Repetibilidade & Reprodutibilidade - Estudo de R&R

Problema 

No mundo da indústria, acontecem com frequência situações em que existe um diferendo entre o cliente e o fornecedor se um determinado produto ou lote de produto está ou não dentro das tolerâncias especificadas. 

Também por vezes existem avaliações diferentes, feitas pelo mesmo operador ao mesmo produto, ou por operadores diferentes ao mesmo produto.

Estas situações acontecem quando o processo de controlo não é robusto, isto é, não conseguimos ter o mesmo resultado, independentemente do operador, ao da forma como o operador controlou. 

Solução

Com o intuito de resolver este problema, foi criado o estudo de R&R.

O estudo de R&R, e uma aproximação estatística para determinar se um calibre ou sistema de controlo é adequado para o processo sob medição.

O estudo de R & R ajuda a investigar:
- Se a variabilidade do seu sistema de medição é pequena em comparação com a variabilidade do processo.
- Quanto da variabilidade no sistema de medição é causada por diferenças entre operadores.
- Até que ponto o seu sistema de medição é capaz de discriminar peças diferentes.

O estudo de R & R identifica se os inspetores são consistentes nas suas medições da mesma peça (repetibilidade), bem como se a variação entre os inspetores é consistente (reprodutibilidade).

Este estudo para além de avaliar um processo de controlo, têm ainda como objetivo quantificar os fatores que mais poderão contribuir para um resultado negativo nessa mesma avaliação. 

Caso prático

Por exemplo, se vários operadores medirem um ovo com um paquímetro, por forma a garantir que atende às especificações.

Para um mesmo ovo, podemos obter inúmeros valores diferentes, para além das medidas A, B e C, representadas na figura.
Se ainda juntarmos as variações dimensionais que existem num lote de ovos, bem como as diferentes formas de medir de cada um dos inspetores, teremos uma infinidade de valores possíveis.

Vamos pensar no diagrama de Ishikawa (ver Ishikawa - Diagramas de causa-e-efeito)

para identificar causas potenciais de erro, vamos focarmos no 6M

- Mão-de-obra
- Método
- Máquina
- Material
- Medições
- Meio Ambiente

Um sistema de medição não se resume ao equipamento de medição, mas também:
- Mão-de-obra – formação dada aos inspetores (capacitação), quer na utilização do instrumento de medição, quer no método de medir a peça;
- Método – instrução operatória da medição;
- Máquina – adequação do equipamento de medida (precisão, erro, escala);
- Medições – valores do intervalo de tolerância requisito do cliente;

Tipos de variação do Sistema de Medição 

  Tendência 

Tendência é a diferença entre a média observada na medição e o valor de referência. É o erro sistemático de um instrumento de medição. O valor de referência é determinado pela média de várias medições usando equipamento de medição padrão. 

  Repetibilidade 

Repetibilidade é a variação nas medições obtidas com um instrumento de medição quando usado várias vezes por um avaliador, quando usado na medição de características idênticas na mesma peça. É normalmente conhecida como variação do equipamento. 

  Reprodutibilidade 

Reprodutibilidade é a variação na média de medições feitas por diferentes avaliadores, usando o mesmo instrumento quando se medem características idênticas na mesma peça. É normalmente conhecida como variação do avaliador. 

  Estabilidade 

Estabilidade é a variação total nas medidas obtidas com um sistema de medição no mesmo padrão ou de peças quando se mede uma característica única ao longo de um período de tempo prolongado. A estabilidade é às vezes referida como a deriva. 

  Linearidade 

A linearidade é a diferença entre os valores de tendência ao longo da faixa de utilização do sistema. 

  Variação das peças

A Variação das peças é essencialmente uma medida da variação do processo. Se um grande número de peças realizadas por um processo são medidos, 99% (5,15σ) das peças estaria dentro dos limites de variação. A variação das peças é sempre menor ou igual à variação total. Na maioria dos processos industriais a variação das peças é grande em comparação com a variação sistema de medição e assim a hipótese de que o desvio padrão observado é aproximadamente igual ao desvio padrão da população total, logo o sistema de medição é válido. 

Exemplo de um estudo de R&R 
- São medidas 10 peças
- São utilizados 3 inspetores, devidamente capacitados, pois queremos avaliar se o método de definido para a medição é capaz de aumentar a reprodutibilidade.
- Cada inspetor mede as 10 peças, 3 vezes (3 ensaios).

Avaliação final sobre o sistema de medição 

O resultado a monitorizar é o total Gage R&R (GRR).

Se o GRR for menor de 10%, o sistema de medição é aceitável.

Se estiver entre 10% e 30%, o sistema de medição é aceitável, dependendo da aplicação, do custo do dispositivo de medição, do custo de reparação, ou outros fatores.

Se for superior a 30%, o sistema de medição não é aceitável e deve ser melhorado.

Neste exemplo, o valor do GRR está entre 10% e 30% pelo que o sistema de medição é aceitável, dependendo da aplicação, do custo do dispositivo de medição, do custo de reparação, ou outros fatores.

Podemos ainda ver que o %PV é muito grande pelo que a variação dimensional das peças medidas é bastante significativa.

O valor %EV é superior ao %AV isto significa que a variação das medições, nas medições feitas pelo mesmo inspetor, tem um impacto maior no resultado final, que a variação nas medições entre inspetores.