Otimização de uma Catapulta Virtual

SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM
INDUSTRIAL
Faculdade de Tecnologia SENAI Gaspar Ricardo Júnior
CFP 4.02 - SOROCABA - SP
Pós Graduação
Otimização e Gerenciamento da Manufatura
Seis Sigma aplicado no
estudo de uma catapulta virtual
Franklin Arisson
Mateus Marinho
João Augusto

D M A I C
Descrição do Problema:
• Produzir uma catapulta capaz de atender os
requisitos de um mercado de produção de catapultas
altamente competitivo, dominado por 5 grandes
empresas.
•Produzir uma catapulta que possua altíssima
precisão, capaz de atingir alvos a 100, 200, 300 e 400
metros. Com uma tolerância de +/- 5 metros, que é o
raio de ação das bombas que serão lançadas pela
catapulta.
•Metas secundárias:
•Atingir qualquer alvo entre 0 e 400 metros com
precisão
•Armar e disparar no menor tempo possível para
qualquer distância entre 0 e 400 metros

D M A I C
Project Overview
• Estudar o comportamento da catapulta virtual do site
www.sigmazone.com , determinando equações ou
sistemas que permitam a operação mais rápida e mais
precisa possível para este equipamento .
•Realizar diversos lançamentos de forma empírica para
análise de dados.
•Analisar os dados utilizando o programa Minitab,
determinando os pontos ótimos de ajuste e a
capabilidade da catapulta.
•Ajustar a catapulta após a análise dos dados fornecidos
pelo Minitab.
•Realizar novos lançamentos e verificar se houve
melhoria no processo de lançamento de bombas pela
catapulta.

D M A I C
Análise da Capabilidade do Processo para 100 metros
antes dos ajustes
• Média obtida de 102,1metros;
• Desvio padrão de 2,69;
• Processo incapaz de atender os requisitos (CPk 0,29 e PPk0,35)

D M A I C
antes dos ajustes
• Média obtida de 207,2 metros;
• Processo incapaz de atender os requisitos (CPk -0,14 e PPk -0,15)

D M A I C
antes dos ajustes
• Processo incapaz de atender os requisitos (CPk 0,27e PPk 0,28)

D M A I C
antes dos ajustes
• Processo incapaz de atender os requisitos (CPk 0,31e PPk 0,32)

D M A I C
Diagrama de Causa e Efeito
Utilizamos o diagrama para responder a questão: Quais são os
fatores que interferem em atingir a distância desejada?
Excesso de parâmetros
(Tolerância
+/- 5 metros)

Análise dos Parâmetros da Catapulta
Durante os testes foram ajustados todos os
parâmetros necessários para o lançamento da
catapulta, os parâmetros são:
D M A I C
1. Pin Elevation;
2. Bungee Position;
3. Firing Angle;
4. Cup Elevation;
5. Release Angle;
Pudemos observar que alguns
parâmetros influenciavam mais que
outros no resultado, por isso uma análise
dessa influência se fazia necessária,
somente desta forma poderemos
descobrir quais são ou qual é o
parâmetro com maior influência na
precisão do lançamento.
1
2
3
4
5

os parâmetros
apontados como
mais influentes
foram o Cup
Elevation e o
Release Angle,
sendo que este
último é o fator que
mais influencia no
resultado do
lançamento.
Essa influência foi
observada em
todas as análises
do D.O.E.
D M A I C
Análise de D.O.E.
Foram feitos alguns testes de “Análise Fatorial
Design” através da ferramenta D.O.E. do Minitab,

D M A I C
D.O.E. - Teste de Amplitude da Catapulta.
Utilizando a ferramenta “Factorial Plots”, foi feita
uma análise do alcance do projétil lançado pela
catapulta, caso optássemos por utilizar apenas o
Cup Elevation e o
Release Angle. Como
resultado obtivemos
um range, uma faixa
de alcance do projétil,
variando de 30,125 m
até 443,75 m da
catapulta, satisfazendo
as condições
principais do projeto,
ou seja, lançar um
projétil a 100m, 200m,
300m e 400m de
distância.

D M A I C
D.O.E. – Response Optimization.
Utilizando a ferramenta “Response Optimization”,
buscamos os melhores parâmetros de ajuste de Cup
Elevation e Release Angle, porém, mantivemos um valor
fixo para o Cup Elevation, travando o mesmo sempre em
300, essa estratégia foi adotada para reduzir o tempo de
disparo e erros relacionados ao método e à mão de obra.
Esta decisão foi embasada no teste Factorial Plots, que
indicou que com o Cup Elevation em 300, o range da
catapulta fica em 68,5m à 443,75m, atendendo os
requisitos principais.
Os resultados podem ser vistos no próximo slide.

D M A I C
D.O.E. – Response Optimization.
Resultados para 100 metros, 200 metros, 300 metros e 400 metros.

D M A I C
Análise de Regressão – Fitted Line Plot.
Com o intuito de se obter uma resposta rápida do valor de ajuste da catapulta
foi realizado um teste de regressão objetivando uma equação quadrática de resposta,
desta forma, podemos utilizar um sistema matemático que permita obter o valor
adequado do Release Angle para atingir o alvo na distância desejada.

D M A I C
Análise de Regressão – Fitted Line Plot.
A equação obtida como resposta é:
A equação foi inserida no excell para facilitar o
cálculo da resposta, ou seja, o operador irá digitar a
distância desejada em metros, e o programa irá retornar
qual o valor do Release Angle necessário para atingir
esta distância.

D M A I C
Implantação da metodologia nos novos lançamentos.
Com base nos dados obtidos e na resposta do
cálculo de regressão, foram feitos novos lançamentos
para 100m, 200m, 300m e 400m. O objetivo é aplicar
as alterações e atingir as metas principais.
Os resultados são apresentados nos próximos
slides.

D M A I C
Análise da Capabilidade do Processo para 100 metros Corrigido
• Média obtida de 97,9 metros, anterior era 102,1metros;
• Desvio padrão de 1,99, anterior era 2,69;
• Processo com CPK 0,46 e PPk de 0,48, anteriores CPk 0,29 e
PPk0,35)
• Valores de
lançamento:
• Release Angle: 115
•Cup Elevation: 300

D M A I C
• Média obtida de 200,62 metros, anterior era 207,2 metros;
• Processo com CPK 1,31 e PPk de 1,35, anteriores CPk -0,14 e
PPk -0,15;
• Valores de
lançamento:

D M A I C
PPk 0,28;
• Valores de
lançamento:

D M A I C
PPk 0,32;
• Valores de
lançamento:

Conclusões após aplicação da metodologia
1. Distância de 100 metros:
• Redução do desvio padrão;
• Ligeira melhora nos índices de CPk e PPk;
• Melhora na média dos acertos;
• Redução significativa do desvio padrão.
• Melhora significativa nos índices de CPk e PPk;
• Esta distância obteve os melhores resultados.
• Ligeira melhora na média dos acertos;
• Ligeira piora do desvio padrão.
• Ligeira melhora nos índices de CPk e PPk;
• Alterações na média e índices Cpk e PPk foram
praticamente insignificantes;
• Ligeira melhora no desvio padrão;
D M A I C

Conclusões após aplicação da metodologia
Comparação do antes (A), e depois (C) da aplicação da metodologia
D M A I C

 Conclusões sobre a capabilidade da Catapulta:
• A Catapulta é capaz e possui um desempenho excelente na
distância 200 metros;
• A distância de 100 metros apresentou índices regulares de
CPk e PPk, mas um desvio padrão de 1,99 para uma média
de 97,9 metros, ou seja, há uma grande probabilidade de
acertar os alvos desejados;
• Em 300m e 400m o desempenho foi regular, mesmo
apresentando, para ambas as distâncias, médias e os desvios
padrão que indicam atender a especificação. Nestas
distâncias, sugerimos uma ampliação das tolerâncias para
5% da distância, neste caso o CPk e PPk das medidas 300m
e 400m seriam respectivamente 1,39 e 1,53 para 300m e 1,35
e 1,42 para 400m.
• De um modo geral, levando em consideração os desvios
padrão apresentados, a catapulta atingirá os alvos conforme
desejado, porém apresentará desvios maiores para distâncias
maiores.
D M A I C

Exemplo de ampliação tolerância para 300 metros
D M A I C

D M A I C
Exemplo de ampliação de tolerância para 400 metros

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