3.5 Análise de Performance para Atributos

A capacidade para dados atributivos é simplesmente definida como a proporção média ou a taxa de não conformidade do produto (AIAG, 1995) visto que, os gráficos de variáveis referem-se a variação ($6\widehat{\sigma}_{R/d_2}$) inerente produzida pelo processo estável.

5.1 - Análise de performance para dados binomiais

Dados com distribuição binomial estão associados com o número registrado de itens defeituosos em relação ao total de itens presentes na amostra.

  • O resultado de cada item avaliado deve ser obtido nas mesmas condições de avaliação dos demais itens.

  • Os resultados dos itens são independentes.

  • O resultado da avaliação de cada item é classificado em sucesso ou fracasso.

A proporção média é dada por

$$\overline{p} = \dfrac{D_{Tot}}{N_{Tot}}$$

em que

$D_{Tot}$ = Soma das quantidades de itens defeituosos em cada amostra.

$N_{Tot}$ = Quantidade de itens avaliados.

A porcentagem (%) de defeituosos é dada por

$$\char37 \hbox{Defeituosos} = \overline{p}\ast 100$$

Intervalo de confiança para porcentagem de defeituosos

Os limites inferior e superior (LI e LS) são dados por

$$LI = \dfrac{\nu_{1} \ast F_{\left(\frac{\alpha}{2},~\nu_{1},~\nu_{2}\right)}}{\nu_2 +\nu_1 \ast F_{\left(\frac{\alpha}{2},~\nu_{1},~\nu_{2}\right)}}$$

$$LS = \dfrac{\nu_{3} \ast F_{\left(1-\frac{\alpha}{2},~\nu_{3},~\nu_{4}\right)}}{\nu_4 +\nu_3 \ast F_{\left(1-\frac{\alpha}{2},~\nu_{3},~\nu_{4}\right)}}$$

$$\char37~\hbox{Defeituosos} ~LI = LI \ast 100$$

em que

  • $\nu_1 = 2 \ast D_{Tot}$

  • $\nu_2 = 2 \ast (N_{Tot} - D_{Tot} + 1)$

  • $\nu_3 = 2 \ast (D_{Tot} + 1)$

  • $\nu_4 = 2 \ast (N_{Tot} - D_{Tot})$

  • $F_{\left(\frac{\alpha}{2},~\nu_1,~\nu_2\right)}$ = quantil da distribuição F com $\nu_1$ e $\nu_2$ graus de liberdade e que deixa uma área de $\alpha/2$ à esquerda.

  • $F_{\left(1 - \frac{\alpha}{2},~\nu_3,~\nu_4\right)}$ = quantil da distribuição F com $\nu_3$ e $\nu_4$ graus de liberdade e que deixa uma área de $1 - \alpha/2$ à esquerda.

Intervalo de confiança para PPM

PPM: É o número esperado de peças defeituosas em um milhão de peças produzidas.

$$\hbox{Limite inferior} = 1.000.000 \ast (LI)$$

$$\hbox{Limite superior} = 1.000.000 \ast (LS)$$

Índice de capacidade (Z)

Quanto maior o valor do índice de capacidade (Z) melhor é a performance do processo.

$$\hbox{Processo Z} = -1 \ast \phi^{-1}(\overline{p})$$

em que

$\phi^{-1}(\overline{p})$: quantil da distribuição normal padrão (0,1) com área acumulada igual a $\overline{p}$. Essa função pode ser calculada diretamente pelo Software Action.

Intervalo de confiança para o índice de capacidade (Z)

$$\hbox{Limite inferior} = -1 \ast \phi^{-1}(LI)$$

$$\hbox{Limite superior} = -1 \ast \phi^{-1}(LS)$$

Exemplo 5.1.1

Uma indústria está interessada em analisar a capacidade do processo no qual verifica-se a proporção de peças defeituosas em lotes de 1000 peças. Os dados estão na Tabela 3.5.1.

Amostra Peças defeituosas Total de peças na amostra
1 432 1000
2 392 1000
3 497 1000
4 459 1000
5 433 1000
6 424 1000
7 470 1000
8 455 1000
9 427 1000
10 424 1000
11 410 1000
12 386 1000
13 496 1000
14 424 1000
15 425 1000
16 428 1000
17 392 1000
18 460 1000
19 425 1000
20 405 1000
TOTAL 8664 20000

Tabela 3.5.1: Dados de lotes de peças.

$$\overline{p} = \dfrac{D_{Tot}}{N_{Tot}} = \dfrac{8664}{20000} = 0,4332$$

$$\char37 \hbox{Peças defeituosas} = 43,32.$$

Intervalo de confiança para % peças defeituosas

Calculando os valores de $\nu$ e F temos

$$\nu_1 = 2 \ast D_{Tot} = 2 \ast (8664) = 17328$$

$$\nu_2 = 2 \ast (N_{Tot} - D_{Tot} + 1) = 2 \ast (20000 - 8664 + 1) = 22674$$

$$\nu_3 = 2 \ast (D_{Tot} + 1) = 2 \ast (8664 + 1) = 17330$$

$$\nu_4 = 2 \ast (N_{Tot} - D_{Tot}) = 2 \ast (20000 - 8664) = 22672$$

$$F_{\left(\frac{\alpha}{2},~\nu_1,~\nu_2\right)} = 0,9723927$$

$$F_{\left(1-\frac{\alpha}{2},~\nu_3,~\nu_4\right)} = 1,028336$$

Com isso, os limites são dados por

$$\hbox{Limite inferior}~(LI) = \dfrac{\nu_{1} \ast F_{\left(\frac{\alpha}{2},~\nu_{1},~\nu_{2}\right)}}{\nu_2 + \nu_1 \ast F_{\left(\frac{\alpha}{2},~\nu_{1},~\nu_{2}\right)}}$$

isto é,

$$LI = \dfrac{17328 \ast 0,972}{22674 + (17328 \ast 0,972)} = \dfrac{16842,82}{22674 + 16842,82} = 0,426219$$

$$\char37~LI ~ \hbox{para peças defeituosas} = LI \ast 100 = 0,426219 \ast 100 = 42,6219$$

Já para o limite superior temos

$$\hbox{Limite superior}~(LS) = \dfrac{\nu_{3} \ast F_{\left(1-\frac{\alpha}{2},~\nu_{3},~\nu_{4}\right)}}{\nu_4 +\nu_3 \ast F_{\left(1-\frac{\alpha}{2},~\nu_{3},~\nu_{4}\right)}}$$

$$LS = \dfrac{17330 \ast 1,028336}{22672 + (17330 \ast 1,028336)} = \dfrac{17821,06}{22672 + 17821,06} = 0,440102$$

$$\char37~LS~\hbox{para peças defeituosas} = LS \ast 100 = 0,440102 \ast 100 = 44,0102$$

Intervalo de confiança para PPM

$$PPM = \overline{p} \ast 1.000.000 = 0,4332 \ast 1.000.000 = 433200$$

$$\hbox{Limite inferior} = 1.000.000 \ast LI = 1.000.000 \ast 0,426219 = 426219$$

$$\hbox{Limite superior} = 1.000.000 \ast LS = 1.000.000 \ast 0,440102 = 440102$$

Índice de capacidade (Z)

$$\hbox{Processo Z} = -1 \ast \phi^{-1}(\overline{p}) = -1 \ast \phi^{-1}(0,4332) = 0,168233$$

sendo

$$\phi^{-1}(\overline{p}) = -0,168233$$

Intervalo de confiança para índice de capacidade (Z)

$$\hbox{Limite superior} = -1 \ast \phi^{-1}(0,440102) = 0,1507114$$

$$\hbox{Limite inferior} = -1 \ast \phi^{-1}(0,426219) = 0,1857569$$

A seguir temos os resultados obtidos pelo Software Action para esse exemplo.

Porcentagem de Defeitos:
Alvo % (Opcional) 0
Porcentagem de Defeitos: 43.32
Limite Inferior: 42.631773
Limite Superior: 44.01017

Tabela 3.5.2: Porcentagem de Defeitos

Taxa de Defeitos
Taxa de Defeitos: 0.4332
Limite Inferior: 0.426318
Limite Superior: 0.440102

Tabela 3.5.3: Taxa de Defeitos

ICP
ICP 0.168233
Limite Inferior: 0.185757
Limite Superior: 0.150711

Tabela 3.5.4: ICP

Figura 3.5.1

Figura 3.5.1: Gráficos da análise de performance do processo.

5.2 - Análise de performance para dados Poisson

Dados com distribuição Poisson estão associados com o número de não-conformidades observados num certo item (amostra) ao longo do espaço/tempo.

  • A taxa de não-conformidades por unidade (tempo, medida, etc.) é a mesma para qualquer item.

  • O número de não-conformidades observados em um item é independente de qualquer outro.

A média de não-conformidades por item é dado pela fração

$$\overline{\hbox{Def}} = \dfrac{D_{Tot}}{N}$$

em que

$D_{Tot}$ = Soma de todas as não-conformidades

N = Quantidade de amostras.

Intervalo de confiança para $\overline{\hbox{Def}}$ com 95% de confiança

Os limites são dados por

$$\hbox{Limite inferior}~(LI) = 0,5 \ast \dfrac{1}{N_{Tot}} \ast \chi^2_{\left(\frac{\alpha}{2},~\nu_{1}\right)}$$

$$\hbox{Limite superior}~(LS) = 0,5 \ast \dfrac{1}{N_{Tot}} \ast \chi^2_{\left(1 - \frac{\alpha}{2},~\nu_{2}\right)}$$

em que

  • $\nu_{1} = 2 \ast D_{Tot}$

  • $\nu_{2} = 2 \ast (D_{Tot} + 1)$

  • $\chi^2_{\left(\frac{\alpha}{2},~\nu_{1}\right)}$ = quantil da distribuição qui-quadrado com $\nu_{1}$ graus de liberdade e que deixa uma área de $\alpha/2$ á esquerda.

  • $\chi^2_{\left(1 - \frac{\alpha}{2},~\nu_{2}\right)}$ = quantil da distribuição qui-quadrado com $\nu_{2}$ graus de liberdade e que deixa uma área de $1 - \alpha/2$ à esquerda.

A média de não-conformidades por unidade de medida dentre todas as amostras é dada por

$$\overline{DPU} = \dfrac{D_{Tot}}{N_{Tot}}$$

em que

$D_{Tot}$ = Soma de todas as não-conformidades

$N_{Tot}$ = Soma de todos os tamanhos de amostra.

Intervalo de confiança para $\overline{DPU}$ com 95% de confiança

Os limites são dados por

$$\hbox{Limite inferior}~(LI) = 0,5 \ast \dfrac{1}{N} \ast \chi^2_{\left(\frac{\alpha}{2},~\nu_{1}\right)}$$

$$\hbox{Limite superior}~(LS) = 0,5 \ast \dfrac{1}{N} \ast \chi^2_{\left(1 - \frac{\alpha}{2},~\nu_{2}\right)}$$

em que

  • $\nu_{1} = 2 \ast D_{Tot}$

  • $\nu_{2} = 2 \ast (D_{Tot} + 1)$

  • $\chi^2_{\left(\frac{\alpha}{2},~\nu_{1}\right)}$ = quantil da distribuição qui-quadrado com $\nu_{1}$ graus de liberdade e que deixa uma área de $\alpha/2$ à esquerda.

  • $\chi^2_{\left(1 - \frac{\alpha}{2},~\nu_{2}\right)}$ = quantil da distribuição qui-quadrado com $\nu_{2}$ graus de liberdade e que deixa uma área de $1 - \alpha/2$ à esquerda.

Ainda,

$\min\lbrace DPU \rbrace$: é o menor valor de DPU entre todas as amostras.

$\max\lbrace DPU \rbrace$: é o maior valor de DPU entre todas as amostras.

Exemplo 5.2.1

Uma indústria está interessada em analisar a capacidade do processo no qual verifica-se o número de pontos não-conformes numa lâmina de aço, sendo que cada lâmina mede 50 $cm^2$. Os dados estão dispostos na Tabela 3.5.5.

Amostra Nº de Não-conformidade Tamanho da Amostra ($cm^2$)
1 2 50
2 4 50
3 3 50
4 1 50
5 2 50
6 5 50
7 2 50
8 5 50
9 4 50
10 1 50
11 6 50
12 3 50
13 3 50
14 6 50
15 1 50
16 4 50
17 1 50
18 8 50
19 1 50
20 4 50
21 4 50
22 2 50
23 4 50
24 2 50
25 1 50
26 2 50
27 2 50
28 3 50
29 4 50
30 4 50
Total 94 1500

Tabela 3.5.5: Defeituosos em uma lâmina de aço.

$$\overline{\hbox{Def}} = \dfrac{D_{Tot}}{N} = \dfrac{94}{30} = 3,13333$$

Intervalo de confiança para $\overline{\hbox{Def}}$ com 95% de confiança

Calculando $\nu_1$ e $\nu_2$ obtemos

$$\nu_1 = 2 \ast D_{Tot} = 2 \ast 94 = 188$$

$$\nu_2 = 2 \ast (D_{Tot} + 1) = 2 \ast 95 = 190$$

Com isso, os limites serão

$$LI = 0,5 \ast \dfrac{1}{N_{Tot}} \ast \chi^2_{(0,025,~\nu_{1})} = 0,5 \ast \dfrac{1}{30} \ast 151,9231 = 2,532052$$

$$LS = 0,5 \ast \dfrac{1}{N_{Tot}} \ast \chi^2_{(0,975,~\nu_{2})} = 0,5 \ast \dfrac{1}{30} \ast 230,0644 = 3,834407$$

$$\overline{DPU} = \dfrac{D_{Tot}}{N_{Tot}} = \dfrac{94}{1500} = 0,0627$$

Intervalo de confiança para $\overline{DPU}$ com 95% de confiança

$$LI = 0,5 \ast \dfrac{1}{N_{Tot}} \ast \chi^2_{(0,025,~\nu_{1})} = 0,5 \ast \dfrac{1}{1500} \ast 151,9231 = 0,05064103$$

$$LS = 0,5 \ast \dfrac{1}{N_{Tot}} \ast \chi^2_{(0,975,~\nu_{2})} = 0,5 \ast \dfrac{1}{1500} \ast 230,0644 = 0,07668813$$

em que

  • $\nu_{1} = 2 \ast D_{Tot} = 2 \ast 94 = 188$

  • $\nu_{2} = 2 \ast (D_{Tot} + 1) = 2 \ast 95 = 190$

Ainda,

$$\min \lbrace DPU \rbrace = 0,02~~~~~{e}~~~~~\max \lbrace DPU \rbrace = 0,16.$$

A seguir temos os resultados obtidos pelo Software Action para esse exemplo.

Média de Defeitos
Alvo % (Opcional) 0
Média de Defeitos: 3.133333
Limite Inferior: 2.532052
Limite Superior: 3.834406

Tabela 3.5.6: Média de Defeitos

Média DPU
Média DPU: 0.062667
Limite Inferior: 0.050641
Limite Superior: 0.076688
Mínimo: 0.02
Máximo: 0.16

Tabela 3.5.7: Média DPU

Intervalos de Confiança (PPM)
Média PPM: 60743.492984
Limite Inferior: 49380.161529
Limite Superior: 73821.343308

Tabela 3.5.8: Intervalos de Confiança (PPM)

Figura 3.5.2

Figura 3.5.2: Gráficos da análise de performance do processo.

Limites de Especificação

Os limites de especificação são os valores que definem a faixa aceitável de um produto ou serviço, estabelecidos com base nas exigências do cliente. Eles são definidos por requisitos específicos e podem incluir limites superiores ($LSE$) e/ou inferiores ($LIE$). É necessário então, calcular a probabilidade de estar fora dos limites de especificação de acordo com a distribuição dos dados, a probabilidade de falha.

$$\text{Prob. de falha} = \text{Prob}[\text{Medida} < LIE] + \text{Prob}[\text{Medida} > LSE]$$

em que:

  • $LIE$: Limite inferior de especificação
  • $LSE$: Limite superior de especificação

Geralmente, dados associados a contagem de defeitos, é de interesse calcular a probabilidade de estar acima do limite superior de especificação ($LSE$) fornecido pelo cliente.

Probabilidade de falha e PPM

É recomendada a utilização da métrica Partes por Milhão (PPM) para quantificar o risco residual de falha no processo de limpeza. Essa abordagem traduz a probabilidade estatística de falha em uma métrica prática e compreensível, pois permite estimar a quantidade teórica de amostras que poderiam falhar a cada um milhão de execuções do processo.

O PPM esperado correspondente a valores fora do limite de especificação é dado por:

$$(\text{PPM}_\text{esp} > LSE) = 10^6 \times \text{Prob}[\text{Medida} > \text{LSE}]$$

Figura 3.5.3

Figura 3.5.3: Visualização de dados e quantis (Área vermelha representa área superior do $LSE$).

Cálculo do Índice Ppk

O índice Ppk mede o desempenho real do processo em relação aos limites de especificação. A taxa total de não-conformidade é convertido em uma escala de distribuição normal padronizada.

O cálculo do Ppk pode ser expresso por:

$$\text{Ppk} = \frac{\Phi^{-1}(1 - (P_{LIE}+P_{LSE}))}{3}$$

em que:

  • $P_{LIE}$: probabilidade de falha abaixo do limite inferior de especificação;
  • $P_{LSE}$: probabilidade de falha acima do limite superior de especificação.

Os limites geralmente adotados para avaliação da capacidade do processo são:

  • Ppk ≥ 1,67: processo altamente capaz;
  • 1,33 ≤ Ppk < 1,67: processo capaz;
  • 1,00 ≤ Ppk < 1,33: processo moderadamente capaz;
  • Ppk < 1,00: processo incapaz, requer ações corretivas.

5.3 - Análise de performance para dados Poisson inflacionada de zeros

Dados com distribuição poisson inflacionada de zeros estão associados com o número de não conformidades observados num certo item (amostra) ao longo do espaço/tempo, nos quais há um excesso de contagens iguais a zero.

  • A taxa de não-conformidades por unidade ($\lambda$) (tempo, medida, etc.) é a mesma para qualquer item.

  • A probabilidade de inflação de zeros ($\pi$) é a mesma para qualquer item.

  • O número de não-conformidades observados em um item é independente de qualquer outro.

O modelo ZIP (Poisson Inflacionada de Zeros) é uma extensão da distribuição de Poisson e corrige o problema do excesso de zeros adicionando um novo parâmetro π. Com isso, esse novo modelo assume dois parâmetros:

  • π: é a probabilidade de inflação, em outras palavras, a proporção de zeros extras no modelo;

  • λ: é a taxa média de ocorrência de defeitos, ou seja, o número esperado de defeitos considerando as situações em que o processo está sujeito à ocorrência de defeitos.

Os parâmetros π e λ podem ser estimados pelo método da máxima verossimilhança. Por fim, a função de densidade de probabilidade da distribuição de Poisson Inflacionada de Zeros é dada por: $$P(Y = y) = \frac{(1-\pi)(e^{-\pi} \lambda^y)}{y!}, \quad (y = 1,2,…)$$

A média de não-conformidades por item é dado pela fração

$$\overline{\hbox{Def}} = (1 - \hat{\pi}) \times (\hat{\lambda})$$

em que

$D_{Tot}$ = Soma de todas as não-conformidades

N = Quantidade de amostras.

Com o(s) limite(s) de especificação definido(s), geralmente o limite superior de especificação $LSE$, é possível calcular os índices de PPM e Ppk referente à probabilidade de falha.

A probabilidade de falha acima do limite superior de especificação é dado por: $$\text{Prob de falha} = \text{Prob}[\text{Medida} > LSE]$$

O PPM esperado correspondente a valores fora dos limites de especificação é dado por:

$$(\text{PPM}_\text{esp} > LSE) = 10^6 \times \text{Prob}[\text{Medida} > \text{LSE}]$$

O cálculo do Ppk pode ser expresso por:

$$\text{Ppk} = \frac{\Phi^{-1}(1 - (P_{LIE}+P_{LSE}))}{3}$$

Exemplo 5.3.1

Uma indústria está interessada em analisar a capacidade do processo no qual verifica-se o número de pontos não-conformes (contagem de bactérias). O limite superior de especificação é $LSE = 10$. Os dados estão dispostos na Tabela 3.5.9.

Bacteria Tamanho Amostra
0 1
1 1
0 1
0 1
7 1
0 1
0 1
2 1
3 1
0 1
0 1
0 1
0 1
0 1
1 1
3 1
0 1
4 1
0 1
1 1
0 1
0 1
5 1
0 1
0 1
0 1
0 1
0 1
2 1
0 1

Tabela 3.5.9: Contagem de bactérias por amostra

Considera-se a distribuição Poisson Inflacionada de zeros pelo excesso de contagens nulas que há nos dados.

A estimação dos parâmetros é dada por: $$\hat{\lambda} = 2,706335 \qquad \text{e} \qquad \hat{\pi} = 0,6428133$$

Média de não-conformidades:

$$\overline{\hbox{Def}} = (1 - \hat{\pi}) \times (\hat{\lambda}) = 0,9667$$

A probabilidade de falha acima do limite superior de especificação: $$\text{Prob de falha} = \text{Prob}[\text{Medida} > LSE] = 0,000691521$$

O PPM esperado correspondente a valores fora dos limites de especificação é dado por:

$$(\text{PPM}_\text{esp} > LSE) = 10^6 \times \text{Prob}[\text{Medida} > \text{LSE}] = 691,521$$

O cálculo do Ppk pode ser expresso por:

$$\text{Ppk} = \frac{\Phi^{-1}(1 - P_{LSE})}{3} = \frac{3,1982}{3} = 1,0661$$

5.4 - Análise de performance para dados Geométricos

Dados com distribuição Geométrica estão associados com o número de tempo (por exemplo dias) até que ocorra a primeira não-conformidade. Assim, deseja-se que resulte a maior quantidade de tempo possível. Essa distribuição é fortemente assimétrica à direita.

  • A probabilidade de ocorrência de uma não conformidade ($p$) por unidade de tempo é constante ao longo do processo.

  • Os intervalos de tempo até a ocorrência de uma não conformidade são independentes entre si.

A média de tempo até a ocorrência de uma não conformidade é dado pela fração

$$\overline{\hbox{T}} = \dfrac{T_{Tot}}{N}$$

em que

$T_{Tot}$ = Soma de todo o tempo acumulado até as não conformidades.

$N$ = Número total de amostras

Com o(s) limite(s) de especificação definido(s), geralmente o limite superior de especificação $LSE$, é possível calcular os índices de PPM e Ppk referente à probabilidade de falha.

A probabilidade de falha acima do limite superior de especificação é dado por: $$\text{Prob de falha} = \text{Prob}[\text{Medida} > LSE]$$

O PPM esperado correspondente a valores fora dos limites de especificação é dado por:

$$(\text{PPM}_\text{esp} > LSE) = 10^6 \times \text{Prob}[\text{Medida} > \text{LSE}]$$

O cálculo do Ppk pode ser expresso por:

$$\text{Ppk} = \frac{\Phi^{-1}(1 - (P_{LIE}+P_{LSE}))}{3}$$

Exemplo 5.2.1

Uma indústria está interessada em analisar a capacidade do processo no qual verifica-se o número de dias até a primeira não-conformidade. O limite superior de especificação é $LSE = 100$.

Início Fim Dias Tamanho Amostra
3-Jan 18-Jan 15 1
20-Jan 25-Mar 64 1
27-Mar 17-Apr 21 1
18-Apr 21-May 33 1
22-May 30-Jun 39 1
1-Jul 4-Jul 3 1
5-Jul 12-Oct 99 1
13-Oct 18-Dec 66 1
19-Dec 31-Jan 43 1
1-Feb 1-Feb 0 1
2-Feb 27-May 114 1
28-May 8-Jun 11 1
9-Jun 14-Jun 5 1
15-Jun 5-Aug 51 1
6-Aug 25-Aug 19 1
26-Aug 27-Aug 1 1
28-Aug 2-Sep 5 1
Total 589 17

Tabela 3.5.10: Tempo em dias até a não conformidade.

$$\overline{\hbox{T}} = \dfrac{T_{Tot}}{N} = \dfrac{589}{17} = 34,6471$$

A probabilidade de falha acima do limite superior de especificação: $$\text{Prob de falha} = \text{Prob}[\text{Medida} > LSE] = 0,0564819566$$

O PPM esperado correspondente a valores fora dos limites de especificação é dado por:

$$(\text{PPM}_\text{esp} > LSE) = 10^6 \times \text{Prob}[\text{Medida} > \text{LSE}] = 56481,9566$$

O cálculo do Ppk pode ser expresso por:

$$\text{Ppk} = \frac{\Phi^{-1}(1 - P_{LSE})}{3} = \frac{1,585}{3} = 0,52834$$

Figura 3.5.2

Figura 3.5.2: Gráficos da análise de performance do processo.

5.5 - Análise de performance para dados Empíricos

Dados com abordagem empírica estão associados a situações em que o analista não assume nenhuma distribuição teórica a priori (como Binomial, Poisson ou Geométrica) para modelar as não conformidades. Essa escolha é indicada quando o processo apresenta comportamento complexo, misturas de populações ou forte instabilidade, baseando-se a análise puramente no histórico de dados coletados.

  • A taxa de não conformidades é avaliada de forma direta sobre os dados observados, sem a pressuposição de parâmetros ideais de uma curva teórica.

  • As inferências e os limites de variabilidade do processo são estimados a partir da própria distribuição empírica da amostra.

A mediana de não conformidades por item ou subgrupo é mais priorizada que a média por ela ser uma medida sensível a valores extremos.

Com o(s) limite(s) de especificação definido(s), geralmente o limite superior de especificação $LSE$, é possível calcular os índices de PPM e Ppk referente à probabilidade de falha.

A probabilidade de falha acima do limite superior de especificação é dado por: $$\text{Prob de falha} = \frac{#[\text{Medida} > LSE]}{N}$$

em que:

  • $#[\text{Medida} > LSE]$ é a quantidade de dados/medidas acima de $LSE$;

  • $N$ é o número total de amostras

O PPM esperado correspondente a valores fora dos limites de especificação é dado por:

$$(\text{PPM}_\text{esp} > LSE) = 10^6 \times \text{Prob de falha}$$

O cálculo do Ppk pode ser expresso por:

$$\text{Ppk} = \frac{\Phi^{-1}(1 - (P_{LIE}+P_{LSE}))}{3}$$

Exemplo 5.5.1

Uma indústria está interessada em analisar a capacidade do processo no qual verifica-se a contagem de não-conformidades em um processo. O limite superior de especificação é $LSE = 100$. Não será assumido nenhuma distribuição.

Contagem Amostra
5 1
27 1
31 1
1 1
0 1
15 1
22 1
45 1
23 1
6 1
5 1
105 1
9 1
6 1
1 1
8 1
81 1
9 1
7 1
4 1

Tabela 5.9.11: Contagem de dados

$$\text{Mediana} = 8,5$$

A probabilidade de falha acima do limite superior de especificação: $$\text{Prob de falha} = \frac{#[\text{Medida} > LSE]}{N} = \frac{1}{20} = 0,05$$

O PPM esperado correspondente a valores fora dos limites de especificação é dado por:

$$(\text{PPM}_\text{esp} > LSE) = 10^6 \times \text{Prob de falha} = 50.000$$

O cálculo do Ppk pode ser expresso por:

$$\text{Ppk} = \frac{\Phi^{-1}(1 - 0,05)}{3} = 0,5483$$