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0 CENTRO UNIVERSITÁRIO MAURÍCIO DE NASSAU CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA ELAYNE ALBERTINA GOMES MACÊDO LIDIANE GOMES BATISTA GESTÃO DE FALHAS NA MANUTENÇÃO DOS CAMINHÕES CANAVIEIROS Maceió-Al 2018 1 ELAYNE ALBERTINA GOMES MACÊDO LIDIANE GOMES BATISTA GESTÃO DE FALHAS NA MANUTENÇÃO DOS CAMINHÕES CANAVIEIROS Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Centro Universitário Maurício de Nassau, como requisito parcial para a obtenção do título de Engenheira Mecânica. Orientador: Prof. Francisco Fernandes Neto Maceió – Al 2018 2 AGRADECIMENTOS Agradeço a Deus por iluminar nossos caminhos, e nos guiando nas escolhas corretas e nos mostrando às pessoas certas. A jornada foi longa e com vários obstáculos, mas a fé e a persistência foi maior para vencer com grande honra a esses desafios. A nossos pais pelo amor, compreensão, dedicação e pelos exemplos de virtudes que nos foram passados ao longo da nossas vidas. Ao nosso orientador Francisco Fernandes, pela oportunidade, por acreditar em nos, pelo suporte, apoio e presença na elaboração desse trabalho. Agradeço de coração a minha prima Cleonice Ferreira, pelo carinho, apoio, dedicação e sabedoria no desenvolvimento desse trabalho. A toda nossa família e amigos, pela torcida, pela expectativa, pela união e alegria. Em especial aos professores e colegas que muito contribuíram para a minha formação acadêmica nesses bons e intensos anos de faculdade. Gostaria de agradecer também a todos que de forma direta ou indiretamente fizeram parte do nosso aprendizado, particularmente nessa última parte da nossa jornada tiveram função fundamental na mesma. 3 RESUMO Nos tempos atuais, as empresas têm enfrentado um novo cenário de uma economia globalizada e altamente competitiva, onde as mudanças vêm crescendo a cada ano. Procurar pensar e agir para que a atividade de manutenção seja eficaz no processo produtivo. Sendo assim, o objetivo da manutenção e de prevenir os equipamentos e as instalações e de garantir as metas de produtividade estabelecidas, porém reduzindo a ocorrência de falhas nos equipamentos. O presente trabalho emprega a análise de falhas afim de determinar a eficiência dos caminhões canavieiro no setor sucroalcooleiro. Foram coletados dados das manutenções dos caminhões como os tempos entre falhas e os tempos de reparo e também a disponibilidade. 4 ABSTRAC 5 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO............................................................................................ . 6 1. 1 Considerações Iniciais................................................................................. 8 1. 2 Justificativa.................................................................................................. . 8 1. 3 Escopo do Trabalho..................................................................................... 8 1. 4 Definição da Metodologia............................................................................. 9 6 1 INTRODUÇÃO 1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS Atualmente as empresas tem enfrentado vários desafios, como: uma economia globalizada e altamente competitiva, onde as mudanças se sucedem em uma velocidade enorme. E a manutenção tem como uma das atividades fundamentais no processo produtivo. A maneira de pensar e agir estrategicamente, para que a atividade de manutenção se integre de maneira eficaz ao processo produtivo, contribuindo, efetivamente, para que a empresa caminhe rumo à Excelência Empresarial. As atividades de manutenção têm objetivo de evitar a degradação dos equipamentos e das instalações, causada pelo seu desgaste natural e pelo uso. Essa degradação se manifesta de diversas formas: desde a aparência externa ruim dos equipamentos até perdas de desempenho e paradas da produção, fabricação de produtos de má qualidade e poluição ambiental. Essas manifestações têm uma grande influência negativa na qualidade e na produtividade, e acabam colocando em risco a sobrevivência da empresa. Isso mostra que o gerenciamento da manutenção é importante para a melhoria da produtividade, gerando ganhos potenciais (XENOS, 1998). Segundo Kardec e Nascif (2009, p. 9): A manutenção existe para que não haja manutenção; estamos falando da manutenção corretiva não planejada. Isto parece paradoxal à primeira vista mas, numa visão aprofundada, vemos que o trabalho da manutenção está sendo enobrecido onde, cada vez mais, o pessoal da área precisa estar qualificado e equipado para evitar falhas e não para corrigi-las. Muitas empresas experimentam sérios problemas com a ocorrência de falhas nos equipamentos e insistem em chamar os reparos de manutenção. As ações concretas estejam sendo tomadas de forma sistemática para evitar as falhas, o conserto dos equipamentos depois que as falhas ocorreram não pode ser entendido como manutenção. 7 A manutenção dos equipamentos pode incluir atividades relacionadas com o tratamento: detecção, reparo, investigação das causas fundamentais e estabelecimento de contramedidas para sua reincidência. Tratar falhas em equipamentos pode ser uma bom negócio somente para as empresas que vivem de assistência técnica, por meio da venda de peças de reposição e de mão de obra. Para aqueles que precisam dos equipamentos para produzir seus produtos e serviços, as falhas são um desastre. 1.2 JUSTIFICATIVA Os estudos referentes à utilização correta das politicas de manutenção vem se mostrando como uma forma para a geração de ganhos para as organizações, principalmente aquelas que trabalham com altas utilizações de maquinários. Por experiência própria, tanto em empresas que necessitam da manutenção como peça fundamental para o seu funcionamento, como em empresas do setor de transportes, observa-se que a falta de uma metodologia estruturada faz com que a maioria não consiga de forma otimizada a politica a ser usada e assim não consegue a devida utilização dos recursos produtivos. 1.3 ESCOPO DO TRABALHO O trabalho foi desenvolvido de uma metodologia estruturada e a mesma após validação de sua aplicabilidade, foi aplicado no caso de uma empresa do setor sucroalcooleiro, mas especificamente na oficina de caminhões canavieiro. Serão estudados os tipos de falhas que ocorrem nos caminhões. Os dados utilizados e de um setor que utiliza a manutenção corretiva em conjunto com a preventiva e a preditiva, o que e fundamental para se obter uma boa confiabilidades dos equipamentos e manter um bom desempenho na produção. A base de dados a ser trabalhada é a de 2017 e pelo grande número de falhas que vinha ocorrendo nesse período. As análises de falhas utilizadas neste trabalho são as previamentes identificadas pelo setor de manutenção. Para a análise serão usados os custos 8 gerados pelos caminhões, que são os Custos de Reparos e Manutenção (CRM), disponibilidade, consumo de combustível e tempo de intervenções. 1.4 DEFINIÇAO DA METODOLOGIA O presente trabalho utiliza uma abordagem de pesquisa aplicada, pois o estudo desenvolvido auxiliara no alinhamento do empregado das atividades na realidade diária da empresa. A presente pesquisa tem caráter qualitativo por ser centrada na realidade da empresa além de ser bibliográfica, documental e de campo. 1.5 ESTRUTURA DO TRABALHO O presente trabalho encontra-se dividido em cinco capítulos. Capítulo 1 – Introdução Apresenta-se uma breve introdução a respeitodo tema e do trabalho que inclui considerações iniciais, justificativa, escopo do trabalho, elaboração dos objetivos, definição da metodologia e estrutura do trabalho. Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica O segundo capítulo apresenta uma revisão bibliográfica sobre o tema abordado na monografia. Inicialmente apresenta a evolução das manutenções e os tipos de manutenções que são utilizadas na oficina, manutenção centrada na confiabilidade (disponibilidade), análise de falhas, custos atrelados a aplicação das metodologias. Capítulo 3 - Metodologia A aplicação da metodologia esta presente no terceiro capítulo que foi desenvolvida em um empresa sucroalcooleira mas especificamente no setor de caminhões canavieiro. Desde do estudo da revisão bibliográfica até a análise de falhas que vinha ocorrendo na oficina. Capítulo 4 – Resultados No quarto capítulo serão apresentados os resultados decorrentes da aplicação da metodologia no capitulo 3. Nesse capítulo serão expostos os problemas encontrados, assim como os pontos positivos. 9 Capítulo 5 – Conclusão Será feito uma análise de toda a metodologia, aplicação e resultados, sendo como saída desse capítulo uma análise da aplicação da metodologia proposta assim como os próximos passos para a pesquisa avançar e melhorar a metodologia proposta. 2 REVISÃO BIBLIOGRAFICA Kardec e Nascif (2009, p. 1), afirmam que nos últimos 30 anos, a manutenção passou por grandes mudanças. Estas mudanças são consequências do aumento rápido do número e da diversidade de instalações, equipamentos, e edificações que requerem manutenção, a maior complexidade dos projetos, surgimento de novas técnicas de manutenção, novos enfoques e responsabilidade e a importância da função manutenção nos resultados e na competitividade das organizações. 2.1 HISTÓRIA DA MANUTENÇAO A evolução da manutenção pode ser dividida em quatro gerações distintas, conforme a figura 1. 2.1.1 Primeira Geração A primeira geração abrange o período antes da Segunda Guerra Mundial, onde a indústria era pouco mecanizada, os equipamentos eram simples e, na sua maioria, superdimensionados. Devido à situação econômica da época, a produtividade não era prioridade. Consequentemente, não era necessário uma manutenção sistematizada era apenas serviços de limpeza, lubrificação e reparos após a quebra, ou seja, a manutenção era corretiva não planejada. Com relação às falhas dos equipamentos era que todos os equipamentos se desgastavam com o tempo e vindo a sofrer falhas ou quebras. A competência que se buscava era basicamente a habilidade do execultante em realizar o reparo necessário (Kardec e Nascif, 2009). 2.1.2 Segunda Geração 10 Essa geração ocorre entre os anos de 50 e 70 do século passado, após a Segunda Grande Guerra. No período da guerra aumentaram a demanda por todo tipo de produtos e ao mesmo tempo a Mão de obra industrial diminui. Como consequência houve um forte aumento da mecanização, bem como a complexidade das instalações industriais. Começa a evidenciar-se a necessidade de maior disponibilidade, bem como maior confiabilidade, tudo isto na busca de maior produtividade. A indústria começa a depender do bom funcionamento das máquinas. Isto levou à idéia de que falhas dos equipamentos poderiam e deveriam se evitadas, o que resultou no conceito de manutenção preventiva. Na década de 60 a manutenção preventiva consiste nas intervenções dos equipamentos feitas a intervalos fixos. O custo da manutenção começou a se elevar muito em comparação com outros custos operacionais. Esse fato fez aumentar os sistemas de planejamento e controle de gestão de ativos que, hoje, são parte integrante da manutenção moderna (Kardec e Nascif, 2009). 2.1.3 Terceira Geração A partir da década de 70, quando se acelerou o processo de mudança nas indústrias. A paralisação da produção, que sempre diminuiu a capacidade de produção, aumentou os custos e afetou a qualidade dos produtos, era uma preocupação generalizada. Os efeitos dos períodos de paralização foram se agravando pela tendência mundial de utilizar sistemas just – in – time, onde estoques reduzidos para a produção em andamento significavam que pequenas pausas na produção naquele momento poderiam paralisar a fábrica. O crescimento da automação e da mecanização passou a indicar que a confiabilidade e disponibilidade se tornaram pontos chaves em setores tão distintos quanto saúde, processamento de dados, telecomunicações e gerenciamento de edificações. Maior automação também significa que falhas cada vez mais frequentes afetam nossa capacidade de manter padrões de qualidade estabelecidos. As falhas provocam sérias consequências na segurança e no meio ambiente, em um momento 11 em que os padrões de exigências nessas áreas começaram a aumentar rapidamente. Reforçaram o conceito e a utilização da manutenção preditiva e o desenvolvimento de softwares potentes para o planejamento, controle, e acompanhamento dos serviços de manutenção. O conceito de confiabilidade começa a ser cada vez mais aplicada pela engenharia e na manutenção. O processo de Manutenção Centrada na Confiabilidade (MCC ou RCM em inglês) tem sua implantação na década de 90 no Brasil. A falta de interação entre as áreas de engenharia, manutenção e operação, impedia que os resultados fossem melhores e, em conseqüência, as taxas de falhas prematuras (mortalidade infantil) eram elevadas. 2.1.4 Quarta Geração Algumas expectativas em relação à Manutenção existente na Terceira geração continuam a existir na Quarta Geração. A disponibilidade é uma das medidas de performance mais importantes da manutenção A confiabilidade dos equipamentos é um fator de constante busca pela manutenção. A consolidação das atividades de Engenharia da Manutenção, dentro da estrutura organizacional da Manutenção, tem uma garantia da Disponibilidade, da Confiabilidade e da Manutenibilidade as três maiores justificativas de sua existência. A gestão de ativos tem como desafio a minimização das falhas prematuras ou falhas de mortalidade infantil que ocorrem em pelo menos dois padrões de falhas. A prática de análise de falhas é um metodologia consagrada como uma prática capaz de melhorar a performance dos equipamentos e da empresa. As práticas de manutenção preditiva e monitoramente de condição de equipamentos e do processo são cada vez mais utilizadas. Há uma tendência de redução na aplicação da manutenção preventiva ou programada, desde que ela promova a paralisação dos equipamentos e sistemas impactando negativamente a produção. Em relação à manutenção corretiva não planejada, que se torna um indicador da ineficácia da manutenção. 0 Figura 1 – Tabela da Evolução da Manutenção EVOLUÇÃO DA MANUTENÇÃO Geração Primeira Geração Segunda Geração Terceira Geração Quarta Geração Ano 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 Aumento das expectativas em relação à manutenção Conserto após a falha Disponibilidade crescente Maior vida útil do equipamento Maior confiabilidade Maior disponibilidade Melhor relação custo – beneficio Preservação do meio ambiente Maior confiabilidade Maior disponibilidade Preservação do meio ambiente Segurança Influir nos resultados dos negócios Gerenciar os ativos Visão quando à falha do equipamento Todos os equipamentos se desgastam com a idade e, por isso, falham Todos os equipamentos se comportam de acordo com a curva da banheira Existência de 6 padrões de falha (Nowlan & Heap e Moubray) Reduzir drasticamente falhas prematuras dos padrões A e F (Nowlan & Heap e Moubray) Mudança nas técnicas de manutenção Habilidades voltadas para o reparo Planejamento manual da manutenção Computadoresgrandes e lentos Manutenção Preventiva (por tempo) Monitoramento da condição Manutenção Preditiva Análise de risco Computadores pequenos e rápidos Softwares potentes Grupos de trabalho multidisciplinares Projetos voltados para a confiabilidade Contratação por mão de obra e serviços Aumento da manutenção preditiva e monitoramento da condição Minimização nas manutenções Preventiva e corretivas não planejada Análise de falhas Técnicas de confiabilidade Manutenabilidade Engenharia de manutenção Projetos voltados para confiabilidade, manutenabilidade e custo do ciclo de vida. Contratação por resultados Fonte: Alan Kardec & Júlio Nascif 0 2.2 TIPOS DE MANUTENÇÃO A maneira como é feita a intervenção nos equipamentos, sistemas ou instalações caracteriza os vários tipos de manutenção. Existe uma variedade muito grande de denominações para classificar a atuação da manutenção. Serão abordados os seis tipos de manutenções, que são eles: manutenção corretiva não- planejada e planejada, manutenção preventiva, manutenção preditiva, manutenção detectiva e engenharia de manutenção. 2.2.1 Manutenção Corretiva A manutenção corretiva é a forma mais primitiva de manutenção, como foi mostrado anteriormente na Evolução da Manutenção. “A Manutenção Corretiva é a atuação para a correção da falha ou do desempenho menor do que o esperado não e necessariamente, a manutenção de emergência (KARDEC e NASCIF, 2009, P. 38).” Existem duas condições especificas que levam á manutenção corretiva, que são: desempenho deficiente acompanhado das variáveis operacionais e ocorrência da falha. A manutenção corretiva pode ser dividida em duas classes: Manutenção Corretiva Não Planejada. Manutenção Corretiva Planejada. A Manutenção Corretiva Não Planejada é a correção da falha de maneira aleatória e também conhecida como Manutenção Corretiva Não Programada ou simplesmente Emergencial. Ela também implica nos altos custos, pois a quebra inesperada pode acarretar perdas de produção, perda da qualidade do produto e elevados custos indiretos de manutenção. A manutenção corretiva planejada é a correção do desempenho menor do que o esperado ou correção da falha por decisão gerencial. Um trabalho planejado é sempre mais barato, mais rápido, e mas seguro do que um trabalho não planejado. E sempre será de melhor qualidade. 2.2.2 Manutenção Preventiva 1 A manutenção preventiva é a atuação realizada de forma a reduzir ou evitar a falha ou queda no desempenho, obedecendo a plano previamente elaborado, baseado em intervalos definidos de tempo. A manutenção de preventiva procura evitar a ocorrência de falhas, ou seja procura prevenir. Segundo Xenos, (2014, p. 25): A manutenção preventiva é mais cara, pois as peças tem que ser trocadas, e os componentes têm que ser reformados antes de atingirem seu limite de vida. Em compensação, a ocorrência das falhas diminui, a disponibilidade dos equipamentos aumenta e também diminui as interrupções inesperadas da produção. Se considerarmos o custo total, em várias situações a manutenção preventiva acaba sendo que a manutenção corretiva, porque se tem domínio das paradas dos equipamentos, em vez de ficar sujeito as paradas inesperadas por falhas nos equipamentos. 2.2.3 Manutenção Preditiva A manutenção preditiva permite otimizar a troca de peças ou reformas dos componentes e estender o intervalo de manutenção, pois permite prever quando a peça ou componente estarão pertos do seu limite de vida. Pois e através de técnicas preditivas que é feito o monitoramento da condição e a ação de correção, quando necessária, é realizada através de uma manutenção corretiva planejada. O objetivo da manutenção preditiva é prevenir falhas nos equipamentos ou sistemas através de acompanhamento de parâmetros diversos, permitindo a operação continua do equipamento pelo maior tempo possível. A manutenção preditiva privilegia a disponibilidade à medida que não promove a intervenção nos equipamentos ou sistemas, pois as medições e verificações são efetuadas com o equipamento produzindo. Segundo Xenos, (2014, p. 26): As empresas devem praticar a manutenção preditiva, que é um método de manutenção bastante simples e eficaz e que traz bons resultados. Por exemplo, monitorando a variação da vibração do equipamento, podemos prever o momento de trocar os rolamentos. É e possível prever o momento de reformar componentes mecânicos analisando o óleo lubrificante. Ainda há algumas limitações de tecnologia e não e possível adotar a manutenção preditiva para todo tipo de componente ou peça de um equipamento. 2 2.2.4 Manutenção Detectiva A manutenção detectiva começou a ser mencionada a partir da década de 90, ela atua em sistemas de proteção, comando e controle, buscando detectar falhas ocultas ou não perceptíveis ao pessoal de operação e gestão de ativos. A identificação de falhas ocultas é primordial para garantir a confiabilidade. Em sistemas complexos essas ações só podem ser levadas a efeito por pessoal da área de manutenção, com treinamento e habilitação para tal, assessorado pelo pessoal de operação. É cada vez maior a utilização de computadores digitais em instrumentação e controle de processo nos mais diversos tipos de plantas industriais. “São sistemas de aquisição de dados, controladores lógicos programáveis, Sistemas Digitais de Controle Distribuído – SDCD, multi-loops com computador supervisório e outra infinidade de arquiteturas de controle somente possíveis com o advento de computadores de processo. Sistemas de shut-down ou sistemas trip garantem a segurança de um processo quando esse sai de sua faixa de operação segura. Enquanto a escolha deste ou daquele sistema ou de determinados tipos de componentes é discutida pelos especialistas com enfoque centrado basicamente na confiabilidade, é importante que estejam bastante clara as seguintes particularidades: Os sistemas de trip ou shut-down são as últimas barreira entre a integridade e a falha. Graças a eles as máquinas, equipamentos, instalações e até mesmo plantas inteiras estão protegidos contra falhas e suas consequências menores, maiores ou catastróficas. Esses sistemas são projetados para atuar automaticamente na iminência de desvios que possam comprometer as máquinas, a produção, a segurança no seu aspecto global ou o meio ambiente. Os componentes dos sistemas de trip ou shut-down, como qualquer componente, também apresentam falhas. As falhas desses componentes e, em última análise, do sistema de proteção, podem acarretar dois problemas: Não atuação. Atuação indevida. 3 A não atuação de um sistema de trip ou shut-down é algo que jamais passa despercebido. É evidente que existem situações onde e possível contornar ou fazer um acompanhamento, mas em outras isso é definitivamente impossível. A atuação indevida de um sistema de trip ocasiona, obviamente, a parada do equipamento e, consequentemente, a cessação da produção, na maioria dos casos. A ocorrência (indevida) do trip é um estado de ansiedade generalizada para entender a ocorrência. O ideal seria não colocar uma máquina, um sistema ou uma unidade para operar sem que as razões que levaram à ocorrência do trip sejam descobertas ou confirmadas. Se a confiabilidade do sistema não e alta, teremos um problema de disponibilidade a ele associado, traduzido por excessivo números de paradas, não cumprimento da campanha programada. 2.2.5 Engenharia de Manutenção É a segunda quebra de paradigma na manutenção. Praticar a engenharia de manutenção significa uma mudança cultural. De acordo com KARDEC; NASCIF (2009, p.50) a Engenharia de Manutenção significa “perseguir benchmarks, aplicar técnicas modernas, esta nivelado com a manutenção do primeiro mundo”. Portanto, visa aumentar a confiabilidade,disponibilidade, melhorar manutenibilidade e aumentar a segurança; eliminar problemas crônicos e solucionar problemas tecnológicos; melhorar a capacitação do pessoal e gerir materiais e sobressalentes ; dar suporte à execução e coordenar a aplicação das análises de falhas e estudos; elaborar planos de manutenção e de inspeção e fazer sua análise crítica periódica e acompanhar os indicadores, zelando sempre pela documentação técnica (KARDEC; NASCIF, 2009). A empresa que prática a Engenharia de manutenção não esta apenas realizando acompanhamento preditivo de seus equipamentos e máquinas, ela esta alimentando seus dados e informações sobre manutenção que irão lhe permitir realizar análises e estudos para melhorias no futuro. A figura 2 abaixo ilustra melhor as diferenças entre os diversos tipos de manutenção e a posição da Engenharia de Manutenção. 4 Figura 2 – Tipos de Manutenção Fonte: Kardec e Nascif, 2010. 2.2.6 Manutenção Produtiva A manutenção produtiva abrange todas as etapas do ciclo de vida dos equipamentos, desde a sua especificação até o sucatamento, e leva em consideração os custos de manutenção e a produtividade do equipamento ao longo das etapas do seu ciclo de vida. A manutenção produtiva é uma “maneira de pensar”, e não um método de manutenção. 5 O objetivo fundamental da manutenção produtiva não é apenas evitar falhas nos equipamentos, mas também aplicar a melhor combinação dos métodos de manutenção para que a produção não fique prejudicada, obtendo como retorno um elevado resultado econômico para toda empresa. 2.3 Funções de apoio da manutenção Para se obter um bom gerenciamento da manutenção, devemos ter em prática alguns métodos de manutenção e algumas funções de apoio importantes. Essas funções de apoio são: 2.3.1 Tratamento de Falhas dos Equipamentos Incluir as atividades de remoção das falhas e identificação de suas causas para estabelecer contramedidas adequadas. Ter o registro e a análise dos dados sobre as falhas dos equipamentos, e permitir identificar de forma objetiva os modos de falhas mas frequentes e em que equipamentos ocorrem. 2.3.2 Padronização da Manutenção A padronização da manutenção é a utilização dos procedimentos e padrões técnicos e gerenciais relacionados com as atividades de manutenção, incluindo os manuais de manutenção, os catálogos de peças e os padrões de inspeção. 2.3.3 Planejamento da manutenção O planejamento da manutenção pode ser entendido como as ações de preparação dos serviços de manutenção preventiva, que define quando as ações serão executadas. A distribuição dos serviços de manutenção em um determinado período, bem como a previsão de mão de obra, materiais e ferramentas necessárias. 2.3.4 Peças Reservas e Almoxarifado 6 O principal objetivo dessa função é o de adquirir, armazenar e controlar as peças de reposição e de materiais de consumo dos equipamentos conforme suas necessidades de manutenção preventiva. O equipamento para ter um bom funcionamento depende da disponibilidade de peças de reposição de boa qualidade, baixo custo, na qualidade e no momento certo. 2.3.5 Orçamento da Manutenção O objetivo dessa função é distribuir e controlar os recursos financeiros alocados para o departamento de manutenção com base no plano de manutenção para os próximos períodos. O orçamento da manutenção compreende basicamente os custos com a mão de obra, serviços terceirizados e materiais tais como peças e de reposição e materiais de consumo para os equipamentos. 2.3.6 Educação e Treinamento É o conjunto de atividades de transferência e prática do conhecimento que visa formar pessoal capacitado a desempenhar funções dentro do Departamento de Manutenção. Pode incluir também o treinamento para os operadores para realizarem algumas tarefas de manutenção preventiva no dia a dia da produção. Segundo Xenos, 2014: “Que uma das principais deficiências das empresas brasileiras é a habilidade insuficiente tanto do pessoal de manutenção quanto de operação e isso acaba comprometendo seriamente a produtividade dos equipamentos.” Com um treinamento inadequado, a manutenção pode acabar introduzindo falhas nos equipamentos em vez de preveni-las. O mesmo pode ocorrer com os operadores da produção, que induzem falhas nos equipamentos com procedimentos de operação incorretos. 2.4 Manutenção de Equipamentos e Gestão de Qualidade Total (GQT) 7 A GQT é um sistema de gestão para toda a empresa, e as áreas de manutenção devem participar ativamente desse sistema. É necessário relacionar as ferramentas e técnicas da GQT com as atividades do dia a dia dos departamentos de manutenção. Utilizando bem os princípios da GQT, podemos atingir metas de melhoria e praticando o kaizen para os equipamentos em termos da redução das falhas redução do custo de manutenção, redução do tempo de manutenção preventiva, redução do estoque de peças de reposição 2.5 CONFIABILIDADE EM MANUTENÇÃO E A CURVA DA BANHEIRA A confiabilidade e definida como a probabilidade de que um componente ou sistema cumpra sua função com sucesso, por um período de tempo previsto, sob condições de operação especificadas (LAFRAIA, 2014). Segundo a norma brasileira NBR 5462-1994, define confiabilidade de ter a capacidade de um item de desempenhar uma função requerida sob condições especificadas, durante um intervalo de tempo. A confiabilidade de um equipamento pode ser expressa pela seguinte expressão, segundo a distribuição exponencial (taxa de falhas constante): R(t) = e-גt Onde: R(t) = Confiabilidade a qualquer tempo t E = Base dos logaritmos neperianos (e=2,718) (Taxa de falhas (número total de falhas por período de operação = ג t = tempo previsto de operação 2.5.1 Probabilidade É um conceito da estatística e pode ser definida como: 8 Relação entre o número de casos favoráveis e o número de casos possíveis, para um intervalo de tempo t, ou seja: Número de casos favoráveis / número de casos possíveis ≤ 1 Ou seja, a probabilidade é expressa, quantitativamente, entre 0 e 1. A probabilidade igual a 1 exprime a certeza de que um evento ocorrerá. A probabilidade igual a 0 exprime a certeza de que um evento não ocorrerá. POR SER UMA PROBABILIDADE, A CONFIABILIDADE É UMA MEDIDA NUMÉRICA QUE VARIA ENTRE 0 E 1 (ou 0 e 100%). Segundo KARDEC & NASCIF: “A confiabilidade é a probabilidade estatística de não ocorrer falha, de um determinado tipo, para uma certa missão, com um dado nível de confiança”. 2.5.2 Função Requerida É o limite de admissibilidade abaixo do qual a função não é mais satisfatória. É o mesmo que cumprir a missão, realizar o serviço esperado. 2.5.3 Condições Definidas de uso São as condições operacionais às quais os equipamentos estarão submetido. O mesmo equipamento submetido a duas condições diferentes apresentará confiabilidade diferente. Diferenças de temperatura, presença de poeira no ambiente, impurezas no produto e uma série de outros fatores influenciam sobremaneira a confiabilidade de equipamentos e nem sempre são levados em consideração quando são feitas comparações com indicadores de equipamentos instalados em outros locais. Segundo Xenos, 2014: A presença de poeira, lixo, resíduos e materiais estranhos nas partes do equipamento pode ser outra importante causa de falha. Sujeira e objetos 9 estranhos podem prejudicar o funcionamento dos equipamentos, além de afetar a qualidade do produto. Outra condição definida de uso deve ser entendido também como o equipamento é operado. A má operação danifica os equipamentos, fazendo baixar sua confiabilidade (e disponibilidade). Para operar os equipamentos há procedimentos operacionais padrão para situações normais e situaçãode emergência. Esses procedimentos estão descritos nos manuais de operação, com os quais os operadores da produção devem estar bastante familiarizados. Segundo Xenos, 2014: Muitas causas de falhas não estão relacionados com aspecto materiais e podem ser encontradas nas atitudes e nas habilidades das pessoas e quando não são cumpridos os procedimentos padrão de manutenção e operação. Podemos dizer que existem “falhas induzidas pelas pessoas”. Podemos introduzir aqui o conceito de “confiabilidade humana” (human reliability). Esse termo é utilizado nas situações em que as pessoas – principalmente os operadores da produção e equipes de manutenção afetam a segurança e a confiabilidade dos equipamentos. Os operadores devem ser treinados para entender os mecanismos e funções dos seus equipamentos e ver a importância de operá-los corretamente. 2.5.4 Intervalo de tempo O período de tempo definido e medido é fundamental, desde que a confiabilidade varia com o tempo. 2.5.5 Desempenho e falha Todo equipamento é projetado segundo a função básica que irá desempenhar. O desempenho de um equipamento pode ser classificado como: Desempenho inerente – desempenho que o equipamento e capaz de fornecer. Desempenho Requerido – E o que queremos obter do equipamento. Quando um equipamento não apresenta o desempenho previsto, usamos o termo falha para identificar essa situação. A falha pode representar: Interrupção da produção. 10 Operação em regime instável. Queda na quantidade produzida. Deterioração ou perda da qualidade do produto. Perda da função de comando ou proteção. Segundo a Norma NBR 5462-1994, a falha é o termino da capacidade de um item de desempenhar a função requerida. É a diminuição total ou parcial da capacidade de uma peça, componente ou máquina de desempenhar a sua função durante um período de tempo, quando o item deverá ser reparado ou substituído. A falha leva o item a um estado de indisponibilidade. Quanto maior o número de falhas menor a confiabilidade de um item, para as condições estabelecidas a priori. Quanto maior a confiabilidade, melhores serão os resultados para o cliente ou usuário. Maior a confiabilidade, menores serão os custos de produção. Existem duas condições extremas possíveis para um equipamento: ele pode estar em perfeitas condições de funcionamento ou completamente quebrado. Entretanto, ele pode estar funcionando numa velocidade menor do que quando era novo ou estar produzindo produtos defeituosos. 2.5.6 Taxa de falhas É definida como o número de falhas por unidade de tempo. A taxa de falhas (ג) é representada pela equação abaixo: Número de falhas ____ =ג Número de horas de operação 2.5.7 Por que ocorrem as falhas Existem três grandes categorias de causas possíveis para as falhas nos equipamentos: falta de resistência, uso inadequado ou manutenção inadequada. A falta de resistência é uma característica do próprio equipamento e resulta de deficiência de projeto, erros na especificação de materiais, deficiências nos processos de fabricação e montagem. 11 As falhas resultarão da aplicação de esforços normais, mas que os equipamentos não foram projetados para suportar. O uso inadequado significa a aplicação de esforços que estão fora da capacidade do equipamento e pode resultar de erros durante sua operação. A manutenção inadequada significa que as ações preventivas para evitar a deterioração dos equipamentos são insuficientes ou não estão sendo corretamente executados. 2.5.8 Modelos de falhas A frequência de ocorrência de falhas para um equipamento pode variar de três maneiras: constante, crescente ou decrescente. Uma frequência constante e característica de equipamentos cujas falhas são causadas por eventos aleatórios, resultando na aplicação de esforços que excedem a resistência intrínseca do equipamento. Esforços excessivos devido a sobrecargas acidentais, erros de manutenção e operação ocorrem numa razão mais ou menos constante, ou seja, a probabilidade de tais ocorrências não tende a variar à medida que o equipamento envelhece. A ocorrência crescente é típica de situações de fadiga de materiais, corrosão ou desgaste. A probabilidade de ocorrência de falhas aumenta à medida que o equipamento envelhece. Uma probabilidade de ocorrência decrescente é característica de equipamentos cuja confiabilidade intrínseca aumenta com o tempo, como no caso da introdução de melhorias nos equipamentos, implicando a substituição dos equipamentos e peças por outras confiáveis. Além disso, a frequência de ocorrência de falha tende a diminuir no início da vida útil dos equipamentos. Os equipamentos costumam apresentar um comportamento de falhas que se caracteriza mais durante sua vida útil na classificação da curva da banheira. Como mostra a Figura 3, a curva da banheira representa de forma ampla as diferentes fases de comportamento de um equipamento. Já a mesma não pode ser observada e determinada em um único instante de tempo, sendo uma construção ao longo do período que expressa à expectativa de falhas que o componente ou equipamento 12 exibe no seu ciclo de vida, sempre que ainda não tenha ocorrido falha: é o valor esperado do percentual de risco de falha ao longo do tempo. Figura 3 – Curva da banheira e ciclo de vida dos equipamentos Fonte: Adaptada de Lafraia (2014) Os três principais períodos da curva da banheira podem ser descritas abaixo: 1. No período de mortalidade infantil - É onde ocorrem as chamadas falhas prematuras que acontecem durante sua fase inicial de vida dos equipamentos. Uma grande incidência de falhas são causadas por componentes com defeitos de fabricação ou deficiências de projeto. 2. O período de vida útil - É caracterizado por taxa de falhas menores e relativamente constantes ao longo do tempo de uso. As falhas ocorrem no decorrer de fatores menos controláveis, como fadiga ou corrosão acelerada fruto de interações dos materiais com o meio. 3. No período de desgaste: Inicia-se o termino da vida útil do equipamento e as taxas de falhas cresce continuamente. Essas falhas ocorrem no decorrer do desgaste natural, que será maior quanto mais passar o tempo. Na tabela 3, esta a descrição das etapas da curva da banheira. 13 Tabela 3– Descrição das etapas da curva da banheira Falhas prematuras Falhas casuais Falhas Por desgaste Processos de fabricação deficientes Interferência indevida tensão/resistência Envelhecimento Controle de qualidade deficiente Fator de segurança insuficiente Desgaste/abrasão Mão - de - obra desqualificada Cargas aleatórias maiores que as esperadas Degradação de resistência Amaciamento insuficiente Resistência menor que a esperada Fadiga Pré-teste insuficiente Defeitos abaixo do limite de sensibilidade dos ensaios Fluência Debugging insuficiente Erros humanos durante uso Corrosão Materiais fora de especificação Aplicação indevida Deterioração mecânica, elétrica, química ou hidráulica Componentes não especificados Abusos Manutenção insuficiente ou deficiente Componentes não testados Falhas não detectáveis pelo melhor programa de manutenção preventiva Vida de projeto muito curta 14 Componentes que falharam devido estocagem/transporte indevido Falhas não detectáveis durante o melhor debugging Sobrecarga no primeiro teste Causas inexplicáveis Contaminação Fenômenos naturais imprevisíveis Erro humano Instalação imprópria 2.6 Disponibilidade Disponibilidade, do inglês Availability, é a capacidade de um item estar em condições de executar uma certa função em um dado instante ou durante um intervalo de tempo determinado, levando-se em conta os aspectos combinados desua confiabilidade, mantenabilidade e suporte de manutenção, supondo que os recursos externos requeridos estejam assegurados. O termo “disponibilidade” é usado como uma medida do desempenho de disponibilidade (NBR 5462 - 1994). A disponibilidade pode ser classificada em: Disponibilidade inerente Que pode ser calculada pela fórmula abaixo: Disponibilidade inerente (%) = TMEF ___ TMEF + TMPR Onde: TMEF = Tempo médio entre falhas (em inglês MTBF – Mean Time Between Failures). TMPR = Tempo médio para reparos ( em inglês MTTR – Mean Time to Repair). O tempo “inerente” (ou intrínseca) implica o fato de somente se levar em conta o tempo de reparo, excluindo do TMPR todos os demais tempos (tempo de 15 logística, tempo de espera de sobressalentes, deslocamentos). Reflete o percentual do tempo que seria disponível se não ocorressem perdas de tempo ou atrasos. O TMPR (tempo médio para reparos) na disponibilidade inerente leva em consideração apenas as manutenções corretivas. Uma observação deve ser feita: O TMEF (MTBF) é uma medida básica de confiabilidade de itens reparáveis e, em geral, se refere á vida média de uma população. O TMPF (tempo médio para a falha (em inglês MTTF – Mean Time To Failure) é uma medida básica de confiabilidade de itens não reparáveis. Se refere a uma peça ou componente de um equipamento. Disponibilidade Técnica Também conhecida por disponibilidade Obtida ou Encontrada, é dada pela fórmula abaixo: Disponibilidade Técnica (%) = TMEM TMEM + TMPRativo Onde: TMEM = Tempo médio entre manutenções ( em inglês MTBM – Mean Time Between Maintenance). TMPRativo = Tempo médio para reparos – corretivos e preventivos (em inglês MTTRactive) – Mean Time to Repair Active). A TMPR na disponibilidade técnica também não considera os tempos adicionais de logística, esperas, atrasos, etc., mas inclui as manutenções tanto corretivas quanto as preventivas. Disponibilidade Operacional Calculada pela fórmula abaixo: Disponibilidade Operacional (%) = TMEM x 100 TMEM + TMp X100 16 Essa e a avalição real da disponibilidade, ou seja, e aquela que de fato interessa a empresa. TMp = Tempo médio de paralização (em inglês MDT – Mean Down Time), inclui o TMPR e todos os demais tempos (esperas, atrasos, paradas para manutenções preventivas ou inspeções, deslocamentos e outros que contribuem para que os equipamentos ou os sistemas fiquem indisponíveis ou fora da condição de operação). O cálculo do Tempo Médio (entre falhas, entre manutenções) e dada pela relação entre os valores de tempo observadas em um período de tempo determinado e a quantidade de observações. O TMPR é um indicador muito importante para a manutenção, desde que esteja ligado a sua performance. O TMPR depende: da facilidade do equipamento ou sistema ser mantido; da capacidade profissional de quem faz a intervenção; dá característica de organização e planejamento da manutenção; A taxa de falhas exprime a relação entre o número de falhas e o tempo total de funcionamento (operação) do equipamento, podemos representar o TMEF como sendo o inverso da taxa de falhas. TMEF = 1 ג A definição de taxa de falhas, é também definida a taxa de reparos, que e dada por: µ = Números de reparos efetuados tempo total de reparo da unidade Em consequência, pode-se definir o TMPR como sendo o inverso da taxa de reparos: TMPR = 1 µ 2.7 Manutenibilidade 17 A manutenibilidade (ou Mantenabilidade) pode ser conceituada como sendo a característica de um equipamento ou instalação permitir um maior ou menor grau de facilidade na execução dos serviços de manutenção. François monchy apresenta a seguinte definição probabilística para Manutenibilidade: ”É a probabilidade de restabelecer a um sistema suas condições de funcionamento específicas, em limites de tempo desejados, quando a manutenção é conseguida nas condições e com meios prescritos”. Ou, mais simplesmente, é a probabilidade de que um equipamento com falha seja reparado dentro de um tempo t. A manutenibilidade pode ser definida pela expressão: M(t) = 1 – e-µt Onde: M(t) = a função manutenibilidade, que representa a probabilidade de que o reparo comece no tempo t = 0 e esteja concluído, satisfatoriamente, no tempo t (probabilidade da duração do reparo). e = base dos logaritmos neperianos (e = 2,718). µ = taxa de reparos ou números de reparos efetuados em relação ao total de horas de reparo do equipamento. t = tempo previsto de reparo. Podemos considerar ainda como conceituação de Manutenibilidade, a probabilidade de que: - O item terá restaurado seu status operacional dentro de t horas; - A manutenção não será necessária mais do que N vezes por período de tempo; - O custo de manutenção não excederá a X R$ por período de tempo. 18 A manutenibilidade está associada ao parâmetro TMPR (Tempo Médio para Reparo). Foi verificado que que o TMPR não incluía os tempos de espera (delay time), entretanto na literatura são muitos comuns as seguintes considerações: - O TMPR estaria associado ao tempo gasto efetivamente no reparo. - Todo tempo além desse, causado por esperas de ferramentas, sobressalentes e tempos mortos, costuma ser retirado do TMPR. - O somatório do TMPR com os demais tempos constitui o que é normalmente denominado Downtime por alguns autores. Outros costumam denominar esse tempo total de MOFT (Meam Forced Outage Time). Normalmente, os tempos relativos às ações que se sucedem entre a parada e o retorno de um equipamento ou sistema à operação são as seguintes: Tempo Ações ou Ocorrência t0 Instante em que ocorreu a falha t1 Localização do defeito t2 Diagnóstico t3 Desmontagem t4 Remoção t5 Espera de sobressalentes t6 Substituição de peças t7 Montagem t8 Ajustes e testes tf Instante de retorno à operação O somatório desses tempos constitui o downtime (tempo de paralização) que está diretamente ligado à manutenção e poderíamos acrescentar outros tempos que agravam ainda mais o downtime: Tempo Ações ou Ocorrências t9 Falta de informação t10 Problemas de planejamento 19 t11 Demora na liberação t12 Falta de capacitação do pessoal t13 Aguardando máquinas de carga t14 Aguardando operador para testes Fonte: Kardec & Nascif A maioria dos itens relacionados é de responsabilidade direta da manutenção e alguns poucos envolvem negociação entre manutenção, operação e suprimentos. 2.7.1 Melhoria da Manutenibilidade O conceito de manutenibilidade, que atua diretamente no indicador de efetividade operacional, que engloba: - característica de projeto; - suporte de especialistas a engenharia de projetos; - vetor para redução de custos; - atuação eficaz da Engenharia de Manutenção; - planejamento da Manutenção; - capacitação da mão de obra de execução. A oportunidade mais adequada para analisar os aspectos de manutenibilidade de um equipamento, sistema ou instalação é na fase projeto. Independente da atuação no projeto SEMPRE É POSSÍVEL MELHORAR A MANUTENIBILIDADE. Mas é necessário que a Engenharia de manutenção atue de modo constante, utilizando o conhecimento e a vivência do pessoal de chão de fábrica. A análise da manutenibilidade de um equipamento ou de uma instalação deve levar em conta: Requisitos qualitativos. 20 Requisitos Quantitativos. Suporte logístico. Capacitação do pessoal de manutenção. Requisitos Qualitativos - Facilidade de acesso (acessabilidade). - Modularidade. - Padronização. - Intercambiabilidade. - Manobrabilidade. - Possibilidade de regulagem e ajustes (alinhamento, calibração).- Simplicidade de operação. - Necessidade de ferramentas, dispositivos e instrumentos especiais. - Visibilidade das partes que terão manutenção. - Peças e componentes standard. Requisitos Quantitativos - Tempo médio para intervenções do tipo corretivo, preventivo e preditivo. - Tempos máximos admissíveis para os trabalhos típicos de manutenção. - Expectativa de recursos de manutenção (x homens / hora para cada y horas de funcionamento). - Números médio e máximo de recursos técnicos necessários em cada intervenção típica de manutenção. - Tempos médio e máximo de indisponibilidade (histórico/comparativo). - Tempo de manutenção por cada produto novo. - Expectativa de consumo de componentes (sobressalentes e materiais diversos). 21 - Quantidade recomendada de sobressalentes em estoque. Suporte Logístico Logística é o conjunto de meios que devem ser colocados à disposição para o cumprimento da missão da manutenção: manter a disponibilidade do sistema. Esses meios são: ferramental, sobressalentes, materiais de consumo, meios de levantamento de carga, transporte e movimentação de carga, pessoal e materiais. Suporte logístico é providenciar aquilo de que se necessita, no momento adequado e no local apropriado, de tal modo que a disponibilidade do sistema seja mantida. Capacitação de Pessoal É um dos itens mais importantes na Manutenção e seguramente um dos mais negligenciados. No Brasil, constata-se que: - Aproximadamente 50% das empresas nacionais não tem plano de treinamento formalizado para seus empregados. - O levantamento das necessidades individuais não é sistematizado. - Os planos de treinamento (quando existem) são sistematicamente descumpridos (prioridade, cortes nos custos, excesso de corretiva). - Para a grande maioria das empresas nacionais o treinamento formalizado no trabalho não e praticado. - Quando se pensa em cortar custos, a primeira área atingida é treinamento. - Há uma aceitação conformada, em grande parte das empresas, de que a mão de obra contratada não tenha qualificação ou que o problema de capacitá-lo é somente da contratada. - Não há medição do desperdício causado pela baixa qualificação. - Não se prevê treinamento para novos empreendimentos. 22 O profissional despreparado gasta no mínimo, um tempo muito maior para executar o serviço, contudo é capaz de introduzir defeitos ou provocar sérios problemas pela falta de qualificação para executar o serviço. A capacitação é fundamental para que o pessoal de manutenção desenvolva as habilidades que estão diretamente ligadas a: - Qualidade do serviço prestado - Redução do tempo necessário para execução do serviço. - Oportunidade de melhorias nos equipamentos e instalações. 2.8 Ferramentas para o Aumento da Confiabilidade 2.8.1 Análise do Modo e Efeito de Falha – FMEA FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) é uma abordagem que ajuda a identificar e priorizar falhas potenciais em equipamentos, sistemas ou processos. FMEA é um sistema lógico que hierarquizar as falhas potenciais e fornece as recomendações para as ações preventivas. Existe três níveis de FMEA: projeto, processo e sistema. FMEA no projeto dedica-se a eliminar as causas de falha durante o projeto do equipamento, levando em consideração todos os aspectos, desde a mantenabilidade, até aspectos ligados à segurança. FMEA no processo focaliza como o equipamento é mantido e operando. FMEA no sistema se preocupa com as falhas potenciais e gargalos no processo global, como uma linha de produção. Alguns dos principais conceitos necessários para análise são: - CAUSA - é o meio pelo qual um elemento particular do projeto ou processo resulta em um Modo de Falha. - EFEITO – é uma consequência adversa para o consumidor ou usuário. 23 - MODOS DE FALHA – São as categorias de falha que são normalmente descritas. - FREQUENCIA – é a probabilidade de ocorrência de falha. - GRAVIDADE DA FALHA - indica como a falha afeta o usuário ou cliente. - DETECTABILIDADE – indica o grau de facilidade de detecção da falha. - ÍNDICE DE RISCO OU NÚMERO DE PRIORIDADE DE RISCO – NPR – é o resultado do produto da frequência pela Gravidade da Falha pela Detectabilidade (facilidade de detecção). Esse índice dá a prioridade de risco da falha. NPR = Frequência x Gravidade x Detectabilidade Na determinação da taxa de risco de falha de um componente particular de um equipamento, o grupo deve adotar a seguinte sequência: - Isolar e descrever o modo da falha potencial: Sob que condições o equipamento falha? - Descrever o efeito potencial da falha: Ocorre parada ou redução de produção? A qualidade do produto é afetada? Quais os prejuízos? - Determinar a frequência, a gravidade e a detectabilidade da falha: Qual a frequência de ocorrência da falha? Qual o grau de gravidade da falha? Qual a facilidade da falha ser detectada? Para indicar a gravidade da falha, adota-se uma escala de 1 a 10, sendo 10 para a falha mais grave. Idem para a frequência e para a detectabilidade. - Determinar o Número da Prioridade do Risco – NPR. - Desenvolver planos de ação para eliminar ou corrigir o problema potencial. 24 Para determinação dos pesos das parcelas que compõem o NPR, existem algumas recomendações, normalmente baseados em experiência de empresas, como mostra a tabela abaixo. Figura 3 - Número de Prioridade de Risco Fonte: Kardec & Nascif 2.8.2 Análise da Causa Raiz de Falha A Análise das Causas Raízes de Falha (Root Cause Failure Analysis – RCFA) é um método ordenado de buscar as causas de problemas e determinar as ações apropriadas para evitar sua reincidência. É originário dos “5 porques”. A análise das falhas que determinam a causa, além de um exercício bastante rigoroso de investigação, é relativamente fácil quando comparado a outros processos de análise de falhas. Para o processo de Análise das Causas Raízes de Falha são as seguintes: Principais Passos Passo Responsável Análise do Modo e Efeito da Falha - FMEA 1 Operação / Manutenção Preservação da informação da falha 2 Manutenção Organização do Grupo de Análise 3 Gerência Manutenção 25 Análise 4 Grupo de Análise Relatar as descobertas 4 Grupo de Análise Fazer as recomendações 4 Grupo de Análise Acompanhar os resultados 4 Grupo de Análise Fonte: Alan Kardec & Júlio Nascif 2.8.3 Manutenção Centrada na Confiabilidade (RCM) Manutenção Centrada na Confiabilidade (em inglês Reliability Centered Maintenance – RCM) é uma metodologia que estuda um equipamento ou um sistema em detalhes, analisa como ele pode falhar e define a melhor forma de fazer manutenção de modo a prevenir a falha ou minimizar as perdas decorrentes das falhas. A RCM (Manutenção Centrada na Confiabilidade) também pode fornecer soluções inovadoras para algumas das necessidades atuais, tais como: aumentar a produção de produtos e ou unidades; aumentar a flexibilidade dos equipamentos, ou seja, da mais condições de responder rapidamente às mudanças de mix e de volume de produto, cumprir com a legislação ambiental; de segurança e higiene; diminuir o prazo dado aos clientes de entregas programadas e conhecer melhor os modos de falha dos maquinários e, eventualmente, evoluir tecnologicamente (LAFRAIA, 2014). A aplicação de técnicas de confiabilidade à manutenção (RCM) pode proporcionar benefícios direcionados ao aumento do lucro e redução de custos por meio de: menos paradas não programadas e, por consequência, menores perdas por lucro cessante; menores custos de manutenção, operação e apoio e, menores possibilidades de acidentes. A Manutenção Centrada na Confiabilidade é uma ferramenta de suporte à decisão gerencial. A abordagem clássica da Manutenção Centrada na Confiabilidade inclui: - Seleção do Sistema. - Definição das Funções e Padrões de Desempenho. 26 - Determinação das Falhas Funcionais e dePadrões de Desempenho. - Análise dos Modos e Efeitos das Falhas. - Histórico de Manutenção e Revisão da Documentação Técnica. - Determinação de Ações de Manutenção – Política, Tarefas, Frequência. No processo da Manutenção Centrada na Confiabilidade, recomenda-se a aplicação das setes perguntas abaixo: AS SETES QUESTÕES BÁSICAS DA RCM 1. Quais são as funções e os padrões de desempenho do item no seu contexto operacional atual? 2. De que forma ele falha em cumprir suas funções? 3. O que causa cada falha operacional? 4. O que acontece quando ocorre cada falha? 5. De que forma cada falha tem importância? 6. O que pode ser feito para prevenir cada falha? 7. O que deve ser feito, se não for encontrada uma tarefa preventiva apropriada? 2.8.3.1 Funções e Padrões de desempenho A Manutenção é a responsável pela continuidade das funções e pelo padrão de desempenho de um dado equipamento, devendo, para tal, ter esses dados quantificados. 2.8.3.2 Falha Operacional A RCM faz uma abordagem inicial do gerenciamento das falhas do seguinte modo: - COMO o item pode falhar - O QUE pode causar a falha Uma vez analisados estes dois aspectos, parte-se para a identificação dos Modos de Falha, de vez que só a compreensão exata desse processo pode levar 27 a ações que impeçam sua ocorrência. Essa análise busca identificar, com detalhes as causas da falha e, ao mesmo tempo, registrar os seus efeitos. Segundo KARDEC & NASCIF: “Com esse conjunto de informações é possível o estabelecimento de ações de manutenção preventiva, preditiva e detectiva, em função do nível de importância de cada falha”. A RCM reconhece que evitar as consequências das falhas é a motivação principal, e classifica essa consequências em Falhas Evidentes e Falhas Ocultas. Falhas Evidentes – são aquelas perceptíveis ao pessoal de operação e são de três categorias. - Falhas com consequências sobre a segurança ou o meio ambiente. - Falhas com consequências operacionais que afetam a produção, qualidade do produto e custos operacionais, incluindo o custo do reparo. - Falhas não operacionais são as que não afetam a segurança, meio ambiente e operação, restringindo-se ao custo direto do reparo. Falhas Ocultas - são aquelas que não são percebidas pelo pessoal da operação, estando, em geral, associados a dispositivos e sistemas de proteção que não são à prova de falhas. 2.8.3.3 Curvas de Falhas O processo de Manutenção Centrada na Confiabilidade adota o modelo em que seis tipos de curvas de falha são utilizados para caracterizar a vida dos equipamentos, e não apenas a curva da banheira, que ainda incluía a mortalidade infantil, além da suposição de uma vida por um certo intervalo de tempo, além do 28 qual se tornavam desgastados. Na figura 4 esta representado os seis tipos de curvas de falhas. Figura 4 - Tipos de Curvas de Falha Fonte: Kardec & Nascif Uma breve análise das curvas indica que: - O padrão A é a curva da banheira. Por este padrão há uma elevada ocorrência de falhas no início de operação do equipamento. Mortalidade infantil ou falhas no início de funcionamento seguida de uma frequência de falha constante e um aumento devido a degradação ou desgaste do equipamento. - O padrão B apresenta probabilidade constante de falha seguida de uma zona de desgaste ao final da vida útil. Pode também apresentar ao invés de probabilidade 29 constante de falhas um aumento gradual. Ocorre em equipamentos que estão em contato com o produto e fluidos de processo. - O padrão C apresenta um aumento lento e gradual na probabilidade de falhas sem que haja uma idade definida ou identificada de desgaste. Ocorre onde há erosão, corrosão e fadiga. - O padrão D sugere uma baixa probabilidade de falha no equipamento novo seguido de um rápido aumento para um patamar de probabilidade de falha constante. Ocorre em sistemas complexos cuja manutenção e feita por técnicos altamente qualificados antes de serem substituídos por operadores menos qualificados. Exemplos típicos são sistemas hidráulicos e pneumáticos. - O padrão E apresenta probabilidade constante de falha para qualquer idade do equipamento, ou seja, o equipamento apresenta falha aleatória, ou seja totalmente randômica com a idade. Esse padrão aparecem muitos sistemas ou componentes onde não há trabalho de manutenção. Elementos rodantes de rolamentos e bulbos de lâmpadas incandescentes são exemplos típicos desse tipo de falha. - O padrão F apresenta alta probabilidade no início (mortalidade infantil) que cai para uma situação de probabilidade constante para as demais idades. Pode apresentar também um aumento lento e gradual, em vez de probabilidade constante. Isso é comum em sistemas complexos que estão sujeitos a ciclos de partidas e paradas, frequentes manutenções gerais e flutuações cíclicas de produção. Os padrões D, E e F representam falhas típicas em equipamentos complexos, por exemplo hidráulicos ou eletrônicos. 3 APLICACÃO PRÁTICA – ANÁLISE DOS RESULTADOS 3.1 DESCRIÇÃO DA EMPRESA O presente trabalho foi elaborado em um segmento sucroalcooleiro, onde a diversidade de equipamentos e muito relevante. A empresa selecionada está situada no estado de Alagoas na região sul, com uma produção estimada de 14,4 milhões de toneladas de cana moída ao ano. A mesma está no mercado há mais de 90 anos, 30 sendo uma das 10 maiores empresas do país no setor sucroalcooleiro, possuindo atualmente mais de 9.400 colaboradores que trabalham nas unidades. Com uma variedades de produtos e com uma produção anual de 470 milhões de litros de álcool, 20 milhões de saca de açúcar e 680 mil MWH de energia. Os equipamentos são agrupados por classes mecânicas onde pode ser observar na figura 1, quantidades e idade média (anos e h ou Km) dos equipamentos. A classe mecânica escolhida para o trabalho foi os caminhões canavieiros, e desses foram selecionados os modelos que está descrito na tabela 3 para apresentar o trabalho. Segue abaixo o inventário da frota com suas respectivas idade média e sua vida (h / Km) Tabela 3 - Inventário dos caminhões - classe operacional Fonte: Própria autoria, 2017. Tabela 4 - Inventário dos caminhões canavieiros 31 Fonte: Autor, 2017. Fonte: Autor 3.2 Frota Os caminhões trabalha três turno e com pessoas diferentes. Os tipos de serviço são muito severo e roda nas estradas de barro. A cada 5.000 Km/h rodados ele passa pra fazer manutenção preventiva (Coleta de óleo, lavagem, borracharia e etc). Os caminhões tipo cavalo mecânico trelado a um gaiolão tipo da foto abaixo ele tem a capacidade para mais ou menos 35 toneladas de cana. Foto do Caminhão – Tipo Cavalo Mecânico 32 Fonte: Autor Foto do Caminhão Canavieiro Fonte: Autor 3.3 Disponibilidade 33 Tabela - Disponibilidade Marca/modelo Km/Trab Disp. (%) Iveco T 420T 22.191 65 Iveco T 480T 31.362 79 MB Axor 3344 44.284 96 Fonte: Autor Tabela – Consumo de combustível Consumo Combustível Marca/Modelo Qtde/Comb Km/Litro Iveco T 420T 27.016 0,82 Iveco T 480T 33.904 0,92 MB Axor 3344 42.312 1,05 Fonte: Autor 22,191 31,362 44,28465 79 96 - 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 35,000 40,000 45,000 50,000 Iveco T 420T Iveco T 480T MB Axor 3344 Disponibilidade (%) Km/Trab Disp. (%) 34 Fonte: Autor Marca/modelo Gasto/CRM Custo/CRM Iveco T 420T 96.011 3,50 Iveco T 480T 64.900 2,11 MB Axor 3344 12.805 0,31 CRM: Custo com Reparo e Manutenção Fonte: Autor 27,016 33,904 42,3120.82 0.92 1.05 - 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,00035,000 40,000 45,000 Iveco T 420T Iveco T 480T MB Axor 3344 Consumo Combustível Qtde/Comb Km/Litro 96,011 64,900 12,805 3.50 2.11 0.31 - 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 0 20,000 40,000 60,000 80,000 100,000 120,000 Iveco T 420T Iveco T 480T MB Axor 3344 Custo CRM (Custo/Km) Gasto/CRM Custo/CRM 35 Análise do Óleo Lubrificante A análise da condição dos lubrificantes vem sendo um dos métodos de monitoração mais utilizados (KARDEC; NACIF, 2013, p. 87). É através da análise do óleo lubrificante que verificamos suas características físico químicas e se a algum tipo de desgaste por partículas metálicas nos componentes. Nos dois métodos estão incluídos os contaminantes que, dependendo das características e da quantidade, determinam a condenação do lubrificante. Propriedades Físico Químicas dos Lubrificantes Cor ou Aparência Característica visual utilizada na padronização de produção e na indicação de contaminação e do estado de oxidação do óleo lubrificante. A cor de um óleo lubrificante não esta relacionada com sua qualidade (CARRETEIRO, 2006). Metodo comparativo Controle de qualidade – Calorímetro ASTM 36 Contaminação – turvação / corantes Estado de Oxidação – Escurecimento Óleo de motor – detergência Odor Propriedade olfativa característica de cada tipo de óleo lubrificante. Descrição subjetiva Óleos básicos minerais: odor brando característico Odor ativo em óleos novos: presença de aditivos Uso de aromatizante em óleos de corte Óleos de motor em uso: contaminação por combustível Odor de óleo queimado: estado adiantado de oxidação Densidade A densidade não permite indicar se o óleo deve ou não permanecer em serviço. No caso específico dos óleos para motores, as seguintes orientações práticas podem ser seguidas (CARRETEIRO, 2006). a) Um aumento pode determinar a presença de: Insolúveis; Água; Contaminação com produtos de maior densidade; Produtos oxidados; b) Uma diminuição pode determinar a presença de: Contaminação com produto de menor densidade; Combustível; Viscosidade É a propriedade mais importante dos óleos lubrificantes, podendo ser definida como a resistência ao escoamento que os fluídos apresentam. Medimos em laboratório esta proprieadade com o emprego de aparelhos chamados viscosímetro, que possuem canais capilares ou orifícios graduados, próprios para restringir o fluxo de líquidos. 37 É pouco provável que um aumento da viscosidade atinja o limite máximo permissível (Carreteiro, 2006). Como regra orientadora pode-se dizer que: a) Um aumento pode ser devido a: Presença de insolúveis; Produtos oxidados; Reposição com óleo mais viscoso; Presença de água b) Uma diminuição pode ser devido a: Presença de combustível; Reposição com óleo menos viscoso; Cisalhamento do aditivo melhorador do índice de viscosidade; Índice de Viscosidade (IV) Quando se aquece um líquido, sua viscosidade usualmente decresce, ele se torna mais fluido e oferece menor resistência ao movimento. Ao ser resfriado, ao contrario, ele se encorpa, tornando-se mais viscoso. Permite indicar a natureza do óleo básico. Como orientação, qualquer modificação do IV de óleos em uso pode ser devido a: a) Reposição com óleos de índice de viscosidade diferente; b) Cisalhamento do aditivo melhorador do índice de viscosidade. 38 3 CONCLUSÃO ANEXO 39 Foto do copo do filtro separador (Sujeira no tanque de combustível) Fonte: Autor Foto de tanque de combustível (materiais encontrados dentro do tanque) 40 Fonte: Autor 41 Caixa de marcha ZF Fonte: Autor 42 Fonte: Autor 43 Fonte: Autor 44 Fonte: Autor Parafuso do balancinho (motor Cames) 45 Parafuso do balancinho (motor Cames) Fonte: Autor 46 Foto da caixa de marcha (engrenagem danificada (dentes quebrados)) 47 Fonte: Autor 48 Foto do motor Cames Fonte: Autor 49 50 Foto dos parafusos que segura a engrenagem (motor Cames) Fonte: Autor Tampa do motor Cames 51 Fonte: Autor 52 Foto da engrenagem que gira os comandos (motor Cames) Fonte: Autor Cuba do Filtro de ar (Motor) Mangueira de vedação estragada 53 Fonte: Autor 54 Unidades Injetoras (Motor Cames) Fonte: Autor Ficha de análise de lubrificantes 55 Fonte: Autor Ficha de Recolhimento 56 Fonte: Autor 57