aplicaÇÃo do controle estatÍstico de processos no beneficiamento de...

APLICAÇÃO DO CONTROLE

ESTATÍSTICO DE PROCESSOS NO

BENEFICIAMENTO DE CAFÉ: UM

ESTUDO DE CASO NO SUDESTE

GOIANO

Murilo Germano da Silva (UFG )

[email protected]

Diego Dantas Calixto (UFG )

[email protected]

Moises Rodrigues da Silva (UFG )

[email protected]

Carlos Henrique Menezes Abbade Paro (UFG )

[email protected]

Paulo Eduardo Lino Palhares (UFG )

[email protected]

Para a realização do controle estatístico do processo são utilizadas

várias ferramentas, dentre elas a análise da capabilidade. Este é um

método que tem o objetivo de verificar se um processo é considerado

estatisticamente capaz de atender as especificações do cliente e se está

atuando dentro das especificações ideais projetadas. Diante desta

premissa, o estudo realizado na empresa, tem como foco específico a

análise da capabilidade na produção de pacotes de café com peso

definido em função de suas especificações. Para tanto, foram pesados

vinte pacotes de café durante três dias aleatórios. Depois verificou-se a

normalidade dos dados e calculou-se os índices de capabilidade Cp e

Cpk e com base nestes dados foram elaborados três gráficos: gráfico

da média, gráfico do desvio padrão e gráfico da amplitude. A partir

dos dados utilizados em cada uma das análises, observou-se que

apenas o gráfico de controle da qualidade indicou dois pontos fora do

limite superior de controle (LSC) o que pode ser desconsiderado visto

que os demais pontos seguiram o padrão esperado. E no que refere-se

ao gráfico da média e amplitude observou-se que o processo encontra-

se dentro das especificações, assim como no gráfico da média e desvio-

padrão.

Palavras-chaves: Capabilidade de processos, índices de capabilidade,

métodos estatísticos

XXXIII ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO A Gestão dos Processos de Produção e as Parcerias Globais para o Desenvolvimento Sustentável dos Sistemas Produtivos

Salvador, BA, Brasil, 08 a 11 de outubro de 2013.



2

1. Introdução

O mercado brasileiro de café encontra-se em uma fase de crescimento no que tange ao

consumo interno. Tal informação foi constatada através de uma pesquisa feita pela

Associação Brasileira da Indústria de Café (ABIC) que revelou um consumo de 19.975

milhões de sacas no período compreendido entre Maio/2011 e Abril/2012, registrando um

aumento de 3,05% em relação ao período anterior. Essa elevação foi devido ao crescimento

do consumo fora de casa, a entrada no mercado de novos produtos inovadores e a melhoria da

qualidade, com a ampliação da oferta de produtos diferenciados (ABIC, 2012). Seguindo essa

análise, o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), fez uma pesquisa que revelou

o café como sendo o alimento mais consumido diariamente por 78% da população acima de

10 anos, o que representa 79,7 litros/habitante ano. E isso tende a aumentar, pois até o final de

2012, espera-se um crescimento de 3,5% em volume, o que aumentaria o consumo para 20,41

milhões de sacas (ABIC, 2012).

O Gráfico 1 mostra o crescimento do consumo interno de café durante o período

correspondido entre o ano de 1990 e Abril de 2012. Percebe-se que o consumo brasileiro

apresenta uma constante crescimento desde o ano de 1990, excetuando-se o ano de 2003 que

houve uma pequena queda em relação ao ano anterior.

Gráfico 1 – Evolução do consumo interno de café no Brasil



3

Fonte: ABIC (2012)

Segundo a Embrapa, as pesquisas na área do cultivo do café focalizam seus investimentos em

tecnologias sustentáveis, que elevam a produtividade, a qualidade e, consequentemente, a

competitividade do produto, preservando o meio ambiente e garantindo dignidade social.

Podem-se citar também os estudos para o aperfeiçoamento e desenvolvimento de novas e

melhores cultivares, entendido como “resultado de melhoramento em uma variedade de planta

que a torne diferente das demais em sua coloração, porte, resistência a doenças” e em

biotecnologia (IBGE, 2012). Em relação a isso, as pesquisas de melhoramento genético

propiciaram o desenvolvimento de 36 cultivares, resistentes às principais pragas e doenças do

cafeeiro e adaptadas a determinadas condições climáticas, melhorando a qualidade dos frutos

e elevando significativamente a produção. O desenvolvimento de sistemas de irrigação

também tem papel importante para o aumento de produtividade e de qualidade da produção,

pois permite expandir o cultivo de café para regiões que eram consideradas marginais e ainda

a regiões antes preparadas somente à cafeicultura de sequeiro, ou seja, sem sistemas de

irrigação. Atualmente percebe-se que o uso da irrigação na cafeicultura propicia inúmeros

benefícios, dentre os quais pode-se citar: “aumento na produtividade e rentabilidade, maior

eficiência na utilização de recursos, melhoria nas características e propriedades físicas do café

e diminuição no risco da atividade” (BESSA, 2012).



4

2. Caracterização do ambiente estudado

A organização em estudo é uma microempresa que iniciou suas atividades em 1963 com o

beneficiamento de arroz e feijão. A partir de 1990 começou o também o beneficiamento do

milho e do café (separação dos grãos, torragem, moagem e empacotamento). Considerando

que neste estudo analisou-se apenas o produto “café empacotado”. O Fluxograma 1 que

demonstra de maneira simplificada o processo interno do café, com destaque na etapa do

empacotamento, na qual foram coletadas as amostras para análise.

Fluxograma 1 - Processo de produção simplificado do café

Fonte: Elaborado pelos autores

Atualmente a empresa conta com 16 colaboradores e 2 proprietários, responsáveis pelas

questões táticas e estratégicas.

A área total do empreendimento é dividida em setores de produção. Para o café e o milho são

utilizados maquinário específicos, por se tratar de produtos com sistemas de beneficiamento

diferentes. Já o arroz e o feijão utilizam a mesma linha de empacotamento, devido a

semelhança do processo. Os funcionários operacionais realizam atividades em todas as linhas

de produção, uma vez que elas ocorrem de forma alternada. O esboço dos setores

administrativos e de produção pode ser conferido na Figura 2.

Figura 1 - Esboço da planta da empresa



5


O planejamento da produção é feito de acordo com a análise dos pedidos realizados pelos

clientes atacadistas e varejistas de Catalão e região. Todos os produtos beneficiados possuem

estoque para pronta entrega. Esse planejamento é realizado pelos proprietários da empresa.

3. Referencial Teórico

Nesta sessão é apresentada a revisão teórica com os conceitos necessários para implementar o

controle estatístico de processos (CEP) e os métodos estatísticos utilizados para realiza-lo.

3.1. Implementação do CEP

Os métodos de controle estatístico de processos se tornou nos dias atuais uma ferramenta de

grande ajuda para o controle da qualidade nas empresas, mas para que se consiga utilizar essa

ferramenta com maior precisão é necessário ter alguns cuidados e comprometimentos. Para

Montgomery (2009) o compromisso e envolvimento da gerência com o processo de melhoria

da qualidade é o componente mais vital do sucesso potencial do CEP. A gerência é uma

função-modelo, e os demais na organização procurarão nela um guia e um exemplo. Uma

abordagem de grupo também é importante, uma vez que, em geral, é difícil, para uma pessoa

sozinha, introduzir melhorias no processo. De acordo com o autor supracitado o CEP não é

um programa de uma só vez, a ser aplicado quando a empresa está com problemas, e depois

esquecido. A melhoria da qualidade que se concentra na redução da variabilidade deve se

tornar parte da cultura organizacional.



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Em qualquer processo de produção, independentemente de quão bem planejado ou

cuidadosamente mantido ele seja, certa quantidade de variabilidade inerente ou natural

sempre existirá. Outros tipos de variabilidade podem, ocasionalmente, estarem presentes na

saída de um processo. Essa variabilidade nas características-chave da qualidade surge em

geral de três fontes: máquinas ajustadas ou controladas de maneira inadequada, erros do

operador, ou matéria prima defeituosa. Tal variabilidade é geralmente muito grande quando

comparada com a natural, e representa usualmente, um nível inaceitável do desempenho do

processo. (MONTGOMERY, 2009)

3.2. Métodos estatísticos básicos

Inicialmente faz se necessário ter um conhecimento básico de alguns métodos estatísticos

como o cálculo da média aritmética, desvio-padrão e amplitude. Para McGraw-Hill e Spiegel

(1993) a média aritmética, ou média, de um conjunto de números é representada

por .

Segundo Prem S. Mann (2006) o desvio padrão representa a medida de dispersão mais

utilizada e o seu valor relativo nos informa qual próximo os valores de um conjunto de dados

estão agrupados em torno da média aritmética.

Já a amplitude segundo McGraw-Hill e Spiegel (1993, pág 104) é a diferença entre o maior e

o menor número.

3.3. Gráfico de controle

O gráfico de controle serve para verificar se um processo esta sob controle estatístico, esse

gráfico é feito através de coleta de amostras de um determinado processo, no caso desse

trabalho foi através da pesagem do produto café já embalado. De acordo com Montgomery

(2009) o gráfico contém uma linha central ou média, representando o valor médio da

característica da qualidade que corresponde ao estado sobre controle. Duas outras linhas

horizontais, chamadas limite superior de controle (LSC) e limite inferior de controle (LIC),

também são mostradas no gráfico.

Para que o processo seja capaz os dados colhidos tem que está dentro desses limites, caso

contrario, o gráfico é interpretado como não capaz, assim faz se necessário uma investigação

e ação corretiva para se chegar a fonte do problema e eliminar a causa ou as causas atribuíveis

responsáveis por esse comportamento.



7

3.4. Limites de especificação

Conforme Costa et.al (2009) os limites de especificação são estabelecidos pela engenharia,

visando minimizar ambos os riscos. Aplicam-se aos valores individuais de ; já os limites de

controle aplicam-se as médias amostrais . Embora e sejam medidos nas mesmas

unidades físicas, a escala de variação das medias amostrais é o menor que a dos valores

individuais de , pois . A razão entre as escalas não é fixa, pois depende n.

Assim, não há nenhum sentido em comparar limites de especificação com limites de controle.

3.5. Gráficos de controle para e

Para criação desse gráfico é necessário ter a media geral das amostras e também a média da

amplitude. Para isso, as fórmulas (1) foram utilizadas para a construção dos limites de

controle para o gráfico.

(1)

A constante encontra-se tabulada para vários tamanhos de amostra

3.6. Índices de capacidade do processo

Segundo Costa et.al (2009) os índices de capacidade de processo (ICPs) são parâmetros

adimensionais que indiretamente medem o quanto o processo consegue atender as

especificações. Neste trabalho foram calculados os índices e . Martins e Launegi

(2005) diz que para o processo ser capaz é necessário que seja maior que 1. Caso seja

menor que 1, o processo é incapaz. Montgomery (2009) diz também que caso o índice seja

igual a 1, o processo usa toda a sua faixa de tolerância e é classificado também como um

processo capaz.

Já o índice mede o potencial que o processo tem em apresentar resultados ruins diante dos

limites superior e inferior de controle.

4. Procedimentos metodológicos



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Este estudo enquadra-se na perspectiva de uma análise quantitativa e adota também um

caráter exploratório, através da pesquisa em livros acadêmicos e materiais disponibilizados na

internet, como pesquisas desenvolvidas no âmbito estatístico, estudos de caso e artigos

científicos.

A primeira etapa empreendida para este estudo foi a coleta de dados, que aconteceu durante 3

dias aleatórios (dois destes dias durante o mês de abril de 2012 - um na primeira quinzena e

outro na segunda quinzena – e um dia na segunda quinzena de setembro de 2012), a escolha

dos dias para as coletas ocorreu a maneira despretensiosa. No entanto, embora esta não tenha

sido uma preocupação durante a elaboração deste estudo, a escolha de dias aleatórios poderia

ter sido uma alternativa proposital com a intenção de analisar o mesmo lote de embalagem em

um mesmo período e outro lote de embalagem em um período diferenciado para auferir maior

confiabilidade nos resultados apresentados.

Assim, em cada dia pesou-se 20 pacotes de café sequencialmente, no entanto, cabe ressaltar

que estas amostras não correspondem necessariamente aos 20 primeiros pacotes produzidos

diariamente. Destaca-se ainda que os dados foram coletados de maneira primária, ou seja,

coletados diretamente pelos autores deste estudo.

Para a aplicação dos métodos estatísticos no estudo e verificação do processo de

empacotamento do café, fez-se necessária a utilização de alguns procedimentos como a

organização dos dados coletados, aplicação dos índices Cp e Cpk e análise gráfica através dos

gráficos do controle da qualidade, gráfico da média e amplitude e gráfico da média e desvio-

padrão. Para a elaboração dos gráficos utilizou-se as ferramentas disponíveis no Microsoft

Office Excel ®

2007.

5. Resultados

Nas amostras coletadas analisou-se apenas a variável Peso (g). Os dados obtidos podem ser

observados na Tabela 1.

Tabela 1 – Amostras coletadas durante os três dias

Amostra Peso (g) – 1º dia

(1ª quinzena – Abril) Peso (g) – 2º dia

(2ª quinzena – Abril) Peso (g) -3º dia

(2ª quinzena – Setembro)

1 248 247 251

2 252 247 246

3 238 251 249



9

4 256 245 250

5 258 247 252

6 253 247 249

7 255 248 250

8 255 250 246

9 251 250 245

10 258 249 247

11 243 250 250

12 248 252 253

13 248 249 251

14 249 244 250

15 253 245 251

16 252 242 252

17 265 250 250

18 266 247 250

19 251 249 253

20 257 252 252

Fonte: Elaborada pelos autores

Tendo como base os valores de todas as amostras coletas nos três dias aleatórios,

primeiramente foram calculados os valores parciais de cada dia e a partir destes, calculou-

se as médias gerais referentes a estas variáveis. Conforme pode ser visualizado na tabela 2.

Tabela 2 - Médias gerais das variáveis

VARIÁVEIS

VALORES PARCIAS

MÉDIAS GERAIS

1º dia 2º dia 3º dia

Média X 252,80 248,05 249,85 250,23

Amplitude R 28,00 10,00 8,00 15,33

Desvio padrão 6,57 2,67 2,30 3,85


A variável escolhida para a análise de capabilidade foi o peso final do pacote de café pré-

estabelecido pela empresa. Estes pacotes que foram analisados devem conter, por padrão, 250

gramas. Segundo o Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial

(INMETRO), órgão que faz o regulamento técnico metrológico, no parâmetro referido é



10

aceitável uma variação máxima de até (9 ± 1,8) gramas para menos, representando a margem

de erro em torno do peso final.

Este é um exemplo de controle que deve ser feito constantemente pela empresa. Pois caso a

quantidade do produto seja excedente, a empresa pode ter prejuízos, uma vez que os cálculos

nos quais se baseiam para determinar o preço do produto são feitos para as 250 gramas. E

caso a quantidade seja menor, o consumidor poderá ficar lesado, uma vez que está pagando

por uma quantidade de produto que não corresponde às informações contidas na embalagem.

Além do descumprimento das normas regulamentadoras estabelecidas pelo órgão ao qual

compete esta padronização e controle.

5.1. Relação entre o peso do produto com os limites de controle de qualidade

A apresentação dos valores relativos à coleta de dados feita na empresa α, se dá pela

elaboração do gráfico de controle da qualidade (Gráfico 1) a partir do total de 60 pesagens

realizadas nos três dias (20 pesagens/dia). O objetivo desse gráfico é identificar se o processo

esta ou não sobre controle estatístico através da relação do peso do produto com os limites de

controle de qualidade. Com isso, calculou-se a média do peso dos produtos, o desvio-padrão,

o limite superior de controle (LSC) e o limite inferior de controle, (vide fórmulas 1, 2 e 4) e os

resultados foram apresentados na Tabela 3.

Tabela 3 – Elementos para construção do gráfico de controle de qualidade

Média Desvio padrão LSC LIC

250,23 4.67 264.24 236.22


Gráfico 1 - Controle da qualidade do processo



11


Após a construção do gráfico, foi observado que no primeiro dia de coleta de dados, dois

pontos excederam ao limite superior de controle (LSC) e segundo a literatura, esse processo

estaria fora de controle estatístico. Contudo, foi possível concluir que as amostras coletadas

estão sobre controle estatístico, pois os dois pontos fora do limite superior de controle foi

possivelmente consequência de uma imprecisão da maquina de empacotamento no momento

da coleta dos dados, sendo estes dados não representativos no processo, uma vez que as

demais amostras seguiram o padrão esperado.

5.2. Análise das especificações através do gráfico da média com a amplitude

Outro gráfico desenvolvido foi o da média com a amplitude (Gráfico 2), com isso, foi

analisado se o peso do produto estava sob controle estatístico de processo e também, se

atendia as especificações. Para a construção desse gráfico são utilizadas as fórmulas (5)

contidas nas referências bibliográficas.

O gráfico de controle da média com a amplitude é um diagrama que apresenta um limite

superior de controle (LSC), um limite inferior de controle (LIC), uma linha média (Linha

Média), um limite de especificação superior (LES) e um limite de especificação inferior (LEI)

estabelecidos. Os resultados da aplicação destas equações podem ser conferidos na Tabela 4.



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Tabela 4 – Elementos para a construção do gráfico de controle da média com a amplitude


Gráfico 2 - Controle de média com a amplitude


A partir da análise feita no gráfico de controle da média com a amplitude foi observado que a

média dos pesos de cada amostra se encontrava estável, ou seja, apresentava uma pequena

variabilidade em relação à média geral. Isso demonstra que o gráfico está sobre controle

estatístico de processo. Nota-se também que o LSC (Limite Superior de Controle) e o LIC

(Limite Inferior de Controle) estão dentro dos parâmetros de especificações. Percebe-se então

que o peso do produto atende as especificações necessárias. Outro fator observado são os

resultados dos índices de controle Cp e Cpk, com resultado Cp igual a 1 e Cpk próximo a 1,

identifica-se o processo como aceitável (vide tabela 5).

Tabela 5 – Capabilidade e especificações

Cp Cpkinf CpkSup

1 0,91 0,88


6. Considerações finais

LSC LIC LM A LES LC LEI

252,99 247,47 250,23 0,18 241 250,00 259



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A proposta apresentada da aplicação do controle estatístico por meio da análise gráfica e dos

índices de desempenho Cp e Cpk, no processo do produto – café de 250 g empacotado - de

uma empresa beneficiadora do sudeste goiano, cumpriu os objetivos, pois através da análise

dos métodos de controle aplicados verificou-se que o processo encontra-se sob controle e

atende às especificações.

Para a melhoria do processo propõe-se que a empresa contrate um serviço especializado em

consultoria ou faça parcerias. Por exemplo, por meio de estágios com instituições de ensino que

tenham em sua grade disciplinas que trabalhem com o CEP, visto que embora não tenham sido

encontrados problemas neste momento, futuramente estes podem vir a acontecer, ressaltando a

necessidade de um controle periódico. Assim, espera-se que as sugestões apresentadas possam

contribuir para melhorias na empresa e no aumento da capacidade do processo. Para que continue

atendendo às exigências necessárias de uma forma cada vez mais proveitosa e trazendo benefícios

para a empresa e os consumidores.

REFERÊNCIAS

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA INDÚSTRIA DO CAFÉ – ABIC. Indicadores da indústria de café no

Brasil – 2012. Disponível em: <http://www.abic.com.br/publique/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?sid=61#1389.>

Acesso em: 03 dez. de 2012.

BESSA, Flávia; EMBRAPA CAFÉ. Pesquisa e indústria de café incrementam consumo do produto pelos

brasileiros. Disponível em: <http://www.sapc.embrapa.br/index.php/ultimas-noticias/pesquisa-e-industria-de-

cafe-incrementam-consumo-do-produto-pelos-brasileiros>. Acesso em: 03 dez. de 2012.

BRASIL. Ministério da Indústria, do Comércio e do Turismo. Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e

Qualidade Industrial (INMETRO). Portaria INMETRO nº 74, 1995.

COSTA, Antonio Fernando Branco; EPPRECHT, Eugênio Kahn; CARPINETTI, Luiz Cesar Ribeiro. Controle

Estatístico de Qualidade. 2. ed. São Paulo: Atlas, 2009.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA – IBGE – CIDADES. Mapa de Goiás.

Disponível em:< http://www.ibge.gov.br>. Acesso em: 15 out. de 2012.

MANN, Prem S. Introdução a estatística. 5º edição., Rio de Janeiro: LTC, 2006.

MARTINS, Petrônio Garcia. Administração da Produção. 2. ed. rev., aum. e atual. São Paulo: Saraiva, 2005.

MCGRAW-HILL Schaum; SPIEGEL, Murray R. Estatística. 3º edição., São Paulo: Makron Books, 1993.

MINISTÉRIO DA AGRICULTURA. Cultivares Protegidos. Disponível em

http://www.agricultura.gov.br/vegetal/registros-autorizacoes/protecao-cultivares/cultivares-protegidas. Acesso

em: 03 dez. de 2012.

MONTGOMERY, Douglas C. Introdução ao controle estatístico da qualidade. 4º edição., Rio de Janeiro:

LTC, 2009.

aplicaÇÃo do controle estatÍstico de processos no beneficiamento de...

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