Exemplo de projeto seis sigma
COMO ELIMINAR O RUÍDO DE CORREIA
A pesquisa para identificar os desejos dos consumidores deste motor revelou, dentre outros, que ele deve ser silencioso, sem ruído de correia.
Veja abaixo como atender a este desejo segundo um risco pré estabelecido.
Para projetar um motor silencioso são empregadas as seguintes tecnologias: QFD, GD&T, Simulação Monte Carlo e Elementos Finitos.
Requisito "Motor silencioso"
O primeiro passo é inserir "Silencioso" e "Ruído de correia" na relação dos QUE's do diagrama QFD. A seguir identificam-se os COMO's, que são os vários geradores de ruído do motor, dentre eles o “Alinhamento das polias”, cujo forte relacionamento com “Ruído de correia” é assinalado com um círculo preto.
Definição dos objetivos a serem alcançados
Os COMO’s são características técnicas mensuráveis. O ideal é o perfeito paralelismo das polias, portanto especifica-se o seu “Valor Alvo” em zero grau.
Objetivo Tolerância
Quanto à tolerância do paralelismo verifica-se praticamente, em laboratório, que o desalinhamento das polias de ± 1 grau não provoca ruído de correia.
Objetivo do Índice de Capacidade - Cp
O Cp mede o risco de não conformidade da característica crítica (vida útil) devido a sua correlação estatística com a qualidade.
Por exemplo, se a diretriz do projeto definir Cp=2, o risco assumido pelo projeto é inferior a 3,4 motores com ruído de correia por milhão.
Cotagem funcional
A cotagem funcional é uma exigência das normas ASME e ISO.
Os componentes são cotados com o GD&T como a bomba d'água abaixo
Os demais componentes que interferem no alinhamento das polias também são cotados com o GD&T. A cotagem e uma etapa muito importante do projeto mecânico. É o elo entre a concepção do produto e a sua materialização. Não basta fazer o modelo 3D, é preciso cotá-lo adequadamente com o GD&T. Após a cotagem é preciso validar o projeto com a simulação Monte Carlo para avaliar o risco de não conformidade da característica crítica que neste caso é o alinhamento das polias.
Veja abaixo o grande número de tolerâncias envolvidas com o alinhamentoo das polias
A Simulação Monte Carlos é o algorítimico usado para validar o projeto. Ele combina os possíveis valores das tolerâncias dimensionais e geométricas para analisar a variação da característica crítica. A simulação calcula os índices de capacidade Cp/Cpk para avaliar o risco de não conformidade da característica crítica e validar o projeto.
Veja no filme abaixo as possíveis variações das peças e o resultado da simulação com os valores Cp/Cpk.
A seguir valida-se o projeto
Primeira simulação
Como o valor do Cp ficou aquém do especificado será preciso apertar as tolerâncias.
Veja abaixo o relatório com as demais informações da primeira Simulação Monte Carlo.
Alguns valores do relatório acima: Cp = 1.27 Cpk = 0.43 % Out Of Spec = 9%. Se os motores forem fabricados com estas tolerâncias haverá 9% de não conformidades, o que recomenda apertar as tolerâncias.
Dentre as centenas de tolerâncias que afetam o alinhamento das polias o software as relaciona pela ordem de importância.
Relação de tolerâncias da primeira simulação.
Observa-se que a tolerância que está no topo da relação é responsável por 81% da variação do alinhamento das polias.
Esta informação é muito valiosa porque vai direto à raiz do problema dimensional e aponta a causa principal.
A tolerância indicada em primeiro lugar deverá ser apertada e uma nova Simulação Monte Carlo realizada.
Segunda Simulação Monte Carlo
Ao terminar a simulação o programa apresenta uma tela com o resultado encontrado. Neste caso o valor Cp = 2.16 atende a especificação do diagrama QFD.
Se as peças forem fabricadas com estas tolerâncias pode-se garantir que o número de não conformidades será inferior a 3.4 / milhão.
Veja abaixo o relatório com as demais informações da segunda Simulação Monte Carlo.
Alguns valores do relatório: Cp = 2.16 / Cpk = 1.07 / % Out Of Spec = 0.
Com estas tolerâncias o alinhamento das polias ficará dentro do valor especificado, eliminando o ruído de correia de acordo com o desejo dos consumidores.
A Simulação Monte Carlo usa o método das aproximações sucessivas. A cada rodada ajusta-se a tolerância indicada e repete-se a simulação até o Cp alcançar o valor estabelecido no diagrama QFD.
Plano de Qualidade Dimensional
O conjunto final de tolerâncias representa a solução de compromisso entre custo e qualidade.
As tolerâncias apontadas no segundo relatório são usadas na elaboração do plano de qualidade dimensional que atrela o desejo do consumidor às tolerâncias estabelecidas pelo GD&T.
MEF - Método dos Elementos Finitos
Sob o ponto de vista dimensional o projeto seis sigma está terminado, mas é preciso verificar se a deformação dos componentes compromete o alinhamento das polias.
A missão do MEF é identificar e resolver os problemas de resistência dos materiais. Neste caso é preciso saber se o aperto da correia deforma o corpo da bomba d'água e compromete o alinhamento das polias.
Inicialmente cria-se uma malha como mostra a figura acima.
A seguir aplica-se a carga provocada pelo aperto da correia.
Observa-se que sob o efeito da carga a peça se deformou além do limite admissível e pode compromete o alinhamento das polias.
Uma das possíveis soluções é reforçar a carcaça para impedir a deformação excessiva. Foram acrescentadas quatro nervuras, como mostra a figura abaixo.
A seguir aplica-se nova carga à carcaça.
Observa-se que os reforços deram bom resultado. A deformação da carcaça ficou dentro dos limites admissíveis e não vai contribuir significativamente no alinhamento das polias. A simulação da variação estrutural dos componentes permite fazer previsões a respeito do seu comportamento e efetuar as devidas correções, antes da execução do protótipo físico, proporcionando economia de material e ferramental.
Ensinamos as tecnologias acima e prestamos serviços. Entre em contato, podemos ajudá-los a desenvolver projetos competitivos.
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