[1] 0.6703
Baseado nos Capítulos 1 e 2 - Montgomery, D. C. (2017)
DE-UFPB - Bacharelado em Estatística e Ciência de Dados
maio, 2026
“A qualidade não é um acidente; é sempre o resultado de esforço inteligente.” — John Ruskin
Os três métodos atuam em fases distintas do ciclo de vida do processo e se complementam.
Exemplo: Duas transmissões (EUA vs Japão). A que possui menos variabilidade exige menos reparos, mesmo que ambas pareçam conformes visualmente.
| Dimensão | Descrição |
|---|---|
| Desempenho | Eficiência na tarefa principal |
| Confiabilidade | Frequência de falhas |
| Durabilidade | Vida útil efetiva |
| Assistência | Facilidade de reparo |
| Estética | Apelo sensorial |
| Características | Funções adicionais |
| Qualidade Percebida | Reputação da marca |
| Conformidade | Aderência às especificações |
Modelo Exponencial de Confiabilidade:
\[R(t) = e^{-\lambda t},\]
onde \(R(t)\) é a probabilidade de sobrevivência até o tempo \(t\) e \(\lambda\) é a taxa de falha.
Exemplo: Qual a probabilidade de um servidor de dados da UFPB funcionar mais de 200 horas sem falhar, se \(\lambda = 0{,}002\)?
[1] 0.6703
O servidor tem aprox. 67% de chance de sobreviver 200 horas sem falhar.
| Tipo | Natureza | Distribuição | Gráfico |
|---|---|---|---|
| Variáveis | Medidas contínuas (peso, comprimento, viscosidade) | Normal | \(\bar{X}\)-R, \(\bar{X}\)-S |
| Atributos | Medidas discretas (conforme/não-conforme, contagens) | Binomial, Poisson | p, np, c, u |
A escolha do gráfico de controle apropriado depende diretamente deste conceito.
Exemplo: Simulando a viscosidade de um polímero medida continuamente na linha de produção.
library(ggplot2)
set.seed(123)
dados <- data.frame(viscosidade = rnorm(100, 50, 2))
ggplot(dados, aes(x = viscosidade)) +
geom_histogram(binwidth = 1, fill = "steelblue", color = "black") +
labs(title = "Histograma de Viscosidade do Polímero",
x = "Viscosidade (cP)", y = "Frequência") +
theme_minimal()Tolerância de Engenharia:
\[T = LSE - LIE\]
Representa a faixa de valores admissíveis pelo cliente.
Medem o quanto o processo é capaz de atender às especificações do cliente.
\[C_p = \frac{LSE - LIE}{6\sigma} \qquad C_{pk} = \min\left(\frac{LSE - \mu}{3\sigma},\; \frac{\mu - LIE}{3\sigma}\right)\]
| Índice | Significado |
|---|---|
| \(C_p\) | Capacidade potencial — ignora o centramento |
| \(C_{pk}\) | Capacidade real — penaliza processos descentrados |
| \(C_{pk} \geq 1{,}33\) | Meta mínima aceitável (processo Quatro Sigma) |
| \(C_{pk} \geq 2{,}00\) | Meta Seis Sigma |
⚠️ Um processo pode ter \(C_p\) alto e \(C_{pk}\) baixo — centramento importa tanto quanto variabilidade!
Exemplo: Espessura de uma peça com \(LIE = 4{,}7\) mm, \(LSE = 5{,}3\) mm. O processo tem \(\mu = 5{,}05\) e \(\sigma = 0{,}08\). O processo é capaz?
Cp = 1.250
Cpk = 1.042
\(C_p > 1{,}33\) indica boa capacidade potencial, mas \(C_{pk}\) revela se o centramento está correto.
Não Conformidade
Defeito
⚠️ Todo defeito é uma não conformidade, mas nem toda não conformidade é um defeito.
| Período | Marco |
|---|---|
| Até séc. XIX | Artesanato — qualidade dependia do artesão individual |
| 1798 | Eli Whitney — peças padronizadas e intercambiáveis |
| ~1900 | F. W. Taylor — gerenciamento científico; “inspetores” de qualidade |
| 1924 | Shewhart — inventa os Gráficos de Controle (Bell Labs) |
| 1928 | Dodge & Romig — amostragem de aceitação estatística |
Fase inicial reativa: apenas separava o produto bom do ruim na saída da linha.
Monitora o processo on-line em tempo real
Otimiza o processo off-line para melhores regulagens
Audita matérias-primas por lotes
O objetivo do cientista de dados é modelar \(Y = f(X, Z)\) para manter \(Y\) sempre no alvo estipulado.
\[LCS = \mu + 3\sigma \qquad LC = \mu \qquad LCI = \mu - 3\sigma\]
Exemplo: Monitorando a média de amostras do diâmetro de rolamentos (\(n = 5\)) ao longo de 20 subgrupos.
library(ggplot2)
set.seed(13)
n_grupos <- 20; n_amostra <- 5; mu <- 10; sigma_processo <- 0.2
# Simula medias dos subgrupos (um ponto fora de controle no subgrupo 15)
medias <- replicate(n_grupos, mean(rnorm(n_amostra, mu, sigma_processo)))
medias[15] <- mu + 3.6 * (sigma_processo / sqrt(n_amostra)) # ponto fora
sigma_xbar <- sigma_processo / sqrt(n_amostra)
LCS <- mu + 3 * sigma_xbar; LCI <- mu - 3 * sigma_xbar
df <- data.frame(subgrupo = 1:n_grupos, media = medias,
fora = medias > LCS | medias < LCI)
ggplot(df, aes(x = subgrupo, y = media)) +
geom_line(color = "white", linewidth = .6) +
geom_point(aes(color = fora), size = 3) +
scale_color_manual(values = c("FALSE" = "#7ecff7", "TRUE" = "#f07050"),
labels = c("Dentro", "Fora de controle"), name = "") +
geom_hline(yintercept = c(LCS, LCI), linetype = "dashed", color = "#f7c87e") +
geom_hline(yintercept = mu, color = "#a8f77e") +
annotate("text", x = 20.5, y = LCS, label = "LCS", color = "#f7c87e", size = 3) +
annotate("text", x = 20.5, y = LCI, label = "LCI", color = "#f7c87e", size = 3) +
annotate("text", x = 20.5, y = mu, label = "LC", color = "#a8f77e", size = 3) +
labs(title = expression("Gráfico de Controle" ~ bar(X) ~ "- Diâmetro de Rolamentos"),
x = "Subgrupo", y = "Média (mm)") +
theme_minimal() +
theme(legend.position = "bottom")Exemplo: Impacto de Temperatura (\(x_1\)) e Pressão (\(x_2\)) na Força do Polímero (\(y\)).
(Intercept) temp pres temp:pres
4.63 1.98 3.54 1.48
A interação
temp:pres≈ 1,47 indica efeito combinado significativo das duas variáveis.
Exemplo: Lote com 5% de defeitos. Amostra \(n = 30\), limite de falhas \(c = 1\). Qual a chance de aprovação?
[1] 0.5535
Há apenas 55,35% de chance de aprovação — lotes com 5% de defeitos são arriscados mesmo com amostras pequenas.
O objetivo do cientista de dados é empurrar a corporação rapidamente para o Nível 3.
| Doença | Impacto |
|---|---|
| Foco em lucros de curto prazo | Destrói a constância de propósito |
| Avaliação de desempenho por nota | Quebra o espírito de equipe |
| Mobilidade exagerada da gerência | Gestores não aprendem a técnica profunda |
| Custos médicos e jurídicos excessivos | Corroem o capital de inovação |
| Fase | Ação |
|---|---|
| Planejamento da Qualidade | Escolha do cliente, identificação de necessidades, design robusto |
| Controle da Qualidade | CEP ativo para estabilizar a planta frente aos ruídos diários |
| Melhoria da Qualidade | Breakthrough com DOE para atingir limites estatísticos inexplorados |
Para nós: Controle ↔︎ séries temporais / Melhoria ↔︎ regressão multivariada
Aviso
Equívoco comum: A ISO certifica a aderência ao processo desenhado, mas não garante matematicamente a “excelência” do produto em si.
Variável padronizada:
\[Z = \frac{x - \mu}{\sigma}\]
Base para conversão de tolerâncias na distribuição Normal.
Exemplo: Com deslocamento contínuo de 1,5 sigma, calcular as falhas ppm de um processo que era 6 sigma no início.
[1] 3.4
Resultado: 3,4 DPMO — a meta famosa do Seis Sigma!
| Papel | Função |
|---|---|
| Champions | Alta diretoria — destrava recursos e remove gargalos políticos |
| Master Black Belt | Mentores técnicos plenos (frequentemente mestrado/doutorado em Estatística) |
| Black Belt | Dedicação 100% a resolver projetos complexos |
| Green Belt | Líderes que trabalham em projetos na sua área, em tempo parcial |
O senso comum de que a qualidade atrapalha a produção é estatisticamente falho.
O COQ é a ponte que estatísticos usam para conversar com o CFO.
Mensurar o “Custo da Baixa Qualidade” frequentemente revela gastos ocultos de 15–20% das receitas.
Linguagem em que estatísticos, cientistas de dados e diretores traduzem desafios corporativos reais.
Impede que equipes ignorem o fluxo adjacente onde nascem os ruídos.
Exemplo: Espessura de vidro coletada na fase Medir — o processo segue a curva Normal?
library(ggplot2)
set.seed(42)
dados <- data.frame(espessura = rnorm(40, mean = 5, sd = 0.1))
ggplot(dados, aes(sample = espessura)) +
stat_qq(color = "darkred", size = 2) +
stat_qq_line(color = "white") +
labs(title = "Q-Q Plot: Normalidade na Fase Medir",
x = "Quantis Teóricos", y = "Quantis Amostrais") +
theme_minimal()Número de Prioridade de Risco:
\[NPR = Ocorr\hat{e}ncia \times Severidade \times Detec\tilde{c}\tilde{a}o\]
Exemplo: A máquina A gera tempos de ciclo menores do que a B?
[1] 0.00551695
Com \(p \approx 0{,}008 < 0{,}05\), rejeitamos \(H_0\) — há diferença significativa entre as máquinas.
Exemplo: Qual de 3 formulações reduz a quantidade de falhas adesivas?
[1] 9.391435e-05
\(p \approx 0{,}0001\) — evidência fortíssima de que a formulação 2 é superior!
Problema
Erro de cópia em documentos legais gerava perdas brutais a escritório de advocacia.
Definir/Medir
Mapeou falhas diárias e tempo da burocracia. SIPOC revelou falha estrutural.
Analisar/Melhorar
Software avançado e triagens em etapas isolaram inconsistências sistêmicas.
Controlar
Custos despencaram. Poka-Yoke digitais travaram novos erros em e-mails críticos.
Importante
Aumento de 25% no cumprimento no prazo em 10 semanas, sem adicionar um centavo em logística ou hora-extra.
Qualidade gera velocidade. Redução de defeito = Redução de Lead Time.
Os dados invalidaram o “achismo gerencial” sobre “má vontade dos operadores”.
A Qualidade, em suas 8 facetas modernas, transformou a civilização pela contenção de desvios matemáticos.
Obrigado!
Controle Estatístico de Processos - DE-UFPB
Bacharelado em Estatística e Ciência de Dados
CEP - DE-UFPB - Estatística e Ciência de Dados