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CENTRO UNIVERSITÁRIO MAURÍCIO DE NASSAU CURSO DE GRADUAÇÃO DE ENGENHARIA MECÂNICA ÍTALO ALBERTO ALMEIDA QUEIROZ TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO A IMPORTÂNCIA DO PLANEJAMENTO E CONTROLE DA MANUTENÇÃO PARA A CONFIABILIDADE DE UM PROCESSO DE PRODUÇÃO DE MARGARINAS RECIFE 2018 ÍTALO ALBERTO ALMEIDA QUEIROZ A IMPORTÂNCIA DO PLANEJAMENTO E CONTROLE DA MANUTENÇÃO PARA A CONFIABILIDADE DE UM PROCESSO DE PRODUÇÃO DE MARGARINAS Monografia apresentada ao Curso de Graduação de Engenharia Mecânica do Centro Universitário Maurício de Nassau do estado de Pernambuco, como pré-requisito para obtenção de nota da disciplina Trabalho de Conclusão de Curso, sob orientação do Professor MSc. Thiago Henrique Marques de Albuquerque. RECIFE 2018 Dedico este trabalho, primeiramente a Deus, por me dispor de saúde e sabedoria necessária para alcançar meus objetivos. A minha família e amigos por todo o suporte dado para que eu pudesse passar por essa importante etapa da minha vida. AGRADECIMENTOS À meus pais, por todo o esforço que fizeram até o presente momento para conclusão dessa etapa e ao orientador professor MSc. Thiago Albuquerque, por todo o suporte fornecido durante o período de produção dessa monografia. Também não posso deixar de agradecer aos amigos Ighor Medeiros e Mirelly Silva, e sobretudo à minha namorada Ruty Guimarães pelo apoio e ajuda dados nos momentos de dificuldade e a todos que puderam contribuir de alguma forma para conclusão desse trabalho. “A persistência é o caminho do êxito.” Charles Chaplin RESUMO A busca por resultados dentro das grandes corporações nos dias atuais tem se tornado uma prática constante e necessária e nisso, a Engenharia tem papel fundamental. Há a necessidade de se produzir com os padrões de qualidade e confiabilidade mais elevados e com seus custos reduzidos. Para tanto, são utilizadas ferramentas que fazem isso ser possível, e o PCM é de fato uma dessas. Ele é utilizado como ponte entre os setores de produção e a gerência da organização e seu objetivo principal é manter os equipamentos operando com alta disponibilidade e confiabilidade e reduzir seus custos de manutenção. Numa unidade de fabricação de margarinas, é imprescindível que haja um modelo de gestão capaz de manter os índices de produtividade sempre elevados, pois é um processo que depende desse fator para viabilizar seu investimento. Diante dessa análise, foi modelado um fluxograma do processo de fabricação de margarinas, desde a sua preparação até o produto acabado abordando seus ativos e suas funções requeridas e a partir disso, foram elaborados um plano de manutenção e um FMEA de processo mas não sem antes abordar todo o conceito de implantação de um PCM para este ramo industrial, com suas etapas e procedimentos, como o cadastro dos equipamentos, a elaboração de um Ordem de Serviço, o planejamento de execução das atividades, passando pelo estudo dos indicadores de manutenção e da Manutenção Centrada na Confiabilidade (MCC), utilizando seus recursos para prever ou detectar possíveis falhas nos equipamentos, realizando uma intervenção de forma planejada, e melhorias em pontos falhos dentro desse processo, certificando o PCM e as práticas da Engenharia de Confiabilidade como fundamentais para os modelos de gestão atuais. Palavras Chave: MCC, plano de manutenção, indicadores de manutenção, Engenharia de Confiabilidade, FMEA. ABSTRACT The quest by results inside the high corporations in the current days has became frequent and necessary use and in this, the Engineering has an essential role. There is the necessity to produce with the higher quality and reliability standards and with the coasts diminished. Therefore tools are used making this being possible, and the PCM in fact, is of these ones. It’s used as a bridge between the production sectors and the company management and its main goal is keeping the equipments operating with high availability and reliability and reducing its Maintenance coasts. In a margarine manufacturing unit is indispensable to have a model capable of keeping the productivity values always elevated, because it’s a process that depends on this factor to make its investment feasible. Before this analysis, it has been modeladed a margarine manufacturing flow chart starting from its preparation till the finished product approaching their assets and required functions and from this has been elaborated a maintenance plan and a process FMEA but not without before to explore all the PCM implantation concepts for this industrial branch, with their steps and procedures like the equipments register, the elaboration of a Service Order, the activities execution planning, passing by the KPI’s study and the Reliability-Centered Maintenance (RCM), using their resources to predict or detect some equipments failures, doing an intervention in a planned way and providing improvements over the weaknesses of this process, qualifying the PCM and the Reliability Engineering as essential to current management patterns. Key-words: RCM, maintenance plan, KPI’s, Reliability Engineering, FMEA. LISTA DE FIGURAS Figura 01 – Mudança de paradigma da Manutenção 16 Figura 02 – Planejamento estratégico da Manutenção 17 Figura 03 – Organograma da manutenção 19 Figura 04 – Estrutura dos processos do PCM 20 Figura 05 – Curva da banheira 26 Figura 06 – Triângulo da Manutenção Eficiente 28 Figura 07 – Fluxograma do processo de produção de margarinas 34 Figura 08 – Etiqueta ou tag 36 Figura 09 – Gráfico do MTBF para a Encaixotadora 42 Figura 10 – Gráfico do MTTR para a Encaixotadora 43 Figura 11 – Gráfico da Disponibilidade para a Encaixotadora 44 Figura 12 – Gráfico da Confiabilidade para 7, 15 e 30 dias 47 LISTA DE QUADROS Quadro 01 – Cadastro de ativos e tagueamento 17 Quadro 02 – Ordem de Serviço finalizada 40 Quadro 03 – Dados simulados dos indicadores de manutenção 42 Quadro 04 – Dados simulados da taxa de falhas e confiabilidade 46 Quadro 05 – Definição dos índices de ocorrência das falhas 49 Quadro 06 – Definição dos índices de severidade das falhas 50 Quadro 07 – Definição dos índices de detecção das falhas 51 Quadro 08 – Exemplo de FMEA para o coleiro 52 Quadro 09 – Planos de manutenção 55 LISTA DE SIGLAS/ABREVIATURAS ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas ERP – Enterprise Resource Planning (Sistema de Gestão Empresarial) FMEA – Failure Mode and Effect Analysis (Análise do Modo e Efeito de Falha) FP – Fator de Produtividade KPI – Key Performance Indicators (Indicadores Chave de Performance) MA – Manutenção Autônoma MCC – Manutenção Centrada na Confiabilidade MTBF – Mean Time Between Failures (Tempo Médio Entre Falhas) MTTR – Mean Time To Repair (Tempo Médio Para Reparo) OM – Ordem de Manutenção OS – Ordem de Serviço PCM – Planejamento e Controle da Manutenção PCP – Planejamento e Controle da Produção RPN – Risk Priority Number (Grau de Prioridade de Risco) SS – Solicitação de Serviços TPM – Total Produtive Maintenance (Manutenção Produtiva Total) SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 13 2. OBJETIVOS ..........................................................................................................14 2.1. Objetivo Geral .................................................................................................... 14 2.2. Objetivos Específicos ......................................................................................... 14 3. REFERENCIAL TEÓRICO .................................................................................... 15 3.1. Manutenção ........................................................................................................ 15 3.1.1. Manutenção corretiva ...................................................................................... 15 3.1.2. Manutenção preventiva ................................................................................... 15 3.1.3. Manutenção preditiva ...................................................................................... 16 3.1.4. Manutenção corretiva planejada...................................................................... 16 3.2. Engenharia de Manutenção ............................................................................... 17 3.3. Gestão Estratégica da Manutenção ................................................................... 17 3.4. Planejamento e Controle da Manutenção .......................................................... 18 3.5. Estruturação do PCM ......................................................................................... 20 3.6. Tagueamento ..................................................................................................... 21 3.7. Ordem de Manutenção ....................................................................................... 21 3.8. Planos de Manutenção ....................................................................................... 22 3.9. Os indicadores da Manutenção .......................................................................... 23 3.9.1. MTBF ............................................................................................................... 23 3.9.2. MTTR .............................................................................................................. 24 3.9.3. Disponibilidade ................................................................................................ 24 3.9.4. Backlog ............................................................................................................ 24 3.10. Confiabilidade e Mantenabilidade..................................................................... 25 3.11. Manutenção Centrada na Confiabilidade ......................................................... 27 3.12. Manutenção autônoma ..................................................................................... 27 4. METODOLOGIA .................................................................................................... 29 4.1. Área de estudo ................................................................................................... 29 4.2. Coleta de Informações ....................................................................................... 29 4.3. Análise das Informações .................................................................................... 29 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................. 31 5.1. Fluxograma do Processo .................................................................................... 32 5.2. Dados necessários para implementar o PCM ................................................... 35 5.3. Mapeamento e cadastro de equipamentos ........................................................ 35 5.4. A Ordem de Serviço ........................................................................................... 39 5.5. Os indicadores da Manutenção .......................................................................... 41 5.5.1 MTBF, MTTR e Disponibilidade........................................................................ 41 5.5.2. Backlog ............................................................................................................ 44 5.5.3. Confiabilidade .................................................................................................. 46 5.6. O FMEA .............................................................................................................. 48 5.7. Planos de manutenção ....................................................................................... 53 6. CONCLUSÕES ..................................................................................................... 56 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 57 ANEXOS / APÊNCICES ............................................................................................ 59 13 ___________________________________________________________________________ 1. INTRODUÇÃO Grandes empresas têm a necessidade de levar seus produtos ao mercado ou atender aos clientes com um alto grau de excelência. Isto não seria possível sem um modelo de gestão implantado e pessoas capacitadas para exercer funções específicas. Na Engenharia de Manutenção, o PCM é utilizado como ferramenta para interligar os objetivos da alta Gerência com as necessidades de produção, garantindo a funcionalidade dos equipamentos, redução de custos de manutenção, controle administrativo dos recursos e de atividades executadas em prol da elevação dos valores de confiabilidade e disponibilidade dos ativos. Partindo desse princípio, foi levantada a possibilidade de estudo de implantação de atividades que competem ao PCM voltadas a um processo de fabricação de margarinas, atendo-se apenas às etapas físicas desse processo, visto que o produto passa por uma série de transformações físico-químicas desde a sua preparação. Foi elaborado um fluxograma de produção da margarina, com o detalhamento de cada etapa e as funções de cada equipamento envolvido, entre outros dados de processamento. Utilizando os conceitos da Engenharia de Confiabilidade, foi possível obter dados simulados de MTBF, MTTR, disponibilidade e confiabilidade dos equipamentos e propor melhorias a partir da identificação dos pontos falhos existentes. Além disso, foi criado um plano de manutenção que contemplasse os ativos mais importantes definindo tempos, ações, número de executantes e demais procedimentos, juntamente com um FMEA de processo que visa propor ações de melhoria para componentes e equipamentos com risco de falha para elevar seus índices de confiabilidade. 14 2. OBJETIVOS 2.1. Objetivo Geral Apresentar a importância o PCM como ferramenta de uma Gestão de Manutenção moderna voltado a um processo de fabricação de margarinas, analisar como os indicadores de manutenção exercem influência sobre o planejamento, além de tratar sobre os conceitos e índices de Confiabilidade, sendo este um dos principais objetivos de quem trabalha com Planejamento e Controle da Manutenção. 2.2. Objetivos Específicos ➢ Apresentar o Planejamento e Controle da Manutenção como ferramenta fundamental para atingir um nível de Confiabilidade desejado em um processo industrial de fabricação de margarinas; ➢ Criar um Plano de Manutenção, Análise de Causa e Efeito e apresentar o Fluxograma de Processo para uma empresa de produção de margarinas; 15 3. REFERENCIAL TEÓRICO 3.1. Manutenção Manutenção pode ser descrita, conforme a NBR 5462/1994, como um conceito de conservação ou preservação de algum item de forma técnica, com o objetivo de manter o mesmo em condições de desempenhar sua função adequadamente. Em suma, para Xenos (2004), as atividades de manutenção são executadas para minimizar o desgaste de certos componentes devido ao passar do tempo e uso corriqueiro. Existem trêsprincipais tipos de manutenção aplicados em campo atualmente: A Manutenção Corretiva, Preventiva e Preditiva. Ocorrem também alguns outros tipos de manutenção, como por exemplo a Manutenção Autônoma, que está atrelada ao conceito do TPM (Total Produtive Maintenance, ou Manutenção Produtiva Total, em português), mas ainda não é tão praticada como as mencionadas anteriormente. 3.1.1. Manutenção corretiva Ação que ocorre quando há uma falha inesperada no equipamento que o impede de executar suas funções, sendo necessário uma tratativa emergencial por parte da manutenção. Este tipo de manutenção costuma ser oneroso para empresas, visto que o custo para esse ativo retomar suas funções é sempre elevado, seja por reposição de seus componentes ou até substituição do próprio equipamento. 3.1.2. Manutenção preventiva De acordo com a NBR 5462/1994, a Manutenção Preventiva é executada em intervalos planejados, seguindo alguns preceitos e seu objetivo é reduzir a probabilidade de falha e/ou deterioração de algum componente. Ela deve ser 16 planejada pelo PCM em conjunto com o PCP (Planejamento e Controle da Produção), sendo uma das funções do PCP estabelecer um calendário de paradas no qual seja possível a manutenção ter tempo suficiente para intervir preventivamente na máquina. 3.1.3. Manutenção preditiva Essa atividade permite otimizar a substituição de peças ou a troca dos componentes prolongando o intervalo dessa intervenção, pois há uma previsão de quando aquele componente estará próximo ao seu limite de uso (Xenos, 2004). Dentre as manutenções planejadas, a preditiva é a de maior custo de implantação, entretanto, a longo prazo, permite que haja uma redução considerável nas despesas de manutenção pelas razões já mencionadas anteriormente que é o fato do equipamento parar apenas quando algum dos componentes esteja acusando desgaste e seja necessária a sua reposição. Algumas das ações de manutenção mais notáveis são os ensaios de ultrassom, a termografia, análise de vibrações, entre outras. 3.1.4. Manutenção corretiva planejada Esse tipo de manutenção acontece quando alguma falha já foi identificada mas mesmo assim é preferível esperar a sua quebra ou parada total por motivos estratégicos ou por geralmente essa falha não causar um alto custo para a empresa. Xenos (2004) aponta que mesmo optando pela manutenção corretiva para falhas e componentes menos críticos, é necessário um esforço para identificar com precisão a causa das falhas para que não haja reincidência. 17 3.2. Engenharia de Manutenção Segundo Pinto e Xavier (2009, p.50), a Engenharia de Manutenção se dedica, entre outras coisas, a: ➢ Aumentar a confiabilidade; ➢ Aumentar a disponibilidade; ➢ Eliminar problemas e/ou falhas crônicas; ➢ Capacitar a mão de obra; ➢ Elaborar planos de manutenção; ➢ Acompanhar os indicadores; Além de se dedicar às atividades destacadas, essa área da Engenharia busca sempre o que há de mais moderno na atividade da manutenção para adequar seus produtos e serviços a esta condição. Figura 01 – Mudança de paradigma da Manutenção Fonte: Adaptado de Pinto e Xavier (2009) 3.3. Gestão Estratégica da Manutenção Utilizando-se dos pensamentos de Pinto e Xavier (2009), a manutenção estratégica deve estar voltada aos objetivos de gestão da empresa de forma geral. 18 Não apenas atuando no equipamento quando este quebra, mas tentando mantê-lo disponível para operação pelo maior tempo possível. Melo (2016) afirma que é necessário ter conhecimento do momento mais adequado de intervir nos ativos, avaliar os recursos que estão disponíveis e serão utilizados, considerar os custos de cada atividade a ser executada, e observar o melhor cenário dessa intervenção para o setor produtivo. O Benchmarking é um procedimento utilizado para atribuir essa visão de gestão estratégica para a Manutenção promovendo ideias, melhorias para as condições já existentes mirando os objetivos de forma corporativista. Figura 02: Planejamento estratégico da Manutenção Fonte: Adaptado de Pinto e Xavier (2009) 3.4. Planejamento e Controle da Manutenção Branco Filho (apud Lamb, Corcini, et al., 2013) afirma que o planejamento é um processo composto por ações devidamente coordenadas que tem por objetivo atingir uma determinada meta. Já Slack et al. (2002) diz que o controle é o processo de lidar com as variações que podem ocorrer durante o planejamento, pois nem todo plano terá sucesso quanto ao que se espera dele. 19 Não há como falar do PCM sem falar dos custos envolvidos. Pinto e Xavier (2009, p 66-67) classificam os custos em três grandes famílias: ➢ Custos diretos: São os custos que mantêm o equipamento em funcionamento, ou seja, o custo de manutenções preventivas, corretivas, lubrificação, etc.; ➢ Custos de perda de produção: São causados pela falha inesperada do equipamento; ➢ Custos indiretos: É tudo que se gasta com mão de obra, serviços e terceirização; Um bom gerenciamento dos custos de manutenção é de suma importância para o PCM, assim como o contrário. Quanto melhor for o plano de manutenção dos ativos, a qualificação da mão de obra envolvida no processo, o estoque dos itens sobressalentes, melhores são os resultados obtidos. Como aponta Viana (2002), quando se aborda a respeito da Produção de determinada organização, ao mesmo tempo estão englobadas nesse contexto a manutenção e a operação, e a estas cabe o mesmo nivelamento hierárquico. O PCM se encaixa como membro importante da manutenção assim como o PCP para a produção, estando ligados entre a gerência e a produção. Figura 03: Organograma da Manutenção Fonte: Adaptado de Viana (2002) 20 3.5. Estruturação do PCM O Planejamento e Controle da Manutenção tem uma estrutura definida para facilitar o fluxo de processos, com equipes definidas e cada membro desse time executando uma função importante Para Pinto e Xavier (2009), a estruturação dos times da manutenção se dão de diferentes formas, a depender da finalidade da empresa, do tipo de maquinário, do pessoal envolvido. De maneira geral, essa estrutura de organização não sofre mudanças radicais de indústria para indústria. Complementando essa ideia, Xavier e Dorigo (apud Nagai, et al., 2015) afirmam que estando definidas as atribuições do PCM, as metas, os procedimentos a serem seguidos, estes devem estar de alguma forma relacionados com as outras atividades da empresa. Figura 04: Estrutura dos processos do PCM Fonte: Adaptado de Nagai, et al. (2015) 21 3.6. Tagueamento A palavra Tag significa etiqueta em português, e o tagueamento é a ação de identificar a localização dos ativos cadastrados, pois essa identificação é necessária para uma atuação organizada da manutenção (Viana, 2002). Nessa etiqueta, prioritariamente deve haver um código que facilite a identificação do equipamento, bem como sua localização (área ou setor). Viana (2002) também sugere que o padrão seja da maneira a seguir; ➢ XXX – 9999; onde os caracteres devem conter as iniciais do nome do ativo e o número corresponde a posição ou sequência da quantidade de equipamentos iguais existentes. Como exemplo tem-se VAL (Válvula) – 0008 (oitava válvula de acordo com sua posição no layout ou quantidade). 3.7. Ordem de Manutenção A OM é toda liberação de serviço que é executado numa planta industrial. Sem ela, qualquer intervenção realizada numa máquina se torna inválida pois não haveria registro de atividades e o setor de PCM ficaria sem referência para realizar as programações. Vale lembrar que tecnicamente não há diferença entre Ordem de Manutenção e Ordem de Serviço, mas estaúltima atribui-se a todo e qualquer atividade dentro da planta, enquanto a OM vale apenas para serviços de manutenção. Segundo Viana (2002), a OM passa por fases, sendo algumas obrigatórias ou não. A essas fases atribui-se o nome de estado da OM e são definidas como: ➢ Não iniciada: é o primeiro estado porque ela está aberta mas ainda não há programação da atividade; ➢ Programada: é o estado que aguarda para a execução do serviço, que 22 permite ser realizado na data programada e já está apta para registro na OM; ➢ Iniciada: ordem que foi programada e que tenha recebido algum apontamento, mesmo que o serviço não tenha sido executado na primeira data programada; ➢ Suspensa: é o estado em que a OM aguarda por alguma movimentação externa, que pode ser uma compra de material ou uma atividade de usinagem externa, por exemplo. ➢ Finalizada: quando o serviço encontra-se concluído e sem nenhuma pendência, pode-se encerrar a OM; Ainda segundo Viana (2002), o papel atual da OM para a gestão de manutenção tem ainda mais relevância, haja vista o aumento da utilização de softwares ERP (Enterprise Resource Planning). Como ela é toda a parte documental do sistema, toda e qualquer informação registrada é representativa. 3.8. Planos de Manutenção Branco Filho (2004) reitera o pensamento de planejamento na manutenção como um detalhamento de atividades necessárias para atender ao cliente de forma satisfatória, garantindo a confiabilidade e disponibilidade dos ativos da organização. Assim, Viana (2002) define planos de manutenção como o conjunto de informações necessárias para a execução dos procedimentos das atividades de manutenção preventiva, sendo estes a estratégia padrão adotada pela empresa. O planejamento mais elaborado compõem os planos de manutenção preventiva, preditiva, rotas de inspeção, lubrificação, entre outros. É um dos itens mais importantes do PCM pois todo o planejamento acarretará no seu no ato de desenvolver um plano que atenda aos requisitos necessários. Ao fim, Pinto e Xavier (2009) defendem que deve haver a prática de controle das atividades de manutenção, sendo isto viabilizado a partir de: 23 a) Processamento das Solicitações de Serviços; b) Planejamento de serviços; c) Programação das atividades; d) Gerenciamento de execução das atividades; e) Registro dos serviços e recursos; f) Gerenciamento dos equipamentos; g) Administração da carteira de serviços; h) Gerenciamento dos padrões de serviços; i) Gerenciamento de recursos; j) Administração de estoques 3.9. Os indicadores da Manutenção Utilizados na Gestão da Manutenção de empresas eles auxiliam ao Planejamento apontando os resultados das intervenções em números, gráficos e afins, registro e históricos de falhas em ativos, pontos de melhorias, metas a serem alcançadas entre outras facilidades e podem variar de acordo o tipo de processo industrial ou de manutenção aplicada a este. Entretanto, os indicadores mais relevantes utilizados para o cenário do PCM são: ➢ MTBF ➢ MTTR ➢ Disponibilidade ➢ Backlog 3.9.1. MTBF Conhecido como Mean Time Between Failures (Tempo Médio Entre Falhas, em Português), o MTBF (Equação 01) determina de acordo com o tempo total de disponibilidade do equipamento, o intervalo entre intervenções realizadas no mesmo. 24 MTBF = Equação 01 – Equação geral do MTBF 3.9.2. MTTR O Mean Time To Repair (Tempo Médio Para Reparo, em português) é usado para medir a assertividade das intervenções realizadas dentro de uma empresa (Equação 02). Equação 02 – Equação geral do MTTR 3.9.3. Disponibilidade Para Branco Filho (2004) a disponibilidade é o cálculo que promove o quão provável é determinado equipamento estar apto para operação em um momento específico ou intervalo de tempo definido. A disponibilidade é descrita segundo a Equação 03: Equação 03 – Equação geral da Disponibilidade 3.9.4. Backlog Segundo Tavares (1999), Backlog é o tempo necessário para que a equipe de manutenção execute as atividade que se encontram pendentes, ou seja, todas as OM’s que se encontrarem com o status de não iniciada, iniciada, programada e (Eq. 01) (Eq. 02) (Eq. 03) 25 suspensa. Esse índice é dado pela Equação 04 que segue abaixo: Equação 04 – Cálculo do Backlog Com esse indicador, é possível também fornecer ao cliente uma estimativa de quando o serviço poderá estar concluído, tendo sido realizado todo o planejamento de trabalho sobre algum equipamento (Nagai, et al.; 2015). Ainda é levado em consideração a definição de metas para atendimento ao cliente e com isso, determinar o número de integrantes de uma equipe designados a executar a atividade. 3.10. Confiabilidade e Mantenabilidade A NBR 5462/1994 aponta que a confiabilidade R(t) é a probabilidade de um item desempenhar suas funções requeridas de acordo com condições por um período específico. Sua taxa de falha (λ) é determinada pela razão entre a falha de um item em forma de probabilidade sobre um intervalo de tempo pré definido. Já a Mantenabilidade M(t), segundo Fogliatto e Ribeiro (2009), é a capacidade de se manter o item em condições de funcionalidade por um período especifico, dadas suas condições de disponibilidade. “Para representar o comportamento da confiabilidade ou mantenabilidade de um item podemos utilizar a variável contínua do tempo até a falha ou entre falhas, ou utilizado a variável discreta número de falhas” (Almeida apud Souza, 2017). Portanto, para o estudo da presente monografia, foram utilizados os conceitos das distribuições para variáveis contínuas, a exponencial e Weibull. • Distribuição exponencial: é uma das distribuições de confiabilidade mais utilizadas pelo fato de sua taxa de falhas (λ) ser constante. (Souza, Backlog = (Eq. 04) 26 2017). É dada pela expressão: Equação 05 – Fórmula geral da Distribuição exponencial de confiabilidade • Distribuição Weibull: Configura-se como a distribuição de probabilidade mais utilizada pela Engenharia de Confiabilidade, devido a sua taxa de falha (λ) ser decrescente, constante e crescente, de acordo com a curva da banheira (Fogliatto e Ribeiro, 2009). Sua expressão é dada por: ( ) 1− = t t Equação 06 – Fórmula geral da Distribuição exponencial Weibull Onde: ❖ β – Parâmetro de forma; ❖ η – Parâmetro de escala; A curva da banheira é o parâmetro de medida das falhas de um item que consideram falhas prematuras (descendente), falhas constantes e falhas por desgaste ou tempo de vida útil esgotados (ascendente). Figura 05: Curva da banheira Fonte: Adaptado de Souza (2017) R(t) = (Eq. 05) (Eq. 06) 27 3.11. Manutenção Centrada na Confiabilidade Historicamente, a MCC começou a ser utilizada a partir da necessidade de se obter uma maior segurança na aviação comercial nos anos 60, em decorrência do número de acidentes que haviam nesse período (Viana, 2002). Para Pinto e Xavier (2009), a Manutenção Centrada na Confiabilidade é uma metodologia que estuda de forma detalhada e sistemática os equipamentos, suas probabilidades de falhas e definem a melhor forma de atuar nestes. Para tanto, uma boa aplicação da MCC passa por sete questões básicas: 1. Quais são as funções e os padrões de desempenho do item? 2. De que forma ocorre a falha desse item sem que ele cumpra suas funções? 3. O que causa cada falha operacional? 4. O que acontece em decorrência de cada falha? 5. De que forma cada falha tem importância? 6. O que pode ser realizado para prevenir a falha? 7. O que deve ser feitoem caso de uma ação preventiva não puder ser realizada? 3.12. Manutenção autônoma Xenos (2004) afirma que basicamente, envolver os operadores das máquinas nas atividades de manutenção mais simples, como inspeção e limpeza, se torna uma método prático e eficaz. Isso se torna factível porque o operador conhece bem os equipamentos que opera e explora o objetivo da manutenção autônoma, que é detectar as falhas e desgaste de peças e componentes em seus estágios iniciais, evitando um maior esforço da manutenção. Gomes, et al. (2011) reforça o quanto a MA está focada no desenvolvimento das habilidades dos operadores, promovendo seu domínio sob os equipamentos da área/setor. Esse desenvolvimento é fundamentado por 7 passos: 28 1. Limpeza inicial; 2. Eliminação de sujidade em pontos de difícil acesso; 3. Elaboração de um plano padronizado de MA; 4. Inspeção geral; 5. Inspeção autônoma; 6. Padronização dos procedimentos e atividades; 7. Gerenciamento autônomo; As práticas corretas envolvendo a MA formam o triângulo da manutenção eficiente. Qualquer iniciativa que promova melhorias e ações que elevem a produtividade dos ativos são consideradas os elementos do triângulo (Xenos, 2004). Figura 06: Triângulo da Manutenção Eficiente Fonte: Adaptado de Xenos (2004) 29 4. METODOLOGIA Essa pesquisa pode ser caracterizada como descritiva e explicativa a respeito da implementação e funcionamento do PCM em um processo de produção de margarinas. Foi elaborado um plano de manutenção simplificado para uma linha de produção que atendesse aos requisitos mínimos de confiabilidade e mantenabilidade. Também foi realizada uma Análise de Efeitos de Falhas (FMEA) de processo, utilizando-se de mecanismos da Engenharia de Confiabilidade para estabelecer a criticidade das falhas e as melhores ações a serem tomadas 4.1. Área de estudo Esse estudo foi realizado na área da Engenharia Mecânica que contempla o ciclo do Planejamento e Controle da Manutenção e suas nuances como por exemplo a Gestão de ativos e pessoas, os indicadores de manutenção, o FMEA, entre outras. 4.2. Coleta de Informações A coleta dos dados se deu a partir do estudo das fichas técnicas dos equipamentos que são essenciais numa linha de produção de margarinas, obtidos nos endereços eletrônicos dos próprios fabricantes. Essas informações foram utilizadas para implementação de um plano de manutenção, um fluxograma de processo estudo analítico dos indicadores de Manutenção e Análise de Efeitos de Falhas (FMEA) de processo padronizado, desenvolvidos com base em estudos de livros, artigos e monografias. 4.3. Análise das Informações Foram analisados os equipamentos que compõem basicamente o processo de fabricação de margarinas, sendo os principais um cristalizador modelo GS Perfector 150, uma batedeira industrial modelo GS Pin Rotor Machine, uma envasadora modelo Trepko Série 100 e uma encaixotadora modelo Trepko Série 710. A partir dessas informações foram definidas matrizes de prioridade que identificassem 30 pontos de menor confiabilidade para atuação da Manutenção a partir do PCM, e também a construção de planilhas no software MS Excel 2016 que contemplassem um FMEA de processo simples, Ordem de Serviços de Manutenção e um Plano de Manutenções Preventivas. 31 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO Foi observada a necessidade de implementação de um PCM em uma planta de produção de margarinas para se atingir uma confiabilidade mínima nesse processo, pois este, naturalmente não é muito rentável, principalmente quando produzido em curta escala, devido aos custos de produção, matéria prima (ingredientes), maquinário, operações, entre outros. Por exemplo, ao se imaginar uma quebra de um componente qualquer na linha de produção e este não houvesse registro de estoque na fábrica ou fornecedor próximo, certamente o processo ficaria parado por tempo indeterminado. Além dos custos gerados ao não produzir, se esse tempo de ociosidade excedesse um prazo de 24h, o produto que restasse na linha seria descartado ou no mínimo estaria mais vulnerável à ação de organismos microbiológicos, diminuindo assim sua qualidade. Com o auxílio de ferramentas de suporte ao PCM, como os indicadores de manutenção e Análise de Efeitos de Falhas (FMEA), foi possível visualizar pontos falhos no processo, entre outras limitações e estabelecer medidas e ações que corrigissem esses pontos traçando metas para alcance da confiabilidade, disponibilidade e redução dos custos de manutenção dos ativos. 32 5.1. Fluxograma do Processo O processo de fabricação de margarinas se desenvolve principalmente após a dosagem dos ingredientes, a partir da preparação do produto que é realizada na maior parte do tempo, de forma manual pelo(s) operador(es) designado(s) para tal atividade. Após a dosagem, realizada eletromecanicamente por meio de válvulas, a emulsão (dispersão homogênea de água em óleo possibilitada pela adição de um produto chamado emulsificante) chega aos Tanques de armazenamento Balança e Buffer. Num dado instante, cada tanque tem uma finalidade específica, pois enquanto o Balança está recebendo a emulsão, o Buffer transporta a mesma para a cristalização e posteriormente envasamento e ficam alternando-se nessas funções quando a batelada (medida da receita do produto para a capacidade dos tanques) chega ao fim. Na sequência, a emulsão é levada para o processo de cristalização por meio de uma bomba com capacidade de vazão suficiente para envasar 3 ton. de margarina por hora, com uma envasadora de 2 dosadores que trabalham simultaneamente com 25 ciclos por minuto, isto é, no período de 1 minuto, sairão 25 potes envasados de cada dosador (para esta pesquisa foi utilizada a produção de uma margarina qualquer com peso de 1Kg). A vantagem dessa máquina é a possibilidade de se produzir com no mínimo 50% de eficiência caso ocorra alguma falha técnica em algum dos compartimentos dosadores. Ainda sobre o processo de cristalização, o mesmo ocorre com o auxílio da substância Amônia (NH3) que fica circulando pelo cristalizador enquanto o produto passa por 2 tubos (1º e 2º Perfector). Essa etapa de formação dos cristais da margarina nada mais é que a incorporação das moléculas de água nas moléculas de óleo vegetal. Esse fato só é possível graças ao emulsificante. Após a formação dos cristais, esse produto precisa ser batido pois ele está solidificado após a cristalização. Essa etapa é realizada em estágios no Pin Rotor 33 Machine, isto é, cada estágio (3, no total) é realizado em rotações diferentes evitando um maior desgastes dos rotores e dando maior qualidade ao produto, com uma aparência mais pastosa, deixando este pronto para o envase. Como dito anteriormente, o envasamento ocorre com um ciclo de aproximadamente 25 ciclos/minuto em cada um dos 2 dosadores para um produto com um peso de 1Kg. Isso é calculado da seguinte forma: ➢ Ciclagem do equipamento (25 ciclos/minuto) → definida a partir da necessidade do setor produtivo. Em geral, esse valor não deve sofrer muitas alterações pois isso pode acarretar em problemas de configuração de setup que leva um certo tempo para ser normalizado; ➢ Necessidade operacional (3 ton/h) → definida arbitrariamente a partir de condições normais de produção desse ramo de atividade; Equação 07 – Produção em peso (Kg) para cada dosador Equação 08 – Ciclagem da Envasadora Caso haja falhas ininterruptas durante o envase e o equipamento permaneça indisponível até que ocorra a identificação e soluçãodo problema, o Refusor atua para que o produto não fique parado na linha pois pode ser prejudicial à qualidade deste, além da possibilidade de acarretar problemas em algumas máquinas, principalmente no Cristalizador. O Refusor é um trocador de calor com a função de retornar a margarina a sua condição primária de emulsão e enviar de volta ao Tanque de armazenamento para que quando o problema esteja sanado, a produção possa ser retomada. (Eq. 08) (Eq. 07) Ciclagem = = 1500 Kg/dosador Ciclagem = = 25 ciclos/min 34 Após o envase do produto, esteiras transportadoras levam os potes para o encaixotamento onde cada caixa suporta uma quantidade de 12Kg, ou seja, a cada hora de produção sem interrupções, a máquina encaixota em média 250 caixas por hora, lembrando que a envasadora opera com capacidade para 3 ton de potes por hora trabalhada. Quando encaixotada, a margarina passa pela balança de precisão para monitoramento do peso e liberada para paletização que pode ser manual ou automatizada e em seguida, liberada para câmara fria (para descanso) e expedição. Figura 07: Fluxograma do processo de produção de margarinas Fonte: Autor 35 5.2. Dados necessários para implementar o PCM Para iniciar um Planejamento e Controle da Manutenção, entende-se que esse processo passa por cinco etapas iniciais: ➢ Mapeamento e cadastro dos equipamentos; ➢ Criação da Ordem de Serviço para levantamento de dados e informações; ➢ Utilização desses dados contidos na OS de forma quantitativa para gerar indicadores e analisar falhas; ➢ Análise dos dados para obter um “overview” da Manutenção; ➢ Criação de um Plano de Manutenção Preventiva/Corretiva; 5.3. Mapeamento e cadastro de equipamentos Foi definido o mapeamento dos equipamentos nas formas de Tags, e a partir deles, o cadastro de todos os equipamentos que compõem o processo da empresa foi realizado e poderia ser “imputado” em um sistema informatizado qualquer para facilitar a gestão do PCM. O Tag, para fins de pesquisa, foi desenvolvido no aplicativo Paint, do MS Windows 10, mas na perspectiva de uma indústria, o ideal seria o desenvolvimento da etiqueta em material resistente, como latão ou alumínio, para casos em que haja possibilidade de degradação (por fatores climáticos ou de processo, por exemplo), prejudicando a visualização da informação contida no tag, e para casos que não exista essa degradação latente, a etiqueta poderia ser confeccionada com materiais mais simples, como fita plástica adesiva, sendo o mais importante a facilidade na visualização daquelas informações. As informações mais úteis que foram inseridas nesse contexto de tagueamento são: ➢ Área / Setor: Local onde aquele ativo está situado na empresa; ➢ Nome / Tipo do Equipamento: Pode ser o nome técnico ou até mesmo como ele é chamado pelas pessoas envolvidas no processo; 36 ➢ Fabricante: É bastante importante saber a respeito das informações do fabricante por questões de garantia, instalação e montagem, assistência técnica, entre outros; ➢ Capacidade Nominal: É o indicador do qual o equipamento trabalha. Pode ser potência (W), Rotação (rpm), Temperatura (ºC), etc.; ➢ Peso: É uma medida importante por questões estruturais e de vibração; ➢ Tensão / Corrente: São as informações necessárias para instalação e funcionamento do ativo; ➢ Frequência de manutenção e lubrificação: São importantes pois saber o momento das últimas intervenções é importante para se ter um maior controle; Figura 08: Etiqueta ou Tag Fonte: Autor A partir dos equipamentos existentes nesse processo, aderiu-se ao seguinte tagueamento: 37 Quadro 01: Cadastro de ativos com tagueamento Tanque Balança BAL - 0001 Motor agitador BAL - 0001 - 001 Válvula de dosagem BAL - 0001 - 002 Bomba de Lóbulos BAL - 0001 - 003 Tanque Buffer BUF - 0001 Motor agitador BUF - 0001 - 001 Válvula de dosagem BUF - 0001 - 002 Bomba de Lóbulos BUF - 0001 - 003 Cristalizador CRI - 0001 Eixo do 1º Perfector CRI - 0001 - 001 Eixo do 2º Perfector CRI - 0001 - 002 Facas de raspagem CRI - 0001 - 003 Sensor leitor de temperatura CRI - 0001 - 004 Batedeira BAT - 0001 Eixo 1º Pin BAT - 0001 - 001 Eixo 2º Pin BAT - 0001 - 002 Envasadora ENV - 0001 Eixo Levantador de potes ENV - 0001 - 001 Embolos dosadores ENV - 0001 - 002 Seladores ENV - 0001 - 003 Soldadores ENV - 0001 - 004 Eixo Dispensador de tampas ENV - 0001 - 005 Eixo Dispensador de potes ENV - 0001 - 006 Cilindro Pressionador de tampas ENV - 0001 - 007 Cilindro Extrator de potes ENV - 0001 - 008 Esteira de saída de potes ENV - 0001 - 009 Refusor REF - 0001 Sensor leitor de temperatura REF - 0001 - 001 Bomba de Lóbulos REF - 0001 - 002 Encaixotadora ENC - 0001 Esteira de entrada de potes ENC - 0001 - 001 Cilindro da mesa divisória ENC - 0001 - 002 Sistema Agrupador de potes ENC - 0001 - 003 Sistema Empurrador de potes ENC - 0001 - 004 Magazine de caixas ENC - 0001 - 005 Sistema de colagem ENC - 0001 - 006 Sistema de pesagem ENC - 0001 - 007 Esteira de saída de caixas ENC - 0001 - 008 Equipamento Tag Fonte: Autor 38 Nesse cadastro, foram levadas em consideração algumas situações específicas, como os caracteres alfanuméricos onde as três primeiras letras correspondem ao equipamento principal, os algarismos seguintes referem-se à linha de produção (nesse caso há apenas uma) e segue com a numeração equivalente à árvore daquele equipamento principal. Por exemplo: ➢ ENV >> Envasadora ➢ 0001 >> Linha de produção ➢ 001 >> Componente da árvore do equipamento Com o tagueamento definido, foi o momento de cadastrar todos estes em um software que atendesse ao PCM de forma abrangente. Esse programa carregara os ativos cadastrados consigo e executara algumas funções específicas, sendo as mais importantes: ➢ Geração de planos de manutenção e inspeções; ➢ Geração de Ordens de Serviços (OS); ➢ Geração dos Indicadores de Manutenção (KPI’s); ➢ Controle dos custos e estoque de peças e componentes; ➢ Distribuição dos recursos de mão de obra de forma adequada; Alguns dos softwares mais utilizados na gestão do PCM são o ERP SAP, ENGEMAN, SIM - Astrein, SIGMA, SMI, entre outros. Todos estes tem por objetivo gerir a manutenção e outrora todo o processo de uma fábrica. A opção de escolher um entre esses e outros sistemas foi preterida pelo fato de não ser a intenção principal dessa pesquisa, atendo-se apenas ao estudo da importância de um bom PCM para o processo produtivo de margarinas, sabendo também que existem opções sistemas informatizados para mercados diversificados e que essa escolha deve ser bem planejada pela Gestão da Empresa. 39 5.4. A Ordem de Serviço Essa é a parte documental (Apêndice) que deve ser gerada para toda e qualquer intervenção em ativos da empresa. As OS são geradas prioritariamente para atividades do Plano de manutenção preventiva, intervenções emergenciais seguidas de uma análise de causa raiz da falha, a partir de Solicitações de Serviços (SS) geradas pelo setor operacional, rotas de inspeção (manutenções preditivas e lubrificação), melhorias. A Ordem de Serviço foi criada no MS Office Excel 2016, vide Quadro 02, contendo uma composição semelhante às OS’s padrão, como o equipamento, sua descrição e localização (tag), o tipo de intervenção, o supervisor responsável por aquela atividade, assim como a equipe que executa as tarefas, descrição das atividades a serem desempenhadas e detalhamento das ações realizadas durante a manutenção, data e hora do serviço, e principalmente seu número de registro para arquivamento, consulta, histórico, etc. Com tudo isso em mãos, o PCM consegue avaliar as informações contidas naqueledocumento e gerar indicadores, custo, histórico de manutenções, com o objetivo de sempre diminuir o número de intervenções corretivas. 40 Quadro 02: Ordem de Serviço finalizada Realizar o bloqueio do equipamento; Executar o teste de energia residual; Realizar desmontagem do equipamento e movê-lo até a bancada na oficina de manutenção; Verificar desgaste do eixo, engrenagens, selo e estrutura; Após a manutenção, levá-la de volta ao local de trabalho e fazer a reinstalação; Executar testes com o equipamento em funcionamento; Se o teste for aprovado pela produção, finalizar a OS; Senão, retrabalhar e continuar o ciclo até aprovação do teste pela produção; Foram realizados todos os procedimentos conforme requeridos. Foi verificado que o selo mecânico estava desgastado, causando um pequeno vazamento, portanto o mesmo foi trocado. CUIDADOS COM A SEGURANÇA DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES ORDEM DE SERVIÇO DESCRIÇÃO DO EQUIPAMENTO: Bomba de lóbulos do Refusor CORRETIVA PREVENTIVA MELHORIA DATA: 20/11/2018 ÁREA / SETOR: MRG / Envase LÍDER RESPONSÁVEL: Carlos Ferreira TAG: REF - 0001 - 002 TIPO DE MANUTENÇÃO: Nº 000327 EQUIPE DE MANUTENÇÃO: Beatriz Albuquerque, João da Silva HH: 12 com protetor de metatarso. EPI'S NECESSÁRIOS: Capacete com jugular, óculos de proteção, luvas, protetor auricular, botas de couro 20/11/2018 , 15:00h INTERVENÇÕES REALIZADAS DATA E HORA DE INÍCIO DATA E HORA DE TÉRMINO 20/11/2018 , 08:00h Fonte: Autor 41 5.5. Os indicadores da Manutenção Para esta pesquisa, foram estudados os indicadores mais comuns ao PCM e com base em seus dados, pudessem ser tomadas ações que impactassem positivamente o setor. 5.5.1 MTBF, MTTR e Disponibilidade Esses três indicadores estão relacionados entre si de forma que seus dados possam proporcionar informações úteis auxiliando a gestão do PCM fornecendo um cenário atual do setor da Manutenção quanto à quantidade de horas trabalhadas, número de quebras e horas de intervenções. Foram gerados dados simulados (Quadro 03) considerando o número de horas produzidas mensalmente, com exceção dos domingos, como no exemplo da encaixotadora, e tendo como base as horas de paradas programadas do plano de manutenção do Quadro 09 dentro de um mês, já inclusas paradas não programadas (manutenções corretivas), também definidas arbitrariamente, e desconsiderando outras paradas menores como setup, pequenas paradas operacionais, variação de performance da máquina, etc. 42 Quadro 03: Dados simulados dos indicadores de manutenção Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Média Horas Produção 601,00 597,00 600,00 594,00 598,00 602,00 600,00 599,00 595,00 591,00 594,00 600,00 597,58 Total Horas Corretivas 5,00 9,00 6,00 12,00 8,00 4,00 6,00 7,00 10,00 15,00 12,00 6,00 8,33 Nº Total de Quebras 3 5 4 6 4 2 3 4 5 5 8 4 4 MTBF 200,33 119,40 150,00 99,00 149,50 301,00 200,00 149,75 119,00 118,20 74,25 150,00 135,30 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Média Total Horas Corretivas 5 9 6 12 8 4 6 7 10 15 12 6 8,3333333 Nº Total de Quebras 3 5 4 6 4 2 3 4 5 5 8 4 4,4166667 MTTR 1,67 1,80 1,50 2,00 2,00 2,00 2,00 1,75 2,00 3,00 1,50 1,50 1,89 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Média MTBF 200 119 150 99 150 301 200 150 119 118 74 150 135 MTTR 1,67 1,80 1,50 2,00 2,00 2,00 2,00 1,75 2,00 3,00 1,50 1,50 1,89 % Disp. 99,17 98,51 99,01 98,02 98,68 99,34 99,01 98,84 98,35 97,52 98,02 99,01 98,62 Disponibilidade (Encaixotadora) MTBF (Encaixotadora) MTTR (Encaixotadora) Fonte: Engeteles Figura 09: Gráfico do MTBF para a Encaixotadora Fonte: Engeteles Visualizando os dados do gráfico da Figura 09, pôde-se observar com o 43 auxílio da Equação do MTBF (Equação 01), as variações que ocorreram no número de horas produtivas estando esse atrelado ao valor de horas de paradas (manutenções preventivas e corretivas), sendo o mês de junho com o valor de MTBF mais elevado (301h), pois teve o maior número de horas produtivas e um menor índice de horas de paradas. Em contrapartida, o mês de novembro teve o MTBF mais baixo (74,25h), devido a um número menor de horas com o equipamento em produção e elevadas horas de paradas. A média anual foi de 135,3h e esse valor foi tomado como base de estudos para melhorias nos índices dos anos conseguintes. Figura 10: Gráfico do MTTR para a Encaixotadora Fonte: Engeteles Para os dados do gráfico da Figura 10, os valores de MTTR se mantiveram numa faixa entre 1 e 2 horas com exceção do mês de Outubro, que teve um valor encontrado através da Equação do MTTR (Equação 02) de 3 horas devido ao elevado número de horas em manutenção (15h), divididas em 5 intervenções. Mesmo assim, sua média anual manteve-se na mesma faixa, com especificamente 1,89h de MTTR. 44 Figura 11: Gráfico da Disponibilidade para a Encaixotadora Fonte: Autor O gráfico da Disponibilidade foi gerado no MS Office Excel 2016 a partir do modelo dos gráficos anteriores, contendo os mesmos dados simulados do MTBF e MTTR. Foi utilizada a fórmula da Equação da Disponibilidade (Equação 03) e a partir disso, obteve-se os valores apresentados na Figura 11. É possível observar que os índices de disponibilidade da encaixotadora são muito bons, visto que são dados sempre superiores a pelo menos 97%, mas vale lembrar que foram considerados apenas os valores de paradas por manutenções preventivas e corretivas e não levou-se em conta pequenas paradas de produtividade, setups ou quaisquer eventuais paradas nas quais a manutenção não estará diretamente envolvida. 5.5.2. Backlog Considerado um estudo de um backlog mensal para análise a partir do plano de manutenção apresentado no Quadro 09, o somatório das horas necessárias para realização das atividades que compõem 1 mês daquele plano (mensais, quinzenais e semanais), com avaliação da possibilidade do surgimento de intervenções emergenciais corretivas (20% de horas a mais), visto que as OS do plano estavam 45 planejadas, programadas, pendentes de execução (não haviam OS com status de executadas já que esse estudo foi um PCM recém implementado). e traçada uma meta de backlog de 3h, obteve-se o HH total disponível e com ele, a ideia de como formar o time da manutenção. Equação 06 – Equação geral do Backlog Equação 07 – Cálculo do HH disponível total a partir do Backlog Equação 08 – Resultado do HH disponível total Vale ressaltar que o HH disponível total considera o FP (Fator de Produtividade) como um valor correspondente aquele período onde o trabalhador não vai estar efetivamente com a “mão na massa”, e para esse caso foi considerado um FP de 25%. Diálogos de Segurança, treinamentos, reuniões com liderança ou supervisão são exemplos de situações onde o FP se faz valer. Equação 09 – Cálculo do HH disponível Portanto, 24h foi o valor do HH disponível mensal encontrado para o plano de manutenção apresentado na Tabela 02. (Eq. 06) (Eq. 07) (Eq. 08) (Eq. 09) 46 5.5.3. Confiabilidade Foi determinada uma confiabilidade para um período específico de 30, 15 e 7 dias, com a intenção de se obter uma dimensão do cenário da Manutenção nesse intervalo e avaliando possíveis ações a serem tomadas. Para isso, os valores de MTBF encontrados na Quadro 03 e no gráfico da Figura 09 foram utilizados tornando a taxa de falha (λ) e a Confiabilidade R(t) em função dos dias determinados (t) serem determinadas da seguinte maneira: Equação 10 – Cálculo da taxa de falhasEquação 11 – Distribuição exponencial de Confiabilidade A distribuição exponencial aplicada à Equação 11 foi utilizada para definir os níveis de confiabilidade devido à sua simples aplicação, principalmente quando considerado os períodos do estudo (dentro de 1 mês), visto que o número de quebras manteve-se constante ao longo desse tempo, consequentemente o MTBF também esteve linear nesse período, assim como sua taxa de falhas (λ), e é quando essa se mantém estável que a aplicação da distribuição exponencial é recomendada. Quadro 04: Dados simulados da taxa de falhas e confiabilidade Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Média MTBF 200,33 119,40 150,00 99,00 149,50 301,00 200,00 149,75 119,00 118,20 74,25 150,00 135,30 λ 0,00499168 0,008375 0,006667 0,010101 0,006689 0,003322 0,005 0,006678 0,008403 0,00846 0,013468 0,006667 0,0073909 R(30) 86,09% 77,78% 81,87% 73,86% 81,82% 90,51% 86,07% 81,85% 77,72% 77,58% 66,76% 81,87% 80,11% R(15) 92,79% 88,19% 90,48% 85,94% 90,45% 95,14% 92,77% 90,47% 88,16% 88,08% 81,71% 90,48% 89,51% R(7) 96,57% 94,31% 95,44% 93,17% 95,43% 97,70% 96,56% 95,43% 94,29% 94,25% 91,00% 95,44% 94,96% Taxa de falhas (λ) e R(t) Fonte: Autor λ = (Eq. 10) (Eq. 11) R(t) = 47 Figura 12: Gráfico da Confiabilidade para 7, 15 e 30 dias Fonte: Autor 48 Percebe-se no gráfico da Figura 12 que quanto maior o tempo necessário para funcionamento do equipamento, menor será sua confiabilidade. Para esse índice aumentar o número de quebras deve ser reduzido, aumentando o MTBF. Mas para esse número de paradas não planejadas ser diminuído, deve haver um estudo detalhado dessas quebras e uma análise estruturada para tomada de ações das medidas necessárias por parte da Gestão de Manutenção. 5.6. O FMEA A Análise de Efeitos de Falhas foi utilizada no processo para avaliar quantitativamente falhas potenciais, tendo como tratativas destas um plano de ação com o objetivo de minimizar custos e elevar a produtividade do setor. A partir do valor do RPN (Risk Priority Number, ou Grau de Prioridade de Risco, em Português), foram calculados os índices de Ocorrência, Severidade e Detecção para gerar um plano de ação conforme os riscos elevados de falhas que o RPN pode apresentar. A planilha do FMEA foi elaborada para pôr em prática esse modelo estratégico de análise de falhas e maximizar os índices de confiabilidade da planta. 49 Quadro 05: Definição dos índices de ocorrências das falhas Probabilidade de falha Taxas possíveis de falha Índice Remota: Falha é improvável Chance Remota de Falha 1 Frequência muito baixa: 1 vez a cada 5 anos 2 Pouco Frequente: 1 vez a cada 2 anos 3 Frequência baixa: 1 vez por ano 4 Frequência ocasional: 1 vez por semestre 5 Frequência moderada: 1 vez por mês 6 Frequente: 1 vez por semana 7 Frequência elevada: algumas vezes por semana 8 Frequência muito elevada: 1 vez ao dia 9 Frequência máxima: várias vezes ao dia 10 Muito Alta: Falhas Persistentes OCORRÊNCIA Baixa: Relativamente poucas falhas Moderada: Falhas ocasionais Alta: Falhas freqüentes Fonte: Engeteles A ocorrência de falhas foi estabelecida a partir da intensidade que elas se sucedem, sendo a escala 1 a 10, onde 1 a ocorrência é bem pequena e 10 é muito alta, vide Quadro 05. 50 Quadro 06: Definição dos índices de Severidade das falhas Severidade Efeito da Severidade Índice Nenhum Sem efeito identificado. 1 Muito menor Itens de Ajuste, Acabamento/Chiado e Barulho não- conformes. Defeito evidenciado numa escala baixa 2 Menor Itens de ajuste, Acabamento/Chiado e Barulho não- conformes. Defeito evidenciado numa escala moderada 3 Muito baixo Itens de Ajuste, Acabamento/Chiado e Barulho não- conformes. Defeito evidenciado numa escala elevada 4 Baixo Equipamento operável, mas item(s) de Conforto/Conveniência operável(is) com níveis de desempenho reduzidos 5 Moderado Equipamento operável, mas item(s) de Conforto/Conveniência inoperável(is) 6 Alto Equipamento inoperável, mas com níveis de desempenho reduzido 7 Muito alto Equipamento inoperável (perda das funções primárias) 8 Perigoso com aviso prévio Índice de severidade muito alto quando o modo de falha potencial afeta a segurança na operação do equipamento com aviso prévio 9 Perigoso sem aviso prévio Índice de severidade muito alto quando o modo de falha potencial afeta a segurança na operação do equipamento sem aviso prévio 10 SEVERIDADE Fonte: Engeteles Os índices de severidade das falhas foram definidos, conforme o Quadro 06, também numa escala de 1 a 10, onde em 1 ela é pequena e em 10 é de alto risco, inclusive para saúde e segurança das pessoas envolvidas. 51 Quadro 07: Definição dos índices de detecção das falhas Detecção Critérios Índice Quase impossível Certeza absoluta da não detecção. 10 Muito remota Controles provavelmente não irão detectar. 9 Remota Controles têm pouca chance de detecção. 8 Muito Baixa Controles têm pouca chance de detecção. 7 Baixa Controles podem detectar. 6 Moderada Controles podem detectar. 5 Moderadamente alta Controles têm boas chances para detectar. 4 Alta Controles têm boas chances para detectar. 3 Muito alta Controles quase certamente detectarão. 2 Quase certamente Controles certamente detectarão. 1 DETECÇÃO Fonte: Engeteles Para a detecção das falhas, o índice é indicado de forma inversa ao de ocorrências e severidades, ou seja, a detecção é mais factível quando seu índice é 1 e menos quando for 10. 52 Quadro 08: Exemplo de FMEA para o coleiro Equipamento Função Componentes Modo de falhas Efeito de falhas Causa da falha O c o r r ê n c i a S e v e r id a d e D e te c ç ã o RPN Ações recomendadas Responsável Produto insuficiente à produção Entupimento da linha do sistema de cola Pressão de trabalho abaixo do especificado 4 7 3 84 Definir range de pressão de acordo com o fabricante e incluir em check list operacional Desarme do coleiro Parada ou quebra da bomba Desgaste do pistão interno 5 8 5 200 Criar plano de lubrificação da bomba e realizar inspeção visual mensal Variação do jato de cola Travamento do módulo Produto inadequado ao uso (Qualidade) 5 6 2 60 Definir um membro da Qualidade para avaliar o estoque da cola semanalmente e etiquetar os itens conformes e segregar os não conformes Variação do jato de cola Travamento do módulo Pressão de trabalho abaixo do especificado 8 5 2 80 Definir range de pressão de acordo com o fabricante e incluir em check list operacional Filtro Parada da produção Entupimento Falta de limpeza 7 7 4 196 Atribuir à Manutenção Autônoma a limpeza desse filtro a cada 15 dias Bicos Parada da produção Entupimento Falta de limpeza 9 4 2 72 Atribuir à Manutenção Autônoma a limpeza desse filtro a cada 7 dias Mangueiras Rompimento parcial ou rasgos Vazamento de cola Atrito com superfície próxima 7 6 3 126 Na montagem da mangueira, sempre realizar o teste da máquina ajustando sua posição até estar totalmente livre de qualquer atrito Parada da produção Perda de potência Pressão de trabalho muito acima do especificado 5 7 3 105 Definir range de pressão de acordo com o fabricante e incluir em check list operacional Parada da produção Perda de potência Produto inadequado ao uso (Qualidade) 6 8 2 96 Definir um membro da Qualidade para avaliar o estoque da cola semanalmente e etiquetar os itens conformes e segregar os não conformes Parada da produção Perda de potência Falha no abastecimento de cola 5 7 2 70 Elaborar um alarme sonoro de nível baixodo tanque de cola Equipe de trabalho: __________________________________ Supervisão: ___________________________________ Nº FMEA ↓Área: Produção - Margarina Processo: Sistema de colagem Data de início: __________________ Data de revisão: __________________ Bomba do Tanque Módulo de cola (válvula) Resistores Fornecer cola em altas temperaturas para colagem das caixas Coleiro Fonte: Autor Foi realizado um FMEA de processo para o coleiro da encaixotadora, que é um equipamento interligado responsável pelo sistema de colagem das caixas. É um ativo de relevância mediana para o processo, caso contrário todas as caixas seriam coladas de forma manual (isto pode de fato ocorrer por períodos curtos de indisponibilidade do equipamento). Seu funcionamento depende de poucos componentes mas alguns cuidados são fundamentais para que isso não se torne um problema. Como visualizado no Quadro 08, boa parte dos componentes têm seus modos, efeitos e causas das falhas, graças a um estudo feito por uma equipe responsável. Com isso, foi possível elaborar um plano de ações relativamente simples, mas que sem essa ferramenta do FMEA ficaria difícil para executar. São ações que não necessariamente cabem à equipe de manutenção cumprir, acarretando assim na 53 diminuição da carga de trabalho do setor, minimização dos custos de manutenção do equipamento, e sobretudo, maior confiabilidade e disponibilidade destes. Os índices de ocorrência, severidade e detecção das falhas foram definidos de forma lógica e arbitrária apenas para demonstrar um valor de RPN aplicável e quais impactos esse número pode trazer para o processo e quais medidas são necessárias tomar. É válido lembrar que essas ações são geradas com maior prioridade para aquelas que têm um maior valor do RPN. O produto dos índices definem essa priorização, de modo que quanto mais elevado for esse valor, maior será o risco de falhas, por exemplo, os dois maiores números do RPN (200 e 196) requerem ações mais imediatas, pois em caso de falha nesses pontos, o dano causado será grande, impactando na produção, aumentando os custos de manutenção e reduzindo a confiabilidade. 5.7. Planos de manutenção Um plano de manutenção foi elaborado para todos os ativos cadastrados em sistema e sua periodicidade foi definida de acordo com a criticidade e prioridade dos mesmos. Segue no Quadro 09 a relação de manutenções preventivas e corretivas planejadas no que se refere à periodicidade, a relação Homens Hora (HH) e tipo de atividade a ser realizada. Em sua maior parte, o plano consiste de atividades preventivas que envolvem principalmente inspeções e limpeza. Caso aquele componente esteja em condições inadequadas de funcionamento, o mesmo deve ser reparado e/ou substituído, retornando a condição de produção adequada àquele equipamento, cabendo ao mantenedor sempre relatar todas as informações a respeito da execução do serviço na Ordem de Serviço, para que o PCM possa atuar baseado nesses relatos. Os componentes eletromecânicos, como válvulas, sensores e sistema de pesagem do produto (balança) devem ser calibrados pelo mantenedor da Instrumentação, sendo os sensores de temperatura do cristalizador e os demais 54 definidos como uma manutenção corretiva planejada, devendo haver sempre um dispositivo reserva para realizar sua substituição quando esse apresentar variações de temperatura. Os sensores de presença dos outros equipamentos, como presença de potes, contagem de potes, datação, presentes tanto no envase e encaixotamento e sensores de agrupamento de potes e contagem de caixas, presentes apenas na encaixotadora, não foram considerados no plano por serem componentes de baixo custo, boa durabilidade e fácil reposição, diferentemente dos sensores de temperatura, por serem mais dispendiosos. A inspeção e limpeza de componentes que tenham funções mecânicas menos técnicas como esteiras, magazine de caixas, calha de suporte de potes e tampas, sensores de presença mencionados no parágrafo anterior, mangueiras, incluídos ou não no plano do Quadro 09, previamente são avaliados pela operação a partir de uma Manutenção Autônoma, cabendo ao mantenedor uma avaliação mais puramente técnica, evitando desperdícios de sua carga de trabalho. 55 Quadro 09: Planos de manutenção Ta n q u e B al an ça Bomba de Lóbulos BAL - 0001 - 003 Preventiva Mensal 2 Inspeção / Limpeza 6 12 Motor agitador BAL - 0001 - 001 Preventiva Trimestral 2 Inspeção / Limpeza 4 8 Válvula de Dosagem BAL - 0001 - 002 Preventiva Anual 1 Inspeção / Calibração 6 6 4 4 4 4 6 61 HH total (h) 8 6 12 36 36 16 2 20 40 4 12 4 4 4 4 2 2 6 2 12 12 4 2 1 2 1 1 1 1 1 1 Inspeção / Limpeza Inspeção / Limpeza 1 2 6 Nº de Executantes 2 1 2 3 3 2 1 2 Esteira de saída de potes En va sa d o ra Preventiva Semanal ENV - 0001 - 006 Preventiva Semanal Cilindro pressionador de tampas Cilindro extrator de potes Eixo Levantador de potes Embolos dosadores Seladores Soldadores ENV - 0001 - 008 Preventiva Semanal ENV - 0001 - 007 ENV - 0001 - 009 Corretiva Anual ENV - 0001 - 001 Preventiva Semanal ENV - 0001 - 004 Inspeção Anual 8 Inspeção / Limpeza Eixo dispensador de potes Inspeção BAT - 0001 - 002 Preventiva Semestral Inspeção Semestral Inspeção / Limpeza Inspeção / Limpeza ENV - 0001 - 002 Preventiva Trimestral Inspeção / Limpeza / ENV - 0001 - 003 Preventiva Quinzenal Inspeção / Limpeza Preventiva Eixo dispensador de tampas Ta n q u e B u ff er Válvula de Dosagem BUF - 0001 - 002 Preventiva Anual BUF - 0001 - 003 Preventiva MensalBomba de Lóbulos BUF - 0001 - 001 Sensor Leitor de Temperatura CRI - 0001 - 004 Corretiva x 2 Motor agitador Preventiva Trimestral 4 Inspeção / Limpeza Inspeção / Calibração Inspeção / Limpeza 6 6 Eixo do 2º Perfector Facas de raspagem CRI - 0001 - 001 Preventiva CRI - 0001 - 003 Preventiva Semestral 12 12 Inspeção 10 20 4 6 4 4 4 4 2 ENC - 0001 - 002 R ef u so r Sensor Leitor de Temperatura Bomba de Lóbulos REF - 0001 - 001 REF - 0001 - 002 C ri st al iz ad o r Eixo do 1º Perfector Inspeção / Limpeza CRI - 0001 - 002 Preventiva Semestral Quinzenal Inspeção / Limpeza ENV - 0001 - 005 Preventiva Semanal Inspeção / Limpeza Calibração B at ed ei ra Eixo 1º Pin Eixo 2º Pin BAT - 0001 - 001 Preventiva Preventiva Sistema de pesagem ENC - 0001 - 007 Preventiva Corretiva x Calibração 2 Preventiva Mensal Inspeção / Limpeza 6 1 2 2 1 1 1 1 1 1 Inspeção / Limpeza 6 Cilindros da mesa divisória Mensal Preventiva Quinzenal Inspeção / Limpeza 4 Esteira de entrada de potes ENC - 0001 - 001 Corretiva Anual 4 Inspeção / Limpeza / 4 Sistema Empurrador de potes ENC - 0001 - 004 Preventiva Semanal Inspeção / Limpeza / 4 Sistema Agrupador de potes ENC - 0001 - 003 Preventiva Semanal Magazine de caixas ENC - 0001 - 005 Inspeção / Limpeza / Semanal Tempo da atividade (h) AtividadeTag Tipo de plano Periodicidade En ca ix o ta d o ra Componente Mensal Inspeção / Calibração 6 ENC - 0001 - 008 Esteira de saída de caixas Corretiva Mensal Inspeção / Limpeza 6 Inspeção / Limpeza / 4 Sistema de colagem ENC - 0001 - 006 Preventiva Fonte: Autor 56 6. CONCLUSÕES Fica ratificada a importância do Planejamento e Controle de Manutenção, sobretudo com esse modelo de gestão aplicado a um processo de fabricação de margarinas, que torna mais rentável o investimento a partir de uma alta produtividade. Isso se torna possível com o auxílio da Engenharia de Confiabilidade, que é capaz de promover, se bem aplicada, a altadisponibilidade de seus ativos e redução máxima do número de quebras destes. A execução e controle dos planos de manutenção bem como a análise dos seus indicadores, são as maneiras mais eficazes de coordenar o setor de produção no qual a manutenção está inserida. Além disso, é de suma importância prover as mudanças, melhorias e principalmente a correção de pontos críticos a partir da aplicação de um FMEA, elevando a confiabilidade dos equipamentos em intervalos sempre crescentes. 57 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABNT, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5462: Confiabilidade e Mantenabilidade. Rio de Janeiro. Novembro de 1994. BRANCO FILHO, Gil. Dicionário de Termos de Manutenção, Confiabilidade e Qualidade. Rio de Janeiro: Editora Ciência Moderna Ltda., 2004. Engeteles, Como elaborar um cronograma de manutenção. Disponível em: <https://engeteles.com.br/cronograma-de-manutencao/> . Acesso em: 03 Dez. 2018. Engeteles, Como implantar o PCM. Disponível em: <https://engeteles.com.br/como- implantar-o-pcm/> . Acesso em: 03 Dez. 2018. Engeteles, Confiabilidade: O que é e como medir. Disponível em: <https://engeteles.com.br/o-que-e-confiabilidade/> . Acesso em 03 Dez. 2018. Engeteles, FMEA: O que é e como fazer. Disponível em: <https://engeteles.com.br/fmea-o-que-e-como-fazer/>. Acesso em: 03 Dez. 2018. Engeteles, Indicadores de Manutenção: Conheça os principais KPI’s para Gestão de Manutenção! Disponível em: <https://engeteles.com.br/indicadores-de- manutencao/> . Acesso em: 03 Dez. 2018. FOGLIATTO, Flávio Sanson; RIBEIRO, José Luís. Confiabilidade e Manutenção Industrial. 7. Ed. 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Acesso em: 30 Nov. 2018. 58 NAGAI, F. H.; BATISTA, G. B.; DAGNONI, V. Estudo de caso da aplicação do Planejamento e Controle da Manutenção em uma planta de envase Arla 32. Universidade Tecnológica Federal do Paraná. 2015. Disponível em: <https://nupet.daelt.ct.utfpr.edu.br/tcc/engenharia/docequipe/2014_2_09/2014_2_09 _final.pdf> . Acesso em: 01 Dez. 2018. PINTO, Alan Kardec; XAVIER, Júlio Aquino Nascif. Manutenção Função Estratégica. 3. Ed. Rio de Janeiro: Qualitymark, 2009. SLACK, Nigel; CHAMBERS, Stuart; JOHNSTON, Robert. Administração da Produção. 3 Ed. São Paulo: Atlas, 2002. SOUZA, Wendell Oliveira de. Redução de quebras em um Inspetor Eletrônico de garrafas vazias, utilizando análises da Engenharia de Confiabilidade. Trabalho de Conclusão de Curso. UNINASSAU – Recife. 2017. SPX, Crystalization Technology. White Paper. Disponível em: <https://www.spxflow.com/en/assets/pdf/GS_crystallization_technology_07_12_GB_ web.pdf>. Acesso em: 03 Dez. 2018. 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Editora de Desenvolvimento Gerencial, 2004. 59 ANEXOS / APÊNCICES Apêndice 01: Ordem de Serviço TAG: _________________ TIPO DE MANUTENÇÃO: Nº ____________ EQUIPE DE MANUTENÇÃO: HH: CUIDADOS COM A SEGURANÇA EPI'S NECESSÁRIOS: DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES ORDEM DE SERVIÇO DESCRIÇÃO DO EQUIPAMENTO: __________________________________ CORRETIVA PREVENTIVA MELHORIA DATA: ____________ ÁREA / SETOR: ____________ LÍDER RESPONSÁVEL: __________________________ _____/_____/_____ , ___:___h INTERVENÇÕES REALIZADAS DATA E HORA DE INÍCIO DATA E HORA DE TÉRMINO _____/_____/_____ , ___:___h Fonte: Autor