Cartas adaptativas de controle : desenvolvimento de metodologia para implementação em processos de manufatura

As cartas de controle estatístico têm sido utilizadas com sucesso no monitoramento do desempenho de processos industriais. Diversas modificações nas cartas tradicionais de Shewhart vêm sendo propostas na literatura. Tais modificações visam adaptar as cartas de controle ao monitoramento de processos com características especiais; entre elas, destacam-se as cartas de controle adaptativas. As cartas são ditas adaptativas quando pelo menos um de seus parâmetros (tamanho de amostra, intervalo de amostragem e coeficiente dos limites de controle) pode variar durante o monitoramento do processo. A determinação dos valores dos parâmetros das cartas de controle pode considerar aspectos estatísticos, econômicos ou uma combinação de ambos. Os modelos estatístico-econômicos consideram, além de indicadores de desempenho estatístico, os custos associados ao controle. A implementação de cartas adaptativas baseadas neste tipo de modelo, devido a sua complexidade, é melhor conduzida por meio de uma metodologia de planejamento. Neste trabalho, após uma revisão da literatura sobre cartas tradicionais e adaptativas, incluindo o projeto econômico das mesmas, propõe-se uma metodologia para o planejamento da implementação de cartas adaptativas de controle para monitorar processos onde cartas de controle tradicionais estão sendo utilizadas A metodologia é composta de cinco passos gerais, detalhados na dissertação, e foi elaborada a partir de um estudo de caso em uma indústria do setor automotivo, no qual se utilizou um modelo estatístico-econômico. No estudo de caso, o significado e a forma de determinação dos parâmetros do modelo econômico são detalhados. Os resultados do estudo de caso são comparados quanto aos custos operacionais para as cartas adaptativas e tradicionais de controle de processo. Os resultados obtidos indicaram ser preferível o uso de cartas adaptativas ao uso de cartas tradicionais para monitorar o processo estudado, principalmente no caso de pequenas variações na média da característica de qualidade monitorada. Embora de natureza genérica, a metodologia proposta pode ser facilmente adaptada para contemplar diferentes aplicações industriais.

Análise das características de secagem da proteína texturizada de soja

As proteínas vegetais vêm sendo largamente utilizadas na indústria alimentícia como substitutas da proteína animal, além de agir como um ingrediente funcional nos mais variados produtos. Dentre as proteínas mais utilizadas encontra-se a proteína texturizada de soja. Seu processamento envolve uma etapa de secagem que é uma das operações unitárias mais relevantes e desafiadoras para a indústria alimentícia. Neste trabalho, determinaram-se as curvas de secagem de três diferentes tipos de proteína texturizada de soja (PTS), através de diferentes experimentos, variando-se a temperatura do ar de secagem (T) – 90, 110 e 130°C – a velocidade do ar de secagem (v) – 100, 125 e 150 cm.s-1 – e a altura da camada de produto (h) – 3 e 6 cm para a PTS Tipo I, 2,5 e 5 cm para a PTS Tipo II e 5 e 10 cm para a PTS Tipo III. A partir dos dados experimentais obtidos de teor de umidade em função do tempo, fez-se o ajuste a um modelo exponencial de duas constantes. Todas as combinações de parâmetros apresentaram ajustes de boa qualidade, cujos coeficientes de correlação foram superiores a 0,99. Uma das constantes obtidas (C1) apresentou valores muito próximos à unidade para todos os casos (e para os três tipos de PTS), enquanto que a outra constante (C2) apresentou valores variáveis. Realizouse, então, uma análise estatística (Teste F), a fim de verificar quais dos parâmetros estudados (bem como seus efeitos de interação) eram significativos para a determinação da constante C2 do modelo exponencial. Para as PTS tipos I e II, a um nível de 95% de significância, todos os parâmetros e efeitos de interação apresentaram-se significativos para a determinação de C2 e desenvolveu-se, então, um modelo estatístico de dez constantes em função destes Obteve-se um ótimo ajuste dos dados de C2 em função dos parâmetros aos modelos testados, atingindo-se valores de erro médio relativo (EMR) sempre inferiores a 10% e coeficientes de correlação elevados. Para a PTS Tipo III apenas dois dos parâmetros testados, somados a dois efeitos de interação, mostraram-se significativos. Apesar disso, foram obtidos os melhores ajustes através, novamente, do modelo de 10 constantes. Assim, para os três tipos de PTS, foi possível a obtenção de um modelo que prevê o tempo de processo de cada tipo de PTS, para que se atinja uma determinada umidade final, ou vice-versa, em função da umidade inicial da amostra, de sua umidade de equilíbrio e dos parâmetros de processo (T, v e h). Paralelamente, determinaram-se as isotermas de sorção de dois tipos de PTS (um contendo cerca de 20% de açúcares e outro não contendo açúcares) para quatro temperaturas (10, 20, 30 e 40°C). Para o ajuste dos dados experimentais foram utilizados os modelos de Oswin, Halsey, BET, GAB, Peleg e Darcy-Watt. Os modelos de Peleg e GAB foram os que melhor se ajustaram aos dados experimentais, embora outros modelos como Halsey e Oswin também se mostraram representativos para temperaturas mais elevadas. As isotermas de sorção da PTS que continha açúcar apresentaram uma inversão de comportamento em uma atividade de água em torno de 0,9, enquanto que as curvas obtidas para a outra PTS não se cruzaram em nenhum momento. O calor de sorção foi estimado, pela equação de Clausius-Clapeyron, para ambos os tipos de PTS e este aumentou com a diminuição de umidade. Estimaram-se valores de umidade de monocamada, através do ajuste dos dados ao modelo de GAB, entre 4,6 e 7,4% para a PTS Tipo I e entre 4,4 e 5,4% para a PTS Tipo IV; os valores de umidade de monocamada diminuíram com o aumento de temperatura.

Nitretação a plasma em furos não passantes

Este trabalho tem por objetivo avaliar a influência dos parâmetros pressão, freqüência e fator de trabalho, bem como a interação destes fatores, na capacidade de gerar plasma estável e com propriedades nitretantes no interior de furos não passantes de pequeno diâmetro. Para atingir estes objetivos foram realizados experimentos utilizando um reator equipado com fonte de potência pulsada de 2 KW, mistura gasosa composta de 76% de Nitrogênio e 24% de Hidrogênio, amostras de aço ABNT 1045 normalizadas. As nitretações foram realizadas pelo período de uma hora a temperatura de 500 0C. Foram empregadas freqüências de 100, 1000 e 5000 Hz, fatores de trabalho de 0,5 (50%), 0,75 (75%), 1 (100%), as pressões utilizadas foram de 2, 3 e 4 Torr e furos não passantes de φ3 x 40 mm, φ4 x 60 mm, φ5 x 75 mm. Para determinar a significância de cada parâmetro e de suas interações foi utilizado o modelo estatístico Multi-Factor Anova, com projeto fatorial cruzado a 3 fatores e 3 níveis para cada fator. Com o uso do programa Statgraphics foram geradas as equações que mais se ajustaram ao modelo. Estas equações determinam a máxima profundidade de geração de plasma nitretante no interior dos furos de pequeno diâmetro para as condições de tratamento expostas acima.

Um método projetivo para cálculo de dimensões de caixas em tempo real

Neste trabalho é descrito um método automático para o cálculo das dimensões de caixas, em tempo real, a partir de uma única imagem obtida com projeção perspectiva. Conhecendo a orientação da caixa no espaço tridimensional e sua distância em relação à câmera, as coordenadas 3D de seus vértices podem ser estimadas e suas dimensões calculadas. Na técnica proposta, são utilizados conceitos de geometria projetiva para estimar a orientação espacial da caixa de interesse a partir de sua silhueta. Já a distância da caixa em relação à câmera é estimada por meio da projeção de feixes de laser sobre uma das faces visíveis da caixa. Esta abordagem pode ser aplicada quando duas ou três faces da caixa de interesse são visíveis simultaneamente na imagem, mesmo quando a caixa encontra-se parcialmente oclusa por outros objetos na cena. Entre as contribuições deste trabalho está o desenvolvimento de um eficiente processo de votação para a transformada de Hough, onde os pixels de uma imagem binária são processados em grupos ao invés de individualmente, como ocorre no método convencional. Também é apresentado um modelo estatístico para a remoção de fundo de cena. Nesse modelo, a cor de fundo é representada sob diferentes condições de iluminação por meio da delimitação de uma região no espaço de cores RGB. O modelo proposto não requer parametrização e é próprio para o uso em aplicações que requeiram câmeras móveis. Para a validação das técnicas descritas neste trabalho, foi construído um protótipo de scanner que calcula as dimensões de caixas a partir de imagens em tempo real. Com o auxilio do scanner, foram capturadas imagens e calculadas as dimensões de diversas caixas reais e sintéticas. As caixas sintéticas foram utilizadas em um ambiente controlado para a validação das técnicas propostas Um dos aspectos importantes deste trabalho é a análise da confiabilidade das medidas obtidas por meio da técnica proposta. Com o objetivo de estudar a propagação de erros ao longo do processo de cálculo das medidas, foi aplicado um método analítico baseado na Teoria de Erros. Também são apresentados estudos estatísticos envolvendo medições realizadas com o protótipo. Estes estudos levam em conta a diferença entre as medidas calculadas pelo sistema e as medidas reais das caixas. A análise dos resultados permite concluir que o método proposto é acurado e preciso.

Implementação e consolidação do modelo de organização do trabalho por processos através de equipes autogerenciadas em empresa montadora do ramo automobilístico instalada em Curitiba : fatores dificultadores e facilitadores

Nesta dissertação, apresenta-se um estudo de caso, focando-se duas áreas distintas em empresa industrial do ramo automobilístico, situada na região metropolitana de Curitiba, no estado do Paraná e localizada na região sul-brasileira. Neste estudo, buscou-se identificar os fatores dificultadores e os facilitadores presentes na implementação e manutenção do modelo de trabalho por processos com Equipes Autogerenciadas (EAGs), a partir da percepção dos seus membros. Para efeito de ambientação deste tema, na fase exploratória da pesquisa também foram envolvidos os coordenadores e gerentes das áreas da empresa objeto do estudo. A investigação é de natureza qualitativa, valendo-se também do auxílio dos recursos de processamento estatístico de dados. Inicialmente se conduziu uma pesquisa exploratória seguida de uma pesquisa descritiva, esta, estruturada a partir dos dados obtidos na fase exploratória e do referencial teórico utilizado. O estudo teve o tema como unidade de registro, o que possibilitou a comparação dos resultados encontrados, à luz de alguns pressupostos teóricos. Os resultados da pesquisa apontam para a predominância de fatores dificultadores presentes nas áreas pesquisadas e referentes ao modelo de trabalho com EAGs, devendo-se estar atento à expectativa de incremento do empoderamento das mesmas, bem como do devido reconhecimento, por parte da empresa, em relação às responsabilidades e habilidades adicionais adquiridas pelos membros das mesmas EAGs. Sugere-se que o treinamento em habilidades comportamentais, bem como a melhoria do atual sistema de divulgação das informações também sejam revisados e desenvolvidos pela Empresa junto às áreas estudadas.

APT versus modelo de fator de retorno esperado : a aplicação de duas ferramentas de previsão de retornos das ações na BOVESPA

Apesar da grande evolução, a questão da precificação de ativos encontra-se ainda cercada de incertezas e indefinições quanto à forma como esta deve ser feita. A incerteza por parte dos investidores em relação aos resultados a serem obtidos em suas aplicações no mercado financeiro gera forte demanda por modelos mais precisos quanto à capacidade de quantificação do retorno esperado. Este trabalho procura, em uma análise preliminar, estudar, utilizando o tratamento estatístico de regressão múltipla, os fatores explicativos dos retornos diferenciais das ações na Bolsa de Valores de São Paulo (Bovespa) no período de janeiro de 1995 a dezembro de 1999. Em seguida, visa-se analisar, através de um teste comparativo de desempenho envolvendo simulação de investimentos em portfolios de ações, a capacidade do Modelo de Fator de Retorno Esperado de Haugen e Baker (1996) e da APT (Arbitrage Pricing Theory) de Ross (1976) em prognosticar os retornos das 70 ações incluídas na amostra. Por fim, levanta-se o perfil de risco e liquidez dos portfolios selecionados pelos modelos a fim de verificar a relação risco-retorno. Os resultados apontaram sete fatores capazes de explicar o retorno diferencial mensal das ações. Contrapondo-se aos pressupostos teóricos, nenhum fator de risco inseriu-se no grupo de fatores selecionados. Já os fatores que apresentaram significância estatística em suas médias, dois inserem-se no grupo liquidez, três referem-se aos parâmetros de valor das ações e dois estão relacionados ao histórico de preços das ações. Comparando os resultados obtidos pelos modelos inseridos neste estudo, conclui-se que o Modelo de Fator de Retorno Esperado é mais eficiente na tarefa de predizer os retornos futuros das ações componentes da amostra. Este, além de ter alcançado uma média de retornos mensais superior, foi capaz de sustentar retorno acumulado superior ao da APT durante todo o período de teste (jan/2000 a dez/2002). Adicionalmente, o uso deste modelo permitiu selecionar portfolios com um perfil de menor risco.

Aprimoramento estatístico da regionalização de vazões máximas e médias. Aplicação a bacias hidrográficas do Rio Grande do Sul e Santa Catarina

Os registros de vazões líquidas obtidos das estações fluviométricas são válidos, unicamente, para o local de onde foram coletados ou muito próximo a ele. Na maioria das vezes, a região de influência deste não inclui o local de interesse para o desenvolvimento de projetos de recursos hídricos. Este inconveniente, geralmente, pode ser resolvido através do uso de métodos de regionalização hidrológica. Para determinar os coeficientes da equação de regionalização, o procedimento mais usado consiste em: i) estabelecer uma relação do tipo exponencial multivariada entre a variável dependente (vazão média de longo prazo ou média anual de cheia) e as covariáveis (variáveis climáticas e fisiográficas da bacia hidrográfica); ii) linearizar a equação anterior mediante a transformação logarítmica de ambos os membros; iii) utilizar modelos lineares de regressão para estimar os coeficientes, geralmente, o método dos mínimos quadrados ordinários; e iv) aplicar a transformação inversa para definir a equação. A aplicação deste procedimento implica assumir certas propriedades dos dados (assimetria positiva, registros da mesma extensão e que os mesmos possuem o mesmo período de início e fim, entre outros) que dificilmente podem ser atendidas, prejudicando a verificação das hipóteses nas quais estão baseados os métodos lineares de regressão e, em conseqüência, seu adequado uso, bem como a confiabilidade dos resultados obtidos. Esta pesquisa apresenta um aprimoramento dos métodos de regionalização de vazões geralmente empregados, incluindo-se técnicas que levam em consideração as limitações anteriores. Estas técnicas foram: i) uso da transformada de Box-Cox na linearização da equação exponencial multivariada; ii) determinação dos coeficientes da equação de regionalização usando mínimos quadrados ponderados; e iii) verificação se os resíduos da regressão estão correlacionados ou não. Para o desenvolvimento e verificação da metodologia proposta foram usados somente registros fluviométricos de Bacias Hidrográficas Brasileiras, que drenam suas águas para o Rio Grande do Sul e/ou que estejam localizadas dentro dele. Geograficamente, a área de estudo inclui a totalidade do estado do Rio Grande do Sul e parte de Santa Catarina. As equações de regionalização foram definidas usando dados de vazões médias de longo prazo e média de cheia, para tempo de retorno de 2,33 e 50 anos. Neste último caso, as freqüências foram estimadas através do método dos momentos-L.Comparando os resultados obtidos utilizando o modelo de regionalização hidrológica proposto neste trabalho (transformada de Box-Cox / mínimos quadrados ponderados) junto a seus similares gerados usando a metodologia convencional (transformada logarítmica / mínimos quadrados ordinários) e de modelos intermediários (transformada logarítmica / mínimos quadrados ponderados e transformada de Box-Cox / mínimos quadrados ordinários), os mesmos podem ser considerados satisfatórios, visto que em todas as simulações realizadas o modelo proposto forneceu melhores resultados que aqueles obtidos com os outros modelos, sendo utilizado como padrão de comparação: 1) a qualidade do ajuste, 2) o grau de verificação das hipóteses dos métodos lineares de regressão e 3) os erros na estimativa das descargas, em termos de vazão específica. Nas simulações realizadas usando os modelos intermediários, observou-se que: i) na regionalização de vazões médias, o ganho de considerar a heterogeneidade temporal dos dados é maior do que corrigir a assimetria dos mesmos; ii) quando são usadas séries de descargas máximas, ocorre o efeito contrário, visto que o ganho de corrigir a assimetria das séries é maior do que o efeito da heterogeneidade temporal dos dados. Com relação aos resíduos da regressão, contrariamente ao esperado, os mesmos não sugerem estar correlacionados; isto pode ser conseqüência de utilizar como variável dependente um único registro por estação (vazão média de longo prazo ou média anual de cheia).

Estudo estatístico da ocorrência de jatos no perfil vertical do vento na baixa atmosfera e a sua relação com eventos de intensa precipitação pluvial no Rio Grande do Sul

Neste estudo buscou-se entender as relações dos Jatos de Nível Baixo (JNB) na geração de convecção em escala sinótica e a sua associação com eventos de intensa precipitação. Observou-se o perfil vertical do vento através de radiossondagens realizadas no Aeroporto Internacional Salgado Filho em Porto Alegre e em Uruguaiana no interior do estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Analisou-se a sua variabilidade sazonal, intra e inter-sazonalidade. Estimaram-se suas escalas e intensidades predominantes, descrevendo a interação dos JNB's e o seu importante papel na circulação geral da atmosfera e no transporte de vapor de água e calor das regiões equatoriais para regiões de latitudes médias, influenciando diretamente o balanço hídrico de extensas bacias hidrográficas interligadas neste transporte. Os JNB's associados neste intenso transporte apresentam uma tendência de estarem ligados a eventos convectivos noturnos e na geração de Complexos Convectivos de Mesoescala (CCM), que geram elevados índices pluviométricos que podem causar importante impacto econômico Utilizam-se várias técnicas estatísticas para realização deste estudo, como a Análise das Componentes Principais, Classificação Não-Hierárquica dos JNB's, cálculo das correlações dos sinais das séries temporais dos JNB's e as precipitações, com a utilização de técnicas "Bootstrap", uso de técnicas geoestatísticas, com o cálculo do variograma da precipitação máxima e dos seus dias de evento com ajustamento de um modelo para o variograma teórico. Realiza-se a modelagem com o uso do modelo meteorológico "Model Mesoscale Five" (MM5) para estudar a estrutura e caracterizar o transporte realizado pelo JNB. O emprego destas metodologias facilita o entendimento da complexidade das interações de diferentes escalas meteorológicas envolvidas nos processos sinóticos de macro e mesoescala. Em tal complexidade, o trabalho realizado pelos JNB's nesta interação é o de ser a escala efetiva de transporte na baixa atmosfera, que realiza o importante papel de acoplar a meteorologia regional e o ciclo hidrológico em escala continental.

Redes de cooperação interorganizacionais : a identificação de atributos e benefícios para um modelo de gestão

A presente tese trata do tema redes de cooperação interorganizacionais no contexto brasileiro. O estudo aborda uma política pública governamental desenvolvida no Sul do Brasil voltada a ampliar a competitividade das pequenas empresas e gerar desenvolvimento econômico e social através do incentivo a formação de redes de cooperação entre empresas. O objetivo principal da tese é identificar e compreender os principais fatores que afetam a gestão de redes de cooperação. A partir de uma pesquisa quantitativa realizada em uma amostra de 443 empresas participantes de 120 redes, os resultados evidenciaram os principais elementos de gestão. O Programa Redes de Cooperação, desenvolvido pelo Governo do Estado do Rio Grande do Sul, trata-se de uma política pública que, desde o ano 2000, objetiva o fortalecimento competitivo de pequenas empresas e o desenvolvimento socioeconômico regional. Esse programa sustenta-se em três pilares de atuação: a) uma metodologia de formação, consolidação e expansão de redes entre empresas; b) uma estrutura regionalizada de suporte à implementação formada por uma rede de universidades regionais e c) uma coordenação central por parte do Governo do Estado, responsável pelos instrumentos de promoção, orientação e apoio aos empresários e gestores das redes. Cabe destacar que o caso estudado envolve 120 redes de cooperação, nas quais participam três mil empresas que, juntas, empregam 35.000 pessoas e faturam mais de US$ 1 bilhão. Além disso, a relação próxima com as universidades vem possibilitando uma interação acadêmica em nível nacional que tem gerado avanços teórico-práticos para o fortalecimento da cooperação interorganizacional. Com base nas referências teóricas e em evidências observadas por estudos exploratórios, realizados ex ante no campo de pesquisa, identificaram-se cinco atributos de gestão de redes – mecanismos sociais, aspectos contratuais, motivação e comprometimento, integração com flexibilidade e organização estratégica – e cinco benefícios – ganhos de escala e de poder de mercado, provisão de soluções, aprendizagem e inovação, redução de custos e riscos, e relações sociais. Para confirmação ou não dos dez fatores identificados ex ante e o seu grau de importância, realizou-se uma análise conjunta em uma amostra de 443 proprietários de empresas de uma população de 3.087 associados às 120 redes do programa. Os dados empíricos foram coletados pelo pesquisador em 2005, sendo agregados e processados através do programa estatístico SPSS versão 12.0. Os resultados obtidos pela análise conjunta confirmaram a importância dos dez fatores identificados. Nenhum dos fatores destacou-se significativamente em relação aos demais, o que indica que todos eles têm impacto semelhante na gestão das redes. No campo de estudos sobre redes interorganizacionais, as conclusões da pesquisa contribuíram para uma melhor compreensão dos fatores que influenciam em maior ou menor grau a gestão de redes de cooperação. Demonstraram empiricamente, no caso brasileiro, a coerência de postulados teóricos, desenvolvidos por pesquisas realizadas em outros contextos. No que tange às políticas públicas, os resultados evidenciaram que a promoção da cooperação em redes possibilita ganhos competitivos para as pequenas empresas. No âmbito organizacional, os fatores realçados poderão orientar os gestores nas suas decisões estratégicas no sentido de ampliar os ganhos competitivos da ação em rede.