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CENTRO EDUCACIONAL RADIANTE FACULDADE EDUCAMAIS RAFAEL LOURENÇO BAUTE O GERENCIAMENTO DA MANUTENÇÃO NA INDUSTRIA 4.0 SÃO PAULO 2020 RAFAEL LOURENÇO BAUTE O GERENCIAMENTO DA MANUTENÇÃO NA INDUSTRIA 4.0 Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso Pós Gradução em Engenharia e Gerenciamento da Manutenção da Faculdade Educamais como requisito parcial para obtenção do grau de especialista em Engenharia e Gerenciamento da manutenção Orientador: SÃO PAULO 2020 RAFAEL LOURENÇO BAUTE O GERENCIAMENTO DA MANUTENÇÃO NA INDUSTRIA 4.0 Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso Pós graduação em Engenharia e Gerenciamento da Manutenção da Faculdade Educamais, como requisito parcial para obtenção do grau de Especialista em Engenharia e Gerenciamento da Manutenção. Aprovado em 26 de fevereiro de 2020. BANCA EXAMINADORA __________________________________ PROF. FACULDADE EDUCAMAIS ORIENTADOR __________________________________ PROF. FACULDADE EDUCAMAIS __________________________________ PROF. FACULDADE EDUCAMAIS AGRADECIMENTOS A minha família, razão de minha existência. A Deus. Agradeço a meu orientador pelos grande ensinamentos. “Feliz aquele que transfere o que sabe e aprende o que ensina.” Cora Coralina RESUMO Diante das mudanças que estão em curso na indústria mundial, pode-se afirmar que estamos passando por um verdadeiro processo de revolução nunca antes visto. Em tempos onde a troca de informações é instantânea, o seu uso ainda pode ser muito explorado de forma a agilizar, otimizar ou controlar o desempenho de processos de forma remota. Inteligência artificial (AI), robótica, internet das coisas (IoT), impressão 3D, corte a laser, nanotecnologia e armazenamento de energia: apenas alguns exemplos de tecnologias que possuem alto potencial de crescimento e cuja expansão tende a aumentar de forma abrupta a produtividade da indústria mundial, proporcionando assim um salto no crescimento econômico global. Devido à velocidade com que as coisas têm evoluído, à amplitude e à profundidade dessas mudanças e o seu impacto sobre a cadeia produtiva, diversos autores afirmam que vivemos um fenômeno ao qual batizam de quarta revolução industrial, ou popularmente conhecido no Brasil como a Industria 4.0. Seguindo esse conceito verificamos como o gerenciamento da manutenção tem sido inserido e adaptado a essa revolução, utilizando de metodos e ferramentas de controle e gestão da manutenção. Palavras-Chaves: Manutenção; Industria 4.0; TPM; Preditiva; Controle. LISTA DE SIGLAS TPM: Manutenção Produtiva Total; SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 12 2. HISTÓRICO DA MANUTENÇÃO .......................................................................... 13 2.1. TIPOS DE MANUTENÇÃO ................................................................................ 15 2.1.1. TPM ................................................................................................................. 15 2.1.2. Pilares da TPM ............................................................................................... 16 2.2. MANUTENÇÃO PREVENTIVA .......................................................................... 17 2.2.1. Razões para os custos da Manutenção Preventiva serem elevados:....... 19 2.2.1.3 PLANO DE MANUTENÇÃO PREVENTIVA ................................................. 21 Atividades de Manutenção Preventiva .................................................................. 23 2.2. MANUTENÇÃO PREDITIVA .............................................................................. 25 4. A 4° REVOLUÇÃO INDUSTRIAL ................................................................... 28 4.1. COMO SURGIU O CONCEITO “INDUSTRIA 4.0” ............................................ 28 4.2. COMO A INDÚSTRIA 4.0 IMPACTA NA MANUTENÇÃO DE ATIVOS? ........... 28 5. ANÁLISE DOS RESULTADOS ............................................................................. 30 5.1. GERENCIAMENTO DA MANUTENÇÃO NA INDUSTRIA 4.0 .......................... 30 5.1.1. Internet das Coisas (IoT) ............................................................................... 30 5.1.2. Business Intelligence (BI) ............................................................................. 31 5.1.3. Big Data .......................................................................................................... 31 5.1.4. Inteligência artificial (AI) ............................................................................... 31 6. QUAIS SÃO OS BENEFÍCIOS DESSAS TECNOLOGIAS PARA A INDÚSTRIA?32 6.1 Monitoramento em tempo real ..................................................................... 32 6.2 Análise de dados ........................................................................................... 32 6.3 Controle a distância ...................................................................................... 33 6.4 Precisão na análise de falhas ........................................................................... 33 6.5 Aumento da produtividade ............................................................................... 33 6.6 Melhoria da gestão da manutenção ................................................................. 33 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS .................................................................................. 35 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 36 12 1. INTRODUÇÃO A manutenção industrial sempre esteve presente desde os primordios, há relatos do emprego da muntenção em escritos bíblicos. Quando o homem começou a manusear instrumentos e desenvolver as máquinas para a produção de bens de consumo a manutenção foi emergindo a partir do momento em que novas necessidades eram criadas. Ela acompanhou a evolução técnico-industrial da humanidade e se desenvolveu conforme as mudanças no perfil de mercado. Com a crescente globalização e modernização dos equipamentos, a manutenção necessita estar muito bem ajustada e gerenciada, visando a diminuição de paradas e o aumento da produtividade. Neste cenário, é preciso que a atividade de manutenção se integre de maneira eficaz ao processo produtivo, contribuindo para que a empresa caminhe rumo à excelência. A grande interseção do setor de manutenção com o de produção, influenciando diretamente a qualidade e produtividade, faz com que o mesmo desempenhe um papel estratégico fundamental na melhoria dos resultados operacionais e financeiros dos negócios (XENOS, 1998). Para TAVARES (2005, p. 20) os gestores de manutenção devem ter ampla visão e atuação sistêmica dentro de suas organizações, de tal forma que a diversidade de modelos e fundamentações do planejamento e controle da manutenção, plenamente consolidados, sejam úteis à maximização dos equipamentos, assim como os lucros da organização. 13 2. HISTÓRICO DA MANUTENÇÃO No fim do século XIX, com a mecanização das indústrias, surgiu a necessidade dos primeiros reparos e até 1914, a Manutenção era renegada a segundo plano sendo executada pelo mesmo efetivo de operação. Com a implantação da produção em série, instituída por Ford, as fábricas passaram a estabelecer programas mínimos de produção e, em conseqüência, sentiram necessidade de criar equipes que pudessem efetuar reparos em máquinas operatrizes no menor tempo possível. Assim surgiu um órgão subordinado à operação, cujo objetivo básico erade execução da Manutenção Corretiva. Após a Segunda Guerra Mundial aumentou significativamente a necessidade por uma produção mais ágil e ao mesmo tempo confiável ; as intervenções corretivas, aquela que ocorre após a falha ou quebra do ativo, não eram mais suficientes. A manutenção preventiva surgia não só para corrigir as falhas, mas também para evitá-las, a Manutenção tornou-se tão importante quanto a Operação. Após a década de 50, surgiu uma grande evolução na aviação comercial e na indústria eletrônica. Com a preventiva baseada na estatística (tempo ou horas trabalhadas), observou-se que o tempo gasto para diagnosticar as falhas era maior do que o de execução do reparo. A alta administração, então, resolveu selecionar equipes de especialistas para compor um órgão de assessoramento, que se denominou "Engenharia de Manutenção", recebendo os encargos de planejar e controlar a manutenção preventiva e analisar causas e efeitos das avarias. Com a difusão dos computadores, o fortalecimento das Associações Nacionais de Manutenção e a sofisticação dos instrumentos de proteção e medição, a Engenharia de Manutenção passou a desenvolver critérios mais sofisticados de Manutenção Baseada em Condições, estes foram unidos a sistemas automatizados de planejamento e controle, reduzindo os serviços burocráticos dos executantes de Manutenção. Estas atividades acarretaram o desmembramento da Engenharia de Manutenção 14 que passou a ter duas equipes: a de estudos de ocorrências crônicas e a de Planejamento e Controle de Manutenção ? PCM, esta última com a finalidade de desenvolver, implementar e analisar os resultados dos serviços de manutenção, utilizando-se um sistema informatizado como ferramenta de suporte. No início dos anos 70, foi levado em questão o envolvimento dos aspectos de custos no processo de gestão da Manutenção, que ficou conhecido como Terotecnologia. Esta técnica propunha a capacidade de combinar os meios financeiros, estudos de confiabilidade, avaliações técnicas-econômicas e métodos de gestão, de modo a obter ciclos de vida dos equipamentos cada vez menos dispendiosos. O conceito de terotecnologia é a base da atual "Manutenção Centrada no Negócio", onde os aspectos de custos norteiam as decisões da área de Manutenção e sua influência nas decisões estratégicas das empresas. Esta nova postura é fruto dos novos desafios que se apresentam para as empresas neste novo cenário de uma economia globalizada e altamente competitiva, onde as mudanças se sucedem em alta velocidade e a manutenção, como uma das atividades fundamentais do processo produtivo, precisa ser um agente proativo. (Kardec, 2002). Ainda na década de 1970 os japoneses criaram a Total Productive Maintenance ? TPM, Manutenção Produtiva Total, envolvendo o ciclo produtivo ocioso da operação para execução de rotinas de manutenção permitindo o mantenedor fazer parte das análises da Engenharia de Manutenção. Com desenvolvimento dos microcomputadores nos anos 80, as áreas de Manutenção passaram a desenvolver e processar seus próprios programas, melhorando o processamento das informações e diminuindo a dependência de disponibilidade humana e de equipamentos para o atendimento as suas prioridades de processamento pelo computador central. Também havia dificuldades de comunicação das necessidades para o analista de sistemas, nem sempre familiarizados com a área de Manutenção. Em algumas empresas a manutenção se tornou tão importante que o PCM passou 15 a compor uma área de assessoramento à supervisão geral de produção, uma vez que influencia também a área de operação. No final da década de 80, com as exigências de aumento da qualidade dos produtos e serviços pelos consumidores, a Manutenção passou a ser um elemento importante no desempenho dos equipamentos, haja vista impactar diretamente no produto final. Este reconhecimento foi acatado pela ISO , quando em 1993 revisa a norma série 9000 para incluir a função Manutenção no processo de certificação dando, portanto, o reconhecimento (já identificado pela ONU em 1975) da estrutura organizacional de equivalência dessas duas funções no incremento da qualidade, aumento da confiabilidade operacional, redução de custos e redução de prazos de fabricação e entrega, garantia da segurança do trabalho e da preservação do meio ambiente. No final do século passado, a Manutenção passou a ter uma importância em grau equivalente ao que já vinha sendo dado à Operação. Em conseqüência, o PCM,(assim como a Engenharia de Manutenção), passou a desempenhar importante função estratégica dentro da área de produção, através do registro das informações e da análise de resultados, auxiliando os gerentes de Produção, Operação e Manutenção na tomada de decisão. 2.1. TIPOS DE MANUTENÇÃO 2.1.1. TPM A ferramenta TPM é um artifício industrial desenvolvido nos anos 70 pelo japonês Seiichi Nakajima. Ela tem como conceito fundamental elevar ao máximo a produtividade e a eficiência de um processo produtivo, por meio da implantação estruturada e consistente de seus 8 pilares de sustentação. Este instrumento possui como propósito proporcionar condições favoráveis para que um processo seja capaz de operar de forma padronizada e sem interrupções imprevistas. Através da sustentação obtida por seus 8 pilares, a ferramenta TPM busca impedir que certas situações industriais indesejáveis ocorram, como: Paradas corretivas 16 desorganizadas, prolongadas e constantes; Atrasos de entrega por causa de problemas de manutenção; Necessidade de contar com altos estoques devido a baixa confiabilidade do processo; Ter um alto índice de produtos defeituosos por causa da instabilidade do processo; Não conseguir manter melhorias de processos; A ferramenta TPM foi criada com o intuito de minimizar erros e falhas, de forma a promover uma manutenção produtiva total. Além do foco na manutenção dos equipamentos, há também uma vertente que preza pelo envolvimento de todos para aumentar a qualidade dos produtos fabricados e garantir a “quebra zero”, o “defeito zero” e o “acidente zero”. Além do envolvimento dos funcionários, é necessária também uma mudança de postura e mentalidade, a fim de que uma nova cultura organizacional seja estabelecida na empresa que deseja empregar a ferramenta 2.1.2. Pilares da TPM A TPM possue 8 pilares de sustentação dessa ferramenta, são eles: a) Manutenção autonoma; b) Manutenção planejada; c) Manutenção da qualidade; d) Melhorias específicas; e) Controle inicial; f) Treinamento; g) Segurança e Meio ambiente; h) TPM Administrativo; A empregabilidade deste conceito de manutenção tem obtido sucesso, por se padronizar o processo de manutenção e desta forma estar sempre em busca de melhoria contínua. Um case de sucesso da empregabilidade deste conceito é na TOYOTA, onde a TPM funciona de forma ímpar, com um processo de manutenção impecável e um retorno financeiro imediato. A aplicação deste conceito em uma empresa pode durar em média até 24 meses, pois é necessário a concentização de toda a empresa sobre a importância desse conceito e dos benefícios por ele conseguido. 17 2.2. MANUTENÇÃO PREVENTIVA Paradas não previstas provocam atrasos no cronograma de fabricação, indisponibilidade da máquina, elevação de custos, entre outros. Para diminuir estes problemas as empresas começaram a planejar e programar a manutenção. A manutenção preventiva é o estágio inicial da manutenção planejada. Permite paradas periódicas com a finalidade de realizar reparos programados, ela é a manutenção voltada para evitar que a falha ocorra, através de manutenções em intervalos de tempo pré-definidos. Segundo SLACK et al. (2002, p. 645), “visa eliminar ou reduzir as probabilidade de falhas por manutenção (limpeza, lubrificação, substituiçãoe verificação) das instalações em intervalos de tempo pré-planejados”. De acordo com ALMEIDA (2000, p.3) “todos os programas de gerência de manutenção preventiva assumem que as máquinas degradarão com um quadro típico de sua classificação em particular”. Ou seja, os reparos e recondicionamentos de máquinas, na maioria das empresas, são planejados a partir de estatísticas, sendo a mais largamente usada a curva do tempo médio para falha – CTMF (ALMEIDA, 2000). As empresas possuem como princípios a redução de custos, aumento da qualidade dos produtos constantemente, aumento da produção, preservação do meio ambiente, aumento da vida útil dos equipamentos e redução de acidentes do trabalho. Levando em conta estes objetivos como a manutenção preventiva pode colaborar para alcançar estes objetivos? Redução de custos: pode colaborar diminuindo o número de peças sobressalentes (precaução da manutenção corretiva) e a diminuição nas paradas de emergência. - Qualidade do produto: a concorrência no mercado nem sempre esta relacionado diretamente ao menor preço, muitas vezes a qualidade elevada sobressai. A manutenção preventiva aplicada “a risca” neste caso tende a manter os equipamentos em conformidade, diminuindo as possibilidades de variações nos produtos/peças produzidas com este. - Aumento da produção: além de manter os clientes existentes, há a necessidade constante de incremento na produção, sendo assim, a manutenção preventiva tende a diminuir o risco de a produção sofrer 18 atrasos decorrentes de falhas nos equipamentos verificados, mantendo a produção em dia e fornecendo assim condições para aumentos na produção. Efeitos no meio ambiente: para empresas preocupadas em manter equilibrados os poluentes causados pelo processo industrial a revisão pré- determinada dos equipamentos ajuda a conservar os limites de poluição medidos. Pouca variação no equipamento provoca pouca variação no processo e, considerando que a matéria prima (produto de entrada) se manteve inalterado, pouca variação nos poluentes. Aumento da vida útil dos equipamentos: a manutenção preventiva não fornece de maneira isolada um aumento na vida útil dos equipamentos, este aumento se dá devido a um efeito em escada decorrente principalmente da redução de custos, qualidade do produto, aumento da produção e efeitos do meio ambiente. Paradas programadas ao invés de paradas imprevistas, aumento da vida útil do equipamento, maior preço agregando ao equipamento em caso de eventual troca, maior qualidade do produto final e diminuição de horas extras são algumas das vantagens da manutenção preventiva. Entretanto uma provável desvantagem é a exigência de um maior número de pessoas envolvidas na manutenção, aumentando os gastos com recursos humanos (desvantagem de curto prazo). Segundo a norma NBR-5462, Manutenção Preventiva é a manutenção efetuada em intervalos predeterminados, ou de acordo com critérios prescritos, destinada a reduzir a probabilidade de falha ou a degradação do funcionamento de um item. A NBR-5462 elenca três tipos de manutenção: Manutenção Corretiva, Manutenção Preventiva e Manutenção Preditiva. O que irá definir qual tipo usar e quando usar é a estratégia de manutenção adotada para manter a disponibilidade e confiabilidade dos equipamentos. Ao contrário do que muitos profissionais imaginam, a manutenção preventiva ainda não é a manutenção que tem o melhor custo/benefício dentre as três. A manutenção preventiva custa, em média, 3 vezes mais que a manutenção preditiva e é aplicável em apenas 11% dos equipamentos. Para que fique claro, deve-se analisar a definição de Manutenção Preventiva segundo a NBR-5462 e destacar três pontos: intervalos predeterminados, critérios específicos e redução da probabilidade de falhas. 19 Esses pontos são conhecidos como “gatilhos”, ou seja,uma vez que ocorre um evento predeterminado como gatilho, é executada uma ação de manutenção. Os gatilhos são critérios ou condições específicos que irão determinar quando um equipamento deve passar por manutenção. Existem basicamente quatro tipo de gatilhos, sendo eles: • Tempo: Exemplo – “Lubrificar mancais a cada 6 meses.” • Horas de Funcionamento: Exemplo – “Lubrificar mancais a cada 1200 horas.” • Produtividade: Exemplo – “Lubrificar mancais a cada 1500 peças produzidas.” • Gatilho Misto: Exemplo – “Lubrificar mancais a cada 6 meses, 1200 horas de funcionamento ou 1500 peças produzidas. O que acontecer primeiro.” O objetivo da manutenção preventiva é restabelecer as condições originais do equipamento, visando reduzir a probabilidade de falhas. Porém, é importante esclarecer alguns conceitos fundamentais para um completo entendimento das possibilidades de aplicações da manutenção preventiva. 2.2.1. Razões para os custos da Manutenção Preventiva serem elevados: 2.2.1.1. Lucro Cessante Planejado O maior custo da manutenção preventiva é o lucro cessante programado. Na maioria dos casos, para que uma atividade de manutenção preventiva seja realizada (salvo em caso de inspeções com máquina operando) o equipamento deve estar parado. Ou seja, a atividade que faz com que a empresa ganhe dinheiro (produção), cessou. Por mais que seja por um período planejado, a linha de produção está parada para a manutenção. Esse lucro cessante planejado representa, em média, 28% do custo da manutenção preventiva. Vale lembrar que o objetivo da manutenção é: Manter os equipamentos disponíveis e confiáveis, custando pouco. Um vez que há a necessidade de parar o equipamento, o equipamento está indisponível para produzir. 20 2.2.1.2. Troca de peças de reposição antes do fim da sua vida útil Como dito, a manutenção preventiva traz resultados satisfatórios em apenas 11% dos equipamento. Caso você aplique em 100% do equipamentos, você jogará no lixo 89% de peças que não chegaram nem perto do fim da vida útil. Em 1985, um pesquisador chamado John Wiley publicou o livro Ball and Roller Theory Desing & Aplication, nesse livro ele aborda os principais tópicos para se alcançar níveis elevados de confiabilidade em rolamentos. Dentre os estudos, ele mostra uma experiência de bancada realizada com rolamentos de esfera 6309, onde o objetivo seria mapear o momento das falhas e qual seria a relação dessas falhas com o tempo de operação. O ensaio foi feito da seguinte forma: Foram selecionados 30 unidades de rolamentos 6309, novos, todos com a mesma condição e todos foram submetidos a operação no mesmo momento e de forma padronizada, com os mesmo parâmetros de rotação, temperatura, pressão e contaminação. Feito o ensaio, o resultado obtido segue abaixo. Veja que não existe uniformidade no período de falhas dos rolamentos. Alguns rolamentos falharam com 20 milhões de revoluções, enquanto outros chegaram a 200 milhões e em uma das peças, chegou a 300 milhões. Fonte: Ball and Roller Theory, Design, & Application. Eschmann, et al John Wiley & Sons, 1985 21 Caso no plano de manutenção preventiva fosse sugerida a troca desses rolamentos de forma preventiva, fica evidente que a chance de se obter êxito é muito pequena. Justamente pelo fato de não haver relação entre as falhas e o tempo de operação. Se a troca fosse feita com 20 milhões de revoluções, diversas peças iriam para o lixo ainda na metade da vida útil. Se a troca fosse feita com 150 milhões de revoluções (média), diversas peças já haveriam falhado. Dessa forma, evidencia-se o motivo que faz com que a Manutenção Proativa (inspeção preditiva seguida de corretiva programada), seja a maneira mais rentável de se manter os ativos. Quanto mais próximo a manutenção atuar da falha potencial, menor será o custo. Como John Wiley provou que não é possível “prever” a falha potencial, resta a opção de monitorar o equipamento de forma preditiva e atuar assim que a falha potencial for identificada,ainda em estágio inicial. Fonte: https://engeteles.com.br/o-que-e-manutencao-preventiva/, 2020 2.2.1.3 Plano de Manutenção Preventiva A Manutenção Preventiva deve ser usada de forma estratégica, sabendo que é um tipo de manutenção custoso e que não se aplica em qualquer situação, se faz necessário um planejamento de manutenção robusto. https://engeteles.com.br/manutencao-preditiva/ https://engeteles.com.br/manutencao-preditiva/ https://engeteles.com.br/o-que-e-manutencao-preventiva/ 22 O plano de manutenção preventiva deve ser elaborado visando a redução da probabilidade de falhas que tem relação direta com a idade do equipamento. Portanto, é necessário realizar uma Análise dos Modos e Efeitos de Falha (FMEA) dos processos e identificar quais falhas podem ser tratadas com manutenção preventiva. FMEA é a sigla abreviatória de Failure Modes and Effects Analisys, ou seja, Análise Modos e Efeitos das falhas. O FMEA foi uma das primeiras técnicas altamente estruturadas e sistematizadas para análise de falhas . Foi desenvolvido por engenheiros de confiabilidade no final da década de 1950 para estudar problemas e avarias que poderiam surgir nos sistemas militares. Um FMEA é muitas vezes o primeiro passo de um estudo de confiabilidade do processo. Envolve a revisão do maior número de componentes, montagens e subsistemas para identificar os modos de falha, suas causas e efeitos. Para cada componente ou equipamento do processo, os modos de falha e seus efeitos resultantes no resto do sistema são registrados em uma planilha de FMEA específica. O FMEA é uma ferramenta de análise qualitativa, que transforma as informações em dados quantitativos. Durante a elaboração do plano de manutenção, o FMEA é uma das ferramentas mais importantes a serem usadas, por três motivos básicos: 1. Determinação dos modos de falha: que podem vir da engenharia (hipótese) ou então do campo. Dados advindos do campo são mais confiáveis, pois representam de fato todas as falhas que pode ter um processo. 2. Análise de riscos de cada modo de falha: iremos detalhar mais abaixo, mas a priorização de qual modo de falha trabalha passa por 3 etapas: determinação da severidade da falha (quão ruim vai ser se ela acontecer), determinação da ocorrência da falha (quão frequentemente ela de fato ocorre) e determinação da probabilidade de detecção da falha (o quão fácil é percebermos que ela ocorreu). https://engeteles.com.br/fmea-o-que-e-como-fazer/ https://engeteles.com.br/fmea-o-que-e-como-fazer/ 23 3. Cálculo do RPN (Risk Priority Number): esse indicador é indica qual modo de falha começar a calcular primeiro. Esse cálculo é a multiplicação dos valores de ocorrência, severidade e detecção. Atividades de Manutenção Preventiva O primeiro passo para construir um plano de manutenção preventiva é elaborar o FMEA, através do FMEA será possível levantar as principais hipóteses de falhas, como essas falhas se manifestam (modos de falha) e quais são as consequências dessas falhas (efeitos). Para determinar quais atividades entrarão no plano de manutenção preventiva, a atividade deve responder três perguntas: 1. Essa atividade irá reduzir (ou eliminar) a ocorrência da falha? 2. Caso a falha aconteça, essa atividade irá reduzir (ou eliminar) a gravidade do efeito da falha? 3. Essa atividade irá aumentar a chance de detectar a falha antes dela acontecer ou ainda em estágio inicial? A atividade escolhida deve responder ao menos uma das perguntas acima para se tornar uma atividade elegível para o plano de manutenção preventiva. As atividades de manutenção preventiva estão divididas em quatro tipos: Tabela 1: Tipos de manutenção preventiva Tipo de Atividade de Manutenção Preventiva Como é feito? Vantagens Desvantagens Inspeções Sensitivas Através da visão, ofato, audição e tato, o técnico inspeciona o equipamento em busca de alterações no ▪ Agilidade nas inspeções; ▪ Facilidade de multiplicação do conhecimento; ▪ Pode servir de triagem para ▪ Não é possível quantificar o estágio da falha; ▪ Identifica apenas falhas em estágio avançado, 24 comportamento do equipamento e identificação de possíveis falhas. outras técnicas de manutenção. próximo à Falha Funcional; ▪ A resolução das falhas encontradas custa, em média, 5 vezes mais que inspeções instrumentadas. Inspeções Instrumentadas (Com exceção das técnicas de Manutenção Preditiva) Através de instrumentos de medição, o técnico inspeciona o equipamento em busca de alterações nos parâmetros de operação e identificação de possíveis falhas. ▪ Maior confiabilidade no diagnóstico; ▪ Pode servir de triagem para outras técnicas de manutenção; ▪ É possível encontrar falhas em estágio inicial. ▪ Necessita de treinamento prévio para a equipe no tocante à operação dos instrumentos; ▪ Baixa produtividade na execução das intervenções por conta dos instrumentos necessários. Limpeza, Reaperto e Lubrificação De forma incondicional, o técnico atua na limpeza do equipamento, verificação qualitativa de torque (reapertos) e lubrificação de partes móveis. ▪ No desenvolver da atividade, é possível realizar inspeções mais criteriosas. ▪ Mantem os equipamentos em condições ideiais de operação. Limpeza e Reaperto: Necessita de parada do equipamento, portanto existe o lucro cessante. Substituição de componentes de acordo com a vida útil Caso seja um componente onde a taxa de falhas está relacionada à idade, o técnico efetua trocas periódicas desses Controle total do histórico do componente; ▪ Alto custo de um estoque para reposição; ▪ Necessita de parada do equipamento, portanto existe o lucro cessante; 25 componentes. ▪ Baixa produtividade; ▪ Necessita de treinamento prévio para a equipe; ▪ Dificuldade na determinação da vida útil do componente. 2.2. MANUTENÇÃO PREDITIVA É a manutenção que realiza acompanhamento de variáveis e parâmetros de desempenho de máquinas e equipamentos, visando definir o instante correto da intervenção, com o máximo de aproveitamento do ativo (OTANI & MACHADO, 2008). Segundo ALMEIDA (2000, p. 4): “(...) trata-se de um meio de se melhorar a produtividade, a qualidade do produto, o lucro, e a efetividade global de nossas plantas industriais de manufatura e de produção”. Isso porque tal abordagem se utiliza de ferramentas mais efetivas para obter a condição operativa real dos sistemas produtivos, ou seja, consegue fornecer dados sobre a condição mecânica de cada máquina, determinando o tempo médio real para falha. Portanto, todas as atividades de manutenção são programadas em uma base “conforme necessário”. ALMEIDA (2000, p. 4) ainda destaca a diferença mais substancial entre a manutenção corretiva e a preditiva: “(...) Talvez a diferença mais importante entre manutenção reativa e preditiva seja a capacidade de se programar o reparo quando ele terá o menor impacto sobre a produção. O tempo de produção perdido como resultado de manutenção reativa é substancial e raramente pode ser recuperado. A maioria das plantas industriais, durante períodos de produção de pico, operam 24 horas por dia. Portanto, o tempo perdido de produção não pode ser recuperado.” 26 2.3. MANUTENÇÃO DETECTIVA O termo manutenção detectiva vem da palavra “detectar” e começou a ser referenciado a partir da década de 90. O objetivo da prática desta política é aumentar a 25 confiabilidade dos equipamentos, haja vista, é caracterizada pela intervenção em sistemas de proteção para detectar falhas ocultas e não perceptíveis ao pessoal da operação (SOUZA, 2008). FERREIRA (2008, p. 23) cita um exemplo de aplicação da manutençãodetectiva, de maneira a aumentar a confiabilidade do processo: “Um exemplo clássico é o circuito que comanda a entrada de um gerador em um hospital. Se houver falta de energia e o circuito tiver uma falha, o gerador não entra. Por isso, este circuito é testado/acionado de tempos em tempos, para verificar sua funcionalidade”. Portanto, a manutenção detectiva é especialmente importante quando o nível de automação dentro das indústrias aumenta ou o processo é crítico e não suporta falhas. 2.4. MANUTENÇÃO CORRETIVA É a forma mais simples e mais primitiva de manutenção. De acordo com SLACK et al. (2002, p. 625) “significa deixar as instalações continuarem a operar até que quebrem. O trabalho de manutenção é realizado somente após a quebra do equipamento ter ocorrido [...]”. Apesar de esta definição apontar para uma manutenção simplesmente entregue ao acaso, essa abordagem ainda se subdivide em duas categorias: planejada e não-planejada. - Manutenção corretiva não- planejada: a correção da falha ou do desempenho abaixo do esperado é realizada sempre após a ocorrência do fato, sem acompanhamento ou planejamento anterior, aleatoriamente. Implica em altos custos e baixa confiabilidade de produção, já que gera ociosidade e danos maiores aos equipamentos, muitas vezes irreversíveis (OTANI & MACHADO, 2008). - Manutenção corretiva planejada: quando a manutenção é preparada. Ocorre, por exemplo, pela decisão gerencial de operar até a falha ou em função de um acompanhamento preditivo. OTANI & MACHADO (2008, p. 4) apontam que “pelo seu próprio nome 23 planejado, indica que tudo o que é planejado, tende a ficar mais barato, mais seguro e mais rápido”. De acordo com ALMEIDA (2000, p. 2) “poucas plantas industriais usam uma filosofia verdadeira de gerência por manutenção corretiva. Em quase todos os casos, as plantas 27 industriais realizam tarefas preventivas básicas, como lubrificação e ajustes da máquina, mesmo em um ambiente de manutenção corretiva.” Entretanto, o mais importante, segundo ALMEIDA (2000), é que ao adotar esse tipo de filosofia, as máquinas e equipamentos da planta não são revisados e não passam por grandes reparos até a falha. Esse tipo de gerência de manutenção, apesar de simples, pode requerer custos altíssimos, associados a: estoque de peças sobressalentes, trabalho extra, custo ociosidade de máquina e baixa disponibilidade de produção (ALMEIDA, 2000). E os custos tendem a aumentar ainda mais caso o tempo de reação se prolongue, seja por falha da equipe de manutenção, seja por falta de peça de reposição. Segundo ALMEIDA (2000, p. 2) “(...) O resultado líquido deste tipo reativo de gerência de manutenção é o maior custo de manutenção e menor disponibilidade de maquinaria de processo. A análise dos custos de manutenção indica que um reparo realizado no modo corretivo-reativo terá em média um custo cerca de 3 vezes maior que quando o mesmo reparo for feito dentro de um modo programado ou preventivo.” 28 4. A 4° REVOLUÇÃO INDUSTRIAL Também conhecida como a a Indústria 4.0, representa essencialmente um conjunto de mudanças singulares nos processos e na forma como serão fabricados os produtos que consumimos. Isso quer dizer que, neste novo contexto, a união entre o mundo virtual e físico – por meio da computação cognitiva deve chegar ainda mais rápido. O resultado disso? Tudo que está presente em uma indústria e em seu modelo operacional pode ser conectado digitalmente. Quem conseguir tirar o melhor proveito deles estará um passo à frente no mercado e conseguirá entregar um serviço de maior valor aos seus clientes. Os colaboradores participam apenas realizando a supervisão do trabalho conduzido pelas máquinas, possibilitando uma cadeia de valor altamente integrada. 4.1. COMO SURGIU O CONCEITO “INDUSTRIA 4.0” O termo Industria 4.0 surgiu em meados de 2010 na Alemanha, a partir de um projeto do governo voltado a computação cognitiva. O termo foi usado pela primeira vez na feira de Hannover em 2011. Esse início envolveu universidades, empresas e o próprio governo, visando modernizar e aperfeiçoar ainda mais as indústrias locais. A Alemanha já é conhecida como motor de desenvolvimento econômico pela valorização que presta à inovações como esta. 4.2. COMO A INDÚSTRIA 4.0 IMPACTA NA MANUTENÇÃO DE ATIVOS? A Indústria 4.0 está impactando a manutenção de ativos por meio de soluções que facilitem o gerenciamento nos sistemas de produção, em uma maior capacidade de operação e no planejamento. Outra característica da Indústria 4.0, na manutenção de ativos, é a possibilidade de antecipar a detecção de problemas. É isso que a manutenção proativa busca, substituir a filosofia de cuidar das falhas – programadas ou não – para identificar as causas básicas dos erros e evitá-las. A principal ação da manutenção proativa é analisar os indicadores de desempenho e 29 identificar as causas primordiais das falhas e degradação do equipamento removê- las antes de se iniciem. Para tal, técnicas de análise de risco são largamente utilizadas. Vamos tomar como exemplo de manutenção proativa, um componente muito comum em qualquer indústria: um rolamento. Os manuais de um dos maiores fabricantes de rolamentos do mundo, a SKF, informam que a eliminação de todas as partículas com diâmetro maior ou igual à espessura do filme de óleo lubrificante, levaria os rolamentos a uma vida infinita. Assim, a utilização de lubrificantes adequados, que reduzam ao máximo o atrito evitando a formação de partículas, aliado a um sistema de filtragem, eliminaria a necessidade de substituição do rolamento. Ou seja, este movimento permite, numa fase inicial, identificar anomalias nos processos de produção. Desta forma, as organizações conseguem agir a tempo evitando custos elevados com produtos deficientes. A manutenção e a confiabilidade melhoram o desempenho de ativos com base na análise de modos de falha, detecção e sinais de desgaste e envelhecimento. A interoperabilidade, virtualização, capacidade em tempo real e computação cognitiva são fatores que definem a Indústria 4.0 na manutenção de ativos. Fábricas inteligentes nas quais objetos, máquinas e pessoas se comunicam por IoT e sistemas físico cibernéticos capazes de criar e simular virtualmente uma cópia da realidade. Capacidade de coletar, armazenar e analisar dados para tomar decisões em tempo real e ainda criar sistemas automatizados capazes de resolver problemas sem a ajuda do homem. http://www.skf.com/br/index.html 30 5. ANÁLISE DOS RESULTADOS 5.1. GERENCIAMENTO DA MANUTENÇÃO NA INDUSTRIA 4.0 Um dos conceitos da indústria 4.0 é a criação de um modelo virtual das máquinas e de todo o sistema produtivo, de forma que este possa ser controlado e operado remotamente. Essa prática é facilitada pela instalação de sensores que enviam aos softwares de comando a situação atual de cada equipamento. Este sistema possibilita a detecção de falhas no processo e irregularidades no desempenho dos equipamentos de forma instantânea. No que se refere ao processo de manutenção de máquinas, este pode ser realizado baseando-se: • Na falha propriamente dita (manutenção corretiva); • Num tempo pré-estimado para a troca (manutenção preventiva) • Na pré-detecção de uma falha iminente (manutenção preditiva). Na prática, um modelo de indústria 4.0 facilita muito a realização de uma manutenção preditiva. O sensoriamento das peças pode ser capaz de mostrar as falhas iminentes, sendo o operador capaz de resolvê-las antes que os estragos sejam maiores. Em alguns casos, as falhas podem ser corrigidas até mesmo sem a necessidade de ação humana, isso significa que as máquinas se tornam capazes de tomar decisões e providenciar assistência técnica, por exemplo, por meio de avisos quando alguma funcionalidade está fora docomum. Além de oferecer mais transparência à comunicação, esse processo também assegura melhoria da eficiência. Essas vantagens são derivadas principalmente do uso das seguintes ferramentas. 5.1.1. Internet das Coisas (IoT) A IoT é um dos principais vieses da indústria 4.0, inclusive para aplicação na manutenção preventiva. A ideia é estabelecer um fluxo de dados contínuo dos ativos para os servidores. Por meio de sensores como vibração, temperatura e condutividade, as informações são transmitidas a outras fontes: por exemplo, um 31 software de gestão. Isso permite processar, agregar e analisar as ações para identificar falhas e demandas. 5.1.2. Business Intelligence (BI) O BI é voltado para a análise e a visualização de sinais digitais com a ajuda de algoritmos preditivos. Na manutenção, as applications programming interfaces (APIs) podem ser usadas pelo setor de operações como um ambiente específico para o usuário. Assim, a coleta de dados, estruturados ou não, é facilitada e leva à obtenção de insights valiosos. 5.1.3. Big Data O Big Data é o termo que se refere à coleta, ao armazenamento e à interpretação de dados em um processo que ocorre com a ajuda de softwares de alta performance. Com as informações obtidas, é possível obter insights valiosos, que contribuem para uma tomada de decisão acertada. Na manutenção, a ferramenta é utilizada para identificar problemas antes da interrupção do trabalho. Um exemplo é a GEMÜ, fabricante de válvulas e componentes de automação, que utiliza a tecnologia para monitorar o desempenho e substituir componentes antes da falha. Desse modo, a eficiência é aprimorada. 5.1.4. Inteligência artificial (AI) Essa tecnologia consiste em fazer as máquinas pensarem parecido aos seres humanos. Isso acontece pela implementação de sensores nas máquinas da produção, que fazem leituras e coletam dados durante o processo de funcionamento. As informações são encaminhadas para um computador, que as interpreta e apresenta soluções embasadas na inspeção geral para evitar quebras e erros. http://august-makeshift-frogs.blogs.rockstage.io/inspecao-geral-do-equipamento/ 32 6. QUAIS SÃO OS BENEFÍCIOS DESSAS TECNOLOGIAS PARA A INDÚSTRIA? A manutenção preventiva é beneficiada de maneira significativa pela indústria 4.0. Mais que identificar a necessidade de fazer os procedimentos adequados, essa é uma forma de coletar dados, que ajudarão a tomar decisões acertadas, inclusive sobre a compra de equipamentos e peças, e aumento da vida útil das máquinas. Os benefícios da manutenção preventiva industrial são aperfeiçoados com a ajuda da indústria 4.0. Isso acontece porque a chamada 4ª Revolução Industrial vai muito além dos trens, do segmento têxtil ou da automação. Na verdade, refere-se ao uso da inteligência artificial para coletar e interpretar dados. Com a introdução das tecnologias da indústria 4.0 na manutenção, as empresas alavancam seus resultados e aprimoram suas rotinas operacionais. Por isso, os principais impactos verificados na manutenção preventiva da indústria estão apresentamos abaixo: 6.1 Monitoramento em tempo real As tecnologias da indústria 4.0 facilitam a disponibilização e o processamento da informação, que é fornecida em tempo real. A visualização de dados é possibilitada em diferentes dispositivos, como smartphones e computadores, desde que tenham acesso à internet. 6.2 Análise de dados Uma série de regras personalizadas pela indústria são utilizadas para fazer a análise de dados. A configuração pode ser feita por técnicos de manutenção, especialistas em processos ou planejadores da produção — em outras palavras, a plataforma se adapta às suas necessidades, não o contrário. Um exemplo é a criação de parâmetros para que a máquina acione automaticamente a manutenção quando determinado incidente ocorrer, como é o caso do uso do equipamento por X horas. A informação é encaminhada ao responsável por meio de um ticket, que apresenta as principais informações sobre o 33 assunto. A equipe trabalha para fazer a manutenção e, assim que finalizar o processo, encerra a solicitação. 6.3 Controle a distância A dinâmica da indústria 4.0 é diferente e permite fazer o monitoramento à distância com a ajuda de dispositivos móveis. Basta inserir diferentes atributos na manutenção para prever falhas de maneira antecipada por meio dos sistemas específicos para essa finalidade. Em qualquer um dos casos, fica claro que a máquina indica quando há algum problema ou quando precisa passar por manutenção. Dessa maneira, o trabalho do setor é otimizado e alcança maior eficiência, entre outras vantagens, como veremos em seguida. 6.4 Precisão na análise de falhas Os dados fornecidos pela indústria são mais precisos e garantem um diagnóstico preciso sobre as falhas dos equipamentos. As empresas têm acesso a plantas inteligentes das fábricas e conseguem fazer o monitoramento a distância e em tempo real. Essa característica acelera a identificação e a solução de falhas para reduzir o tempo de interrupção por defeito. 6.5 Aumento da produtividade A adoção das novas tecnologias na indústria aprimora a qualidade do serviço de manutenção e aumenta a produtividade da equipe. É mais fácil programar as ações e evitar atrasos e imprevistos, assim como aperfeiçoar a segurança das máquinas e melhorar sua vida útil. 6.6 Melhoria da gestão da manutenção O uso de sistemas especialistas favorece a geração de dados importantes do processo, que possibilitam controlar as atividades realizadas, os materiais consumidos, os serviços prestados e outras informações que compõem o histórico do equipamento. Esses insights levam à melhoria do planejamento das 34 manutenções e de investimentos. Ao mesmo tempo, há facilidade à gestão operacional e redução de custos e desperdícios pelo acréscimo de eficiência. Em suma, a manutenção preventiva industrial sofre vários impactos derivados da indústria 4.0. Apesar de muitas fábricas no Brasil ainda estarem iniciando o processo de automação, torna-se imprescindível acelerar o progresso e implementar as novas tecnologias. É assim que a empresa conquistará vantagem competitiva e melhorará seu fluxo de trabalho. http://august-makeshift-frogs.blogs.rockstage.io/gestao-industrial/ http://august-makeshift-frogs.blogs.rockstage.io/gestao-industrial/ http://august-makeshift-frogs.blogs.rockstage.io/gestao-estrategica-de-custos/ 35 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS Podemos observar que como qualquer revolução, ela causa desrupção de processos mudando a forma de agir e pensar, não é diferente da Industria 4.0. Essa nova revolução nos apresenta conceitos tecnologicos de controle e gerenciamento em toda a cadeia produtiva, desde a obtenção da materia prima até o produto acabado sendo entregue ao consumidor final. Nessa onda o gerenciamento da manutenção vem se modernizando para adequar-se a essa nova tecnologia, diminuindo as paradas e seus tempos e assim aumentando a produtividade e diminuindo custos. Um bom gerenciamento de manutenção é aquele que mapeia 100% do seu processo, conseguindo resultados satisfatório no planejamento das paradas para manutenção. Empregando os conceitos da industria 4.0 esse trabalho tende a ser mais fácil e preciso. 36 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS UGUSTO TAVARES, Lourival. 2005. A Evolução da Manutenção. Revista Nova Manutenção y Qualidade ? N°54. ELPÍDIO CAMPOS JR., Estevam. 2006. Reestruturação da Área de Planejamento, Programação e Controle na Gerência de Manutenção Portuária ? CVRD. Universidade Estadual do Maranhão. NASCIF, Júlio; CARLOS DORIGO, Luiz. 2008. Administração, Planejamento e Gestão de Manutenção. Instituto de Consultoria e Aperfeiçoamento Profissional(Ecas); Tecém Tecnologia Empresarial Ltda. NASCIF, Júlio; KARDEC, Alan. 2001. Manutenção como Função Estratégica. Qualitymark Editora Ltda. PEREIRA DA SIVEIRA, Wilson. 2008. Planejamento, Programação e Controle de Manutenção. Estado-da-Arte Consultoria e Treinamento Ltda. RICARDO GARCIA VIANA, Herbert. 2002. PCM: Planejamento e Controle de Manutenção. Qualitymark Editora Ltda. TERRA, J. C. 2005. Gestão do Conhecimento: o grande desafio empresarial. 5. Ed. Negócio Editora. https://www.voitto.com.br/blog/artigo/ferramenta-tpm acesso em 24/02/2020 12:18. ABRAMAN. Página eletrônica: . Acesso em 11 out. 2011 ALMEIDA, M. T. Manutenção Preditiva: Confiabilidade e Qualidade. 2000. Disponível em: . Acesso em 06 out. 2011. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR-5462: confiabilidade e mantenabilidade. Rio de Janeiro: ABNT, 2004. https://www.voitto.com.br/blog/artigo/ferramenta-tpm%20acesso%20em%2024/02/2020%2012:18 37 KARDEC, A.; NASCIF J. Manutenção: função estratégica. 3ª edição. Rio de Janeiro: Qualitymark: Petrobrás, 2009. 384 p. SLACK, N.; CHAMBERS, S.; JOHNSTON, R. Administração da Produção. São Paulo: Atlas, 2002. 703 p. COSTA, MARIANA DE ALMEIDA. Gestão estratégica da manutenção: uma oportunidade para melhorar o resultado operacional – UFJF. 2013. 104f. Monografia (Graduação em Engenharia de Produção). Universidade Federal de Juiz de Fora, Minas Gerais, 2013. Disponível em: https://www.ufjf.br/ep/files/2014/07/2012_3_Mariana.pdf. Acesso em: 20 Fev. 2020. https://wellelaser.com/manutencao-4-0-os-aspectos-da-quarta-revolucao-industrial- sob-a-perspectiva-da-manutencao/ acesso em 20/02/2020. SCHWAB, KLAUS. 2005. A quarta revolução industrial / Klaus Schwab ; tradução Daniel Moreira Miranda. – São Paulo : Edipro, 2016. https://www.ufjf.br/ep/files/2014/07/2012_3_Mariana.pdf https://wellelaser.com/manutencao-4-0-os-aspectos-da-quarta-revolucao-industrial-sob-a-perspectiva-da-manutencao/ https://wellelaser.com/manutencao-4-0-os-aspectos-da-quarta-revolucao-industrial-sob-a-perspectiva-da-manutencao/
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