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Análise de Controle Estatístico em um Processo

Petroquímico Autores do Artigo:

Danilo Soares Bittencourt Karina Rossini

Rogério Miorando

Grupo 10: Diego Melfi, Melodie Lapetite e Viviane Scalcon

Cenário

• Unidade Industrial de estudo é produtora de

polietileno de baixa densidade.

• Processo petroquímico exotérmico: “Alta Pressão”.

• Produção de cerca de 15 ton/h em lotes de 95

toneladas.

• Atualmente lotes têm tido tempos de produção não

uniformes.


Diagrama de blocos :

Cenário


Objetivos

• Identificar singularidades de PROCESSOS

CONTÍNUOS, ≠ processos discretos;

• Utilização de ferramentas estatísticas :

- CEP: Controle Estatístico de Processos

- ANOVA : Análise de Variância, Analysis of

Variance


CEP – Controle Estatístico de Processos

• Um processo deve ser estável e replicável ↓variabilidade

• CEP : ferramentas que buscam a estabilidade e melhorar a capacidade de

um processo, ↓variabilidade.

• Principal ferramenta : carta de controle

• Principal objetivo : permitir o controle do que se está produzindo, em

tempo real.


Metodologia

1. Coleta de dados de produtividade horária do processo.

2. Estratificação da produção horária entre grupos de trabalho.

3. Análise da variância das taxas de produtividade média dos grupos de operadores.

4. Análise dos efeitos da pressão e da vazão de catalisador.

5. Análise dos resultados obtidos com vistas a posterior otimização do processo.


Metodologia

1. Coleta de dados de produtividade Aspen

• Tempo integral, monitorado pelo operador

• Com base nisso, atua ou não nos controladores;

• Montagem dos gráficos de controle na produção

• Informações registradas, dados de até uma década

• Entendimento da variabilidade da taxa de produção horária da planta


Metodologia

2. Estratificação da produção horária entre grupos de trabalho

• Foram coletadas amostras de médias de produtividade de cada grupo

• Foi vinculado Aspen + datas em que cada grupo estava operando


Metodologia

3. Análise da variância das taxas de produtividade média dos grupos de operadores

• ANOVA

• Verificar se existe uma ≠ significativa na taxa de produção entre os grupos

• Se sim, buscar atuar em grupos que apresentem as médias mais baixas


Metodologia

4. Análise dos efeitos da pressão e da vazão de catalisador

• Experimento fatorial com níveis diferentes de pressão e catalisador

• Interação entre esses fatores


Metodologia

5. Análise dos resultados obtidos com vistas a posterior otimização do processo


• Premissas:

• Normalidade

• Ausência de auto-correlação


Carta de Controle

Teste de Normalidade P-Valor

Anderson-Darling 0,993

Ryan-Joiner >0,1

Kolmogorov-Smirnov >0,15


Carta de Controle

Carta de Controle


Análise da variância entre os grupos de operadores- Resultados

• Necessário coletar amostras de lotes que foram formados por um único grupo

• Início das jornadas : 00:00, 08:00 e 16:00

• Completa produção de um lote 6 horas

• Lotes utilizados para coleta de amostra : 02h às 08h, 10h às 16h e 18h às 24h.



• Minitab tamanho de amostra necessário 30 amostras de cada grupo

• Com esse tamanho de amostra, seria possível obter um poder de 90% nas

informações

• 5 grupos total de 150 amostras coletadas

• Fator para os cálculos ANOVA : produção média horária nos 5 níveis (cada grupo é

um nível)



• Consideração : igualdade de variâncias entre os níveis estudados



• Rodando a ANOVA no Minitab :



• Comparações múltiplas entre as médias :


Planejamento de experimentos - Resultados

• Ensaios com níveis diferentes de injeção de catalisador e pressão no reator

• Verificação da produção apresentada em cada uma das situações

Grupo: Diego Melfi, Melodie Lapetite e Viviane Scalcon


• Três níveis de pressão: 2675, 2690 e 2710 kgf/cm²

• Três níveis de vazão de catalisador: 4,5 4,6 e 4,7 kg/h

• Três réplicas dos ensaios


Planejamento de experimentos - Resultados • Presença de outlier – nº 20: 14408 kg/h


Considerações Finais

• As ineficiências da carga horária da planta não são controladas pelos

operadores;

• Não existem diferenças significativas entre as médias de produtividade das

equipes atuantes no processo;

• Não existe preferência dos operadores pelo incremento de uma variável em

detrimento da outra.



• As cartas de controle deverão ser implementadas na rotina das leituras a fim

de se conhecer a variabilidade da produção e possibilitar ajustes;

• É preciso estudar mais a fundo a variância entre operadores de forma a

entender o motivo do surgimento das causas especiais;

• Deve haver padronização dos operadores. Para elevação da temperatura

primeiro deve-se optar pelo incremento da injeção de catalisador para obter

a maior produtividade possível.



• Trabalhos futuros: estudo de análise com quantidade maior de variáveis

simultâneas, como pureza das matérias primas e temperatura.


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