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ENGENHARIA DE PRODUÇÃO IX FEVEREIRO DE 2018 PARTE - 1 CAPÍTULO 01 - INTRODUÇÃO - Sumário - Bibliografia - Método de estudo - Objetivos da Manutenção - Histórico da Manutenção 2 SUMÁRIO 1 - IN TR O D U Ç Ã O 1 – INTRODUÇÃO 2 – DEFINIÇÕES GERAIS 3 – FMEA 4 – FTA 5 – ESTRATÉGIAS DE MANUTENÇÃO 6 – MEDIDAS DE CONFIABILIDADE 7 – SISTEMAS SÉRIE-PARALELO 8 - TPM 3 BIBLIOGRAFIA 1 - IN TR O D U Ç Ã O FOGLIATTO, F.S.; RIBEIRO, J.L.D. Confiabilidade e Manutenção Industrial. Rio de Janeiro: Elsevier, 2009. MOUBRAY, J. Manutenção Centrada em Confiabilidade. São Paulo: Aladon Ltda, 2000. 426p. MONCHY, F. A função manutenção: formação para a gerência da manutenção Industrial. São Paulo: Durban, 1989. SIQUEIRA, I. P. Manutenção centrada na confiabilidade: manual de Implementação. Rio de Janeiro: Qualitymark, 2005. VIANA, H. R. G. PCM: Planejamento e controle da manutenção. Rio de Janeiro: Qualitymark, 2002. BRANCO FILHO, G. Indicadores e índices de manutenção. Rio de Janeiro: Editora Ciência Moderna, 2006. SLACK, N.; CHAMBERS, S.; HARLAND, C.; HARRISON, A; JOHNSTON, R. Administração da Produção, Ed. Atlas, SP, 1997. SCAPIN, C.A. Análise Sistêmica de Falhas. Belo Horizonte: Editora de Desenvolvimento Gerencial, 1999. 4 APRESENTAÇÃO GERAL 1 - IN TR O D U Ç Ã O Quais são as falhas mais presentes em sistemas de produção? Falhas de projeto Algumas falhas de projeto ocorrem porque uma característica de demanda não foi bem observada ou foi mal calculada. Uma linha de produção pode ter sido instalada em uma fábrica que na prática não consegue lidar com as demandas que lhe são feitas. Alternativamente, o arranjo físico do saguão de um teatro pode causar um fluxo de clientes confuso e atrapalhado em momentos de pico. 5 APRESENTAÇÃO GERAL 1 - IN TR O D U Ç Ã O 6 APRESENTAÇÃO GERAL 1 - IN TR O D U Ç Ã O Se o gerente de uma loja de artigos esportivos falhar na antecipação de um aumento da demanda de bolas de futebol durante a Copa do Mundo, a loja esgotará seu estoque e não atenderá seus clientes potenciais. Por exemplo, se um operador de máquina não limpar ou lubrificar bem sua máquina da forma prescrita, haverá probabilidade de esta falhar. As classificações do erro humano (intencional ou não) serão analisadas posteriormente. Falhas de pessoal 7 APRESENTAÇÃO GERAL 1 - IN TR O D U Ç Ã O Falhas de fornecedores Qualquer falha no prazo de entrega ou na qualidade de bens ou serviços fornecidos para uma produção pode causar falha dentro da produção. Quanto mais uma produção depender de fornecedores de materiais ou serviços, tanto mais terá probabilidade de falhar devido a inputs defeituosos ou abaixo do padrão. 8 APRESENTAÇÃO GERAL 1 - IN TR O D U Ç Ã O Os clientes podem usar mal produtos e serviços. Por exemplo, uma máquina de lavar pode ter sido fabricada de forma isenta de falhas e o cliente que a compra pode sobrecarregá-Ia ou usá-Ia mal de alguma outra forma, o que a leva a falhar. Contudo, simplesmente queixar-se dos clientes não reduz a probabilidade deste tipo de falha ocorrer. A maior parte das organizações aceitará que têm responsabilidade de educar e treinar os clientes e de projetar seus produtos e serviços de forma a minimizar a probabilidade de falhas. Falhas de clientes 9 APRESENTAÇÃO GERAL 1 - IN TR O D U Ç Ã O Falhas nas instalações e equipamentos 10 OBJETIVOS DA MANUTENÇÃO 1 - IN TR O D U Ç Ã O 1- Compreensão de quais falhas estão ocorrendo na produção e por que ocorrem. 2- Analisar as formas de reduzir a probabilidade de falhas ou minimizar as conseqüências das mesmas. 3- Elaborar políticas e procedimentos que ajudem a produção a se recuperar das falhas quando ocorrerem. 11 EVOLUÇÃO DA MANUTENÇÃO 1 - IN TR O D U Ç Ã O “Não é mais aceitável que os equipamentos ou sistemas parem de modo não previsto”. “É preciso trabalhar com a “cabeça”, hoje, (preditiva e engenharia de manutenção) para não ter que intervir com os “braços” amanhã (corretiva não prevista)”. Alan Kardec DESEMPENHO DA MANUTENÇÃO 1 - IN TR O D U Ç Ã O CUSTOS ENVOLVIDOS EM MANUTENÇÃO 1 - IN TR O D U Ç Ã O Comparação de custos por tipo de manutenção - Corretiva Não Planejada: 2x - Preventiva: 1,5x - Preditiva e Corretiva Planejada: 1x Obs.: O custo da perda de produção (faturamento) é, incomensuravelmente, maior! CUSTOS ENVOLVIDOS EM MANUTENÇÃO 1 - IN TR O D U Ç Ã O CUSTO DA MANUTENÇÃO X RESULTADOS EMPRESARIAIS O Custo da Manutenção representa ~ 4,11% do Faturamento das Empresas - PIB de 2011 = US$ 2,3 trilhões - Custo da Manutenção = US$ 94 bilhões! Obs.: O Custo da Perda de Produção é infinitamente maior! HISTÓRICO DA MANUTENÇÃO 1 - IN TR O D U Ç Ã O Competitividade PRODUTIVIDADE NA GESTÃO DE MANUTENÇÃO 1 - IN TR O D U Ç Ã O 1. Faturamento Máximo Máxima DISPONIBILIDADE dos Equipamentos e Sistemas. • Campanhas Maximizadas • Prazos de Paradas Minimizadas • Tempo médio para reparo minimizado (TMPR) Máxima CONFIABILIDADE dos Equipamentos • Perda de Produção tendendo a ZERO • Máximo tempo médio entre falhas (TMEF) MUDANÇA DE PERFIL E CULTURA DA MANUTENÇÃO 1 - IN TR O D U Ç Ã O Gestão de Manutenção: Corretiva – Preventiva – Preditiva – Detetiva – Engenharia de Manutenção Gestão de Ativos: Projeto – Aquisição – Qualificação das Pessoas – Pré- Operação – Entrada em Operação – Manutenção – Modernização – Disposição Final (Reciclagem). MUDANÇA DO MODELO MENTAL 1 - IN TR O D U Ç Ã O Manutenção Corretiva Preditiva e Eng. Manutenção Foco na Quebra Identificação e bloqueio das causas Contratos de Mão de Obra Contratos de Serviços / Resultados Enfoque em custo Enfoque em Otimização / Resultados Vigilância Permanente Confiabilidade SMS como prioridade SMS como premissa Atividades Funcionais Atividades Multidisciplinares Visão Isolada Visão Sistêmica e Integrada Procedimentos PRINCÍPIOS Gestão da Manutenção Gestão de Ativos de para SETE MELHORES PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO 1 - IN TR O D U Ç Ã O Trabalho em Equipe Visão Sistêmica Priorizar a Preditiva e a Eng. De Manutenção Eliminação das Falhas, atuando na Causa Básica TBC Medir, analisar e atuar sobre o resultado da análise Capacitação das Pessoas Índice de Rendimento Operacional Global - IROG 1 - IN TR O D U Ç Ã O • TPM utiliza três índices principais para avaliar o efeito das perdas: – Disponibilidade – Taxa de velocidade, e – Taxa de qualidade • Estes índices são integrados no principal indicador da TPM, o Índice de Rendimento Operacional Global (IROG) Também conhecido como: OEE = Overall Equipment Effectiveness Formulário do IROG 1 - IN TR O D U Ç Ã O • Disponibilidade avalia % do tempo efetivamente utilizado p/ produção, variando de 0 a 1: – Disponibilidade = Tempo de produção / Tempo programado Índice de Rendimento Operacional Global - IROG 1 - IN TR O D U Ç Ã O • Taxa de velocidade avalia velocidade relativa do equipamento comparada a sua velocidade teórica máxima, variando entre 0 e 1: – Taxa de velocidade = Tempo de ciclo real / Tempo de ciclo teórico • Tempo de ciclo real = Tempo de produção / Total de unidades produzidas • Tempo de ciclo teórico= tempo ideal (mínimo) por unidade produzida IROG 1 - IN TR O D U Ç Ã O • Taxa de qualidade avalia % de unidades conformes produzidas no período, variando de 0 a 1: – Taxa de qualidade = Unidades boas produzidas / Total de unidades produzidas • IROG é o produto simples dos três índices anteriores: IROG = Disponibilidade x Taxa de Velocidade x Taxa de Qualidade • Por ser o produto de 3 indicadores no intervalo [0, 1], IROG apresenta a mesma faixa de variação Diretrizes sobre IROG e seus índices 1 - IN TR O D U Ç Ã O • Caracterizam um bom desempenho dos indicadores: – Disponibilidade e taxa de velocidade > 0,90 – Taxa de qualidade > 0,99 • Bom desempenho operacional: – Valores de IROG > 0,85 (i.e. > que desempenho individual dos indicadores): • IROG < 0,85 indica equipamentos a serem priorizados nas atividades de análise e melhoria. Diretrizes sobre IROG e seus índices 1 - IN TR O D U Ç Ã O • Observações: – IROG e indicadores são índices relativos, podendo ser calculados para qualquer período de tempo (e.g. mês, semana, ano); – Em função de seu caráter relativo, IROG pode ser empregado para avaliar equipamento, conjunto de equipamentos ou linha de produção. Pausa para Prática - 1 1 - IN TR O D U Ç Ã O • Um equipamento deve trabalhar 8 horas por dia durante 22 dias úteis de um determinado mês; • Durante esse período, devido a quebras e ajustes, o mesmo permaneceu parado durante 26,5 horas; • O tempo de ciclo teórico corresponde a cinco peças por minuto: – Entretanto, durante as horas de funcionamento, neste mês foram produzidas 35.600 peças, sendo que 1050 foram consideradas não conformes; • Utilize esses dados e calcule a disponibilidade, taxa de velocidade, taxa de qualidade e o IROG para este equipamento e período. Pausa para Prática - 1 1 - IN TR O D U Ç Ã O • Solução: Tempo de Produção = 176 h – 26,5 h = 149,5 h Tempo Programado = 8 h/dia x 22 dias = 176 h Disponibilidade = Tempo de Produção/Tempo Programado Disponibilidade = 149,5 h / 176 h = 0,85 Tempo de ciclo real = Tempo de Produção / Total pç produzidas Tempo de ciclo real = 149,5 h / 35600 pç = 0,0042 h/pç Tempo de ciclo teórico = 5 pç/min * min / 5 pç = 0,0033 h/pç Velocidade = Tempo ciclo teórico/tempo ciclo real = 0,0033 / 0,0042= 0,79 Qualidade = Unidades boas produzidas / Total de unidades prod. Qualidade = (35600 – 1050) / 35600 = 0,97 IROG = Disponibilidade X Velocidade X Qualidade = 0,85 x 0,79 x 0,97 = 0,65 (65%) Pausa para Prática - 2 1 - IN TR O D U Ç Ã O Durante um determinado período, um equipamento deveria trabalhar por 300 horas. Contudo, durante esse período, devido a quebras e ajustes, o mesmo permaneceu parado durante 35,2 horas. • O tempo de ciclo teórico, informado pelo fabricante do equipamento corresponde a 45 peças por hora. Contudo, durante as horas de funcionamento, neste período, foram produzidas 11.325 peças. Dentre essas peças, 27 foram consideradas não conforme. • Utilize esses dados e calcule a disponibilidade, taxa de velocidade, taxa de qualidade e o IROG para este equipamento e período. Pausa para Prática - 2 1 - IN TR O D U Ç Ã O • Solução: Tempo de Produção = 300 h – 35,2 h = 264,8 h Tempo Programado = 300 h Disponibilidade = Tempo de Produção/Tempo Programado Disponibilidade = 264,8 h / 300 h = 0,88 Tempo de ciclo real = Total pç produzidas / Tempo de Prod. Tempo de ciclo real = 264,8 h / 11325 pç = 0,023 h/pç Tempo de ciclo teórico = 45 pç/h * h / 45pç = 0,022 h/pç Velocidade = Tempo ciclo teórico/tempo ciclo real = 0,022/0,023= 0,96 Qualidade = Unidades boas produzidas / Total de unidades prod. Qualidade = (11325 – 27) / 11325 = 0,99 IROG = Disponibilidade X Velocidade X Qualidade = 0,88x0,96x0,99 = 0,8363 (83,63%) PROBLEMAS DE PRODUÇÃO IR O G 6 GRANDES PERDAS OPERACIONAIS IR O G PERDAS A SEREM COMBATIDAS 1 - IN TR O D U Ç Ã O • Quebra • Ajustes (setup) • Pequenas paradas/ tempo ocioso • Baixa velocidade • Qualidade insatisfatória • Perdas com start-up ONDE ATACAR ? IR O G BENEFÍCIOS DE UM ALTO IROG IR O G Maior disponibilidade de Máquinas e Equipamentos Menor inventário Menor Lead Time Entrega JIT para o Cliente • Melhora a Capabilidade das máquinas Menos paradas de Máquinas Processos estáveis Qualidade melhorada • Aumento do valor agregado Maior eficiência de máquina Redução de custo Performance de negócio melhorada EVOLUÇÃO DA MANUTENÇÃO EVOLUÇÃO DA MANUTENÇÃO HISTÓRICO DA MANUTENÇÃO TIPOS DE MANUTENÇÃO De acordo com Siqueira (2005), os tipos de manutenção são também classificados de acordo com a atitude dos usuários em relação às falhas. Sete categorias são normalmente identificadas, sob este aspecto: • Manutenção Reativa ou Corretiva; • Manutenção Preventiva; • Manutenção Preditiva; • Manutenção Proativa; • Manutenção Produtiva; • Manutenção Detectiva; • Engenharia de Manutenção. MANUTENÇÃO CORRETIVA OU REATIVA Como o nome diz, esta abordagem significa deixar as instalações continuarem a operar até que quebrem. O trabalho de manutenção é realizado somente após a falha ter ocorrido. Em geral, as consequências ao utilizar esta estratégia são mais graves, além de maiores perdas de tempo e maior custo. Vou esperar queimar para trocar. MANUTENÇÃO CORRETIVA PLANEJADA É a correção do desempenho menor do que o esperado ou da falha, por decisão gerencial, ou seja, pela atuação em função de acompanhamento preditivo ou pela decisão de operar até a quebra. A eficácia da manutenção corretiva planejada é função da qualidade da informação fornecida pelo acompanhamento do equipamento. MANUTENÇÃO PREVENTIVA A manutenção preventiva visa eliminar ou reduzir as probabilidades de falhas por manutenção (limpeza, lubrificação, substituição e verificação) das instalações em intervalos pré-planejados. Vou trocar de 6 em 6 meses. Vídeo “Manutenção na Globo” MANUTENÇÃO PREVENTIVA A limpeza e a lubrificação regulares das máquinas, mesmo a pintura periódica de um edifício, podem ser consideradas manutenção preventiva. Segundo Almeida (2000) a manutenção preditiva é um programa de manutenção preventiva acionado por condições. MANUTENÇÃO PREDITIVA A manutenção preditiva pode incluir a monitoração contínua das vibrações, por exemplo, ou outras características da linha. Os resultados desta monitoração seriam então a base para decidir se a linha deveria ser parada. A lâmpada está piscando. Vou trocar antes que queime. A Manutenção Preditiva busca a previsão ou antecipação da falha; medindo parâmetros que indiquem a evolução de uma falha a tempo de serem corrigidas. MANUTENÇÃO PREDITIVA 45 MANUTENÇÃO PREDITIVA 46 EXEMPLOS DE MANUTENÇÕES EM VEÍCULOS 47 MANUTENÇÃO PROATIVA A Manutenção Proativa, baseia-se na experiência utilizada para otimizar o processo e o projeto de novos equipamentos, em uma atitude proativa de melhoria contínua (SIQUEIRA, 2005). MANUTENÇÃO PRODUTIVA A Manutenção Produtiva objetiva garantir a melhor utilização e maior produtividade dos equipamentos; MANUTENÇÃO DETECTIVA Detectar falhas ocultas em sistemas de proteção. Exemplo: Shut Down System Parada automática por: • Excesso de Vibração; • Excesso de Temperatura. Evitando consequências muitas vezes catastróficas. MANUTENÇÃO DETECTIVA Detectar a falha, mas com o equipamento/planta operando. Sistemasespeciais para verificação (“checks”). Falha: Não Atuação ou Atuação Indevida Ex: ABS, Air Bag. ENGENHARIA DE MANUTENÇÃO Engenharia de manutenção significa uma mudança cultural, perseguir benchmarks, aplicar técnicas modernas, estar nivelado com a manutenção de Primeiro Mundo. Caracteriza-se por utilizar todos os dados que o sistema de preditiva colhe e armazena em análises, estudos e proposição de melhorias (PINTO E XAVIER, 1999). MANUTENÇÃO - ANALOGIA PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO Pode-se observar no quadro acima que os países de primeiro mundo estão se preocupando em trabalhar com os tipos de manutenção que utilizam técnicas e estudos modernos e que o Brasil ainda está mais ligado aos primeiros tipos de manutenção. CUSTOS DE MANUTENÇÃO X FATURAMENTO BRUTO CUSTOS DE MANUTENÇÃO COM SERVIÇOS DE TERCEIROS HISTÓRICO DA MANUTENÇÃO 1 - IN TR O D U Ç Ã O O custo da manutenção em si está ainda aumentando, em termos absolutos e proporcionalmente à despesa total. Em algumas indústrias, ele é atualmente o segundo maior, senão o maior, elemento de custos operacionais. Como resultado, em apenas trinta anos ele saiu de uma quase inexistência para o topo da lista como uma das prioridades de controle de custos. Com o passar dos anos, como foi e como é a visão sobre os padrões de falhas? 57 HISTÓRICO DA MANUTENÇÃO 1 - IN TR O D U Ç Ã O A 1h24 min do dia 26 de abril de 1986, um sábado, ocorreu o pior acidente na história da geração industrial de energia nuclear. Duas explosões, uma logo após a outra, lançaram ao ar as 1.000 toneladas de concreto da tampa de selagem do reator nuclear número 4 de Chernobyl. Fragmentos fundidos do núcleo "choveram" na região vizinha e produtos da fissão foram liberados na atmosfera. O acidente provavelmente custou centenas de vidas e contaminou vastas áreas de terra na Ucrânia. 58 TERMINOLOGIA DE MANUTENÇÃO As Built - Compreende a documentação técnica que descreve a última configuração que se encontra o projeto e/ou ativos instalados; TERMINOLOGIA DE MANUTENÇÃO Backlog - São os serviços pendentes (Ordens de Serviço aprovadas, inclusive de preventiva). O backlog mede a carga de trabalho da manutenção em número de dias necessários para concluir todos os serviços pendentes previstos para serem executados pela equipe fixa (própria ou contratada). TERMINOLOGIA DE MANUTENÇÃO Ciclo de Vida - É a duração de um ativo desde o projeto e desenvolvimento até o descarte, passando pelas fases de fabricação, montagem, testes, operação e manutenção. TERMINOLOGIA DE MANUTENÇÃO CMMS (Computerized Maintenance Management System) ou EAM (Enterprise Asset Management) - Sistema informatizado utilizado para registrar, acompanhar e gerenciar atividades de inspeção e manutenção de ativos industriais dentro de uma organização. Exemplos de Softwares: Sigma, Engeman, MP2 Professional. TERMINOLOGIA DE MANUTENÇÃO 63 Criticidade - Indicador da importância relativa de um equipamento com relação aos objetivos do negócio da organização, ou a magnitude das consequências decorrentes de sua eventual falha. Ex: Verde, Amarelo e Vermelho (Equipamentos). TERMINOLOGIA DE MANUTENÇÃO Desvio - Anomalia, anormalidade, problema, não conformidade, inconveniência, dano EVTE - Estudo de Viabilidade Técnica e Econômica Downtime - Intervalo de tempo durante o qual um item está fora de serviço (indisponível). Inclui todos os atrasos entre a falha do item e a restauração deste a operação. O downtime pode ser planejado ou não planejado. TERMINOLOGIA DE MANUTENÇÃO Item - Qualquer sistema, subsistema, unidade funcional, equipamento, parte, componente, sub- componente, ou dispositivo que pode ser considerado individualmente em termos de análise de falha, teste, reparo ou substituição TERMINOLOGIA DE MANUTENÇÃO Part Number (PN) - Referência atribuída ao item por seu fabricante. Ordem de Serviço (OS) - Documento que dá início e detalha o processo de intervenção da manutenção, envolvendo todas as etapas até a disponibilização do sistema para operação. TERMINOLOGIA DE MANUTENÇÃO NI (Número de Identificação de Equipamento) - Código ou número de identificação individual e único de um determinado ativo industrial, utilizado para rastrear todo o seu ciclo de vida útil, onde quer que este esteja localizado (instalado no campo, nas oficinas ou almoxarifado). A esta identificação estão relacionadas informações referentes à especificação técnica e de projeto, assim como seu histórico de manutenção TERMINOLOGIA DE MANUTENÇÃO Parada - Interrupção ou redução do processo produtivo de uma planta, área, equipamento ou sistema. TAG - Código que identifica a posição operacional ou o local de instalação de um determinado ativo industrial na planta, de acordo com os diagramas de processo e instrumentação da planta industrial TERMINOLOGIA DE MANUTENÇÃO P&ID (Process & Instrument Diagram) - Sigla na língua inglesa, que significa diagrama de processo e instrumentação TERMINOLOGIA DE MANUTENÇÃO PFD (Process Flow Diagram) - Diagrama de fluxo de processo CAPÍTULO 02 – DEFINIÇÕES GERAIS - Funções de um ativo - Funções primárias e secundárias - Falhas funcionais - Modos de falha - Causa raiz - Erro humano - Poka-Yoke - Efeitos da falha - Consequências da falha 71 FUNÇÕES DE UM ATIVO 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS Como descrever as funções de um ativo? É um princípio bem estabelecido pela engenharia que uma definição de função deve consistir de um verbo e um objeto. Ajuda muito iniciar tais definições com um verbo ("bombear água", "transportar pessoas", etc). FUNÇÕES DE UM ATIVO 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS No entanto, os usuários não somente esperam que o ativo cumpra com uma função. Eles também esperam que o ativo promova um nível aceitável de desempenho. 73 FUNÇÕES DE UM ATIVO 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS Por exemplo, a função de uma bomba pode ser: "Bombear água do Tanque X para o Tanque Y a não menos que 800 litros por minuto." Realizar uma volta inteira no circuito com uma diferença inferior a 1 segundo do poleposition. O definição de uma função deve consistir de um verbo, um objeto e o padrão de desempenho desejado. 74 FUNÇÕES PRIMÁRIAS E SECUNDÁRIAS 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS • Funções primárias: as quais sumarizam o porquê os ativos foram adquiridos em primeiro lugar. Esta categoria de funções cobre questões tais como velocidade, quantidade, capacidade de transporte ou armazenagem, qualidade do produto e serviços ao cliente. 75 FUNÇÕES PRIMÁRIAS E SECUNDÁRIAS 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS • Funções secundárias: os usuários também têm expectativas em áreas tais como segurança, controle, contenção, conforto, integridade estrutural, economia, proteção, conformidade com os regulamentos ambientais e até a aparência do item. 76 FUNÇÕES PRIMÁRIAS E SECUNDÁRIAS 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS Exemplo: Funções Primárias de um relógio de pulso: mostrar as horas com nitidez. Funções Secundárias de um relógio de pulso: ter alarme, horários de vários países, ser leve, bonito, resistir a água, ter cronômetro e agenda. Quais as funções primárias e secundárias de: - Um celular? - Um pen drive? - Uma bolsa feminina? FUNÇÕES PRIMÁRIAS E SECUNDÁRIAS 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS Um ativo pode ter mais de uma função primária.Por exemplo, o próprio nome de um avião de caça/bombardeiro sugere que ele tem duas funções primárias. Nestes casos as duas devem ser listadas na especificação funcional. Funções primárias múltiplas e independentes Funções primárias múltiplas podem ser ainda em paralelo ou em série. Vamos ver: 78 Op 01 Op 02 Máquina A Funções primárias em paralelo Op 01 Op 02 Máquina A Funções primárias em série FUNÇÕES PRIMÁRIAS E SECUNDÁRIAS 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS FALHAS FUNCIONAIS 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS "Falha" é definida como a incapacidade de qualquer ativo de fazer o que seu usuário quer que ele faça. Espero que abra..... FALHAS FUNCIONAIS 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS Falhas funcionais ocorrem quando um item está incapaz de preencher a função em um padrão de desempenho que seja aceitável para o usuário. Claramente estas falhas somente podem ser identificadas após as funções e os padrões de desempenho do ativos terem sido definidos FALHAS FUNCIONAIS 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS Exemplo: Funções Primárias de um relógio de pulso: mostrar as horas com nitidez. Falhas funcionais: - horas não visíveis - horas com pouca nitidez 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS Por exemplo, a função primária de uma bomba pode ser: "Bombear água do Tanque X para o Tanque Y a não menos que 800 litros por minuto." FALHAS FUNCIONAIS 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS A capabilidade inicial da bomba da figura é de 2.000 litros por minuto. O desgaste do rotor é inevitável, assim a capabilidade tende a diminuir. Até enquanto não reduzir a possibilidade de bombear 800 litros por minuto, ela ainda será capaz de encher o tanque, satisfazendo assim o usuário no contexto descrito. O ativo ainda está OK mesmo com alguma deterioração FALHAS FUNCIONAIS 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS MODOS DE FALHA Eventos que potencialmente podem causar as falhas funcionais. Falha funcional Modos de falha Falhas funcionais de um relógio de pulso: - horas não visíveis - horas com pouca nitidez Modos de falha: - bateria descarregada - visor embaçado Diagrama de causa e efeito 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS MODOS DE FALHA Eu posso atribuir modos de falha que ainda não ocorreram, mas que podem vir a ocorrer? Se quisermos realmente aplicar manutenção pró- ativa para algum ativo físico, deve-se tentar identificar todos os modos de falha que provavelmente afetam aquele ativo. O ideal é que estes sejam identificados antes de ocorrer, ou se não for possível, antes que ocorra novamente. 86 Os modos de falha podem ser classificados em um dos três grupos a seguir: • quando a capabilidade cai abaixo do desempenho desejado; • quando o desempenho desejado fica acima da capabilidade inicial; • quando o ativo não é capaz de fazer o que é desejado. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS MODOS DE FALHA Redução de capabilidade Deterioração, falhas de lubrificação, sujeira, desmontagem, erros humanos. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS MODOS DE FALHA capabilidade Desempenho desejável 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS MODOS DE FALHA Aumento no desempenho desejado capabilidade Desempenho desejável A segunda categoria de modos de falha ocorre quando o desempenho desejado está dentro da capabilidade do ativo posto em serviço pela primeira vez, mas depois o desempenho desejado aumenta até que caia fora de sua capabilidade. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS MODOS DE FALHA Exemplo: no instante em que o proprietário de um automóvel atinge o limite de rotações, que é de 6.000 rpm, insiste em forçar o motor a 7.000 rpm. Agindo assim, faz que o motor se deteriore mais rapidamente do que se mantivesse dentro dos limites previstos e assim falhe mais rapidamente. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS MODOS DE FALHA 30 seg/peça 50 seg/peça 20 seg/peça Sabendo que o gargalo define a taxa de produção da linha de montagem, algumas empresas forçam em demasia o gargalo, podendo antecipar o desgaste da máquina. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS MODOS DE FALHA Incapacidade inicial Situações aparecem em que o desempenho desejado está fora da capabilidade inicial desde o começo. capabilidade Desempenho desejável 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS CAUSA RAIZ O termo "causa de raiz" é frequentemente usado juntamente com a análise de falhas. Isto significa que se for tentado o suficiente, é possível chegar ao nível final e absoluto da causa. Falha funcional Modos de falha Causa raiz Causa raiz Causa raiz 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS CAUSA RAIZ O detalhamento deve ocorrer até o nível onde há possibilidades de ações gerenciais de intervenção. O modo de falha "a porca do rotor apertada demais” é causado por "erro de montagem”. Se descermos um nível a mais, o erro de montagem deve ocorrer porque "o montador estava distraído”. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS CAUSA RAIZ Uma causa raiz típica é o erro humano, que veremos a seguir Ele pode ter se distraído porque "seu filho estava doente”. Esta causa deve ter ocorrido porque "a criança comeu comida estragada no restaurante”. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS ERRO HUMANO Categorias Principais de Erro Humano • fatores antropométricos; • fatores sensoriais humanos; • fatores fisiológicos; • fatores psicológicos. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS ERRO HUMANO Fatores antropométricos Fatores antropométricos são aqueles que se relacionam ao tamanho e/ou a resistência do operador ou mantenedor. Os erros ocorrem porque uma pessoa (ou parte da pessoa, como uma mão ou braço): • simplesmente não pode se ajustar ao local disponível para fazer alguma coisa; • não pode alcançar alguma coisa; • não é suficientemente forte para erguer ou deslocar alguma coisa. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS ERRO HUMANO Note também que se um erro humano ocorre por uma destas razões, o erro humano não é a causa principal. A causa é na verdade o projeto errado e o erro humano resultante é um efeito desta falha/causa. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS ERRO HUMANO Fatores Sensoriais Humanos Os fatores sensoriais humanos dizem respeito à facilidade com que cada pessoa pode ver, escutar, sentir e mesmo cheirar o que está se passando ao seu redor. No caso dos operadores, isso tende a se aplicar à visibilidade e à legibilidade dos instrumentos e painéis de controle. 99 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS ERRO HUMANO Fatores Sensoriais Humanos Novamente, note que se as falhas estão ocorrendo pelas razões acima, então o erro humano não é a causa principal, mas o efeito de alguma outra falha. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS ERRO HUMANO Fatores Fisiológicos As tensões incluem temperaturas altas ou baixas, excessiva umidade, alta vibração, exposição a radiações ou produtos químicos tóxicos, ou simplesmente trabalhar por muito tempo, especialmente em tarefas que demandam carga física ou mental sem uma pausa adequada. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS ERRO HUMANO FatoresFisiológicos Fadiga física e mental Se os erros ocorrem ou se imagina que ocorram por alguma dessas razões, o ser humano mais uma vez não é a causa raiz. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS ERRO HUMANO Fatores Psicológicos Deslizes e lapsos Estes erros geralmente acontecem porque a pessoa em questão estava distraída, preocupada ou simplesmente "mentalmente ausente“. É justo descrever este fato como a causa raiz da falha. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS ERRO HUMANO Fatores Psicológicos Violações A violação ocorre quando alguém conscientemente e deliberadamente comete um erro. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS POKA-YOKE Mas como prevenir os erros humanos que não são violações? Chamados de Poka-yoke (de Yokeru (prevenir) e Poka (erros de desatenção), sua ideia está baseada no princípio de que os erros humanos são inevitáveis até certo grau. Poka-yokes são dispositivos ou sistemas simples (preferencialmente baratos) que são incorporados em um processo para prevenir erros de falta de atenção dos operadores, que provocam defeitos. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS POKA-YOKE 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS POKA-YOKE 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS POKA-YOKE 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS POKA-YOKE EXERCÍCIO EM SALA No próximo slide você encontra 2 processos e 2 produtos. Para cada um deles, defina: 1-) Uma função primária 2-) Uma falha funcional 3-) Um diagrama de causa e efeito, até as causas raízes 4-) Um poka-yoke dentro do diagrama 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS POKA-YOKE Processo de controle de qualidade de um iogurte de chocolate branco vendido em bandeja de 6 unidades. Processo de atendimento em um call center de internet banda larga para instalação de novas linhas. Produto: máquina de café expresso Produto: caixa eletrônico 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS POKA-YOKE Processo de controle de qualidade de um iogurte de chocolate branco vendido em bandeja de 6 unidades. Função primária: Produzir bandejas de chocolate branco com 6 unidades; Falha funcional: Produzir outro sabor, produzir quantidade < 6 un por bandeja, produzir bandeja abaixo do peso/volume; Modo de falha: Bico dosador com defeito/desregulado/descalibrado; 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS POKA-YOKE Processo de controle de qualidade de um iogurte de chocolate branco vendido em bandeja de 6 unidades. 5 Porquês: 1° - Porque o bico dosador não injeta a quantidade de iogurte adequada? 2° - Porque o bico dosador apresenta defeito (ajuste ou falha)? Porque o bico dosador não foi reparado? 3° - Porque o bico dosador não foi contemplado na relação de atividades de manutenção preventiva? 4° - Porque o bico dosador e equipamento em geral não foram contemplados como equipamentos críticos no processo? 5° - Porque não existe procedimento de manutenção. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS POKA-YOKE Poka Yoke: Criar procedimento de manutenção para contemplar os equipamentos críticos para a produção e suas respectivas manutenções preventivas, etc. Ação de contenção: Após sair do envase/fechamento a bandeja deve passar por uma balança para medir o peso e caso esteja fora do especificado, a mesma é retirada do processo automaticamente por um cilindro pneumático. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS POKA-YOKE Processo de atendimento em um call center de internet banda larga para instalação de novas linhas. Função primária: Atender bem o cliente (telefone) Falha funcional: Não ouvir / entender o cliente claramente Modo de falha: Aparelho telefônico com defeito 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS POKA-YOKE 5 Porquês: 1° - Porque o operador não consegue conversar claramente com o cliente? 2° - Porque o Porque o telefone apresenta defeito (ruídos, interferência)? Porque o aparelho é antigo? 3° - Porque não existe uma política de troca de aparelhos? 4° - Porque nunca existiu esta política? 5° - Porque a empresa não levantou esta condição. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS POKA-YOKE Poka Yoke: Criar um controle sistemático de trocas de telefone por tempo e condição de uso. Ação de contenção: Manter estoque para reposição (backup); Adquirir aparelhos tipo headset. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS POKA-YOKE Produto: máquina de café expresso Função primária: Produzir café Falha funcional: Café não sai (entupimento) Modo de falha: Orifício entupido 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS POKA-YOKE 5 Porquês: 1° - Porque o café não é produzido? 2° - Porque o sistema está entupido/obstruído? 3° - Porque a máquina de café expresso não possui sistema de auto limpeza? 4° - Porque não foi contemplado no projeto. 5° – Não levantou-se esta condição na fase de projeto. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS POKA-YOKE Poka Yoke: Desenvolver sistema de auto limpeza após x ciclos de funcionamento, contemplando-se esta situação em projeto. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS POKA-YOKE Produto: caixa eletrônico Função primária: Sacar dinheiro / visualizar saldo e extrato / pagar contas, boletos. Falha funcional: Caixa não funciona Modo de falha: Falta de energia elétrica 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS POKA-YOKE 5 Porquês: 1° - Porque não consegue-se sacar dinheiro no caixa eletrônico? 2° - Porque ocorreu queda de energia e o caixa eletrônico desligou automaticamente? 3° - Porque os caixas eletrônicos não possuem sistema de nobreak? 4° - Porque não foi avaliado no projeto. 5° – Não levantou-se esta condição na fase de projeto. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS POKA-YOKE Poka Yoke: Instalar aparelhos tipo nobreak em todos os caixas eletrônicos com autonomia mínima de 2 horas de funcionamento. Manter sistema de energia elétrica interligada no sistema gerador e este deve ser de acionamento automático. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS EFEITOS DA FALHA Os efeitos de falhas descrevem o que acontece quando ocorre um modo de falha. Observe que os efeitos de falha não são os mesmos que as consequências da falha. Efeito: o que acontece quando cada modo de falha ocorre. Consequência: de que forma o cliente ou mesmo a empresa “sente” o efeito da falha. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS EFEITOS DA FALHA 1. Comprei meu relógio para ver as horas. 2. Mas ele já não mostra mais. 3. A bateria acabou. 4. Desta forma, não existe energia para manter o display ligado. 5. Perdi a hora e tomei uma “dura” do meu chefe!! 1. Função primária 2. Falha funcional 3. Modo de falha 4. Efeito do modo de falha 5. Consequência 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS EFEITOS DA FALHA Operação A Operação B Operação C Função primária da operação B: cortar a peça dentro da especificação Falha funcional: operação B não é capaz de cortar a peça Um dos modos de falha: operação B tem sua ferramenta quebrada 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS EFEITOS DA FALHA Operação A Operação B Operação C Efeito deste modo de falha: a operação B é interrompida por 30 minutos em média Consequências deste modo de falha: a linha toda pára durante os 30 minutos, impedindo o atendimento ao cliente que, insatisfeito,procura outro fornecedor. 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS CONSEQUENCIAS DA FALHA O único motivo para se fazer qualquer tipo de manutenção pró-ativa não é apenas prevenir cada falha, mas prevenir, ou pelo menos diminuir, as conseqüências da falha. Um mesmo efeito pode ter conseqüências diferentes? Vamos analisar o caso de uma emissora de TV...... 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS CONSEQUENCIAS DA FALHA - Se for no meio da novela das 8 -Se for durante a disputa de pênaltis da final da copa do mundo, Brasil e Argentina. Modo de Falha: enrolamento de fita Efeito: imagem escura (fora do ar) em média 1 min Conseqüências: - se for às 3h da manhã, no intervalo do filme (Corujão) Exemplo (leve descontentamento, ou até mesmo passe desapercebido pelo telespectador) 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS CONSEQUENCIAS DA FALHA Caso real – empresa de distribuição de energia elétrica Vamos ver algumas fotos 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS CONSEQUENCIAS DA FALHA 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS CONSEQUENCIAS DA FALHA 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS CONSEQUENCIAS DA FALHA Vamos ver algumas fotos 2 – D EF IN IÇ Õ ES G ER A IS CONSEQUENCIAS DA FALHA 133 CAPÍTULO 03 – FMEA - Análise dos efeitos e modos de falha - Ocorrência - Gravidade - Não-detecção - Número de prioridade de risco (NPR) - Críticas ao FMEA 3 – FM EA ANÁLISE DOS EFEITOS E MODOS DE FALHA FMEA - FAILURE MODE AND EFFECT ANALYSIS Técnica utilizada para definir, identificar e eliminar falhas, problemas ou erros potenciais ou conhecidos da unidade em análise antes que eles cheguem ao usuário. 3 – FM EA ANÁLISE DOS EFEITOS E MODOS DE FALHA FMEA - FAILURE MODE AND EFFECT ANALYSIS • Um FMEA propriamente conduzido fornece informações auxiliares na: – redução do risco operacional de sistemas, através de ações de melhoria, e – para evitar que falhas/erros cheguem ao usuário, através de ações preventivas. 3 – FM EA ANÁLISE DOS EFEITOS E MODOS DE FALHA FMEA - FAILURE MODE AND EFFECT ANALYSIS FMEA é um método analítico padronizado para detectar e eliminar problemas potenciais de forma sistemática e completa. É um método de avaliação de projetos ou processos usada para identificar TODOS os possíveis modos potenciais de falha (internas ou externas) e determinar o efeito de cada uma sobre o comportamento do sistema. 3 – FM EA ANÁLISE DOS EFEITOS E MODOS DE FALHA • FMEA de projeto: para o componente ou o subconjunto do produto; • Todos os novos componentes; • Componentes existentes utilizados em outras situações; • Componentes existentes a serem melhorados, sejam eles de produção interna ou de fornecimento externo. 3 – FM EA ANÁLISE DOS EFEITOS E MODOS DE FALHA • FMEA de processo: para as várias fases do processo produtivo; • Novos produtos; • Produtos modificados; • Produtos existentes fabricados com nova tecnologia. 3 – FM EA ANÁLISE DOS EFEITOS E MODOS DE FALHA • As duas análises são orientadas para eliminar as causas das falhas que surgem sobre o produto/serviço na utilização pelo cliente e são complementares entre si. 3 – FM EA ANÁLISE DOS EFEITOS E MODOS DE FALHA FMEA - FAILURE MODE AND EFFECT ANALYSIS Segundo Puente et al. (2002), a FMEA inicialmente foi utilizada pela Nasa (National Aeronautics and Space Administration) em 1963, e então expandida para a indústria automobilística. 3 – FM EA ANÁLISE DOS EFEITOS E MODOS DE FALHA Para cada modo possível de falha: • Qual é a probabilidade de ocorrer? •Qual seria a conseqüência? •Com qual probabilidade de ser detectado antes que afete o cliente? Baseado em uma avaliação quantitativa dessas três perguntas, é calculado um número de prioridade de risco (NPR), ou risk priority number (RPN) para cada modo de falha. Ações corretivas que visam prevenir falhas são então aplicadas às causas cujo NPR indica prioridade. 3 – FM EA ANÁLISE DOS EFEITOS E MODOS DE FALHA Passo 1 - Identificar todas as partes componentes dos produtos ou serviços. Passo 2 - Listar todas as formas possíveis segundo as quais os componentes poderiam falhar (os modos de falhas). Passo 3 - Identificar os efeitos possíveis das falhas (tempo parado, segurança, necessidades de consertos, efeitos para os clientes). 3 – FM EA ANÁLISE DOS EFEITOS E MODOS DE FALHA Passo 4 - Identificar todas as causas possíveis das falhas para cada modo de falha. Passo 5 - Avaliar a probabilidade de falha, a severidade dos efeitos da falha e a probabilidade de detecção. Passo 6 – Calcular o RPN Passo 7 – Aplicar ações corretivas de acordo com o ranking criado. 3 – FM EA ANÁLISE DOS EFEITOS E MODOS DE FALHA Quem conduz o FMEA? • Equipe: – específica para cada projeto; – normalmente multidisciplinar . •Condução do FMEA por um único indivíduo pode levar a informações incompletas e avaliações tendenciosas. 3 – FM EA ANÁLISE DOS EFEITOS E MODOS DE FALHA Distribuição das tarefas de preenchimento do FMEA mediante tempo limitado. 3 – FM EA ANÁLISE DOS EFEITOS E MODOS DE FALHA Interpretação do FMEA • O objetivo do FMEA é identificar e prevenir problemas potenciais ou conhecidos antes que eles cheguem aos usuários; • Problemas têm diferentes prioridades: – Em sua essência, o FMEA consiste na determinação das prioridades. 3 – FM EA ANÁLISE DOS EFEITOS E MODOS DE FALHA Os resultados da FMEA são registrados em um formulário padronizado. 3 – FM EA OCORRÊNCIA O fator ocorrência está relacionado à probabilidade de ocorrência dos modos de falha. Probabilidade de Falha Taxas de falha possíveis Índice de Ocorrência 100 por mil peças 10 50 por mil peças 9 20 por mil peças 8 10 por mil peças 7 5 por mil peças 6 2 por mil peças 5 1 por mil peças 4 0,5 por mil peças 3 0,1 por mil peças 2 Remota: Falha é improvável 0,01 por mil peças 1 Muito Alta: Falhas Persistentes Alta: Falhas freqüentes Baixa: Relativamente poucas falhas Moderada: Falhas ocasionais Obs: as tabelas de Lange (2001) representam os critérios adotados pela FORD MOTOR COMPANY. Potential Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) Reference Manual, 1988. 3 – FM EA GRAVIDADE (SEVERIDADE) A severidade é a dimensão de quão sério é a consequência do efeito do modo de falha para o cliente/usuário. 3 – FM EA DETECÇÃO Já no caso da detecção, o valor 1 remete ao modo de falha que é quase sempre detectado, e o valor 10 corresponde à falha que é geralmente impossível de se detectar. 1 9 Probabilidade de detecção 2 3 4 5 6 7 8 Alta probabilidade de detecção Baixa probabilidade de detecção Manutenção Preditiva Manutenção Preventiva Manutenção Corretiva 1 9 Probabilidade de detecção 2 3 4 5 6 7 8 Alta probabilidade de detecção Baixa probabilidade de detecção Manutenção Preditiva Manutenção Preventiva Manutenção Corretiva Almeida et al. (2005). Tanto no caso da ocorrência, gravidade e detecção, quanto maior o valor, pior o cenário. 3 – FM EA DETECÇÃO 3 – FM EA NÚMERO DE PRIORIDADE DE RISCO - RPN •O RPN é um indicador e, como tal, é um instrumento comparativo; •Para situações práticas vale contextualizar e definir critérios específicos; •Pesos podem ser utilizados para ponderar cada um dos fatores. 3 – FM EA NÚMERODE PRIORIDADE DE RISCO - RPN Melhor Cenário Falhas ocorrem esporadicamente O impacto é desprezível Sua possibilidade de ocorrência é facilmente detectável Pior Cenário Falhas ocorrem com muita frequência O impacto é extremamente danoso Sua possibilidade de ocorrência é dificilmente detectável O valor do RPN pode variar de 1 a 1000. Por não ser uma escala linear, o valor médio do RPN não é 500, mas sim 125 (5x5x5). 3 – FM EA NÚMERO DE PRIORIDADE DE RISCO - RPN a) Qual é o maior valor possível para o RPN? b) Qual é o menor valor possível para o RPN? c) Qual é o valor médio para o RPN? 3 – FM EA NÚMERO DE PRIORIDADE DE RISCO - RPN • RPN = O x S x D • Recomendação: falhas devem ser analisadas sempre que tiverem RPN > 50 • Lógica de determinação do ponto de corte: –Deseja-se atuar sobre 95% das falhas apontadas no FMEA – O valor máximo de RPN é (10 x 10 x 10) = 1000 – 95% de 1000 é 950. Então: 1000 - 950 = 50. Assim, 50 é o ponto de corte para análise. 3 – FM EA NÚMERO DE PRIORIDADE DE RISCO - RPN 3 – FM EA NÚMERO DE PRIORIDADE DE RISCO (RPN) Uma empresa de transportes detectou 3 modos de falhas associados com a falha funcional “produtos chegam danificados”. Produtos não presos (modo de falha 1) Produtos presos incorretamente (modo de falha 2) Produtos carregados incorretamente (modo de falha 3) O grupo de análise definiu os seguintes valores para os parâmetros: MF Ocorrência Gravidade Não detecção 1 5 6 2 2 8 4 5 3 7 4 7 MF = Modo de falha 3.1 3 – FM EA NÚMERO DE PRIORIDADE DE RISCO - RPN Modo de falha RPN 1 5x6x2 = 60 2 8x4x5 = 160 3 7x4x7 = 196 A prioridade será dada ao modo de falha 3, seguido pelo 2 e pelo 1. Resposta: 3.1 3 – FM EA NÚMERO DE PRIORIDADE DE RISCO - RPN 3.2 A queima de uma lâmpada no interior do automóvel, destinada a facilitar a leitura de um livro, por parte do passageiro, é uma falha que ocorre com grande frequência. Normalmente, a ação tomada neste caso é puramente corretiva. Por outro lado, o desgaste precoce dos pneus pode causar situações de perigo. A frequência desta falha é considerada média, e o motorista pode observar periodicamente o pneu, a fim de antecipar alguma anomalia. 3 – FM EA NÚMERO DE PRIORIDADE DE RISCO - RPN 3.2 Outra falha de destaque em automóveis é a ação inadequada do óleo. Os riscos desta falha estão ligados a vida útil do motor. A ocorrência desta falha é mais comum do que se imagina. Neste caso se pratica uma manutenção preventiva. De seis em seis meses é aconselhável trocar o óleo do carro. A falta de combustível é uma falha que pode ser detectada simplesmente observando o painel do carro. Dificilmente ocorre, e quando ocorre coloca o motorista em situação complicada. 3 – FM EA NÚMERO DE PRIORIDADE DE RISCO - RPN 3.2 Faça uma análise deste comentário informal, a respeito de 4 falhas presentes em automóveis. Em sua análise, utilize conceitos do FMEA. 3 – FM EA NÚMERO DE PRIORIDADE DE RISCO - RPN 3.3 Duas falhas foram analisadas, nos últimos 6 meses, de acordo com o conceito FMEA. Três gráficos foram gerados, com os fatores ocorrência, detecção e gravidade. 3 – FM EA NÚMERO DE PRIORIDADE DE RISCO - RPN 3.3 Fator Ocorrência das falhas A e B 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 Mês Fa to r O co rr ên ci a Falha A Falha B Fator Detecção das falhas A e B 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 Mês F at o r D et ec çã o Falha A Falha B Fator Gravidade das falhas A e B 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 Mês Fa to r G ra vi da de Falha A Falha B 3 – FM EA NÚMERO DE PRIORIDADE DE RISCO - RPN 3.3 a) Construa um gráfico semelhante aos gráficos apresentados, apresentando o RPN das falhas A e B, durante os 6 meses. b) Explique o que pode ter ocorrido na prática para o perfil observado no gráfico de detecção. c) Explique o comportamento observado no gráfico do RPN, das falhas A e B. 3 – FM EA CRÍTICAS AO FMEA A medida da severidade e da detecção apresenta uma série de dificuldades, devido à grande subjetividade destes parâmetros, além de utilizarem uma escala não universal. Valores ordinais preservam a informação do ranking, mas as distâncias entre estes valores não podem ser mensurados, uma vez que esta distância não existe. 3 – FM EA CRÍTICAS AO FMEA Para os mil valores possíveis de RPN gerados a partir de todas as possíveis combinações dos fatores ocorrência (1 a 10), detecção (1 a 10) e severidade (1 a 10), é possível observar que quase todo valor de RPN não é único. Então, o que fazer em caso de empate? CAPÍTULO 04 – FTA - Fault Tree Analysis - Diagrama Espinha de Peixe - Passos da FTA - Simbologia - Cálculo de probabilidades 4 – FT A RELAÇÃO FALHA / CAUSA Falha Falha Causa Falha Causa Causa Comportamento dual do evento: falha/causa 4 – FT A HISTÓRICO Este conceito originou-se em 1961, desenvolvido por H. A. Watson, do Bell Telephone Laboratories. A árvore de falhas é um modelo que permite mostrar o encadeamento dos diferentes eventos que podem dar por resultado o evento do topo. 4 – FT A INTRODUÇÃO FTA Seu emprego resulta particularmente útil para: • Auxiliar o analista a identificar dedutivamente as falhas do sistema; • Assinalar os aspectos do sistema mais relevantes em relação a uma falha em particular; • Fornecer ao analista uma maior compreensão do comportamento do sistema. 4 – FT A PASSOS DE EXECUÇÃO DA FTA 4 – FT A PASSOS DA FTA Falha do sistema Evento de topo Eventos que tem uma causa mais básica são colocados em retângulos contendo a descrição dos mesmos Os eventos que compõem a sequencia estão ligados por meio de portas lógicas “e”, “ou” ou outras A seqüência finaliza nas causas básicas indicadas em círculos A eliminação das causas básicas tem como conseqüência a eliminação do evento de topo 4 – FT A EXEMPLO DE ÁRVORE DE FALHAS 4 – FT A CASOS DE APLICAÇÃO TOPO DA ÁRVORE : FALHA (F) MEIO DA ÁRVORE : CAUSA/EFEITO (C/E) BASE DA ÁRVORE : CAUSAS BÁSICAS (C) A ANÁLISE É FEITA DE CIMA PARA BAIXO; A ATUAÇÃO DEVE OCORRER DE BAIXO PARA CIMA 4 – FT A SIMBOLOGIA Representa a falha (evento de topo) ou o evento com dualidade (falha/causa). Falha A Causa A/ Falha B Causa B/ Falha C (...) (...) Falha A Causa A/ Falha B Causa B/ Falha C (...) (...) 4 – FT A SIMBOLOGIA Representa eventos associados a causas básicas. Falha A Causa A1/ Falha B Causa A2/ Falha C Causa B1 Causa C1 4 – FT A SIMBOLOGIA Porta lógica E: evento de saída só ocorre se todos os de entrada ocorrerem Falha A Causa A1/ Falha B Causa A2/ Falha C Causa B1 Causa C1 Causa A3/ Falha D Causa D1 As causas A1, A2 e A3 devem ocorrer para existir a Falha A Saída Entrada 4 – FT A SIMBOLOGIA Porta lógica OU: evento de saída só ocorre se pelo menos um dos de entrada ocorrer Saída Entrada Falha A Causa A1/ Falha B Causa A2/ Falha C Causa B1 Causa C1 Causa A3/ Falha D Causa D1 A falha A ocorre mediante ocorrência da causa A1, A2 ou A3. (A1); (A2); (A3); (A1A2); (A1A3); (A2A3); (A1A2A3). 4 – FT A SIMBOLOGIA Porta lógica de inibição (condicional):evento de entrada só conduz ao de saída se o condicional ocorrer Saída Entrada Falha A Causa A1/ Falha B Causa A2/ Falha C Causa B1 Causa C1 Evento X A falha C só ocorre mediante a ocorrência da causa C1, sob ação do Evento X 4 – FT A SIMBOLOGIA Falha A Causa A1/ Falha B Causa A2/ Falha C Causa B1 Causa C1 Evento X Falha A Causa A1/ Falha B Causa A2/ Falha C Causa B1 Causa C1 Evento X Qual a diferença destas duas árvores? 4 – FT A SIMBOLOGIA Falha A Causa A1/ Falha B Causa A2/ Falha C Causa B1 Causa C1E de prioridade: evento de saídaocorre se os de entrada ocorrerem na ordem da esquerda para a direita Devem ocorrer as causas A1 e A2 para a ocorrência da falha A. Porém, A1 deve ocorrer primeiro. 4 – FT A SIMBOLOGIA OU exclusivo: evento de saída ocorre se um, mas não mais que um, evento de entrada ocorrer. Falha A Causa A1/ Falha B Causa A2/ Falha C Causa B1 Causa C1 Falha A ocorre mediante ação das causas A1 ou A2. Caso A1 e A2 ocorram, a Falha A não ocorre. 4 – FT A SIMBOLOGIA m n OU m em n: evento de saída ocorre se M em N dos eventos de entrada ocorrerem. Falha A Causa A1/ Falha B Causa A2/ Falha C Causa B1 Causa C1 Causa A3/ Falha D Causa D1 2 Para ocorrer a falha A: (A1A2); (A1A3); (A2A3) 4 – FT A SIMBOLOGIA É utilizado da mesma forma que o círculo, mas neste caso o evento apresenta outras causas que não serão consideradas na árvore. O analista sabe que existem outras causas associadas, mas pretende parar o estudo neste ponto. Vamos ver uma árvore de falhas 4 – FT A SIMBOLOGIA Motor não dá partida Falta de combustível Ausência de compressão Tanque vazio Falha primária na linha de combus- tível Não houve abasteci- mento Indicador de combustível não checado 4 – FT A SIMBOLOGIA 4 – FT A DIAGRAMA ESPINHA DE PEIXE – OUTROS TIPOS DE ANÁLISE CAUSASCAUSAS MOTOR NÃO DÁ PARTIDA (Problema) MOTOR NÃO DÁ PARTIDA (Problema) Circuito elétrico Operacionais Circuito combustível Bobina Cabos Bateria Ignição eletr. Velas Distribuidor Chave ignição Carburador Mangueiras Filtro Nível gasolina Bomba combustível Diagrama Espinha de peixe - Ishikawa 4 – FT A SIMBOLOGIA Microsoft Visio 4 – FT A EXERCÍCIO 4.1 Em uma pizzaria, diversos clientes começaram a reclamar que as pizzas estavam sendo entregues com a borda queimada. Algo precisa ser feito. Vamos às entrevistas realizadas com os funcionários da pizzaria. 4 – FT A SIMBOLOGIA - João: “a borda da pizza queima porque o forno está muito quente, ou porque a pizza ficou tempo demais no forno. Às vezes acontece até as duas coisas. Mas eu não sei por que isto ocorre. Só sei que é assim...” - Benedito: “eu sei por que o forno fica muito quente. O indicador de temperatura pode estar desregulado, marcando uma temperatura errada. Aí, a gente acha que está a 120 graus e na verdade pode estar a 200! Ou também o João pode ajustar a temperatura errada no forno. Para mais informações o Zé, da manutenção, pode ajudar. Além dele, a Maria, do RH, pode ajudar também. 4 – FT A SIMBOLOGIA - Zé: “o indicador de temperatura pode estar desregulado por dois motivos. O primeiro motivo é que o termômetro pode dar defeito. Aí o indicador desregula mesmo! Mas tem um sensor que dispara um alarme se o termômetro der defeito. Se o sensor não disparar o alarme quando o termômetro der defeito, o indicador de temperatura desregula mesmo! O segundo motivo do indicador de temperatura desregular é quando o módulo do display apresenta defeito. Aí o oito vira zero, o quatro vira cinco, bagunça tudo!! 4 – FT A SIMBOLOGIA - Maria: “O João pode ajustar a temperatura errada no forno por dois motivos: primeiro, se o procedimento que ele está seguindo estiver errado. Aí o coitado não pode fazer nada. Ele segue o que está escrito. Segundo, se o João realmente errar na hora de ajustar a temperatura. Aí, meu amigo, ou é porque ele se descuidou, ou porque fez por querer mesmo, sabotou!! 4 – FT A SIMBOLOGIA - Luiz: Eu sei por que às vezes a pizza fica tempo demais no forno. Três coisas podem ocorrer: o João pode errar na hora de programar o timer. O RH diz que ele erra porque se descuidou, ou porque quis sabotar mesmo. Outro motivo do excesso de tempo da pizza no forno é o procedimento que pode estar errado. Neste caso, o João não tem culpa, ele apenas segue o que está escrito. Outro motivo é que o timer do forno pode não apitar quando o tempo programado estiver esgotado. E eu sei por que o timer não apita. Ele têm dois módulos de comando, chamados de módulo 1 e módulo 2. Se ambos queimarem, o timer não apita. Se apenas um queimar, o outro trabalha sozinho de maneira normal. Pizza com bordas queimadas Forno muito quente Pizza muito tempo no forno Indicador de temperatura desregulado Funcionário ajusta temperatura errada Termômetro apresenta defeito Alarme não dispara Módulo do display com defeito Proced. padrão do processo errado Erro do funcionário Descuido/ desatenção Sabotagem Timer não apita Erro do funcionário Proced. padrão do processo errado Queima do módulo 1 Queima do módulo 2 Descuido/ desatenção Sabotagem Construa uma FTA que represente todas as relações de causa e efeito descritas para a falha “pizza com as bordas queimadas”. 4 – FT A CÁLCULO DE PROBABILIDADES Uma vez reunidos os dados referentes à probabilidade de ocorrência das causas básicas, a probabilidade de ocorrência dos eventos resultantes pode ser calculada matematicamente. Para a regra E n i iEPOP 1 )()( P(O) = probab. de ocorr. do evento resultante (output) P(E) = probab. de ocorr. das causas resultantes (hierarquia inferior) 4 – FT A CÁLCULO DE PROBABILIDADES Para regra OU n i iEPOP 1 )(11)( Criticidade Matematicamente corresponde ao produto da probabilidade de ocorrência da causa básica pela probabilidade condicional de ocorrência do evento de topo, dado que a causa básica tenha ocorrido. Criticidade = P(Ei) . P(H/Ei) As ações de melhoria devem se dirigir às causas com maior criticidade 4 – FT A CÁLCULO DE PROBABILIDADES 4.2 Calcule as probabilidades para todos os eventos da árvore abaixo: 4 – FT A CÁLCULO DE PROBABILIDADES 4.2 Evento 9 P(9) = P(11) * P(12) P(9) = 0,0004 Evento 10 P(10) = P(13) * P(14) P(10) = 0,0009 Evento 7 P(7) = 1 – [(1 - P(9)) * (1 - P(10))] P(7) = 0,0013 Resposta: 4 – FT A CÁLCULO DE PROBABILIDADES 4.2 1. Falha no sistema de abastecimento de água 3. Mal bombeamento 2. Falha nos tanques de estocagem 4. Tanque 1 inativo 5. Tanque 2 inativo 6. Tanque 3 inativo 7. Falha no sistema elétrico 8. Falha na turbina 9. Falha na bomba 10. Falha no gerador 11. Falha na bomba 1 12. Falha na bomba 2 13. Falha no gerador 1 14. Falha no gerador 2 0,02 0,02 0,10 0,10 0,10 0,02 0,03 0,03 0,0004 0,0009 0,0013 0,02120,0010 0,0222 R es p o st a : 4 – FT A CÁLCULO DE PROBABILIDADES Vamos aproveitar o exercício 4.2 para calcular algumas criticidadesdas causas básicas. No caso da bomba, a probabilidade de falha é de 2%. Como há duas bombas em paralelo, a falha de uma delas não altera substancialmente a probabilidade de falha no sistema (evento de topo). Perceba na figura a seguir que a probabilidade de falha do sistema sobe para 4,15%. Portanto, a criticidade da bomba é de 0,02 x 0,0415 = 0,00083 Veja a próxima figura para entender melhor o cálculo 4 – FT A CÁLCULO DE PROBABILIDADES 1. Falha no sistema de abastecimento de água 3. Mal bombeamento 2. Falha nos tanques de estocagem 4. Tanque 1 inativo 5. Tanque 2 inativo 6. Tanque 3 inativo 7. Falha no sistema elétrico 8. Falha na turbina 9. Falha na bomba 10. Falha no gerador 11. Falha na bomba 1 12. Falha na bomba 2 13. Falha no gerador 1 14. Falha no gerador 2 0,02 0,10 0,10 0,10 0,02 0,03 0,03 0,02 0,0009 0,0209 0,04050,0010 0,0415 Evento ocorreu Se o evento 11 já ocorreu, o evento 9 ocorre se o evento 12 ocorrer 4 – FT A CÁLCULO DE PROBABILIDADES Vamos calcular a criticidade da turbina. Note que sua probabilidade de falha é a mesma da bomba (2%). No entanto, a turbina não possui redundância, e se ela falhar o sistema falha. Logo a probabilidade condicional de falha do sistema dado que a turbina falhou é de 100%. Portanto a criticidade da turbina é de 0,02 x 1 = 0,02; muito maior que a criticidade da bomba. Veja a próxima figura para entender melhor o cálculo 4 – FT A CÁLCULO DE PROBABILIDADES 1. Falha no sistema de abastecimento de água 3. Mal bombeamento 2. Falha nos tanques de estocagem 4. Tanque 1 inativo 5. Tanque 2 inativo 6. Tanque 3 inativo 7. Falha no sistema elétrico 8. Falha na turbina 9. Falha na bomba 10. Falha no gerador 11. Falha na bomba 1 12. Falha na bomba 2 13. Falha no gerador 1 14. Falha no gerador 2 0,02 0,02 0,10 0,10 0,10 0,03 0,03 0,0004 0,0009 0,0013 10,0010 1 Se o evento 8 já ocorreu, a probabilidade do evento 3 ocorrer é de 100%, independente da probabilidade do evento 7. CAPÍTULO 05 – ESTRATÉGIAS DE MANUTENÇÃO - Funções Protegidas (Redundâncias) - Comportamento de algumas falhas - Curva da banheira 5 – ES TR A TÉ G IA S D E M A N U TE N Ç Ã O FUNÇÕES PROTEGIDAS Uma função oculta é aquela cuja falha não se tornará evidente para o grupo de operação se ocorre sob circunstâncias normais. Bomba A Bomba B Bomba Stand-by Se a falha ocorrer na bomba A, o efeito é evidente. Se a falha ocorrer na bomba Stand-by, o efeito é oculto. Ele só se torna evidente se a bomba B falhar também. 5 – ES TR A TÉ G IA S D E M A N U TE N Ç Ã O FUNÇÕES PROTEGIDAS Bomba B Bomba Stand-by Dispositivo de proteção Função protegida Bomba B Função protegida Dispositivo de proteção 5 – ES TR A TÉ G IA S D E M A N U TE N Ç Ã O REDUNDÂNCIA Introduzir redundância em uma produção significa ter sistemas ou componentes de reserva para os casos de falha. Pode ser uma solução dispendiosa para reduzir a probabilidade de falha e é geralmente usada quando a interrupção do funcionamento pode ter impacto crítico. 5 – ES TR A TÉ G IA S D E M A N U TE N Ç Ã O REDUNDÂNCIA Redundância significa duplicar ou até mesmo triplicar alguns dos componentes de um sistema para o caso de um componente falhar. A confiabilidade de um componente junto com sua reserva é dada pela soma da confiabilidade do componente original e a probabilidade de que o componente de reserva seja necessário e esteja funcionando. 5 – ES TR A TÉ G IA S D E M A N U TE N Ç Ã O EXEMPLOS DE REDUNDÂNCIA Usinas nucleares, estações espaciais e hospitais possuem geradores de eletricidade auxiliares em caso de uma emergência. As luzes de freio de caminhões e ônibus contêm duas lâmpadas para reduzir a probabilidade de não mostrar nenhuma luz vermelha na traseira. O corpo humano possui dois de alguns órgãos, rins e olhos por exemplo, que são usados em operação normal, más o corpo pode lidar com a falha de algum deles. 5 – ES TR A TÉ G IA S D E M A N U TE N Ç Ã O REDUNDÂNCIA Ra + b = Ra + (Rb x P(falha)) Onde: Ra + b = confiabilidade do componente a com seu componente de reserva b. Ra = confiabilidade de a sozinho. Rb = confiabilidade do componente de reserva b. P(falha) = a probabilidade que o componente a falhe e portanto, o componente b seja necessário. 5 – ES TR A TÉ G IA S D E M A N U TE N Ç Ã O REDUNDÂNCIA EXERCÍCIO Uma máquina automática de produção de pizza em uma fábrica de alimentos tem cinco componentes principais, com confiabilidades individuais (probabilidade de o componente não falhar), como segue: Misturador de massas – Confiabilidade = 0,95 Rolo e cortador de massa – Confiabilidade = 0,99 Aplicador de massa de tomate – Confiabilidade = 0,97 Aplicador de queijo – Confiabilidade = 0,90 Forno – Confiabilidade = 0,98 5 – ES TR A TÉ G IA S D E M A N U TE N Ç Ã O REDUNDÂNCIA Se uma dessas partes do sistema de produção falhar, todo sistema parará de funcionar. Logo, a confiabilidade de todo sistema é: Rs = 0,95 x 0,99 x 0,97 x 0,90 x 0,98 = 0,805 Porém o fabricante de alimentos decidiu que o aplicador de queijo na máquina de fabricação de pizza é tão pouco confiável que é necessário adaptar na máquina um segundo aplicador de queijo que entrará em ação se o primeiro falhar. 5 – ES TR A TÉ G IA S D E M A N U TE N Ç Ã O REDUNDÂNCIA Os dois aplicadores de queijo (cada um com confiabilidade = 0,9), trabalhando juntos, terão uma confiabilidade de : 0,9 + [0,9 x (1-0,9)] = 0,99 A confiabilidade de toda a máquina é então: 0,95 x 0,99 x 0,97 x 0,99 x 0,98 = 0,885 O que ocorreu com a confiabilidade da máquina após a adaptação do segundo aplicador de queijo? 5 – ES TR A TÉ G IA S D E M A N U TE N Ç Ã O CURVA DA BANHEIRA λ (t) log tempo Mortalidade infantil Desgaste Falhas prematuras Falhas por desgaste A intensidade da inclinação da curva varia de acordo com o item analisado e com as condições de uso. CURVA DA BANHEIRA 5 – ES TR A TÉ G IA S D E M A N U TE N Ç Ã O 5 – ES TR A TÉ G IA S D E M A N U TE N Ç Ã O CURVA DA BANHEIRA Mortalidade infantil ou etapa de vida inicial: quando as falhas iniciais ocorrem por causa de peças defeituosas, defeitos de fabricação, deficiência de projeto, problemas de instalação ou uso inadequado; Este período é caracterizado inicialmente por altas taxas de falhas. Ex: período de amaciamento. CURVA DA BANHEIRA 5 – ES TR A TÉ G IA S D E M A N U TE N Ç Ã O 5 – ES TR A TÉ G IA S D E M A N U TE N Ç Ã O CURVA DA BANHEIRA Etapa de vida útil ou normal: a taxa de falha é sensivelmente menor e constante com o tempo. A ocorrência de falhas são aleatórias e de difícil controle. Ex: Fadiga, corrosão e oxidação. CURVA DA BANHEIRA 5 – ES TR A TÉ G IA S D E M A N U TE N Ç Ã O 5 – ES TR A TÉ G IA S D E M A NU TE N Ç Ã O CURVA DA BANHEIRA Etapa de desgaste ou degradação: há um aumento na taxa de falhas decorrente do desgaste natural, envelhecimento ou deterioração das peças. Ex: a peça se aproxima do final da sua vida útil. CURVA DA BANHEIRA 5 – ES TR A TÉ G IA S D E M A N U TE N Ç Ã O
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