CENTRO UNIVERSITÁRIO POSITIVO
ANÁLISE DE FALHA EM PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO MECÂNICA COM O OBJETIVO DE OTIMIZAR A MANUTENÇÃO
CURITIBA 2006
OSMARIO MORO JUNIOR ROGÉRIO MARCOS FURMAN
ANÁLISE DE FALHA EM PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO MECÂNICA COM O OBJETIVO DE OTIMIZAR A MANUTENÇÃO Monografia apresentada à disciplina de Projeto Final de curso, como requisito parcial à conclusão do Curso de Engenharia Mecânica do Centro Universitário Positivo - UNICENP Orientador: Prof. Dario Mechi
CURITIBA 2006
OSMARIO MORO JUNIOR ROGÉRIO MARCOS FURMAN
ANÁLISE DE FALHA EM PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO MECÂNICA COM O OBJETIVO DE OTIMIZAR A MANUTENÇÃO Monografia apresentada à disciplina de Projeto Final de curso, como requisito parcial à conclusão do Curso de Engenharia Mecânica do Centro Universitário Positivo - UNICENP Orientador: Prof. Dario Mechi
CURITIBA 2006
AGRADECIMENTOS Àquele que nos deu o dom da vida e nos manteve persistentes para alcançarmos nossos objetivos. Aos nossos pais pelo amor, sacrifício e compreensão que nos dedicaram para podermos caminhar com segurança rumo a esta conquista. Às nossas companheiras que manifestaram apoio e compreensão e, principalmente, paciência para que este projeto fosse realizado com sucesso. Ao nosso orientador, que dedicou o seu tempo, acreditando em nossa idéia, levando-nos ao conhecimento para nos aprimorarmos e sermos profissionais capacitados. Às empresas que permitiram de certa forma, a realização de nossas pesquisas dentro de suas estruturas. Fica aqui, o nosso eterno agradecimento, aos nossos amigos, companheiros e professores.
ii
SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS ............................................................................................... v LISTA DE GRÁFICOS ........................................................................................... vi LISTA DE TABELAS............................................................................................. vii LISTA DE SIGLAS ............................................................................................... viii RESUMO ................................................................................................................. ix 1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 1 1.1 JUSTIFICATIVA.................................................................................................. 2 1.2 OBJETIVOS GERAIS.......................................................................................... 2 1.3 OBJETIVO ESPECÍFICO..................................................................................... 2 1.4 ESCOPO DO PROJETO....................................................................................... 2 1.5 METODOLOGIA................................................................................................. 3 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .............................................................................. 4 2.1 EVOLUÇÃO INDUSTRIAL ................................................................................ 4 2.1.1 Revolução industrial........................................................................................... 6 2.1.1.1 Produção seriada ............................................................................................. 7 2.2 CONFORMAÇÃO MECÂNICA .......................................................................... 8 2.2.1 Máquinas utilizadas para conformação mecânica ..............................................10 2.2.2 Ferramentas para conformação mecânica ..........................................................13 2.2.2.1 Operações de estampagem e corte ..................................................................16 2.2.2.2 Operação de dobra..........................................................................................17 2.2.2.3 Operação de repuxo........................................................................................18 2.3 CHAPAS A QUENTE DE AÇO CARBONO PARA ESTAMPAGEM ...............19 2.4 MANUTENÇÃO .................................................................................................20 2.4.1 Manutenção corretiva........................................................................................22 2.4.2 Manutenção preventiva .....................................................................................23 2.4.3 Manutenção preditiva........................................................................................24 2.4.4 Processo de retífica ...........................................................................................25 2.4.5 Instrumentos e ferramentas manuais..................................................................25 2.4.5.1 Instrumentos de medição................................................................................26 2.4.5.1.1 Régua graduada...........................................................................................26 2.4.5.1.2 Paquímetro ..................................................................................................27 2.4.5.1.3 Micrômetro .................................................................................................27 2.4.5.1.4 Blocos padrão..............................................................................................28 2.4.5.1.5 Calibradores ................................................................................................29 2.4.5.1.6 Esquadrão de precisão .................................................................................30 2.4.5.1.7 Gabaritos.....................................................................................................30 2.5 FERRAMENTAS DA QUALIDADE..................................................................30 2.5.1 Formulário de dados..........................................................................................31 2.5.2 Fluxograma .......................................................................................................32 2.5.3 Diagrama de Pareto ...........................................................................................33 2.5.4 Diagrama de Ishikawa.......................................................................................34 2.5.5 Histograma........................................................................................................36 2.5.6 Estratificação.....................................................................................................37 iii
2.5.7 Diagrama de dispersão ......................................................................................39 2.5.8 Gráfico de controle............................................................................................40 2.5.9 Brain storming ..................................................................................................41 2.5.10 Ciclo PDCA (Plan, Do, Check, Action)...........................................................42 2.5.11 Programa 5S....................................................................................................45 2.5.12 FMEA .............................................................................................................45 3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................................48 3.1 FLUXOGRAMA .................................................................................................49 3.2 LEVANTAMENTO DOS PROBLEMAS............................................................53 3.2.1 Estratificação dos problemas por setores ...........................................................56 3.2.1.1 Departamento de engenharia ..........................................................................56 3.2.1.1.1 Projeto.........................................................................................................56 3.2.1.2 Departamento da produção.............................................................................61 3.2.1.2.1 Falta de procedimentos................................................................................61 3.2.1.2.2 Máquinas.....................................................................................................61 3.2.1.2.3 Mão-de-obra................................................................................................61 3.2.1.2.4 Matéria-prima..............................................................................................62 3.2.1.2.5 Problemas logísticos....................................................................................62 3.2.1.2.6 Falta de qualidade dos produtos...................................................................62 3.2.1.3 Departamento de manutenção.........................................................................62 3.2.1.3.1 Máquinas empenadas...................................................................................63 3.2.1.3.2 Desgaste das colunas das máquinas .............................................................65 3.2.2 Definição dos problemas a tratar através do diagrama de Pareto........................65 4 TRATATIVA DOS PROBLEMAS ......................................................................67 4.1 MANUTENÇÃO .................................................................................................67 4.2 ENGENHARIA ...................................................................................................70 4.2.1 Funcionamento..................................................................................................71 4.2.2 Tabela de pontuação dos índices .......................................................................72 4.3 PRODUÇÃO .......................................................................................................74 4.3.1 Procedimentos e falta de ferramentas manuais para preparação das máquinas ...74 4.3.2 Mão-de-obra......................................................................................................75 4.3.3 Problemas logísticos..........................................................................................75 5 CONCLUSÃO .......................................................................................................76 GLOSSÁRIO ...........................................................................................................77 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................78 APÊNDICE ..............................................................................................................80 APÊNDICE 1 - FMEA DE PROCESSO....................................................................80 APÊNDICE 2 - PARTICIPANTES DA FMEA .........................................................81 APÊNDICE 3 – FMEA DE PROCESSO ...................................................................82
iv
LISTA DE FIGURAS FIGURA 1 - OFICINA DE FORJAMENTO .......................................................................................... 5 FIGURA 2 - PRODUTOS OBTIDOS ATRAVÉS DO FORJAMENTO ............................................... 5 FIGURA 3 - MACACO MECÂNICO DE VEÍCULOS ......................................................................... 9 FIGURA 4 - TALHERES........................................................................................................................ 9 FIGURA 5 - PRENSAS EXCÊNTRICAS MECÂNICAS ................................................................... 10 FIGURA 6 - PRENSA HIDRÁULICA PARA REPUXO .................................................................... 11 FIGURA 7 - PRENSA HIDRÁULICA COM FERRAMENTA PARA REPUXO .............................. 12 FIGURA 8 - NOMENCLATURA DOS COMPONENTES ................................................................. 14 FIGURA 9 - FERRAMENTA DE CORTE .......................................................................................... 17 FIGURA 10 - FERRAMENTA DE DOBRA........................................................................................ 18 FIGURA 11 - FERRAMENTA DE REPUXO...................................................................................... 19 FIGURA 12 - SIMBOLOGIA PARA CONSTRUÇÃO DE FLUXOGRAMA.................................... 33 FIGURA 13 - DIAGRMA DE ISHIKAWA ......................................................................................... 36 FIGURA 14 - MÉTODO PDCA ........................................................................................................... 43 FIGURA 15 - CICLO DE RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ............................................................. 44 FIGURA 16 - FLUXOGRAMA DO DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS ................................ 50 FIGURA 17 - DIAGRAMA DE ISHIKAWA....................................................................................... 55 FIGURA 18 - FOLGA ENTRE GUMES DE CORTE APÓS AFIAÇÃO............................................ 57 FIGURA 19 - CANTOS VIVOS - ACÚMULOS DE TENSÃO .......................................................... 57 FIGURA 20 - DISPOSITIVO DE TROCA RÁPIDA........................................................................... 58 FIGURA 21 - ESQUEMA DE ALIMENTAÇÃO ................................................................................ 59 FIGURA 22 - FERRAMENTAS COM DUAS COLUNAS DE GUIA................................................ 60 FIGURA 23 - PRENSA DE 150 TONELADAS COM A MESA DESALINHADA........................... 64 FIGURA 24 - FORMULÁRIO PARA FMEA DE PROJETO.............................................................. 71 FIGURA 25 - FERRAMENTA QUEBRADA...................................................................................... 74
v
LISTA DE GRÁFICOS GRÁFICO 1 - DIAGRAMA DE PARETO .......................................................................................... 34 GRÁFICO 2 - HISTOGRAMA............................................................................................................. 37 GRÁFICO 3 - EXEMPLO DE ESTRATIFICAÇÃO ........................................................................... 38 GRÁFICO 4 - ESTRATIFICAÇÃO POR REGIÃO............................................................................. 39 GRÁFICO 5 - DIAGRAMA DE DISPERSÃO .................................................................................... 40 GRÁFICO 6 - GRÁFICO DE CONTROLE ......................................................................................... 41 GRÁFICO 7 - DIAGRAMA DE PARETO .......................................................................................... 66
vi
LISTA DE TABELAS TABELA 1 - REQUISITOS DE COMPOSIÇÃO QUÍMICA.............................................................. 20 TABELA 2 - REQUISITOS DE PROPRIEDADES MECÂNICAS .................................................... 20 TABELA 3 - PROBABILIDADE DE OCORRÊNCIA........................................................................ 72 TABELA 4 - PROBABILIDADE DE GRAVIDADE.......................................................................... 72 TABELA 5 - PROBABILIDADE DE DETECÇÃO ............................................................................ 73 TABELA 6 - RISCOS ........................................................................................................................... 73
vii
LISTA DE SIGLAS a.C. – Antes de Cristo APQP – Advanced Product Quality Planing (Planejamento da Qualidade do Produto) CEP – Controle Estatístico de Processo PDCA – Plan Do Check Action (Planejamento Execução Verificação Ação corretiva) FMEA – Failure Modes and Effects Analysis (Análise de Modo e Efeito de Falhas) FTP – Ficha Técnica de Processo FTR – Ficha Técnica de Recebimento NC – Não Conformidade PAPP – Production Part Aproval Process (Processo de Aprovação de Peça de Produção) POKA YOKE – Método utilizado para produção a prova de erros PSW – Parts Submission Warrinty REA – Registro de Entrada de Amostras SCM – Setor Comercial SCQ – Setor de Controle da Qualidade SDP – Setor de Desenvolvimento de Produto SPQ – Setor de Planejamento da Qualidade SPR – Setor da Produção VDA – Verband der Automobilindustrie e.v.
viii
RESUMO O cenário industrial das últimas décadas tem obrigado às empresas que queiram sobreviver principalmente no mercado globalizado a serem extremamente competitivas. Assim, essas têm se desdobrado para aumentar a produtividade e diminuir os desperdícios. Dentro desse contexto o desenvolvimento da manutenção tem-se mostrado parceira fiel nesse processo. O objetivo deste trabalho é o estudo de caso de uma empresa onde o gargalo é a manutenção de ferramentais de conformação. Verificaremos assim, os problemas inerentes à essa empresa, quais as ferramentas adequadas a sua solução e faremos a implementação dessas, obviamente otimizando os recursos possíveis disponibilizados pela empresa. A ferramenta geral a ser adotada é o ciclo “PDCA”, além de outras ferramentas localizadas que se façam necessárias. Palavras chaves: Conformação mecânica, ferramentas da qualidade, estudo de processo, ciclo PDCA, manutenção de ferramentas de conformação mecânica.
ix
1 INTRODUÇÃO Otimização, redução de custos, melhoria contínua, aumento da produtividade e maximização dos lucros são algumas das palavras de ordem, atualmente, nas empresas. Vivemos em um mundo globalizado, com “distâncias” cada vez menores, e existe a necessidade de competir com empresas de outros países, muitos dos quais pouco se conhece na esfera cultural, principalmente, na cultura industrial. Via de regra, essa competição tem se mostrada injusta devido às políticas tributárias desleais. Assim, o empresário local se desdobra ao máximo para conseguir sobreviver nesse mercado voraz. O desenvolvimento deste trabalho abordará exatamente este caso, uma empresa pequena inicialmente, que cresceu competitiva, justamente por sua estrutura enxuta, e que se encontra em um ponto decisivo: a corporação pode estagnar onde está ou, para continuar a crescer, precisa investir drasticamente em ferramentas de qualidade e organização que possibilitem à sua estrutura uma continuidade da qualidade e eficácia de seus resultados. Atualmente, a fábrica atende a vários clientes, possuindo uma grande variedade de produtos, com volumes produtivos relativamente baixos e, como conseqüência, um grande número de ferramentas que produz pequenos lotes de peças semanalmente. Devido a este acentuado crescimento de ferramentas, somado a um grande número de quebra, a manutenção das referidas ferramentas representa, hoje, um gargalo no processo produtivo da empresa. O objetivo proposto será analisar as falhas nas ferramentas de conformação, levando-se em consideração projetos pouco adequados no que dizem respeito à troca de componentes e seu conceito de funcionamento, além de desenvolver restrições para que novos projetos não apresentem a mesma deficiência. Também, desenvolver um sistema de manutenções corretivas e preditivas.
2 1.1 JUSTIFICATIVA Para que a empresa sobreviva no mercado, mantendo-se competitiva e atendendo às expectativas do cliente, são necessários resultados eficazes, encontrados através de ferramentas que possibilitem uma análise de falhas, e eliminem gargalos existentes na manutenção de ferramentas. 1.2 OBJETIVOS GERAIS Os objetivos a serem alcançados neste trabalho serão melhorias nos setores produtivos, através de sistemas de gerenciamento, identificando, assim, os aspectos positivos e negativos, verificando as causas de quebras de ferramentas, pesquisas sobre análise de falhas. Os objetivos consistem, ainda, no treinamento dos integrantes do trabalho, somado à possibilidade de aplicar tais ferramentas em empresas que possuam um perfil semelhante e proporcionar a empresa em questão, melhorias em seus gargalos com a aplicação de um trabalho consistente. 1.3 OBJETIVO ESPECÍFICO Desenvolver um estudo voltado a analisar, detectar e corrigir as falhas existentes nos ferramentais dentro de uma empresa de conformação mecânica. 1.4 ESCOPO DO PROJETO O escopo do presente trabalho será a realização de análises de falhas em ferramentas ou equipamentos de conformação mecânica, encontrando pontos com potencial de falhas, e através de ferramentas de gerenciamento, definir quais as melhores soluções para cada problema. Definir quais componentes devem possuir estoque, quais ferramentas precisam de manutenções diferenciadas, além de aplicar os conhecimentos adquiridos no decorrer do trabalho para detecção de problemas para
3 próximos projetos. Desenvolver uma metodologia de manutenção corretiva e preditiva para as ferramentas. 1.5 METODOLOGIA A metodologia adotada neste projeto, com o objetivo de solucionar os problemas apresentados, está listada a seguir: - Definição do escopo; - Estudo sobre a evolução industrial; - Pesquisa de assuntos correlatos; - Verificação de ferramentas de manutenção; - Estudo das ferramentas da qualidade; - Coletar informações para definição dos problemas; - Aplicação da ferramenta PDCA para tratar os problemas; - Indicar as possíveis soluções para os problemas apresentados.
4
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 EVOLUÇÃO INDUSTRIAL Os primeiros estudos dos costumes das tribos antigas, já indicavam a relação de nossa espécie humana com os materiais, tanto é que vários períodos do progresso humano recebem os nomes de "Idade da Pedra", "Idade do Bronze", "Idade do Ferro" e assim por diante. O homem primitivo, não imaginava que ao lascar e polir pedaços de pedra para criar instrumento que facilitariam suas atividades, estaria alicerçando o primeiro passo para o desenvolvimento de tecnologias que, posteriormente, facilitariam a vida do homem moderno. Através da curiosidade e muitas vezes por acidente, o homem foi descobrindo os materiais metálicos que foram, e são até hoje, a base de desenvolvimento de centenas de aplicações que utilizamos em nossas vidas, assim sendo, pode-se dizer que os povos da Idade da Pedra Polida tiveram a iniciação na metalurgia. Aproximadamente no ano 5.000 a.C, teve-se notícia dos primeiros utensílios a partir de metais e ligas, como o arado e a carroça. O homem já começou à empregar os processos de conformação, cerca de 4000 anos a.C, trabalhando o ouro, a prata e o cobre. Na era do bronze no Egito há 2500 anos a.C, e na Mesopotâmia com zinco e cobre formando as primeiras ligas metálicas. Produziam-se na época jóias, armas e artefatos, utilizando como ferramenta de conformação, o martelo. No princípio da era cristã o homem já conhecia sete metais: cobre, prata, chumbo, estanho, ferro, mercúrio e ouro. O forjamento é o antecessor de todos os nossos processos de transformação por deformação plástica. Um avanço significativo no processo de forjamento ocorreu no período medieval, com a necessidade da construção de armas e armaduras para as guerras. Na FIGURA 1 observa-se a forma primitiva de realizar o forjamento no período medieval. A FIGURA 2 ilustra alguns objetos obtidos através do forjamento manual, concebidos também no período medieval.
5 FIGURA 1 - OFICINA DE FORJAMENTO
FONTE: FORJAMEDIEVAL, 2006 FIGURA 2 - PRODUTOS OBTIDOS ATRAVÉS DO FORJAMENTO
FONTE: FORJAMEDIEVAL, 2006
6
2.1.1 Revolução industrial Outro marco significativo dentro do contexto desta evolução industrial, sem dúvida, foi a revolução industrial. A referida Revolução aconteceu na Inglaterra, na segunda metade do século XVIII. No decorrer deste século, os avanços das técnicas de cultivo e da mecanização das fábricas, somado ao uso das máquinas, permitiram o aumento da produtividade, a diminuição dos preços e o crescimento do consumo e dos lucros. A Revolução Industrial tornou os métodos de produção mais eficientes. Os produtos passaram a ser produzidos mais rapidamente, barateando o preço e estimulando o consumo. As máquinas foram substituindo, aos poucos, a mão-de-obra humana. A poluição ambiental, o aumento da poluição sonora, o êxodo rural e o crescimento desordenado das cidades foram conseqüências nocivas para a sociedade. Pode-se distinguir três períodos no processo de industrialização em escala mundial: De 1760 a 1850, a revolução se restringe à Inglaterra. Preponderaram a produção de bens de consumo, especialmente têxteis e a energia a vapor. De 1850 a 1900, a revolução espalha-se pela Europa, América e Ásia: Bélgica, França, Alemanha, Estados Unidos, Itália, Japão e Rússia. Cresce a concorrência, a indústria de bens de produção se desenvolve, as ferrovias se expandem, surgem novas formas de energia, como a hidrelétrica e a derivada do petróleo. O transporte também se revoluciona, com a invenção da locomotiva e do barco a vapor. De 1900 até hoje, surgem conglomerados industriais e multinacionais. A produção se automatiza, surge a produção em série, e explode a sociedade de consumo de massas, com a expansão dos meios de comunicação. Avançam a indústria química e eletrônica, a engenharia genética e a robótica. Um fator considerável, em termos de evolução, foram as grandes guerras que a humanidade participou. Essas guerras injetaram muito dinheiro na pesquisa tecnológica, desenvolvendo novos conceitos de produtos e de produção. Esta nova
7 visão fez com que os países industrializados produzissem mais mercadorias do que conseguiam vender a seus habitantes. No século XX, assistiu-se a uma mudança notável na maneira como as pessoas viviam. Como resultado de inovações tecnológicas, médicas, sociais, ideológicas e políticas, termos como ideologia, guerra mundial, genocídio e guerra nuclear entraram em uso comum e tornaram-se uma influência na vida cotidiana das pessoas. A guerra alcançou uma escala sem precedentes e patamar de sofisticação. Somente na Segunda Guerra Mundial (1939-1945), aproximadamente 57 milhões de pessoas morreram, principalmente, devido a melhorias significativas do armamento. As tendências de mecanização de bens e serviços e redes de comunicação global, que haviam sido iniciadas no século XIX, continuaram em crescimento cada vez mais acelerado no século XX. Ao final do século XX, aconteceram mais avanços tecnológicos que em toda a história precedente. Computadores, a Internet e outras tecnologias alteraram radicalmente o cotidiano. Como já é de se esperar, o século XXI acompanha a mesma seqüência quando se trata de tecnologia. As indústrias têm como finalidade, gerar lucro através de produtos bons e baratos. A velocidade e flexibilidade para novos produtos se tornam cada vez maiores, abrindo espaço para o sistema de produção seriada. 2.1.1.1 Produção seriada Dentro do sistema de produção seriada, Henry Ford foi o precursor, considerado o pai do sistema, sendo um dos maiores responsáveis pela adoção da padronização e do uso de peças intercambiáveis, bem como a técnica da linha de montagem na sua fábrica. A principal característica das inovações de Ford foi o aumento de produtividade. Para obter produção em série, precisam ser utilizadas máquinas e ferramentas robustas, capazes de produzir um grande número de peças em tempo muito pequeno e com repetibilidade em seu processo produtivo.
8 Dentro deste conceito, indubitavelmente, existe um importante seguimento na produção seriada, denominado conformação mecânica. 2.2 CONFORMAÇÃO MECÂNICA Vale citar que desde a descoberta dos metais, o homem já empregou os processos de conformação. Mais recentemente, devido ao desenvolvimento de novos equipamentos, principalmente àqueles que produzem peças com altíssima velocidade, foi possibilitado ao ramo de conformação mecânica diminuir drasticamente seus custos de produção. Contudo, uma grande competitividade nasceu na produção de componentes de origem metálica. Paralelo ao fator econômico, é conveniente mencionar que algumas exigências de propriedades mecânicas somente podem ser alcançadas através do processo de conformação. A transformação de matéria-prima em produto acabado exige um importante desenvolvimento tecnológico, com grande valor agregado. No final desse procedimento encontra-se a conformação de chapas metálicas, comumente chamadas de estampagem de chapas. Este processo consiste na conformação de chapas planas em objetos com forma geométrica própria, denominado de produto. Como exemplo, podemos citar canecas, arruelas, talheres, fôrmas, chaparia de automóveis, tanques de combustível, entre outros. Atualmente, a grande maioria de produtos estampados é produzida de chapas de aço. Na FIGURA 3 está ilustrado um produto utilizado em veículos constituídos de vários componentes, sendo sua estrutura principal composta de chapas estampadas e dobradas. A FIGURA 4 ilustra produtos de uso doméstico.
9 FIGURA 3 - MACACO MECÂNICO DE VEÍCULOS
FONTE: OS AUTORES FIGURA 4 - TALHERES
FONTE: AMERICANAS, 2006
10
2.2.1 Máquinas utilizadas para conformação mecânica As máquinas utilizadas na conformação mecânica são prensas que podem ser divididas em mecânicas e hidráulicas, tendo suas aplicações em função de fatores como quantidade e qualidade das peças a serem produzidas. Prensas mecânicas têm características distintas, armazenando a energia em um volante (massa que se encontra em movimento rotativo e armazena energia inercial em razão de sua massa e velocidade) que transfere movimento para o cursor móvel em um eixo excêntrico da prensa através de manivelas ou engrenagens. As prensas mecânicas são quase sempre de ação rápida e aplicam golpes de curta duração, podendo ter duplo estágio, ou seja, aplicação de força na parte superior e inferior da ferramenta. Neste caso, em algumas aplicações, pode ser utilizado mecanismo pneumático para aplicação da força inferior na ferramenta. A FIGURA 5 ilustra duas prensas mecânicas. FIGURA 5 - PRENSAS EXCÊNTRICAS MECÂNICAS
FONTE: OS AUTORES
11 As prensas mecânicas são constituídas, basicamente, de um motor elétrico que fornecerá a energia na forma mecânica ao sistema, um sistema de redução ou armazenamento de força mecânica, um eixo excêntrico, uma base para suportar a ferramenta de trabalho e um êmbolo específico para transferir a energia do eixo excêntrico na forma de movimento retilíneo (êmbolo comumente chamado de martelo da prensa). Outros modelos são as prensas hidráulicas, que ao contrário das mecânicas possuem movimentos lentos com golpes longos. A força hidráulica é aplicada através de um ou mais pistões por pressão hidrostática. É mais comum encontrarmos prensas de duplo estágio em modelos hidráulicos, pela simplicidade em conduzir energia através de tubos quando comparado à transferência de energia por movimentos mecânicos nas prensas mecânicas. Um exemplo de prensa hidráulica pode ser observado na FIGURA 6. FIGURA 6 - PRENSA HIDRÁULICA PARA REPUXO
FONTE: GERMAQ, 2006
12 O repuxo é um dos processos que requer prensas de construção robusta, com movimentos lentos e precisos. As prensas hidráulicas possuem a característica de ajustar a velocidade e a pressão de trabalho. Na FIGURA 7 está apresentada um esquema de prensa com uma ferramenta. FIGURA 7 - PRENSA HIDRÁULICA COM FERRAMENTA PARA REPUXO
Pistão principal
Extrator
Matriz
Prensa-chapa Punção Almofada Pistões secundários
FONTE: PROVENZA, 1976
13 Observando a FIGURA 7, percebe-se que a prensa é acionada em suas extremidades, através do pistão principal na parte superior e pelos pistões secundários na parte inferior. O componente denominado de martelo transmite a força do pistão principal para a matriz. O extrator está preso ao martelo e descerá ao mesmo tempo no momento do repuxo (repuxo será detalhado no decorrer do trabalho). O punção é um elemento fixo nesta configuração e estará preso na mesa da prensa. O prensa-chapa será acionado através da almofada, que é mantida levantada pelos pistões inferiores. A função é manter o prensa-chapa acima do punção, objetivando prender a chapa no momento de descida da matriz. Tendo uma visão das máquinas utilizadas na área de conformação mecânica, cabe agora explicar sobre a ferramenta de conformação, que dependendo da quantidade e qualidade de produtos que fabricará, poderá apresentar modelos dos mais simples aos mais complexos. 2.2.2 Ferramentas para conformação mecânica Sucintamente, uma ferramenta de estampo consiste de partes metálicas designadas de punção (normalmente, componente móvel) e matriz (habitualmente, componente fixo). Como é necessário um alinhamento acurado entre a matriz e o punção, é comum mantê-los permanentemente montados em uma sub-prensa ou porta matriz (estrutura rígida composta por componentes fixos e móveis, os quais permitem um deslocamento preciso do punção em direção à matriz), podendo ser rapidamente inserida na prensa. Geralmente, para evitar a formação de rugas na chapa a conformar, usam-se elementos de fixação ou a ação de grampos para comprimir o "blank" contra a matriz. A fixação é realizada por meio de um dispositivo denominado anti-rugas ou prensa-chapas, ou ainda, em prensas de duplo efeito por um anel de fixação. Para facilitar o entendimento, a FIGURA 8 mostra os componentes básicos de uma ferramenta de conformação.
14 FIGURA 8 - NOMENCLATURA DOS COMPONENTES
FONTE: PROVENZA, 1976
1 – Espiga: Eixo usinado que serve para prender a parte superior da ferramenta ao martelo da prensa.
2 – Cabeçote: Placa superior onde são fixados os componentes da parte móvel da ferramenta.
3 – Placa de choque: Componente responsável por limitar o curso da ferramenta em seu fechamento.
4 – Porta-punção: Local destinado a fixar e localizar o punção.
15
5 – Punção: Aço de alto teor de carbono usinado no formato da peça, com acabamentos precisos e tratamentos para seu endurecimento.
6 – Colunas de guia: Pinos usinados com dimensões precisas, utilizados para guiar a parte móvel em relação à parte fixa da ferramenta.
7 – Buchas: Tarugos usinados em formato de tubos que trabalham ao redor das colunas de guia, utilizados para guiar a parte móvel em relação à parte fixa da ferramenta.
8 – Pinos de fixação: Eixos usinados com tolerâncias pequenas que guiam as diversas camadas da ferramenta, mantendo o alinhamento entre elas.
9 – Parafusos: Componentes de fixação utilizados para manterem presos os componentes da ferramenta.
10 – Extrator: Placa usinada com o formato do punção, cuja função é guiá-lo e manter a tira da chapa dentro do canal da ferramenta.
11 – Guias da chapa: Material usinado em forma de réguas, com a finalidade de guiar a chapa a ser estampada na posição útil de estampo.
12 – Matriz: Placa de aço de alto teor de carbono, usinada no formato da peça e endurecida, que executará o cisalhamento da chapa quando comprimida através do punção.
13 – Base inferior: Placa inferior onde se monta os componentes da parte fixa da ferramenta. Se houver a necessidade da utilização de uma ferramenta em uma prensa com capacidade superior à necessária, terão de ser tomados alguns cuidados: o operador deve ficar atento à regulagem de carga para não danificar a ferramenta e serão necessárias as utilizações de blocos maciços de aços (comumente chamados de calços). Os calços são utilizados para elevar a ferramenta a uma posição mais próxima do martelo, compensando assim o tamanho reduzido da ferramenta, pois tal foi projetada para uma prensa menor. As operações fundamentais de estampagem são: - Corte; - Dobra;
16 - Repuxo. Nesta pesquisa serão abordadas de forma sucinta as operações de corte, dobra e repuxo, as quais fazem parte do contexto no desenvolvimento do trabalho. 2.2.2.1 Operações de estampagem e corte O corte é um processo de fabricação no qual uma ferramenta com dois gumes, movendo-se uma contra a outra, provoca a separação de um material por processo de cisalhamento. O cisalhamento é a deformação sofrida por um corpo, mediante a ação de forças cortantes e opostas. Os gumes de corte são também chamados de faca ou punção e matriz. O punção é pressionado contra a chapa e a matriz, de tal modo que para efetuar o corte é preciso aplicar uma força denominada esforço de corte. Durante o corte, quando o punção pressiona o material contra a matriz, inicialmente aparecem na chapa deformações elásticas. Posteriormente, surgem deformações plásticas em ambos os lados do material a ser cortado. Em seguida, com a pressão contínua do punção contra a matriz, a chapa começa a trincar. Essas trincas de ruptura, ao se unirem, separam a peça da chapa. Uma característica do corte é que a separação de materiais acontece sem a formação de cavacos. Um bom corte, sem rebarbas, pode ser obtido quando as trincas, que se iniciam nos gumes de corte, se encontram. Para que isso ocorra, é preciso haver uma folga adequada entre o punção e a matriz, conhecida como folga de corte. Esta folga é calculada conforme o material a ser trabalhado, sua espessura e sua resistência à tração. A qualidade do produto depende do conceito da ferramenta, podendo ser uma precisão de ±0,2mm em ferramentas simples e chegar a ±0,08mm em ferramentas mais complexas. Na FIGURA 9 temos um exemplo de uma ferramenta simples que pode utilizar retalhos de chapas de formas diversas.
17 FIGURA 9 - FERRAMENTA DE CORTE
FONTE: PROVENZA, 1976
2.2.2.2 Operação de dobra A dobra é uma operação composta de um conjunto de duas ou mais peças que exercem força sobre uma superfície, alterando-a. Produtos de chapas dobradas têm amplas aplicações nas considerações mecânicas. Em razão da busca pela leveza, existe preferência na substituição de perfis laminados por elementos de chapa dobrada. As operações de dobra visam conformar o objeto sem alterar a espessura da chapa, este fator tende a evitar todo e qualquer alongamento e escoamento. A FIGURA 10 mostra um exemplo de ferramenta de dobra.
18
FIGURA 10 - FERRAMENTA DE DOBRA
FONTE: PROVENZA, 1976
2.2.2.3 Operação de repuxo Repuxo é a operação de conformação que, em um ou mais estágios, transforma uma chapa plana em corpos côncavos. A chapa é empurrada através do punção contra a matriz que obriga a mesma a adquirir o formato punção e matriz. Os estampos de repuxo simples têm custo mais baixo que outros estampos de repuxo. Eles são pouco usados devido à formação de rugas nas bordas durante a operação. Os estampos de repuxo mais elaborados possuem um sujeitador, também conhecido como prensa-chapas. Este dispositivo evita que as bordas, depois de repuxadas, apresentem rugas. Embora o custo seja mais elevado, são os tipos mais usados na operação de repuxar. O prensa-chapas tem a função de manter a chapa sob pressão para fazer com que ela deslize apenas para o interior da cavidade da matriz, sem formar rugas. Ao terminar a operação de repuxo, a peça já moldada fica presa à matriz do estampo de
19 repuxar devido à propriedade de recuperação elástica do material. Para que a peça se desloque da cavidade da matriz, existe um dispositivo chamado extrator, que tem a função de liberar a peça. Na FIGURA 11 temos dois exemplos em que, na primeira situação uma ferramenta simples forma rugas nas bordas da peça, e no segundo exemplo, com a atuação de um prensa chapas, a peça repuxada fica livre de rugas. FIGURA 11 - FERRAMENTA DE REPUXO
FONTE: PROVENZA, 1976
2.3 CHAPAS A QUENTE DE AÇO CARBONO PARA ESTAMPAGEM As chapas finas utilizadas para estampagem podem ser classificadas em razão de quanto será exigido de deformação. Esta classificação pode ser descrita como: - EM (estampagem média) - EP (estampagem profunda) - EPA (estampagem profunda - aço acalmado) Um exemplo de propriedades químicas da matéria-prima pode ser observado a partir da TABELA 1.
20
TABELA 1 - REQUISITOS DE COMPOSIÇÃO QUÍMICA
Grau
Carbono Máx.
EM EP EPA (A)
Manganês
Fósforo
Máx.
Máx.
Enxofre Máx.
0,12
0,5
0,04
0,04
0,1
0,45
0,03
0,03
FONTE: NORMA ABNT NBR-5906
Um exemplo de propriedades mecânicas da matéria-prima pode ser observado a partir da TABELA 2. TABELA 2 - REQUISITOS DE PROPRIEDADES MECÂNICAS
Grau EM EP EPA (A)
Limite de Escoamento máx. (MPa) 300 e> 2,0 < e < 3,0 3,0mm 300 280
Limite de Resistência à tração máx. (Mpa)
Alongamento mínimo (%) (A) e> e < 3mm 3mm Lo = Lo = Lo = 50mm 80mm 50mm
430 400
26 29
25 28
29 33
410
30
29
34
FONTE: NORMA ABNT NBR-5906
2.4 MANUTENÇÃO Nas duas últimas décadas a manutenção tem passado por mais mudanças do que em qualquer outra época. Essas mudanças são conseqüências de projetos muito mais complexos, de novas técnicas de manutenção, de novos pontos de vista sobre a organização da manutenção e suas responsabilidades, entre outras. Esta nova postura inclui uma crescente conscientização de quanto uma falha de equipamento pode afetar
21 a segurança ou o meio ambiente, maior conscientização ainda da relação entre manutenção e qualidade do produto, pressão para conseguir alta disponibilidade dos equipamentos, uma vez que o lucro da organização está associado à produtividade, ao mesmo tempo em que se busca redução de custos. Essas alterações têm exigido novas atitudes e habilidades das pessoas da manutenção, desde gerentes, passando por engenheiros e supervisores, até chegar aos executantes. Atualmente tem se ouvido falar muito nos termos “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 a excelência empresarial. Esta nova postura é fruto dos novos desafios que se apresentam para as empresas neste novo contexto de economia globalizada e altamente competitiva, onde as mudanças se sucedem em alta velocidade e a manutenção, como uma das atividades fundamentais do processo produtivo, precisa ser um agente próativo. Neste cenário não existe mais espaço para improvisos e arranjos; competência, criatividade, flexibilidade e trabalho em equipe são características básicas das empresas e das organizações que devem ter a competitividade como razão de ser de sua sobrevivência. A condução moderna dos negócios requer uma mudança profunda de mentalidade e de posturas. A gerência moderna deve ser sustentada por uma visão de futuro e regida por processos de gestão onde a satisfação plena de seus clientes seja resultado da qualidade intrínseca dos seus produtos e serviços e a qualidade total dos seus processos produtivos seja o balizador fundamental. A manutenção tem como objetivo manter disponíveis, para operação, os equipamentos, máquinas, ferramentas, conjuntos e sistemas. Quando algum desses subconjuntos falham, a manutenção atua no sentido de restabelecer a sua operacionalidade de modo que não se tenha perda de produção em função da indisponibilidade do equipamento. Entretanto, nos dias de hoje, com o mercado cada vez mais competitivo, deve-se evitar ao máximo a indisponibilidade de equipamentos. Assim sendo, surgem alguns conceitos, tais como: manutenção corretiva, manutenção preventiva e manutenção preditiva.
22 2.4.1 Manutenção corretiva A manutenção corretiva foi a primeira geração de manutenção no contexto da evolução da manutenção, alcançando seu auge por volta de 1930. Seu conceito era atuar quando o equipamento parasse de produzir, por algum tipo de falha que tenha ocorrido no mesmo. Com a parada do equipamento, a manutenção corretiva entra em ação de modo a identificar o problema, e solucioná-lo o mais rápido possível. Esse tipo de manutenção não é desejável nas indústrias de hoje, pois acarreta atrasos na entrega do produto, gerando insatisfação do cliente. A manutenção corretiva pode ser dividida em duas classes: - Manutenção corretiva não planejada: que caracteriza-se com a correção de uma falha de maneira aleatória. Onde a atuação da manutenção em uma falha já ocorrida, seja este uma falha ou desempenho menor do que o esperado. Não há tempo para preparação do serviço e, infelizmente, é mais praticada do que deveria. Este tipo de manutenção implica em altos custos, pois a quebra inesperada pode acarretar perdas de produção, perdas da qualidade do produto e elevados custos indiretos de manutenção. Quando uma empresa tem a maior parte de sua manutenção corretiva na classe não planejada, seu departamento de manutenção é comandado pelos equipamentos; o desempenho empresarial da organização, certamente, não estará adequado às necessidades de competitividade atuais. - A manutenção corretiva planejada é a correção do desempenho menor do que o esperado ou da falha, por decisão gerencial, isto é, pela atuação em função de acompanhamento preditivo ou pela decisão de operar até a quebra. Um trabalho planejado é sempre mais barato, mais rápido e mais seguro do que um trabalho não planejado. E sempre de melhor qualidade. A eficácia da manutenção corretiva planejada é função da qualidade da informação fornecida pelo acompanhamento do equipamento. Mesmo que a decisão gerencial seja a de deixar o equipamento funcionando até a quebra, essa é uma decisão conhecida e algum planejamento pode ser feito quando a falha ocorrer. Por exemplo: substituir o equipamento por outro
23 idêntico, ter um conjunto para reparo rápido, preparar o posto de trabalho com dispositivos e facilidades, etc. 2.4.2 Manutenção preventiva A segunda fase na manutenção foi a manutenção preventiva, que por volta de 1970, com o auxílio de grandes e lentos computadores, atuava baseada no histórico e estatísticas de falha do equipamento. Sendo assim, o equipamento é submetido para intervenção de manutenção antes que apresente a falha, esse tipo de manutenção é programado para a melhor data e horário de modo a não impactar na produção. O uso da manutenção preventiva torna maior o custo produtivo da empresa, tendo como característica a substituição de componentes que muitas vezes poderiam trabalhar por um tempo maior antes de sua substituição. Inversamente à política de manutenção corretiva, a manutenção preventiva procura obstinadamente evitar a ocorrência de falhas, ou seja, procura prevenir. Em determinados setores, como na aviação, a adoção de manutenção preventiva é imperativa para determinados sistemas ou componentes, pois o fator segurança se sobrepõe aos demais. Como nem sempre os fabricantes fornecem dados precisos para a adoção nos planos de manutenção preventiva, além das condições operacionais e ambientais influenciarem de modo significativo na expectativa de degradação dos equipamentos, a definição de periodicidade e substituição deve ser estipulada para cada instalação ou no máximo plantas similares operando em condições também similares. Os seguintes fatores devem ser levados em consideração para adoção de uma política de manutenção preventiva: - Quando não for possível a manutenção preditiva; - Aspectos relacionados à segurança pessoal ou da instalação que tornam mandatória a intervenção, normalmente para substituição de componentes; - Por oportunidade em equipamentos críticos de difícil liberação operacional; - Riscos de agressão ao meio ambiente;
24 - Em sistemas complexos e/ou de operação contínua. Como por exemplo: petroquímicas, siderúrgicas, indústria automobilística, etc. A manutenção preventiva será tanto mais conveniente, quanto maior for a simplicidade na reposição, quanto mais alto forem os custos decorrentes das falhas, quanto mais as falhas prejudicarem a produção e quanto maiores forem as implicações das falhas na segurança pessoal e operacional. 2.4.3 Manutenção preditiva A manutenção preditiva foi a terceira etapa na evolução da manutenção, tendo seu marco no ano de 2000. Consiste no monitoramento do equipamento, onde as máquinas são submetidas para intervenção de manutenção apenas quando encontramse bem próximas de falhar, minimizando-se dessa forma os custos com manutenção; o que é diferente da manutenção preventiva, onde a substituição de componentes é feita após um determinado número de horas operadas e nem sempre é necessário fazer a substituição naquele momento, ou seja, o equipamento poderia ainda operar por algum tempo. O objetivo da manutenção preditiva é prevenir falhas nos equipamentos ou sistemas através de acompanhamento de parâmetros diversos, permitindo a operação contínua do equipamento pelo maior tempo possível. Na realidade o tempo associado à manutenção preditiva é o de predizer as condições dos equipamentos. Ou seja, 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. Quando o grau de degradação se aproxima ou atinge o limite previamente estabelecido, é tomada a decisão de intervenção. Normalmente esse tipo de acompanhamento permite a preparação prévia do serviço, além de outras decisões e alternativas relacionadas com a produção. De forma mais direta, quando a intervenção é decidida, o que se faz, na realidade, é uma manutenção corretiva planejada. As condições básicas para se adotar a manutenção preditiva são as seguintes:
25 - O equipamento, o sistema ou a instalação devem permitir algum tipo de monitoramento / medição; - O equipamento, o sistema ou a instalação devem merecer esse tipo de ação, em função dos custos envolvidos; - As falhas devem ser oriundas de causas que possam ser monitoradas e ter sua progressão acompanhada; - Seja estabelecido um programa de acompanhamento, análise e diagnóstico, sistematizado. Os fatores indicados para análise da adoção de política de manutenção preditiva são os seguintes: - Aspectos relacionados com segurança pessoal e operacional; - redução de custos pelo acompanhamento constante das condições dos equipamentos, evitando intervenções desnecessárias; - Manter os equipamentos operando, de modo seguro, por mais tempo. 2.4.4 Processo de retífica Para efetuar a manutenção nas ferramentas de conformação, um dos processos mais utilizados é a afiação das ferramentas através do processo de retífica. Neste processo, a ferramenta remove material da peça por ação de grãos abrasivos. A ferramenta de retífica gira em torno de seu próprio eixo podendo executar movimentos de translação ou, ainda, a própria peça pode exercer movimentos. Esse processo é de precisão dimensional muito elevado e permite acabamentos superficiais na ordem de polimentos nas superfícies trabalhadas. 2.4.5 Instrumentos e ferramentas manuais Para a execução de uma boa manutenção são necessários instrumentos de medição e ferramentas adequadas. Cada tipo de especialidade de manutenção exige um tipo diferenciado de ferramental. Os instrumentos e ferramentas que serão abordados
26 são voltados à manutenção de dispositivos de empresas do ramo de conformação mecânica. 2.4.5.1 Instrumentos de medição A medição é uma operação antiqüíssima e de fundamental importância para diversas atividades do ser humano. Na comunicação, por exemplo, toda vez que se quantifica um elemento, se está medindo, isto é, comparando este elemento com uma quantidade de referência conhecida pelo transmissor e receptor da comunicação. Para que transações comerciais possam ser efetuadas, é necessário descrever as quantidades envolvidas em termos de uma base comum, isto é, de uma unidade de medição. A intercambialidade desejada entre peças e elementos de uma máquina só é possível através da expressão das propriedades geométricas e mecânicas destes elementos, que se dá através de operações de medição. A medição está presente no desenvolvimento tecnológico. É através da medição do desempenho de um sistema que se avalia e reavalia o seu aperfeiçoamento. Os principais instrumentos de medição estão descritos a seguir: 2.4.5.1.1 Régua graduada A régua graduada é o mais simples entre os instrumentos de medida linear. A régua apresenta-se, normalmente, em forma de lamina de aço-carbono ou aço inoxidável. Nessa lâmina estão gravadas as medidas em milímetro (mm), conforme o sistema métrico, ou em polegada e suas frações, conforme o sistema inglês.
27 2.4.5.1.2 Paquímetro O paquímetro é um instrumento usado para medir as dimensões lineares internas, externas e de profundidade de uma peça. Consiste em uma régua graduada, com encosto fixo, sobre a qual desliza um cursor. O cursor ajusta-se à régua e permite sua livre movimentação, com um mínimo de folga. Ele é dotado de uma escala auxiliar, chamada nônio ou vernier. Essa escala permite a leitura de frações da menor divisão da escala fixa. O paquímetro é usado quando a quantidade de peças que se quer medir é pequena. Os instrumentos mais utilizados apresentam uma resolução de: 0,05mm e 0,02mm. Os paquímetros podem ser do tipo: - Paquímetro universal; - Paquímetro de profundidade; - Paquímetro digital; - Paquímetro tipo traçador de altura. 2.4.5.1.3 Micrômetro O micrômetro possibilita medições mais rigorosas e exatas do que o paquímetro. O seu princípio de funcionamento assemelha-se ao do sistema parafuso e porca. Assim, há uma porca fixa e um parafuso móvel que, se der uma volta completa, provocará um deslocamento igual ao seu passo. Desse modo, dividindo-se a “cabeça” do parafuso; podem-se avaliar frações menores que uma volta e, com isso, medir comprimentos menores do que o passo do parafuso. Os principais componentes de um micrômetro são: O arco, que é constituído de aço especial ou fundido, tratado termicamente para eliminar as tensões internas; O isolante térmico, que, fixado ao arco, evita sua dilatação porque isola a transmissão de calor das mãos para o instrumento;
28 O fuso micrométrico, que é construído de aço especial temperado e retificado para garantir exatidão do passo da rosca; As faces de medição, que tocam a peça a ser medida e, por isso, apresentam-se rigorosamente planos e paralelos. Em alguns instrumentos, os contatos são de metal duro, de alta resistência ao desgaste; A porca de ajuste, que permite o ajuste da folga do fuso micrométrico, quando isso é necessário; O tambor, que é onde se localiza a escala centesimal. Ele gira ligado ao fuso micrométrico. Portanto, a cada volta, seu deslocamento é igual ao passo do fuso micrométrico; A catraca ou fricção, que assegura uma pressão de medição constante. Sua trava permite imobilizar o fuso numa medida predeterminada. A resolução nos micrômetros pode ser de 0,01mm até 0,001mm. Para diferentes aplicações, temos os seguintes tipos de micrômetros: - De profundidade; - Com arco profundo; - Para medição de roscas; - Com contato em forma de V; - Para medir paredes de tubos; - Digital eletrônico; - Micrômetro interno de três contatos. 2.4.5.1.4 Blocos padrão Para realizar qualquer medida, é necessário estabelecer previamente um padrão de referência. Atualmente, nas indústrias são encontrados blocos-padrões em milímetro e em polegada que são muito utilizados como padrão de referência na indústria moderna, desde o laboratório até a oficina, pois é de grande utilidade nos dispositivos de medição, nas traçagens de peças e nas próprias máquinas operatrizes. Existem jogos de blocos-padrão com diferentes quantidades de peças. Não devemos,
29 porém, adotá-los apenas por sua quantidade de peças, mas pela variação de valores existentes em seus blocos fracionários. As dimensões dos blocos-padrão são extremamente exatas, mas o uso constante pode interferir nessa exatidão. Por isso, são usados os blocos protetores, mais resistentes, com a finalidade de impedir que os blocos-padrão entrem em contato direto com instrumentos ou ferramentas. Os materiais mais utilizados para fabricação dos blocos-padrão são aços, metal duro e cerâmica. 2.4.5.1.5 Calibradores Calibradores são instrumentos que estabelecem os limites máximos e mínimos das dimensões que desejamos comparar. Podem ter formatos especiais, dependendo das aplicações, como por exemplo, as medidas de roscas, furos e eixos. Geralmente fabricados de aço-carbono, sendo as faces de contato temperadas e retificadas, os calibradores são empregados nos trabalhos de produção em série de peças intercambiáveis, isto é, peças que podem ser substituídas entre si, por constituírem conjuntos praticamente idênticos. Quando isso acontece, as peças estão dentro dos limites de tolerância, ou seja, entre o limite máximo e mínimo, quer dizer: passa / não-passa. Os tipos mais comuns de calibradores são: - Calibrador tampão (para furos); - Calibrador de boca; - Calibrador de boca separada; - Calibrador de boca escalonada; - Calibrador chato; - Calibrador de boca ajustável; - Calibrador tampão e anéis cônicos; - Calibrador cônico Morse; - Calibrador de rosca; - Calibrador de rosca regulável.
30 2.4.5.1.6 Esquadrão de precisão É um instrumento em forma de ângulo reto, construído de aço, ou granito. Usa-se para verificação de superfícies em ângulo de 90°. Os esquadros são classificados quanto à forma e ao tamanho, Podendo ser: - Esquadro simples ou plano de uma só peça; - Esquadro de base com lâmina lisa, utilizado também para traçar; - Esquadro com lâmina chanfrada, utilizado para se obter melhor visualização, em virtude da pequena superfície de contato. 2.4.5.1.7 Gabaritos Em determinados trabalhos em série, há necessidade de se lidar com perfis complexos, com furações, suportes e montagens. Nesse caso, utilizam-se gabaritos para verificação e controle, ou para facilitar certas operações. Os gabaritos, instrumentos relativamente simples, são confeccionados de aço carbono, podendo ser fabricados pelo próprio mecânico. Suas formas, tipos e tamanhos variam de acordo com o trabalho a ser realizado. Os gabaritos comerciais são encontrados em formatos padronizados de raios, de ângulo fixo para ferramentas de corte, escantilhões para rosca métrica e whithworth etc. Os tipos mais encontrados são: - Verificador de raio; - Verificador de ângulo. 2.5 FERRAMENTAS DA QUALIDADE Toda empresa possui problemas que dificultam a obtenção da qualidade e produtividade e, como conseqüência, prejudicam sua competitividade. Para a solução desses problemas é necessária a identificação da sua causa básica, que deve ser feita através da análise dos processos, de acordo com uma seqüência de procedimentos lógicos, baseados em fatos e dados, com auxilio de algumas ferramentas da qualidade.
31 Ferramentas da qualidade são técnicas utilizadas para levantar, analisar e propor soluções para os problemas relacionados ao produto e/ou processos de trabalho. Para utilizar as ferramentas básicas de melhorias da qualidade em uma organização, há a necessidade de conhecê-las melhor. São elas: - Formulário de dados; - Fluxograma; - Diagrama de Pareto; - Diagrama de Ishikawa; - Histograma; - Estratificação; - Diagrama de dispersão; - Gráfico de controle; - Brain storming; - Ciclo PDCA (Plan, Do, Check, Action); - 5S; - FMEA. 2.5.1 Formulário de dados Os dados precisam traduzir os fatos e, também, devem ser à base da discussão e das ações de projetos de melhoria. Isto significa um grande empenho no planejamento do formulário a ser aplicado para fins de coleta das informações, o qual deve ser adaptado a cada situação, onde um conjunto de dados pode ser sistematicamente coletado e registrado de maneira ordenada e uniforme, permitindo uma rápida interpretação dos resultados. Essa técnica é utilizada para obtenção de resultados que visem identificar e quantificar problemas ou oportunidades de melhoria, ajudando a transformar opiniões em fatos. O formulário de dados tem como objetivo: - Tornar fácil a obtenção e utilização dos dados; - Dispor os dados de uma forma mais organizada; - Verificar a distribuição do processo: obtenção dos dados de amostra;
32 - Verificar os problemas: saber o tipo de problema e sua freqüência; - Verificar as causas do problema; - Investigar os aspectos dos problemas; - Determinar o período em que ocorre o problema. Criar outras ferramentas a partir da folha de dados tais como: Diagrama de Pareto, Diagrama de Dispersão, Diagrama de Controle, entre outras. 2.5.2 Fluxograma É uma representação de um processo de trabalho, através de símbolos e figuras que possibilitam a visualização do processo como um todo e das relações cliente e fornecedor. As pessoas envolvidas no processo devem ser consultadas para a elaboração, e o grau de detalhamento deve ser escolhido conforme a necessidade. Nesse diagrama é representado o fluxo (ou seqüência) das diversas etapas de um processo qualquer. Ao iniciar um projeto de melhoria, sua grande utilidade é fazer com que todos os participantes adquiram uma visão completa do processo, ao mesmo tempo em que permite que cada pessoa tenha melhor percepção de qual é o seu papel no processo e de como seu trabalho influi no resultado final. Uma outra forma de utilizá-lo é fazer um fluxograma que disponha a maneira de como as atividades estão sendo realizadas na prática e compará-las com o fluxograma de como as atividades deveriam ser feitas. Isso pode revelar a origem de alguns problemas. Para construção do fluxograma, normalmente é utilizado uma simbologia padrão conforme mostrado na FIGURA 12.
33 FIGURA 12 - SIMBOLOGIA PARA CONSTRUÇÃO DE FLUXOGRAMA
FONTE: OS AUTORES
2.5.3 Diagrama de Pareto O Diagrama de Pareto é um gráfico de barras verticais que dispõem as informações de forma a tornar evidente e visual a priorização dos temas. As informações assim dispostas permitem o estabelecimento de metas numéricas viáveis de serem alcançadas. O princípio de Pareto estabelece que os problemas relacionados à qualidade, os quais se traduzem sob forma de perdas, podem ser classificados em duas categorias: os “poucos vitais” e os “muito triviais”. Os primeiros representam um pequeno número de problemas, mas que, não obstante, resultam em grandes perdas para as empresas. Já os muitos triviais é uma extensa lista de problemas, que apesar de seu grande número, convertem-se em perdas pouco significativas. O princípio de Pareto estabelece que se identificados, por exemplo, cinqüenta problemas relacionados a
34 qualidade, a solução de apenas cinco ou seis destes problemas já poderá representar uma redução de 80% ou 90% das perdas que a empresa vem sofrendo neste sentido. Segundo Maria C. C. Werkema, o gráfico de Pareto dispõe a informação de forma a permitir a concentração dos esforços para melhoria nas áreas onde os maiores ganhos podem ser obtidos. O GRÁFICO 1 exemplifica um diagrama de Pareto. GRÁFICO 1 - DIAGRAMA DE PARETO
FONTE: VIPNET, 2006
2.5.4 Diagrama de Ishikawa É um diagrama na forma de espinha de peixe onde podem ser separados de forma clara os problemas (efeitos) e todas as possíveis causas. Deve ser desenvolvido em grupo, com as pessoas que participam do processo relativo aos problemas. Este diagrama, originalmente proposto por Kaoru Ishikawa na década de 60, já foi bastante utilizado em ambientes industriais para a localização de causas de dispersão de qualidade no produto e no processo de produção. É uma ferramenta gráfica utilizada para explorar e representar opiniões a respeito de fontes de variações
35 em qualidade de processo, mas que pode, perfeitamente, ser utilizada para a análise de problemas organizacionais genéricos. A utilização deste diagrama se dá, principalmente, em situações onde existe um grande efeito indesejável bem localizado e consensual pelos elementos da organização. A referida ferramenta é utilizada, além de tudo, para a identificação de direcionadores, que potencialmente levam ao efeito indesejável. Sendo uma ferramenta analítica que ao ser utilizada por um grupo de projeto, parte de um "problema de interesse" e possibilita a ocorrência de um " brain storming " no sentido de identificar as causas possíveis para o problema. No entanto, o conceito de causa-raiz não é propriamente expresso no diagrama de causa-e-efeito. Entende-se aqui que o diagrama de Ishikawa é uma ferramenta poderosa para a identificação dos direcionadores que potencialmente causam os efeitos indesejáveis. Sendo assim, esse diagrama conduz a uma série de causas, sem estabelecer exatamente quais as raízes do problema, o diagrama apresenta como pontos fortes: - uma boa ferramenta de levantamento de direcionadores; - uma boa ferramenta de comunicação; - estabelece a relação entre o efeito e suas causas; - possibilita um detalhamento das causas. Todavia, também, apresenta os seguintes pontos fracos: - não apresenta os eventuais relacionamentos entre as diferentes causas; - não focaliza necessariamente as causas que devem, efetivamente, ser atacadas. Assim, para solucionar os pontos fracos, é sugerida a utilização combinada do Diagrama de Ishikawa com outras ferramentas da qualidade. Exemplo de diagrama de Ishikawa pode ser visualizado na FIGURA 13.
36 FIGURA 13 - DIAGRMA DE ISHIKAWA
FONTE: OS AUTORES
2.5.5 Histograma Divide uma faixa de valores, de alguma característica mensurável, em classes e verifica a freqüência de valores em cada classe para posterior plotagem. Essa ferramenta fornece uma visualização do comportamento do processo, permitindo avaliar sua capacidade, assim como padrões de estratificação. O histograma representa graficamente uma distribuição de freqüência ou série de distribuições quantitativas por meio de retângulos justapostos, onde a largura da barra representa o intervalo de classe da variável e a altura corresponde à freqüência de ocorrência daquele valor. Esse tipo de diagrama é muito útil na representação gráfica, sob a forma de um gráfico de barras, na freqüência que certos acontecimentos se verificam. Sua aplicação é bastante adequada quando é necessário descobrir e representar a distribuição de dados, através da representação do número de unidades em cada categoria. O GRÁFICO 2 ilustra um histograma.
37 GRÁFICO 2 - HISTOGRAMA
FONTE: OS AUTORES
2.5.6 Estratificação A técnica de estratificação é muitas vezes usada para se analisarem dados e pesquisar oportunidades de melhoria. Ela ajuda na investigação dos casos cas os cujos dados mascaram os fatos reais. Isso geralmente ocorre quando os dados registrados provêm de diferentes fontes, mas são tratados igualmente sem distinção. Por exemplo, o dado sobre pequenos acidentes, ocorridos em uma indústria, pode ser registrado como um simples valor - esteja ele aumentando ou diminuindo. Contudo, esse número, na realidade, é a soma total dos acidentes: - Por tipo: corte, queimaduras, etc. - Por local afetado: olhos, mãos, etc. - Por departamento: manutenção, expedição, etc. A estratificação quebra uma representação em categoria ou classe mais significativa a fim de direcionar nossa ação corretiva. Na GRÁFICO 3 pode ser visto um exemplo de estratificação, que mostra uma representação em categorias ou classes mais significativas com a finalidade de direcionar uma ação corretiva mais específica.
38 GRÁFICO 3 - EXEMPLO DE ESTRATIFICAÇÃO
FONTE: OS AUTORES
A estratificação é o método usado para separar um conjunto de dados de modo a perceber que existe um padrão. Quando esse padrão é descoberto, fica fácil detectar o problema e identificar suas causas. A estratificação ajuda a verificar o impacto de uma determinada causa sobre o efeito estudado e ajuda a detectar um problema. A estratificação começa pela coleta de dados com perguntas do tipo: - Os turnos de trabalho diferentes podem ser responsáveis por diferenças nos resultados? - Os erros cometidos por empregados novos são diferentes dos erros cometidos por empregados mais experientes? - A produção às segundas-feiras é muito diferente dos outros dias da semana? Quando a coleta de dados termina, devem-se procurar, primeiramente, padrões relacionados com o tempo ou a seqüência, verificando se há diferenças sistemáticas entre os dados coletados. No caso de perguntas como as exemplificadas, devem-se analisar as diferenças entre dias da semana, turnos, operadores, etc. Um outro exemplo comum de estratificação é o das pesquisas realizadas por institutos de pesquisa que aparecem nos jornais diariamente. Em época de eleições, por exemplo, os dados da pesquisa podem ser estratificados por região de origem, sexo, faixa etária, escolaridade ou classe sócio-econômica do eleitor.
39 O GRÁFICO 4 exemplifica uma estratificação por região. GRÁFICO 4 - ESTRATIFICAÇÃO POR REGIÃO
FONTE: OS AUTORES
2.5.7 Diagrama de dispersão O Diagrama de Dispersão é um método utilizado para representar graficamente se existe ou não relação entre duas variáveis estudadas. Este diagrama é construído como um gráfico cartesiano, onde em cada eixo (X, Y) dispõe-se as duas variáveis. Neste caso, é possível dizer se há uma tendência de crescimento simultâneo de Y e de X. Quanto mais próximo de uma linha reta ficar os pontos, mais correlacionadas estarão as duas variáveis. O diagrama de dispersão é um gráfico que correlaciona duas características ou variáveis do tipo peso e altura, quantidade e preço, aumento de temperatura e velocidade, etc., com intuito de estabelecer a existência de uma relação real de causa e efeito. O GRÁFICO 5 ilustra um diagrama de dispersão.
40 GRÁFICO 5 - DIAGRAMA DE DISPERSÃO
FONTE: AFAM CONSULTORIA, 2006
2.5.8 Gráfico de controle O gráfico ou carta de controle é utilizado quando se torna necessário determinar, se o processo está sob controle estatístico, ou seja, quando a variabilidade do processo é devido à variação aleatória (causas especiais) ou se é decorrente de outras causas, sempre presentes (causas comuns). Em suma, este método se constitui num gráfico de acompanhamento estatístico do processo e tem o seguinte formato. A flutuação dos pontos, dentro dos limites de controle, é natural do processo (causas comuns), e somente pode ser alterada por uma mudança do próprio processo. Os pontos eventualmente fora dos limites indicam causas especiais (erro humano, acidentes, etc.) Há dois tipos de Gráficos de Controle: - O primeiro por variáveis, onde as amostras são expressas em unidades quantitativas de medida (exemplo: peso, tempo, etc.); - O segundo por atributos, quando as amostras refletem características qualitativas (exemplo: número de falhas, etc.). O Limite de Especificação Superior (LSE) e o Inferior (LIE) são dados de fora do processo e representam aquilo que se quer, enquanto os Limites de Controle (LC)
41 representam aquilo que se segue. O GRÁFICO 6 ilustra um exemplo de gráfico de controle. GRÁFICO 6 - GRÁFICO DE CONTROLE
FONTE: AFAM CONSULTORIA, 2006
2.5.9 Brain storming Consiste numa técnica utilizada para resolver problemas em grupo, com objetivo de gerar o maior número possível de idéias, num curto espaço de tempo. As etapas do brain storming são: - Definição do líder; - Definição do objetivo; - Definição do tempo de duração do brain storming; - Divulgação das regras do brain storming; - Geração de idéias; - Discussão das idéias geradas; - Tomada de decisão.
42 Esta ferramenta permite obter soluções para um problema, ou pelo menos recolher vários pontos dos intervenientes. Ao longo destas etapas, o líder define o método a seguir para a geração e discussão de idéias, sem que estas sejam avaliadas, criticadas ou eliminadas. Na tomada de decisão selecionam-se as idéias cuja execução tenha maior probabilidade de sucesso, com base em critérios como o prazo de execução, a facilidade técnica, o custo de implementação, entre outros fatores. 2.5.10 Ciclo PDCA (Plan, Do, Check, Action) O ciclo PDCA ( Plan, Do, Check, Action) é um método gerencial, constituído de uma série de atividades com objetivo de melhoramento contínuo. O ciclo começa com um estudo da situação atual, durante o qual os dados são reunidos para a formulação de um plano de melhoramento. Uma vez que este plano tenha sido finalizado, é implantado. Depois disso, verifica-se a realização do melhoramento previsto. Quando a experiência tem sucesso, é tomada uma medida final, como a padronização metodológica, para assegurar que os novos métodos introduzidos sejam praticados continuamente para manter o melhoramento. O método do PDCA, mostrado na FIGURA 14 é constituído de quatro etapas bem definidas. - PLAN - significa planejar, estabelecer metas, assim como o método que será usado para alcançá-las. Planejar as melhorias das práticas atuais através do uso de ferramentas estatísticas, como as ferramentas da Qualidade. - DO - significa fazer ou executar tudo aquilo que foi planejado anteriormente. Os dados são coletados para análise, tratados e utilizados na etapa seguinte para verificação do desempenho do planejado. Para isto é de suma importância a educação, treinamento, a motivação e o comprometimento das pessoas envolvidas no processo. - CHECK - significa verificar ou comparar os dados coletados com as metas, verificar se o trabalho resultou no melhoramento desejado. - ACTION - significa atuar, evitar a repetição e institucionalizar o melhoramento como uma nova prática a ser melhorada caso as metas tenham sido atingidas.
43 FIGURA 14 - MÉTODO PDCA
ACTION Ação corretiva
CHECK Verificação
PLAN Planejamento
DO Execução
FONTE: OS AUTORES
Quando as metas não foram atingidas, deve-se agir sobre as causas da frustração da meta, adotando-se a ferramenta “5W2H”, porque cada medida a ser tomada ajudará na correção das causas fundamentais. O uso do “5W2H” tem-se mostrado eficiente para ajudar na resolução das causas fundamentais e seu desdobramento pode ser resumido como segue: - WHAT
- O QUE?: Definem-se as tarefas que serão realizadas seguindo o
plano de execução. “O que será feito?”; - WHEN –
QUANDO?: Estabelece-se um cronograma detalhado dos prazos
para o cumprimento das tarefas. “Quando será feito?”; - WHO –
QUEM?: Determinam-se quais serão as pessoas responsáveis pelas
tarefas. “Quem fará?”; - WHERE –
ONDE?: Definem-se em qual local as tarefas serão realizadas.
“Onde será feito?”; - WHY
– POR QUÊ?: Significa a razão pela qual as tarefas devem ser
executadas. “Por que será feito?”;
44 - HOW –
COMO?: Traçam-se as maneiras mais racionais e econômicas de
executar as tarefas. “Como será feito?”; - HOW MUCH?: – QUANTO CUSTA?: Determinam-se quais serão os custos
para a realização das tarefas. “Quanto custa o que será feito?”. O ciclo PDCA gira sem parar. Assim que um melhoramento é feito, ele se torna o padrão que será desafiado com novos planos de mais melhoramentos conforme FIGURA 15. Assim, o PDCA é compreendido como um processo através do quais novos padrões são fixados para serem desafiados, revisados e substituídos por padrões mais novos e melhores. FIGURA 15 - CICLO DE RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS
FONTE: OS AUTORES
45 2.5.11 Programa 5S O "Programa 5S" foi concebido por Kaoru Ishikawa em 1950, no Japão do pós-guerra, provavelmente inspirado na necessidade, que havia então, de colocar ordem na grande confusão que o país ficou reduzido, após sua derrota para as forças aliadas. O Programa demonstrou ser tão eficaz enquanto reorganizador das empresas e da própria economia japonesa que, até hoje, é considerado o principal instrumento de gestão da qualidade e produtividade utilizada naquele país. Esse "Programa 5S" foi desenvolvido com o objetivo de transformar o ambiente das organizações e a atitude das pessoas, melhorando a qualidade de vida dos funcionários, diminuindo desperdícios, reduzindo custos e aumentando a produtividade das instituições. O "Programa 5S" ganhou esse nome devido às iniciais das cinco palavras japonesas que sintetizam as cinco etapas do programa. Essas palavras e suas versões para o português são apresentadas abaixo: - Seiri - DESCARTE: Separar o necessário do desnecessário; - Seiton - ARRUMAÇÃO: Colocar cada coisa em seu devido lugar, identificando-as; - Seisso- LIMPEZA: Limpar e cuidar do ambiente de trabalho; - Seiketsu- SAÚDE: Tornar saudável o ambiente de trabalho; - Shitsuke- DISCIPLINA: Tornar rotina e padronizar a aplicação dos "S" anteriores. 2.5.12 FMEA A FMEA é uma técnica analítica utilizada por pessoas qualificadas (engenheiros) e equipes responsáveis pelo projeto do produto e do processo como meio para assegurar que, na medida do possível, modos de falha potencial e seus mecanismos e causas associadas sejam considerados e efetivamente tratados.
46 O desenvolvimento desta ferramenta é formalmente documentado e permite, portanto: - padronizar procedimentos; - fazer um registro histórico de análise de falhas, que poderá posteriormente ser usado em outras revisões de produto ou processo, e no encaminhamento de ações corretivas em produtos similares; - selecionar e priorizar Projetos de Melhorias (modificações no projeto) que deverão ser conduzidos. Uma vez concluída a FMEA, acaba sendo uma referência para análise de outros produtos ou processos similares. Na FMEA é utilizado o raciocínio de cima para baixo, procurando determinar modos de falha dos componentes mais simples, as suas causas e de que maneira eles afetam os níveis superiores do sistema. As perguntas básicas que são feitas em uma análise de FMEA são ilustradas a seguir: - Que tipo de falhas são observadas? - Que partes do sistema são afetadas? - Quais são os efeitos da falha sobre o sistema? - Qual é a importância da falha? - Como preveni-la? Os resultados da FMEA são registrados em um formulário padronizado. Como exemplo o APÊNdiCE 1 ilustra uma FMEA. As seqüências de procedimentos para elaboração da FMEA são: - Definir a equipe responsável pela execução; - Definir os itens do sistema que serão considerados; - Preparação prévia: coleta de dados; - Análise preliminar; - Identificação dos tipos de falhas e seus efeitos; - Identificação das causas das falhas; - Identificação dos controles atuais;
47 - Análise das falhas para determinação de índices; - Análise das recomendações; - Revisão dos procedimentos; - Preenchimentos dos formulários da FMEA; - Reflexão sobre o processo.
48
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Este trabalho é um estudo de caso na empresa onde atualmente trabalha um dos acadêmicos que participam deste projeto. O trabalho apesar de objetivar resolver os problemas específicos dessa empresa, poderá obviamente ser utilizado como ferramenta para outras empresas de porte e processo produtivo similar. Em face dos diversos problemas enfrentados pela empresa em seus diversos departamentos, foi definida a criação de um grupo de trabalho interdepartamental com o objetivo de identificar concretamente esses problemas, discuti-los objetivamente, corrigi-los e implementar sistemas para inibir ocorrências futuras. Assim, como ação primeira, foi convocada uma reunião inicial com características marcantes de um “brain storming ”, onde se discutiu de forma geral os problemas existentes em toda a cadeia produtiva da empresa, juntamente com as ferramentas de qualidades e sistemas disponíveis e possíveis para solucioná-los. Como resultado dessa reunião inicial, definiu-se preliminarmente pelo uso da ferramenta de qualidade “CICLO PDCA”, além da utilização e efetivação de outras ferramentas em departamentos específicos, conforme veremos no decorrer deste trabalho. Vale ainda salientar que como resultado dessa reunião, foi verificado que todos os departamentos serão atingidos, porém, o alvo prioritário é o departamento de manutenção de ferramentais, já que esses ferramentais além de serem a alma produtiva da empresa são de propriedade de clientes sob responsabilidade da empresa. Ainda como resultado dessa reunião foi discutido a necessidade ou não de alteração no fluxograma de desenvolvimento de novos produtos na empresa, e preliminarmente verificou-se não haver essa necessidade. Dessa forma como resultados objetivos da reunião e como direciona o “Ciclo PDCA” (Planejar, Fazer, Checar, Agir), foi determinado que dentro de um prazo, cada departamento deveria fazer o levantamento dos problemas internos e interligados a outros departamentos, para que de posse desses dados, fosse feito o planejamento, definindo-se prioridades obviamente considerando recursos disponíveis, tais como recursos humanos, materiais e financeiros.
49 Na seqüência é apresentado o fluxograma, FIGURA 16, 17 e 18, que mostra a seqüência de desenvolvimento de um novo produto na empresa. Podemos perceber desde a fase de cotação do produto, junto ao departamento comercial e cliente, até o desenvolvimento de ferramentais, testes, dimensionamento, aprovação do controle de qualidade e cliente, e finalmente liberação para produção. Todos os produtos fabricados atualmente passaram por esse processo, o que não impede e como dito anteriormente, caso haja a necessidade de alteração do fluxograma em razão deste estudo, isso será implementado. 3.1 FLUXOGRAMA O objetivo do fluxograma é garantir que todas as análises referentes a um novo desenvolvimento, sejam contempladas visando liberar para a produção um produto que garanta a satisfação do cliente e lucratividade para a empresa. Assim, problemas como subestimar custo do ferramental, que poderá implicar na qualidade ou custo do produto, ou ainda, prejuízo para a empresa, comprometimento de tempo no desenvolvimento, ou até na produção do componente, também com a possibilidade de comprometimento na lucratividade, podem ser evitados com essa filtragem inicial pelo próprio processo. Outra implicação seria referente ao projeto mal elaborado do ferramental, executado por empresas terceirizadas causando desperdícios. Nesse aspecto ainda não há um procedimento efetivo atuando nesse item, porém, este trabalho deverá contemplar essa solução. Outro problema é a falta de procedimentos na execução do “try out ” do ferramental, que pode gerar uma eventual quebra, e perda do ferramental.
50 FIGURA 16 - FLUXOGRAMA DO DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS
FONTE: OS AUTORES
51 FIGURA 16 - FLUXOGRAMA DO DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS 1
SDP/SPQ Faz FTP/FTR e inicia processo de fabricação, Try-out, Ferr/Disp.
SDP Devolve para fornecedor
NÃO
SDP/SPQ Try-out Ok?
SIM
SDP/SPQ/SPR Faz acompanhamento do 1° lote de fabricação, treina operadores (ficha azul)
A
SDP Faz correção na Ferr/Disp. e/ou documentação
NÃO
SDP/SPQ/SPR Processo e Amostras Ok?
SIM
SCQ Faz dimensional completo e preenche PAPP / VDA
SDP Faz correção na Ferr/Disp. e/ou documentação
NÃO
SCQ PAPP / VDA está aprovado?
SIM
2
FONTE: OS AUTORES
52 FIGURA 16 - FLUXOGRAMA DO DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS
FONTE: OS AUTORES
53 3.2 LEVANTAMENTO DOS PROBLEMAS Nesta etapa do projeto, serão realizadas pesquisas nos setores da empresa em questão, objetivando a investigação dos pontos mais relevantes tangentes aos problemas encontrados nas ferramentas de conformação. É importante ressaltar que as informações coletadas serão baseadas na experiência e no conhecimento das pessoas que estarão envolvidas na etapa de levantamento dos problemas. Esse fato se deve pela deficiência da documentação dos problemas ocorridos diariamente. O problema é agravado, na maioria dos casos, por ser tratado de forma pontual, sem a devida análise das causas raízes. A metodologia adotada para o levantamento dos problemas terá início com aplicação da ferramenta da qualidade denominada “brain storming” , de modo que serão reunidos os representantes setoriais, monitores de produção, operadores de máquinas e os ferramenteiros, e cada um deles apresentará o seu ponto de vista em relação aos problemas ocorridos nas ferramentas de conformação. Esta análise será feita com pessoas de áreas distintas em reuniões separadas, e o objetivo é que cada funcionário especializado em uma determinada função, indique o que acha relevante nos problemas que prejudicam as ferramentas de conformação. O setor de engenharia, o primeiro a ser questionado, levantou diversos problemas, alguns dos quais não foram levados em consideração, pois não relacionam problemas à manutenção das ferramentas. Os problemas que impactam diretamente a manutenção das ferramentas tendem a problemas provenientes de projetos, e podem ser listado como: - Projetos sem detalhamentos; - Ferramentas pouco robustas; - Ferramentas com dificuldade de acesso aos componentes de desgaste; - Acumulo de tensão nos componentes da ferramenta; - Ferramentas sem regulagem para os gumes de corte; - Rasgos de alimentação da chapa maior que o especificado.
54 Dentre os problemas selecionados referentes ao projeto, serão abordados de maneira geral os problemas que ocorrem com mais freqüência. O segundo setor a ser abordado será o setor de produção, sendo levantado pelo mesmo, problemas menos técnicos, focando principalmente as dificuldades pertinentes ao dia-dia da produção. Os problemas mais pertinentes que serão analisados são: - Falta de treinamento para os operadores e auxiliares de produção; - Falta de procedimentos; - Falta de instrução de operação para ferramentas complexas; - Falta de ferramentas para regulagem das prensas; - Matéria-prima danificada e de difícil processamento; - Matéria-prima estocada sem identificação; - Máquinas danificadas e com problemas de desgaste. O terceiro setor a abordar os problemas foi o setor da qualidade, que apresentou problemas relacionados à falta de qualidade de produtos acabados, e são três os problemas listados: - Falta de controle estatístico de processo, não registrando os problemas que ocorrem; - Produtos acabados com erros de forma devido à falta de poka yoke nas ferramentas; - Problemas dimensionais nas peças produzidas pelas ferramentas . Por fim foi abordado o setor de manutenção constituído pelos mecânicos das prensas e os ferramenteiros que efetuam a manutenção nas ferramentas. Os problemas levantados pelo setor de manutenção foram: - Dificuldade na substituição dos componentes das ferramentas; - Falhas de projetos que prejudicam o funcionamento das ferramentas; - Utilização de chapas com carepa de laminação, deixando em toda a ferramenta material abrasivo; - Mão de obra desqualificada, levando-se a utilização errada das ferramentas; - Máquinas com empenamento, danificando-se as ferramentas de conformação.
55 Concluída a etapa do brain storming , as informações filtradas serão dispostas através do diagrama de Ishikawa, de modo a facilitar a visualização dos problemas, de uma maneira macro, conforme mostrado na FIGURA 17. Os problemas apresentados mostrar-se-ão de forma mais clara quando separados em grupos correlacionados, aplicando-se a ferramenta da qualidade de estratificação. Estes problemas serão agrupados por departamento, os quais indicarão os setores envolvidos e que devem ser analisados de forma mais crítica. Estando claro os problemas correlacionados aos setores, cabe aos integrantes do projeto, utilizar o bom senso e através da ferramenta da qualidade “Diagrama de Pareto” indicar os problemas mais relevantes. FIGURA 17 - DIAGRAMA DE ISHIKAWA PROJETO PROJETO INADEQUADO
MÁQUINAS
MÃO-DE-OBRA
MÁQUINAS EMPENADAS FALTA DE TREINAMENTO DESGASTE
FERRAMENTAS POUCO ROBUSTAS
FALTA DE FERRAMENTAS PARA REGULAGEM
MÃO-DE-OBRA DESQÜALIFICADA
FALHAS FALTA DE PROCEDIMENTOS
FALTA DE CONTROLE NO PROCESSO
EMPENAMENTOS
FALTA DE QUALIDADE DOS PRODUTOS
FALTA INSTRUÇÃO OPERACIONAL
MÉTODO
FONTE: OS AUTORES
PROBLEMAS LOGÍSTICOS
CAREPA DE LAMINAÇÃO
QUALIDADE
MATERIA-PRIMA
56 3.2.1 Estratificação dos problemas por setores Dentro do tópico estratificação estarão descritos os problemas correlacionados aos setores envolvidos. 3.2.1.1 Departamento de engenharia O setor da engenharia encontra-se na seqüência de desenvolvimento de um novo produto, ou seja, é o segundo setor, depois do comercial, a participar na implementação do novo item. Posteriormente à entrada do setor de engenharia neste ciclo, a área terá participação em toda a existência do produto ora iniciado, findandose apenas no momento que o produto saía de linha. Na seqüência, serão listados os problemas envolvidos no setor de engenharia: 3.2.1.1.1 Projeto Uma ferramenta de conformação nasce de um projeto, e diversos são os fatores que definem o conceito a ser empregado. Um exemplo é o volume de produção para qual a ferramenta será desenvolvida. Esse fator define a robustez que a ferramenta precisa ter. A fase de projeto é de suma importância para definir um bom funcionamento e uma boa manutenção durante a vida útil do ferramental. A falta de análise no projeto pode caracterizar problemas futuros em proporções imensuráveis. Um dos problemas percebidos, em diversas ferramentas, foi à forma de regulagem das facas de corte, onde não foram previstas as perdas dos gumes de corte ocasionados pelo desgaste na utilização da ferramenta. Esse desgaste necessita de afiação realizada através de retífica nas arestas de corte. Essa afiação ocasiona folga entre as facas que tenderão a dobrar a chapa em vez de cisalhá-la conforme FIGURA 18.
57 FIGURA 18 - FOLGA ENTRE GUMES DE CORTE APÓS AFIAÇÃO
FONTE: OS AUTORES
Também, foi constatado que algumas ferramentas possuem cantos vivos que geram acúmulo de tensões, as quais tenderão para quebra das ferramentas. A falta de um raio com dimensões desprezíveis para o produto a ser concebido, pode quebrar matrizes. A FIGURA 19 ilustra de maneira simplificada a quebra de uma matriz de estampo por conter cantos vivos que geraram acúmulo de tensões. FIGURA 19 - CANTOS VIVOS - ACÚMULOS DE TENSÃO
FONTE: OS AUTORES
Alguns punções, com pequenos diâmetros ou com geometrias que acumulam tensões, são susceptíveis a quebras. Torna-se mais rápida e prática a substituição do
58 componente usando o método de troca rápida, sem se fazer necessária a abertura de todo o ferramental para a substituição do componente quebrado. Este método consiste em usinar a parte superior da ferramenta, na qual uma tampa com rosca é fixada e apóia o punção. No momento de quebra do punção, se retira apenas a tampa que permite acesso ao punção, efetuando uma troca rápida do mesmo. Conforme esquema da FIGURA 20. FIGURA 20 - DISPOSITIVO DE TROCA RÁPIDA
FONTE: OS AUTORES
A abertura de alimentação de chapa para ferramenta de estampo, permite a entrada de matéria-prima com espessuras acima do que foi especificado em projeto. Por exemplo: quando se trabalha com alimentação manual, no momento em que o operador movimenta com uma pinça magnética o blank de chapa, pode ocorrer de duas
59 ou mais chapas aderirem-se na movimentação do material. Isso poderá ocasionar a quebra da ferramenta ou máquina, devido ao fato da sobrecarga de esforços em conseqüência de aumentar a resistência de corte. Conforme indicado no esquema da FIGURA 21, pode-se observar a abertura que restringe a espessura do material ao entrar na ferramenta. Se a abertura estiver maior que o necessário, há possibilidade de ocorrer de dois ou mais blanks entrarem na ferramenta. FIGURA 21 - ESQUEMA DE ALIMENTAÇÃO
FONTE: OS AUTORES
O projeto do ferramental é executado por empresas terceirizadas que, algumas vezes, não passam os desenhos da ferramenta e o detalhamento dos seus componentes. Na quebra de um componente da ferramenta, o tempo gasto para sua manutenção se torna muito maior, necessitando de um técnico para confeccionar um desenho a partir dos pedaços da peça quebrada e, posteriormente, a fabricação da peça em questão. Observando-se, do mesmo modo, que a carepa proveniente da laminação adere aos punções e matrizes no processo de conformação, e partindo do pressuposto que a determinada carepa é um material abrasivo, pode-se chegar à conclusão que há possibilidade desta ser a causadora dos desgastes prematuros das ferramentas.
60 Ferramentas pouco robustas são outros problemas relacionados a projeto, que permitem que ferramentas sofram grandes números de paradas por quebra, sendo a causa, não resistir aos esforços de trabalho. Um exemplo comum são ferramentas que possuem apenas duas colunas de guias. Estas ferramentas normalmente apresentam quebras com freqüência maior que ferramentas guiadas por quatro colunas. Como exemplo, pode-se observar na FIGURA 22, uma ferramenta construída com apenas duas colunas. FIGURA 22 - FERRAMENTAS COM DUAS COLUNAS DE GUIA
FONTE: OS AUTORES
61 3.2.1.2 Departamento da produção Setor responsável pelo planejamento e controle produtivo de toda a empresa, este setor responde, ainda, por encaminhar ordens de manutenção de todo e qualquer equipamento que apresente problema. Alguns dos problemas abordados neste trabalho estarão descritos a seguir: 3.2.1.2.1 Falta de procedimentos Atualmente, alguns conhecimentos de operações internas, dependem de pessoas, não havendo procedimentos que permitam a qualquer operador entender e executar tal atividade. Faltam instruções operacionais para produtos que possuem complexidades maiores, deixando dúvidas pertinentes à operação, aos colaboradores da área. Não existe um registro dos problemas que acontecem diariamente nos postos de trabalho. Foi percebida a repetição de alguns problemas, que não se ataca a causa raiz, porém o mesmo problema volta a se repetir. 3.2.1.2.2 Máquinas Foi constatado que, para algumas prensas, faltam equipamentos manuais adequados para sua preparação no setup, o quê, muita vezes, danifica as ferramentas de conformação. Foi constatado, também, que calços utilizados para alinhar as ferramentas, em alguns casos, não possuem a mesma dimensão, ocasionando o desalinhamento das máquinas e ferramentas de conformação. 3.2.1.2.3 Mão-de-obra Foram constatados funcionários com pouca experiência e sem treinamento, operando equipamentos. Observou-se, também, em alguns turnos, a falta de preparadores no setor de conformação. A falta de treinamentos para os operadores, que
62 muitas vezes não possuem experiência no ramo de conformação mecânica, gera dúvidas nas diversas operações realizadas nas prensas, e isso pode causar quebra de ferramentas, acarretando, conseqüentemente, acidentes de trabalho. 3.2.1.2.4 Matéria-prima A matéria-prima utilizada para conformação, são chapas metálicas e tubos. Constatou-se que problemas no armazenamento e transportes inadequados geram deformações nessa matéria-prima proporcionando complicações nas operações que utilizam ferramentas de conformação. 3.2.1.2.5 Problemas logísticos Existem problemas no armazenamento de chapas, muitas vezes perdendo a identificação do material. A falta de etiquetas gera dúvidas na identificação, podendo acarretar troca dos materiais com mesma espessura e diferentes propriedades de resistência mecânica. Este problema, além das ferramentas, afeta o cliente final. 3.2.1.2.6 Falta de qualidade dos produtos Baixas qualidades de produtos estampados geram re-trabalhos por existência de rebarbas, considerando que algumas peças precisam ser calibradas, sendo que a operação anterior poderia proporcionar o dimensional correto. Falta de poka yoke possibilita a fabricação errada de peças, re-trabalhos e problemas no cotidiano das ferramentas, ocasionando atraso nas entregas. 3.2.1.3 Departamento de manutenção No contexto abordado, o setor de manutenção está dividido em setor de manutenção de ferramentas de conformação e setor de manutenção de máquinas. O
63 sistema de manutenção aplicada na empresa é a corretiva. Um dos problemas percebidos é a falta de abertura e controle de ordens de serviços, que dificulta o conhecimento de ferramentas e máquinas que apresentam maiores problemas. Esta falta de controle prejudica, também, o conhecimento do desempenho de cada funcionário no setor de manutenção, não sabendo o que cada um produz dentro da empresa. Não tendo o histórico dos ferramentais ou máquinas, não se tem valores estatísticos, tornando-se difícil a tomada de decisões para fins de solução de problemas que estão prejudicando o desempenho da empresa. Não existe um líder no setor da ferramentaria ou manutenção, causa geradora de conflitos internos de idéias, quando necessária a tomada de decisões. Também acontece de funcionários pouco experientes terem a responsabilidade de solucionar problemas em equipamentos que requerem um conhecimento mais aprofundado. 3.2.1.3.1 Máquinas empenadas A má utilização e a falta de manutenção das máquinas contribuem para as prensas apresentarem empenamentos, onde mesas de fixação desalinham seu paralelismo em relação ao martelo da prensa. O problema apresentado desalinha a ferramenta e pode gerar a sua quebra. A FIGURA 23 ilustra uma prensa que quebrou a ferramenta instalada por apresentar desalinhamento do martelo em relação à mesa fixa. Este empenamento foi de, aproximadamente, 3 mm. Quando a manutenção corretiva executou o reparo, constatou também um desgaste nas colunas guia do martelo.
64 FIGURA 23 - PRENSA DE 150 TONELADAS COM A MESA DESALINHADA
FONTE: OS AUTORES
65 3.2.1.3.2 Desgaste das colunas das máquinas Por falta de uma manutenção preditiva, as colunas das prensas apresentam desgaste. Esse desgaste origina folga no martelo e gera desalinhamento na ferramenta. Essa situação de folga pode quebrar punções e empenar a ferramenta. A prensa da FIGURA 23 apresentou desgaste nas colunas, este detectado na manutenção corretiva que abordava o desalinhamento do martelo em relação à mesa. 3.2.2 Definição dos problemas a tratar através do diagrama de Pareto Para definir os pontos mais críticos e atacar as causas raízes, é importante definir o que representa maior custo para empresa, que é a parada de uma linha de montagem do cliente. Através da experiência dos funcionários da empresa, os problemas que geram maiores custos atualmente, em ordem decrescente são: - Departamento de manutenção; - Departamento de engenharia; - Departamento de produção. O GRÁFICO 7 representa os setores responsáveis por despesas adicionais como, gastos de horas extras, produtos segregados, custos de manutenção e fretes aéreos, que tem como causa raiz, problemas na manutenção corretiva, que param a produção e segregam peças. Problemas de projetos que dificultam a manutenção e atrasam sua entrega para a produção, e por fim, erros cometidos na produção que param de forma não programada a linha de produção. Se por algum motivo não entregar peças para montadora e a mesma parar sua linha de montagem, o valor de sua multa será exponencialmente superior a todos os custos internos da empresa. Exemplo: a produção de um lote de 5000 peças de um componente dobrado é segregada, devido a um empenamento que o ferramental ocasionou no produto por falta de manutenção preditiva. É preciso arrumar imediatamente esta ferramenta e produzir-se um novo lote para que o cliente não seja afetado.
66 GRÁFICO 7 - DIAGRAMA DE PARETO
FONTE: OS AUTORES
Com base no diagrama de Pareto ilustrado no GRÁFICO 7, estimou-se que o maior custo, está relacionado ao departamento de manutenção, sendo este problema, decorrente da inexistência de manutenção preditiva, que provoca a deteriorização das ferramentas e bloqueia a produção em momentos imprevistos, atrasando toda a programação do planejamento. Na seqüência, estão os custos relacionados a projetos, que também em momentos inesperados, geram problemas nas ferramentas e param a produção. Custos relacionados a problemas gerados pelo departamento da produção, representam um valor pouco significativo em relação aos dois primeiros.
67
4 TRATATIVA DOS PROBLEMAS Nesta etapa, serão apresentadas possíveis soluções para os problemas mostrados no capitulo 3, sendo que, baseando-se no resultado do diagrama de Pareto, serão priorizados os problemas de manutenção, por representarem 70% de todo o custo referente a gastos adicionais decorrentes de problemas no processo produtivo, seguido do setor de engenharia que representa 20% destes mesmos custos. E por fim serão tratados os problemas inerentes ao setor produtivo, cujos custos são de menor relevância. 4.1 MANUTENÇÃO A atividade de manutenção precisa deixar de ser apenas eficiente para se tornar eficaz; ou seja, não basta, apenas, reparar o equipamento ou instalação tão rápido quanto possível, mas, principalmente, é preciso manter a função do equipamento disponível para a operação, evitar a falha do equipamento e reduzir os riscos de uma parada de produção não planejada. Há bem pouco tempo, o conceito predominante era de que a missão da manutenção era a de restabelecer as condições originais dos equipamentos e/ou sistemas. Hoje, a missão da manutenção é: garantir a disponibilidade da função dos equipamentos e instalações de modo a atender a um processo de produção e a preservação do meio ambiente, com confiabilidade, segurança e custos adequados. O aumento da disponibilidade, da confiabilidade, da qualidade do atendimento, da segurança e da redução de custos passa, necessariamente, pela redução da demanda de serviços, que tem as seguintes causas básicas: - Qualidade da manutenção: a falta de qualidade na manutenção provoca o “retrabalho”, que nada mais é do que uma falha prematura. Mostrando todo o fracasso da manutenção e a frustração do cliente, além das perdas de produção daí decorrentes.
68 - Qualidade da operação: do mesmo modo, sua falta de qualidade provoca uma falha prematura, não por uma questão da qualidade intrínseca do equipamento / sistema, mas por uma ação operacional incorreta. Também aqui a conseqüência imediata é a perda de produção. - Qualidade da instalação e problemas crônicos: existem problemas que são decorrentes da qualidade não adequada do projeto da instalação e do próprio equipamento. Devido ao conceito ultrapassado de manutenção, onde se trabalha no sentido de restabelecer as condições dos equipamentos e sistemas, deixa-se de lado a busca da causa básica dos problemas e, com isto, da-se uma solução definitiva que evite a repetição da falha. - Serviços desnecessários: isto muitas vezes acontece em função da aplicação exagerada da manutenção preventiva devido à insegurança da manutenção, pelo excesso de falhas, elevando desta forma o custo da manutenção. O sistema de manutenção praticado atualmente na empresa é o de manutenção corretiva, tendo seu funcionamento baseado na correção de problemas após a detecção da falha. Como conseqüência, a grande maioria das solicitações de intervenção de manutenção, ocorre quando a produção precisa produzir um lote de peças, que possui um tempo programado para estar sendo processada com estas ferramentas, e terá outras operações em trabalhos subseqüentes. A conseqüência desse tipo de manutenção é a incidência de atrasos na conclusão dos lotes programados, o que gera trabalhos adicionais (horas extras) e muitas vezes, o problema se agrava, por diversas ferramentas de grande complexidade danificarem-se ao mesmo tempo, na qual a manutenção não terá carga horária hábil para solucionar os problemas em tempo hábil. Uma alternativa para minimizar os problemas de manutenção, poderia ser o sistema de manutenção preventiva. Como característica desta manutenção, é a substituição programada de componentes, não sendo analisado se o mesmo está no momento exato para sua substituição. Alguns destes componentes têm seu custo muito elevado, não sendo viável a substituição em tempo inadequado. O sistema mais adequado será a manutenção preditiva, onde após a produção de cada lote de peças, deve-se inspecionar a ferramenta e decidir-se a necessidade de
69 uma manutenção, para que o próximo lote não venha a ter problemas em função de falhas na ferramenta. Estabelecer também um plano de inspeção periódica das máquinas para garantir que estas não apresentem falhas imprevistas. Foi adotado este tipo de manutenção, pelo fato da grande incidência de paradas nos lotes de produção. Analisando essas paradas, percebem-se problemas como: - A primeira peça na liberação do lote foi inspecionada e rejeitada pelo setor da qualidade em função de um problema dimensional na mesma; - Na liberação de um lote, a peça estampada apresenta rebarbas; - Na liberação de um lote, percebe-se que o carimbo impresso na peça apresenta algum tipo de imperfeição; - No decorrer de um lote de produção, descobre-se variação no dimensional do produto em função de uma folga existente na máquina; - No decorrer do lote que está sendo produzido, a ferramenta quebra, entre outros. Para tanto, é necessário o levantamento detalhado de todas as máquinas existentes na fábrica e as atuais condições de trabalho de cada uma. Possuindo estas informações, poder-se-á implantar um sistema de registro, com a finalidade de obtenção de um histórico, tendo deste ponto em diante, um acompanhamento da manutenção com os registros e gastos realizados em cada ferramenta ou máquina. A organização da manutenção era conceituada, até há pouco tempo, como planejamento e administração dos recursos (pessoal, sobressalentes e equipamentos) para adequação à carga de trabalho esperada. Essas atividades fazem parte da organização da manutenção, mas a conceituação tornou-se mais ampla, como descrito a seguir: - A organização da manutenção de qualquer empresa deve estar voltada para a gerência e a solução dos problemas na produção, de modo que a empresa seja competitiva no mercado; - A manutenção é uma atividade estruturada da empresa, integrada às demais atividades, que fornece soluções buscando maximizar os resultados.
70 É fundamental a existência de um sistema de controle da manutenção na fábrica. Ele permitirá, entre outras coisas, identificar claramente: - Quais serviços serão feitos; - Quando os serviços serão feitos; - Que recursos serão necessários para a execução dos serviços; - Quanto tempo será gasto em cada serviço; - Qual será o custo de cada serviço, custo por unidade e custo global; - Quais materiais serão aplicados; - Que máquinas, dispositivos e ferramentas serão necessárias; - Registro para consolidação do histórico e alimentação de sistemas especializados; - Priorização adequada dos trabalhos. Atualmente é indispensável a necessidade de um software de gerenciamento de manutenção. É possível encontrar no mercado uma ampla gama de softwares que atendem desde a manutenção de uma pequena fábrica, que possua um quadro de 20 funcionários, até sistemas bastante sofisticados para atender a grandes empresas. A variação de preço é proporcional à sofisticação do software, encontrando-se softwares a partir de US$ 3.000. 4.2 ENGENHARIA Para os problemas apresentados referentes a projetos, os quais dificultam o tempo e aumentam os custos de manutenção das ferramentas, a ação tomada será a exigência de uma análise mais detalhada no projeto da ferramenta. Para tanto, será estabelecido como ferramenta de qualidade, a “FMEA de projeto”, tendo como objetivo: - Diminuição da probabilidade de falhas em projetos de novas ferramentas; - Diminuição da probabilidade de falhas que ainda não tenhão ocorrido, ou seja, falhas potenciais; - Aumento da confiabilidade das ferramentas.
71 Existe a possibilidade também, de aplicar a FMEA para ferramentas já existentes, objetivando encontrar os problemas, e negociar com os clientes, uma reforma dos ferramentais, corrigindo-se problemas indicados pela FMEA. 4.2.1 Funcionamento Um grupo de profissionais voltados à área de ferramentas de conformação, detecta as causas de falhas que serão pertinentes a problemas de projeto. Este grupo será formado como mostra o anexo 2, e as falhas são classificadas pelo modo que podem ocorrer, o efeito que causam sobre a ferramenta, e a causa de cada efeito. Após o processo de detecção dos problemas, será feita uma análise quanto à probabilidade de ocorrência, à severidade e a probabilidade de detecção. A avaliação é marcada em um formulário, como exemplo o da FIGURA 24. FIGURA 24 - FORMULÁRIO PARA FMEA DE PROJETO
FONTE: OS AUTORES
72 4.2.2 Tabela de pontuação dos índices As tabelas 3, 4, 5 e 6 apresentam os valores dos índices como critério de avaliação para probabilidades de ocorrência, gravidade, detecção e risco que devem ser considerados na aplicação da FMEA. TABELA 3 - PROBABILIDADE DE OCORRÊNCIA
FONTE: BUREAU VERITAS DO BRASIL TABELA 4 - PROBABILIDADE DE GRAVIDADE
FONTE: BUREAU VERITAS DO BRASIL
73 TABELA 5 - PROBABILIDADE DE DETECÇÃO
FONTE: BUREAU VERITAS DO BRASIL TABELA 6 - RISCOS
FONTE: BUREAU VERITAS DO BRASIL
Como exemplo piloto, será simulado a FMEA de projeto para verificar se um erro cometido em uma ferramenta que quebrou, seria detectado ainda no projeto. Esta ferramenta possuía o carimbo posicionado avançado em relação aos limitadores de curso. Na preparação da ferramenta para o try out , o carimbo colidiu contra a matriz, que acabou quebrando. A FIGURA 25 mostra uma foto da matriz danificada.
74 FIGURA 25 - FERRAMENTA QUEBRADA
FONTE: OS AUTORES
O anexo 3 mostra a aplicação da FMEA de projetos para o projeto da ferramenta mostrada na FIGURA 25, e o que teria acontecido se a FMEA fosse aplicada antes da construção da ferramenta. 4.3 PRODUÇÃO 4.3.1 Procedimentos e falta de ferramentas manuais para preparação das máquinas Há necessidade de o setor produtivo identificar, elaborar e implementar os procedimentos faltantes para a correta operação das máquinas. Bem como, dispor um procedimento de ferramentas manuais, que permitam aos operadores das máquinas a informação da correta preparação das mesmas.
75
4.3.2 Mão-de-obra Elaborar procedimentos que especifiquem os treinamentos que precisem ser efetuados aos funcionários, bem como a freqüência que estes treinamentos devem ser reaplicados. Preparar testes que serão ministrados aos colaboradores com o intuito de avaliar seus conhecimentos e indicar onde se devem focar os treinamentos. 4.3.3 Problemas logísticos A estratégia tomada para resolver o problema de falta de identificação será a aplicação da ferramenta de qualidade 5S. Inicialmente, será verificado se algum material está estocado e não tem utilização, então será negociada a venda deste material. O segundo passo será aplicar o conceito de ordenação, onde os materiais serão classificados por espessura, comprimento, largura, tipo de aço, etc. Para finalizar, a identificação dos materiais necessitará de uma etiqueta que não desprenda do utilitário.
76
5 CONCLUSÃO Após estudo detalhado das ferramentas da qualidade e aplicação das mesmas nos problemas levantados na empresa em questão, ficou evidente o ganho para a empresa no investimento nessas ferramentas e na maior qualificação de seu pessoal, através do retorno com ganho quase que imediato devido a diminuição dos desperdícios e aumento na produtividade. Observamos no desenrolar do trabalho (Gráfico de Pareto) que muitos componentes que estavam com custo superior ao que deveriam, agora serão reduzidos e revertidos em maior lucratividade para empresa ou diminuição do custo para o cliente final trazendo mesmo assim maior competitividade para a empresa. Ficaram nítidas também, as vantagens da aplicação do ciclo “PDCA” na estrutura organizacional da empresa onde verificamos que o simples fato de se abordar os problemas com técnica e metodologia onde haja disposição do pessoal em participar do processo de melhoria sem criar barreiras a mudanças e inovações, os resultados são sensíveis e rápidos. Observamos ainda que a aplicação das ferramentas FMEA no depto. Projeto, criação de procedimentos operacionais na produção e qualificação dos operadores, aplicação do “5S” no estoque de material e ferramentais, e ainda introdução de manutenção preventiva e principalmente a preditiva na ferramentaria com a introdução de software de controle desse processo, quase não devem ser considerados investimentos, pois o “pay back” é tão rápido que demonstra ser inevitável sua aplicação em qualquer estrutura industrial moderna. Salientamos também o relevante aprendizado que este trabalhou nos propiciou na aplicação dessas ferramentas gerenciais desenvolvidas inicialmente somente a nível acadêmico e agora aplicadas na vida profissional, mostrando-nos o quanto o campo da engenharia tem se desenvolvido e diversificado, agregando valor significativo aos produtos desenvolvidos em nossa área.
77
GLOSSÁRIO Blank: Chapa cortada normalmente em formato retangular no tamanho correto para ser utilizado no processo de estampagem. Brain storming: Tempestade de idéias. Reunião de um grupo de pessoas para expor idéias sobre um determinado assunto. Pay back: Retorno do investimento. Poka Yoke: Dispositivo utilizado para impedir a fabricação de peças com defeito. Rebarba: Aresta proveniente do corte com facas mau reguladas, esmagando o material a ser cortado formando gumes que podem ferir os usuários ou prejudicar a funcionalidade da peça. Setup: Termo utilizado na indústria metalúrgica referente ao tempo de preparação de uma máquina para posterior produção. Try out: Palavra utilizada para expressar testes realizados em ferramentas novas. Withworth: Rosca modelo americano.
78
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AFFONSO, Luiz Otávio Amaral. Equipamentos Mecânicos: Análise de falhas e solução de problemas. 1. ed. Rio de Janeiro: Qualitymark, 2002. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR-5906: informação e documentação: referência – elaboração. Rio de Janeiro, 1984. BRASSARD, M. Qualidade ferramentas para uma melhoria contínua. Rio de Janeiro: Qualitymark, 2000. BUREAU, Veritas do Brasil. FMEA. 3 ed. São Paulo: Abr. 2003. CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia Mecânica. Vol. II 2. ed. São Paulo: Copyright, 1986. FARIA, José Geraldo de Aguiar. Administração da manutenção. 1. ed. São Paulo: Edgard Blücher LTDA, 1994. KARDEC, Alan e Nascif, Júlio. Manutenção Função Estratégica. 1. ed. Rio de Janeiro: Qualitymark, 1999. KONINCK, J. de e Gutter, D. Manual do Ferramenteiro. 1 ed. São Paulo: Mestre Jou, 1962. MECÂNICA, Telecurso 2000 módulo de metrologia. ed. Globo, 2000. PROVENZA, Francesco. Estampos. Vol. I. 1. ed. São Paulo: F. Provenza, 1976. PROVENZA, Francesco. Estampos. Vol. II. 1. ed. São Paulo: F. Provenza, 1976. PROVENZA, Francesco. Estampos. Vol. III. 1. ed. São Paulo: F. Provenza, 1976. VIANA, Herbert Ricardo Garcia. Planejamento e controle da Manutenção. 1. ed. Rio de Janeiro: Qualitymark, 2002. WERKEMA, Maria Cristina Catarino. As ferramentas da qualidade no gerenciamento de processos. Vol. 1, 2 e 11. ed. Sografe, 1995. AMERICAS. Produtos [on line], Brasil. Disponível: http://www.americanas.com.br [capturado em 12 abr. 2006]. CONSULTORIA. Afam consultoria. [on line], Brasil. http://www.afamconsultoria.com.br [caputado em 20 ago. 2006].
Disponível:
79
CULTURABRASIL. Revolução Industrial. [on line], Brasil. Disponível: http://www.culturabrasil.pro.br/revolução industrial.htm. [capturado em 10 de abr. 2006]. FORJAMEDIEVAL. Forja medieval [on line], Brasil. Disponível: http://www.forjamedieval.com.br/armas.htm [capturado em: 20 ago. 2006]. GERMAQ. [on line], Prensas hidráulicas http://www.germaq.com.br [capturado em: 12 abr. 2006]. VIPNET. Consultores empresariais [on http://www.vipnet.pt/ [capturado em 12 abr. 2006].
line],
Brasil.
Disponível:
Portugal.
Disponível:
80
APÊNDICE APÊNDICE 1 - FMEA DE PROCESSO
81
APÊNDICE 2 - PARTICIPANTES DA FMEA
•
Projetista da ferramenta;
•
Responsável pela produção (Empresa contratada);
•
Responsável qualidade (Empresa contratante);
•
Engenheiro de processos (Empresa contratante);
•
Responsável pela manutenção das ferramentas (Empresa contratante)
•
Engenheiro – qualidade (Empresa contratante).
