SISTEMA DE CONTROLE DA QUALIDADE PARA PRODUÇÃO DE...
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UNIVERSIDADE REGIONAL DE BLUMENAU CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS CURSO DE CIÊNCIAS DA COMPUTAÇÃO (Bacharelado) SISTEMA DE CONTROLE DA QUALIDADE PARA PRODUÇÃO DE MANUFATURA UTILIZANDO RACIOCÍNIO BASEADO EM CASOS TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO SUBMETIDO À UNIVERSIDADE REGIONAL DE BLUMENAU PARA A OBTENÇÃO DOS CRÉDITOS NA DISCIPLINA COM NOME EQUIVALENTE NO CURSO DE CIÊNCIAS DA COMPUTAÇÃO — BACHARELADO ANA CRISTINA GAEBLER BLUMENAU, JUNHO/1999 1999/1-03
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UNIVERSIDADE REGIONAL DE BLUMENAU
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS
CURSO DE CIÊNCIAS DA COMPUTAÇÃO
(Bacharelado)
SISTEMA DE CONTROLE DA QUALIDADE PARA PRODUÇÃO DE MANUFATURA UTILIZANDO RACIOCÍNIO
BASEADO EM CASOS
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO SUBMETIDO À UNIVERSIDADE REGIONAL DE BLUMENAU PARA A OBTENÇÃO DOS CRÉDITOS NA
DISCIPLINA COM NOME EQUIVALENTE NO CURSO DE CIÊNCIAS DA COMPUTAÇÃO — BACHARELADO
ANA CRISTINA GAEBLER
BLUMENAU, JUNHO/1999
1999/1-03
ii
SISTEMA DE CONTROLE DA QUALIDADE PARA PRODUÇÃO DE MANUFATURA UTILIZANDO RACIOCÍNIO
BASEADO EM CASOS
ANA CRISTINA GAEBLER
ESTE TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO, FOI JULGADO ADEQUADO PARA OBTENÇÃO DOS CRÉDITOS NA DISCIPLINA DE TRABALHO DE
CONCLUSÃO DE CURSO OBRIGATÓRIA PARA OBTENÇÃO DO TÍTULO DE:
BACHAREL EM CIÊNCIAS DA COMPUTAÇÃO
Prof. Oscar Dalfovo — Orientador na FURB
Prof. José Roque Voltolini da Silva — Coordenador do TCC
BANCA EXAMINADORA
Prof. Oscar Dalfovo Prof. Dalton Solano dos Reis Prof. Roberto Heinzle
iii
AGRADECIMENTOS
Ao meu noivo Marcelo, que está sempre ao meu lado.
Aos meus pais Ivo e Inês que sempre me ajudam em meus projetos.
Ao meu orientador Prof. Oscar Dalfovo, meu mestre durante o desenvolvimento do trabalho.
A todos os colaboradores da Fonte Sistemas de Informática pelo apoio.
Aos meus amigos que entenderam minha ausência.
A Deus, que abençoa minha vida, por mais esta conquista.
iv
SUMÁRIO
SUMÁRIO............................................................................................................................ iv
LISTA DE FIGURAS........................................................................................................... vi
LISTA DE TABELAS........................................................................................................viii
RESUMO ............................................................................................................................. ix
ABSTRACT .......................................................................................................................... x
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 1
1.1 OBJETIVOS................................................................................................................... 3
1.2 SINOPSE........................................................................................................................ 4
2 CONTROLE ESTATÍSTICO DE PROCESSOS ............................................................... 5
2.1 CONCEITO DE PROCESSO ......................................................................................... 5
2.2 VISÃO GERAL DO CEP ............................................................................................... 6
2.3 VARIAÇÕES DE UM PROCESSO E GRÁFICO DE CONTROLE ............................... 8
2.3.1 TIPOS DE GRÁFICOS DE CONTROLE................................................................... 10
2.4 IMPLEMENTAÇÃO DO CEP NAS EMPRESAS ........................................................ 12
3 RACIOCÍNIO BASEADO EM CASOS.......................................................................... 15
3.1 HISTÓRICO................................................................................................................. 16
3.2 REQUISITOS DO RBC................................................................................................ 17
3.3 MEMÓRIA DE CASOS ............................................................................................... 17
3.4 RECUPERAÇÃO DE CASOS...................................................................................... 18
3.4.1 MÉTODOS DE RECUPERAÇÃO ............................................................................. 19
3.4.2 TÉCNICA DE RECUPERAÇÃO DE VIZINHO MAIS PRÓXIMO........................... 20
4 TÉCNICAS E FERRAMENTAS UTILIZADAS............................................................. 22
4.1 MICROGRAFX FLOWCHARTER 7 ........................................................................... 22
v
4.2 METODOLOGIA DE ORIENTAÇÃO A OBJETOS.................................................... 23
4.2.1 OBJETOS................................................................................................................... 24
4.2.2 MENSAGENS E MÉTODOS..................................................................................... 24
4.2.3 CLASSES E INSTÂNCIAS........................................................................................ 25
4.2.4 HERANÇA................................................................................................................. 26
4.2.5 TÉCNICA DE MODELAGEM DE OBJETOS (OMT)............................................... 26
4.3 FOXPRO 2.6 ................................................................................................................ 30
4.4 AMBIENTE VISUAL – DELPHI 4 .............................................................................. 31
5 DESENVOLVIMENTO DO SISTEMA DE CONTROLE DA QUALIDADE DA
PRODUÇÃO................................................................................................................... 34
5.1 ESPECIFICAÇÃO DO SISTEMA................................................................................ 34
5.2 APRESENTAÇÃO DAS TELAS E OPERACIONALIDADE ..................................... 39
6 CONCLUSÃO ................................................................................................................ 46
6.1 DIFICULDADES ENCONTRADAS............................................................................ 47
6.2 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS.......................................................... 47
ANEXO 1............................................................................................................................ 48
ANEXO 2............................................................................................................................ 51
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................................................. 59
vi
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Conceito de processos. ............................................................................................ 6
Figura 2: A unidade básica de manufatura.............................................................................. 7
Figura 3: Modelo geral de um gráfico de controle. ................................................................. 9
Figura 4: Gráfico de controle para processos sob controle. ................................................... 11
Figura 5: Gráfico de controle para processos fora de controle............................................... 12
Figura 6: Micrografix FlowCharter sendo executado sob o Windows 95. ............................. 23
Figura 7: Objetos enviando mensagens entre si. ................................................................... 25
Figura 8: - Modelo de Objetos.............................................................................................. 27
Figura 9: Diagrama de Estados............................................................................................. 28
Figura 10: Diagrama de Eventos. ......................................................................................... 28
Figura 11: Diagrama de Fluxo de Eventos............................................................................ 29
Figura 12: Valores de entrada e saída. .................................................................................. 29
Figura 13: Diagrama de Fluxo de Dados. ............................................................................. 30
Figura 14 : FoxPro 2.6 executando sob o Windows 95. ........................................................ 31
Figura 15: O Delphi sendo usado sob o Windows 95............................................................ 33
Figura 16: Modelo de Objetos do Sistema. ........................................................................... 35
Figura 17: Diagrama de Fluxo de Eventos do Sistema.......................................................... 36
Figura 18: Valores de Entrada e Saída do Sistema................................................................ 37
Figura 19: Diagrama de Fluxo de Dados do Sistema. ........................................................... 38
Figura 20: Tela de Apresentação. ......................................................................................... 39
Figura 21: Tela principal - menu de opções. ......................................................................... 40
Figura 22: Tela de manutenção do cadastro de processos. .................................................... 40
vii
Figura 23: Tela de manutenção do cadastro de Produtos....................................................... 41
Figura 24: Tela de manutenção de cadastro de especificações. ............................................. 42
Figura 25: Tela de digitação de controle de processos. ......................................................... 43
Figura 26: Tela de apresentação do gráfico de controle. ....................................................... 43
Figura 27: Tela de busca de causas de problemas. ................................................................ 44
Figura 28: Tela de fechamento de controle. .......................................................................... 45
viii
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Lista de fórmulas para os limites de controle. ....................................................... 10
Tabela 2: Tipos de gráficos de controle. ............................................................................... 11
ix
RESUMO
Este trabalho consiste no estudo sobre o Controle Estatístico de Processos e o
Raciocínio Baseado em Casos para o desenvolvimento de um sistema de controle da
qualidade de produtos manufaturados. Tem como finalidade controlar a qualidade dos
produtos manufaturados através do controle dos processos pelos quais cada produto passa,
aprovando ou reprovando os lotes e apresentando as possíveis causas de algum problema,
quando ocorrer a reprovação de algum lote. Para a elaboração do Sistema, utilizou-se as
seguintes ferramentas e técnica: na especificação, foi utilizada a metodologia de Orientação à
Objetos através da técnica O.M.T; para a implementação, o ambiente visual Delphi 4; e o
FoxPro 2.6 para a criação dos bancos de dados.
x
ABSTRACT
This paper consist on the study of the Statistics Control of Process and the Reasoning
Based on Cases for the system development of the quality control of manufactured products.
The object is controlling the quality of manufactured products through processes control that
each product passes, approving or reproving the lots and presenting the possible causes of any
problem, when occurs the reprobation of any lot. For the system elaboration was utilized the
following tools and techniques: in the specification was utilized the Methodology of Objects
Orientation through O.M.T.; the environment visual implementation was utilized Delphi 4;
and FoxPro 2.6 for the data bases creation.
1
1 INTRODUÇÃO
Antes da Revolução Industrial, um produto era considerado como tendo qualidade
quando atendia as exigências do artesão, ou seja, as necessidades dos clientes não eram
levadas em consideração. A causa disso era a oferta ser menor que a procura. Com a
Revolução Industrial, houve um aumento considerável na oferta dos produtos, fazendo
com que o cliente ficasse mais exigente, e fazendo com que as empresas procurassem
diferenciar seus produtos da concorrência. Foi o início do controle da qualidade dos
produtos.
A estatística começou a ser usada para aumentar a produtividade industrial na
década de 20 através do Controle Estatístico de Processos (CEP), utilizado pelo estatístico
do Bell Laboratories, Dr. Shewart, que foi mestre do Dr. Deming. Nas décadas de 40 e 50,
o Japão passava por dificuldades de aceitação de seus produtos devido à péssima
qualidade. Dr. Deming implantou no Japão o CEP, sendo que em 4 décadas passou a ser
visto como modelo mundial de qualidade [BAP96].
A qualidade é a maneira como o produto ou serviço é estimado, ou visto, pelo
cliente. Cada vez mais as empresas necessitam de tecnologia para ganho da qualidade e
produtividade. Cada vez mais as empresas necessitam de rapidez na identificação e
resolução de problemas, principalmente os relacionados à produção.
É comum confundir os termos Qualidade e Controle da Qualidade. Entretanto, a
Qualidade vê o processo como um todo, enquanto o Controle da Qualidade simplesmente
confronta o produto final com as especificações. Ao controle da Qualidade cabe avaliar,
comparar e, quando for o caso, efetuar correções que assegurem que os produtos e serviços
estejam de acordo com os padrões desejados.
A implantação da qualidade deve ser feita de forma planejada, com a definição dos
objetivos e metas específicos. Assim, um dos objetivos iniciais deve ser o controle do
processo de desenvolvimento do produto, sendo que uma das ferramentas utilizadas para
isto é o CEP. Para a gestão da qualidade no processo, a análise do desempenho do processo
2
é a característica mais relevante e sem conhecer o processo é impossível direcioná-lo para
a produção da qualidade [PAL95].
Conhecer o processo é o objetivo do CEP, uma ferramenta estatística usada no
planejamento e controle da qualidade em nível de processos industriais e serviços. Para
[KUM93], as ferramentas estatísticas são eficazes para a melhoria do processo produtivo e
redução dos seus defeitos. Porém, se estas técnicas não forem aplicadas adequadamente
elas podem não funcionar, o que pode acarretar problemas devido ao tempo perdido sem
soluções. Por isso, deve-se ter todo o cuidado na busca da verdadeira causa de um
problema.
Para auxiliar as ferramentas estatísticas na busca das causas de problemas, existe o
Raciocínio Baseado em Casos (RBC), uma técnica da Inteligência Artificial. Sua filosofia
básica é auxiliar na busca de uma solução para uma situação atual através da recuperação
da solução de uma experiência passada semelhante. O RBC consiste em identificar a
situação atual, buscar a experiência passada mais semelhante e aplicar o conhecimento
desta experiência na situação atual [VAR98].
Para [CAR96], há dois tipos de sistemas que usam o modelo de Raciocínio Baseado
em Casos. O primeiro é o sistema RBC interpretativo, que usa casos passados para
justificar ou criticar a solução da nova situação. O segundo é o sistema RBC solucionador
de problemas, que usa casos passados para propor uma solução inicial que pode ser
adaptada para satisfazer as necessidades de um novo problema. Segundo [KOL93], a
distinção entre os dois sistemas é útil porque permite a discussão de várias tarefas de
raciocínio, como as de controle estatístico no caso deste trabalho, nas quais os casos
podem ajudar.
Uma vantagem do RBC, é a simplicidade conceitual. Os seres humanos tendem a
solucionar os problemas recorrendo à sua experiência passada, o RBC funciona adaptando
soluções que eram usadas para solucionar velhos problemas. A pessoa que utiliza o sistema
apresenta o novo problema a um computador que contém uma biblioteca de centenas ou
milhares de casos passados. O computador recupera o caso mais similar e, se for
necessário, adapta-o às circunstâncias atuais. Através do RBC a Inteligência Artificial, que
3
durante anos foi acusada de promover muito e oferecer muito pouco, está começando a
comprovar-se na solução de problemas práticos [HOU95].
A utilização do RBC, através do Controle da Qualidade, nas indústrias de
manufaturas, pode ser um exemplo de aplicação prática para a Inteligência Artificial. O
Controle da Qualidade (como o CEP, usado neste trabalho), precisa ser alimentado com
dados como “causas de problemas”. Usando o RBC na recuperação de um caso “causas de
problemas” semelhante, deverá ter menos margem de erros (sendo que a “causas de
problemas” deverá ser uma experiência passada). Com isso, o Controle da Qualidade pode
se tornar mais eficaz.
Observa-se que o controle dos processos produtivos nas indústrias de manufaturas
na atualidade é deficiente ou simplesmente não existe. Em grande parte dos casos o
controle dos processos produtivos é feito manualmente. Essa situação deve ser prejudicial
para as indústrias, pois se não fizerem o controle de seus produtos, provavelmente perdem
participação no mercado, se fizerem manualmente provavelmente perdem tempo. Há a
necessidade então, de uma ferramenta que auxilie no controle da qualidade. O sistema
proposto é o desenvolvimento do sistema que visa implementar o Controle Estatístico de
Processos auxiliado pela técnica Raciocínio Baseado em Casos, transformando-se numa
ferramenta de ajuda para as indústrias de manufatura, no ganho da qualidade e
produtividade dos produtos manufaturados. O sistema deve ser usado pelas pessoas ligadas
a produção, e gera efeitos para as áreas de marketing gerando as vendas,
consequentemente, ajudando a atingir as metas de vendas estabelecidas pela empresa.
1.1 OBJETIVOS
Desenvolver um sistema de controle da qualidade para produção, usando o Controle
Estatístico de Processos associado à tecnologia Raciocínio Baseado em Casos.
Tem como objetivos específicos reduzir os volumes de rejeição de produto, e
satisfazer a solicitação de clientes com suas respectivas características/parâmetros
solicitados, como também:
a) apresentar graficamente os resultados encontrados;
b) apresentar relação de causas e efeitos dos processos analisados;
4
c) facilitar o controle do processamento através de respostas rápidas e precisas;
d) manter histórico dos dados, para posteriores comparações, na busca das causas
de algum problema.
1.2 SINOPSE
O trabalho foi dividido em seis capítulos descritos a seguir.
O primeiro capítulo define os objetivos do trabalho, apresentando a justificativa
para sua elaboração.
O segundo capítulo apresenta uma visão geral sobre o Controle Estatístico de
Processos (CEP), seus conceitos, fórmulas e gráficos utilizados.
O terceiro capítulo trata o Raciocínio Baseado em Casos, apresentando seu
histórico, seus conceitos e as técnicas.
O quarto capítulo abrange a metodologia utilizadas na especificação do sistema e as
ferramentas utilizadas para a confecção do trabalho e do sistema.
O quinto capítulo apresenta o sistema, sua especificação, características, telas e
operacionalidade.
O sexto capítulo completa o trabalho apresentando as conclusões, dificuldades
encontradas e sugestões para futuros trabalhos.
5
2 CONTROLE ESTATÍSTICO DE PROCESSOS
Segundo [CUN92], quando ocorre a fabricação de qualquer tipo de produto, é
necessário ter em mente que o cliente tem uma série de necessidades e expectativas em
relação a eles, e os produtos terão tanto mais qualidade para cliente quanto melhor forem
atendidas as necessidades e expectativas. Desta forma, o controle da qualidade existe para
fazer com que os produtos cheguem às mãos dos clientes com a qualidade por eles
desejada. Para que isto seja possível, a empresa deve manter outras ações, como por
exemplo, controlar o processo de desenvolvimento do produto. Este controle do processo
pode ser feito através do uso de técnicas estatísticas, conhecidas como Controle Estatístico
de Processos (CEP).
O CEP é um instrumento de análise do Processo semelhante a uma radiografia que
nos permite verificar o que está acontecendo, e a partir disso tomar decisões para corrigir
falhas do processo ou melhorá-lo [BAP96]. De acordo com [RAM90], o CEP “é uma das
mais poderosas ferramentas para a melhoria da qualidade, já que tem por meta a redução
da variabilidade das características que determinam o bom desempenho do produto”. Um
dos principais motivos para a utilização do CEP, é a redução dos produtos defeituosos,
vindo com isto afetar a qualidade total dos produtos. Para a Qualidade Total, atualmente
necessária em todos os ramos, a abordagem científica é indispensável pois nos obriga a
renunciar aos palpites em favor da análise de dados corretamente coletados e interpretados
através de métodos estatísticos [BAP96].
2.1 CONCEITO DE PROCESSO
Antes de entender o CEP, é necessário entender o que é o processo. Para [MAR96],
o processo é todo o conjunto que produz resultado conforme representado na figura 1.
6
Fonte: Adaptado de [MAR96]. Figura 1: Conceito de processos.
Pela ilustração da figura 1 o processo de produção é composto por máquinas,
métodos, medidas, materiais, mão de obra e meio ambiente e resulta no produto. É um
conjunto de ações e recursos materiais que produzem um resultado, que é o produto.
2.2 VISÃO GERAL DO CEP
O CEP é uma ferramenta que apresenta resultados, os quais podem ser analisados
cientificamente, a fim de que se possa obter informações sobre o andamento dos processos.
Essas informações podem ser usadas na identificação e eliminação das causas dos
problemas [ALV95].
Para [PAL95] o controle de processos tem como objetivos:
a) garantir a boa qualidade dos materiais que entram na produção;
b) controlar o processo de manufatura usando procedimentos economicamente
justificáveis;
c) assegurar que seja liberada apenas uma pequena porcentagem de produtos
inaceitáveis;
d) o sistema para garantir boa qualidade deve ser o mais simples possível.
Máquina Método Medida
Material Măo de Obra Meio Ambiente
Processo é todo o conjunto que produz resultado
PRODUTO
7
O controle de processos ocorre durante as fases de transformação do material,
começando com a inspeção de materiais recebidos para a produção, e terminando com a
inspeção do produto acabado, conforme a figura 2.
Fonte: Adaptado de [PAL95]. Figura 2: A unidade básica de manufatura.
A figura 2 ilustra uma unidade de manufatura. As matérias primas chegadas do
fornecedor são inspecionadas em Ins 1, aprovadas vão para a produção, onde há controle a
cada fase do processo de produção. O produto acabado saído da produção é novamente
inspecionado em Ins 2 e se aprovado vai para o consumidor.
Ins 1 Ins 2P
fornecedor consumidor
Ins 1 = Inspeçăo de materiais recebidosIns 2 = Inspeçăo do produto acabadoP = Processo de produçăo
= Produto
= Informaçăo do controle
8
2.3 VARIAÇÕES DE UM PROCESSO E GRÁFICO DE CONTROLE
As características da qualidade dos produtos manufaturados podem sofrer variações
resultantes de fenômenos afetados por causas aleatórias. Há uma faixa dentro da qual as
variações nas características da qualidade de um produto são inevitável. Fora desta faixa
tais variações se devem a causas assinaláveis e passíveis de correção. Torna-se necessário
um mecanismo que possa classificar as causas aleatórias das causas assinaláveis que
afetam o processo [PAL95].
Quando a variabilidade do processo deve-se apenas a causas aleatórias, dentro da
faixa inevitável, diz-se que o processo está sob controle. O processo está fora de controle
se sua variabilidade for anormal, inaceitáveis nas características da qualidade. O
mecanismo utilizado no controle da variabilidade é o gráfico de controle que determina se
o processo está sob controle, tanto neste momento (diagnóstico/histórico) quanto num
futuro próximo (tendências).
O gráfico apresentado na figura 3 é um modelo geral do gráfico de controle, onde a
Zona II se refere à variabilidade do processo inaceitável às características de qualidade, e a
Zona I se refere à variabilidade aceitável. Se os valores marcados estiverem na faixa que
vai do Limite Médio (LM) ao Limite Superior de Controle (LSC) e ao Limite Inferior de
Controle (LIC) pode-se considerar o processo sob controle. Se os pontos estiverem acima
do LSC ou abaixo do LIC, ou apresentarem uma disposição atípica, o processo é julgado
fora de controle e o lote referente a amostra será rejeitado.
9
Fonte: [PAL95]. Figura 3: Modelo geral de um gráfico de controle.
É importante que o gráfico de controle seja interpretado de maneira que se entenda
o exato estado do processo e que imediatamente sejas executadas ações apropriadas
quando algo suspeito for encontrado. A maneira de efetuar os cálculos dos limites de
controle destes gráficos de controle é descrito por [KUM93] conforme a tabela 1.
Constantes como o A2 são os coeficientes determinados pelo tamanho do subgrupo (n).
Para o sistema será usado o gráfico de controle Média conforme demonstrado na
tabela 1.
ZONA II Falta de controle
ZONA I Áre de normalidade
ZONA I Áre de normalidade
ZONA II Falta de controle
LSC
LM
LIC
A
X
10
Tipo de Gráfico de Controle
Lim. Superior Controle (LSC) Limite Médio (LM) Lim. Inferior Controle (LIC)
X (média)
RAXLSC .2+=
XLM =
RAXLIC .2−= R
(amplitude) RDLSC .4=
RLM = RDLIC .4=
X
(valor individual) mRxLSC .66,2+=
xLM = mRxLIC .66,2−=
Pn
(número de itens defeituosos)
)1(3 pnpnpLSC −+=
npLM =
)1(3 pnpnpLIC −−=
P
(fração defeituosa) npppLSC /)1(3 −+=
pLM =
npppLIC /)1(3 −−=
C
(número de defeitos) ccLSC 3+=
cLM =
ccLIC 3−= U
(número de defeitos por unidade)
nuuLSC /3+= uLM =
nuuLIC /3−= Fonte: adaptado de [KUM93] e [PAL95].
Tabela 1: Lista de fórmulas para os limites de controle.
2.3.1 TIPOS DE GRÁFICOS DE CONTROLE
[KUM93] apresenta dois tipos de gráficos de controle: um para valor contínuo e
outro para valor discreto. É possível verificar as suas variações de acordo com a tabela 2.
11
Valor Característico Nome Comentário Gráfico X - R Média e amplitude Valor Contínuo Gráfico X Valor Individual Gráfico pn Número de itens defeituosos Gráfico p Fração defeituosa Gráfico c Número de defeitos
Valor Discreto
Gráfico u Número de defeitos por unidade Fonte: [KUM93].
Tabela 2: Tipos de gráficos de controle.
A figura 4 ilustra um gráfico de controle para processo sob controle. Pode se
observar que nenhuma das variações do processo passam acima da linha do limite superior
de controle, nem passam abaixo da linha do limite inferior de controle.
A figura 5 ilustra um gráfico de controle para processos fora de controle. Pode se
observar que o entre os pontos 2 e 3 de A é ultrapassada a linha do limite inferior de
controle, e também entre os pontos 5 e 6 de A é ultrapassada a linha do limite superior de
controle. O processo é, então, considerado fora de controle. O lote referente à amostra deve
ser rejeitado.
Fonte: adaptado de [KUM93]. Figura 4: Gráfico de controle para processos sob controle.
LSC
LM
LIC
A1 2 3 4 5 6
X
7
12
Fonte: adaptado de [KUM93]. Figura 5: Gráfico de controle para processos fora de controle.
2.4 IMPLEMENTAÇÃO DO CEP NAS EMPRESAS
Para implementar o CEP nas empresas (entidade econômica que administra e
controla uma ou mais unidades técnicas de produção, distribuição ou prestação de
serviços), [HRA89] nos apresenta cinco ingredientes principais: (1) técnicas estatísticas,
(2) técnicas de solução de problemas, (3) liderança e atitudes para aperfeiçoamento da
produtividade e da qualidade, (4) planejamento da qualidade e (5) método sistemático que
atua como catalisador. Este trabalho abrangerá os itens 1 e 2.
O mesmo autor fornece um método sistemático para a implementação do CEP, o
chamado Processo do Aperfeiçoamento da Produtividade e da Qualidade (PAQP) que é
dividido em doze etapas:
a) Identificação do projeto – é a definição da área com problemas e justifica os
custos do projeto, inclusive aperfeiçoamento. Para esta definição há a
necessidade de identificar os pontos críticos da maneira como foram percebidos
LSC
LM
LIC
A1 2 3 4 5 6 7
X
13
pelo cliente interno ou pelo cliente final.
b) Planejando e reportando – destina-se a manter o projeto dentro de cronograma
em termos de tempo e de desempenho de metas. Três documentos são criados
nesta etapa: (1) plano básico, indicando cada uma das doze etapas, início fixado
para o projeto, e data de sua conclusão, (2) relatório de progresso, que é
atualizado periodicamente e que avalia o progresso da equipe em várias
atividades críticas, (3) plano anual de PAPQ, que identifica projetos futuros e
estima aperfeiçoamento em produtividade e em qualidade. Outro elemento dessa
etapa inclui apresentações trimestrais de andamento do projeto por líderes de
equipes para o conselho executivo para fins de comunicação e motivação.
c) Medindo o desempenho – estabelece um método para medir desempenho em
qualidade, em produtividade ou aderência a cronogramas, relativos a metas de
clientes. Os principais elementos da etapas são: desenvolver o método de
medição, coletar dados, reportar desempenho e demonstrar graficamente a
evolução.
d) Análise e solução de problemas – esta etapa é executada por meio de aplicação
de técnicas recomendadas como registro de eventos, diagnóstico de auditorias
do processo, diagramas de causa e efeito, análise de causas e efeito, análise de
causas e planejamento de experimentos. Essas técnicas definirão causas e ações
preventivas para problemas identificados na etapa 1.
e) Capacidade de inspeção – chamada de elo perdido no CEP, é usada para avaliar e
quantificar erros nos sistemas de inspeção com relação a variáveis ou em
atributos. Além disso ainda define critérios para aceitação e para rejeição de um
determinado processo de inspeção e de ensaio e estabelece um cenário para a
próxima etapa do PAPQ.
f) Capacidade do processo – determina a variação natural de ou inerente a um
processo. Como na etapa 5, também fornece critérios para aceitar ou rejeitar um
determinado processo e dá as diretrizes para ações corretivas.
g) Matriz de ações corretivas e preventivas – essa etapa “fecha o círculo” da
aplicação do CEP. Fornece ações específicas para que um processo fora de
controle volte a ser controlado. A matriz lista todas as não conformidades e
outras condições conhecidas que podem existir no processo em medição
14
juntamente com as respectivas ações corretivas e preventivas.
h) Procedimento para controle do processo – documenta um método para
introdução e manutenção do CEP, além de estabelecer responsabilidades
departamentais para as diferentes atividades associadas ao CEP, incluindo
instalação, manutenção e monitoramento de gráficos de controle de registros de
eventos e de matrizes de ações corretivas e preventivas. Também designa quem
deve fazer o quê quando um processo está fora de controle.
i) Implementação do controle do processo – comunica e coordena a implantação do
CEP a todos os identificados no procedimento de controle do processo.
j) Prevenção de problemas – antecipa problemas futuros e desenvolve ações
preventivas necessárias ou planos eventuais para tratar desses problemas. É
usada análise do efeito do modo de falhas.
k) Responsabilidade por não conformidade – identifica e reporta tipos de não-
conformidades e suas fontes. Fontes de não-conformidades são geralmente as
mesmas de indústria para indústria e podem ser classificadas em processo,
projeto e componentes.
l) Medindo eficácia – embora cada etapa do processo seja verificada antes da
conclusão, é necessária uma medição da eficácia do processo global para
assegurar que os resultados sejam alcançados e que exista um plano para
sustentá-los.
15
3 RACIOCÍNIO BASEADO EM CASOS
A Inteligência Artificial simula a inteligência humana. O Raciocínio Baseado em
Casos (RBC) não é diferente. Como o ser humano resolve seus problemas, buscando
soluções já resolvidas anteriormente por um problema parecido, o RBC usa casos passados
na busca da resolução do novo.
Para [CAR96], a capacidade das pessoas de compreender e aprender está ligado ao
processo de recordar, considerado um aspecto crucial da memória humana. Ao tentar
compreender o que está vendo e ouvindo, o ser humano sempre busca em sua memória
mesmo que inconsciente, algo que possa ajudá-lo nesta compreensão, ou seja, ele sempre
se recorda de algo que já foi compreendido no passado e que, de alguma forma, lhe é útil
para compreender a situação atual.
O Raciocínio Baseado em Casos (RBC) funciona de maneira semelhante. A idéia
básica em um sistema de RBC é que, para um domínio particular, os problemas a serem
resolvidos tendem a ser recorrentes e repetir-se com pequenas alterações em relação a sua
versão original. Dessa forma, soluções anteriores podem ser reaplicadas também com
pequenas modificações [VAR98]. Para [WEB96], a filosofia básica desta técnica é a de
buscar a solução para uma situação atual através da comparação com uma experiência
passada semelhante, armazenada na memória, e aplicar o conhecimento desta experiência
passada na situação atual.
Segundo [KOL93], o RBC é uma técnica que busca resolver novos problemas
adaptando soluções usadas para resolver problemas anteriores. Usa-se uma experiência
passada, que é representada e armazenada na forma de casos que, posteriormente são
recuperados e adaptados para resolução de um novo problema.
Um caso é um pedaço de conhecimento representando uma experiência [WAT96].
Um caso representa um conhecimento específico, atrelado a uma situação em um nível
operacional. Casos são de diferentes formas e tamanhos, porém todos têm em comum o
fato de representarem uma experiência real. Esta situação, quando relembrada traz junto
todo o conhecimento a ela atrelada.
16
Durante os últimos anos, RBC cresceu de uma área de pesquisa bastante específica
e isolada a um campo de interesse difundido. A Inteligência Artificial, antes acusada de
prometer muito e agir pouco, através do RBC está se estabelecendo na resolução de
problemas práticos [HOU95].
3.1 HISTÓRICO
O RBC tem seu marco inicial no trabalho de Schank e Abelson (1977) onde foi
proposto que o conhecimento geral sobre a s situações é registrado na forma de scripts, que
descrevem seqüências de passos ou etapas que permitem antecipar como os
acontecimentos devem se suceder e realizar inferências a partir dessa expectativa. Os
scripts são propostos como uma estrutura para a memória conceitual descrever informação
sobre eventos estereotipados, como ir a um restaurante ou visitar um doutor. Os
experimentos mostraram, no entanto, que scripts não podiam ser considerados um modelo
completo de representação da memória [ABE96].
Schank, em 1982 desenvolveu estudos sobre programas de computadores que
fossem capazes de compreender o que lessem. Nesses estudos ele descobriu que
compreensão de linguagem está diretamente relacionada com a informação em memória. O
ser humano ao reler uma história, é capaz de reconhecê-la imediatamente, mesmo tendo-a
lido poucas vezes [CAR96].
Desses estudos, Schank desenvolveu a teoria da Memória Dinâmica. Essa teoria
baseou-se na idéia de que não é possível separar experiência, compreensão, memória e
aprendizado e propôs o conceito de pacotes de organização de memória ou MOP's
(memory organization packets), que utilizam a lembrança de experiências passadas
associadas a estereótipos de situações para a solução de problemas e aprendizado.
No início dos anos 80, Janet Kolondner, desenvolveu o primeiro sistema utilizando
RBC, chamado CYRUS. O sistema continha as viagens e encontros do ex-secretário do
estado dos EUA, Cyrus Vance, descritos na forma de casos e implementados com MOP's
de Schank [CAR96].
17
Segundo [CAR96], os trabalhos e conceitos referentes a RBC evoluíram
rapidamente para inúmeras aplicações de sistema baseados em casos, especialmente nos
domínio do Direito, Medicina e Engenharia. As aplicações normalmente buscam resolver
problemas de classificação, projeto, diagnóstico, ou planejamento, especialmente em
domínios onde naturalmente o especialista utiliza casos anteriores como base para a
solução do problema. No caso do sistema deste trabalho, o RBC será usado na busca de
causas (diagnóstico) quando da rejeição de lotes produzidos.
3.2 REQUISITOS DO RBC
Um sistema RBC tem como tarefa e construção de uma solução para um novo
problema usando casos passados. Para que um novo problema seja solucionado
recuperando um ou mais casos passados através da recordação de experiências passadas
semelhantes, há a necessidade de técnicas e métodos para armazenar os casos e recuperar
os casos quando estes forem úteis para o novo problema.
3.3 MEMÓRIA DE CASOS
Dentre os componentes de um sistema RBC a memória de casos é um dos mais
importantes. O RBC se utiliza de experiências passadas para resolver seus problemas.
Essas experiências (problemas já resolvidos) são representadas como casos. Esses casos
devem ser identificados (indexados) pelo que eles têm de útil para que só seja recuperado
no momento certo [CAR96].
[ABE96] apresenta dois modelos de organização de casos, o de memória dinâmica
(Shank - 1982) e o de categoria de exemplares (Porter e Bareiss - 1986). O modelo de
memória dinâmica é composto principalmente de pacotes de organização de memória
(MOPs), que são frames que compõem uma unidade básica de memória dinâmica. O
modelo de categoria de exemplares considera que os casos do mundo real podem ser vistos
como exemplares de acontecimentos. Cada caso é associado a uma categoria e suas feições
têm importância distinta para enquadrá-lo ou não na categoria.
18
O sistema deste trabalho irá utilizar o modelo de categoria de exemplares. Neste
modelo, uma memória de casos é uma rede semântica de categorias e casos são ligados por
relações semânticas de hierarquia, de semelhança ou diferenças. As feições têm
importância distinta para enquadrá-la ou não a determinada categoria. Feições similares de
um caso apontam para as de outro caso ou categoria, assim como, categorias com pequenas
diferenças também são ligadas. Essa rede compõe uma estrutura de conhecimento genérico
do domínio que permite alguma recuperação do raciocínio do sistema para gerar
explicações [ABE96].
Uma característica é descrita por um nome ou valor e os exemplares de uma
categoria são ordenados de acordo com o grau de cada um em sua categoria. Para
armazenar um novo caso, é buscado um caso semelhante no banco de casos. Se houver
pequenas diferenças entre os dois, apenas um deles é retido, ou é armazenada uma única
combinação entre os dois.
3.4 RECUPERAÇÃO DE CASOS
Conforme [CAR96], recuperação de casos é um dos processos mais importantes do
paradigma RBC. Ele tem como propósito recuperar, de uma memória de casos, o caso mais
adequado a uma nova situação e sugerir a solução desse caso ou uma adaptação dela como
solução do novo caso.
Partindo de um problema de entrada, a etapa da recuperação consistem em fazer
uma busca na memória de casos e selecionar quais poderão ser aproveitados [WEB96].
Essa busca e seleção é feita através de um algoritmo de recuperação. Para [CAR96], o
algoritmo de recuperação busca os casos mais similares à situação atual, baseados em
índices e na organização de memória.
[WEB96] considera a similaridade a essência do RBC. O fundamento do
paradigma de RBC é solucionar um problema reutilizando uma solução de experiência
passada semelhante. Portanto, deve haver uma experiência similar a atual na memória de
casos.
19
Para que um caso seja recuperado da memória de casos, ele deve ser comparado
com o novo caso, deve ser verificado o grau de similaridade entre os dois. Se alguma
semelhança for encontrada então o caso é recuperado como um possível candidato a caso
mais relevante.
Segundo [KOL93], duas características que se correspondem qualitativamente terão
grau de similaridade maior se seus valores estão na mesma faixa numa escala qualitativa
ou numérica. O grau de similaridade cai a medida que a distância entre os dois valores
aumenta nesta escala. Quando duas características tem valores diferentes que contribuem
para o mesmo resultado não é possível computar um grau de similaridade, diz-se que elas
não são similares.
3.4.1 MÉTODOS DE RECUPERAÇÃO
Para que um sistema que utilize RBC seja eficiente, a recuperação de casos deve ser
analisada como um aspecto importante. A base de caso deverá ser organizada em uma
estrutura manejável que facilite a recuperação. Deve ser encontrado um equilíbrio de
armazenamento que preserve a riqueza dos índices de casos e métodos que simplifique o
acesso e recuperação dos casos pertinentes. Geralmente os casos são armazenados como
dados de arquivos em simples estrutura, ou dentro de uma estrutura de bando de dados
convencional, utilizando-se de índices para referenciar os casos. Atualmente duas técnicas
são usadas através de ferramentas de RBC comerciais: o vizinho mais próximo e o método
de recuperação indutiva [WAT96].
A técnica de recuperação indutiva determina quais feições são mais eficazes em
discriminar casos e utiliza essas feições para gerar uma árvore de decisão que organiza a
memória de casos. É eficiente quando os casos são comparados através de uma única
feição que determina a solução [ABE96].
A técnica do vizinho mais próximo baseia-se na comparação entre um novo caso e
aqueles armazenados no banco de dados utilizando uma soma ponderada das suas
características. Essa técnica será usada no sistema deste trabalho.
20
3.4.2 TÉCNICA DE RECUPERAÇÃO DE VIZINHO MAIS PRÓXIMO
É utilizada uma soma ponderada das características entre um novo caso e um
armazenado no banco de dados, devendo ser atribuído a cada uma das feições que
descrevem o caso um peso [ABE96].
O primeiro passo é identificar as características (atributos) essenciais para a solução
do problema. Estes atributos devem ser representados em um sistema de coordenadas, de
tal modo que possa ser medida a distância entre o novo problema e os casos já existentes
na base de casos [REI97].
A semelhança pode ser encontrada pela seguinte fórmula [WAT96]:
∑=
=
n
i
WiSiTifSTde Similarida1
*),(),(
onde:
a) T é o caso designado (novo caso);
b) S são os casos existentes na base de casos;
c) n é o número de atributos;
d) i é um atributo individual;
e) f é a função de similaridade para o atributo i os casos T e S;
f) w é o peso do atributo i.
A maioria das ferramentas RBC utilizam algoritmos como este. Normalmente o
resultado deve ser entre zero (0) e um (1), onde zero é totalmente dissimilar e um é
exatamente similar.
Exemplo de cálculo de similaridade para recuperação de casos, conforme [VAR98]:
Casos Atributos
A B C
X1 Raciocínio Sistemas Inteligente X2 Inteligente Inteligente Métricas X3 Análise Robótica Similaridade X4 Casos Computador Análise X5 Baseado Análise Prototipagem
21
Atributos Casos
X1 X2 X3 X4 X5
Caso Novo Raciocínio Inteligente Análise Casos Sistemas
Atribuindo 1 para atributos coincidentes e 0 para não coincidentes:
Atributos Casos
X1 X2 X3 X4 X5
Caso Novo => A 1 1 1 1 0 Caso Novo => B 0 1 1 0 1 Caso Novo => C 0 1 0 1 0
Considerando todos os atributos com o mesmo peso, a comparação entre os casos
será:
8,05
4
5
1111), ==
+++=A(casonovoSim
6,05
3
5
111),( ==
++=BcasonovoSim
4,05
2
5
11),( ==
+=CcasonovoSim
O caso A é o mais semelhante, pois é o que mais se aproxima de 1.
22
4 TÉCNICAS E FERRAMENTAS UTILIZADAS
Para este trabalhou foram usadas as seguintes técnicas e ferramentas:
a) Micrografix FlowCharter 7.0 para Windows 95 da INSO Corporation, para a
confecção das figuras do trabalho e dos diagramas da análise;
b) Metodologia de Orientação a Objetos OMT, para a especificação do sistema;
c) FoxPro 2.6 for Windows, da Microsoft Corporation, para a criação do banco de
dados do sistema;
d) Ambiente visual Delphi 4 para Windows 95, da empresa Borland, para o
desenvolvimento do sistema.
4.1 MICROGRAFX FLOWCHARTER 7
O Micrografx FlowCharter 7 é uma ferramenta gráfica que permite criar uma
grande variedade de diagramas. É usado no trabalho para a confecção das figuras e dos
diagramas da análise orientada a objetos. Seus elementos principais são:
a) barra de menus - menu padrão Windows;
b) botões de velocidade - botões tipo apontar e clicar em comando de menu
selecionado, por exemplo: para abrir um arquivo, tem o botão open, que aparece
com uma pastinha aberta;
c) botões de seleção - usados para selecionar o que será feito, por exemplo,
pressionando no botão com "A" poderá ser digitado um texto, no botão com uma
setinha, uma seta de ligação entre duas figuras;
d) botões para figuras - a figura que estiver no botão selecionado aparecerá na
página. Clicando em uma das figuras, automaticamente será selecionado o botão
de figura (representado por um retângulo) dos botões de seleção;
e) réguas - auxiliar no alinhamento das figuras;
f) página - é a página onde será desenhada a figura.
A figura 6 nos apresenta o Flow sendo executado sob o Windows 95, apontando
cada um dos elementos principais acima citados.
23
Fonte: [INS96]. Figura 6: Micrografix FlowCharter sendo executado sob o Windows 95.
4.2 METODOLOGIA DE ORIENTAÇÃO A OBJETOS
A metodologia escolhida para a análise e projeto do sistema foi a de Orientação a
Objetos, através da OMT (Técnica de Modelagem de Objetos).
A primeira linguagem a utilizar orientação a objetos foi a linguagem Smaltalk,
criada em meados da década de 70. Porém esta metodologia só começou a se popularizar,
cerca de 20 anos mais tarde [WIN93].
BARRA DE MENUS
BO
TŐ
ES
DE
VE
LOC
IDA
DE
BO
TŐ
ES
DE
SE
LEÇĂ
OB
OTŐ
ES
PA
RA
FIG
UR
AS
PÁGINA
RÉ
GU
AS
24
A análise orientada a objeto procura modelar o sistema do mundo real de uma
forma que possa ser entendida. O modelo de análise bem-sucedido estabelece que deve ser
feito, sem restrições à maneira como deve se entender o problema como preparação para o
projeto [RUM94].
Os mecanismos básicos da orientação a objetos podem ser: objetos, mensagens e
métodos, classes e instâncias, herança.
4.2.1 OBJETOS
Segundo [MAR95], "um objeto é qualquer coisa, real ou abstrata, a respeito da
qual armazenamos dados e os métodos que os manipulam". Um objeto pode ser composto
de outros objetos, da mesma forma que uma máquina é composta por componentes e seus
componentes de outros componentes. Essa estrutura de objetos permite que objetos
complexos sejam definidos.
Os conceitos que possuímos aplicam-se a tipos específicos de objetos. Um tipo de
objeto é uma categoria de objeto. Um objeto é uma instância de um tipo objeto [MAR95].
4.2.2 MENSAGENS E MÉTODOS
Para ativar um objeto, este deve conter métodos que são requisitados por outros
objetos através de mensagens. O objeto "arquivo" pode ter uma mensagem "imprimir".
Conforme [MAR95], os métodos especificam a maneira pela qual os dados de um
objeto são manipulados. Os métodos de um tipo objeto referenciam somente as estruturas
de dados desse tipo objeto, e não devem acessar diretamente as estruturas de dados de
outro objeto. Para usar a estrutura de dados de outro objeto os métodos devem enviar
mensagens para este objeto.
Uma mensagem é uma solicitação para executar uma operação indicada sobre
determinado objeto e retornar o resultado. Uma solicitação pede que uma operação
especificada seja invocada, usando um ou mais objetos como parâmetros.
25
Fonte: adaptado de [MAR95]. Figura 7: Objetos enviando mensagens entre si.
A figura 7 ilustra os objetos se comunicando com solicitações. Uma solicitação é
uma mensagem especificando que uma operação indicada seja executada, usando um ou
mais objetos e, opcionalmente, retornando um resultado [MAR96]. Os círculos grandes,
em cinza escuro, representam os objetos; os círculos menores em branco, representam os
métodos; os retângulos brancos representam os atributos que estão encapsulados; o círculo
médio, em cinza claro, representa o encapsulamento dos atributos; as setas representam as
mensagens (solicitações e respostas). Pode-se perceber que um objeto faz a solicitação para
o método de outro, e é este método que o responde.
4.2.3 CLASSES E INSTÂNCIAS
Conforme [MAR95], um tipo de objeto é uma noção conceitual. Ela especifica uma
família de objetos sem estipular como o tipo e o objeto são implementados. Em uma classe
são armazenados os atributos (dados) de determinado objeto e os métodos que o
atributosencapsulados
encapsulamentodos atributos
objetos
métodos
mensagens
26
manipulam. Como um objeto é uma instância de um tipo objeto, pode-se dizer que um
objeto é uma instância de uma classe, então uma instância é um objeto descrito por uma
classe. Quando da criação de um objeto, há a instanciação do tipo objeto.
4.2.4 HERANÇA
Conforme [MAR95], um tipo de objeto de alto nível pode ser especializado em
tipos de objetos de níveis mais baixos. Um tipo de objeto pode ter subtipos. Por exemplo,
um relógio pode ter o subtipo de pulso ou de parede, um relógio de pulso pode ter o
subtipo digital ou analógico. Há uma hierarquia de tipos de objeto, subtipos de objeto,
subsubtipos e assim por diante.
Uma classe implementa o tipo objeto. Uma subclasse herda as propriedades de usa
classe-mãe. No exemplo citado acima, um relógio de pulso digital herda as propriedades de
um relógio de pulso, que por sua vez herda as propriedades de relógio.
4.2.5 TÉCNICA DE MODELAGEM DE OBJETOS (OMT)
A técnica usada para as fases de análise e projeto do sistema será a Object
Modelling Technique (OMT), que traduzindo do Inglês, é a técnica de modelagem de
objetos. Segundo [RUM94], a técnica de modelagem de objetos consiste em uma
metodologia de desenvolvimento de software baseado em objetos, organizados como uma
coleção de objetos separados, que incorporam tanto a estrutura quanto o comportamento
dos dados. A OMT compreende desde a fase de análise até o projeto e implementação do
mesmo.
Segundo [NOG99], a OMT utiliza três tipos de modelos para descrever um
sistema: o Modelo de Objetos, o Modelo Dinâmico e o Modelo Funcional.
Modelo de Objetos: descreve a estrutura estática dos objetos de um sistema e seus
relacionamentos. Neste modelo são tratadas as classes, operações, atributos, além dos
27
relacionamentos, utilizando o diagrama de objetos (figura 8) para representar estas
informações.
Fonte: adaptado de [NOG99]. Figura 8: - Modelo de Objetos.
Modelo Dinâmico: descreve os aspectos de um sistema que se modificam com o
tempo e é utilizados para implementar os aspectos de controle do sistema, demonstra a
seqüência em que as operações acontecem, os eventos e a mudança de estados sofrida
pelos objetos. São utilizados os Diagramas de Estados (figura 9), Cenários, Diagrama de
Eventos (figura 10) e Diagrama de Fluxo de Eventos (figura 11).
Classe 2
métodosatributos
Classe 3
métodosatributos
Classe 4
métodosatributos
Classe 5
métodosatributos
Classe 1
métodosatributos
Classe 6
métodosatributos
28
Fonte: [NOG99]. Figura 9: Diagrama de Estados.
Fonte: adaptado de [NOG99] e [MAT98]. Figura 10: Diagrama de Eventos.
Super-estado 1 Super-estado 2
Sub-estado 1
Sub-estado 2
Sub-estado 1
Sub-estado 2
Sub-estado 3
Sub-estado 4
Estado 1 Estado 2evento 1
evento 2 evento 3
evento 4
evento 5
Cenário
Classe 1 Classe 2 Classe 3
evento 6
evento 5
evento 4
evento 3
evento 2
evento 1
29
Fonte: [NOG99]. Figura 11: Diagrama de Fluxo de Eventos.
Modelo Funcional: descreve as transformações dos valores dos dados de um
sistema, funções, mapeamentos, restrições e dependências funcionais. São utilizados os
Valores de entrada e saída (figura 12) e o Diagrama de Fluxo de Dados (figura 13).
Fonte: adaptado de [RUM94]. Figura 12: Valores de entrada e saída.
Classe 1 Classe 2
Classe 3
evento 1
evento 2evento 3evento 4
evento 5
evento 6evento 7
ator 1
ator 2
Sistema
limites do sistema
valor de entrada 1
valor de entrada 1
valor de saída
30
Fonte: adaptado de [RUM94] e [NOG99]. Figura 13: Diagrama de Fluxo de Dados.
4.3 FOXPRO 2.6
O banco de dados escolhido para ser utilizado no sistema deste trabalho foi o
FoxPro 2.6. Os principais elementos apresentados na figura 15 são:
a) barra de menus - menu padrão estilo Windows;
b) janela de comando - os comandos podem ser digitados na janela, ou selecionados
no menu;
c) barra de status - apresenta informações como o nome do arquivo e registro;
d) janela de apresentação de arquivo - apresenta o arquivo selecionado no comando
"use", quando executado o comando "browse".
processo 1ator 1 Depósitode Dados 1
ator 2
ator 1
processo 2Depósitode Dados 1
dados 1 dados 2
dados 3 dados 4
31
Fonte: adaptado de [CHO95].
Figura 14 : FoxPro 2.6 executando sob o Windows 95.
4.4 AMBIENTE VISUAL – DELPHI 4
O Delphi 4 é usado na implementação do sistema deste trabalho. De acordo com
[SWA99], o ambiente de desenvolvimento integrado do Delphi possuí vários elementos
principais. São eles:
a) Botões de controle de velocidade – botões do tipo apontar-e-clicar em comando
de menu selecionados. Exemplo: para salvar o projeto, tem o botão Save Project,
que aparece com um conjunto de disquetes.
b) Barra de menus - menu padrão estilo Windows.
c) Paleta de componentes – contém ícones que representam os componentes VCL.
d) Categorias de paleta – páginas que contém categorias de componentes. Clica-se
BARRA DE MENUS
JAN
ELA
DE
AP
RE
SE
NT
AÇĂ
O D
E A
RQ
UIV
O
JAN
ELA
DE
CO
MA
ND
O
BARRA DE STATUS
32
nas guias de cada categoria, mostradas acima da paleta VCL para visualizar os
componentes dessa categoria.
e) Guias Properties e Events – no Object inspector há duas páginas. Uma com
Properties, que apresenta as propriedades de um componente ou formulário.
Outra com Events, que apresenta os eventos do componente ou formulário.
f) Objetct Inspector – exibe todas as propriedades e os eventos para um ou mais
componentes selecionados ou formulários.
g) Janela Form – a representação gráfica de uma janela, o formulário.
h) Module Explorer – mostra as classes do módulo atual, uma lista de outras
unidades utilizadas por esta, variáveis, objetos, métodos e outras informações.
i) Janela Code Editor – exibe o código-fonte do Pascal associado a cada formulário
no aplicativo.
A figura 15 apresenta o Delphi sendo executado sob o Windows 95, apontando cada
um dos elementos principais acima citados.
33
Fonte: [SWA99]. Figura 15: O Delphi sendo usado sob o Windows 95.
Barra de menus
Botões de controle de velocidade
Guias Properties e Events
Categorias da paleta
Paleta de Componentes
Object Inspector Janela Form Module Explorer Janela Code Editor
34
5 DESENVOLVIMENTO DO SISTEMA DE CONTROLE DA QUALIDADE DA PRODUÇÃO
O sistema tem como finalidade controlar a qualidade dos produtos, desde a inspeção
da matéria-prima e produtos de níveis até o produto final. A inspeção controlará a
qualidade através da verificação da especificação de cada produto (largura, altura, etc),
rejeitando o lote que está sendo controlado se uma amostra estiver fora dos limites de
tolerância. Fará ainda a apresentação gráfica do lote, mostrando a situação de cada amostra
em relação aos limites. Quando um lote for rejeitado, buscará em um banco de casos, as
seis situações mais semelhantes e as apresentará com a porcentagem de similaridade entre
a situação encontrada no banco e a situação atual.
5.1 ESPECIFICAÇÃO DO SISTEMA
De acordo com [RUM94], os documentos referente à modelagem orientada a
objetos é a seguinte: para o modelo estático, a descrição e o modelo de objetos; para o
modelo dinâmico, o diagrama de estados, o diagrama de eventos e os cenários e o
diagrama de fluxo de eventos; para o modelo funcional, o diagrama com valores de entrada
e saída e o diagrama de fluxo de dados.
DESCRIÇÃO:
O sistema irá fazer o controle da qualidade dos produtos através de amostragem (10
peças). Serão coletados os dados dos produtos, de acordo com a especificação e o processo
do produto que está sendo controlado, e informados ao sistema que fará o cálculo dos
limites de controle. O sistema apresentará um gráfico apresentando a situação do lote,
amostra por amostra, e o resultado. Se fora de controle o sistema irá solicitar qual o defeito
encontrado na(s) amostra(s) rejeitada, e apresentará possíveis causas para esse defeito. Para
isso o sistema terá:
a) cadastro de processos, cadastro de produtos e cadastro de especificações;
b) digitação de controle, onde serão digitados os valores da amostra;
c) apresentação do resultado - feita após a digitação do controle;
35
d) digitação de problema, quando o processo estiver fora de controle;
e) apresentação das 6 causas onde os problemas mais se aproximam do problema
atual;
f) fechamento de controle, onde será informado ao sistema se alguma das causas
apresentadas era a causa real do problema;
g) digitação de causa, se nenhuma das causas apresentadas foi a verdadeira causa
do problema.
MODELO DE OBJETOS:
Figura 16: Modelo de Objetos do Sistema.
PROCESSO
cod_processo#descriçao
CadastroConsultaAlteraçăoExclusăoConstrutor
CONTROLE
num_lote#cod_processo#cod_especif#LMLSCLICamplitude[valor lido]
ArmazenagemCálculo AmplitudeCálculo LMCálculo LSCCálculo LICVerificaçăoConstrutor
LOTE
num_lote#situaçăoresultado
ArmazenagemAlteraçăoConsultaConstrutor
PRODUTO
cod_produto#cod_processodescriçăo
CadastroConsultaAlteraçăoExclusăoConstrutor
cod_espec#cod_produtodescriçăovalor
CadastroConsultaAlteraçăoExclusăoExclusăoProdConstrutor
CAUSAS
num_lote#cod_processo[defeito][cod_caso+sim+[palavras]]
ArmazenagemForma_tab1Forma_tab_auxCálculo Similar.Grava_palavrasConsultaConstrutor
PALAVRAS
cod_palavra#cod_processocod_casopalavra
CadastroConsultaConstrutor
CASOS
cod_caso#descriçao
CadastroConsultaConstrutor
ESPECIFICAÇĂO
o objeto relacionado a ele depende dele para existir
o objeto pode se relacionar várias vezes (0,n)
o objeto se relaciona uma ou várias vezes (1,n)
36
DIAGRAMA DE ESTADOS:
Os diagramas de estados da especificação são apresentados no anexo 1.
DIAGRAMA DE EVENTOS:
Os diagramas de eventos da especificação são apresentados no anexo 2.
DIAGRAMA DE FLUXO DE EVENTOS:
Figura 17: Diagrama de Fluxo de Eventos do Sistema.
I.U.
Controle Especificação Produto
Causas
ProcessoLote
PalavrasCasos
crie-seconsulte
liberepróx cod
cadastrealtere
excluadados
crie-se consultelibere
próx codcadastre
dadosaltere
exclua
crie-seconsulte
liberep
róx. cod
dadoscad
astroaltere
exclua
crie-seconsulta
valorlibere
crie-searmazene
calcule Amplitude, LM, LSC, LIC
crie-se
armazene
mostre LM, valor especificado
verifique valores
altere apresente gráfico com resultado
altere
libere
libere
crie-se
forme tab 1
crie-se
consulte
forme tabelas auxiliares
libere
calculesimilaridade
crie-seconsulte
descriçãolibere
mostre(desc_caso, %sim)libere
crie-secad
astrecód
igo
libere
grave palavras
crie-secadastre
libere
37
VALORES DE ENTRADA E SAÍDA:
Figura 18: Valores de Entrada e Saída do Sistema.
CEP
GERENTE DE PRODUÇÃO
SUPERVISOR DA QUALIDADE
dados produto
dados processo
especificação
dados lote
dados controle
gráf. controle c/ result.
causas prováveis
defeitos
causa
limites do sistema
38
DIAGRAMA DE FLUXO DE DADOS:
Figura 19: Diagrama de Fluxo de Dados do Sistema.
GERENTE DE PRODUÇÃO
SUPERVISOR DA QUALIDADE
1. manterprocessos
2. manter produtos
3. manter especificação
4. armazenar lote
5. armazenar controle
10. formar tab 1
14. apresentar causas prováveis
6. cálculo amplitude
8. verificar amostra
9. gerar gráfico de controle
7. cálculo LSC, LC, LIC
11. formar tabelas
12. calcular similaridade
13. gravar palavras
15. gravar casos
dados processo
dados produto
especificações
Processos
Produtos
Especificações
dados do lote
Lote
resultado
dados d
e controle
Controle
lista
lista
lista
gráf. controle c/ result.
dados am
ostra
defeitos
causa
Causas
Palavras
tabelas
Casos
causas prováveis
limites dosistema
valor
39
5.2 APRESENTAÇÃO DAS TELAS E OPERACIONALIDADE
De acordo com a especificação foi implementado o sistema utilizando Delphi 4 e o
FoxPro 2.6. O sistema será apresentado executando sob Microsoft Windows 98, onde
serão mostradas as telas e a operacionalidade de cada uma delas.
A primeira tela é a de apresentação, conforme ilustrado na figura 20. Esta tela é
mostrada enquanto são carregados arquivos e é inicializada a aplicação.
Figura 20: Tela de Apresentação.
Após ser carregado o sistema, é apresentada a tela principal, conforme figura 21,
com o menu de opções, onde o usuário poderá escolher entre cadastro de processos,
cadastro de produtos, controle do lote, ou fechamento de controle.
40
Figura 21: Tela principal - menu de opções.
A figura 22 apresenta a tela de manutenção do cadastro de processos, onde o
sistema apresentará um número seqüencial de código para cadastro, e o usuário deverá
informar o nome do processo. Para a rotina de cadastro os botões de Alterar e Excluir
ficam desabilitados, o que acontece também nas rotinas de cadastro de produtos e
especificações que serão vistas adiante. Se o usuário informar um código já existente, o
sistema apresentará o processo referente àquele código, habilitará os botões Alterar e
Excluir e desabilitará o Cadastrar.
Figura 22: Tela de manutenção do cadastro de processos.
41
A figura 23 apresenta a tela de manutenção do cadastro de produtos, onde é
apresentado um novo código para cadastro. Se o usuário optar por alteração ou exclusão
deverá digitar o código do produto a ser alterado ou excluído. Se o usuário excluir algum
produto, todas as especificações referentes a este produto serão excluídas automaticamente.
Para cadastro e alteração, o sistema abrirá a tela de cadastro de especificação, conforme
apresenta a figura 24.
Figura 23: Tela de manutenção do cadastro de Produtos.
A tela de manutenção do cadastro de especificações, ilustrada na figura 24,
aparecerá quando de um cadastro ou uma alteração de produto. O sistema apresenta um
código novo para cadastro de especificação que será relacionada com o produto
apresentado acima. Se o usuário digitar algum código, o sistema apresentará os dados
referente àquela especificação para que seja feita alteração, porém este código deve ser de
uma especificação do produto apresentado acima, se não for, o sistema apresentará uma
mensagem que a especificação não pertence ao produto que está sendo alterado, e voltará
com um código novo de cadastro.
42
Figura 24: Tela de manutenção de cadastro de especificações.
A figura 25 apresenta tela de controle de processos, onde o usuário informa os
dados necessários ao controle e o sistema faz o cálculo de limites. Após efetuados os
cálculos, o sistema apresenta ao usuário o Limite Médio (LM) encontrado com os valores
das amostras e o valor da especificação (essa confirmação é feita pois, se um processo foi
iniciado já fora de controle, os valores das amostras deverão ser muito diferentes da
especificação e o valor do LM também, fazendo com que o processo possa ser considerado
como sob controle já que os cálculos de Limite Superior de Controle (LSC) e Limite
Inferior de Controle (LIC) são feitos a partir do LM). Se o usuário confirmar a
continuação, será feita a verificação de valores e apresentado o gráfico de controle com o
resultado, conforme ilustra a figura 26. Se o usuário não confirmar a continuação (o
processo está fora de controle), o sistema apresentará a tela de busca de causas, ilustrada na
figura 27.
43
Figura 25: Tela de digitação de controle de processos.
O gráfico de controle mostrado da tela ilustrada pela figura 26, mostra um lote que
foi aprovado (nenhuma das amostras ultrapassou o LSC ou o LIM), apresentando os
limites, a disposição das amostras no gráfico com o valor de cada uma delas. Se este lote
fosse reprovado, ao sair da tela o sistema apresentaria a tela de busca de causas, conforme
ilustra a figura 27.
Figura 26: Tela de apresentação do gráfico de controle.
44
Quando o processo for reprovado (seja porque ultrapassou os limites, ou porque
usuário o reprovou quando da confirmação), será apresentada a tela busca de causas,
ilustrada na figura 27, onde é usando a técnica RBC. O código do lote e do processo são
passados pela tela de controle. O usuário digita o problema ocorrido para que o lote fosse
reprovado. O sistema seleciona palavras relevantes do que o usuário digitou e forma uma
tabela com estas palavras, forma tabelas para comparação com as palavras armazenadas
que sejam do mesmo processo que está sendo controlado. Após a comparação seleciona os
6 casos mais semelhantes e apresenta ao usuário com a porcentagem de similaridade. No
exemplo da figura 27, foram encontrados apenas 5 casos relacionados ao processo do
controle.
Figura 27: Tela de busca de causas de problemas.
Quando o Lote for rejeitado, sua situação ficará em aberto e deverá ser feito
Fechamento de Lote, ilustrado pela figura 28. O usuário informa o lote a ser fechado, se
alguma das causas apresentadas pelo sistema foi a verdadeira do problema. Se não foi
nenhuma das causas, a causa verdadeira deverá ser acrescentada ao banco de casos, assim
o usuário informa a verdadeira causa do problema e o sistema o armazena em casos, e cada
palavra relevante do problema, informada pelo usuário na tela de busca de causas (figura
26) é cadastrada em palavras relacionadas com o caso e processo, que servirão para
pesquisas posteriores.
45
Figura 28: Tela de fechamento de controle.
46
6 CONCLUSÃO
A especificação (medidas e características pré-definidas) de determinado produto
pode ser considerada como o padrão de qualidade desse produto. Para cada especificação
do produto, há uma variabilidade aceitável, onde o produto é considerado como com
qualidade. O CEP controla essa variabilidade da especificação, se tornando assim uma
ferramenta útil para a melhoria da qualidade dos produtos das empresas.
Todas as especificações são controladas a nível de processo, no processo onde cada
especificação é determinada (por exemplo, no processo de cortar pé de mesa será feito o
controle de altura do pé). Através desse controle é possível visualizar o estado do processo
(se sob controle e lote aprovado, ou fora de controle e lote reprovado), fazendo com que
um determinado processo pare quando sair fora de controle, evitando assim retrabalho em
vários lotes.
Um processo fora de controle deve ser paralisado, solucionado o problema que o fez
sair de controle, e reativado o mais rápido possível para não haver maiores atrasos na
produção. Para isso há a necessidade que seja feita uma busca rápida e eficaz para a causa
o problema ocorrido. Para esta busca pode ser utilizado o RBC.
O RBC busca em casos passados possíveis soluções para um problema atual,
considerando que os problemas de determinada situação tendem a repetir-se em uma
situação semelhante. Essa busca a casos deve ser feita de maneira que sejam buscados
casos relevantes para determinada situação, e para isso o RBC deve ter uma certa
organização, levando em consideração diferenciais entre casos e feições dos casos.
Como o CEP faz o controle por processo, o RBC utilizado no trabalho foi
organizado por processo, para que quando determinado processo sair fora de controle,
somente os casos ocorridos naquele processo sejam recuperados. As feições de cada caso
no trabalho são as palavras referentes ao problema ocorrido. Levando em consideração a
organização do RBC, é feito o cálculo de similaridade (onde as feições do caso do banco
de casos mais se assemelham com as feições do caso atual), para a recuperação dos casos.
47
O sistema de CEP auxiliado pelo RBC pode ajudar as empresas em ganho de tempo
e eficiência do controle da qualidade, ganhando com isso produtividade e argumentos de
venda. Pode-se dizer então que o sistema pode ajudar as empresas a ter mais capacidade de
competição a nível mundial, e como conseqüência a alcançar suas metas.
6.1 DIFICULDADES ENCONTRADAS
A maior dificuldade encontrada durante a confecção do trabalho foi a falta de
material didático a respeito do RBC. Porém através de contatos com a Universidade
Federal de Santa Catarina e com a Universidade de Brasília, foi coletado um bom número
de materiais que serviram como base.
6.2 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
No assunto de RBC, uma sugestão para futuros trabalhos é o estudo do modelo de
memória dinâmica que é composto principalmente de pacotes de organização de memória
(MOPs), ou ainda a técnica de recuperação de casos indutiva que determina quais feições
são mais eficazes em discriminar casos e utiliza essas feições para gerar uma árvore de
decisão que organiza a memória de casos, lembrando que essa técnica é eficientes para
casos que são comparados através de uma única feição que determina a solução.
No assunto de CEP, a sugestão é implementar o controle em outra linguagem, como
a JINI, que possa ler os dados direto da máquina de fabricação e faça com que o processo
pare no exato momento em que saiu fora de controle, não desperdiçando assim o restante
do material do lote, consequentemente evitando os reprocessos e gerando como resultado a
redução de custos e maior competitividade no mercado globalizado.
48
ANEXO 1
DIAGRAMA DE ESTADOS DO SISTEMA:
Inicializaçăofaça: abra arquivos e apresente menu
de opçőes
Espera opçăo do usuário
Finalizaçăofaça: feche
arquivos e finalize aplicaçăo Espera dados /
opçăo do usuário
Espera dados / opçăo do usuário
em espera
opçăo finalizar
opçăo processoopçăosair
opçaoproduto
Cadastro de Processos
faça: cadastre o processo
Alteraçăo de Processo
faça: altere o processo
Exclusăo de Processo
faça: exclua o processo
opçăo cadastrar(dados)
opçăo alterarr(dados)
opçăo excluir(cod)
Cadastro de Produtos
faça: cadastre o produto
Espera dados
Cadastro de Especificaçőes
faça: cadastre a especificaçăo
Alteraçăo do Produto
faça: altere produto
Espera dados
Alteraçăo Especificaçăofaça: altere a especificaçăo
Exclusăo de Produtos
faça: exclua produto
Exclusăo Especificaçăofaça: exclua especificaçăo
opçăo cadastrar(dados)
opçăo alterar(dados)
opçăo exclus
ăo(cod)
tela espec.
dados
tela espec.
dadoscod
1
2
opçaocontrole
opçaofechamento
volta a espera
volta a espera
volta a espera
opçăosair
volta espera
volta espera
volta espera
49
ANEXO 1
Espera opçăo do usuáro
1
Espera dados / opçăo do usuáro
opçăo sair
opçăo controle
Gravaçăo Dados Lote
faça: grave lote
Gravaçăo Dados Controle
faça: grave o controle
Cálculosfaça: calcule
amplitude, LM, LSC, LIC
Comparaçaofaça: consulte
valor especificaçăo e apresente c/ LM
Espera opçăo do usuáro
Processo Fora de Controle
faça: grave result=fora control.
Espera digitaçăo do problema
Formaçăo de Tabelas Auxiliaresfaça: forme com
banco de palavras
Cálculo Similar. faça: calcule
similaridade tab aux - tab defeitos
Apresentaçăofaça: apresente 6
mais similares
Verificaçăofaça: verifique
valores
Resultado do Processo
faça: grave resultado obtido
Apresentaçăo faça: apresente
gráfico de controle e resultado
Fechamentofaça: armazene
situaçăo do controle=concluido
opçăo controle
controle
gravaçăo
compare espec.c/ amostra
em espera
opçăo cancelar
opçăo O
K
espera dig.problema
problema
forme tab.
cáluculo simi.
mostre 6 +similares
Formaçăo de Tabela
faça: forme com problema
volta ao controle
resultado
apresentaçăo
volta ao controle
Verificaçăofaça: verifique se processo está sob
controle
verifique situaçăp
simnăo
50
ANEXO 1
Espera opçăo do usuáro
2
Espera opçăo se serviu o caso
opçăo sair
opçăo fechamento
Espera digitaçăo de causa
Fechamentofaça: armazene
situaçăo de controle=concluido
opçăo sim opçăo năo
Cadastro de Casofaça: cadastrea causa em casos
Cad. de Palavrasfaça: grave pal. da tabela associada
ao caso
cadastro causa
cadastre palavras p/ estecaso
fechamento
volta ao menu
51
ANEXO 2
DIAGRAMA DE EVENTOS DO SISTEMA:
Cenário: Cadastro de Processos
I.U. Processo
crie-se(dados)
cadastre
consulte
próx. código
libere
Cenário: Consulta de Processos
I.U. Processo
crie-se(cod)
consulte
dados
libere
52
ANEXO 2
Cenário: Alteraçăo de Processos
I.U. Processo
crie-se(dados)
altere
consulte
próx. código
libere
Cenário: Exclusăo de Processos
I.U. Processo
crie-se(dados)
exclua
consulte
próx. código
libere
Cenário: Consulta de Produtos
I.U. Produtos
crie-se(cod)
consulte
dados
libere
53
ANEXO 2
Cenário: Consulta de Especificaçăo
I.U. Especificaçăo
crie-se(cod)
consulte
dados
libere
Cenário: Alteraçăo de Produtos
I.U. Produtos Especificaçăo
crie-se(dados)
altere
enquanto usuário năo finaliza
crie-se(dados)
altere
consulte
próx. código
libere
consulte
próx. código
libere
54
ANEXO 2
Cenário: Exclusăo de Produtos
I.U. Produtos Especificaçăo
crie-se(dados)
exclua
enquanto tiver especificaçőes para este produto
crie-se(dados)
exclua
consulte
próx. código
libere
libere
55
ANEXO 2
Cenário: Cadastro de Produtos
I.U. Produtos Especificaçăo
crie-se(dados)
cadastro
enquanto usuário năo finaliza
crie-se(dados)
cadastro
consulte
próx. código
libere
consulte
próx. código
libere
56
ANEXO 2
Cenário: Controle
Lote Controle EspecificaçãoI.U.
crie-se(dados)
armazene
crie-se(dados)
calcule Amplitude,LM, LSC, LIC
crie-se(cod)
consulta
valor
libere
mostre (LM, valor especificado)
Se usuário confirma continuação
verifique valores
altere (resultado)
apresente gráfico com resultado
Se resultado sob controle
altere (situação=concluído)
Senão (valor especificado muito diferente de LM)
altere (resultado=fora de controle)
libere
libere
armazene
57
ANEXO 2
Cenário: Processo fora de Controle
Causas Casos PalavrasI.U.
crie-se(defeitos)
forme tabela 1
crie-se(cod_processo)
consulte
Enquanto houver palavras relacionadas c/ o processo
forme tabelas auxiliares(palavras, cod_caso)
libere
calcule similaridade
Para 6 tabelas mais similares
crie-se(cod)
consulte
descrição
libere
mostre(descrição caso, porcent. similaridade)
libere
58
ANEXO 2
Cenário: Fechamento de Controle
Causas Palavras CasosLoteI.U.
Se nenhuma causa apresentada serviu
crie-se(dados)
cadastre
código do caso
libere
crie-se(cod)
grave_palavras
Enquanto houver palavras em defeitos
crie-se(dados)
cadastre
libere
libere
crie-se(situação=concluído)
altere
libere
59
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