Amostragem de aceitação de lotes de produtos

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Autoria

Henrique Rozenfeld (roz@usp.br) com apoio do chatGPT 3.5 (leia mais) 

A amostragem de aceitação é uma técnica que envolve a inspeção e teste de uma amostra de produtos para determinar se o lote de todos os produtos atende aos critérios de qualidade estabelecidos. Em vez de inspecionar cada item individualmente, essa técnica permite uma avaliação eficiente e econômica na conformidade com os critérios. É amplamente utilizada na indústria para garantir a qualidade dos produtos, agilizar processos de inspeção e economizar tempo e recursos.

Descrição resumida

Os métodos de amostragem de aceitação são técnicas utilizadas em controle de qualidade para determinar se um lote de produtos ou materiais atende aos padrões de qualidade especificados ou se deve ser rejeitado. Essas técnicas são aplicadas quando é impraticável (teste destrutivo) ou muito dispendioso inspecionar cada item individualmente em um grande lote, ou seja, 100% do lote (todos os itens). Testar todas as peças (itens) pode ser considerado um desperdício.

Os métodos de amostragem de aceitação envolvem a seleção de uma amostra representativa do lote e a realização de testes ou inspeções nessa amostra. Com base nos resultados desses testes, você decide se o lote inteiro é aceitável ou se deve ser rejeitado.

Principais componentes e conceitos associados aos métodos de amostragem de aceitação:

  • Tamanho da amostra: Os métodos de amostragem especificam o tamanho da amostra a ser retirada do lote. O tamanho da amostra pode variar dependendo dos padrões de qualidade, do tamanho do lote e de outros fatores.
  • Plano de amostragem: Um plano de amostragem é um conjunto de diretrizes que determina como selecionar a amostra, quais critérios de aceitação ou rejeição e como interpretar os resultados.
  • Critérios de aceitação e rejeição: Os métodos de amostragem definem critérios claros para determinar se a amostra atende ou não aos padrões de qualidade. Isso geralmente envolve a contagem de defeitos ou a medição de características específicas.
  • Níveis de qualidade: Os métodos de amostragem podem especificar diferentes níveis de qualidade, como “lote bom” e “lote ruim”, com base em critérios estatísticos.

Duncan (1959) afirma, que  “a amostragem de aceitação não é uma tentativa de controle da qualidade… Um plano de amostragem de aceitação simplesmente aceita e rejeita lotes. … Se os lotes diferirem em qualidade, o plano de amostragem aceitará os lotes bons mais frequentemente do que os lotes ruins e, dessa forma, “melhorará a média” da qualidade do material aceito.” Ele ainda afirma que o controle de qualidade poderia se basear nos gráficos de controle da qualidade.

Observe que Ducan escreveu as afirmações acima em 1959; bem antes do movimento da qualidade e suas técnicas serem disseminadas e aplicadas em várias empresas.
Leia mais no tópico “Amostragem de aceitação é ainda atual?”.

Quando eu devo utilizar a amostragem por aceitação?

Geralmente existem três abordagens para aceitação de um lote (Montgomery, 2009):

  • aceitar sem inspeção: quando o processo do fornecedor tem qualidade assegurada e, portanto, não existe justificativa econômica para procurar por itens defeituosos;
  • realizar a inspeção de 100% do itens do lote: quando os itens são extremamente críticos e deixar passar um item com defeito causará em um falha inaceitável ou quando a capabilidade do processo do fornecedor é inadequada para atender as especificações;
  • amostragem de aceitação: quando as condições anteriores não estão presentes.

A amostragem de aceitação pode ser aplicada quando ocorrerem as seguintes situações (Montgomery, 2009):  

  • o teste é destrutivo;
  • o custo de 100% de inspeção é muito elevado;
  • realizar a inspeção em 100% dos itens não é tecnicamente viável ou requer tanto tempo, que irá impactar a programação da produção;
  • há muitos itens a serem inspecionados e a taxa de erro de inspeção é suficientemente alta para que uma inspeção de 100% possa fazer com que uma porcentagem maior de unidades defeituosas seja aprovada do que ocorreria com o uso de um plano de amostragem;
  • o fornecedor tem um histórico de qualidade excelente e é desejada alguma redução na inspeção de 100%, mas a capabilidade do processo do fornecedor é suficientemente baixa para tornar a ausência de inspeção uma alternativa insatisfatória;
  • existem riscos potencialmente graves de responsabilidade do produto e, embora o processo do fornecedor seja satisfatório, é necessário um programa para monitorar continuamente o produto.

Amostragem de aceitação é ainda atual?

Montgomery (2009) diz que a  amostragem de aceitação é um tipo de procedimento de inspeção de matérias-primas, produtos semiacabados ou produtos acabados com o objetivo de aceitação ou rejeição em relação à adesão a uma norma,

A amostragem de aceitação não substitui o monitoramento e controle adequado do processo e o uso de outros métodos estatísticos para redução da variabilidade. O uso bem-sucedido dessas técnicas nos estágios iniciais da fabricação, incluindo o fornecedor ou a base de fornecedores, pode reduzir bastante e, em alguns casos, eliminar a necessidade de extensa inspeção por amostragem de aceitação (Montgomery, 2009).

A amostragem por aceitação é um dos aspectos mais antigos da garantia da qualidade, muito utilizado nas décadas de 1930 e 1940. Foi utilizada na inspeção de recebimento das empresas. Atualmente, o trabalho conjunto com fornecedores utiliza o controle estatístico de qualidade e o projeto de experimentos (DOE). Não se utiliza mais a amostragem de aceitação.

A amostragem de aceitação é ainda utilizada para as situações listadas no tópico anterior e com o objetivo de: 

  • aceitar ou rejeitar um lote e não estimar a qualidade do lote de produtos (não é uma forma de controle de qualidade)
  • realizar uma auditoria com o objetivo de assegurar que um processo está em conformidade com os requisitos e não mais para inspecionar a qualidade de um produto

A qualidade total e abordagens avançadas, como Seis Sigma, Controle Estatístico de Processo (CEP), Hazard Analysis and Critical Control Points (HACCP) e ISO 9000, expandiram a gestão da qualidade para incluir uma visão mais abrangente que considera todos os aspectos da produção e serviços, não se limitando apenas à inspeção final.

A amostragem de aceitação ainda desempenha um papel importante em muitos cenários de controle de qualidade e é amplamente utilizada pela indústria, embora a sua aplicação possa variar dependendo do setor, dos produtos e das necessidades específicas. As condições listadas no tópico anterior determinam a aplicação ou não da amostragem de aceitação.

A decisão de usar a amostragem de aceitação ou outras abordagens depende das características do produto, das normas e regulamentos da indústria, dos riscos associados à qualidade e dos recursos disponíveis. Em algumas situações, a amostragem de aceitação pode ser a abordagem mais eficaz e econômica, especialmente quando se lida com grandes volumes de produção. Em outros casos, métodos mais avançados de controle de qualidade podem ser preferidos para melhorar ainda mais a qualidade e a eficiência dos processos.

É comum que as empresas integrem as técnicas tradicionais de amostragem de aceitação com métodos mais avançados de controle de qualidade, como o CEP, Seis Sigma e HACCP, para garantir uma abordagem mais completa e eficaz para garantir a qualidade dos produtos.

Porém, repetimos …

A amostragem de aceitação não é uma técnica de controle de qualidade

Vantagens e desvantagens da amostragem por aceitação

Segundo Montgomery (2009), as vantagens da amostragem por aceitação são:

  • normalmente é menos dispendiosa, pois envolve menos inspeção.
  • envolve menos manuseio do produto, reduzindo assim os danos.
  • é aplicável a testes destrutivos.
  • envolvimento de menos pessoal nas atividades de inspeção.
  • frequentemente reduz significativamente a quantidade de erros de inspeção.
  • a rejeição de lotes inteiros, em vez da simples devolução de produtos defeituosos, muitas vezes fornece uma motivação mais forte ao fornecedor para melhorias na qualidade.

e as desvantagens são:

  • existem riscos de aceitar lotes “ruins” e rejeitar lotes “bons”;
  • normalmente, gera menos informações sobre o produto ou sobre o processo que o fabricou;
  • requer planejamento e documentação do procedimento de amostragem de aceitação, ao contrário da inspeção de 100%, que não requer esse nível de documentação.

Tipos de amostragem de aceitação

Os tipos de amostragem de aceitação são:

  • Amostragem por atributos
    • amostragem simples
    • amostragem dupla
    • amostragem por atributos múltiplos
  • Amostragem por variáveis

Amostragem por atributos

Nesse método, os critérios de aceitação ou rejeição são normalmente baseados em características que podem ser avaliadas de forma binária, como presença ou ausência de defeitos. Os resultados são geralmente expressos de maneira qualitativa, como “conforme” ou “não conforme” (ou “defeituosos“). Os critérios podem ser descritos em termos de números, mas a avaliação em si é frequentemente categórica.

A amostragem por atributos divide-se em:

  • amostragem simples: uma amostra aleatória de itens é selecionada do lote e inspecionada de acordo com os critérios de qualidade estabelecidos. Com base nos resultados da inspeção, o lote é aceito ou rejeitado;
  • amostragem dupla: é utilizada quando for necessário obter maior grau de confiança na decisão de aceitar ou rejeitar um lote. Nesse caso, duas amostras aleatórias são selecionadas e inspecionadas separadamente. Se ambas as amostras atenderem aos critérios de qualidade, o lote é aceito. Caso contrário, ele é rejeitado.
  • amostragem por atributos múltiplos: uma amostra inicial menor é obtida e, se houver evidência, uma decisão é tomada, caso contrário, um segundo teste é feito para tentar decidir. Se isso não for possível, o processo continua até que o lote seja rejeitado ou aceito.

Vantagens da amostragem de aceitação por atributos: ela possibilita aos fabricantes avaliar a qualidade de seus produtos de maneira eficaz e econômica, dispensando a inspeção individual de cada item. Além disso, essa técnica contribui para a redução do tempo demandado pela inspeção, o que resulta na aceleração do processo de produção.

Desvantagens da amostragem de aceitação por atributos: ela não fornece informações sobre a qualidade específica de cada item do lote, limitando-se a determinar se o lote como um todo está em conformidade com os critérios de qualidade estabelecidos. Além disso, essa abordagem não considera a variabilidade dos itens dentro do lote. 

Amostragem por variáveis

Nesse método, os critérios de aceitação ou rejeição são baseados em valores numéricos que medem características contínuas, como dimensões, pesos ou outras medidas quantitativas. Os resultados são avaliados com base em valores numéricos específicos que determinam se a amostra atende ou não aos padrões de qualidade.  Mesmo que as medições sejam contínuas, o resultado final ainda pode ser interpretado como “conforme” se as medições estiverem dentro dos limites especificados ou “não conforme” se estiverem fora desses limites. 

Vantagens da Amostragem por Variáveis:

  • Avaliação Detalhada: A amostragem por variáveis permite uma avaliação mais detalhada da qualidade dos produtos, pois fornece medições quantitativas. Isso significa que você pode obter informações precisas sobre as características de cada item no lote, não apenas uma classificação binária.
  • Detecção de Variações: Essa abordagem pode detectar variações sutis nas características dos produtos. Isso é importante quando a tolerância é crítica e pequenas variações podem afetar a qualidade ou o desempenho do produto final.
  • Melhor Compreensão da Variabilidade: A amostragem por variáveis ajuda a compreender melhor a variabilidade dos itens dentro do lote, o que pode ser útil para ajustar e melhorar processos de fabricação.

Desvantagens da Amostragem por Variáveis:

  • Custo e Tempo: A coleta de medições quantitativas pode ser mais demorada e custosa do que a simples inspeção visual ou a avaliação binária usada na amostragem por atributos.
  • Complexidade na Interpretação: As medições quantitativas exigem análise estatística para determinar a conformidade ou não conformidade com critérios de qualidade. Isso pode ser mais complexo do que uma avaliação simples de “conforme” ou “não conforme”.

Requer Equipamentos de Medição: Para realizar a amostragem por variáveis de maneira eficaz, pode ser necessário equipamento de medição preciso e treinamento para operá-lo adequadamente.

Exemplos

Apresentamos aqui exemplos de amostragem de aceitação por atributos e por variáveis. Depois há um exemplo de amostragem na fabricação de microchips, que ilustra a aplicação do MInitab para determinação do tamanho da amostra. Em seguida são listadas as características de um microchip que podem ser consideradas na amostragem por atributos e por variáveis.

Exemplos de amostragem de aceitação por atributos

Um exemplo clássico é a verificação da presença ou ausência de defeitos, como arranhões, rachaduras ou imperfeições visuais em produtos manufaturados, como peças de automóveis ou componentes eletrônicos. A amostragem determina se a peça está “conforme” (sem defeitos) ou “não conforme” (com defeitos).

Em um processo de fabricação, pode-se verificar se um item atende a especificações técnicas, como dimensões específicas, tolerâncias ou requisitos de resistência. A peça pode ser classificada como “conforme” ou “não conforme” (com defeitos) com base nessas características.

Em indústrias de alimentos, a amostragem por atributos pode ser usada para verificar se um lote de produtos alimentícios atende a padrões de qualidade, como sabor, textura, aroma e ausência de contaminantes. O lote pode ser aceito ou rejeitado com base nessas características qualitativas.

Em dispositivos de segurança, como equipamentos de proteção individual (EPI), pode ser verificado se um produto atende a critérios de segurança, como resistência a impactos ou capacidade de proteção contra substâncias perigosas. Os produtos são avaliados como “conforme” ou “não conforme” em relação a esses critérios.

Em processos administrativos, a amostragem por atributos pode ser usada para verificar a precisão e a integridade de documentos e registros, como relatórios financeiros, formulários de pedidos ou contratos. Os documentos podem ser classificados como “conforme” ou “não conforme” com base em critérios específicos.

Exemplos de amostragem de aceitação por variáveis

Em uma linha de produção, você pode realizar a amostragem por variáveis medindo as dimensões de peças manufaturadas, como comprimento, largura, espessura, diâmetro ou outras características físicas. Os valores medidos são comparados com as especificações técnicas para determinar a conformidade.

Na indústria de materiais, amostras podem ser retiradas para testes de resistência, como tração, compressão, flexão ou dureza. Os resultados das medições são comparados com os padrões de qualidade para avaliar a resistência do material.

Em processos de produção de alimentos, a amostragem por variáveis pode ser usada para medir o peso de produtos embalados, como sacos de arroz, latas de refrigerante ou embalagens de carne. Os pesos medidos são verificados em relação às especificações.

Em laboratórios químicos, amostras de produtos químicos podem ser retiradas para testes de concentração de substâncias. A concentração é medida numericamente e comparada com os níveis desejados ou permitidos.

No desenvolvimento de software, amostragem por variáveis pode ser aplicada para medir o desempenho de um programa em relação a métricas como tempo de resposta, uso de recursos de computação ou eficiência do código.

Em uma gráfica, a amostragem por variáveis pode ser usada para medir a qualidade das impressões, como densidade de cores, alinhamento ou resolução de imagens.

Em laboratórios de materiais, podem ser realizadas medições de propriedades físicas de materiais, como condutividade térmica, condutividade elétrica ou resistividade, para fins de pesquisa ou desenvolvimento de novos materiais.

Exemplo de amostragem na fabricação de microchips

Imagine que “você recebe uma remessa de 10.000 microchips. Você não pode ou não quer inspecionar toda a remessa. Um plano de amostragem de atributos pode ajudá-lo a determinar quantos microchips você precisa examinar (tamanho amostral) e quantos defeitos são permitidos na amostra (número de aceitação).

Nesse caso, suponha que seu nível de qualidade aceitável (NQA) é 1,5% e o nível de qualidade rejeitável (NQR) é 5,0% e você assume que alfa = 0,05 e beta = 0,1. O Minitab gera um plano de amostragem que indica que você precisa inspecionar 209 chips.

Se 6 ou menos dos 206 microchips inspecionados são defeituosos, você pode aceitar toda a remessa.
Se 7 ou mais chips forem defeituosos, você deve rejeitar toda a remessa.” (Minitab 21, 2023)

“Alfa” e “beta” são termos relacionados aos erros de decisão associados à inspeção por amostragem. Os valores de alfa e beta são escolhidos com base na tolerância ao risco da organização e em considerações sobre o custo associado a erros de decisão. Ao equilibrar alfa e beta, é possível determinar o tamanho da amostra e os critérios de aceitação apropriados para um plano de amostragem que minimize os erros de decisão e atenda aos requisitos de qualidade da organização.

  • Alfa (α): Alfa representa o risco de erro do tipo I, também conhecido como “falso positivo” ou “erro do fabricante“. Isso significa que é a probabilidade de você rejeitar uma remessa que, na realidade, está em conformidade com os padrões de qualidade. Em outras palavras, é a probabilidade de tomar uma decisão incorreta de rejeição quando a qualidade é aceitável. No exemplo, alfa é definido como 0,05 (5%), o que significa que você está disposto a aceitar uma probabilidade de 5% de cometer um erro do tipo I ao rejeitar a remessa.
  • Beta (β): Beta representa o risco de erro do tipo II, também conhecido como “falso negativo” ou “erro do consumidor“. É a probabilidade de você aceitar uma remessa que, na realidade, está fora dos padrões de qualidade. Em outras palavras, é a probabilidade de tomar uma decisão incorreta de aceitação quando a qualidade não é aceitável. No exemplo, beta é definido como 0,1 (10%), o que significa que você está disposto a aceitar uma probabilidade de 10% de cometer um erro do tipo II ao aceitar a remessa.

Características para amostragem de aceitação por atributos:

  • Funcionalidade do chip: O atributo mais crítico para a aceitação de um microchip é muitas vezes sua funcionalidade. Isso envolve a verificação de se o microchip realiza suas funções especificadas corretamente. Testes de funcionalidade podem incluir a execução de programas ou algoritmos específicos no microchip e a verificação de saídas esperadas.
  • Presença de defeitos visuais: Inspeção visual pode ser usada para verificar a presença de defeitos visuais, como rachaduras, arranhões, soldas defeituosas, imperfeições na superfície ou outros problemas de fabricação que podem afetar a qualidade e a confiabilidade do microchip.
  • Desempenho em temperaturas extremas: Se o microchip for projetado para operar em temperaturas extremas, seu desempenho em condições de calor ou frio extremos pode ser testado para garantir que funcione conforme o esperado. É por atributos porque a avaliação se baseia principalmente na funcionalidade binária do microchip em temperaturas específicas (por exemplo, “funciona” ou “não funciona” em temperaturas extremas). 
  • Conformidade com padrões de comunicação: Se o microchip estiver envolvido em comunicação de dados, sua conformidade com padrões de comunicação específicos pode ser verificada (por exemplo, “conforme” ou “não conforme” aos padrões).

Características para amostragem de aceitação por variáveis:

  • Capacidade de armazenamento: Se o microchip tiver capacidade de armazenamento, como memória, a quantidade de dados que ele pode armazenar pode ser verificada em relação às especificações. Envolve medições quantitativas da quantidade de dados que o microchip pode armazenar, geralmente em unidades como gigabytes, terabytes, etc.
  • Integridade elétrica: Pode-se medir a integridade elétrica do microchip, incluindo a verificação da tensão de alimentação, corrente elétrica, resistência e outras características elétricas, geralmente em unidades elétricas, como volts ou ohms. Desvios significativos dessas especificações podem resultar em rejeição.
  • Dimensões físicas: As dimensões físicas do microchip, como comprimento, largura,  espessura  ou diâmetro do microchip em unidades de medida específicas, como milímetros ou microns, podem ser medidas para garantir que estejam dentro das tolerâncias especificadas.
  • Consumo de energia: O consumo de energia do microchip pode ser medido para garantir que esteja dentro das especificações e não drenará excessivamente a energia da fonte de alimentação. Envolve medições quantitativas da quantidade de energia elétrica consumida pelo microchip, geralmente em unidades como watts ou joules.

Comentários finais

Embora a amostragem por variáveis ofereça uma avaliação mais detalhada e a capacidade de detectar variações sutis, ela também pode ser mais custosa. A escolha entre amostragem por atributos e amostragem por variáveis depende das características e requisitos específicos do produto, das tolerâncias de qualidade, dos recursos disponíveis e dos objetivos da inspeção.

Tanto a amostragem por atributos quanto a amostragem por variáveis podem exigir análise estatística na determinação do tamanho da amostra. A análise estatística é uma parte importante de ambos os métodos para garantir que os resultados tenham significância estatística e sejam representativos da população.

A distinção principal entre os dois métodos em termos de análise estatística está relacionada à natureza das medições:

  • Na amostragem por atributos, a análise estatística pode envolver a determinação do tamanho da amostra com base em taxas de defeito estimadas, como a taxa de defeito desejada e a taxa de defeito aceitável. A análise estatística também pode ser usada para calcular limites de controle para monitorar a qualidade em andamento.
  • Na amostragem por variáveis, a análise estatística é usada para calcular estatísticas descritivas, como média, desvio padrão e intervalos de confiança das medições. Além disso, técnicas estatísticas mais avançadas podem ser aplicadas para analisar as variações nas medições e determinar a conformidade com critérios de qualidade especificados.

O custo associado à amostragem por variáveis pode ser maior devido à necessidade de equipamentos de medição mais precisos e à complexidade da análise estatística, especialmente quando se lida com medições contínuas e dados numéricos.

A aplicação desta técnica em um contexto mais amplo, em que sejam consideradas outras técnicas mais modernas de qualidade total, deve ser avaliada.

A amostragem de aceitação não é uma técnica de controle de qualidade

Apoio do chatGPT 3.5

Os seguintes tópicos desta seção contaram com o apoio do chatGPT 3.5, o assistente de IA da OpenAI:

  • a primeira versão da formulação dos textos sobre os tipos de amostragem de aceitação foi realizada pelo chatGPT. Depois de 6 interações com o autor, o texto foi modificado pelo próprio chatGPT. Ele foi então adaptado pelo autor. O texto foi checado com as referências e, finalmente, validado por especialistas no assunto.
  • os exemplos foram criados pelo chatGPT. Depois de uma longa discussão com o autor, os exemplos foram adaptados pelo chatGPT e depois pelo autor.

Referências

Cirius Quality (2023). O que é: amostragem de aceitação por atributos: Disponível em: https://ciriusquality.com.br/glossario/o-que-e-amostragem-de-aceitacao-por-atributos/    Acesso em: 19/11/2023

Duncan, A. J. (1959). Quality control and industrial statistics. Richard D, Irwin Inc.Illinois, USA.

Minitab 21 (2023). O que é amostragem de aceitação? Disponível em: https://support.minitab.com/pt-br/minitab/21/help-and-how-to/quality-and-process-improvement/acceptance-sampling/supporting-topics/what-is-acceptance-sampling/  Acesso em: 19/11/2023

Montgomery, D. C. (2009). Introduction to statistical quality control. John wiley & sons.

QuestionPro (2023) O que é amostragem de aceitação? Disponível em: https://www.questionpro.com/blog/pt-br/amostragem-de-aceitacao/   Acesso em: 19/11/2023

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