7 Ferramentas básicas para controle e melhoria da qualidade

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PDCA, MASP e as 7 ferramentas da qualidade de Ishikawa: Pareto, causa e efeito, histograma, carta de controle, dispersão e mais, com exemplos.

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Ciclo PDCA e metodologia MASP

Lembra quando falamos de Deming? Ele é conhecido pelo ciclo PDCA (Plan – Planejar, Do – Executar, Check – Verificar e Act – Agir), que ele difundiu amplamente, sobretudo no Japão, a partir de 1950. A ideia original é de Walter Shewhart, mestre de Deming, e por isso o ciclo também é chamado de ciclo de Shewhart ou ciclo de Deming:

Ciclo PDCA
Ciclo PDCA

Imagine-se em um consultório: você sabe que está doente, mas não sabe o nome da doença. Quando o médico analisa os sintomas, pede exames, chega à causa do problema e define o tratamento, estamos na fase de Planejamento (P – Plan).

Quando você segue o tratamento prescrito, estamos na fase de Execução (D – Do). Quando o médico pede que você volte para uma nova consulta e compara os resultados com o esperado, ele está Verificando (C – Check). Por último, diante dos resultados, ele Age (A – Act): se o tratamento funcionou, mantém e encerra; se não funcionou, corrige o rumo e o ciclo recomeça.

As quatro fases do PDCA servem para resolver tanto problemas da nossa vida quanto problemas que fazem parte de qualquer empresa.

O MASP (Método de Análise e Solução de Problemas) desdobra as quatro fases do PDCA em oito etapas, que a figura abaixo numera de 1 a 9 porque conta como passo próprio a pergunta "o bloqueio foi efetivo?". O passo a passo começa pela identificação do problema; segue com sua observação e com a análise, em que se usam ferramentas de teste e de priorização para chegar à causa fundamental; depois vem o plano de ação para bloquear essa causa, a ação, a verificação da efetividade do bloqueio e, por fim, a padronização do que deu certo e a conclusão.

Metodologia e análise de solução de problemas
Metodologia e análise de solução de problemas

Apesar de o MASP e o PDCA darem um roteiro concreto para resolver um problema, sozinhos eles não explicam como identificar o problema, muito menos quais são as melhores soluções para resolvê-lo. O PDCA, por si só, é apenas um fluxo de tarefas para garantir que o problema seja tratado. O MASP vai além: além do fluxo, indica que devemos usar ferramentas que ajudam na tomada de decisão.

Por exemplo, imagine que você faz parte da equipe de marketing de um filme infantil que não está atraindo o público esperado. Como descobrir qual é, de fato, o problema? Os grandes pensadores da Qualidade e o MASP são claros: existem algumas ferramentas básicas da qualidade que todos os funcionários de uma empresa devem conhecer.

Ishikawa (1993) classificou as técnicas de controle estatístico em três grupos de complexidade crescente. O primeiro grupo é formado pelas sete ferramentas básicas, que devem ser conhecidas por todos na empresa e que, segundo ele, permitem resolver até 95% dos problemas de qualidade. São elas: diagrama de Pareto, diagrama de causa e efeito, histograma, carta de controle, folha de verificação, diagrama de dispersão e estratificação. Muitos autores, como neste artigo, colocam o fluxograma no lugar da estratificação.

No MASP, a equipe implantou o plano de ação, mas na verificação os defeitos continuaram no mesmo nível. Qual é o próximo passo?

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Gabarito: Voltar à observação e à análise, porque a causa fundamental não foi bloqueada — na figura do MASP, a resposta 'não' ao teste 'o bloqueio foi efetivo?' devolve o fluxo à observação. Padronizar só faz sentido depois que a verificação confirma que a ação funcionou.

Histograma

O histograma é um gráfico de barras que mostra a distribuição de frequências de uma variável: quantas medições caem em cada faixa (classe) de valores. Por exemplo: como se distribui a estatura dos alunos de uma escola? Há mais alunos na faixa de 1,56 m a 1,60 m ou na de 1,68 m a 1,72 m? Ou pense na distribuição de idade de duas populações diferentes: uma cidade de população jovem e uma cidade do Japão, país de população envelhecida. Na cidade japonesa, o histograma provavelmente mostrará mais pessoas nas faixas de idade mais altas.

Histograma
Histograma

No histograma acima, cada barra é uma faixa de 4 cm, centrada no valor do eixo horizontal. Dos 40 alunos, 11 estão na faixa central (em torno de 162 cm), que é a mais frequente; as frequências diminuem para os dois lados, e a faixa mais alta (174 cm) tem só 3 alunos. Em um único gráfico vemos onde os dados se concentram, quanto variam e se a distribuição é simétrica, informação que levaríamos muito mais tempo para extrair de uma lista de 40 números.

Diagrama de dispersão

O diagrama de dispersão mostra se duas variáveis estão relacionadas. A tabela abaixo traz uma amostra com idade, peso e altura dos alunos de uma faculdade. Vamos analisar dois diagramas construídos com essa mesma amostra:

Tabela com dados
Tabela com dados

Primeiro, vamos verificar a correlação entre o peso e a altura. Com os dados da tabela, construímos o seguinte gráfico (altura em centímetros no eixo horizontal e peso em quilos no vertical):

Correlação entre peso e altura
Correlação entre peso e altura

Os pontos se agrupam em torno de uma reta inclinada para cima: à medida que a estatura aumenta, o peso também tende a aumentar. Há, portanto, uma correlação positiva forte entre as duas variáveis (o coeficiente de correlação calculado com os dados da tabela é de cerca de 0,90).

Já no diagrama de idade e peso a seguir, os pontos ficam bem mais espalhados e não se alinham em torno de uma reta. Existe uma leve tendência de os mais velhos pesarem mais (coeficiente de cerca de 0,55), mas a correlação é fraca: conhecer a idade de um aluno ajuda pouco a prever o seu peso.

Correlação entre peso e idade
Correlação entre peso e idade

A figura a seguir resume os tipos possíveis de diagramas de dispersão, indicando se há correlação entre as variáveis e de que tipo.

Tipos de correlação
Tipos de correlação

Um cuidado importante: correlação não prova causa. Duas variáveis podem andar juntas porque uma terceira influencia ambas; o diagrama de dispersão aponta relações que merecem ser investigadas, não conclusões prontas.

Uma fábrica de pão monta um diagrama de dispersão entre a temperatura do forno e o número de pães queimados por lote, e os pontos formam uma faixa estreita inclinada para cima. Qual é a conclusão correta?

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Gabarito: Há correlação positiva forte, e vale investigar a temperatura como possível causa — pontos alinhados numa faixa estreita que sobe indicam correlação positiva forte. Mas correlação não prova causa, nem exclui outras causas, por isso a opção 'está provado' vai longe demais.

Diagrama de Pareto

Este diagrama está ligado à chamada regra 80/20. O economista italiano Vilfredo Pareto observou, no fim do século XIX, que cerca de 80% das terras da Itália pertenciam a cerca de 20% da população. Nos anos 1940, Joseph Juran levou a ideia para a qualidade e deu a ela o nome de princípio de Pareto: poucas causas vitais respondem pela maior parte dos problemas, e as muitas causas restantes são triviais. A proporção 80/20 é uma referência aproximada, não uma lei exata.

Vamos pensar no seguinte caso: você trabalha na área de qualidade de um hotel e ficou responsável por montar um plano de ação para melhorar a satisfação dos hóspedes.

O primeiro passo, certamente, é analisar as reclamações dos últimos meses. Ao olhar a lista, você encontra mais de 100 tipos diferentes de reclamação. Por qual começar? Como priorizá-las? Quais pesam mais? O diagrama de Pareto ajuda nisso, porque ordena as causas pela frequência. Ele é um gráfico de barras com as ocorrências em ordem decrescente, acompanhado de uma linha com a porcentagem acumulada.

Vamos usar o exemplo do hotel. Veja na tabela abaixo as categorias de problemas; para simplificar, limitamos o exemplo a 10 categorias. A coluna Frequência mostra quantas vezes cada problema foi registrado (384 reclamações no total), e a coluna Percentagem é a frequência dividida por esse total; por exemplo, 120 ÷ 384 = 31,25%.

Problemas apresentados no hotel
Problemas apresentados no hotel

Com essa tabela, construímos o diagrama de Pareto a seguir. Não se preocupe ainda com a construção; vamos apenas analisá-lo juntos:

Diagrama de Pareto referente aos problemas do hotel
Diagrama de Pareto referente aos problemas do hotel

Os problemas estão em ordem decrescente de frequência. Por onde você começaria? Pela cordialidade dos funcionários? Pelo número de canais de TV? Provavelmente não. Os três primeiros problemas somam 250 das 384 reclamações, ou seja, cerca de 65% do total (é a porcentagem acumulada da terceira linha da tabela). Resolver a velocidade da internet, a variedade do cardápio e a falta de arrumação diária dos quartos seria o ponto de partida: 3 das 10 categorias (30%) respondem por quase dois terços das queixas. Repare que, neste exemplo, a proporção não é exatamente 80/20: chega-se a 80% das reclamações com 6 das 10 categorias.

Depois de resolver os problemas principais, o diagrama deve ser refeito com os novos dados. Os problemas que antes eram secundários passam a liderar a lista, e o ciclo de priorização recomeça; é assim que o Pareto apoia a melhoria contínua.

No exemplo do hotel, quantas reclamações deixariam de existir se os dois primeiros problemas (velocidade da internet e variedade do cardápio) fossem totalmente resolvidos, e que porcentagem do total isso representa?

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Gabarito: 200 reclamações, cerca de 52% — 120 + 80 = 200, e 200 ÷ 384 = 52,08%, que é a porcentagem acumulada da segunda linha da tabela. Os 65% correspondem aos três primeiros problemas, incluindo a arrumação diária.

Fluxograma

O fluxograma é a representação de um processo que usa símbolos gráficos para descrever, passo a passo, a natureza e o fluxo desse processo. O objetivo é mostrar de forma simples o caminho das informações e dos materiais, evidenciando a sequência de operações do trabalho que está sendo executado.

As etapas são representadas por figuras geométricas, como retângulos, losangos, círculos e setas, e cada símbolo tem um significado. Os fluxogramas devem ser usados quando queremos:

  • entender como um processo funciona;
  • estudar um processo para implantar melhorias;
  • explicar a outras pessoas como um processo funciona;
  • documentar um processo.

A seguir, apresentamos as figuras básicas de um fluxograma e seus significados. O retângulo representa uma atividade (processo), o losango uma decisão com saídas como sim e não, e a forma oval o início ou o fim do fluxo:

Figuras básicas de um fluxograma
Figuras básicas de um fluxograma

No exemplo abaixo, de um pedido de empréstimo, os losangos mostram os dois pontos de decisão (o empréstimo foi aprovado? a exceção foi aprovada?) e cada resposta leva a um caminho diferente até o fim do processo:

Exemplo de Fluxograma
Exemplo de Fluxograma

Diagrama de causa e efeito (espinha de peixe ou diagrama de Ishikawa)

Proposto pelo engenheiro japonês Kaoru Ishikawa em 1943 e aperfeiçoado nos anos seguintes, este diagrama também é chamado de espinha de peixe ou diagrama de causa e efeito. Sua função é ajudar a equipe a organizar as possíveis causas de um problema e orientar a busca da solução.

Em geral, o diagrama é feito em grupo, com a participação das pessoas envolvidas no processo analisado. Primeiro se define o problema (o efeito) a ser estudado; depois se levantam as possíveis causas, por exemplo com um brainstorming, e então se monta o diagrama.

O diagrama classifica as causas em seis categorias, os famosos 6M: método, matéria-prima, mão de obra, máquinas, medição e meio ambiente.

Método

Aqui entram as causas ligadas à forma de trabalhar. O problema não está na execução de uma atividade, mas no método usado. Em outras palavras, a execução pode estar correta e o método, errado.

Matéria-prima

Aqui são agrupadas as causas ligadas à matéria-prima. Por exemplo, é preciso verificar se uma não conformidade no produto final pode vir do uso de matéria-prima fora de especificação, ou até de uma especificação mal feita.

Mão de obra

Aqui ficam as causas ligadas às ações das pessoas: despreparo técnico, descumprimento de procedimentos e até imprudência.

Máquinas

Aqui são agrupadas as causas ligadas a falhas de máquinas, que podem ocorrer, por exemplo, por falta de manutenção. Muitas dessas falhas, porém, vêm da operação incorreta dos equipamentos; nesse caso, além de uma causa na categoria máquinas, deve-se apontar também uma causa na categoria mão de obra.

Medição

Aqui falamos basicamente de instrumentos de medida e de sua calibração. Para que as medições sejam confiáveis, é preciso considerar: o uso do instrumento adequado, o método de medição, a calibração e o desgaste do instrumento (quando ele deve ser substituído).

Meio ambiente

São as causas que vêm do ambiente de produção, como temperatura, umidade, ruído, vibração, iluminação e poluição interna, que podem influenciar os produtos ou serviços.

Exemplo de diagrama

A seguir, um exemplo preenchido para o problema produtos com defeito:

Diagrama de Ishikawa
Diagrama de Ishikawa

Na análise de peças com medidas erradas, a equipe descobre que o paquímetro usado na inspeção está com a calibração vencida. Em qual dos 6M essa causa deve ser registrada?

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Gabarito: Medição — instrumentos de medida e sua calibração ficam nessa categoria. A tentação é colocar em máquinas, mas essa categoria trata dos equipamentos que produzem a peça, não dos que a medem.

Carta de controle

Aqui explicamos o que é e para que serve a carta de controle. Na próxima aula, sobre controle estatístico de processos, aprofundaremos o tema e veremos como construí-la.

A carta de controle é um gráfico usado para monitorar um processo ao longo do tempo. Ela tem uma linha central, que é a média do processo, e dois limites calculados estatisticamente: o limite superior de controle (LSC) e o limite inferior de controle (LIC). No gráfico a seguir, os limites aparecem em vermelho e a linha central em verde. O objetivo é verificar se o processo está sob controle estatístico, isto é, livre de causas especiais de variação.

Carta de controle
Carta de controle

Para entender o gráfico, imagine uma empresa que fabrica uma peça cuja aprovação depende do diâmetro, que deve estar entre 73,98 mm e 74,02 mm. Fora desses valores, a peça é rejeitada. Esses são os limites de especificação, definidos pelo cliente ou pelo projeto.

Os limites de controle da carta são outra coisa: são calculados a partir dos dados do próprio processo e mostram até onde vai a sua variação natural. No gráfico, o LSC é 74,0143 mm e o LIC é 73,9881 mm, mais estreitos que a especificação. As amostras 14 e 18 caíram fora dos limites de controle, embora ainda estejam dentro da especificação: as peças foram aprovadas, mas o processo deu um sinal de causa especial, que deve ser investigado antes que surjam peças rejeitadas. As amostras 3 a 9 também estão marcadas, porque formam uma sequência de sete pontos seguidos acima da linha central, outro padrão que indica causa especial.

Ao separar as causas comuns das causas especiais de variação e indicar se o problema é local (pede ação no ponto do processo) ou exige atenção da gerência (pede mudança no sistema), as cartas de controle evitam frustrações e o custo de atacar o problema no lugar errado. Veja a diferença entre os dois tipos de causa:

Causas comunsCausas especiais
DefiniçãoEfeito acumulado de muitas causas pequenas, sempre presentes no processo, cada uma com pouca influência individual.Falhas ocasionais que surgem durante o processo, cada uma com grande influência individual.
ExemplosPequenas vibrações, variações normais de temperatura e umidade, limitações do próprio método de trabalho, entre outras.Lote de matéria-prima fora do padrão, erros de operação, ajuste incorreto da máquina, desgaste de ferramentas, entre outras.

Ao ajudar a melhorar o processo, as cartas de controle proporcionam:

  • aumento da porcentagem de produtos que atendem aos requisitos do cliente;
  • redução do retrabalho e da sucata e, consequentemente, dos custos de fabricação;
  • aumento da probabilidade de produzir itens aceitáveis;
  • informações para a melhoria do processo.

Na carta de controle do exemplo, a amostra 18 ficou acima do LSC (74,0143 mm), mas abaixo do limite de especificação de 74,02 mm. O que isso significa?

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Gabarito: As peças são aceitas, mas o processo mostrou um sinal de causa especial que deve ser investigado — a especificação decide se a peça é aprovada; o limite de controle diz se o processo mudou. Ignorar o sinal só porque a peça passou é perder a chance de agir antes de surgirem rejeições.

Folha de verificação

A folha de verificação é um formulário (quadro, tabela ou planilha) para organizar a coleta dos dados no momento em que eles acontecem, o que facilita a coleta e a análise.

Folha de Verificação
Folha de Verificação

No exemplo, o inspetor marca cada defeito encontrado com um traço; cada quadrado riscado vale 5. Das 1.525 peças inspecionadas, 42 foram rejeitadas, mas foram registrados 62 defeitos, porque uma mesma peça pode ter mais de um. A folha já entrega os dados prontos para um diagrama de Pareto: peça incompleta (26) é o defeito mais frequente.

Conclusão sobre o MASP

O MASP é a soma do ciclo PDCA com as ferramentas da qualidade. Em outras palavras, ao longo das etapas do MASP as ferramentas são usadas para apoiar a busca da solução.

PDCA + ferramentas
PDCA + ferramentas

A figura acima ilustra essa soma (PDCA + ferramentas), numa versão resumida em sete etapas. Na identificação, por exemplo, aparecem a folha de verificação, o diagrama de Pareto e a carta de controle; na observação, o fluxograma e o cronograma; na análise, a reunião de brainstorming, o diagrama de causa e efeito e o teste de hipóteses; no plano de ação e na padronização, o 5W1H (o que, por que, onde, quem, quando e como).

Uma equipe precisa decidir qual tipo de defeito atacar primeiro e depois descobrir as possíveis causas desse defeito. Que par de ferramentas atende, nessa ordem, às duas necessidades?

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Gabarito: Diagrama de Pareto e diagrama de causa e efeito — o Pareto prioriza os defeitos pela frequência e o diagrama de Ishikawa organiza as causas possíveis do defeito escolhido. A folha de verificação coleta os dados e o 5W1H organiza o plano de ação, mas nenhum dos dois prioriza nem levanta causas.

Exercícios

(1) Você gostaria de melhorar a qualidade da sua escola ou do curso que você faz (por exemplo, no CEFET-RJ). Como começaria? Quais ferramentas usaria?

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