Planeamento e Controlo da Qualidade
Código
3705
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Engenharia Mecânica e Industrial
Créditos
6.0
Professor responsável
José Fernando Gomes Requeijo, Rogério Salema Araújo Puga Leal
Horas semanais
5
Total de horas
77
Língua de ensino
Português
Objectivos
Compreender o papel do Desenho de Experiências, dos Métodos de Taguchi e do Controlo Estatístico de Processos numa filosofia de Gestão pela Qualidade Total. Reconhecer as situações onde devem utilizar a metodologia do Desenho de Experiências. Planear um desenho e analisar os resultados da experimentação efectuada com um factor a vários níveis e com dois factores a vários níveis. Planear um desenho factorial completo ou um factorial fraccionado e analisar os resultados da experimentação efectuada com vários factores a dois níveis.
Aplicar a metodologia do Desenho de Experiências de Taguchi e a nalisar os resultados da experimentação. Determinar a combinação de parâmetros do processo que reduz a variabilidade.
Reconhecer a necessidade de utilização de cartas de controlo na melhoria de produtos e de processos. Aprender a utilizar a metodologia de aplicação de cartas de controlo em processos produtivos. Proceder a estudos de capacidade do processo. Implementar a metodologia 6-Sigma e integrar o Desenho de Experiências e o Controlo Estatístico do Processo na aplicação dessa metodologia. Capacidade de participar criativamente em equipas de trabalho pluridisciplinares; Desenvolvimento de um espírito crítico; Facilidade de diálogo e de comunicação.
Conteúdo
Importância da Estatística na Gestão da Qualidade Técnicas estatísticas aplicadas na concepção e na melhoria contínua da qualidade de produtos e processos
Inferência estatística Aplicações na área da Qualidade
Importância do desenho de experiências na fase de concepção e desenvolvimento de produtos e processos e na melhoria contínua do desempenho de processos produtivos Metodologia de planeamento e execução de experiências Desenho com um factor a vários níveis (conceitos, metodologia, implementação, análise de variância, análise de resíduos, modelo empírico); desenho com blocos Factorial completo (importância, conceito de interacção entre dois factores, metodologia de experimentação) Desenho com dois factores experimentados a vários níveis, com e sem blocos
Cálculo de efeitos e de variações; Algoritmo de Yates Análise de variância e interpretação de resultados, definição dos melhores níveis dos factores experimentados Inverso do algoritmo de Yates para determinação de valores previstos; análise de resíduos Modelo da superfície de resposta
Importância do desenho fraccionado Geradores e resolução do desenho Estrutura de efeitos confundidos Análise de resultados da experimentação
Vantagens e desvantagens Nomenclatura e planeamento das experiências Cálculo de efeitos e de variações Polinómios ortogonais e decomposição de componentes de variação Análise de variância e interpretação de resultados, definição dos melhores níveis dos factores experimentados Superfície de resposta
Função de Perda de Taguchi e suas aplicações Matrizes para o planeamento das experiências Factores controláveis e factores de ruído Índice Sinal – Ruído Análise de variância dos resultados da experimentação Experiências de confirmação
Causas especiais e causas comuns de variação, princípio da construção das cartas de controlo Vantagens da utilização das cartas de controlo e preparação para a sua utilização Cartas tradicionais de controlo de variáveis (média e amplitude, média e desvio padrão, mediana, observações individuais e amplitudes móveis): metodologia, regras de detecção de causas especiais, cálculo de limites, interpretação das cartas. Aplicações. Estudos da capacidade do processo (distribuições simétricas e assimétricas). Cartas de controlo de atributos (fracção não conforme, número de unidades não conformes, número de defeitos e número de defeitos por unidade): metodologia, cálculo de limites e interpretação das cartas. Aplicações.
Conceito do nível sigma. Abordagens DMAIC e DFSS e integração das técnicas da Qualidade nestas abordagens .
Bibliografia
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Montgomery, D. C. (2001), Introduction to Statistical Quality Control, 4.ª ed., John Wiley & Sons, New York.
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Montgomery, D. C. (2001), Design and Analysis of Experiments, 5.ª ed., John Wiley & Sons, New York.
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Peace, G. S., (1993), Taguchi Methods: A Hands-On Approach to Quality Engineering, Addison-Wesley Publishing Company, New York.
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Pereira, Z.L. e Requeijo, J.G. (2012), Qualidade: Planeamento e Controlo Estatístico de Processos, Fundação da FCT-UNL, Lisboa
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Pyzdek, T. (1999), Quality Engineering Handbook, Marcel Dekker, New York.
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Ryan, T. P. (2000), Statistical Methods for Quality Improvement, 2.ª ed., John Wiley & Sons, New York.
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Taguchi, G. (1986), Introduction to Quality Engineering, UNIPUB, White Plains, New York.
Método de ensino
A estratégia pedagógica adoptada assenta no princípio de separação entre aulas teóricas e práticas, leccionando-se uma aula teórica por semana, com a duração de duas horas. Dado o elevado número de alunos inscritos habitualmente na disciplina, existem vários turnos práticos por semana, tendo cada um a duração de três horas.
Aulas Teóricas
As aulas teóricas decorrem com uma exposição oral da matéria, sendo os primeiros minutos reservados para a síntese dos assuntos tratados na aula anterior. A exposição é acompanhada por pequenos exemplos práticos que permitem uma melhor apreensão dos conceitos teóricos e ajudam a incentivar a participação dos alunos durante as aulas.Aulas Práticas
Têm-se adoptado práticas pedagógicas que motivem os estudantes a participar construtivamente em grupos de trabalho. Durante algumas das aulas práticas os alunos resolvem exercícios de aplicação sobre os métodos expostos durante as aulas teóricas. Para além dos exercícios resolvidos nas aulas, os alunos têm de resolver outros, em grupo, fora das aulas, apresentando os resultados na aula prática seguinte. Pretende-se, por esta via, não só estimular o trabalho em grupo como também incentivar os alunos a estudarem a matéria de forma continuada durante o semestre.
Para além dos exercícios, os alunos têm de realizar, em grupo e também durante as aulas, dois trabalhos laboratoriais.
O primeiro é uma implementação da metodologia do Desenho de Experiências aplicada a uma catapulta, especialmente concebida para fins didácticos, que permite efectuar várias experiências até um máximo de sete factores a dois ou três níveis cada. Os alunos têm de planear a matriz de experimentação, executar várias replicações da matriz e proceder à respectiva análise de resultados, com o intuito de identificar os factores significativos e os níveis que conduzem à optimização do objectivo fixado pelos docentes.
O segundo trabalho, realizado também em equipa, visa proporcionar aos alunos uma aplicação prática do Controlo Estatístico do Processo, tendo por base um conjunto de peças que funcionam como o output de uma linha de produção. Os alunos têm de efectuar medições de determinadas dimensões da peça, elaborando em seguida cartas de controlo que permitem verificar se o processo (simulado) está ou não sob controlo estatístico e se o mesmo é capaz de produzir de acordo com a especificação técnica.
Para analisar os resultados experimentais, quer do primeiro quer do segundo trabalho, os alunos utilizam um “software” específico (Statistica), o que permite também treiná-los na utilização desta ferramenta informática.
Método de avaliação