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MSA: Estudo de Análise de Medição
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1.1 - Introduo - Sistema de Medio
O principal ponto para anlise consiste em interpretarmos o sistema de
medio como um processo. Desta forma, importante ressaltarmos que no
estamos avaliando simplesmente os equipamentos, mas o processo no qual
utilizamos os equipamentos, o mtodo e as pessoas para obtermos o resultado
da medio.
Sistema de Medio: a coleo de instrumentos ou dispositivos de medio,
padres, operaes, mtodos, dispositivos de fixao, software, pessoal,
ambiente e premissas utilizadas para quantificar a unidade de medio ou
corrigir a avaliao de uma caracterstica sendo medida; o processo completo
para obter medies
Figura 1.1.1: Sistema de medio
O objetivo de uma medio determinar o valor de uma grandeza a ser medida. Esta medio comea com uma apropriada especificao da grandeza, do mtodo e procedimento de medio.
Exemplo 1.1.1:
Considere um sistema de medio para medir o diamentro de um conector de torneira com tolerancia de +/- 0,5 mm.
Figura 2: Medio de um conector de torneiras
Antes de qualquer anlise estatstica devemos obter uma boa definio do sistema de medio. Abaixo, apresentamos de forma simplificada o sistema de medio para medir o dimetro do conector.
Definio do sistema de medio: Sistema de medio:
Equipamento de medio: paqumetro digital de resoluo 0,01mm;
Observe que o equipamento de medio (paqumetro) apresenta uma
resoluo adequada para a caracterstica que vamos medir, pois temos uma
tolerncia de +/- 0,5 mm, o que corresponde a uma faixa de 1 mm. Ao
dividirmos a tolerncia por 10, obtemos que a exatido mnima requerida de
0,1 mm. Como o paqumero digital tem resoluo de 0,01 mm, conclumos
que este adequado para realizar tal medio.
Mtodo de medio:
Posicionar o paqumetro no centro do conector;
Figura 1.1.2 : mtodo de medio
Executar a medida
Erro de Medio
Toda medio tem imperfeies que do origem a erros no resultado da
medio. Tradicionalmente, um erro visto como tendo dois componentes, a
saber, um componente aleatrio e um componente sistemtico.
Um sistema de medio ideal produziria somente medies corretas a cada
vez que fosse utilizado. No entanto, sistemas de medio com tal propriedade
no existem. Como um processo, devemos interpretar um sistema de medio
adequadamente como:
Figura 4: Erro de medio
Erro um conceito idealizado e os erros no podem ser conhecidos
exatamente. Na prtica, associamos uma varivel aleatria (por exemplo, a
distribuio normal) para representar o erro de medio.
Figura 1.1.3: Erro de medio
Incerteza: (Equipamento de Medio); RR: (Sistema de Medio).
No confundir com erro!
Em geral, existe uma certa confuso entre o significado de RR e a incerteza
de medio. A incerteza de medio corresponde ao desvio padro (ou,
mltiplo dele) associado s medies do equipamento de medio obtidas sob
condies ideiais de medio (calibrao). Na calibrao, o equipamento
comparado com respeito a um padro de referncia em um laboratrio com
condies ambientais controladas. Alm disso, utilizamos um tcnico
devidamente capacitado para realizar tal comparao. Por outro lado, o RR
tem como objetivo quantificar a variabilidade associada s medies do
sistema de medio (equipamentos, mtodo e pessoal) obtidas sob condies
reais de utilizao do sistema de medio.
Tipos de Erros:
Dois tipo de erros sero caractersticos deste estudo:
Erro Aleatrio
O erro aleatrio aquele que ocorre de forma inesperada e com intensidade
que danifica nossas medies. Este erro representa as pequenas variaes que
ocorre em medidas repetidas de uma grandeza. Estas variaes tem como
causa, alteraes ambientais ou espaciais, variao devido ao equipamento de
medio, interferncia eltrica entre outras. Embora no seja possvel
compensar o erro aleatrio, ele pode geralmente ser reduzido se
aumentarmos o nmero de observaes ou se melhorarmos a tecnoclogia do
sistema de medio (melhor ambiente, novos equipamentos ou treinamento
dos tcnicos). Interpretamos o erro aleatrio como uma vairvel aleatria
com mdia zero.
Erro Sistemtico
O erro sistematico aquele que ococorre em todas as medies mais ou
menos com a mesma intensidade. Assim como o erro aleatrio, o erro
sistematico no pode ser eliminado, porm ele, freqentemente, pode ser
reduzido. Suponha que um erro sistemtico se origina de um efeito
reconhecido de uma grandeza de influncia em um resultado de medio. Se
este efeito pode ser quantificado e, se for significativo com relao
exatido requerida da medio, uma correo ou fator de correo pode ser
aplicado para compensar o efeito. Supomos que, aps esta correo, a
esperana ou valor esperado do erro sistemtico seja zero.
Abaixo apresentamos o diagrama de Ishikawa (espinha de peixe) para
descrever os principais componentes do erro de medio:
Figura 1.1.4 : Diagrama de Ishikawa
Exemplo 1.1.2:
Descrio dos principais componentes do erro de medio para o sistema de
medio do dimetro do conector de torneira.
Figura 1.1.5 : Diagrama de Ishikawa para o conector de torneira
Requisitos de um sistema de medio
Um sistema de m qualidade poder mascarar a variao real do processo
ou produto conduzindo a concluses erradas:
Figura 1.1.6: Sistema de m qualidade
Existem certas propriedades fundamentais que definem um bom sistema
de medio:
Uma adequada discriminao ou sensibilidade. O incremento de
medida deve ser pequeno o suficiente para detectar variaes no processo ou
nos limites de especificao. A regra comum conhecida como regra do dez,
que consiste em definir a discriminao do sistema de medio dividindo a
tolerncia (ou variao do processo) em 10 partes.
O sistema de medio deve estar sob controle estatstico. Isto significa
que sob condies de repetitividade, as variaes do sistema de medio so
devidas causas comuns e no causas especiais.
Para controle de produto, a variabilidade do sistema de medio deve
ser pequena comparada com limites de especificao. Comparar a
variabilidade do sistema de medio com as tolerncias do produto.
Para controle do processo, a variabilidade do sistema de medio deve
demonstrar uma resoluo efetiva e pequena comparada com a variao do
processo de manufatura. Comparar a variabilidade do sistema de medio
com 6-sigma da variao do processo e/ou variao total.
Figura 1.1.7: Avaliao do erro de medio
1.2 - Planejamento e Estratgia
Nem toda caracterstica do processo ou produto requer uma anlise detalhada
como a que estamos desenvolvendo. Para sistemas de medio simples, como
os sistemas determinados por paqumetros, micrmetros ou calibradores,
muitas vezes no requerem uma anlise detalhada. A regra bsica para
escolher o sistema a ser avaliado se este identificado no plano de controle
ou importante para determinar a rejeio ou no do processo ou produto.
Outro indicativo o nvel de tolerncia determinado para a dimenso
especfica e a criticidade perante ao cliente. Porm,
o bom senso o guia em qualquer caso.
Diretrizes para anlise do sistema de medio
Discriminar as grandezas relacionadas nos planos de controle;
Identificar os sistemas de medio
Definir as prioridades
- Cliente
- Refugo
- Complexidade
Identificar uma equipe multifuncional
Para cada sistema de medio priorizado:
- Desenvolver um fluxograma do processo de medio;
- Treinar os envolvidos;
- Desenvolver o diagrama de Ishikawa;
- Escolher as ferramentas estatsticas;
- Montar um cronograma de aplicao das ferramentas;
- Documentar as solues e as correes;
- Institucionalizar a mudana.
Modelo de Erro de medio
Fontes de Erro Componentes
Fator ou Parmetro
P Peas Pea, Amostra, Mensurando, Unidade sobre Teste, Artefato, Padro de Variao Desconhecido
I Instrumento Equipamento de Medio, Unidade de Medio, Clula de Medio Meios de
Comparao
S Padro Escala, Referncia, Artefato, Padro de Verificao,Padro de Consenso, Material Padro, Classe,Critrio de Aceitao
Valor de Referncia ou Critrio de
Aceitao
M Mtodo Treinamento On-the-job, Instruo de Trabalho,Plano de Controle, Mtodo, Plano de Inspeo,Programa de Teste
Como
O Operador Instrumentista, Tcnico de Teste ou Calibrao, Inspetor Quem
E Meio Ambiente Temperatura, Umidade, Contaminao, Housekeeping,Iluminao, Posio, Vibrao, InterfernciaEletromagntica, Rudo, Tempo e Ar
Condies de Medio e Rudo
A Concepo Estatstica, Operacional, Calibrao, Constantes,Valor de Handbook, Estabilidade Trmica,Elasticidade
Medio Confivel