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Controlo de qualidade · Linha de produção

Apanhar a peça defeituosa antes de sair da linha

Uma linha de produção com mais de um milhão de peças e um defeito em cada duzentas. Inspecionar tudo é impossível e o sinal que distingue a peça má é fraco e disperso. O trabalho foi marcar a peça provável de sair com defeito, a tempo de a inspecionar, sem afogar a equipa em falsos alarmes.

Setor
Indústria
Foco
Deteção de defeitos
Escala
1,18M peças
Estado
Validado em teste
A premissa
Estimado

«o controlo no fim apanha o que conseguir»

Medido

cada peça com a sua probabilidade de defeito, marcada antes de sair da linha

Trocar o achismo pelo número.

O desafio

Uma peça defeituosa que chega ao cliente custa muito mais do que a inspeção que a apanharia. Mas numa linha com mais de um milhão de peças e um defeito em cada duzentas, não se pode inspecionar tudo, e o sinal que distingue a peça má é fraco e está espalhado.

01Defeito raro de mais para a exatidão servir

Com 0,58% de peças defeituosas, um modelo que diga sempre «está boa» acerta 96,6% e não apanha um único defeito. A exatidão engana; o que conta é quantos defeitos se apanham.

02Nenhum sensor explica o defeito sozinho

A correlação mais forte entre uma medição e o defeito é de apenas 0,05. O sinal está espalhado por muitas variáveis fracas, não concentrado num culpado.

03Dados esparsos e à escala

Mais de um milhão de peças e milhares de colunas, a maioria vazia por desenho: cada peça passa só por algumas das dezenas de estações da linha.

O que fizemos

Um modelo que junta muitos sinais fracos, e a linha lida como uma rede

Como nenhum sensor chega sozinho, a previsão combina centenas de medições de uma vez; e o caminho de cada peça pela linha é reconstruído para mostrar onde os defeitos se concentram.

  • Montámos o pipeline em Spark para correr à escala da linha: juntámos três ficheiros de medições em 1,18 milhões de peças e amostrámos mantendo todos os defeitos, para não perder o sinal raro.
  • Limpámos a redundância (centenas de colunas duplicadas ou constantes) e demos ao modelo, além de cada medição, a informação de por que estações cada peça passou.
  • Treinámos e comparámos vários modelos por validação cruzada (regressão logística, random forest e gradient boosting, com e sem reponderação) e escolhemos o que melhor separa defeitos num problema tão desequilibrado.
  • Afinámos o limiar ao custo real: por cada defeito a apanhar, quantas peças boas vale a pena reinspecionar. Fica um botão que o cliente regula, não um valor fixo.
  • Reconstruímos o caminho de cada peça pelas estações e lemos a linha como uma rede, para ver as estações por onde tudo passa e as transições onde os defeitos se concentram.
Resultados
1,2M peças processadas num só pipeline, com todos os defeitos preservados na amostra À escala
0,58% de defeito real: nenhum sensor sozinho o prevê (correlação máxima 0,05) Multivariado
1,7% das peças boas reinspecionadas para apanhar perto de um quinto dos defeitos, e o limiar aperta-se ao custo real Medido em teste
  • O defeito não tem uma causa única: nenhuma estação nem sensor o explica sozinho, por isso a previsão tem de pesar muitos sinais ao mesmo tempo.
  • Onde pôr o limiar é uma decisão de negócio, não técnica: equilibra-se o custo de um defeito que escapa contra o de uma inspeção a mais.
  • Demonstrado sobre dados reais de uma linha de produção; com os dados da linha do cliente, recalibra-se ao seu produto e ao seu custo.

Há um caso destes na sua fábrica?

Uma conversa de 30 minutos chega para perceber. Se fizer sentido, avançamos para uma visita.