Exemplo de DMAIC: um projeto completo, fase por fase

Quem procura um exemplo de DMAIC costuma já saber o que significam as cinco letras. O que falta é ver as cinco fases encadeadas em um caso único, com os mesmos números atravessando do charter ao ganho validado, inclusive nas partes que não deram certo.

Este artigo acompanha um projeto inteiro em uma célula de injeção plástica: refugo de 4,8% na linha de base, causa localizada em uma máquina entre quatro, quatro hipóteses derrubadas pelo dado, piloto de três semanas e R$ 33.280 por ano reconhecidos pelo controller.

O foco não está nas definições. Está nas decisões. Por que a hipótese que todo mundo dava como certa foi a primeira a cair. Como um teste de três dias derrubou uma compra de R$ 180.000. E por que a meta do charter não foi atingida sem que isso tornasse o projeto um fracasso.

Você vai ver o charter completo e a linha de base validada. Depois a estratificação em duas camadas, as hipóteses e seus testes, a solução, o piloto e o plano de controle. No fim, o cronograma real e o que quase deu errado em cada fase.

Os números deste exemplo foram montados para o artigo, no formato do Kit Lean Seis Sigma da Voitto. São ilustrativos: mostram a mecânica do método, não descrevem um projeto real.

O caso deste exemplo de DMAIC: peça, linha e problema

O caso é uma célula de injeção plástica que produz a carcaça CX-40, corpo de um medidor de água residencial. Quatro injetoras (INJ-01 a INJ-04) rodam o mesmo molde em três turnos, com volume estável de 12.500 peças por semana. A peça sai da injetora, passa por inspeção visual de 100% no próprio posto e segue para montagem.

O indicador do problema é a taxa de refugo interno da célula: peças reprovadas na inspeção do posto, antes de sair para montagem. Não entram devoluções de cliente nem perdas de montagem. A escolha do indicador importa, porque define o que pode ser contado, estratificado e comparado ao longo das cinco fases.

Em doze semanas medidas (janeiro a março), a célula produziu 150.000 peças e refugou 7.200, ou seja, 4,8%. Ao custo de R$ 3,20 por peça refugada (resina, transformação e energia), isso representa R$ 99.840 por ano no ritmo atual de 650.000 peças. É esse número que abre o charter.

O caso serve de modelo porque é um problema de causa única, mensurável e testável: exatamente o tipo em que o método DMAIC entrega mais do que uma reunião de melhoria bem conduzida. Para problemas de causa óbvia, o método é caro demais. Para problemas de causa desconhecida e com dado disponível, ele é a forma mais barata de não errar o alvo.

Fase Define: o project charter em números

O charter fecha a fase Define quando o problema está escrito em número, com linha de base, meta, prazo e dinheiro. Frases como "melhorar a qualidade da injeção" não fecham charter: não dizem quanto é o problema hoje, nem como se sabe que acabou.

O charter deste exemplo de DMAIC ficou assim, em uma página:

A meta de 2,4% saiu de uma regra simples: reduzir o problema pela metade. É uma escolha aceitável em Define, quando ainda não se sabe a composição do refugo. Guarde esse ponto, porque no fim do artigo ele volta.

Define: escopo, SIPOC e o que ficou de fora

O escopo foi desenhado com um SIPOC de uma página, que serve para dois fins: concordar onde o processo começa e termina, e impedir que o projeto cresça durante a execução.

Ficou de fora, por decisão explícita do patrocinador: trocar a resina por outro fornecedor, revisar o projeto da peça e comprar molde novo. Os três eram caminhos possíveis, todos caros, e nenhum tinha evidência. O charter registrou que voltariam à mesa se o Analyze apontasse para lá.

Define: o tollgate e o que o patrocinador cobrou

O tollgate de Define teve três perguntas do patrocinador. De onde veio o 4,8%: do apontamento de refugo do sistema, doze semanas, sem filtro. O refugo é estável ou está piorando: estável, entre 4,3% e 5,2% por semana, sem tendência.

A terceira pergunta foi a que mudou o projeto. O gerente disse que "todo mundo sabe que é o turno da noite" e perguntou por que o charter não dizia isso. A resposta do líder foi que causa não entra no problema, e que o turno seria a primeira hipótese testada no Analyze.

Esse foi o primeiro ponto em que o projeto quase saiu do trilho. Charter com causa embutida transforma o Measure em coleta de provas para uma conclusão já escrita. O pedido foi negociado assim: a hipótese do turno entra na lista com prioridade máxima e é testada primeiro. Foi o que aconteceu, e foi a primeira a cair.

Fase Measure: como a linha de base foi medida

A linha de base não foi coletada do zero. Os doze meses de apontamento já existiam no sistema, e o time usou doze semanas fechadas (janeiro a março) porque o período tinha volume estável, sem parada longa nem troca de resina.

Antes de aceitar esse histórico, o time fez três verificações. Conferiu se todo refugo apontado tinha código de defeito preenchido: 96% tinha, e os 4% sem código entraram como "outros". Conferiu se o volume apontado batia com o faturamento da célula: bateu com diferença de 0,3%. E checou se algum turno apontava menos que os outros por costume, o que enviesaria qualquer comparação.

A terceira verificação foi a que pegou um problema. O turno C apontava refugo em blocos ao fim do turno, e não peça a peça. O volume total estava certo, mas a distribuição por hora não servia para nada. O time passou a usar o dado por turno, não por hora, e registrou a limitação no relatório.

Measure: o R&R que quase derrubou o projeto

Rechupe na base da carcaça é defeito visual, julgado por pessoa. Antes de estratificar 7.200 refugos por tipo de defeito, o time testou se os inspetores classificavam igual.

O estudo foi por atributo: 50 peças, previamente classificadas por um especialista, avaliadas duas vezes por três inspetores, em ordem aleatória. O critério de aceite combinado foi kappa maior ou igual a 0,80.

A primeira rodada reprovou. A confusão era quase toda entre rechupe leve e marca de extração, dois defeitos parecidos com causas diferentes. Sem resolver isso, a estratificação por tipo de defeito seria ruído: parte do que estava contado como rechupe era outra coisa.

A correção custou duas semanas e três itens: uma peça-limite física no posto (a pior peça aceitável), uma foto comparativa dos dois defeitos e um retreinamento de quarenta minutos por turno. A segunda rodada chegou a 0,86. Só depois disso o time voltou a olhar os números.

Measure: a estratificação que apontou onde olhar

Com o sistema de medição validado, o refugo foi estratificado por tipo de defeito. O diagrama de Pareto da célula ficou assim:

Rechupe sozinho responde por 45% do refugo, ou 2,16 pontos percentuais da produção. O time cortou o escopo do Analyze para esse defeito e deixou os outros registrados para um segundo giro.

A segunda camada de estratificação foi por máquina, e é ela que localiza o problema:

A INJ-03 refuga 5,00% e as outras três juntas refugam 0,80% (810 peças em 101.400). O problema não é da célula: é de uma máquina. É aqui que um exemplo de DMAIC deixa de ser exercício, porque o alvo encolheu de quatro máquinas para uma.

Fase Analyze: as cinco hipóteses levantadas

O Analyze começou com um diagrama de Ishikawa feito na máquina, com o time completo e a INJ-03 rodando ao lado. Saíram catorze causas possíveis nas seis categorias. O time descartou de saída as que não explicavam o recorte, ou seja, as que valeriam para as quatro máquinas igualmente.

Sobraram cinco hipóteses, todas capazes de explicar por que uma máquina refuga seis vezes mais que as outras:

1. H1: o operador do turno da noite ajusta o ciclo e degrada o recalque
2. H2: lote de resina com umidade acima do limite, secagem insuficiente
3. H3: anel de bloqueio (válvula de retenção) do fuso desgastado na INJ-03, causando refluxo de massa no recalque
4. H4: canal de refrigeração do molde M-27 parcialmente obstruído
5. H5: perfil de pressão de recalque mal parametrizado na receita da INJ-03

Cada hipótese saiu da reunião com um teste escrito e um critério de decisão. Essa é a diferença entre um Ishikawa que produz lista e um que produz conclusão: a coluna "como testar" precisa estar preenchida antes de a reunião acabar.

Analyze: as quatro hipóteses descartadas pelo dado

Quatro das cinco hipóteses caíram, e é isso que o exemplo tem de mais útil. Projeto bom não é o que acerta a causa de primeira: é o que elimina as erradas com evidência barata.

H1, operador do turno da noite. Bastou estratificar os 2.430 rechupes da INJ-03 por turno: 810 no turno A, 803 no B e 817 no C, ou 33,3%, 33,0% e 33,6%. A diferença entre turnos é menor que a variação semanal do próprio indicador. A hipótese que o patrocinador tinha como certa foi a primeira a cair, com uma consulta de dez minutos ao banco de dados.

H2, umidade da resina. As quatro máquinas consomem do mesmo silo, no mesmo dia. Se o problema fosse material, o rechupe subiria nas quatro juntas. O cruzamento de 22 lotes mostrou o contrário: a INJ-03 ficou entre 4,6% e 5,4% em todos eles, e as outras abaixo de 1,1%. Dezoito medições de umidade do granulado deram 0,03%, contra limite de 0,08%.

H4, refrigeração do molde. O teste foi de três dias e resolveu duas hipóteses de uma vez. Por uma troca planejada, o molde M-27 rodou na INJ-01. Mesmo molde, mesma resina, mesma peça, máquina diferente: o rechupe caiu de 5,00% para 0,70%. Se a causa estivesse no molde ou no material, ela teria viajado junto. Não viajou.

H5, receita mal parametrizada. O setpoint de recalque foi conferido nas quatro receitas: 620 bar em todas, sem divergência. O parâmetro programado estava certo. Isso não absolveu a máquina, apenas mudou a pergunta de "o ajuste está errado?" para "a máquina entrega o ajuste?".

Analyze: o teste que comprovou a causa raiz

Restou a H3. O teste confirmatório foi medir o que a máquina entrega, não o que está programado. O time registrou a almofada (colchão de massa no fim do recalque) em 200 ciclos consecutivos de cada injetora, direto da IHM.

A média da almofada da INJ-03 é parecida com a das outras. A variação não é: desvio-padrão seis vezes maior, o que dá uma razão de variâncias de 36. Em ciclos isolados a pressão efetiva caía para 380 bar, contra setpoint de 620. Massa refluindo pelo fuso durante o recalque, que é a assinatura de anel de bloqueio desgastado.

A comparação de proporções entre a INJ-03 (2.430 em 48.600) e as outras três (810 em 101.400) deu p menor que 0,001. A diferença não é sorte de amostragem. A causa raiz foi escrita assim: o anel de bloqueio do fuso da INJ-03 está desgastado, permite refluxo de massa durante o recalque e produz almofada instável, o que gera contração desigual na base da peça.

Note o encadeamento. O dado localizou a máquina, o teste de troca eliminou molde e material, e a medição da almofada explicou o mecanismo. Nenhum desses três passos, sozinho, autorizaria a conclusão.

Fase Improve: a solução escolhida e as descartadas

Com a causa identificada, apareceram quatro soluções candidatas. Duas foram descartadas na própria reunião:

A cotação do molde novo já estava na mesa quando o projeto começou, e esse foi o segundo momento em que o projeto quase descarrilou. O teste de três dias que rodou o molde na INJ-01 custou nada além de um replanejamento de ordem e derrubou uma compra de R$ 180.000. É o retorno menos visível e mais alto de um DMAIC bem feito.

A solução aprovada tem duas partes, e é importante que sejam duas. A troca do anel corrige o estado atual. O monitoramento da almofada impede que o desgaste volte sem aviso. Trocar peça sem instalar o detector significa refazer o projeto daqui a oito meses.

Improve: o piloto de três semanas

O piloto rodou só na INJ-03, por três semanas, com a mesma peça, a mesma resina e os mesmos três turnos. Trocou-se o conjunto anel, bucha e ponteira, em quatro horas de parada programada. Nada mais foi alterado no processo, o que é condição para que o resultado tenha leitura.

A redução foi de 4,5 pontos percentuais, com intervalo de confiança de 95% entre 4,27 e 4,73 pontos. O desvio da almofada caiu para o mesmo patamar das outras máquinas, o que confirma o mecanismo e não apenas o resultado.

Houve um susto. O primeiro anel recebido veio de fornecedor alternativo, com dureza abaixo da especificação da injetora. Foi pego no recebimento e a troca atrasou cinco dias. Se tivesse entrado na máquina, o piloto daria resultado intermediário e ninguém saberia por quê.

Fase Control: o plano de controle e o OCAP

O piloto provou a solução. O Control existe para que ela continue valendo daqui a um ano, quando o Green Belt estiver em outro projeto. O plano de controle da célula ganhou quatro linhas novas:

A carta de controle da almofada é o coração do controle. Ela detecta o desgaste do anel semanas antes de o refugo aparecer, porque a variação da almofada cresce primeiro e o defeito só aparece quando a pressão efetiva cai o bastante.

O OCAP vinculado tem três passos escritos para o operador. Um: repetir a leitura em 25 ciclos. Dois: se confirmar, segregar a produção da última hora e chamar o técnico de processo. Três: confirmado o refluxo, parar a máquina e abrir ordem de troca do anel.

Control: o resultado das doze semanas

A troca e o monitoramento foram estendidos às quatro injetoras. O Control acompanhou doze semanas, com 151.200 peças produzidas, e comparou defeito a defeito com a linha de base.

O rechupe caiu de 2,16% para 0,50% da produção, uma redução de 1,66 ponto no refugo total. Os outros cinco defeitos ficaram onde estavam, o que era esperado: nenhuma ação os atacou. Uma queda neles teria sido suspeita, sinal de mudança não controlada no período.

Nas semanas 5 e 6, a almofada da INJ-02 saiu do limite. O OCAP disparou, a manutenção trocou o anel em duas horas e o refugo da máquina não subiu. Esse episódio vale mais que a queda do indicador: é a prova de que o sistema de controle funciona sem o time do projeto por perto.

A meta do charter era 2,4% e o resultado foi 3,14%. A meta não foi atingida, e o motivo está no Pareto, não na execução. Rechupe representava 45% do refugo: eliminá-lo quase por inteiro entrega 1,66 ponto, não os 2,4 pontos pedidos. Chegar a 2,4% exigiria atacar rebarba também, que era outro projeto.

O ganho validado e o payback

Ganho de projeto só conta quando o controller assina. O cálculo apresentado ao financeiro foi montado sobre taxa, não sobre contagem, para neutralizar diferença de volume entre os dois períodos.

Seis meses depois do encerramento, o controller refez a conta com o realizado. O refugo médio do período ficou em 3,20%, um pouco acima dos 3,14% do Control, por duas semanas de partida de lote novo. A redução reconhecida foi de 1,60 ponto, ou 10.400 peças por ano, ou R$ 33.280.

A diferença entre o projetado e o validado é de 3,6%, e o projeto foi encerrado com o valor menor. Registrar o número do controller, e não o do time, é o que faz o próximo projeto ter orçamento aprovado sem discussão.

O cronograma real, fase por fase

O charter prometeu 20 semanas. O projeto levou 32. Vale mostrar onde o tempo foi, porque a distribuição se repete em quase todo DMAIC real:

Measure e Analyze consumiram doze das trinta e duas semanas, mais de um terço do projeto, e não produziram nenhuma melhoria visível nesse tempo. É nessa janela que a maioria dos projetos é pressionada a pular para a solução.

As seis semanas extras do Control foram decisão, não atraso: cobriram três trocas de lote de resina e duas paradas preventivas.

O que quase deu errado em cada fase

Cinco pontos de quase-falha, na ordem em que apareceram:

• Define: o charter quase saiu com "o turno da noite refuga mais" escrito como problema. Teria transformado o Measure em busca de provas para uma conclusão pronta.
• Measure: o kappa de 0,52 mostrou que parte do que estava contado como rechupe era marca de extração. Sem o R&R, a estratificação por defeito teria apontado um Pareto errado.
• Analyze: havia uma cotação de molde novo de R$ 180.000 pronta para assinatura. O teste de três dias com o molde na INJ-01 a derrubou.
• Improve: o anel de reposição veio com dureza fora da especificação. Pego no recebimento, atrasou cinco dias. Não pego, teria dado resultado parcial sem explicação.
• Control: na semana 8 houve pedido para encerrar o projeto antes do prazo e liberar o Green Belt. Encerrar ali teria perdido o episódio da INJ-02, que é a única prova de que o OCAP funciona.

Quatro dos cinco riscos eram de pressa, não de técnica. O erro típico não é analisar mal: é não analisar, porque a solução parecia óbvia e alguém com autoridade já a tinha escolhido.

O que este exemplo ensina sobre a sequência

A ordem das fases não é protocolo burocrático. Cada uma existe para impedir um erro específico, e pular uma delas produz um tipo previsível de fracasso.

Três leituras finais deste exemplo de DMAIC. A primeira: o valor do método apareceu principalmente no que ele impediu, ou seja, a compra de R$ 180.000 e a caça ao operador da noite, e não apenas nos R$ 33.280 de ganho anual. A segunda: a fase que deu o salto foi o Analyze, e ela não produziu nenhuma melhoria enquanto rodava.

A terceira: a meta não foi atingida e o projeto foi um sucesso. Meta é hipótese de Define, feita com o que se sabia antes de medir. Quando o Pareto mostra que a causa dominante vale 1,66 ponto e a meta pedia 2,4, o certo é entregar o que a causa dá, documentar a conta e abrir o próximo giro para o defeito seguinte. Rebarba, que ficou intocada em 0,96%, é o charter número dois.