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RostoControleEstatistico.ai 150.00 lpi 45.00° 5/27/09 4:41:41 PM
Process Black
Robert Wayne Samohyl
Controle
Estatístico de
Qualidade
© 2009, Elsevier Editora Ltda.
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Editoração Eletrônica
SBNIGRI Artes e Textos Ltda.
Copidesque
Ivone Teixeira
Revisão Gráfica
Marília Pinto de oliveira
Marco Antônio Corrêa
Projeto Gráfico
Elsevier Editora Ltda.
Conhecimento sem Fronteiras
Rua Sete de Setembro, 111 – 16o andar
20050-006 – Rio de Janeiro – RJ
Rua Quintana, 753 – 8o andar
04569-011 – São Paulo – SP
ISBN 978-85-352-3220-2
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CIP-Brasil. Catalogação-na-fonte.
Sindicato Nacional dos Editores de Livros, RJ
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S18c Samohyl, Robert Wayne, 1947-
Controle estatístico da qualidade / Robert Wayne Samohyl. – Rio
de Janeiro: Elsevier, 2009.
il.
ISBN 978-85-352-3220-2
1. Controle de qualidade – métodos estatísticos. 2. Controle de
processo – métodos estatísticos. I. Título.
CDD: 658.562
09-0680. CDU: 658.562
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Prefácio
Embora, do ponto de vista do leitor, o prefácio se localize no início do livro,
do autor, é escrito depois do término do último capítulo, como reflexão tardia. E é
localizado ainda mais longe da leitura e pesquisa do autor, longe do chão da fábri-
ca e das sessões de treinamento, e das aulas da graduação e pós-graduação. Tudo
isso foi e continua sendo para o especialista da área os locais de erros cometidos
e lições aprendidas. Admito que cometi erros e fui obrigado a buscar soluções
específicas, muitas vezes fora das páginas dos livros-textos, no entanto o processo
de receber crítica, de discutir os conceitos e as aplicações (às vezes em conversas
calorosas e animadas), e inevitavelmente de apurar os conhecimentos se revelou
como uma tarefa complexa, mas geralmente extremamente gratificante.
É o perfil do ser humano esconder os seus erros e tentar esquecê-los, de
olhar sempre para o futuro com otimismo, mas sem o apoio do passado e os equí-
vocos lá registrados. Até mesmo o uso da palavra em si “erro” é evitado nos am-
bientes empresariais, incluindo os livros técnicos onde a palavra possuiria apenas
a conotação puramente científica. A tentativa de deletar a memória do erro aca-
ba criando outro erro, um erro estratégico fatal, por permitir a repetição da mes-
ma inconsistência muitas outras vezes. A principal perda é a de oportunidades
de melhoria. Como é sabido, mas pouco praticado, os erros são imprescindíveis
como fonte de aprendizagem, e devem sofrer uma dose pesada de reconhecimen-
to, definição e com isso sua eventual resolução. É assim que a atividade da fábri-
ca, da administração, e da agência do governo melhora no decorrer do tempo,
no sentido de os seus processos fluirem mais suavemente, sem as interrupções
inesperadas que custam tempo, recursos, e principalmente a tranquilidade dos
seres humanos envolvidos.
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Não seria incorreto dizer que esse livro é oferecido ao engenheiro e adminis-
trador como um instrumento para a análise de erros nos processos empresariais.
Quando o operador admite que fez algo errado e a situação é acertada, temos
quase meio caminho andado em direção às melhorias. Por outro lado, quando o
gerente admite que algo sobre a sua responsabilidade foi malfeito, a outra parte do
caminho, que por sinal é mais que a metade do caminho, já foi conquistada. Os
conceitos apresentados no livro proporcionam a capacidade de diminuir o errado
e melhorar o certo, e de entrar no mundo dos processos sintonizados e dos seres
humanos que sentem a satisfação do trabalho bem-feito e bem-sucedido.
Como é enfatizado através de todo o livro, definir e relatar as lições apren-
didas de uma maneira clara, constante e regular é a única maneira de elaborar
a base do monitoramento e garantir a tendência de aperfeiçoar cada vez mais os
processos empresariais.
Robert Wayne Samohyl,
Houston, Texas, Estados Unidos
(Rice University), março de 2009
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Introdução
No chão da fábrica ou nos escritórios das empresas ou agências do governo,
os processos administrativos ou de fabricação produzem não somente o resultado
final em termos de produtos e serviços desejados pelos consumidores, mas tam-
bém inúmeros objetos e artefatos intermediários. O processo consiste em insumos
aplicados em maquinaria, tarefas do operador que controla e complementa a ati-
vidade de fabricação e da criação de serviços, cada parcela do processo produzin-
do seus artefatos intermediários para passar adiante. E uma parte da produção
intermediária fica no próprio processo como refugo ou tempo morto dentro das
atividades, ou volta para o processo como retrabalho. Nos processos modernos,
a complexidade dentro do processo e o interrelacionamento entre eles são ca-
racterizados por um nível incompreensível pela capacidade intelectual de uma
única pessoa. Assim, equipes e grupos de equipes são necessários para manter o
processo funcionando eficientemente e em harmonia.
Quase toda a produção do processo possui características que de uma ma-
neira ou de outra são mensuráveis. Características físicas mensuráveis têm uma
longa história nas ciências. Atributos como conformidade à especificação, perfil
do funcionário e experimentos temporais (antes e depois) muitas vezes não são
diretamente mensuráveis, mas são computáveis no sentido de contáveis. Os nú-
meros gerados nos processos que representam as variáveis mensuráveis e os atri-
butos são o objeto de análise deste livro. A análise segue os conceitos modernos
de estatística.
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Robert Wayne Samohyl | Controle Estatístico de Qualidade (CEQ) ELSEVIER
Um conhecimento dos processos modernos sempre será incompleto consi-
derando o tamanho enorme dos processos e a sua complexidade incompreensível.
A vastidão dos números vem de possibilidades infinitas de variáveis e medições.
Até mesmo depois de filtragem dos processos e das variáveis para reduzir as pos-
sibilidades e escolher apenas os prioritários, as populações de medidas continuam
grandes demais para o levantamento de análises relevantes. O pesquisador é obri-
gado a usar amostras. É assim que a Estatística se torna a peça-chave no controle
e diagnóstico dos processos empresariais. Da amostra, representativa e bem-feita,
a população pode se revelar pelo menos em termos das características principais,
e os processos e produtos melhorados. É através dos conceitos de Estatística que
o pesquisador escolhe o tamanho da amostra certa e a ferramenta exata para
solucionar determinados problemas. Mais importante, os conceitos de Estatística
proporcionam medidas de risco e exatidão das estimativas em relação aos parâ-
metros verdadeiros da população.
No final, os números que o pesquisador visualiza através dos experimentos
ou dos levantamentos amostrais são apenas uma representação do processo real.
Alguns estatísticos argumentam que os números são uma ilusão, e que a realida-
de e a verdade são qualidades da população, quase sempre desconhecida e fora
do alcance da ciência. Com os conceitos de Controle Estatístico de Qualidade,
trabalhando com a ilusão dos números, algo das populações pode ser conhecido
dentro de certos limites, e esse conhecimento seria suficiente para monitorar e
melhorar a realidade dos produtos e serviços.
O livro é dividido em três partes, cada uma com cinco ou mais capítulos. A
primeira parte apresenta os conceitos mais básicos de Estatística e relacionados
com Controle Estatístico de Qualidade. O capítulo 1 enfatiza a relação entre con-
ceitos em Estatística, variabilidade de processos e nível de qualidade. Os outros
capítulos apresentam os conceitos de distribuições de frequências de probabilida-
de e as ferramentas básicas da área, o intervalo de confiança e o teste de hipótese.
Estes conceitos e ferramentas se dividem em dois grupos distintos baseados no
tipo de variável sob análise, a variável mensurável em matemática chamada de
variável contínua e os atributos chamados de variável discreta.
A segunda parte do livro conta com as ferramentas de controle direto
do processo de produção também chamado ferramentas de monitoramento do
processo, os gráficos de controle. O capítulo 10 proporciona uma explicação de
alguns gráficos de controle avançados, não usualmente utilizados na indústria
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Introdução
brasileira, mas de grande valor provado em outros países e prestes a se espalhar
aqui no Brasil.
Finalmente, a terceira parte do livro considera ferramentas de controle de
qualidade aplicadas em laboratórios ou quando a linha de produção é parada.
Nesta parte do livro, o tipo de problema atacado depende do relacionamento
entre variáveis e muitas vezes causalidade. Começando com as medidas de cor-
relação, o livro entra para regressão na sua forma múltipla e dinâmica e termina
com um capítulo sobre o delineamento de experimentos.
A plateia do livro consiste, principalmente, em alunos de graduação e fun-
cionários da área de qualidade e produção. Alunos de pós-graduação podem usar
o livro como introdução, mas devem complementar a leitura com as referências
indicadas em cada capítulo. Para entender as apresentações e exercícios do livro,
é muito mais importante dominar os conceitos necessários para manipular pla-
nilhas eletrônicas do que os conceitos introdutórios de álgebra linear e cálculo.
Alguns livros-textos interessantes que estão presentes na indústria e nas
universidades brasileiras são relacionados a seguir. Cada um deles tem caracterís-
ticas próprias e é apropriado para certos grupos de leitores.
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Referências ntr
I
BARBETTA, P. A.; REIS, M. M.; BORNIA, A. C. Estatística para Cursos de En-
genharia e Informática. São Paulo: Atlas, 2004.
BRANCO COSTA, A. F. B.; EPPRECHT, E.; CARPINETTI, L. C. Controle esta-
tístico da qualidade. 2. ed. São Paulo: Atlas, 2008.
MONTGOMERY, D. C. Introduction to Statistical Quality Control. [s. l.]: John
Wiley and Sons, 2004.
OGLIARI, P.; ANDRADE, D. Estatística para as ciências agrárias e biológicas: com
noções de experimentação. [s. l.]: Editora UFSC, 2008.
VIERA VIEIRA, S. Estatística para a Qualidade. Rio de Janeiro: Editora Cam-
pus, 1999.
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Capítulo
1
Introdução: métodos quantitativos de
diagnóstico, monitoramento e otimização
dirigidos à garantia da qualidade
1.1. Introdução
Níveis melhores de qualidade nos processos e produtos da empresa são alcan-
çados com a aplicação de ferramentas da área de Controle Estatístico de Qualida-
de (CEQ) como os gráficos de controle, planos de amostragem e planejamento de
experimentos. Embora saibamos que o conceito de qualidade pode ser definido de
várias maneiras, como, por exemplo, “adequação ao uso” do Juran (1993) ou “grau
de excelência a um preço aceitável” do Broh (1974), a abordagem deste livro é que o
conceito da qualidade se apoia essencialmente na sua operacionalidade. A definição
requer necessariamente a mensuração de características concretas em termos quan-
titativos. Assim, o administrador e engenheiro podem atuar diretamente na caracte-
rística sob análise e compreender melhor os efeitos mensurados das intervenções. Ca-
racterísticas importantes devem ser mensuráveis (gramas, litros, kwh), ou contáveis
(número de defeitos ou peças defeituosas). Assim, qualidade de produto ou processo
é assegurada com a minimização de variabilidades nas características do produto e nos
procedimentos. A variabilidade pode ser vista em pelo menos dois aspectos, como é
enfatizado pelo Taguchi (1999). Um é o erro cometido quando os valores medidos
ficam longe do alvo da característica (viés), e o outro é quando, na média, o alvo é res-
peitado, mas a dispersão (desvio-padrão) dos valores das medidas é inaceitável. Como
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Robert Wayne Samohyl | Controle Estatístico de Qualidade (CEQ) ELSEVIER
Crosby (1990) sempre enfatizava, “qualidade é a conformidade às especificações”, e
conformidade aqui significa que a fábrica está funcionando com viés e variabilidade
quase nulos, processando tudo corretamente e rotineiramente. É assim que o resul-
tado do processo de produção fica sempre dentro das exigências dos clientes.
1.2. Conceitos históricos: ciência a serviço da indústria
Walter Shewhart (1939) começou a colocar em prática nas fábricas alguns
conceitos básicos em Estatística e Metodologia Científica na década de 1920 nos
Estados Unidos. Ele foi o pioneiro e empreendedor da área de Controle Esta-
tística de Qualidade. Hoje em dia, não há fábrica no mundo que não aplique
pelo menos algumas ferramentas simples de CEQ para a melhoria dos processos
industriais. Nosso objetivo aqui é de apresentar uma introdução a essas ferramen-
tas, esclarecendo alguns pontos teóricos e indicando como a utilização dessas
ferramentas pode melhorar os processos da fábrica continuamente no sentido de
reduzir custos e elaborar produto de melhor qualidade.
A percepção pioneira do Shewhart é de que a qualidade e a variabilidade são
conceitos antagônicos no sentido de que onde tem muito de um terá necessariamente
pouco do outro. Essa ideia funciona para ambos, processos e produtos. Uma tarefa
dentro de um processo, que leva um período de tempo irregular para completar, pode
causar tanta confusão na linha de produção como a irregularidade nas características
de uma peça. Foi assim que Shewhart entendeu que medindo, analisando e moni-
torando a variabilidade que é o campo do estudo estatístico, através de aplicações
de Estatística na fábrica, processos e produtos poderiam chegar a melhores níveis de
qualidade. Melhores níveis de qualidade significam menor variabilidade nas caracte-
rísticas do processo e do produto e mais exatidão em alcançar metas e alvos.
Shewhart propôs a aplicação da Metodologia Científica na linha de produ-
ção. Simplificando a terminologia, ele sugeriu que a metodologia poderia ser con-
ceituada em quatro fases: (1) a identificação da problemática e o planejamento
de projetos de análise; (2) a experimentação em si; (3) a análise dos resultados
dos experimentos e, finalmente; (4) a tirada de conclusões para alcançar novo co-
nhecimento e, portanto, melhorias. As ferramentas do CEQ apresentadas neste
livro estão inseridas nas mesmas quatro fases.
1 – PLAN – PLANEJAR, a identificação de pontos críticos na linha de
produção em termos de custos e tempo gasto, e a escolha da ferramenta adequada
e mais relevante para aplicar no ponto crítico.
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