês.
As vezes, a capabilidade do processo pode ser estimada através de dados passados. Se os dados puderem ser organizados no formato de gráfico de controle, uma boa estimativa da verdadeira capabilidade pode ser feita, eliminando-se os pontos fora de controle e estimando a capabilidade do processo apenas com os dados dentro dos limites de controle do processo.
Essa estimativa da capabilidade do processo baseia-se no pressuposto de que é possível trazer o processo sob controle em um sentido técnico e econômico. Como essa suposição nem sempre é verdadeira, o uso deste tipo de estimativa da capabilidade do processo para definir especificações, não é aconselhável.
No caso de ser necessário definir uma especificação de projeto através da capabilidade do processo, isso deve ser feito através de estudo cuidadoso da capabilidade do processo e não em uma coleta de dados históricos ajustados para o controle.
Em geral, as especificações devem ser definidas pelas necessidades do usuário, mais usualmente, pelas especificações de engenharia de produto, não através da capabilidade de um processo. Nos raros casos em que o usuário possa aceitar a capabilidade do produtor como sua especificação, essa capabilidade deve ser demonstrada, em vez de projetada.
Baseada em dados passados, a avaliação de desempenho do processo é uma maneira rápida e completa de determinar o que está acontecendo (ou o que está errado) em um processo.
Uma avaliação de desempenho do processo é mais válida do que a verificação de desempenho do processo como método de calcular a capabilidade de um processo, mas sofre de duas grandes desvantagens: i) baseia-se no que foi feito (histórico) e não naquilo que pode ser feito e, ii) a suposição de que é prático eliminar pontos fora de controle, pode não ser verdadeira.
– Estudo da capabilidade de um processo
Um estudo de capabilidade de processo é um estudo de produção, geralmente por meio de gráficos de controle, pelo qual a verdadeira capabilidade do processo é demonstrada. Os limites convencionais de controle geralmente empregados são de +/- 3sigma para dados variáveis. A capabilidade do processo é determinada quando o processo está sendo executado em um estado de controle, ou seja, dispersando somente sob efeito das causas comuns ou naturais, sem uma ou mais causas especiais presente.
Um processo é declarado como estando no controle quando é executado por um longo período tempo sem padrões não naturais no gráfico de controle. Um “longo período de tempo” é geralmente interpretado como pela análise de vinte (20) pontos consecutivos, pelo menos.
Atingir um estado de controle pode muito bem envolver a solução de problemas de engenharia, estabelecer métodos de controles durante a produção ou mesmo com uma supervisão mais rigorosa da manufatura, mas não envolveria mudanças fundamentais (melhorias) no processo.
Assim, a capabilidade do processo é o melhor desempenho que se pode esperar do processo existente, sendo executado sob condições normais de controle, sem grandes despesas para as melhorias deste.
Um estudo de capabilidade de processo, baseado em dados coletados regularmente, numa frequência previamente determinada durante a execução do mesmo e este mostrando-se sob controle, via de regra, mostra que uma melhora mais significativa pode ser alcançada, quando comparado com a melhora conseguida a partir da verificação do desempenho ou mesmo da avaliação de desempenho, esses dois, como já mencionado, baseados somente em dados históricos de produções passadas.
A questão, é que por se basear em dados obtidos regularmente durante o período em que o processo é controlado e analisado, os resultados não são disponíveis tão rapidamente quanto os resultados de estudos baseados em dados históricos.
Um estudo de capabilidade de processo é freqüentemente o mais valioso dos estudos de otimização de processos, onde através dele, melhorias significativas geralmente são obtidas a um custo mínimo. As despesas incorridas durante um estudo da capabilidade do processo incluiria custos de manutenções regulares e preventivas e talves, até os custos de se restaurar o equipamento até então desgastado, trazendo-o de volta à sua condição e capabilidade original.
De fato, o processo ideal é alcançado apenas quando o processo está sendo executado em sua verdadeira capabilidade.
Enquanto o estudo da capabilidade do processo geralmente é barato e resulta em melhoria de rendimento e economia de custos, o mesmo requer habilidade e esforço por parte da equipe de estudo. Essa habilidade e esforço são direcionados para alcançar uma condição de estabilidade do processo e desenvolver controles para monitorar e para manter essa condição.
Um estudo da capabilidade do processo pode ser realizado por uma pessoa, mas geralmente é um esforço de equipe. A equipe é composta por pessoal de fabricação e controle de qualidade e freqüentemente inclui pessoal de engenharia.
– Programa de melhoria de processos
As vezes, mesmo que um processo seja conhecido por estar no controle, evidenciado, por exemplo, através de cartas de controle estatístico ou mesmo em função do resultado de um estudo de capabilidade do processo, a sua capabilidade se mostra inadequada para atender aos requisitos de especificação. Nesse caso, a fabricação e mudanças do projeto de engenharia para melhorar o processo pode ser demandada.
Isso pode incluir grandes despesas com novos equipamentos, melhores matérias-primas, melhor fluxo de material, etc. Essas mudanças, organizadas em uma agenda formal, apontando itens a serem trabalhados, prioridades, responsabilidades, e um cronograma de conclusão, constituem-se de um programa de melhoria de processos.
Programas de melhoria de processo deve ser realizada somente após as estimativas de capabilidade do processo estarem bem conhecidas e estabelecidas. Experimentos estatisticamente planejados podem ser necessários para mostrar quais ações serão necessárias para corrigir as áreas problemáticas. As técnicas de operações evolutivas (EVOP) é um simples exemplo do que pode ser aplicado para mover o processo para um nível melhor, mas o mesmo não é foco de detalhamento neste artigo. Após o EVOP, gráficos de controle da capabilidade do processo devem ser implementados e mantidos para mostrar o efeito e a sustentabilidade das alterações feitas.
Em função dos esforços e custos relacionados, um programa de melhoria de processo se justifica a partir do momento que se identifica que a capabilidade do processo é inadequada para atender aos requisitos de especificação, ou seja, um programa de melhoria de processos direciona os esforços para melhorar o processo além de sua capabilidade atual, levando-o para um nível novo e superior.
Um programa de melhoria de processo deve ser considerado completo quando o mesmo estiver sendo executado em um nível aceitável, esteja sob controle e esteja produzindo um produto que atenda às especificações, com uma taxa de sucata tão baixa, o que demonstra que outras despesas com mais melhorias não se justificam.
Um programa de melhoria de processo é quase sempre um esforço de equipe. As equipes geralmente incluem representantes de fabricação, controle de qualidade e engenharias de produto e de processo. Pode muito bem ser liderado por um membro da administração. Esse programa não pode ser feito da mesa de um engenheiro ou de um local distante da produçao, por exemplo, num laboratório. Deve ser realizado junto ao processo em si e demanda tempo.
No entanto, se um programa de melhoria de processo for implementado adequadamente, o resultado final é um processo capaz, produzindo sob controle, dentro da especificação desejada, a uma taxa de rendimento e perdas aceitáveis.
Resumindo
Quando há a necessidade de otimização de processos e a ação corretiva não for imediatamente óbvia, um ou mais dos quatro estudos aqui comentado, devem ser considerados.
Esses estudos se tornam progressivamente mais abrangentes. Cada estudo leva ao estudo subsequente e, de fato, torna-se a base para iniciar um novo estudo. Em uma estratégia para otimização de processos, é melhor começar pelo estudo mais simples e rápido (e.g., a verificação estatística através de dados históricos) e prosseguir para os estudos mais complexos apenas quando a necessidade for demonstrada.
A regra geral é a de não se iniciar um programa de melhoria de processos até que uma capabilidade do processo seja conhecida e confrontada com as especificações de engenharia, pois deve levar em considerção os custos e esforços inerentes a cada um dos quatro estudo mencionados neste artigo. O uso adequado desses estudos identificará a verdadeira capabilidade de um processo e efetivamente levará a uma otimização do mesmo.
Nossa consultoria, a AQC, está apta a desenvolver times de melhoria de sua empresa, com uso de métodos científicos e estatísticos comprovados, o que resultará em reduções de desperdícios e custos, de maneira sistêmica. O Controle Estatístico de Processos aqui comentado é apenas umas das várias metodologias estatística existente para otimização de processos. Em artigos futuros, discursaremos acerca de outras delas, de uso comum em empresas de sucesso, não importando o porte das mesmas.
Escrito por Amancio Quality Consulting
