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CENTRO UNIVERSITÁRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS Curso de Engenharia Mecânica Joaneis Fernandes de Oliveira Rafael Malini Souza GESTÃO E CONTROLE DA MANUTENÇÃO APLICADAS EM BOMBAS D’ÁGUA NA MINERAÇÃO: VANTAGENS E CONTRIBUIÇÕES NO DESEMPENHO DOS EQUIPAMENTOS Professor Orientador: Antônio Carlos Ataíde Coronel Fabriciano, 2020 JOANEIS FERNANDES DE OLIVEIRA RAFAEL MALINI SOUZA GESTÃO E CONTROLE DA MANUTENÇÃO APLICADAS EM BOMBAS D’ÁGUA NA MINERAÇÃO: VANTAGENS E CONTRIBUIÇÕES NO DESEMPENHO DOS EQUIPAMENTOS Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Engenharia Mecânica do Centro Universitário do Leste de Minas Gerais como requisito parcial para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Mecânica. Orientador: Antônio Carlos Ataíde Coronel Fabriciano, 2020 JOANEIS FERNANDES DE OLIVEIRA RAFAEL MALINI SOUZA GESTÃO E CONTROLE DA MANUTENÇÃO APLICADAS EM BOMBAS D’ÁGUA NA MINERAÇÃO: VANTAGENS E CONTRIBUIÇÕES NO DESEMPENHO DOS EQUIPAMENTOS Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Engenharia Mecânica do Centro Universitário do Leste de Minas Gerais como requisito parcial para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Mecânica. Professor Orientador: Antônio Carlos Ataíde Titulação: Mestre em Engenharia Mecânica Instituição: Centro Universitário do Leste de Minas Gerais – Unileste Professora de Metodologia: Dra. Elizabete Marinho Serra Negra Titulação: Doutora em Administração Instituição: Centro Universitário do Leste de Minas Gerais – Unileste Professor (a) convidado (a): Titulação: Instituição: Centro Universitário do Leste de Minas Gerais – Unileste Primeiramente, agradeço a Deus, que me deu força, fortaleceu a minha fé e não permitiu que eu fraquejasse. Aos meus pais, Maria e Juarez por serem o meu porto seguro, meu exemplo, minha base e por não medirem esforços para que eu pudesse chegar até aqui. A minha irmã, Fernanda, pela parceria, amizade, alegria e apoio nos momentos difíceis. Minha sogra, Ana, por acreditar e sempre incentivar. Agradeço ainda, minha esposa, Ariádina, pela paciência, amor, confiança e por sempre estar ao meu lado não permitindo que eu desistisse nunca. Ao meu pequeno, João Miguel, pelo amor incondicional e por me proporcionar as maiores alegrias em todos os momentos. Por fim, agradeço a todos os meus amigos, familiares, cunhados, cunhadas e meu sobrinho por também fazerem parte desse sonho. A todos, o meu muito obrigado! Joaneis Fernandes. Gostaria de agradecer primeiramente a Deus, por ter me dado saúde e forças para enfrentar e superar todas as dificuldades em minha vida. Minha mãe Anne, por ter sido meu exemplo de caráter, dignidade e dedicação, pelo incentivo nas horas mais difíceis e por ser a base de tudo que sou hoje. A todos os meus amigos, familiares e professores, que direta ou indiretamente, fizeram parte da minha formação. Muito obrigado a todos por tudo! Rafael Malini. AGRADECIMENTOS Primeiramente a Deus, presença sempre silenciosa em nossas vidas, porto seguro nos momentos de aflição, força nos momentos de dificuldade e por sempre restaurar a nossa fé. Aos nossos pais, que sempre nos apoiaram nesse caminho, que foram presença indispensável nessa caminhada, que acreditaram e se sacrificaram para que pudéssemos chegar até aqui. Agradecemos, ainda, aos nossos familiares, amigos, colegas de trabalho e professores, sem vocês nada disso seria possível, cada um é parte indispensável nessa realização. “Que todos os nossos esforços estejam sempre focados no desafio à impossibilidade. Todas as grandes conquistas humanas vieram daquilo que parecia impossível”. Charles Chaplin (apud O PENSADOR, 2019, on-line) RESUMO A busca pela qualidade dos processos produtivos tem sido o foco das grandes empresas e a manutenção dos ativos é um diferencial que as organizações vêm utilizando para atingir essa meta. A manutenção é de suma importância para qualquer empresa, tem como principal objetivo é manter os equipamentos e máquinas em pleno funcionamento, além de gerenciar os recursos e eliminar os defeitos para se obter o máximo de padrão de qualidade exigido dos produtos. Apesar desse papel fundamental, muitas organizações se perdem e tem dificuldades em realizar uma boa gestão de manutenção. O resultado é um trabalho de apagar incêndios, não realizando manutenções preditivas e preventivas, somente as corretivas que gastam muitos recursos. Desta forma, o objetivo dessa pesquisa é apresentar e discutir quais as contribuições das ferramentas e dos planos de gestão de manutenção que são utilizados e aplicados nas bombas de captação em uma indústria de minério de ferro. Para desenvolver este estudo foi feito um referencial teórico, onde foram abordados temas como, manutenção, falhas, bombas e sistemas de captação de água, tendo como base a visão de vários autores, tudo voltado para a obtenção de informações importantes sobre o tema proposto para a pesquisa. Para o desenvolvimento deste trabalho o tipo de pesquisa escolhido foi a descritiva, que seguirá uma abordagem qualitativa, através de um método de pesquisa documental. A coleta de dados será feita por meio de uma análise documental, cujo critério utilizado será de amostragem não probabilístico por tipicidade, feita a partir de um levantamento dos indicadores, planos de manutenção e árvore de falhas das bombas de captação utilizadas como amostra, dados que por sua vez foram tratados por meio de uma análise de conteúdo. Palavras-chave: Indicadores. Manutenção. Bombas. Mineração. Gestão da Manutenção. ABSTRACT The search for quality in production processes has been the focus of large companies and the maintenance of assets is a differential that organizations have been using to achieve this goal. Maintenance is of paramount importance for any company, its main objective is to keep equipment and machinery in full working order, in addition to managing resources and eliminating defects in order to obtain the maximum quality standards required for products. Despite this fundamental role, many organizations are lost and have difficulties in performing good maintenance management. The result is a job of putting out fires, not performing predictive and preventive maintenance, only corrective ones that spend a lot of resources. Thus, the objective of this research is to present and discuss the contributions of the tools and maintenance management plans that are used and applied to the abstraction pumps in an iron ore industry. To develop this study, a theoretical framework was made, covering topics such as maintenance, faults, pumps and water collection systems, based on the views of several authors, all aimed at obtaining important information on the proposed theme for the search. For the development of this work, the type of research chosen was descriptive, which will follow a qualitative approach, through a documentary research method. The data collection will be done through a document analysis, whose criterion will be non-probabilistic sampling for typicality, made from a survey of the indicators, maintenance plans and failure tree of the intake pumps used as a sample, data that in turn, they were treated through a content analysis. Keywords: Indicators. Maintenance. Bombs. Mining. Maintenance anagementLISTA DE TABELAS E QUADROS Quadro 1: Histórico da manutenção 17 Quadro 2: Histórico da manutenção 21 Quadro 3: Tipos de monitoração 24 Quadro 4: Técnicas de manutenção preditiva 24 Quadro 5: Intervalo de Lubrificação (Horas de funcionamento) 62 Quadro 6: Defeitos de funcionamento e suas prováveis causas 64 Quadro 7: Planos manutenção preventiva 66 Quadro 8: Planos manutenção preditiva 68 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1 - disponibilidade e utilização física do sistema de captação de água 1 70 Gráfico 2 – DF Acumulada de 1 de de 2019 a 31 de agosto de 2019 1 71 Gráfico 3 – Horas Paradas 1 72 Gráfico 4 – Defeitos das Bombas 1 74 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Produção de açúcar e etanol 38 Figura 2 - Diagrama de Ishikawa 39 Figura 3 - Fatores que influenciam a quantidade de terra em cana-de-açúcar 39 Figura 4 - Verificação de Segurança – Prevenção e Combate a Incêndio 40 Figura 5 - Número de Amostras por Intervalo 41 Figura 6 - Chamadas não atendidas 43 Figura 7 - Aumento do faturamento x aumento do número de clientes 44 Figura 8 - Número de não conformidades localizadas em determinado processo 46 Figura 9 - Bomba centrífuga KSB aberta 49 Figura 10 - Bomba centrífuga KSB aberta 50 Figura 11 - Sistema de captação de água 52 Figura 12 - Bomba centrífuga KSB fechada 1 60 Figura 13 - Bomba centrífuga KSB aberta 1 60 Figura 14 - Booster 1 61 Figura 15 - Booster 2 61 Figura 16 - Folga de vedação e largura do rotor 1 63 Figura 17 – Árvore de falhas das bombas 1 75 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas BM - Manutenção de Parada CBM - Manutenção Baseada nas Condições CEP - Controle Estatístico dos Processos CMF - Custo de Manutenção / Faturamento CTM - Custo total em manutenção DF – Disponibilidade Física ERV - Custo de Manutenção /Valor Estimado de Troca FB – Faturamento Bruto HH – Homem Hora MC - Manutenção Corretiva MG - Minas Gerais MP - Manutenção Preditiva MQ - Manutenção de Quebra NBR – Normas Brasileiras de Regulamentação OS – Ordem de Serviço PCM – Planejamento e Controle da Manutenção PIB - Produto Interno Bruto PM - Manutenção Preventiva TBM - Manutenção Baseada no Tempo TMEF - Tempo Médio Entre Falhas TMPR -Tempo Médio Para Reparo UF – Utilização Física VCE - Valor de Compra do Equipamento SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 12 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 16 2.1 Histórico da Manutenção 16 2.2 Conceito de manutenção 18 2.2.1 Tipos de manutenção 20 2.2.2 Manutenção Corretiva 20 2.2.3 Manutenção Preventiva 21 2.2.4 Manutenção Preditiva 23 2.2.5 Manutenção de Parada 25 2.2.6 Manutenção de Quebra 26 2.2.7 Manutenção Baseada no Tempo 27 2.2.8 Manutenção Baseada nas Condições 28 2.3 Indicadores de Manutenção e desempenho 29 2.3.1 Tempo Médio Entre as Falhas - (TMEF) 30 2.3.2 Tempo Médio Para Reparo – (TMPR) 31 2.3.3 Disponibilidade física (DF) e Utilização física (UF)/ Disponibilidade Inerente 31 2.3.4 Confiabilidade 32 2.3.5 Backlog 34 2.3.6 Custo de Manutenção/Faturamento (CMF) 34 2.3.7 Custo de manutenção/ Valor Estimado de Troca (ERV) 35 2.4 Ferramentas da Qualidade 36 2.4.1 Fluxograma 37 2.4.2 Diagrama de Ishikawa 38 2.4.3 Folhas de Verificação 40 2.4.4 Histograma 41 2.4.5 Cartas de controle 42 2.4.6 Diagrama de dispersão 43 2.4.7 Gráfico de Pareto 45 2.5 Manutenção na Mineração 47 2.6 Bombas 48 2.6.1 Bombas centrífugas 50 2.7 Sistema de Captação de água 51 2.8 Metodologia 52 2.8.1 Estratégia de pesquisa 53 2.8.2 Tipo de pesquisa 53 2.8.3 Método 54 2.8.4 Universo 55 2.8.5 Amostra e critério de amostragem 55 2.8.6 Coleta de dados 56 2.8.7 Tratamento dos dados 56 2.8.8 Unidade de Análise 57 3 ESTUDO DE CASO 58 3.1 Tipos e técnicas de manutenção utilizados nas bombas de captação de água; 65 3.2 Comparação da performance das bombas através do histórico de seus indicadores de manutenção 69 3.3 Identificação e quantificação das falhas mais frequentes ocorridas nas bombas de captação de água 73 4 CONCLUSÃO 77 12 1 INTRODUÇÃO Por volta do século XVI na Europa Central juntamente com o surgimento do relógio mecânico e dos primeiros técnicos em montagem e assistência, à manutenção começou a ser conhecida. Tomou corpo ao longo da Revolução Industrial e firmou-se, como necessidade absoluta, na Segunda Guerra Mundial com a precisão de manter os equipamentos em condições plenas de funcionamento, impulsionadas pelo objetivo de reparar as falhas de maneira eficiente, de modo a manter as máquinas operando nas condições normais para as quais foram projetadas (PINTO; XAVIER, 2009). Santos (2010), complementa que além da necessidade de manter os equipamentos em condições plenas de funcionamento, começaram a aparecer as primeiras modalidades de manutenção, impulsionadas pelo objetivo de reparar as falhas de maneira eficiente, de modo a manter as máquinas operando nas condições normais para as quais foram projetadas (SANTOS, 2010). Ainda segundo Santos (2010), a manutenção passou a ser vista como um diferencial competitivo pelas organizações, o que deu início a um processo de evolução movida pelo aparecimento de novas tecnologias e aprimoramento de suas técnicas. Para Marconi (2010), apesar de exercer papel fundamental, muitas organizações ainda se perdem e tem dificuldades em realizar uma boa gestão de manutenção e a aplicação das ferramentas de manutenções disponíveis no mercado. O resultado é um trabalho de apagar incêndios, ou seja, de se corrigir apenas quando existe um problema o que gera aumento nos gastos financeiros e paralizações das produções e que poderia ser resolvido com manutenções preditivas e preventivas. Nepomuceno (2006), complementa que a manutenção é de suma importância para qualquer empresa, tem como principal objetivo manter os equipamentos e máquinas em pleno funcionamento, além de gerenciar os recursos e eliminar os defeitos para se obter o máximo de padrão de qualidade exigido dos produtos e diminuir os gargalos na produção. Complementando a premissa anterior, Pereira (2012), salienta que no cenário atual das organizações a manutenção ainda é um fator importante na luta pela competitividade, pois a qualidade dos produtos e serviços, a otimização da mão de obra e a segurança dentro dos 13 processos produtivos estão diretamente ligadas à aplicação das técnicas de manutenção, que ao serem controladas, sem permitir retrabalhos e mantendo os equipamentos nas condições ideais de funcionamento, aumentam a produtividade diminuindo paradas não programadas nos processos. Atualmente a performance dos equipamentos está diretamente ligada à qualidade da manutenção, que por sua vez, contribui para otimizar o processo produtivo, maximizar os resultados e lucro das organizações. Existe assim, uma busca intensa por pessoas, ferramentas, recursos e meios para garantir a máxima eficiência dos ativos das organizações (SIQUEIRA, 2009). Segundo Abraman (2013), o custo da manutenção no Brasil em 2012 foi de R$ 206.500.700,00 valor que corresponde a 4.69% do Produto Interno Bruto (PIB) nacional. Ainda segundo ele, 34,02% desses custos foram compostos por gastos com pessoal, ou seja, um alto investimento em qualificação e na contratação de mão de obra, o que fez aumentar a busca por uma manutenção baseada na qualidade. Esse investimento em pessoal é fundamental para a organização, prova disso é que atualmente é extremamente necessário que todos estejam preparados para as rápidas mudanças na área de manutenção, desde a gerência até os executantes, pois, poderão ser expostos a alterações a todo momento, tendo que mostrar novas atitudes e habilidades. (PINTO; XAVIER,2009). Segundo Duarte (2010) a gestão da manutenção contribui diretamente com a estratégia de produção, fator decisivo para realização dessa pesquisa, pois possibilita o aprofundamento do tema de manutenção, e as contribuições com o desempenho de um determinado equipamento se realizada de forma efetiva o que está diretamente ligado ao processo produtivo de toda a cadeia. Diante disso esse estudo foca em demostrar a importância da manutenção e seus indicadores para controlar e manter a performance dos equipamentos. Os equipamentos utilizados são bombas de captação de água, que se encontram instaladas nas estações elevatórias e pertencem a uma mineradora de grande porte situada em Itabira MG, cuja função é manter o abastecimento de água, que por sua vez é fundamental para o processo produtivo da usina de beneficiamento de minério de ferro. 14 O sistema de captação é formado por três bombas instaladas em uma barragem e outras seis que ficam nas estações elevatórias, todas com a função de manter o nível do reservatório, que foi construído dentro da área operacional da mineradora, além de contar também com tubulações e válvulas. Porém o foco da presente pesquisa são as bombas de captação instaladas nas estações elevatórias. Devido à importância dessas bombas para o sistema de captação, faz-se necessário um acompanhamento das práticas de manutenção preditiva, preventiva e corretiva e outras que são utilizadas para manter a performance delas, além de um acompanhamento dos indicadores e dos tipos de falha mais frequentes que impactam no funcionamento desses equipamentos. Desse modo espera-se, através de uma análise dos indicadores de manutenção, que esse estudo faça um levantamento de quais as falhas e os respectivos equipamentos mais impactaram negativamente no processo de captação de água e produção. Esse estudo também poderá nortear todos os envolvidos na busca da melhor aplicação das modalidades e técnicas de manutenção com a finalidade de contribuir para melhorar o desempenho das bombas, de modo a tentar evitar paradas não programadas através dos históricos e levantamentos de indicadores de comparações das performances das bombas. Um trabalho desenvolvido por Duarte (2010) identificou que a gestão da manutenção contribui diretamente com a estratégia de produção o que despertou o interesse em fazer essa pesquisa, pois é uma forma de aprofundar no tema de manutenção, e mostrar como, se bem feita poderá contribuir com o desempenho de um determinado equipamento e assim trazer benefícios ao processo produtivo. Nesse contexto, o problema de pesquisa desse trabalho é discutir quais as contribuições da manutenção e os planos de gestão aplicados para o desempenho das bombas de captação de água em uma indústria de beneficiamento de minério de ferro. Pretende ainda elaborar pesquisa analisando os vários tipos e modelos de técnicas, métodos e ferramentas utilizados no gerenciamento da manutenção nas bombas de captação nas minas de minério de ferro disponíveis na literatura, discutir e apresentar avanços e a evolução das técnicas, procedimentos e ferramentas de gestão de manutenção para o controle e desempenho 15 dos equipamentos e sistemas industriais na mineração e apresentar os principais itens técnicos normalmente utilizados na gestão da manutenção nas bombas de captação na mineração. Para delimitar o cenário da mineração que é muito amplo no país, utilizaremos como referência para a pesquisa uma mineradora de grande porte situada em Itabira, Minas Gerais (MG). 16 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Neste capítulo será apresentado o referencial teórico, cujo objetivo é apresentar alguns conceitos relacionados ao tema da pesquisa, baseados na visão de alguns autores, que contribuíram com o meio acadêmico, para depois correlacioná-los com a parte prática da pesquisa. O referencial teórico permite verificar o estado do problema a ser pesquisado, sob o aspecto teórico e de outros estudos e pesquisas já realizados (LAKATOS; MARCONI, 2003). Segundo Marion, Dias e Traldi (2002, p.38), “O referencial teórico deve conter um apanhado do que existe, de mais atual na abordagem do tema escolhido, mesmo que as teorias atuais não façam parte de suas escolhas.” 2.1 Histórico da Manutenção Quando o homem começou a manipular aparelhos e criar máquinas para a produção de bens de consumo de suas necessidades diárias a manutenção foi surgindo a partir do momento em que novas indigências eram criadas. De acordo com Pinto (2010), a manutenção vem acompanhou a evolução técnico-industrial da humanidade e se desenvolveu conforme as mudanças no perfil de mercado. Segundo Pinto e Xavier (2010) a manutenção se divide em quatro gerações, a saber. a primeira começa antes da Segunda Guerra Mundial entre 1930 e 1950, e se depara com equipamentos simples e superdimensionados em uma indústria pouco mecanizada. a segunda tem início nos anos 50 e termina antes dos anos 70, quando o bom desempenho das máquinas passou a ser fundamental para a busca da produtividade das empresas, que passaram a dar maior ênfase na disponibilidade e confiabilidade dos equipamentos. após os anos 70 surge a terceira geração, que foi marcada pelo crescimento da automação e mecanização, o que trouxe uma maior preocupação com a qualidade dos 17 produtos, serviços. Foi nessa geração que o aumento do foco no conceito e utilização da manutenção preditiva ficou mais evidente. já a quarta geração ficou marcada pelo aprimoramento da contratação e terceirização da manutenção, porém sem diminuir o foco na busca pela disponibilidade e confiabilidade dos equipamentos. Para Souza (2011) a manutenção começou a existir nas empresas a partir de 1914, pois antes disso as falhas eram reparadas pelo próprio operador da máquina, onde o objetivo era apenas fazer elas voltarem a funcionar. O quadro 1 descreve o histórico da manutenção na visão de Souza (2011). Quadro 1: Histórico da manutenção Período Evolução 1914 a 1930 - 1ª Guerra Aparece a necessidade de reparar os equipamentos quando a falha aparece surge então a manutenção corretiva 1930 a 1940 - 2ª Guerra Começa a surgir a intenção de prevenir a falha baseada em ações periódicas realizadas antes da quebra com isso aparece a manutenção preventiva. 1940 a 1950 Essa década é marcada pela criação de procedimentos e técnicas de controle, além de acompanhamento do histórico dos equipamentos daí nasce a engenharia de manutenção. 1950 a 1970 A redução de custos começa a fazer parte das atribuições da engenharia de manutenção. 1970 a 1980 O computador passa a ser usado pela gerência da manutenção se tornado uma ferramenta fundamental para formação de histórico e análises rápidas. 18 1980 a 1990 O aparecimento de softwares, voltados para a manutenção aumenta o destaque da engenharia de manutenção no âmbito industrial. A partir de 1990 As técnicas administrativas, operacionais, e conceituais passaram a ser absorvidas pelos departamentos de manutenção. Fonte: Adaptado de Souza (2011) Percebe-se que as guerras mundiais serviram para impulsionar a melhoria nos processos de manutenção, pois a necessidade de manter os equipamentos em condições normais de operação se tornaram um diferencial competitivo. Por isso, vendo que seria possível continuar aprimorando as práticas de manutenção até hoje as empresas investem em tecnologia, qualificação de pessoal, tudo voltado para manter os equipamentos e instalações disponíveis, de modo a melhorar o processo produtivo e qualidade dos produtos. Observado o histórico, seguem alguns conceitos pertinentes ao tema de manutenção e suas técnicas. 2.2 Conceito de manutenção Em termos gerais, manutenção significa o conjunto de ações que tem comoobjetivo manter um objeto, equipamento ou máquina ou restaurá-lo a um estado em que ele possa realizar sua função solicitada ou que vinha realizando até o momento de ser danificado, ou seja, é a ação de manter, sustentar, consertar ou conservar alguma coisa ou algo (XENOS, 2005). Segundo Lafraia (2011) manutenção é um conjunto de atividades usadas para manter um sistema em pleno funcionamento, ou arte de reparar os mesmos após uma falha. Já na visão de Santos (2010) manutenção significa manter os equipamentos e acessórios em condições normais de funcionamento e conservação. 19 Xenos (2005) classifica a manutenção como atividades existentes, que têm a finalidade de manter as condições normais dos equipamentos e instalações, que por sua vez sofrem um processo de degradação natural ou pelo tempo de uso. O termo manutenção também pode estar relacionado com a conservação periódica, ou seja, com os cuidados e consertos que são feitos entre determinados períodos com o intuito de preservar, manter funcionando máquinas e instalações de determinado lugar ou organização (VERGUEIRO, 2002). Neste contexto, a manutenção pode ser descrita como a forma padronizada de manter o perfeito funcionamento dos equipamentos e instalações, que compõem os sistemas produtivos presentes no meio industrial. Corroborando as afirmações anteriores, Souza (1999), complementa que a manutenção de máquinas e equipamentos é um conjunto de ações necessárias para manter a vida útil dos produtos mais longa, diminuindo a possibilidade de realizar manutenções corretivas e possíveis paradas na linha de produção de fábricas e indústrias. Além é claro, de diminuir os custos com reparos, operacionais e empresas terceirizadas. Quando feita de forma adequada e controlada pode se tornar uma grande aliada das empresas no cumprimento das metas de produção. Ao contrário do que se pensam a manutenção não é apenas um “tapa-buraco” na linha de produção quando algum equipamento quebra ou dá sinais de mau funcionamento. Ter um plano de gestão de manutenção é adequado para evitar paradas e analisar se o tempo útil dos produtos e processos não está sendo prejudicado ou retardado por outros fatores. Os planos de manutenção preventiva, corretiva e preditiva são capazes de detectar quando um equipamento ou peça está desgastado ou necessita de certos reparos, por isto, ter uma gestão de manutenção industrial de máquinas e equipamentos é imprescindível para qualquer empresa ou indústria (PINTO, 2010). Levantar o histórico do equipamento também é um fator determinante no momento de realizar o plano de gestão, somente com essas informações os responsáveis poderão conferir os defeitos anteriormente apresentados, trocas de peças realizadas com maior frequência e prazo de 20 validade das peças de modo geral, comumente todo equipamento em uma grande empresa apresenta um cronograma de suas atividades, mantê-las atualizadas poderá ser de grande importância no momento de analisar os problemas apresentados ao longo da produção e da vida útil dos equipamentos (PINTO, 2010). 2.2.1 Tipos de manutenção Tradicionalmente, pode-se enumerar 7 tipos de manutenção, que se diferenciam pela natureza das atividades, que por sua vez podem ou não ser planejadas. São elas: Manutenção Preventiva (PM), Manutenção Preditiva (MP), Manutenção de Parada (BM), Manutenção Corretiva (MC), Manutenção de Quebra (MQ), Manutenção Baseada no Tempo (TBM) e Manutenção Baseada nas Condições (CBM). Para Marconi (2010), devido aos vários tipos de manutenção, algumas pessoas tem a dificuldade de especificar qual a ideal para cada equipamento. O melhor é entender e conhecer como são aplicados os diferentes tipos de manutenção e porque em alguns casos uma forma é melhor do que a outra em termos de custo, segurança e produtividade. 2.2.2 Manutenção Corretiva A manutenção corretiva é o mais antigo e existe anteriormente a Segunda Guerra Mundial, quando a indústria não era mecanizada e os reparos eram realizados somente quando existiam quebras. Como o próprio nome diz, a manutenção corretiva atua nos equipamentos para corrigir falhas, quebras ou defeitos, realizando intervenções que façam com que as máquinas retornem à operação normal (XENOS, 2005). Na visão de Souza (2011) a manutenção corretiva é aquela feita após uma falha do equipamento, consiste na correção dessa falha de modo que seja restaurado os padrões normais de operação do equipamento ou da unidade produtiva no menor prazo possível. Ainda na visão do autor, esse tipo de manutenção é feito com maior velocidade pelos executantes após um determinado período, devido a ela possuir uma tendência de se tornar mais repetitiva ao longo do tempo. Outra característica da manutenção corretiva é a atuação em uma falha já ocorrida, sem que haja nenhuma preparação e é feita em carácter emergencial. O que pode culminar com altas 21 perdas de produção pois é aplicada após uma quebra inesperada do equipamento, e ainda pode acarretar altos custos (PINTO; XAVIER, 2010). Ainda sobre a manutenção corretiva Pinto e Xavier (2010) afirmam que ela pode ser dividida em duas classes, que estão descritas no quadro 2. Quadro 2: Histórico da manutenção Corretiva planejada É baseada em uma decisão gerencial de acompanhar o funcionamento da máquina, mesmo que fora dos padrões normais, fazendo um planejamento prévio da manutenção para intervir no momento da falha. Corretiva não planejada A corretiva não planejada, consiste na reparação de carácter emergencial de uma falha já ocorrida ou na correção do desempenho menor que o esperado, isso sem um planejamento adequado. Fonte: Adaptado de Pinto e Xavier (2010) Já para Santos (2010) a manutenção corretiva se resume apenas em reparar a falha, sem se preocupar com fatos que contribuíram a sua existência. Esse tipo de manutenção é praticado em muitas empresas, mesmo sendo o incorreto. Diante dos conceitos citados acima conclui-se que a manutenção corretiva é aquela em que a intervenção e feita após a quebra do equipamento, o que pode trazer grandes prejuízos para a empresa pois, sem um bom planejamento ela pode ser mais demorada, causando grandes perdas no processo produtivo. Quando feita em carácter emergencial, pode ser mais perigosa para os executantes além de culminar em altos custos, mas mesmo com esses aspectos negativos algumas empresas não deixam de praticar esse tipo de manutenção, talvez por opção ou ineficiência dos outros tipos, como a manutenção preventiva que será descrita posteriormente. 2.2.3 Manutenção Preventiva De acordo com Batista (2010) esse tipo de manutenção é muito conhecido e amplamente utilizado. A manutenção preventiva tem como objetivo evitar quebras e o aparecimento de falhas em máquinas e componentes. 22 As tarefas das manutenções preventivas são realizadas de forma periódica, sendo cumpridas antes que surjam defeitos, falhas e avarias, garantindo que as máquinas e equipamentos mantenham seu funcionamento normal de forma eficaz e confiável. Todos os procedimentos preventivos são programados e devem ser realizados de forma periódica, seguindo um intervalo previamente determinado (CORRÊA, 2009). Para Xenos (2005) a manutenção preventiva consiste em algumas tarefas como inspeção, reformas e trocas de peças, se comparada com a corretiva é mais cara por causa da troca de peças, porém deveria ser a atividade principal das empresas, pois na visão do autor é o coração das atividades de manutenção. Santos (2010) afirma que a manutenção preventiva se define na capacidade que o mecânico tem de prever a vida do equipamento, nela e exigido um maior conhecimento técnico, e os mecânicos passam de trocadores de peças a profissionaisqualificados. Pinto e Xavier (2010) complementam que a manutenção preventiva se baseia em planos previamente elaborados e é feita a partir da parada programada do equipamento, de modo a evitar uma falha ou queda no desempenho dele. Diante dos conceitos citados anteriormente, entende-se como manutenção preventiva, a programação de paradas dos equipamentos para que o pessoal da manutenção possa fazer intervenções sem comprometer o processo produtivo das empresas, essas intervenções podem ser concluídas com apenas uma avaliação ou troca componentes que possam interromper o funcionamento das maquinas no momento em que elas estiverem operando em capacidade máxima (BRANCO FILHO, 2006). Ainda segundo Branco Filho (2006) é muito importante destacar que a manutenção preventiva não diminui as trocas de componentes em um determinado equipamento ou máquina, mas permite que a vida útil seja prolongada. Dentre as principais vantagens, pode-se destacar: redução do envelhecimento e degradação dos equipamentos; aumento da vida útil; diminuição das paradas e tarefas corretivas; 23 redução dos riscos e acidentes e; redução dos custos da manutenção. 2.2.4 Manutenção Preditiva Marcone (2002), descreve a manutenção preditiva como aquela que é definida pelas atuações que são feitas nas máquinas e equipamentos de acordo com alterações em parâmetros de controle. Ela é conhecida na Engenharia de Manutenção como um método que tem a finalidade de indicar, por meio de softwares e equipamentos, as condições de funcionamento e desempenho de uma máquina em tempo real é aplicada para o acompanhamento de diversas condições, como as elétricas, as mecânicas, as hidráulicas e as pneumáticas. Pinto e Xavier (2010) afirmam que ela se define no acompanhamento dos parâmetros normais de operação dos equipamentos, através de técnicas de medições aplicadas, com objetivo de evitar falhas, sem interferir no processo produtivo pois não é necessário parar o equipamento para a realização dessas medições. Esse tipo de manutenção necessita de alguns investimentos em equipamentos de última geração como: sensores, softwares e computadores. Somente com uso da tecnologia pode-se monitorar os parâmetros das máquinas, dessa forma a manutenção preditiva pode ser feita de forma remota (PINTO, XAVIER 2010). Ainda sobre a manutenção preditiva Pinto e Xavier (2010) classificam a aplicação técnicas de acompanhamento em monitoração subjetiva, objetiva e contínua, como descrito no quadro 3 a seguir. Souza (2011) complementa conceituando a manutenção preditiva como acompanhamento dos parâmetros de operação dos equipamentos de tal forma que seja possível prever suas falhas, e estabelecer o momento correto para intervir. Na visão de Santos (2010), a manutenção preditiva é o tipo de manutenção mais completo e correto, pois com a sua aplicação é possível estabelecer o momento certo para que seja feita a intervenção na máquina, evitando assim paradas desnecessárias de modo a contribuir para o perfeito desempenho dela. 24 Quadro 3: Tipos de monitoração Monitoração subjetiva Monitoração objetiva Monitoração contínua É baseada no acompanhamento dos parâmetros das máquinas com o uso direto dos sentidos (visão, tato, olfato, audição) Necessita do uso de equipamentos especiais para que as medições sejam realizadas, pois fornece valores que estão sendo acompanhados, por isso é necessário maior conhecimento técnico do pessoal de manutenção É definida pela implantação de sistemas de monitoramentos diretamente nas máquinas fornecendo dados em tempo real, durante todo o tempo de funcionamento dessa máquina Fonte: Adaptado de Pinto e Xavier (2010) Nepomuceno (2006) corrobora a visão de Santos (2010), definindo a manutenção preditiva como a mais vantajosa entre as outras, pois é constituída de técnicas que além de um diagnóstico preciso, conseguem oferecer uma margem de segurança satisfatória do equipamento. Ainda segundo Santos (2010), esse tipo de manutenção é aplica antes da quebra do equipamento, ou seja, na hora certa. O quadro 4 mostra algumas técnicas de manutenção preditiva usadas no meio industrial, os conceitos são baseados na visão de Nepomuceno (2006). Quadro 4: Técnicas de manutenção preditiva Técnica Conceito Análise de vibração Consiste em transformar sinais mecânicos em elétricos através de filtros analisadores e assim determinar quais amplitudes estão presentes em cada frequência, por meio de um espectro do sinal. Termografia É feita a partir da medição da temperatura superficial na qual é usado um material luminescente que ao sofrer uma variação de temperatura pode ser observado diretamente ou gravado. Inspeção visual É caracterizada pelo uso da visão como principal instrumento de medição da condição do equipamento, mas também utiliza ferramentas para auxiliar na detecção de defeitos internos e em locais de difícil acesso Ultrassom Tem como base um pulso elétrico transformado em pulso sônico que percorre toda a peça e reflete um eco mostrando até o final da peça de modo a mostrar as diferenças encontradas, que são os defeitos. 25 Líquido penetrante Ao contrário da técnica de ultrassom a de liquido penetrante é utilizada para a detecção de defeitos superficiais, é baseada na adição de três líquidos sobre a peça a ser analisada, um de cor vermelha que penetra na peça, outro para a limpeza que remove o excesso do liquido penetrante e um terceiro de cor branca que tem a função de revelar a trinca ou porosidade. Fonte: Adaptado de Nepuceno (2006) Diante dos conceitos listados anteriormente observa-se que as técnicas de manutenção podem ser usadas para reparar falhas já ocorridas, antecipar a ocorrência das mesmas e monitorar a funcionalidade dos equipamentos, procurando manter a performance das máquinas dentro da normalidade. Dentre as principais vantagens da manutenção preditiva, pode-se destacar (NEPUCENO, 2006): possibilidade de previsão das intervenções nas máquinas; eliminação das inspeções físicas e desmontagem de equipamentos; redução das intervenções corretivas; redução de custos; garantia de confiabilidade do equipamento; aumento da vida útil e; determinação de causas raízes. 2.2.5 Manutenção de Parada As paradas programadas para manutenção dos equipamentos são peças fundamentais para que uma empresa consiga se manter competitiva quando o assunto é volume de produção, performance, custos operacionais e produtividade. No entanto, a gestão das paradas de manutenção é um grande desafio para diversas indústrias, não existe maneira mais fácil de se fazer ou mais rápida (BRANCO FILHO, 2006). Ainda segundo Branco Filho (2016), de maneira conceitual, as paradas de manutenção são eventos cíclicos e anuais em que as fábricas param a produção total ou parcialmente para realizar atividades de manutenção – a finalidade é fazer com que os equipamentos retornem às suas condições nominais de trabalho. 26 Para Corrêa (2009), o volume de atividades, informações e pessoas envolvidas em uma parada de manutenção é extremamente rico em detalhes, além de envolver a mobilização de vários funcionários. Isso sobrecarrega o gerenciamento e faz com que o planejamento e o controle da parada de manutenção sejam realizados de uma forma particular e totalmente diferente do que é usado no controle das manutenções do dia-a-dia. de manutenção A base das atividades realizadas nestas paradas são as manutenções preventivas, porém aproveita-se para realizar manutenções corretivas planejadas, preventivas, preditivas, detectivas, engenharia de manutenção e pequenos projetos para incrementos dos processos produtivos. Apesar das paradas serem eventos periódicos nunca uma parada é igual a outra e como qualquer projetotem início, meio e fim (CORRÊA, 2009). Nesta premissa segundo Fogliatto (2009) é importante ressaltar que a função da parada de manutenção está ligada à missão da organização, caracterizando como fator responsável pelo funcionamento das instalações, dentro de condições que garantam, basicamente, a qualidade dos produtos e a produtividade dos processos. As paradas de manutenção têm como objetivo principal elevar os índices de Confiabilidade e Disponibilidade dos equipamentos industriais. É importante ressaltar ainda, que existem vários tipos de Paradas de Manutenção, cada tipo de parada é específico para atender o tipo de necessidade específica e particular de cada organização. Ou seja, quem determina o ritmo e o tipo da parada de manutenção é o sistema de produção da empresa (FOGLIATTO, 2009). 2.2.6 Manutenção de Quebra Para Campos (2004), diferentemente do tipo de manutenção planejada, a manutenção de quebra, está entre os tipos de manutenção onde não há planejamento de atividades. Isto significa que o intuito é deixar o equipamento operar até ele quebre para então consertá-lo. A manutenção de quebra é aplicada quando as falhas não afetam significativamente a operação, produção ou não geram qualquer perda financeira. Há uma série de gastos que podem ser associados a esse tipo de manutenção, uma vez que qualquer momento uma peça ou componente pode estragar durante a produção. Dessa forma além da parada dos equipamentos em si, envolve a necessidade de manutenção de um estoque 27 de peças de reposição para todos os equipamentos ou então pagar mais pelo frete emergencial de novos componentes quando os antigos falham (CAMPOS, 2004). Para Batista (2010) existem, ainda, custos associados com o tempo de ociosidade, já que esse tipo de manutenção não é apropriado a nenhum tipo de negócio que pode sofrer grandes perdas financeiras com a falha inesperada de qualquer peça de equipamento, paralisando totalmente ou parcialmente a produção. Complementando as informações anteriores, Carpinetti (2010) salienta que a política de manutenção de quebra, às vezes, é instituída quando uma organização ou empresa está programada para fechar, especialmente se não existir planos para continuar a usar o equipamento posteriormente. Isto é, muitas vezes um risco medido, uma vez que a decisão parte do princípio de que o equipamento continuará funcionando por tempo suficiente até o encerramento das atividades. Se existem planos para inutilizar o equipamento no final do período, a manutenção preventiva pode ser vista como desnecessária e cara para a ocasião. 2.2.7 Manutenção Baseada no Tempo Segundo Lafraia (2011) a manutenção Baseada no Tempo é o modelo de intervenção e influência básico, sendo o tipo que exige menos conhecimento técnico por parte da equipe de manutenção. Entre as ações mais comuns realizadas nessa prática de manutenção, estão: lubrificação das peças, inspeção visual e limpeza. Por se tratar de operações menos complexas e que não demandam um conhecimento técnico obrigatoriamente, um treinamento simples é o suficiente para execução da manutenção referida, onde os próprios operadores das máquinas e equipamentos conseguem realizar as etapas imprescindíveis para o bom funcionamento e na prevenção de possíveis falhas. O objetivo principal é aumentar a prevenção de falhas repentinas e problemas pelo excesso de uso (PEREIRA, 2012). Em um conceito geral a TBM deve fazer parte tanto da manutenção autônoma como da manutenção especializada. 28 2.2.8 Manutenção Baseada nas Condições De acordo com Marshall (2008), como implica o próprio nome, manutenção baseada nas condições nada mais é do que medir parâmetros físicos existentes como: vibrações, temperaturas, pressão, condições de lubrificantes, disposição física e determinar qual a combinação oferece a melhor indicação da durabilidade do equipamento. A principal ferramenta utilizada aqui é a manutenção preditiva que consiste em coletar e reportar informações que se baseiam em certos valores conhecidos dos equipamentos. Com o monitoramento constante, é possível intervir nos equipamentos assim que as variações são detectadas, de forma a corrigir as falhas antes que o equipamento quebre. Estes tipos de manutenção exigem conhecimentos técnicos avançados da equipe e geralmente é terceirizado por empresas especialistas em cada segmento (NEPOMUCENO, 2006). Complementando as informações anteriores, Santos (2010) salienta que como o problema é na maioria das vezes detectado cedo no seu estágio de defeito, o responsável pela manutenção tem tempo hábil para realizar as programações necessárias e agendar o reparo mais eficiente e eficaz antes da falha do componente. Isso permite a equipe de manutenção tempo hábil de requisitar partes antecipadas, agendar mão-de-obra, planejar reparos durante um intervalo de parada programada que melhor se adapte à programação e necessidade da planta da empresa. Depois que o reparo estiver corrigido, análises baseadas na condição são usadas novamente, desta vez para medir níveis de vibração no equipamento reparado para criar uma leitura. Assim quantificar o esforço de reparo e garantir resultados de reparo com qualidade do equipamento (SANTOS, 2010). Para Souza (1999) pensando em confiabilidade e disponibilidade é uma ótima prática a ser adotada, pois, se ganha muito com a antecipação dos problemas nos equipamentos e máquinas, evitando a interrupção do ciclo de produção durante o processo. Diante dos conceitos listados anteriormente observa-se que as técnicas de manutenção podem ser usadas para reparar falhas já ocorridas, antecipar a ocorrência das mesmas e monitorar a funcionalidade dos equipamentos, procurando manter a performance das máquinas dentro da normalidade. 29 Para monitorar essa performance, a manutenção estabelece alguns indicadores, dos quais será feita posteriormente uma abordagem sobre seus conceitos. 2.3 Indicadores de Manutenção e desempenho Para Xenos (2005), os indicadores de manutenção, assim como os indicadores de performance (ou desempenho), são um conjunto de informações que buscam mensurar e otimizar o funcionamento dos processos, a fim de aumentar a eficiência e a produtividade de uma empresa. O controle da manutenção é feito através da criação e da gestão dos indicadores de manutenção, que servirão como base para a tomada de decisões e desenho de estratégias. Sem os indicadores de manutenção, fica impossível saber se as decisões tomadas são certas ou erradas, assim como em qualquer outra área de atuação (XENOS, 2005). Um indicador é uma métrica, ou seja, é um dado quantitativo que lhe informa como está a performance de um determinado processo, ativo ou setor, quando comparado com alguns outros dados de benchmarking. As métricas ajudam a entender melhor uma coisa, como ela funciona e como trabalhar com isso (PINTO, XAVIER, 2006). Branco Filho (2006) descreve indicadores como dados relacionados a qualquer processo, relativo a alguma situação a qual queremos controlar. Ainda segundo o autor, indicadores de manutenção consistem em dados estatísticos baseados em padrões estabelecidos, usados para medir o desempenho e comparar situações atuais com situações anteriores dos processos de manutenção Já indicadores de desempenho, na visão de Branco Filho (2006), consiste no agrupamento da dados estatísticos referentes a máquinas idênticas que servirão para mostrar se as máquinas seguem um mesmo padrão de funcionamento Como já foi descrito anteriormente segundo Slack (1999), várias modalidades de manutenção podem ser aplicadas no meio industrial e cada uma tem sua contribuição para o perfeito funcionamento da máquina, mas para o sucesso total é preciso manter um controle sobre os processos de manutenção, esses indicadores estão divididosem duas categorias principais: Indicadores de manutenção que evidenciam o efeito de manutenção no desempenho dos 30 negócios e Indicadores de Manutenção que estão ligados diretamente à Confiabilidade e Disponibilidade dos ativos. Os principais Indicadores de Manutenção são: Tempo Médio Entre Falhas (Mean Time Between Failures) - (TMEF), Tempo Médio Para Reparo (Mean Time To Repair) – (TMPR), Disponibilidade Inerente, Confiabilidade, Custo de Manutenção / Faturamento (CMF), Custo de Manutenção /Valor Estimado de Troca (Estimated Replace Value) – (ERV), Backlog. 2.3.1 Tempo Médio Entre as Falhas - (TMEF) Para Slack (1999) podemos considerar que o TMEF é um dos indicadores mais importantes para o setor de manutenção é através dele podemos enxergar globalmente como a manutenção está sendo administrada. Esse indicador consiste fundamentalmente em medir o tempo médio entre uma falha e outra. Segundo Branco Filho (2006) consiste no cálculo da média aritmética do tempo existente entre duas falhas, é o tempo de funcionamento da máquina até a quebra. Ainda na visão de Filho (2006) consiste no tempo entre o fim do conserto de uma falha e o aparecimento de outra. Pinto e Xavier (2010) complementam que o tempo médio entre falhas se baseia na confiabilidade de itens reparáveis, que pode ser medido pelo número de falhas observadas em um determinado período. A forma mais eficiente de administrar esse indicador é aplicá-lo a cada equipamento, dessa forma, as ações podem ser aplicadas de forma individual, facilitando as ações. Os resultados ações de atuação da manutenção sobre equipamentos e instalações podem ser analisadas quase que em “tempo real” com o TMEF, principalmente quando esse número é alto (GONÇALVES, 2015). Segundo Gonçalves (2015), resumidamente o TMEF são os períodos que se perdem na operação de uma máquina ou equipamentos, sua média pode ser realizada por meio de uma fórmula onde se deve aplicar o tempo total do desempenho natural durante um ciclo preestabelecido sob o número de erros ocorridos durante esse tempo. Veja a fórmula: 31 TMEF = (Tempo total disponível – Tempo perdido) / (Número de paradas). Tendo essa conclusão, pode-se criar estratégias para enfrentar um problema paulatinamente associado ao equipamento. 2.3.2 Tempo Médio Para Reparo – (TMPR) Para Corrêa (2009), o TMPR é um indicador de desempenho usado na manutenção para indicar o Tempo Médio para Reparo de algum equipamento, componente, máquina ou sistema. Pinto e Xavier (2010) caracterizam este indicador como importante para manutenção pelo fato dele estar diretamente ligado à performance do equipamento. Já para Branco Filho (2006) ele se baseia na média aritmética dos tempos entre reparos em um sistema um item ou um equipamento, tem como finalidade apontar o tempo que as equipes de manutenção levam para restaurar o perfeito funcionamento das máquinas. De forma resumida é Somatório dos Tempos para Reparo (Tempo Total de Manutenção Corretiva) dividido pelo número total de ações de manutenção corretiva durante um determinado período. Veja a fórmula: TMPR = (Tempo total de reparo) / (quantidade de falhas). Dessa forma pode-se concluir que quanto menor o TMPR, mais eficiente é a equipe de manutenção. Um menor tempo médio de reparo indica que a organização terá respostas rápidas para problemas em seus processos, o que demonstra alto grau de eficiência (GONÇALVES, 2015). 2.3.3 Disponibilidade física (DF) e Utilização física (UF)/ Disponibilidade Inerente Para Branco Filho (2006) a disponibilidade física e caracterizada pela capacidade do equipamento estar disponível para o uso assim que for solicitado ou simplesmente estar sendo 32 usado. Ainda segundo o autor a disponibilidade indica a probabilidade de a máquina estar disponível para a produção. Já Pinto e Xavier (2010) dividem a disponibilidade em três conceitos, a inerente que se baseia apenas no tempo de reparo, a técnica que além de considerar o tempo de reparo ainda leva em conta as manutenções corretivas e preventivas e por último a operacional, que na visão dos autores é consiste na avaliação mais próxima da realidade, por isso é mais interessante para a empresa. O autor, ainda, ressalta que a fórmula mais popular de se calcular a disponibilidade é: Disponibilidade = TMEF/TMEF+TMPR A utilização física, segundo Corrêa e Caon (2009), é o quanto dessa disponibilidade dos processos ou equipamentos está sendo usada. Seguindo o contexto dos autores pode-se concluir que a disponibilidade está relacionada com a utilização física e pode ser baseada nos padrões estabelecidos pelos fabricantes, pois está relacionada com o proposito para o qual o equipamento foi adquirido ou seja no momento em que for solicitado ele deve estar pronto para realizar a função para qual foi projetado. Diante disso observa-se que a manutenção está diretamente ligada à disponibilidade dos equipamentos porque ao passar do tempo as máquinas começam sofrer um processo de degradação natural e o papel da manutenção e controlar esse processo de modo a manter o equipamento em condições normais de operação. 2.3.4 Confiabilidade De acordo com a NBR-5462 (1994), confiabilidade é a capacidade de um item desempenhar uma função requerida sob condições especificadas, durante um dado intervalo de tempo, ou seja, é a probabilidade de um determinado item, componente, equipamento, máquina ou sistema desempenhar a sua função especificada no projeto, de acordo com as condições de operação especificadas, em um intervalo específico de tempo. 33 Lafraia (2011) relaciona a confiabilidade com a confiança que é depositada em um determinado sistema, produto ou equipamento, em que as falhas são indesejadas e espera-se obter uma margem de segurança a ser utilizada no desempenho das funções deles. Fogliatto e Ribeiro (2009) definem a confiabilidade como a inexistência de falhas ou quebras, ou seja, está relacionada com a perfeito desempenho do produto ou sistema. Ainda segundo os autores a confiabilidade de um item é medida pela probabilidade de ele desempenhar a função para qual foi projetado num determinado período, e devem apresentar valores entre zero e um. Já na visão de Branco Filho (2006) confiabilidade é a probabilidade de sucesso que um equipamento ou processo possuem para desempenharem suas funções em condições normais por um período já estipulado. Como dito, a confiabilidade é um cálculo probabilístico. Com base no histórico de falhas de um determinado equipamento, iremos projetar um cenário futuro. Para medir a confiabilidade, precisaremos levantar as seguintes informações: TMFE – Tempo Médio entre Falhas dos Equipamentos, Taxa de Falhas dos equipamentos e saber previamente qual é o período que queremos projetar o cenário para o cálculo de confiabilidade Fórmulas: TMEF = (Tempo total disponível – Tempo perdido) / (Número de paradas). Taxa de falhas = λ (t) = 1/ TMEF Confiabilidade: R (t) = e-λ.t Então percebe-se que a confiabilidade consiste em estabelecer um período e calcular a probabilidade de o equipamento funcionar dentro de seus padrões normais, de modo que as falhas sejam inexistentes dentro desse período. 34 2.3.5 Backlog Sahkin (1994), descreve o Backlog como o indicador que calcula o tempo estimado e disponível para atividades pendentes. É um indicador de tempo, que mede o acúmulo de atividades pendentes de finalização. A palavra backlog em tradução para o português significa atraso, ou seja, o backlog é soma da carga horária dos serviços planejados, programados, executados e pendentes. Como o Backlog é um indicador de tempo e o seu cálculo devem ser dados em minutos, horas, dias, semanas, meses etc. (SIQUEIRA, 2009). O cálculoutiliza o chamado HHES, que soma os valores de “homem-hora” (HH, uma medição sobre o nível de produtividade do trabalho por hora) aplicados em ordens de serviços (OS) pendentes, planejadas, programadas e executadas (SIQUEIRA, 2009). O valor de HH disponível resulta do valor de HH total (HHT), multiplicado pelo percentual de produtividade do indivíduo. A fórmula inicial é: HH disponível = HHT x percentual de produtividade (%) Depois disso, o cálculo do Backlog será: Σ HH OS Planejada + Σ HH OS Pendente + Σ HH OS Programada + Σ HH OS Executada / HH disponível Com o backlog de manutenção, é possível entender exatamente o volume de trabalho de uma equipe, seu desenvolvimento, carga e o que pode ser melhorado. 2.3.6 Custo de Manutenção/Faturamento (CMF) Os indicadores de manutenção ligados a custo são os que tem maior notoriedade por parte da gerência. Uma forma simples de enxergar se o setor de manutenção está fazendo uma boa gestão financeira é conflitar o total gasto em manutenção no último ano com o faturamento bruto da 35 empresa. O nome desse indicador é CMF. A média brasileira para esse indicador é 3,56%. O que é considerado um resultado positivo. Indica que a empresa está saudável, ou seja, se esse percentual for maior do que 3,56%, está gastando demais com manutenção (RODRIGUES, 2006). Ainda segundo o autor, esse indicador é muito importante para a estratégia da empresa. O custo da manutenção irá impactar diretamente na precificação do produto, logo, se a empresa gasta muito com manutenção, o preço do produto será mais alto e a empresa perde competitividade frente aos seus concorrentes. Para se medir os gastos basta dividir o custo total em manutenção (CTM) do ano selecionado pelo faturamento bruto (FB) da empresa e depois multiplicar por 100. A fórmula para se medir o custo de manutenção é a seguinte: CMF = CTM / FB x 100 2.3.7 Custo de manutenção/ Valor Estimado de Troca (ERV) Para Vergueiro (2002), o ERV é responsável por verificar o custo da manutenção de cada ativo. Por meio dele, é possível fazer uma análise e decidir se a melhor opção para a empresa é continuar com o equipamento ou trocá-lo. É importante saber que o valor máximo do indicador, que mostra ser mais vantajoso permanecer com o ativo é de 2,5%. Se um número maior for encontrado neste cálculo, significa que você está gastando demais com a manutenção do equipamento, então, é melhor comprar um novo (VERGUEIRO, 2002). Para se medir os gastos basta dividir o custo total em manutenção (CTM) do ano selecionado pelo Valor de Compra do Equipamento (VCE) e depois multiplicar por 100 (VERGUEIRO, 2002). A fórmula para se medir o ERV é a seguinte: 36 CPMR = CTM / VCE x 100 Santos (2010), complementa que os indicadores de manutenção fornecem dados significativos para as organizações, tais como: distribuição das atividades por tipo de manutenção corretiva, preventiva ou preditiva, treinamento e capacitação de funcionários, resultados operacionais etc. Todas essas informações otimizam a análise da situação e fazem com que se ganhe tempo, além de ser possível economizar dinheiro, já que é possível evitar os erros e decisões precipitadas através das análises dos indicadores de manutenção. Os indicadores de manutenção ampliam o campo de visão, fornecendo informações relevantes, em tempo real. Por mais que sejam representados por simples números, eles facilitam a compreensão das relações das empresas e organizações, ajudam na redução de custos, no aumento da segurança no trabalho e consequentemente no aumento da produtividade (SANTOS, 2010). Rodrigues (2006) acrescenta que é importante observar ainda que as falhas são um ponto comum a maioria dos tópicos anteriores descritos, e nos processos produtivos são os indicadores mais indesejados para o setor de manutenção e produção. No próximo capítulo, utilizando-se da opinião de alguns autores, será abordado o conceito das principais ferramentas de qualidade que podem ser utilizadas para analisar, reduzir e até mesmo eliminar possíveis falhas nos produtos ou processos. 2.4 Ferramentas da Qualidade Atualmente, com a evolução da tecnologia e a necessidade de novas práticas de controle dos processos, já existem disponíveis várias ferramentas que colaboram na assimilação e compreensão de problemas relacionados à qualidade. Alguns autores costumam diferenciá-las como estratégicas e estatísticas, onde as estratégicas são aquelas ferramentas utilizadas para a geração de ideias, estabelecimento de prioridades e investigação da causa do problema. Já no segundo grupo, das estatísticas, que acreditam que essas ferramentas são mais bem utilizadas para medir o desempenho, buscando evidenciar informações básicas para a tomada de decisões em relação à melhoria (VERGUEIRO, 2002). 37 Entre especialistas e usuários surgiram classificações sobre a forma de agrupar e utilizar algumas ferramentas, como, por exemplo, ferramentas de controle ou de planejamento. Outras, utilizadas com menos frequência, ou mais aplicáveis a determinados contextos, fazem parte do acervo característico, mas não recebem classificações especiais (MARSHALL, 2008). Ainda segundo Marshall (2008), essas ferramentas são utilizadas para determinar, mensurar, analisar, avaliar e propor soluções aos problemas que intervêm na performance e no resultado das empresas e organizações. Elas ajudam a estabelecer novas práticas e métodos mais elaborados de resolução baseados em fatos e dados, o que aumenta a taxa de sucesso dos planos de ação. Utilizar as técnicas e ferramentas da qualidade podem auxiliar as empresa e organizações a ganhar o mercado, ter clientes fiéis, aumentar a produção além de diminuir de maneira considerável as falhas e erros nos processos. Nos próximos tópicos será abordado algumas das ferramentas de qualidade mais utilizadas, são elas: Fluxograma, Diagrama de Ishikawa (Espinha de Peixe), Folhas de Verificação, Diagrama de Pareto, Histograma, Diagrama de Dispersão e Controle Estatístico dos Processos (CEP). 2.4.1 Fluxograma O Fluxograma é uma técnica que descreve através de símbolos específicos, cada etapa de um processo de uma determinada organização. Apresenta-se de maneira resumida, incluindo os tempos de espera e os registros utilizados e gerados durante a execução do processo. Há etapas que seguem em sequência, outras que podem ocorrer paralelamente. Auxilia na identificação dos processos e nos melhores caminhos para realização deles, de forma resumida, mostra todas as etapas sequenciais de determinado processo, utilizando símbolos que representam os diferentes tipos de operações (CORRÊA, 2009). Segundo Mello (2008), dentre as vantagens na utilização do fluxograma, estão: permite verificar como se conectam e relacionam os componentes de um sistema, mecanizado ou não, facilitando a análise de sua eficácia; facilita a localização das deficiências, pela fácil visualização dos passos, transportes, operações e formulários; propicia o entendimento de 38 qualquer alteração que se proponha nos sistemas existentes pela clara visualização das modificações introduzidas. Lucas et al (2015), aponta o fluxograma como, graficamente, o coração do mapeamento de processos, frequentemente utilizado para fins de processamento de informações. De modo geral o fluxograma pode ser útil no momento de desenhar os processos e indicar visualmente: o início e fim de um processo, as atividades de um processo; os pontos de decisão; os documentos necessários; o fluxo contínuo de uma informação etc. Exemplo fluxograma: Figura 1 - Produção de açúcar e etanol Fonte: site Reed (2019, on-line) 2.4.2 Diagrama de Ishikawa Criado por Kaoru Ishikawa, da Universidade de Tóquio, em 1943, o Diagrama de Ishikawacomo ficou conhecido, foi utilizado para explicar para um grupo de engenheiros da Kawasaki Steel Works como vários fatores podem ser ordenados e relacionados (COLENGHI, 2003). Ainda segundo o autor acima citado, o diagrama de Ishikawa também conhecido como diagrama de causa e efeito ou ainda diagrama espinha de peixe tem como finalidade explorar e indicar todas as causas possíveis de uma condição ou um problema característico, ou seja, para 39 representar a relação entre o efeito e todas as possibilidades de causa que podem contribuir para esse efeito. É uma ótima alternativa para observar com profundidade as causas de um efeito negativo, levantando todas as possíveis variáveis que influenciam o resultado não esperado. Complementando a ideia, Branco Filho (2006), acrescenta que para sua elaboração, é necessário levantar categorias macros para assim tentar encontrar as causas de um problema relacionado a cada categoria definida. As causas de um problema podem ser agrupadas, a partir do conceito dos 6M, como decorrentes de falhas em materiais, métodos, mão de obra, máquinas, meio ambiente, medidas. O uso dos 6M pode ajudar a identificar as causas de um problema e servir como uma estrutura inicial para facilitar o raciocínio na sua análise. Essa ferramenta pode ser implementada em qualquer software com recurso gráfico como Word, Power Point, Paint Brush. Exemplos de Diagrama de Ishikama Figura 2 - Diagrama de Ishikawa Fonte: Ishikawa (1985, on-line) Figura 3 - Fatores que influenciam a quantidade de terra em cana-de-açúcar Fonte: site ESALQ (2015, on-line) 40 2.4.3 Folhas de Verificação Segundo Carpinetti (2010), a folha de verificação ou Checklist como é mais comumente conhecida é uma lista de itens que foi previamente estabelecida para certificar as condições de um serviço, produto, processo ou qualquer outra tarefa. Ainda segundo o autor, a folha de verificação auxilia os responsáveis por determinada atividade ou tarefa no momento de atestar que todas as etapas ou itens da lista foram devidamente verificados e que as normas estabelecidas foram cumpridas de acordo com o programado. Apesar de muito simples é uma ferramenta altamente eficaz contra o combate as falhas, principalmente relacionados ou ocasionados pela falibilidade humana. As folhas de verificação geralmente são tabelas ou planilhas simples usadas para facilitar a coleta e análise de dados. O uso das folhas de verificação economiza tempo, eliminando o trabalho de se desenharem figuras ou escrever números repetitivos. São formulários planejados, nos quais os dados coletados são preenchidos de forma fácil e concisa. Registram-se os dados dos itens a serem verificados, permitindo uma rápida percepção da realidade e uma imediata interpretação da situação, ajudando a diminuir erros e confusões (RODRIGUES, 2006). Exemplo de Folha de Verificação ou Checklist, figura 4. Figura 4 - Verificação de Segurança – Prevenção e Combate a Incêndio Fonte: Site Segurança do trabalho (2019, on-line) 41 2.4.4 Histograma O histograma ou Gráfico de Distribuição como também é conhecido foi inventado em 1833 pelo estatístico francês Gerry, durante um estudo de ocorrências criminais. É uma ferramenta gráfica que auxilia na verificação e conferência de frequência de dados que tem por objetivo identificar como determinada amostra está distribuída (TAVARES, 1999). Ainda segundo Tavares (1999), comumente é representado por um gráfico de barras e a sua visualização auxilia na compreensão de casos, como: quantidade de produtos não-conformes, dispersão das medidas de determinado produto, entre outros. Morais (2004), acrescenta que esta ferramenta da qualidade se encaixa perfeitamente diante de variáveis quantitativas e que exigem algum tipo de medição de peso, largura, comprimento, temperatura, volume, tempo etc. O histograma tem como finalidade mostrar a distribuição dos dados através de um gráfico de barras indicando o número de unidades em cada categoria. Um ponto negativo quando falamos de análise de dados, é que ele é uma medida estática, ou seja, não leva o tempo em consideração (MORAIS, 2004). Exemplo de Histograma: Figura 5 - Número de Amostras por Intervalo Fonte: Site Certificação ISO (2020, on-line) 42 2.4.5 Cartas de controle Segundo Viana (2006), Dentre as ferramentas da qualidade, a carta de controle é sem dúvida a mais utilizada nas empresas e indústrias. Nenhuma outra ferramenta capta melhor as informações de um processo. As cartas de controle são usadas para mostrar as tendências dos pontos de observação em um período. Os limites de controle são calculados aplicando-se fórmulas simples aos dados do processo. As cartas de controle podem trabalhar tanto com dados por variável (mensuráveis) como com dados por atributo (discretos). Ainda segundo o autor acima referenciado, o principal objetivo de uma carta de controle é apontar quaisquer alterações indesejadas em um processo, sempre que ocorrer uma mudança, estas serão sinalizadas por pontos anormais em uma representação gráfica. Para obter informações de um determinado processo, primeiramente é necessário entender os conceitos de população e amostras, que podem ser definidos da seguinte forma: população: lote de produtos/serviços ou período que se quer analisar. amostra: quantidade de valores observados pertencentes ou representativos de uma população. Para melhor aplicação e utilização das cartas de controle é necessário estabelecer os critérios abaixo: primeiro, é importante determinar o que será controlado; definir o tamanho da amostra que será coletada e de quanto em quanto tempo serão realizadas as amostragens e; definir o limite superior e o limite inferior da carta controle. Entre as principais vantagens das cartas de controle podemos destacar: conhecer as causas raízes dos problemas ocorridos no processo, registro formal das ocorrências, podendo ser utilizado como histórico posterior, registra o esforço aplicado pela equipe para controlar o processo, colaboram para aperfeiçoar o processo, fornece aos operadores um controle para o processo, melhoria na qualidade, custo por unidade e eficiência (VIANA, 2006). 43 Gonçalves (2015) complementa que é importante ressaltar que é cada vez mais comum a utilização de softwares para os controles estatísticos dos processos nas empresas e organizações. Estes sistemas garantem maior rapidez e eficiência na análise dos dados obtidos, facilitando as tomadas de decisões e melhorando expressivamente a qualidade dos processos e operações. Exemplo de carta de controle: Figura 6 - Chamadas não atendidas Fonte: Site Support (2019, on-line) 2.4.6 Diagrama de dispersão O diagrama de dispersão ou gráfico de dispersão como também é conhecido, mostra o que acontece com uma variável quando a outra muda, para testar possíveis relações de causa e efeito. São empregados para pontuar dados em um eixo vertical e horizontal com a finalidade de expor quanto uma variável é afetada por outra. Cada linha na tabela de dados é representada por um marcador cuja posição depende dos seus valores nas colunas determinados nos eixos X e Y (MORAIS, 2004). Para Branco Filho (2006) a relação entre as variáveis é chamada de correlação, e existem três tipos: positiva (quando há uma aglomeração dos pontos em tendência crescente, significa que conforme uma variável aumenta a outra variável também aumenta), negativa (quanto maior for a ocorrência de um dos dados, menor será a ocorrência do outro dado.) e nula (quandohá uma grande dispersão entre os pontos ou eles não seguem tendência positiva nem negativa). 44 Para que o gráfico seja realizado é preciso, selecionar a causa e o efeito dos quais se deseja descobrir a relação, coletar os dados dessas duas variáveis para a composição os gráficos, desenhar os dois eixos do gráfico, e colocar a variável dependente no eixo vertical, e a variável independente no eixo horizontal, colocar os dados no gráfico, desenhando um ponto para cada uma das ocorrências dos dados e verificar a disposição dos pontos no gráfico para identificar se há correlação positiva, negativa ou nula. Os resultados desse esforço devem ajudar a determinar qual ação poderia ser tomada no processo (BRANCO FILHO, 2006). Segundo Fogliatto (2009) o diagrama de dispersão pode ser utilizado pelas organizações principalmente para: identificar correlações entre variáveis; identificar possíveis causas para defeitos e características de interesse do processo; identificar possíveis estratificações de dados; entender a natureza de tendências e correlações (se elas são lineares, exponenciais ou logarítmicas); estimar o comportamento de um indicador com base em variáveis de entrada controlados; otimizar condições de operação de máquinas; desenvolver estratégias para diferentes segmentos de clientes e; melhorar o desenvolvimento de um produto. Exemplo de Diagrama de dispersão: Figura 7 - Aumento do faturamento x aumento do número de clientes Fonte: Site Ferramentas da Qualidade (2019, on-line) 45 2.4.7 Gráfico de Pareto O princípio de Pareto foi desenvolvido por Joseph Juran no ano de 1950. Juran utilizou a teoria de interação entre massas e elite, mais conhecida como “Teorias das Elites”, desenvolvida pelo sociólogo e economista Italiano Vilfredo Pareto (CARPINETTI,2010). O diagrama de Pareto é um gráfico formado por barras verticais, onde as informações são evidentes e visualizadas de forma clara. As informações demonstradas através do diagrama de Pareto permitem determinar e estabelecer metas numéricas possíveis de serem atingidas (WERKEMA,1995). Autores como Sashkin e kiser (1994) tratam o gráfico de Pareto como uma ferramenta fácil de ser usada na contabilidade de vários tipos de falha por um período, sempre começando pelas poucas causas, que afetam culminam com a maioria dos defeitos Campos (2004) afirma que o gráfico de Pareto possibilita a divisão de grandes problemas em problemas menores, tornando-os fáceis de resolver, além disso ajuda a estabelecer metas reais e mensuráveis. Conforme Pereira (2011) no gráfico de Pareto as barras verticais mostram a frequência em que ocorreram as falhas ou defeitos e uma linha cumulativa representa a soma dos percentuais das colunas. Completando a visão de Campos (2004) o autor afirma que o princípio de Pareto é obter a muitos resultados a partir de uma parcela pequena de fatores. Confirmando a visão de Colengui (2003), Rodrigues (2006) afirma que o Gráfico de Pareto levanta problemas prioritários a uma razão de 20/80, onde 20% das causas explicam 80% dos problemas, como pode ser observado na figura 8. As etapas para a construção de um gráfico de Pareto contemplam os seguintes passos (CARPINETTI, 2010): selecionar os tipos de problemas ou causas que se deseje comparar, frequência de ocorrência de diferentes tipos de defeitos resultantes de um processo, ou causas para 46 ocorrência de um problema. Esta seleção é feita através de dados coletados ou através de discussão em grupo (brainstorming); selecionar a unidade de comparação, exemplo, número de ocorrências, custo; definir o período sobre o qual os dados serão coletados; coletar os dados no local; listar na ordem decrescente as categorias da esquerda para a direita no eixo horizontal na ordem de frequência de ocorrência, custo; na parte superior de cada categoria, desenhar um retângulo cuja altura represente a frequência ou custo para aquela categoria e; do topo do triângulo mais alto, uma linha deve ser adicionada para representar a frequência cumulativa das categorias. Ainda segundo Carpinetti (2010), comumente pode ser utilizado pelas organizações principalmente para priorizar problemas a serem resolvidos, entender as causas de um problema, entender estratificações de dados, fazer análises financeiras sobre defeitos, problemas, falhas, quebras ou outros fenômenos, desenvolver planos de ação mais eficientes, analisar dados de frequência e estimar o impacto de melhorias. Exemplo gráfico de Pareto: Figura 8 - Número de não conformidades localizadas em determinado processo Fonte: Junior (2006, p. 46) 47 Posteriormente será exemplificado a utilização das ferramentas e processos de qualidades descritas nos capítulos anteriores, para utilização e análise para minimização dos impactos das falhas dos sistemas de manutenção nas minas de minério de ferro, e os vários tipos e modelos de técnicas, métodos e ferramentas utilizados no gerenciamento da manutenção, com foco principal na manutenção das bombas de captação de água. Antes será feito um complemento deste referencial teórico partindo dos conceitos de manutenção na mineração, sistemas de captação de água utilizado, bombas, bombas de centrifugas e demais equipamentos, como pode ser observado a seguir. 2.5 Manutenção na Mineração Segundo Farrel (1957), a mineração vem ao longo dos anos passando por processo cada vez mais intenso de evolução e profissionalização de seus métodos, motivado especialmente pela alta competitividade do segmento e necessidade latente de redução de custos e otimização de processos. A manutenção de equipamentos móveis e de plantas de britagem tem impacto extremamente significante em capacidade de produção, produtividade e custos. Assim, o aprimoramento na gestão da manutenção vem ganhando ao longo dos anos cada vez mais notoriedade por parte de proprietários, diretores e gerentes, levando à implantação de métodos de gestão, investimento em softwares de controle e contratação de mão de obra especializada (FARREL, 1957). Segundo Cyrino (2018), a mineração é um segmento que traz muitas dificuldades quando se fala em manutenção de seus equipamentos, devido as condições severas de trabalho como: condições geológicas, climáticas, difícil acesso aos equipamentos e outras condições, o que torna a gestão da manutenção ponto crucial para suas operações. Por tanto, a evolução das estratégias de manutenção é fator determinante devido a complexibilidade dos processos. Ainda segundo o mesmo autor, baseado nessas condições adversas, a gestão de manutenção precisa ser muito eficaz e focar seus esforços em algumas estratégias, pois, qualquer tipo de interrupção não programada nos processos traz altos impactos negativos na produção. 48 Dentre os principais equipamentos na mineração podemos citar: Correias Transportadoras, Britadores, Moinhos, Peneiras fixas, Peneiras Vibratórias, Perfuratriz, Bombas e outros. Neste documento focaremos nas Bomba de captação conforme detalhamento a seguir. 2.6 Bombas As Bombas para mineração são aplicáveis em certas fases dos processos de mineração, nas quais os trajetos de escavação são bloqueados por água com abrasivos. Esta água retida frequentemente pode ser removida apenas por bombeamento, sendo fundamental a utilização de um bombeador potente. Netto (2007) define bombas como equipamentos mecânicos que fornecem energia necessária para o deslocamento da água. As bombas são aparelhos utilizados para transferir energia de fluido, de modo a converter energia mecânica em pressão, energia cinética, e /ou energia potencial ambas energias de fluido, fornecendo valores de vazão e de energia hidráulica (GOMES, 2009). Batista e Lara (2010) complementam
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