CEP: qualidade através da diminuição de variabilidade na indústria

CEP: qualidade através da diminuição de variabilidade na indústria

• Sumário:

CEP: qualidade através da diminuição da variabilidade na indústria
Ferramentas de controle do CEP
Gráficos de Controle
Passo a passo da aplicação do CEP na indústria manufatureira
Por que utilizar o CEP?
Exemplos de aplicação do CEP no dia a dia da produção
CEP: aliado para o cumprimento das normas de qualidade
CEP aprimorado com ciência de dados

CEP: qualidade através da diminuição da variabilidade na indústria

Para Montgomery (2004), “qualidade é inversamente proporcional à variabilidade”. A definição é uma das várias presentes no artigo “Controle Estatístico de Processo (CEP) aplicado a máquina de distribuição automática” (2019). Ele tem como objetivo estudar a entrega de suprimentos por uma máquina de distribuição automática. Nesse contexto, presume-se que Controle Estatístico de Processo (CEP) é uma ferramenta de qualidade amplamente utilizada na indústria manufatureira, mas também em outros diversos setores.

Ele teve sua origem na década de 1920, quando Walter A. Shewhart aplicou ferramentas estatísticas para determinar quando ações corretivas deveriam ser implementadas no processo. Na época, ele trabalhava nos laboratórios da Bell Telephone, local inicial da aplicação. Os gráficos de controle em linhas telefônicas eram usados para monitorar a resistência dos fios, a qualidade das conexões e a performance dos componentes eletrônicos.

Seu trabalho foi essencial para a evolução do CEP, que passou por uma transição para a indústria a partir da contribuição de W. Edwards Deming. Após a Segunda Guerra Mundial, Deming foi convidado a ajudar na reconstrução da indústria japonesa. Ele introduziu os conceitos aprendidos com Shewhart para melhorar a qualidade e a eficiência das operações. Ao propagar a importância da variabilidade controlada, permitiu que a indústria japonesa identificasse e corrigisse problemas de produção.

Atualmente o CEP é um dos principais métodos de coleta e verificação de amostra de resultados de um processo. O objetivo é controlar o funcionamento do processo e diminuir as falhas decorrentes de sua execução. Ele faz isso através de métodos estatísticos e de visualização, que permitem identificar saídas não conformes, ou seja, reprovar saídas que estão fora dos parâmetros estabelecidos. Isso evita variações subsequentes e impulsionam a melhoria contínua.

Ferramentas de controle do CEP

A estatística é a ciência que, utilizando teorias probabilísticas, busca explicar a frequência de ocorrência de eventos e modelar a aleatoriedade e a incerteza. Seus resultados são graficamente analisados, tornando mais simples a visualização da variação dos resultados e a parametrização dos dados. A partir disso, também é possível prever fenômenos futuros. As amostras graficamente representadas podem ser retiradas aleatoriamente, em horários determinados ou em situações determinadas.

Assim, o CEP é um método estatístico que faz uso de ferramentas de qualidade, variando de acordo com seu objetivo. Ainda que sejam uma parte importante, elas englobam apenas aspectos técnicos, sendo necessário que haja engajamento em todos os níveis organizacionais na realização de melhorias.

O histograma é uma ferramenta estatística de qualidade que apresenta a frequência de determinado valor ou classe de valores em um grupo de dados. A partir de parâmetros gráficos, ele fornece uma ideia da forma, dispersão e tendência central dos dados. Ele também é muito utilizado para tirar conclusões rápidas e intuitivas de aspectos dos dados que não são óbvios quando vistos em tabelas.

Já o diagrama de dispersão apresenta graficamente dados coletados aos pares sobre duas variáveis (x,y), em que a dispersão indica a relação existente entre elas. Caso haja relação, nem sempre causal, ele é útil para identificar desvios, pois problemas em uma variável podem acarretar problemas em outras.

O gráfico de Pareto é uma ferramenta utilizada para organizar dados por ordem de importância, para que se possa determinar prioridades para resolução de problemas. Ele não identifica os defeitos mais importantes, mas sim os mais frequentes.

Entre essas diversas ferramentas, o gráfico de controle – ou carta de controle – é o mais usado em processos de CEP, como visto a seguir.

Gráficos de Controle

O gráfico de controle consiste em uma ferramenta gráfica para representar e registrar tendências de desempenho sequencial ou temporal de um processo. A análise desse gráfico indica se tudo está ocorrendo dentro dos limites esperados ao longo do tempo. A partir do monitoramento utilizando essa ferramenta é possível identificar as causas de variação do processo.

Esse tipo de gráfico é composto pelos seguintes elementos:

• Linha central (LC): representa a média do processo. É a linha horizontal que passa pelo meio do gráfico e serve como referência para avaliar a estabilidade;
• Limite Superior de Controle (LSC): é a linha horizontal acima da linha central. Normalmente, é definida como três desvios padrão acima da média do processo. Indica o valor limite superior da variação aceitável;
• Limite Inferior de Controle (LIC): É a linha horizontal abaixo da linha central. Seguindo o padrão, é definida como três desvio padrão abaixo da média do processo. Indica o limite inferior da variação aceitável do processo;

Sobre a interpretação, as variações podem ser classificadas entre controladas e descontroladas, e podem ter causas comuns ou causas especiais. As causas comuns de variação são consideradas como controladas e características do processo. Elas permanecem dentro dos limites superior e inferior já calculadas na operação. Já as causas especiais de variação são descontroladas e provocam o deslocamento para além dos limites superior e inferior, necessitando de ação corretiva. Um exemplo de variação comum é a falta de padronização das operações. Agora, ao considerar as causas especiais, é possível pensar em lotes de matéria-prima com problema, falha humana ou desregulagem do equipamento.

Por último, é importante mencionar que aqui não se leva em conta a relação entre cada uma das variáveis, isto é, presume-se que são independentes.

Passo a passo da aplicação do CEP na indústria manufatureira

Para começar a fazer uso do CEP na indústria é preciso seguir os seguintes passos:

1. Determinar a ferramenta para coleta de dados: o CEP envolve a análise de dados, então é preciso escolher a ferramenta certa para que os resultados do processo sejam coletados. Ao utilizar dispositivos como Internet of Things (IoT), que fazem a coleta de dados em tempo real, esse processo fica mais preciso e confiável;
2. Coletar um conjunto de dados: definir a amostra que será analisada e coletar os dados. Aqui, é preciso pensar em características críticas do processo, como peso, temperatura, dimensão etc.;
3. Definir os limites do processo: analisar a base histórica do processo para verificar como ele se comporta e fazer uma média de desvio padrão dos dados obtidos para determinar o LSC e o LIC, ou ainda verificar quais são os padrões esperados do processo para definir seus limites;
4. Construir o gráfico: criar gráficos de controle, baseado nos limites e na linha média determinados, para visualizar os dados e monitorar a estabilidade do processo. Dependendo do objetivo da linha, é possível utilizar outros tipos de ferramentas gráficas de controle, como visto anteriormente;
5. Identificar as variações: verificar se existem dados que ultrapassam as linhas limites e estudá-los;
6. Determinar as causas da variação e elaborar planos de ação: monitoramento dos gráficos de controle para reconhecer tendências e variações. Após isso, implementar ações corretivas quando o processo apresentar variação de causa especial;
7. Revisão e melhoria contínua: revisão regular dos resultados do CEP e ajustes conforme necessário para melhorar continuamente o processo;

Por que utilizar o CEP?

O Controle Estatístico de Processo (CEP) pode ser aplicado em várias situações para garantir a qualidade e a eficiência dos processos:

• Quando um novo processo de produção é implementado, o CEP é indispensável para estabelecer uma linha de base para a qualidade e rápida identificação de qualquer problema inicial;
• Prever o intervalo esperado de resultados de um processo;
• Determinar se um processo é estável (no controle estatístico);
• Definir se o projeto de melhoria de qualidade deve ter como objetivo evitar problemas específicos ou fazer mudanças fundamentais no processo;
• O CEP pode ser usado para reduzir custos associados a desperdícios e retrabalho;
• Para garantir que os processos estejam de acordo com normas e regulamentos de qualidade, pois ajuda a manter a consistência e a previsibilidade dos resultados;

Além disso, o CEP pode ser combinado com outras metodologias, como o PDCA (Plan, Do, Check and Act). Na fase do planejamento, o CEP entra em ação para identificar as características críticas que precisam ser monitoradas, o que facilita a definição de metas. Agora, na fase da execução, o CEP é utilizado para monitorar o processo em tempo real, principalmente através de sensores e dispositivos IoT. Assim, é possível acompanhar mudanças e identificar facilmente desvios. Já na parte de verificação, os gráficos de controle têm um papel essencial ao atestar o comportamento da máquina em relação aos padrões estabelecidos. Por fim, a ação – ou ação corretiva – corrige a variação, resultando em otimização.

À primeira vista, é possível também estabelecer semelhanças entre CEP e Centerlining, por serem complementares. Entretanto, ambos possuem objetivos diferentes, pois o primeiro foca em monitorar e controlar o processo, e o segundo em estabelecer configurações ideias para parâmetros críticos.

Exemplos de aplicação do CEP no dia a dia da produção

Alguns exemplos de como o CEP pode ser aplicado na indústria manufatureira:

• Indústria automotiva: durante a montagem de veículos, o CEP pode ser usado no monitoramento de processos de soldagem e pintura para garantir a consistência e a qualidade das peças e superfícies. Ele também é aplicável na fabricação de componentes, englobando o controle de precisão em peças como pistões e válvulas para que estes atendam às especificações técnicas;
• Indústria farmacêutica: ao longo da produção de medicamentos, o monitoramento de processos de mistura e enchimento garante a dosagem correta de insumos e a pureza dos produtos. Também, a verificação contínua de parâmetros como temperatura e umidade durante a produção mantém a estabilidade dos medicamentos;
• Indústria alimentícia: durante o processamento de alimentos, o controle de processos de pasteurização e embalagens, por exemplo, garante a segurança alimentar e a qualidade dos produtos;
• Indústria de bebidas: o monitoramento de processos de fermentação e engarrafamento assegura a consistência no sabor das bebidas;
• Indústria química: o acompanhamento de parâmetros do processo de mistura de processos químicos assegura a homogeneidade das combinações e evita reações indesejadas e perigosas;
• Indústria de papel e celulose: durante a produção de papel, uma das aplicações possíveis do CEP é o controle da gramatura do papel. Ao manter a gramatura dentro das especificações a indústria reduz o desperdício de material e melhora a satisfação do cliente;

CEP: aliado para o cumprimento das normas de qualidade

Segundo a Confederação Nacional da Indústria (CNI), no estudo “A indústria em números” (2022), organizações que implementam o CEP reduzem a taxa de defeitos em 50%. Ainda segundo o mesmo material, sua implementação resulta em uma taxa de conformidade com normas de qualidade superior a 95%. Isso ajuda a evitar multas e a melhorar a reputação de mercado. A conformidade com essas práticas é frequentemente verificada por meio de auditorias realizadas por agências reguladoras, como FDA nos Estados Unidos e ANVISA no Brasil.

A ISO 9001 é um exemplo dessas regulamentações. Ela é uma norma de gestão da qualidade que exige que as indústrias utilizem métodos baseados em dados para medir a eficácia dos processos. Além disso, ela destaca o papel crucial da liderança na implementação e manutenção de um sistema de gestão de qualidade eficaz. O CEP é uma ferramenta essencial para atender esses requisitos, pois ajuda a garantir que os produtos e processos estejam sob controle.

Já a ISO 22000 é uma norma internacional que estabelece os requisitos para um sistema de gestão da segurança de alimentos. Foi desenvolvida pela Organização Internacional de Normalização (ISO) e visa garantir que todas as organizações envolvidas na cadeia alimentar possam fornecer produtos seguros de forma consistente. Ela também de beneficia do CEP para monitorar os processos críticos e garantir a segurança dos produtos.

Por fim, o HACCP, traduzido como Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle, é um sistema de gestão de segurança alimentar preventivo. Ele foca na identificação de possíveis perigos biológicos, químicos e físicos que podem ocorrer em qualquer etapa de produção. O CEP é utilizado justamente para monitorar esses pontos críticos, garantindo a qualidade.

CEP aprimorado com ciência de dados

A integração do CEP com a ciência de dados é uma abordagem poderosa para a melhoria contínua dos processos. Ao combinar métodos estatísticos tradicionais com técnicas avançadas de análise de dados, as indústrias podem obter insights mais assertivos e tomar decisões mais informadas. Isso não só ajuda a cumprir as normas regulamentadoras, mas também a otimizar a produção e a reduzir custos.

Em síntese, o CEP, quando combinado com a ciência de dados, proporciona uma base sólida para a gestão da qualidade e conformidade com normas regulamentadoras. Ao mesmo tempo, essa união impulsiona a inovação e a eficiência na indústria manufatureira. Saiba mais sobre nós.