Proposta metodológica para otimização experimental de formulações : um estudo de caso no setor alimentício

Esta dissertação de mestrado tem por objetivo apresentar uma metodologia para planejamento e análise de experimentos com formulações, em um contexto de múltiplas variáveis de resposta, para aplicação em indústrias alimentícias de pequeno porte que se caracterizam por utilizar métodos empíricos, ou seja, tentativa e erro, no desenvolvimento de seus produtos. A utilização de Projeto de Experimentos com Formulações, como ferramenta estatística de suporte no desenvolvimento de produtos formulados, tem como objetivo otimizar o planejamento, execução e análise dos experimentos, permitindo que a seqüência de ensaios seja estruturada adequadamente, de forma a traduzir os objetivos a serem atingidos. A metodologia proposta neste trabalho apoia-se nessa ferramenta estatística e põe grande ênfase nas fases de identificação do problema e planejamento, fases nas quais a criatividade do investigador tem uma função muito importante. A metodologia proposta é ilustrada através de um estudo de caso. As etapas do estudo de caso envolvem: identificação do problema; planejamento do experimento; execução do experimento; seleção das melhores rodadas experimentais quanto a características de qualidade sensoriais através de uma análise sensorial comparativa com um produto similar líder de mercado (benchmarking); modelagem individual das variáveis de resposta e definição de uma função objetivo e otimização. A aplicação de Projetos de Experimentos fez-se através da utilização de variáveis independentes, tomando o método adaptável a situações onde há algum tipo de restrição. O desenvolvimento do produto, apresentado no estudo de caso, fez-se em um ambiente de Engenharia Simultânea, propiciado pelas características multifuncionais próprias das empresas em questão, reduzindo substancialmente o tempo de desenvolvimento do novo produto, por meio da realização das várias fases do projeto de forma simultânea.

Metodologia para retroalimentação do ciclo de desenvolvimento de produto com dados de confiabilidade oriundos da utilização do produto em campo

Esta dissertação apresenta uma metodologia de retroalimentação do ciclo de desenvolvimento de produtos, com ênfase na fase de projeto, a partir de dados obtidos em estudos de confiabilidade. A metodologia é proposta com base no escopo da norma QS-9000, norma esta que vem sendo utilizada por fornecedores e sub-fornecedores da indústria automobilística no mundo inteiro. Um estudo de caso permitiu que a metodologia fosse implementada em uma empresa certificada na norma. São aplicadas retroalimentações em ferramentas como Desdobramento da Função Qualidade (QFD), Análise dos Modos e Efeitos de Falha de Produto (DFMEA) e de Processo (PFMEA). Os resultados obtidos demonstraram que a metodologia de retroalimentação proposta é uma ferramenta útil na maturação de um produto, através da utilização dos dados de falhas em campo, bem como no momento do desenvolvimento de um produto novo, que irá suceder o atual, através da utilização da voz do cliente e dos dados de falha em campo de forma ordenada.

Proposta de utilização do planejamento estratégico na preparação de um modelo geral de estrutura de mudança para implantação de um sistema da qualidade baseado na norma ISO série 9000

A competitividade do mercado tem levado empresas, pressionadas por concorrentes e com recursos limitados, a tomarem ações imediatas para garantir sua sobrevivência. Os escassos recursos materiais e humanos disponíveis necessitam ser investidos na operacionalização de estratégias bem planejadas que possam garantir a competitividade no curto, médio e longo prazos. Um erro no posicionamento estratégico pode comprometer de forma bastante significativa uma organização. Este trabalho apresenta o estudo de caso efetuado em uma empresa de componentes eletrônicos sobre a proposta de utilização do Planejamento Estratégico na preparação de um modelo geral de mudança de estrutura para Implantação de um Sistema da Qualidade baseado na Norma ISO Série 9000. Este estudo serve como alerta aos administradores quanto aos riscos e perdas a que podem estar se expondo quando alocam tempo, capital e pessoas, para somente obter o certificado ISO, sem enfatizar o aprendizado decorrente desta certificação. A implantação de um sistema da qualidade passa a ser visto como uma ferramenta e não só com um conjunto de normas que permitem obter um certificado. O estudo possibilitou a constatação, na prática, das várias fases que conduzem uma empresa a introduzir em suas atividades o Sistema da Qualidade.

Modelagem estocástica de sistemas hierárquicos de estoques

Esta dissertação apresenta a Modelagem Estocástica de Sistemas Hierárquicos de Estoques (SHEs) como um instrumento de uso gerencial, orientado para a maximização do nível de serviço oferecido aos consumidores finais e a minimização do nível global de estoques em uma cadeia de abastecimento. Tal modelagem envolve otimização de sistemas não-lineares com integrais indefinidas, normalmente tratados através de simulação, dada a impossibilidade de estabelecer uma solução analítica para o problema. Neste trabalho, diferentemente, a solução é obtida através da otimização do sistema, a partir de uma modelagem que estabelece os níveis de estoque-alvo, os pontos de reposição de estoques, os níveis de serviço oferecidos aos consumidores finais e o nível ótimo global de estoques. A sua operacionalização utiliza um aplicativo computacional, projetado e desenvolvido especificamente para este fim. Estruturas hierárquicas, quando otimizadas localmente, em cada um de seus níveis, podem apresentar resultados subótimos em nível global. Assim, não é suficiente identificar os ótimos locais para compor uma solução otimizadora para o sistema. Para resolver esse problema, a maior parte dos pesquisadores utiliza simulação. A qualidade das soluções assim obtidas geralmente é inferior à qualidade da solução obtida mediante otimização global do sistema A presente modelagem tem como objetivo gerar soluções mais qualificadas para o problema da otimização de SHEs. Nesta dissertação, as principais abordagens para otimização de SHEs são apresentadas e analisadas, com destaque para o trabalho de Rosenbaum (1981), cujos resultados, obtidos através de simulação, são comparados com os resultados deste trabalho.

Identificação dos itens de demanda ergonômica em escritório informatizado

Esta dissertação aborda a utilização do Design Macroergonômico (DM) para a determinação da demanda ergonômica de usuários de escritório informatizado. O DM é um método desenvolvido para auxiliar no projeto ergonômico de produtos e de postos de trabalho, que tem como bases a macroergonomia e ergonomia participativa. Ao longo de um estudo de caso realizado em setores administrativos de uma empresa industrial do setor químico, o DM permitiu que fossem coletadas e analisadas as demandas dos usuários de diferentes espaços de trabalho em escritório informatizado. Os resultados obtidos demonstraram que o Design Macroergonômico é uma ferramenta sensível às diferenças entre as demandas de usuários que realizam diferentes tarefas em um mesmo ambiente. Por fim, foi possível confirmar que o DM pode ser utilizado como uma ferramenta adequada a projetos que exijam a customização do posto de trabalho.

Índices de avaliação de processos : abordagem univariada e multivariada

Esta dissertação versa sobre índices de avaliação de processo nas suas abordagens univariada e multivariada. Analisa-se a utilização da Análise de Componentes Principais (ACP) como ferramenta no desenvolvimento de índices capazes de avaliar processos multivariados. O trabalho apresenta uma revisão teórica sobre os índices univariados de aplicação mais comum na indústria (CP/PP , CPK/PPK , CPM/PPM e CPMK/PPMK), o índice multivariado MCpm e sobre os índices MCP , MCPK , MCPM e MCPMK , associados a ACP. Os índices de avaliação de processo são analisados quanto à sua adequação ao uso, através de um estudo de caso na indústria de componentes automotivos. Para tanto, examina-se o processo de fabricação de um componente do freio de veículos médios e pesados, denominado spider, em que doze variáveis de processo são controladas por meio de controle estatístico de processo. Através do estudo de caso, faz-se uma comparação entre os resultados dos índices univariados e multivariados; pressupõe-se que através da Análise de Componentes Principais poder-se-á concluir sobre a capacidade e o desempenho de processos multivariados. Por fim, a partir da análise univariada dos componentes principais, apresenta-se uma técnica complementar para quantificar a contribuição das variáveis controladas à variabilidade de processos multivariados.

Uma metodologia para adaptação e melhoria de produtos a partir da engenharia reversa

O tema desta dissertação de mestrado é o estudo da Engenharia Reversa como ferramenta de suporte à melhoria e adaptação de produtos. A partir de conceitos teóricos sobre desenvolvimento de produtos e melhoria de processos, propõe-se uma metodologia para adaptação de produtos destinados à exportação. A metodologia proposta consiste de oito passos, contemplando etapas de identificação e priorização das demandas de adaptação de produtos e elencando ferramentas auxiliares no atingimento dos objetivos desejados. A etapa inicial deste trabalho consiste de uma revisão bibliográfica dividida em duas partes: (i) adaptação de produtos através da utilização da Engenharia Reversa e seus habilitadores, e (ii) ferramentas para melhoria de processos. Os tópicos contemplados em (ii) incluem ferramentas para o mapeamento de processos de manufatura e para a sua melhoria. Destaque especial é dado ao Desdobramento da Função Qualidade – QFD (Quality Function Deployment), a Análise de Modos e Efeitos de Falhas (FMEA – Failure Mode and Effect Analysis) e às Cartas de Processos. Na seqüência, apresentam-se os passos da metodologia proposta para a adaptação de produtos às demandas de mercado utilizando a Engenharia Reversa e seus habilitadores. Finalmente, os passos metodológicos são aplicados a um caso prático, cujo objetivo é a adaptação de um pincel, produzido por uma empresa gaúcha, às demandas de um distribuidor alemão de ferramentas manuais.

Sistemática para redução do tempo de setup na indústria moveleira

Esta dissertação aborda a implantação de sistemática para Troca Rápida de Ferramentas (TRF), através de proposta de implantação elaborada pela revisão da literatura e comprovação prática da sistemática realizada através de estudo de caso aplicado na indústria moveleira. A Troca Rápida de Ferramentas fornece condições para a redução do tempo de preparação dos equipamentos, possibilitando uma estratégia de produção de lotes de tamanho reduzido. A TRF está associada a uma série de ferramentas de melhoria, com ênfase em técnicas de formação de equipes de trabalho e utilização da capacidade criativa destas equipes na melhoria dos métodos existentes. A presente dissertação apresenta revisão da literatura abordando dois assuntos principais: (i) elaboração de uma sistemática de TRF, e (ii) implantação da sistemática em processos da indústria moveleira. A implantação da sistemática ocorre através das seguintes etapas: (i) definição do projeto, (ii) planejamento da implantação, (iii) treinamento em troca rápida de ferramentas, (iv) implantação efetiva, e (v) acompanhamento e consolidação. Por fim, através dos dados coletados ao longo da implantação, são apresentados resultados comparativos entre situações antes e depois da implantação da sistemática proposta na dissertação. Também são apresentadas conclusões finais e recomendações para trabalhos futuros.

Consolidação da metodologia de manutenção centrada em confiabilidade em uma planta de celulose e papel

o setor de manutenção, em geral, é visto como uma das áreas mais propícias à implementação de melhorias na qualidade da gestão e dos serviços. Nesse campo, a Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC) tem apresentado bons resultados. A MCC é uma metodologia que permite determinar racionalmente o que deve ser feito para assegurar que um equipamento continue a cumprir suas funções em seu contexto operacional, determinando tarefas de manutenção, necessárias para manter o sistema funcionando, ao invés de restaurar o equipamento a uma condição ideal. A metodologia de implementação da MCC descrita neste trabalho contempla as seguintes etapas: (i) preparação do estudo; (ii) seleção do sistema e subsistemas funcionais; (iii) análise das funções e falhas funcionais; (iv) seleção dos itens críticos do subsistema; (v) coleta e análise de informações; (vi) análise de modos de falha e efeitos; (vii) seleção das tarefas de manutenção preventiva; e (viii) elaboração do plano de manutenção. o objetivo deste trabalho é consolidar as definições e etapas para implementação da MCC no setor de preparação de polpa da fábrica de pasta químico-mecânica (FPQM) da Celulose Irani S.A. Inicialmente, foi feita uma abordagem sobre os métodos de manutenção, discorrendo em específico sobre aqueles voltados à MCC. Em seguida, são apresentadas as definições, as principais ferramentas utilizadas pela MCC e a sistemática de implementação da MCC na visão de vários autores. Posteriormente, foi realizado um estudo de caso em que foram determinadas as tarefas de manutenção para manter as funções dos itens fisicos da FPQM. Nas etapas de implementação, são geradas informações sobre os subsistemas e são determinadas as funções, as falhas funcionais, os modos de falha, a causa e o efeito da falha e se faz a descrição do realizado em cada etapa, esclarecendo e ampliando a compreensão do leitor, diante da MCC. Os resultados obtidos demonstram que a metodologia da MCC é um processo contínuo e sua aplicação deve ser reavaliada conforme a experiência operacional for acumulada, e que, apesar da ausência de informações históricas sobre falhas de itens fisicos, a MCC permite definir planos de manutenção e aprimorar o conhecimento acerca do sistema em estudo.

Proposta de sistemática para análise e melhoria dos custos relacionados à qualidade : o caso de uma indústria de balas

Este trabalho visa abordar um aspecto importante em um sistema de gestão empresarial - a mensuração dos custos relacionados à qualidade e a proposição de melhorias a partir da análise destes custos. Um dos obstáculos mais importantes para o estabelecimento e consolidação de programas de qualidade nas empresas é a idéia errônea de que alta qualidade implica, necessariamente, em alto custo. Na maioria das vezes, as organizações não possuem indicadores que mensurem tais custos, tomando decisões equivocadas em relação ao nível de qualidade a ser praticado em seus produtos ou serviços. Em diversos contextos, prevalece a ênfase no retomo imediato, sem se considerar os custos com perdas pela não-qualidade. Esta dissertação busca identificar e analisar os custos diretos relacionados à qualidade nas suas quatro grandes categorias. As primeiras duas categorias incluem os custos que aparecem quando a função qualidade falha (custos da não-qualidade). São os chamados custos de falhas internas e custos de falhas externas, de acordo com a situação do produto no instante da falha, se dentro da empresa ou após ter sido vendido aos clientes. As duas últimas categorias incluem os custos da função qualidade (ou custos da qualidade propriamente dita), divididos em custos de prevenção, englobando tudo o que é feito para prevenir defeitos, e custos de avaliação, que reúnem os esforços despendidos para remover do processo os produtos defeituosos. Para garantir a sua sobrevivência no mercado, empresas devem estar preparadas para medir seus custos de qualidade e de não-qualidade, visualizando oportunidades de redução de custos e tomada de ações para a melhoria contínua do ambiente produtivo, justificando assim o investimento em qualidade Apoiando-se numa sistemática estruturada,o trabalho faz a identificação e análise dos custos diretos relacionados à qualidade. Um estudo prático, realizado em uma indústria de balas no estado do Rio Grande do Sul, demonstra a importância estratégica e econômica da identificação, análise e gerenciamento desses custos, propondo melhorias decorrentes da análise das causas dos principais valores levantados, destacando ainda as melhorias propostas a partir desta análise na empresa em estudo. O estudo identificou que a principal categoria de custos relacionados à qualidade refere-se à categoria de custos das falhas internas que correspondem,em média, à 12% do faturamento da empresa. Além disso, o impacto na redução dos custos da não-qualidade ultrapassa o lucro líquido da empresa.

Diagnóstico de perdas e aplicação de ferramentas para o controle da qualidade e melhoria do processo de produção de uma etapa constrututiva de edificações habitacionais

O objeto de estudo desta dissertação é a aplicação de ferramentas para o controle da qualidade e melhoria do processo de produção de uma etapa construtiva de edificações residenciais. As ferramentas aplicadas são: i) controle estatístico do processo – CEP, e; ii) dispositivos Poka-Yoke. A etapa construtiva mencionada é a elevação da estrutura de concreto armado. O estudo foi motivado pela necessidade de melhorar o sistema de manufatura de uma empresa construtora de Porto Alegre – RS, com vistas a reduzir o tempo de construção de suas edificações (lead-time de produção). Para tanto, a partir de conceitos teóricos do Sistema Toyota de Produção – STP, analisou-se o processo produtivo atual para a referida etapa construtiva, identificaram-se perdas existentes no processo e foram propostas melhorias. As ferramentas de qualidade CEP e Poka-Yoke enquadram-se dentro dessa perspectiva de melhoria. Através da sua aplicação, pretende-se eliminar algumas das perdas existentes no processo de construção melhorando sua produtividade e a qualidade do produto final. A aplicação do CEP tem como objetivo avaliar a capacidade do fornecedor de concreto de atender às exigências dos consumidores, de acordo com o que é estipulado pelas normas brasileiras de fabricação e aceitação de concreto, sem impor-lhes ônus desnecessário. A avaliação é efetuada através do monitoramento da variabilidade da propriedade que melhor caracteriza a qualidade do concreto, qual seja, a sua resistência à compressão axial. Os dispositivos Poka-Yoke, por sua vez, são aplicados com funções de controle da qualidade e prevenção de defeitos e, como ferramentas auxiliares na melhoria de atividades produtivas.

Método de otimização experimental da qualidade e durabilidade de produtos : um estudo de caso em produto fabricado por injeção de plástico

A melhoria de produtos e processos industriais pode ser realizada utilizando-se métodos de otimização experimental. Este trabalho apresenta um método estruturado para otimização envolvendo variáveis relacionadas com qualidade, comumente utilizadas, e variáveis que descrevem a confiabilidade do produto. O interesse em particular, está em sistematizar uma forma apropriada de determinar o prazo de garantia de produtos, baseado em testes de degradação acelerados. Para atingir este propósito utiliza-se projeto de experimentos conjuntamente com técnicas de avaliação sensorial, utilizada para medir o grau de degradação das amostras provindas dos testes de confiabilidade acelerados. O método é ilustrado com um estudo de caso realizado num produto fabricado em injeção de plástico. No exemplo do estudo de caso, deseja-se modelar a garantia de um piso plástico utilizado, na maternidade, para criação de suínos. Até o momento da realização da análise ocorriam reclamações de problemas com o produto dentro do prazo e garantia. O principal problema era a delaminação do produto devida a intensa fucção entre os cascos do animal e o piso. Um número elevado de reclamações durante o prazo de garantia levou ao desenvolvimento de uma nova composição do piso; o método proposto aqui é utilizado para determinar um prazo de garantia apropriado para produtos novos.

Análise da confiabilidade de produtos baseada em dados de utilização da garantia

Empresas de manufatura alocam uma grande quantidade de recursos no projeto de produtos confiáveis. Quando adequadamente projetados, tais produtos apresentam um número mínimo de falhas operacionais durante seu período de garantia e, de forma geral, durante sua vida útil. Falhas incorridas durante o período de garantia do produto implicam em custos indesejáveis. Assim, a incidência dessas falhas, bem como sua natureza, são normalmente registradas pelas empresas, na busca de informações que permitam aprimorar o projeto de produtos. Modelos de confiabilidade apropriados para estudos de engenharia são freqüentemente desenvolvidos a partir da análise de informações de desempenho em campo dos produtos de interesse. Esta dissertação propõe e exemplifica uma metodologia de análise de confiabilidade de produtos manufaturados, utilizando as informações disponíveis de volume produzido em um período de tempo e dados de tempos-até-falha obtidos da utilização da garantia do produto analisado. Como aplicação, foi realizada a modelagem da distribuição de confiabilidade de um modelo de aparelho condicionador de ar individual. Além da definição do modelo de distribuição da confiabilidade do produto e seus parâmetros, foram identificados os componentes críticos do sistema, os quais apresentam maior impacto sobre a confiabilidade do produto, quando ocorre melhoria de suas distribuições individuais de confiabilidade O trabalho apresenta, também, uma introdução sobre a teoria e princípio de funcionamento de unidades condicionadoras de ar, bem como uma revisão sobre os conceitos teóricos de confiabilidade, estimativas de parâmetros de modelos de distribuições, métodos de modelagens de distribuições e avaliação de confiabilidade utilizados na metodologia proposta.

Desenvolvimento de um plano agregado de produção para um sistema agroindustrial

Esta dissertação traz como tema principal o planejamento da produção, com enfoque no planejamento agregado da produção. Tal planejamento de longo prazo é o elo entre a alta administração da empresa e a manufatura. Através dele, as metas estratégicas da empresa são comunicadas por meio de uma linguagem comum ao corpo tático/operacional, visando coordenar os esforços e buscar comprometimento para o alcance das metas. O desenvolvimento de um plano agregado de produção é concretizado através do uso de algoritmos de pesquisa operacional, visando otimizar o sistema, considerando-se os fatores restritivos. O planejamento agregado da produção definirá o grau de utilização dos recursos de produção e servirá de base para elaboração dos planejamentos de produção mais detalhados, que definirão como melhor utilizar os recursos disponibilizados num horizonte de planejamento mais curto e sob menores incertezas de mercado. Esta dissertação traz como aplicação prática a modelagem de um plano agregado de produção para uma agroindústria de grande porte e diversas plantas produtoras, no segmento de produtos suínos.

Implantação do controle estatístico de processos em uma empresa de bebidas

Esta dissertação tem por finalidade principal verificar a viabilidade de implantação do método de controle integrado de atributos da qualidade. O objetivo secundário baseia-se em uma revisão na bibliografia do controle estatístico do processo, em especial as cartas de controle tradicionais e a carta de controle integrado do processo. A carta de controle integrado do processo é aplicável em processos contínuos e intermitentes de manufatura onde existem vários atributos independentes a serem monitorados. A partir de um posto de trabalho definido em uma linha de produção, o monitoramento, visando o controle e a garantia da qualidade, é realizado através de uma única carta de controle que engloba todas as características de qualidade pertinentes ao processo. Utilizando-se de um gráfico de Pareto, obtém-se a hierarquização das características de qualidade, podendo-se atuar sobre aquelas que mais contribuem para o percentual de defeituosos. Desta forma, é possível diagnosticar e solucionar problemas de qualidade tendo como alvo a melhoria contínua do processo. A principal vantagem desta carta está na simplicidade do controle integrado por apresentar em uma única carta uma visão geral da condição da qualidade. A demonstração da aplicabilidade da carta de controle integrado do processo é feita através do estudo de caso em uma empresa de bebidas alcoólicas O processo estudado é a rotulagem de duas bebidas alcoólicas que apresentam 10 características de qualidades, e destas se desdobram 29 tipos de defeitos. Todos estes defeitos são monitorados por uma carta de controle integrado do processo. Em um dos processos, se verifica através do gráfico de Pareto que dos 29 tipos de defeitos, 2 são responsáveis pela instabilidade do mesmo. Pode-se, então, atuar sobre estes defeitos e, portanto, melhorar este processo. Sempre que houver uma causa especial anômala ao processo, a carta indicará sua presença, e dará uma base sólida para a tomada de decisão de uma ação corretiva.