Otimização de uma Catapulta Virtual

SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM

INDUSTRIAL

Faculdade de Tecnologia SENAI Gaspar Ricardo Júnior

CFP 4.02 - SOROCABA - SP

Pós Graduação

Otimização e Gerenciamento da Manufatura

Seis Sigma aplicado no

estudo de uma catapulta virtual

Franklin Arisson

Mateus Marinho

João Augusto

D M A I C

Descrição do Problema:

• Produzir uma catapulta capaz de atender os

requisitos de um mercado de produção de catapultas

altamente competitivo, dominado por 5 grandes

empresas.

•Produzir uma catapulta que possua altíssima

precisão, capaz de atingir alvos a 100, 200, 300 e 400

metros. Com uma tolerância de +/- 5 metros, que é o

raio de ação das bombas que serão lançadas pela

catapulta.

•Metas secundárias:

•Atingir qualquer alvo entre 0 e 400 metros com

precisão

•Armar e disparar no menor tempo possível para

qualquer distância entre 0 e 400 metros

D M A I C

Project Overview

• Estudar o comportamento da catapulta virtual do site

www.sigmazone.com , determinando equações ou

sistemas que permitam a operação mais rápida e mais

precisa possível para este equipamento .

•Realizar diversos lançamentos de forma empírica para

análise de dados.

•Analisar os dados utilizando o programa Minitab,

determinando os pontos ótimos de ajuste e a

capabilidade da catapulta.

•Ajustar a catapulta após a análise dos dados fornecidos

pelo Minitab.

•Realizar novos lançamentos e verificar se houve

melhoria no processo de lançamento de bombas pela

catapulta.

http://www.sigmazone.com/





D M A I C

D M A I C

D M A I C

Análise da Capabilidade do Processo para 100 metros

antes dos ajustes

• Média obtida de 102,1metros;

• Desvio padrão de 2,69;

• Processo incapaz de atender os requisitos (CPk 0,29 e PPk0,35)

D M A I C


antes dos ajustes

• Média obtida de 207,2 metros;


• Processo incapaz de atender os requisitos (CPk -0,14 e PPk -0,15)

D M A I C


antes dos ajustes



• Processo incapaz de atender os requisitos (CPk 0,27e PPk 0,28)

D M A I C


antes dos ajustes



• Processo incapaz de atender os requisitos (CPk 0,31e PPk 0,32)

D M A I C

Diagrama de Causa e Efeito

Utilizamos o diagrama para responder a questão: Quais são os

fatores que interferem em atingir a distância desejada?

Excesso de parâmetros

(Tolerância

+/- 5 metros)

Análise dos Parâmetros da Catapulta

Durante os testes foram ajustados todos os

parâmetros necessários para o lançamento da

catapulta, os parâmetros são:

D M A I C

1. Pin Elevation;

2. Bungee Position;

3. Firing Angle;

4. Cup Elevation;

5. Release Angle;

Pudemos observar que alguns

parâmetros influenciavam mais que

outros no resultado, por isso uma análise

dessa influência se fazia necessária,

somente desta forma poderemos

descobrir quais são ou qual é o

parâmetro com maior influência na

precisão do lançamento.

1

2

3

4

5

os parâmetros

apontados como

mais influentes

foram o Cup

Elevation e o

Release Angle,

sendo que este

último é o fator que

mais influencia no

resultado do

lançamento.

Essa influência foi

observada em

todas as análises

do D.O.E.

D M A I C

Análise de D.O.E.

Foram feitos alguns testes de “Análise Fatorial

Design” através da ferramenta D.O.E. do Minitab,

D M A I C

D.O.E. - Teste de Amplitude da Catapulta.

Utilizando a ferramenta “Factorial Plots”, foi feita

uma análise do alcance do projétil lançado pela

catapulta, caso optássemos por utilizar apenas o

Cup Elevation e o

Release Angle. Como

resultado obtivemos

um range, uma faixa

de alcance do projétil,

variando de 30,125 m

até 443,75 m da

catapulta, satisfazendo

as condições

principais do projeto,

ou seja, lançar um

projétil a 100m, 200m,

300m e 400m de

distância.

D M A I C

D.O.E. – Response Optimization.

Utilizando a ferramenta “Response Optimization”,

buscamos os melhores parâmetros de ajuste de Cup

Elevation e Release Angle, porém, mantivemos um valor

fixo para o Cup Elevation, travando o mesmo sempre em

300, essa estratégia foi adotada para reduzir o tempo de

disparo e erros relacionados ao método e à mão de obra.

Esta decisão foi embasada no teste Factorial Plots, que

indicou que com o Cup Elevation em 300, o range da

catapulta fica em 68,5m à 443,75m, atendendo os

requisitos principais.

Os resultados podem ser vistos no próximo slide.

D M A I C

D.O.E. – Response Optimization.

Resultados para 100 metros, 200 metros, 300 metros e 400 metros.

D M A I C

Análise de Regressão – Fitted Line Plot.

Com o intuito de se obter uma resposta rápida do valor de ajuste da catapulta

foi realizado um teste de regressão objetivando uma equação quadrática de resposta,

desta forma, podemos utilizar um sistema matemático que permita obter o valor

adequado do Release Angle para atingir o alvo na distância desejada.

D M A I C

Análise de Regressão – Fitted Line Plot.

A equação obtida como resposta é:

A equação foi inserida no excell para facilitar o

cálculo da resposta, ou seja, o operador irá digitar a

distância desejada em metros, e o programa irá retornar

qual o valor do Release Angle necessário para atingir

esta distância.

catapulta.mp4

D M A I C

Implantação da metodologia nos novos lançamentos.

Com base nos dados obtidos e na resposta do

cálculo de regressão, foram feitos novos lançamentos

para 100m, 200m, 300m e 400m. O objetivo é aplicar

as alterações e atingir as metas principais.

Os resultados são apresentados nos próximos

slides.

D M A I C

Análise da Capabilidade do Processo para 100 metros Corrigido

• Média obtida de 97,9 metros, anterior era 102,1metros;

• Desvio padrão de 1,99, anterior era 2,69;

• Processo com CPK 0,46 e PPk de 0,48, anteriores CPk 0,29 e

PPk0,35)

• Valores de

lançamento:

• Release Angle: 115

•Cup Elevation: 300

D M A I C


• Média obtida de 200,62 metros, anterior era 207,2 metros;


• Processo com CPK 1,31 e PPk de 1,35, anteriores CPk -0,14 e

PPk -0,15;

• Valores de

lançamento:



D M A I C





PPk 0,28;

• Valores de

lançamento:



D M A I C





PPk 0,32;

• Valores de

lançamento:



Conclusões após aplicação da metodologia

1. Distância de 100 metros:

• Redução do desvio padrão;

• Ligeira melhora nos índices de CPk e PPk;


• Melhora na média dos acertos;

• Redução significativa do desvio padrão.

• Melhora significativa nos índices de CPk e PPk;

• Esta distância obteve os melhores resultados.


• Ligeira melhora na média dos acertos;

• Ligeira piora do desvio padrão.

• Ligeira melhora nos índices de CPk e PPk;


• Alterações na média e índices Cpk e PPk foram

praticamente insignificantes;

• Ligeira melhora no desvio padrão;

D M A I C

Conclusões após aplicação da metodologia

Comparação do antes (A), e depois (C) da aplicação da metodologia

D M A I C

Conclusões sobre a capabilidade da Catapulta:

• A Catapulta é capaz e possui um desempenho excelente na

distância 200 metros;

• A distância de 100 metros apresentou índices regulares de

CPk e PPk, mas um desvio padrão de 1,99 para uma média

de 97,9 metros, ou seja, há uma grande probabilidade de

acertar os alvos desejados;

• Em 300m e 400m o desempenho foi regular, mesmo

apresentando, para ambas as distâncias, médias e os desvios

padrão que indicam atender a especificação. Nestas

distâncias, sugerimos uma ampliação das tolerâncias para

5% da distância, neste caso o CPk e PPk das medidas 300m

e 400m seriam respectivamente 1,39 e 1,53 para 300m e 1,35

e 1,42 para 400m.

• De um modo geral, levando em consideração os desvios

padrão apresentados, a catapulta atingirá os alvos conforme

desejado, porém apresentará desvios maiores para distâncias

maiores.

D M A I C

Exemplo de ampliação tolerância para 300 metros

D M A I C

D M A I C

Exemplo de ampliação de tolerância para 400 metros

D M A I C

Obrigado!

Data & Analytics

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