Apostila confiabilidade de sistemas -Prof.Carlos Vitorino.pdf

FEAMIIG - Faculdade FEAM Faculdade de Engenhari E ngenharia a de Minas M inas Gerais

Curso de Pós Graduação em Engenharia da Qualidade – Formaçã ação

de Black ack Be Belts lts

Instrutor – Carlos Márcio Vitorino, M.Sc

3ª Turma, Junho 2010

PÓS-GRADUAÇÃO PÓS-GR ADUAÇÃO EM ENGENHARIA ENGENHARIA DA QUALIDADE

CONFIABILIDADE E EFETIVIDADE DE SISTEMAS



Todos os direitos em relação ao design deste material didático são reservados à FEAMIG – Faculdade de Engenharia de Minas Gerais. Todos os direitos quanto ao conteúdo deste material didático são reservados ao autor.

Vitorino, Carlos Márcio Vitorino, 1955

Confiabilidade e Efetividade de Sistemas, 3. ed. Belo Horizonte. Curso de Pós Graduação em Engenharia da Qualidade – Formação de Black Belts

1. Aspectos da disponibilidade, disponibilidade, confiabilidade e manutenibilidade 2. Confiabilidade Confiabilidade 3. Modelos probabilísticos mais comuns no estudo da confiabilidade 4. Confiabilidade de sistemas – blocos de confiabilidade confiabilidade 5. Manutenibilidade Manutenibilidade 6. FMEA 7. Estratégias de manutenção .

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PROF. CARLOS MÁRCIO VITORINO

PÓS-GRADUAÇÃO PÓS-G RADUAÇÃO EM ENGENHARIA ENGENHARIA DA QUALIDADE


Sumário PROGRAMA PROGRAMA DA DISCIPLINA DISCIPLINA .......................................................................................................................3 .......................................................................................................................3 Ementa................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... .........................3 Carga horária total ................................................................................................................................. ...........................3 Objetivos .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. ........... .........................3 ..............3 Conteúdo programático ........................................................................................................... .........................3 Metodologia Metodolo gia ........................................................................................... ............................................................................................................................. .................................. .........................3 Critérios de avaliação .............................................................................................................. .........................3 Bibliografia recomendada recomendada ........................................................................................................ ........................................................................................................ .............. .........................3 ...........3 Curriculum resumido do professor........................................................................................... .........................5 CAPÍTULO 1: ASPECTOS ASPECTOS DA DISPONIBILIDADE, DISPONIBILIDADE, CONFIABILIDADE E MANUTENIBILIDADE ......................................................................................................................................6 1.1 - Introdução............................................................ Introdução................................................................................................................................................6 ....................................................................................6 1.2 – Conceitos preliminares................................................................................... preliminares.............................................................................................................................7 ..........................................7 CAPÍTULO 2: MANUTENIBILIDADE .............................................................................................................10 2.1 – Introdução...............................................................................................................................................10 2.2 – Medição da manutenibilidade..................................................................................................................10 manutenibilidade..................................................................................................................10 CAPÍTULO 3: ESTRATÉGIAS DE MANUTENÇÃO .....................................................................................15 3.1 – Introdução...............................................................................................................................................15 3.2 – Evolução da manutenção.......................................................................................................................15 3.3 – Estratégias de manutenção............................................................................. manutenção....................................................................................................................19 .......................................19 3.4 – Gestão estratégica da manutenção........................................................................................................25 maintenance – TPM...........................................………………………….….......………26 3.5 – Total productive maintenance 3.6 – Manutenção centrada na confiabilidade..................................................................................................28 confiabilidade..................................................................................................28 CAPÍTULO 4: CONFIABILIDADE ..................................................................................................................34 4.1 – Conceitos preliminares.............................................................. preliminares...........................................................................................................................34 .............................................................34 4.2 – Confiabilidade..........................................................................................................................................34 4.3 – Outras características relacionadas à confiabilidade .............................................................................37 CAPÍTULO 5: MODELOS PROBABILÍSTICOS MAIS COMUNS NO ESTUDO DA CONFIABILIDADE .....42 5.1 – Introdução...............................................................................................................................................42 5.2 – Distribuição Exponencial Negativa.........................................................................................................42 5.3 – Distribuição Lognormal.................................................................................... Lognormal...........................................................................................................................44 .......................................44 5.4 – Distribuição de Weilbull............................................................. Weilbull..........................................................................................................................46 .............................................................46 CAPÍTULO 6: BLOCOS DE CONFIABILIDADE ............................................................................................51 6.1 – Introdução...............................................................................................................................................51 6.2 – Configuração em série................................................................ série............................................................................................................................51 ............................................................51 6.3 – Configuração em paralelo.............................................................................................. paralelo.......................................................................................................................52 .........................52 6.4 – Combinação de sistemas paralelo e série..............................................................................................54 série............................................................................. .................54 CAPÍTULO 7: INTERVALOS DE CONFIANÇA E LIMITES .........................................................................56 7.1 – Introdução...............................................................................................................................................56 7.2 – Tipos de ensaio.......................................................................................................................................56 7.3 – Limite para confiabilidade..................................................................................................... confiabilidade........................................................................................................................58 ...................58 7.4 – Tamanho da amostra............................................................... amostra..............................................................................................................................58 ...............................................................58 CAPÍTULO 8: FMEA .......................................................................................................................................61 8.1 – Introdução...............................................................................................................................................61 8.2 – Roteiro de aplicação da FMEA para para processos .....................................................................................62 ............................................................... ......................62 SLIDES APRESENTADOS.............................................................................................................................68

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PROGRAMA PROGRAMA DA DISCIPLINA DISCIPLINA Ementa Aspectos da disponibilidade, disponibilidade, confiabilidade e manutenibilidade. manutenibilidade. Confiabilidade. Modelos probabilísticos probabilísticos mais comuns no estudo da confiabilidade. confiabilidade. Confiabilidade de sistemas – blocos de confiabilidade. confiabilidade. Manutenibilidade. FMEA. Estratégias de manutenção Carga Carga hor ária total 30 horas/aula Objetivos 1. Apresentar e discutir os conceitos e ferramentas da manutenibilidade e confiabilidade confiabilidade de sistemas; 2. Compreender os aspectos da disponibilidade e seus impactos na gestão da manutenção; 3. Tornar os alunos aptos ao uso das ferramentas da confiabilidade no seu dia-a-dia. Conteúdo programático Introdução aos aspectos da confiabilidade, disponibilidade e manutenibilidade de sistemas. A confiabilidade confiabilidade de sistemas. Métodos de medição da confiabilidade. confiabilidade. Avaliação e cálculo de taxas de falhas. Avaliação de modelos estatísticos relacionados à confiabilidade. Avaliação de modelos estatísticos relacionados à manutenibilidade de sistemas. Técnicas de medição da disponibilidade disponibilidade de sistemas. Análise de falhas. FMEA. Estratégias de manutenção. Manutenção centrada na confiabilidade. Metodologia Aulas expositivas com auxílio de equipamentos audiovisuais, troca de experiências entre os participantes por meio de dinâmicas de grupos e realização de exercícios em sala de aula para aprendizagem aprendizagem e fixação da matéria. Visita técnica. Apresentação Apresentação de softwares para análise análise de confiabilidade. Critérios de avaliação avaliação Avaliação Modular individual – 20% dos pontos Avaliação Modular em grupo – 70% dos pontos Participação – 10% dos pontos Bibli ografia recomendada

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS manutenibilidade. Rio de Janeiro, 1994.

TÉCNICAS.

BRANCO FILHO, G. de Janeiro: ABRAMAN, 1996.

:

confiabilidade

e

. Rio 3

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. Michigan: SME, 2001.

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. Rio de Janeiro: CVRD, 2004.

FOGLIATO, Flávio S.; RIBEIRO, José Luis D. Confiabilidade e manutenção manutenção industrial. Rio de Janeiro: Elsevier, 2009

HELMAN, H.; ANDEREY, P. R .P. : aplicação dos métodos de FMEA e FTA. Belo Horizonte: Fundação Cristiano Ottoni, 1995. KARDEC, Alan; NASCIF, Julio. 1998. LAFRAIA,

João

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Barusso.

Manual

de

Confiabilidade,

Mantenabilidade

e

Disponibilidade. Rio Disponibilidade. Rio de Janeiro: Qualitymark, 2001.

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Westwer Europe: Springer, 1997. NOWLAN, F. S.; HEAP, H. F. Reliability centered maintenance. , USA, Report .AD/A066-579, 1978. NUNES, ENON L. : análise da implantação em uma sistemática de manutenção preventiva. 2001. 146 p. Dissertação. (Mestrado em Engenharia da Produção). UFSC. Florianópolis, 2001. O´CONNOR, P. D. T.

. New York: John Wiley & Sons, 1998.

PETER, CELSO R.

. Belo Horizonte: Micromos, 2004.

PINTO, A. K.; XAVIER, J. A. N. Mark, 1998.

função estratégica. Rio de Janeiro: Quality

SMITH, A. M.

. California: McGraw-Hill, 1992.

XENOS, Harilaus G.

. Belo Horizonte: EDG, 1998.

Curriculum resumido do instrutor Carlos Carlos Márcio Vitorino

Formação •

•

Escolaridade Mestre em Tecnologia. Ênfase em Computer Integrated Manufacturing (CIM). Cefet-MG Formação escolar e acadêmica Administrador. Administrador. PUC Minas, 1980

At ivid iv idades ades Atuai At uaiss • Consultor empresarial independente, com experiência de 20 anos em empresas industriais, desenvolvendo trabalhos de consultoria e treinamento ligados ao projeto, operação e controle de sistemas industriais, em empresas como FIAT, V&M Tubes, Pentec, Nansen, Daytec, Compressores Junqueira, Junqueira, Comau, Stola, Iveco e ABC Algar, entre outras. • Professor em diversos diversos cursos de especialização especialização na PUC Minas, FEAD e Unipac. • Professor na graduação graduação presencial presencial e virtual virtual da PUC Minas.

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CAPÍTULO 1: ASPECTOS DA DISPONIBILIDADE, DISPONIBILIDADE, CONFIABIL IDADE E MANUTENIBILIDADE

O mundo globalizado de hoje exige das organizações postura competitiva como forma de sobrevivência e crescimento. Não basta as empresas buscarem continuamente a otimização de seus sistemas para se manter ou crescer nesse ambiente. O ambiente competitivo, para a maior parte das empresas, requer tanto inteligência estratégica quanto vigor de suas funções internas, entre as quais se destaca a gestão da confiabilidade e disponibilidade dos ativos da empresa. As decisões estratégicas sensatas são um pré-requisito do sucesso, mas, por si, insuficientes e, além do mais, não há garantia do sucesso no longo prazo. As organizações deveriam também ter uma visão estratégica de suas funções. Pensar e agir estrategicamente sobre o lado operacional é um reconhecimento de que a forma pela qual uma organização administra as suas funções tem significativo impacto sobre sua capacidade de proporcionar aquilo que significa sucesso no mercado globalizado, mercado que se caracteriza por mudanças contínuas. Nesse contexto, insere-se a função de confiabilidade e manutenção. Faz-se necessário o uso de sistemas de gerenciamento modernos. Esses sistemas incluem conceitos de disponibilidade, manutenibilidade, confiabilidade e o uso mais intensivo de métodos matemáticos e estatísticos para a tomada de decisão. Uma função de manutenção saudável dá força à operação da empresa. Contribui para que ela realize a sua missão e, talvez mais importante, proporciona mais versatilidade e flexibilidade nas operações. Uma função de manutenção doente, por outro lado, prejudicará o desempenho da empresa, não importando quão afiado seja seu direcionamento estratégico. A estratégia somente significa alguma coisa quando pode ser traduzida em ação operacional. A manutenção precisa de direcionamento estratégico, como as demais funções da organização, caso se espere que seu potencial de competitividade seja completamente realizado. A Cia Vale do Rio Doce, como exemplo, estabeleceu a visão e a missão da função de manutenção, descritas a seguir:

“Ser considerada referência pelos resultados da gestão da manutenção, reconhecida pela excelência de suas práticas e papel estratégico desempenhado para o sucesso da CVRD, até 2008.

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Garantir a disponibilidade dos equipamentos e instalações, com retorno atrativo para a CVRD. Controlar, através de ações sistêmicas, perfis de perdas, os riscos de acidentes e os aspectos ambientais. do desempenho da função dos equipamentos e instalações, através de métodos e técnicas Classe Mundial.

Tudo o que é adquirido é fruto de uma necessidade. É adquirido para ser usado e para satisfazer tal necessidade. Portanto, a aquisição de um objeto qualquer atende a uma determinada necessidade, seja a produção de um bem ou a prestação de um serviço. Como a necessidade não é pontual, esse objeto deve atendê-la continuamente, isto é, a função está indissoluvelmente associada à função . Esse objeto tem, portanto, uma que será cumprida segundo certas imposições ou requisitos operacionais. O cumprimento dessa missão exige, portanto, o conceito de manutenção, que terá como objetivo manter o objeto cumprindo sua finalidade. Para tornar mais fácil o entendimento, são usados alguns conceitos que podem ser igualmente compreensíveis. Suponha uma unidade ferroviária que adquire uma locomotiva para manobra de vagões em pátios e ramais ferroviários. A da locomotiva está, portanto, definida: realizar atividades de manobra. Essa locomotiva deverá atender alguns requisitos, como ter motores de tração ligados em paralelo, cabina do operador isolada à prova de som, potência de 300 HP, no mínimo, e peso máximo de 50 toneladas, dentre outros. Esses são os s da locomotiva ou características de desempenho desejadas. O gerente da unidade ferroviária provavelmente gostaria que a locomotiva funcionasse sempre de forma perfeita, não incorrendo em qualquer custo para mantê-la funcionando. Mas ele sabe que isso é impossível, pois periodicamente deverá revisar o sistema de freios, regular motor, etc. Assim, ele aceita que a locomotiva fique parada, mensalmente, ou a cada n quilômetros percorridos, durante quatro dias para essas . O gerente sabe também que casos não previstos ocorrerão durante as operações no pátio, tais como: perda de tração, motor quente, vazamento de óleo combustível, ocasião em que deverá parar a locomotiva para corrigir as . Ele estima dois dias para resolver os problemas decorrentes dessas situações. Assim, a locomotiva não estará FEAMIG


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, em média, seis dias por mês. O ciclo básico de funcionamento da locomotiva é, portanto, 30-6, em dias. No momento de adquirir a locomotiva, o gerente escolherá, dentre os vários modelos oferecidos pelo mercado, aquele que apresentar as características que mais convêm à missão de realizar atividades de manobra. O primeiro parâmetro estabelecido pelo gerente da unidade ferroviária foi a , no caso, de 80%. Assim, ele espera que a locomotiva, de cada 100 manobras que fizer, realizará a sua missão em 80 delas. Ou de outra forma, espera-se que a locomotiva esteja disponível, para quando dela o gerente precisar, nas condições operacionais estabelecidas, 80 vezes em cada 100. Com esses dados, o gerente estima que a locomotiva, em seu ciclo de vida, estará impedida de fazer as manobras 20% das vezes em que for solicitada. Será que, se o gerente da unidade mudasse para outra marca de locomotiva, de maior confiabilidade, ele poderia aumentar essa disponibilidade? Sim, porque a

é função de dois outros parâmetros: e . O primeiro parâmetro é associado ao projeto da locomotiva, e o segundo, associado aos aspectos de custos e de manutenção. Provavelmente, essa outra marca custaria mais caro. Quanto maior a Confiabilidade, maior a Disponibilidade. Se a locomotiva apresentasse uma confiabilidade de 100%, não ocorreriam falhas e nem haveria necessidade de fazer manutenções preventivas, ou seja, não haveria necessidade de Manutenibilidade. Mas mesmo assim, ainda seriam necessárias pequenas paradas para serviços, como uma limpeza da locomotiva, e não haveria uma Disponibilidade de 100%. Além do mais, confiabilidade de 100% presume uma relação de tempo de funcionamento e tempo entre falhas de 0 (zero), e isso só pode acontecer se o tempo de funcionamento for igual a zero, ou o tempo entre falhas infinito, o que inviabiliza o cumprimento da missão da locomotiva. Como no estudo quantitativo dos parâmetros citados, deve ser usada alguma distribuição teórica de probabilidade para representar os tempos entre falhas ( para itens reparáveis) ou tempos até a falha (para itens não reparáveis), então não haverá confiabilidade de 100%. Se não pode haver a confiabilidade de 100%, em função do modelo adotado, conseqüentemente a disponibilidade de 100% também não poderá ser atingida, o que, intuitivamente, já era previsto. 8

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O segundo parâmetro, a Manutenibilidade, é a facilidade de restaurar ou manter a locomotiva em funcionamento. Quanto maior a Manutenibilidade, maior será a contribuição para a Disponibilidade. Pressupõe-se um custo mais elevado para ter mais manutenibilidade. O gerente deseja que a sua locomotiva atenda sua missão com o máximo desempenho, mas sabe que incorrerá em custos para tê-la naquele estado. Surge aí uma relação custo-benefício. Se o gerente da unidade ferroviária fosse o responsável pelo projeto da locomotiva desde o início, provavelmente ele estaria influenciando o desenvolvimento do projeto o tempo todo, através de um apoio logístico integrado, o qual consideraria uma análise sobre planejamento da manutenção, planejamento dos recursos humanos, abastecimento, equipamentos de apoio e de teste, documentação técnica, recursos de software , manuseio, transporte, instalações, confiabilidade e manutenibilidade. Claro que alguns desses elementos já haviam sido considerados por quem desenvolveu o projeto da locomotiva. Tendo em vista esses aspectos, podemos agora definir os conceitos fundamentais na efetividade de sistema.

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A manutenibilidade pode ser definida, qualitativamente, como a facilidade com que um item pode ser corrigido, adaptado e/ou aumentado. É uma característica de uma instalação ou equipamento, que permite um maior ou menor grau de facilidade na execução dos serviços de manutenção. O projeto deve sempre prever acesso e facilidades para a manutenção. O aumento da dificuldade e, em conseqüência, o aumento do tempo despendido nas tarefas, compromete a produção ou o serviço prestado, a competitividade da empresa e o desempenho e conforto dos mantenedores. Além do projeto, o lay-out do do processo e a instalação do equipamento devem considerar os aspectos da manutenibilidade. É comum deparar-se com situações de extrema dificuldade para execução dos serviços de manutenção, mesmo em grandes empresas. O homem de manutenção deve ter uma participação efetiva em todas as fases, desde o nascimento até o start-up de uma instalação. Considerando que sempre é possível melhorar a manutenibilidade das instalações, algumas medidas devem ser observadas, como: • • • • •

Os equipamentos devem ser o mais simples possível, evitando regulagens e ajustes muito complexos após montagem; Treinamento do pessoal para conhecer os equipamentos e instalações com detalhes; Políticas de manutenção devem estar estabelecidas e serem do conhecimento de todos; Desenvolvimento e utilização de padrões de manutenção; Documentação técnica atualizada e disponível.

A manutenibilidade é um termo difícil de se quantificar. Esta dificuldade resulta do fato de que os tempos de execução das tarefas não são determinísticos. O elemento humano está presente nas diversas etapas do processo de manutenção, observando-se, conseqüentemente, uma grande variabilidade associada aos tempos. Assim, deve-se tomar cuidado, ao se fazer predições sobre tempos de reparos, quando a maior parte das tarefas for associada ao desempenho humano. 10

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A manutenibilidade pode ser avaliada indiretamente, ao considerar os atributos da atividade de manutenção que podem ser medidos. Abaixo, algumas métricas de manutenibilidade, que se relacionam ao esforço despendido durante a manutenção: • • • • • • • • •

Tempo de reconhecimento do problema Tempo de retardo administrativo Tempo de coleta de ferramentas de manutenção Tempo de análise do problema Tempo de correção ou modificação Tempo de testes locais Tempo de testes globais Tempo de revisão de manutenção Tempo de recuperação total

Essas métricas podem ser registradas sem grandes dificuldades. Tais dados podem proporcionar ao gestor uma indicação da eficácia de novas técnicas e ferramentas, eventualmente implementadas no processo de planejamento da manutenção.

Manutenibilidade é um índice associado a um item sob reparo. É a probabilidade de que um equipamento em falha será reparado dentro de um tempo "t", variável aleatória que representa o tempo de reparo. No caso dos tempos para reparo (TTR´s – Time To Repair ) serem exponencialmente distribuídos, com uma taxa de reparo (λ (λ), então:

m ( t )

=

λ e − λ t

M (t ) = 1 − e −λ t O valor esperado do tempo médio para reparo, chamado de MTTR MTTR (Mean Time To Repair ), ), é dado por: MTTR =

1 λ

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: Considere um item, que leva 4 min, em média, para ser consertado. Qual é a probabilidade que o conserto leve 2,5 min. MTTR = 4 min λ = 1/MTTR λ = ¼ = 0,25 reparos / min ou 15 reparos / h Para "t" igual ou menor a 2,5 min, a probabilidade é dada pela função Manutenibilidade, ou seja:

M (t ) = 1 − e −λ t

M (t ) = 1 − e 0 , 25⋅2 ,5 M (t ) = 0,535

Portanto, a probabilidade de que o reparo seja efetuado em 2,5 min ou menos, é de 53,5%. A distribuição exponencial negativa geralmente é utilizada para TTR´s de equipamentos eletrônicos, que requerem ajustes relativamente freqüentes e de curta duração ou que podem ser reparados via uma rápida operação de troca. No caso dos tempos para reparo TTR´s TTR´s seguirem uma distribuição Lognormal, com uma taxa de reparo (λ (λ), a função Manutenibilidade e o MTTR são dados por:

⎛ log e t − log e β ⎞ ⎟ α ⎝ ⎠

M (t ) = φ ⎜

ΜΤΤΡ

= β e e

⎛ α 2 ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ 2 ⎠

onde

t = Tempo para reparo. α = Parâmetro de forma. Fornece a variabilidade das equipes de manutenção. β = Parâmetro de escala. Fornece o desempenho das equipes de manutenção. φ = Distribuição normal padronizada. 12

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: Extraído de Eduardo de S. Seixas. A partir dos dados de tempo de reparo para as falhas do Circuito de Via Reed (equipamento utilizado em sinalização ferroviária), fornecidos pelas equipes de manutenção corretiva, os seguintes parâmetros da distribuição lognormal foram estimados e traçados, conforme mostra Figura 18. 18.

α = 0,9268

β = 1,8412

Figura 18 –Tempos para reparo de circuito de Via Reed

Após a análise da manutenibilidade, foram identificados diversos problemas que estavam conduzindo a altos tempos de reparo, tornando-se necessário modificar o sistema de manutenção. Como exemplo de problemas identificados, podem ser citados: • •

Devido ao treinamento inadequado para as equipes de manutenção, algumas falhas estavam conduzindo a tempos de reparo excessivamente altos. Os procedimentos de diagnose não estavam corretos na grande maioria dos reparos.

Conclusão O estudo para determinar a maneira precisa como os dois parâmetros da distribuição lognormal ( α e β ) estão relacionados com os fatores de manutenção que os determinam, permite obter predições apuradas da distribuição dos tempos de paralisação de sistemas ou equipamentos. De importância particular no estudo, é a descoberta e avaliação do efeito preciso do desempenho da manutenção devido aos vários fatores humanos. 13

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A análise dos tempos de reparo de sistemas ou equipamentos conduz a: melhoramento da qualidade dos serviços, aumento da disponibilidade, diminuição dos custos de mão-deobra e redução dos custos de perda de produção.

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Qual o significado da palavra manutenção? Segundo a literatura especializada, é de origem militar, cujo sentido é manter, nas unidades de combate, o equipamento pronto para uso. Segundo o dicionário Aurélio, manutenção significa o ato ou efeito de manter; outra definição são os cuidados técnicos indispensáveis para o funcionamento regular e permanente de equipamentos. Portanto, manutenção, resumidamente, significa preservar algo. De acordo com Monchy (1989, (1989, p. 1), “manutenção é o conjunto de ações que permitem manter ou restabelecer um bem, dentro de um estado específico, ou na medida para assegurar um serviço determinado”. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) define manutenção nas normas TB116/1975 e na NBR 5462/1981, revisada em1994. Segundo a versão mais recente, é o conjunto de ações, técnicas e administrativas, incluindo as de supervisão, destinadas a manter ou recolocar um item em um estado no qual possa desempenhar a função requerida. De acordo com Xenos (1998), empresas que ficam somente consertando os equipamentos, depois que as falhas ocorreram, não estão praticando manutenção. É necessário que medidas concretas sejam tomadas para evitar ou reduzir as falhas. Conforme visto na introdução deste trabalho, o termo manutenção manutenção engloba os conceitos de prevenção (manter) e correção (restabelecer), segundo a missão do equipamento. Segundo Monchy (1989) as definições não fazem referência ao aspecto econômico, envolvido na realização de uma manutenção eficiente, que deveria assegurar que as atividades de manter e restabelecer conduzissem a um custo global otimizado. Como destacam Pinto e Xavier (2001), no conceito moderno, a manutenção tem como missão garantir a disponibilidade de equipamentos e instalações, de modo a atender ao processo produtivo e a preservação do meio ambiente, com confiabilidade, segurança e custos coerentes.

As técnicas de manutenção começam a ser identificadas no período da Segunda Guerra Mundial. Naquela época, a indústria não era mecanizada, e havia pouca preocupação com a produtividade. Grande parte dos equipamentos era simples e muitos deles eram 15

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superdimensionados, apresentando facilidade de reparo e alguma confiabilidade. Raras vezes era requerida equipe de manutenção especializada. A estratégia de manutenção era uma estratégia isto é, somente havia a intervenção se ocorresse a quebra do sistema. Na década de 50, ocorre um aumento da mecanização mecanização nas indústrias, as quais foram se tornando cada vez mais dependentes das máquinas. Assim, prevenir a parada das máquinas torna-se relevante para as empresas. De acordo com Monchy (1989), (1989), já nos anos 60, a manutenção consiste basicamente de revisões gerais dos equipamentos executados em intervalos físicos. Segundo Moubray (2000) e alguns autores, nessa época, começou a ser estruturado o conceito de manutenção . Esta nova estratégia de manutenção decorre, também, da elevação dos custos de manutenção, em função de novas formas de organização da função manutenção. Começa a surgir os sistemas de planejamento e controle da manutenção. Nos anos 60, surgem os primeiros sistemas de informática para o planejamento da manutenção. A partir da década de 70, as ações começam a ser direcionadas para o aumento da vida útil dos equipamentos, preocupação que se transformou na base para o desenvolvimento de novas técnicas de manutenção, nessa oportunidade, suportadas por computadores de grande porte. Mata Filho et al. (1998, p.2) relatam que, “a partir de então, a dependência das máquinas operarem continuamente sem falhas é cada vez maior e, qualquer interrupção devido às falhas, tomava proporções críticas”. Mais recentemente, a complexidade cada vez maior dos equipamentos e a aceleração da automação, transformaram os conceitos de confiabilidade e de disponibilidade em fatores essenciais para o desempenho operacional da manutenção. Moubray (2000) identifica três gerações distintas das estratégias de manutenção. A primeira geração representou a ênfase no conserto após a falha. A segunda esteve associada ao surgimento de maiores exigências com relação à disponibilidade e a vida útil dos equipamentos, a custos coerentes. Já a terceira geração, que se refere aos tempos atuais, está associada à maior disponibilidade, confiabilidade, segurança e vida útil, com ausência de danos ao meio-ambiente e ações de manutenções eficazes, com uma análise muito forte sobre os custos envolvidos. Tudo isso transforma a área de manutenção em um fator de competitividade estratégica para o sucesso da empresa. A partir da década de 70, acelerou-se o processo de mudança nas indústrias. A paralisação da produção, que sempre diminuiu a capacidade de produção, aumentou os custos e afetou a qualidade dos produtos, era uma preocupação generalizada. Na manufatura, os efeitos dos períodos de paralisação foram-se agravando pela tendência mundial de utilizarem sistemas just-in-time , em que estoques reduzidos para produção 16

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em andamento significavam que pequenas pausas na produção/entrega, naquele momento, poderiam paralisar a fábrica. O crescimento da automação e da mecanização passou a indicar que confiabilidade e disponibilidade tornaram-se pontos-chave em setores tão distintos como saúde, processamento de dados, telecomunicações e gerenciamento de edificações. Maior automação também significa que falhas cada vez mais freqüentes afetam a capacidade de manter padrões de qualidade estabelecidos. Isso se aplica tanto aos padrões do serviço quanto à qualidade do produto. Cada vez mais, as falhas provocam sérias conseqüências na segurança e no meio ambiente, em um momento em que os padrões de exigências nessas áreas estão aumentando rapidamente. Em algumas partes do mundo, chega-se a um ponto em que as empresas ou devem satisfazer as expectativas de segurança e de preservação ambiental, ou poderão ser impedidas de funcionar. Na terceira geração reforçou-se o conceito de uma manutenção preditiva. A interação entre as fases de implantação de um sistema (projeto, fabricação, instalação e manutenção) e a Disponibilidade e Confiabilidade torna-se mais evidente. Pinto e Xavier (2001) identificam as gerações das estratégias de manutenção conforme Quadro 1.

1930 - 1940

1970

Conserto após a falha

Disponibilidade crescente Aumento da vida útil

Conserto após a falha

Uso de computadores Sistemas manuais controle Monitoração por tempo

2000 Maior disponibilidade Maior confiabilidade Melhor relação custo-benefício Maior qualidade dos produtos Preservação do meio ambiente Monitoração da condição de Projetos voltados para a confiabilidade e manutenibilidade Análise de riscos Uso de FMEA

Quadro 1- Evolução da manutenção

Conforme visto no primeiro capítulo, é impossível uma disponibilidade de 100%. Sendo assim, as estratégias de manutenção devem ser desenvolvidas para a identificação das falhas e de seus mecanismos. 17

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Atualmente, as principais funções da área de manutenção, além daquelas tradicionais, como correção de avarias, dimensionamento de recursos, padronização de componentes e estabelecimentos de procedimentos de intervenção, são os estudos das causas e efeitos das falhas, o acompanhamento da vida útil do equipamento, otimização dos custos e a introdução de modificações no projeto, para melhoria da performance. Uma atuação deficiente das áreas de manutenção, dada a complexidade e tamanho das organizações, pode colocar em risco toda a estratégia empresarial, a ponto de inviabilizar a missão e o negócio da empresa. Segundo relatório da Associação Brasileira de Manutenção (Abraman), o custo anual de manutenção no Brasil foi de US$ 26 bilhões, em 2002.

Existem várias terminologias sobre as estratégias ou tipologia de manutenção. Mesmo com esta diversidade, não existem diferenças conceituais relevantes.

A manutenção corretiva trata-se da forma mais primária de manutenção caracterizada pelo ciclo quebra-repara em que se aguarda a ocorrência da falha para posterior reparação. Caracteriza-se pela atuação da manutenção em fato já ocorrido, seja este uma falha ou desempenho menor que o esperado. Não há tempo para preparação do serviço; infelizmente ainda é mais praticado do que deveria. O método corretivo gera baixa utilização anual, além de paradas em momentos aleatórios e freqüentemente inoportunos em período de ponta de produção. Além disso, quebras aleatórias podem ter conseqüências bastante graves para o equipamento, isto é, a extensão dos danos pode ser bem maior. Normalmente a manutenção corretiva não planejada implica em altos custos, pois a quebra inesperada pode acarretar perdas de produção, perda da qualidade do produto e elevados custos indiretos de manutenção. A experiência tem mostrado que este é o

mais oneroso dos métodos de manutenção, em especial quando se considera o impacto da receita cessante com as interrupções. Interromper processamentos desta natureza, de forma abrupta, para reparar um determinado equipamento, compromete a qualidade de outros que vinham operando adequadamente. Exemplo típico é o surgimento de vibração em grandes máquinas que apresentavam funcionamento suave antes da ocorrência.

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Quando uma empresa tem a maior parte de sua manutenção corretiva na classe não planejada, seu departamento de manutenção é comandado pelos equipamentos, e o desempenho empresarial, certamente, não está adequado às necessidades de competitividade atuais. A Manutenção Corretiva Planejada é a correção do desempenho menor que o esperado ou da falha, isto é, pela atuação em função de acompanhamento preditivo, ou pela decisão gerencial de operar até a quebra. Um trabalho planejado é sempre mais barato, mais rápido e mais seguro do que um trabalho não planejado. E será sempre de melhor qualidade. A característica principal da manutenção corretiva planejada é função da qualidade da informação fornecida pelo acompanhamento do equipamento. Segundo Pinto e Xavier (2001), mesmo que a decisão gerencial seja de deixar o equipamento funcionar 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 idêntico, ter um kit para reparo rápido, preparar o posto de trabalho com dispositivos e facilidades, dentre outras. A adoção de uma política de manutenção corretiva planejada pode advir de vários fatores: • • • •

Possibilidade de compatibilizar a necessidade da intervenção com os interesses da operação; Aspectos relacionados com a segurança; Garantia da existência de sobressalentes, equipamentos e ferramental; Existência de recursos humanos, com a tecnologia necessária para a execução dos serviços e em quantidade suficiente, que podem, inclusive, ser buscados externamente à organização.

A manutenção preventiva, por sua vez, é definida para a situação em que não se caracterizou um estado de falha. Sendo assim, essa forma de manutenção é aquela realizada em um equipamento com a intenção de reduzir a probabilidade de ocorrência da falha. É uma intervenção de manutenção prevista, preparada ou programada antes da data provável do aparecimento da falha, obedecendo a um plano previamente elaborado, baseado em critérios definidos (intervalo de tempo, quilômetros rodados, consumo de combustível, etc.). De acordo com Magalhães (2004, p. 6) “ sua base científica é pautada no conhecimento da vida útil média dos componentes e deve-se buscar o equilíbrio entre os custos da falta de disponibilidade e os custos dos recursos de manutenção necessários para controlá-la”. 19

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Se por um lado a manutenção preventiva proporciona um conhecimento prévio das ações permitindo uma boa condição de gerenciamento das atividades e nivelamento de recursos, além de previsibilidade de consumo de materiais e sobressalentes, por outro promove, via de regra, a retirada do equipamento ou sistema de operação para execução dos serviços programados. A manutenção preventiva adota um sistema de intervenções em prazos cíclicos prédeterminados e, durante a intervenção, há substituição sistemática de componentes, independentemente do seu estado real, razão pela qual é um método método considerado caro. Assim, possíveis questionamentos quanto à política de manutenção preventiva sempre serão levantados em equipamentos, sistemas ou plantas em que o conjunto de fatores não seja suficientemente forte ou claro em prol dessa política. Outro ponto negativo com relação à preventiva, de acordo com com Pinto e Xavier (2001), (2001), é a introdução de defeitos não existentes no equipamento devido a: Falha humana; Falha de sobressalentes; Danos durante partidas e paradas; Falhas dos Procedimentos de Manutenção. A Manutenção Preventiva, da qual se exagerou muito no passado sem uma adequada análise da relação custo-benefício, é indicada quando há: • • • •

• • •

Oportunidade em equipamentos críticos de difícil liberação; Sistemas complexos e de operação contínua; Riscos para o meio ambiente e a segurança.

Assim como a Manutenção Preventiva, a Preditiva tem como meta evitar a ocorrência de falha intervindo de forma antecipada. Entretanto, na Manutenção Preditiva as intervenções não são pautadas em períodos de vida útil pré-determinada, mas “na condição real do componente, avaliada e monitorada por instrumentos confiáveis que evitem a subjetividade e que permitam detecção do ponto de alerta do sistema ou ponto preditivo” (Magalhães, 2004, p. 7). Assim, quando o grau de degradação se aproxima ou atinge o limite previamente estabelecido, é tomada a decisão de intervenção. Para Nepomuceno (1989, p.41), “manutenção preditiva ou monitoramento sob condição é a manutenção executada no momento adequado, antes que se processe o rompimento ou falha do componente”.

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A estratégia preditiva é mais econômica e racional, por aproximar de forma confiável a vida útil real dos componentes. Pode também ser considerada uma evolução da estratégia preventiva. Normalmente o acompanhamento sob condição permite a preparação prévia do serviço, assegura operação contínua, com um mínimo mínimo de interrupções para reparos e, ao contrário do método preventivo, não exige conhecimento prévio da lei de degradação, além de outras decisões e alternativas relacionadas com a operação. De forma mais direta, pode-se concluir que a manutenção preditiva prediz as condições dos equipamentos, e quando a intervenção é decidida, o que se faz, na realidade, é uma manutenção corretiva planejada. Ainda segundo Magalhães (2004), é preciso que haja uma degradação progressiva, detectável e mensurável sem o que não seria possível o monitoramento e a detecção confiável do ponto de alerta. Além disto o método dificulta o planejamento obrigando à gestão descentralizada e quase individualizada das intervenções. Por estas razões, apesar de econômico e racional, o método ainda é considerado de difícil implantação, do ponto de vista prático. Apesar dos crescentes avanços alcançados, o método preditivo continua limitado a equipamentos ou sistemas de tamanha criticidade (não pode parar) e importância (custo elevado) que a minimização do número de intervenções passe à condição de fator decisivo. Segundo Pinto e Xavier (2001), as condições básicas para se adotar a Manutenção Preditiva são as seguintes: • • • •

O equipamento, sistema ou instalação deve permitir algum tipo de monitoramento ou medição; O equipamento, sistema ou instalação deve merecer esse tipo de ação, função dos custos envolvidos; As falhas devem ser oriundas de causas que possam ser monitoradas e ter sua progressão acompanhada; Os equipamentos devem ser mantidos em operação, de modo seguro, por mais tempo.

Os custos, envolvidos na Manutenção Preditiva, devem ser analisados sob dois aspectos: •

•

O acompanhamento periódico, através de instrumentos / aparelhos de medição e análise, não é muito elevado e quanto maior o desenvolvimento da microeletrônica, maior a redução dos preços. A mão de obra envolvida não apresenta custo significativo, haja vista a possibilidade de acompanhamento, também, pelos operadores. 21

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O uso da Manutenção Preditiva proporciona as seguintes vantagens: • • • • • •

Aumento na longevidade do equipamento, componente ou sistema; Melhor conhecimento e gestão dos componentes e processos; O custo dos reparos é menos elevado; Otimização de produtividade na empresa; Redução dos estoques (pois são menores as interrupções); Maior motivação do pessoal da manutenção;

Exemplos de algumas técnicas preditivas:

A Análise de vibração é a técnica caracterizada pela determinação das formas de deslocamento, velocidade ou aceleração que um corpo ou equipamento estará sujeito, quando submetido a carregamentos dinâmicos de origens diversas.

A Termografia é a técnica que permite a medição de temperaturas e a formação de imagens térmicas de um item qualquer, a partir da radiação infravermelha.

A análise de óleo é a técnica que consiste na determinação da severidade, modo e tipo de desgaste em máquinas, por meio da morfologia, coloração e natureza das partículas encontradas em amostras de óleo e graxas. As principais variáveis da análise óleo são: • Viscosidade • Corrosividade • Ponto de Fulgor • TAN – Número de acidez total • Teor de água • Oxidação • Insolúveis Segundo Iyda, (2005), o Corredor Centro da Ferrovia Centro Atlântica (FCA) aplica essa técnica para monitoramento de todas as locomotivas, através de laboratório moderno e equipado, sendo que, ainda em 2005, deu-se início aos testes de creptação, para medição do teor de água.

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Sobre a escolha da manutenção mais adequada, o professor Mirshawka (1991), citado por Magalhães (2004), propõe a seguinte metodologia:

Caso ocorra a pane do Sistema isto representará representará uma incidência import ante sobre a produção ou a segurança?

Não

Sim

O custo da avaria é aceitável

Manutenção Corretiva

Não Sim

É possível utili zar zar alguma técnica de vigilância ou acompanhamento?

Não

Manutenção Preventiva

Sim

A u tili ti lização zação dessas des sas técnicas é rentável?

Sim

Não

Manutenção Preditiva

A será reservada somente aos equipamentos cuja indisponibilidade tem pouca importância sobre a produção. Significa dizer que o defeito pode ocorrer sem que se comprometa a produção, os custos do sistema ou a segurança. A ( ) está geralmente vinculada aos equipamentos cuja pane comprometeria a produção, a segurança ou ambos. Esta estratégia deve ser reservada aos materiais onde os limites técnicos de alerta são detectáveis e onde possa haver monitoramento confiável com instrumentos e ferramental próprios. A ( ) será empregada cada vez que se torna difícil ou até impossível obter medidas confiáveis sobre o estado real de um sistema. E, é claro, desde que seja um equipamento importante cuja pane afete a produção, os custos ou a segurança. 23

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Definição proposta por Moubray (2000), a manutenção detectiva compreende verificações funcionais ou tarefas de busca de falhas ocultas, que são atividades desenvolvidas para checar ou testar se algum equipamento ainda funciona, geralmente associada a sistemas de proteção. Ainda assim, não deixa de ser uma técnica preditiva. Segundo Pinto e Xavier (2001), é a atuação efetuada em sistemas de proteção com objetivo de detectar falhas ocultas. É adotada quando o processo possui componentes nos quais é impossível detectar as falhas antes que elas ocorram. Sua importância vem crescendo a cada dia, em virtude da complexidade dos sistemas mecânicos, elétricos e pneumáticos usados em locomotivas. Na manutenção detectiva, especialistas fazem verificações no sistema e, sem tirá-lo de operação, são capazes de detectar falhas ocultas, podendo preferencialmente corrigir a situação com o sistema em operação. Outras terminologias sobre tipos de manutenção existem, mas todas, de alguma forma, estão associadas ao que já foi apresentado. Com menos ocorrências, são encontradas: manutenção por oportunidade (na maioria das vezes, aproveita-se a indisponibilidade operativa do equipamento), e manutenção em funcionamento (tarefa de manutenção preventiva, sem indisponibilidade do equipamento).

Quando se muda da estratégia preventiva para a estratégia preditiva, ocorre um salto positivo nos resultados. Salto mais significativo ocorre quando se adota a Engenharia de Manutenção. O exemplo a seguir, extraído de Pinto e Xavier (2001), ajudará a clarear essa afirmativa: “Suponha que uma determinada planta adote Manutenção preventiva para um conjunto de redutores de uma torre de refrigeração. Sabemos que a estimativa mais acertada de tempo para as intervenções é extremamente difícil, porque nesse tipo de equipamento, a vida dos diversos componentes é diferente, apesar do pequeno número de componentes. Os rolamentos têm uma vida diferente dos retentores que por sua vez têm vida diferente das engrenagens. A experiência indica que mais intervenções que o necessário serão feitas e/ou um número elevado de troca de peças com “meia vida” ainda em bom estado será processada. Há que se compatibilizar aqui as vantagens x desvantagens entre custo desnecessário de utilização de alguns sobressalentes contra sucessivas intervenções nos equipamentos”. “Quando a manutenção dessa planta passa a adotar a Preditiva para o acompanhamento do conjunto de redutores, estará auferindo ganhos sensíveis, com melhores resultados 24

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globais. O número de intervenções cairá drasticamente, o consumo de sobressalentes também e o número de homens-hora alocado a esses equipamentos, consequentemente, também será reduzido. A Preditiva permite alcançar a máxima disponibilidade para a qual os equipamentos foram projetados, proporcionando aumento de produção e receita. Outro aspecto interessante e inovador é que o sistema de acompanhamento preditivo fornecerá todos os dados pertinentes ao acompanhamento, incluindo dados instantâneos, curvas de tendência, e tantos outros dados quantos sejam de interesse das pessoas que formam a Manutenção dessa planta. Esse sistema fornecerá, também, valores de alarme que guiarão as recomendações para intervenção em qualquer dos redutores, num tempo anterior à ocorrência da falha”. “No momento em que a estrutura de manutenção dessa planta estiver utilizando para análises, estudos e proposição de melhorias, todos os dados que o sistema de Preditiva colhe e armazena, estará praticando Engenharia de Manutenção. A Engenharia de Manutenção utiliza dados adquiridos pela Manutenção Preditiva para melhorar sempre.”

Para definir a melhor estratégia a ser adotada em um plano de manutenção, é necessário desenvolver uma análise de custo-benefício. Em vista disso, utiliza-se concomitantemente, em uma instalação, as diferentes estratégias de manutenção. Conforme Pinto e Xavier (2001), 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 também 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. Estrategicamente, a manutenção precisa medir qual é a sua contribuição para: • Faturamento e lucro da empresa; • Segurança da instalação; • Segurança das pessoas; • Preservação ambiental. A manutenção deve ser organizada de tal maneira que o equipamento pare de produzir somente de forma planejada. É a manutenção Planejada. O gerenciamento estratégico da atividade de manutenção consiste em ter a equipe atuando para evitar que ocorram falhas, e não manter esta equipe atuando, apenas, na correção rápida destas falhas. Além do que já foi dito sobre a gestão estratégica da manutenção, alguns pontos precisam, ainda, ser considerados, em função das características de cada organização:

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• Reavaliar a freqüência de problemas em equipamentos, e decidir, considerando a relação custo x benefício, a viabilidade da sua substituição; • Evitar operar equipamentos fora das suas condições de projeto, a menos que os resultados empresariais mostrem ser vantajosos; • Identificar equipamentos que estejam operando fora das suas condições de projeto, gerando elevada demanda de serviços, e analisar a conveniência de seu uso;

Como uma filosofia de manutenção, também pode ser citada a Manutenção Produtiva Total (Total Productive Maintenance - TPM), desenvolvida no Japão. Conforme Nakajima (1989), esta filosofia busca maximizar o rendimento do equipamento, pelo envolvimento e participação de gerentes, de profissionais de manutenção e da operação, e de clientes, utilizando-se das estratégias de manutenção citadas anteriormente.

Os cinco pilares da TPM são as bases sobre as quais é construído um programa de TPM, envolvendo toda a empresa e habilitando-a a encontrar metas, tais como: defeito zero, falhas zero, aumento da disponibilidade de equipamento e lucratividade. Os cinco pilares são representados por Eficiência, Auto-reparo, Planejamento, Treinamento e Ciclo de vida, e são baseados nos seguintes princípios: • • • • •

Atividades que aumentam a eficiência do equipamento; Estabelecimento de um sistema de manutenção autônomo pelos operadores; Estabelecimento de um sistema planejado de manutenção; Estabelecimento de um sistema de treinamento, objetivando aumentar as habilidades técnicas do pessoal; Estabelecimento de um sistema de gerenciamento do equipamento.

O objetivo global da TPM é a melhoria da estrutura da empresa, em ermos materiais (máquinas, equipamentos, ferramentas, matéria-prima, produtos) e em termos humanos (aprimoramento das capacitações pessoais envolvendo conhecimentos, habilidades e atitudes). A meta a ser alcançada é o rendimento operacional global. As melhorias devem ser conseguidas por meio de: a) Capacitação dos operadores para conduzir a manutenção de forma voluntária e a serem polivalentes. (Os engenheiros devem projetar equipamentos considerando a 26

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manutenibilidade; e haver também planos para incentivar estudos e sugestões para modificação dos equipamentos existentes, a fim de melhorar seu rendimento). b) Implementação do programa 8 S: • • • • • • • •

Seiri = organização - implica eliminar o supérfluo; Seiton = arrumação - implica identificar e colocar tudo em ordem; Seiso = limpeza - implica limpar sempre e não sujar; Seiketsu = padronização - implica manter a arrumação, limpeza e ordem em tudo; Shitsuke = disciplina - implica a autodisciplina para fazer tudo espontaneamente; Shido = treinar - implica a busca constante da capacitação pessoal; Seison = eliminar as perdas; Shikari yaro = realizar com determinação e união.

.

c) Eliminação das seis grandes perdas: • • • • • •

Perdas por quebra; Perdas por demora na troca de ferramentas e regulagem; Perdas por operação em vazio (espera); Perdas por redução da velocidade em relação ao padrão normal; Perdas por defeito de produção; Perdas por quebra de rendimento.

d) Aplicação das cinco medidas para obtenção da “quebra zero”: • • • • •

Estruturação das condições básicas; Obediência às condições de uso; Regeneração do envelhecimento; Saneamento das falhas do projeto (terotecnologia); Incremento da capacitação técnica.

A idéia de “quebra zero” baseia-se no conceito de que a quebra é a falha visível que é causada por uma coleção de falhas invisíveis como um iceberg. Logo, se os operadores e mantenedores estiverem conscientes de que devem evitar as falhas visíveis, a quebra deixará de ocorrer. As falhas invisíveis normalmente deixam de ser detectadas por motivos físicos e psicológicos. Motivos físicos: As falhas não são visíveis por estarem em local de difícil acesso, ou encobertas por detritos e sujeiras.

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Motivos psicológicos As falhas deixam de ser detectadas devido à falta de interesse, ou de capacitação dos operadores ou mantenedores.

Na TPM, os operadores são treinados para atuarem como mantenedores em primeiro nível. Os mantenedores específicos são chamados quando os operadores de primeiro nível não conseguem solucionar o problema. Assim, cada operador assume suas atribuições de modo que, tanto a manutenção preventiva como a de rotina, estejam constantemente em ação. Suas principais atividades são: • • • • • • • • • • • • •

Operação correta de máquinas e equipamentos; Aplicação do programa 8 S; Registro diário das ocorrências e ações; Inspeção autônoma; Monitoração com base nos seguintes sentidos: visão, audição, olfato e tato; Lubrificação; Elaboração de padrões (procedimentos); Execução de regulagens simples; Execução de reparos simples; Execução de testes simples; Aplicação de manutenção preventiva simples; Preparação simples (set-up ); ); Participação em treinamentos e em grupos de trabalho.

Na forma como é proposta, a TPM oferece plenas condições para o desenvolvimento das pessoas que atuam em empresas preocupadas com manutenção. A participação de todos os envolvidos com manutenção resulta, em princípio, em alguns benefícios, como autoconfiança, aumento da atenção no trabalho, melhoria no espírito de equipe, aquisição de novas habilidades, crescimento através da participação, redução da rotatividade e satisfação pelo reconhecimento.

Esta metodologia foi desenvolvida inicialmente para setor aeronáutico e, mais tarde, migrou para outros segmentos industriais, conforme Dias e Santos (1999). No Brasil, outra denominação utilizada é Manutenção Baseada em Confiabilidade (MBC). 28

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De acordo com Moss (2001), no final dos anos 50, a aviação comercial americana estava preocupada com a falta de uma metodologia para otimizar sua manutenção preventiva. Conforme Netherton (2001), a aviação comercial mundial sofria mais de 60 acidentes por milhão de decolagens, sendo que dois terços desses acidentes eram causados por falha de equipamento. Para os dias de hoje, esta estatística representaria dois acidentes de avião de 100 assentos ou mais, diariamente. Nowlan e Heap (1978) desenvolveram um estudo mais detalhado, encomendado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos, para a determinação de normas e procedimentos de manutenção em aeronaves, tendo como fundamento a análise intensiva da estatística. Os autores denominaram o documento de Reliability Centered Maintenance (RCM), ou Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC). Conhecido como MSG-3, tornou-se marco para as atividades de manutenção da indústria aeronáutica e regula, por exemplo, vôos de aeronaves, em espaço americano, os quais devem ter seu plano de manutenção embasados nessa norma. Novas perspectivas para as estratégias de manutenção surgiram então, segundo Mata Filho et al. (1998). Dentre elas, a de que a manutenção preventiva programada afeta muito pouco o nível de confiabilidade do equipamento, a menos que um item possua um modo predominante e característico de falha. Como conseqüência, pode-se afirmar que não existe manutenção preventiva eficaz aplicável a determinados itens. A MCC surge como uma ferramenta para o estabelecimento de planos de manutenção, com custos mais coerentes, buscando a racionalização e sistematização das tarefas a serem adotadas, a garantia da confiabilidade e a segurança operacional dos equipamentos e instalações. Conforme Branco Filho (2000, p.41), a MCC “com sua ênfase em otimização, documentação, rastreabilidade e continuidade, está sintonizada com as mudanças gerenciais que vêm se processando ultimamente na indústria em geral”. De acordo com Smith (1992), apud Nunes Nunes (2001), a MCC tem o propósito de "preservar as funções do sistema, identificar os modos de falha que afetam essas funções, determinar a importância das falhas funcionais [...] e selecionar as tarefas aplicáveis e efetivas na prevenção das falhas" (p.51). Para cumprir a sua missão, a MCC utiliza-se das diferentes estratégias de manutenção, considerando o contexto operacional e necessidades de manutenção de cada equipamento. O contexto operacional considera, por exemplo, o tipo de processo industrial, as exigências da produção, os riscos de segurança a serem assumidos, os padrões de meio ambiente, o ciclo operativo dos equipamentos e a logística de manutenção existente. As estratégias de manutenção precisam ser diferenciadas, considerando a dependência funcional e as conseqüências da perda da função para a produção, na eventualidade de ocorrer uma falha. 29

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Mais especificamente, a MCC analisa se a função desempenhada pelo equipamento não está sendo atendida, se há ocorrência de falhas e, principalmente, suas conseqüências. Como definem Fleming et al. (1997, p. 53)), a MCC envolve: uma consideração sistemática das funções do sistema, a maneira como essas funções falham e um critério de priorização explícito baseado em fatores econômicos, operacionais e de segurança para a identificação das tarefas de manutenção aplicáveis tecnicamente e custos eficientes no combate a essas falhas.

Moss (1985), citado por Nunes (2001), por sua vez, observa que a MCC deve estar estruturada no princípio fundamental de que toda tarefa de manutenção deve ser justificada, antes de ser executada. O critério de justificativa corresponde à segurança, à disponibilidade e à economia em postergar ou prevenir um modo específico de falha. Este critério compreende a principal característica da aplicação da MCC, ou seja, a partir de uma avaliação acurada das funções desempenhadas, pelos componentes de um sistema produtivo ou equipamento, são estabelecidas as tarefas de manutenção mais adequadas para a garantia do desempenho operacional da instalação.

Para garantir a efetividade das ações decorrentes do uso da MCC, devem ser observados alguns passos enumerados a seguir. Em primeiro lugar, identificar e avaliar sistematicamente as funções e padrão de desempenho dos equipamentos; em segundo, definir as falhas, seus respectivos modos de falha e suas conseqüências, e em terceiro lugar, determinar as tarefas de manutenção mais apropriadas, considerando o seu custo e seus aspectos técnicos, para prevenir as falhas. Caso não seja encontrada uma atividade preventiva adequada para a prevenção da falha, recomenda-se o re-projeto do equipamento, ou a decisão gerencial de que o equipamento irá operar até a falha. Considerando os aspectos citados anteriormente, a básica para a aplicação da MCC.

torna-se uma ferramenta

De acordo com Helman e Anderey (1995) A FMEA é considerada uma ferramenta de análise de projetos, com o intuito de caracterizar os prováveis modos de falhas potenciais, e estabelecer seus efeitos sobre o desempenho do sistema, com base em raciocínio dedutivo. Assim, a FMEA é uma técnica sistemática, utilizada para definir, identificar e eliminar problemas potenciais, erros de sistema, de processos e de projeto, utilizando conhecimentos de engenharia, confiabilidade e desenvolvimento organizacional. A partir da caracterização caracterização da falha, devem ser identificados os modos de falha, ou seja, a maneira pela qual um determinado item deixa de executar sua função. 30

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Com a finalidade de avaliar o impacto da ocorrência de falha para o desempenho do sistema, são associados, aos modos de falha ,os efeitos ou conseqüências dessas falhas. As conseqüências das falhas, portanto, podem afetar a produção, a qualidade do produto ou serviço a ser oferecido, a segurança, o meio ambiente, os resultados ou mesmo prejudicar a imagem da empresa frente aos seus clientes. A empresa precisa, então, ter uma visão muito clara da relevância dessas conseqüências; neste caso, a empresa deve se empenhar, de maneira forte, na prevenção dessa falha, evitando a ocorrência do modo de falha a7 ela associado. Se as conseqüências não são tão importantes, é aceitável que nenhuma ação seja requerida. Conforme Nunes (2001, p. 21), “para a MCC, são as conseqüências que mais fortemente influenciam o processo de prevenção de cada falha”, a ponto de Moubray (2000,) citado pro Nunes (2001), afirmar que: as conseqüências das falhas são mais importantes que suas características técnicas [...] a principal razão para fazer qualquer tipo de manutenção pró-ativa é evitar, reduzir ou eliminar a conseqüência das falhas [...] isto ajuda a assegurar que qualquer gesto em manutenção será onde trará o maior benefício.

Ainda segundo Nunes (2001), a estratégia de manutenção não deve somente estar dirigida para prevenir as falhas, mas sim, principalmente, para evitar ou minimizar as conseqüências dessas falhas. Nowlan e Heap (1978, p.25) enfatizam que “os equipamentos são compostos por um número muito grande de partes e acessórios. Todos este itens podem falhar em determinado momento, mas algumas falhas trazem conseqüências mais sérias do que outras”. Nowlan e Heap (1978) classificam as conseqüências das falhas em: • • •

Conseqüências de falhas ocultas; Conseqüências para a segurança ou meio-ambiente; Conseqüências operacionais ou não operacionais.

Ao contrário da manutenção tradicional, que prioriza as falhas com conseqüências operacionais, a MCC prioriza a avaliação e prevenção da falha oculta. A falha oculta não se torna evidente para o operador ou profissional de manutenção. Assim, algumas falhas podem ocorrer, sem que seja possível perceber que determinado item está em estado de falha.

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As falhas ocultas não têm impacto direto na produção, daí a ênfase da manutenção tradicional, nas falhas com conseqüências operacionais, em função das pressões da produção. Mas expõem as instalações à possibilidade de ocorrência das chamadas falhas múltiplas. Ou seja, uma falha ocorre quando um dispositivo de proteção, que deveria proteger a instalação em relação a aquela falha, já havia falhado. As falhas ocultas estão associadas a dispositivos de proteção de sistemas, como sensores, dispositivos de supervisão, relés de proteção, sistemas antiincêndio, equipamentos instalados em stand-by . Dessa forma, a conseqüência dessas falhas, por envolver dispositivos de proteção, pode ser muito séria. A estratégia da manutenção detectiva é direcionada a esses tipos de sistemas. Cuidados devem ser tomados ao considerar que uma das maneiras de reduzir o risco de falha múltipla seja adotar equipamentos redundantes, modernos e mais confiáveis, pois funções extras, com esta finalidade, também tendem a ser ocultas. Parâmetros como taxa de falhas, freqüência de inspeções, análise das falhas ocorridas, MTBF, MTTF e MTTR, estão entre os principais dados que podem auxiliar a aplicação da MCC. Ainda assim, mesmo que estes dados não estejam disponíveis, a aplicação da MCC é viável. Concluindo esse tópico, pode-se resumir que MCC é o processo que visa a determinar o que deve ser feito para que um sistema continue a fazer aquilo que a produção necessita que ele faça, no tempo correto, e dentro do contexto operacional. Originalmente desenvolvida para a indústria aeronáutica, A MCC vem atender a uma necessidade das áreas de manutenção, as quais têm buscado o uso de métodos menos empíricos, para o planejamento de suas atividades. Necessariamente, não precisa ser aplicada a toda instalação; sua utilização pode ser focada em equipamentos bem específicos, tendo como base critérios de criticidade, de número de falhas, de custos de manutenção, bem como para criação de planos de manutenção para novos equipamentos. Para a implementação da MCC, segundo autores citados neste trabalho, basicamente, recomenda-se a aplicação de sete perguntas básicas: •

Quais são as funções e padrões de desempenho do item, em seu contexto operacional atual?

•

De que maneira o item falha ao cumprir sua missão?

•

O que causa a falha?

•

Quais são as conseqüências da falha? 32

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•

Qual é a importância de cada falha?

•

O que pode ser feito para prevenir a falha?

•

O que deve ser feito, caso não seja encontrada uma tarefa preventiva apropriada?

Como a aplicação da MCC exigiu novos tipos de conhecimentos, como FMEA, por exemplo, é pertinente a definição de planos de treinamento para os profissionais envolvidos nas atividades de manutenção, como forma de extrair da metodologia toda a sua potencialidade.

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Para o estudo da confiabilidade, algumas definições se fazem necessárias: pode ser definida como a cessação da função de um item ou incapacidade de satisfazer a um padrão de desempenho definido. é qualquer peça, sistema, sub-sistema ou equipamento que possa ser considerado individualmente e testado separadamente. é qualquer item que pode ser reparado após a falha. é qualquer item que não pode ser reparado após a falha, por questão técnica ou gerencial. é um item não reparável. Exemplos: memória de computador e rolamento. é um item reparável. Exemplos: computador e sistema de freio de um automóvel.

De acordo com O´Connor (1998), confiabilidade é o estudo sobre as falhas que podem ocorrer com o produto, durante o ciclo de vida. Não é um simples cálculo de taxa de falha ou da probabilidade de um item falhar, mas, sim, a procura, análise e correção das falhas que podem ocorrer. A definição de confiabilidade mais utilizada é: confiabilidade é a probabilidade de que um item desempenhe a sua função pretendida sem falhar, sob determinadas condições especificadas, e por um determinado período de tempo especificado .

Esta definição indica três características importantes do conceito acima: • • •

Sua natureza probabilística. Sua dependência temporal. A necessidade de especificações das condições de operação do item.

Dada sua característica probabilística, a confiabilidade pode ser expressa quantitativamente, assumindo valores entre 0 (zero) e 1 (um). Isso implica, por parte do projetista como por parte da gerência, na impossibilidade de se projetar sistemas à prova de falhas. Suponha um item que apresente uma confiabilidade de 99,98%, durante algumas horas e sob determinadas condições de uso, como a uma dada temperatura ambiente, local FEAMIG


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isento de poeira e de vibrações, com utilização correta por parte do operador. Se qualquer uma dessas condições variar, a confiabilidade do item também varia. Portanto, confiabilidade não é tão somente a probabilidade de um item falhar ou não, mas deve ser o estudo de todos os fatores que contribuem para a falha. Assim, definida a missão e as condições de uso, e sendo a confiabilidade uma probabilidade associada à variável aleatória tempo-até-a-falha, a confiabilidade torna-se uma função do tempo até a falha (TTF – time-to-failure ). ). A distribuição dos tempos até a falha, para itens não reparáveis, ou a distribuição dos tempos entre as falhas (TBF –time between failures ), ), para itens reparáveis, é a base para a definição das características de confiabilidade. A seguir será usada, como exemplo, a distribuição normal para caracterizar alguns parâmetros e variáveis, apesar de que em confiabilidade esta distribuição tem uso restrito (basicamente em fenômenos de desgaste mecânico, caracterizados por taxa de falhas crescente, com o tempo). A figura 1 ilustra essa distribuição.

Figura 1 – Função densidade de probabilidade da distribuição Normal

A distribuição dos TTF´s e TBF´s recebe o nome de função densidade de probabilidade, (fdp = f(t) ) e representa a freqüência relativa de ocorrência para cada valor de TTF e TBF, que pode ser obtida pela fórmula abaixo:

Como a probabilidade de qualquer variável aleatória contínua tomar qualquer valor específico é zero, utiliza-se a função de distribuição acumulada (Fda), para estabelecer as probabilidades entre dois intervalos. Por conseguinte, a probabilidade de a falha ocorrer entre um intervalo a e e b , será a área sob a curva, nesse intervalo. O cálculo da área sob a 35

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curva exige a técnica de cálculo chamada de integração, ou então o uso de tabelas, específicas de cada tipo de distribuição teórica de probabilidade. Atualmente, existem inúmeros softwares que que realizam esses cálculos rapidamente. Também por definição e pela característica probabilística da confiabilidade, a área total sob a curva deve ser igual a 1. Conhecida a função densidade de probabilidade, a função de distribuição acumulada (Fda = F(t) ) é definida como sendo a soma de todas as densidades de probabilidade naquele intervalo a e e b . A F(t) representa a probabilidade acumulada acumulada da falha ocorrer até o tempo t, e é, numericamente, igual à área sob a curva f(t), conforme mostra a Figura 2:

Figura 2 – Probabilidade acumulada da falha até o instante t

A curva da função de distribuição acumulada F(t) é mostrada na Figura 3.

t

Figura 3 – Função de distribuição acumulada

Portanto, a partir desses conceitos, usando a curva normal como referência, a função Confiabilidade R(t) representa a probabilidade de que não corra falha até o instante t e pode ser definida como sendo: 36

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R (t) = 1 – F(t) A Figura 4 ilustra a relação entre f(t), F(t) e R(t).

Figura 4 – Relação entre parâmetros

A taxa de falhas instantânea é a razão do número de falhas ocorridas durante um pequeno intervalo de tempo, considerado o número de peças boas no início do intervalo, e o intervalo de tempo considerado. A unidade de medida é falhas/tempo e será representada por λ(t). Pode ser expressa pela seguinte relação:

λ(t) = f(t) / R(t)

f = número de falhas R = confiabilidade

Sendo R(t) = 1 – F(t), através de processos de derivação e integração, obtém-se: -λ(t).t

R(t) = e

A taxa de falhas acumulada é a razão entre o número total de falhas ocorridas e o tempo total acumulado de ensaio. Pode ser representada pela seguinte expressão:

(∑f.ti + S.td) λ acum = ∑ f / (∑ f = número de falhas durante ao intervalo de duração do ensaio 37

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S = número de peças sobrevivendo até o tempo t td = duração do ensaio ti = tempo até a falha

ou

λacum = f / T e

T = ∑ número de falhas x tempo de ensaio

Geralmente, usa-se a primeira expressão quando f > 10%.

A taxa de falhas λ(t) pode ser apresentada em: % falha / 1.000h = porcentagem de falhas por mil horas acumuladas (10-5 falha/item-hora) Ex.: 0,85% por 1.000 horas

ou falha / h = falhas por hora acumulada ou FIT = ailure un

= falhas por bilhão de horas acumuladas

1 FIT = 10 -9 falha/item-hora

Vida média (TM) é a média dos tempos-até-a-falha para itens não reparáveis. Pode ser estimada pela média aritmética dos TTF´s de uma amostra de tamanho n: TM = ∑ti / N

ti = soma dos tempos até as falhas N = número de falhas

O uso dessas fórmulas, não se conhecendo a priori a distribuição teórica de probabilidades, requer que toda a amostra seja levada até à falha. Como na prática é muito difícil de acontecer, os testes de vida costumam ser interrompidos, ou num intervalo de tempo pré-estabelecido, ou quando um percentual da amostra falhe.

38

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MTTF – é a razão entre o tempo de funcionamento funcionamento acumulado ou tempo de ensaio de uma amostra e o número de falhas ocorrido durante o período, sob as condições especificadas de uso. O termo MTTF aplica-se a itens não reparáveis

MTTF = 1 / λacum

MTBF – é a média dos tempos entre falhas consecutivas, calculada como a razão entre o tempo acumulado e o número de falhas ocorrido no período, sob condições especificadas de uso. O termo MTBF aplica-se a itens reparáveis. MTBF = 1 / λacum

Colocando-se um grupo de componentes idênticos em um ensaio, durante um período de tempo, verifica-se que o gráfico do número de componentes que falha por unidade de tempo, dividido pelo número de componentes sobreviventes em cada instante de tempo, está representada nas Figuras 5 e 6.

Figura 5 – A Curva da Banheira

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Figura 6 – A Curva da Banheira

A Figura 6 é conhecida como a Curva da Banheira, devido à sua forma, e o parâmetro cuja variação temporal ela descreve é a taxa de falhas. Três regiões podem ser diferenciadas, com comportamentos bem característicos na curva:

Caracteriza-se por uma taxa de falhas alta e rapidamente, decrescente. É conhecido como período de mortalidade infantil ou período de falhas prematuras. Ocorre um processo de depuração. O período de mortalidade infantil, em geral, está associado a problemas grosseiros de controle de processos, defeitos de projeto e garantia da qualidade (falhas em soldas, juntas, ajustes, posicionamento...). posicionamento.. .). Acaba tornando-se a causa da maioria dos recalls . Do ponto de vista do projeto, o enfoque para reduzir esse período ao máximo, ou eliminá-lo por completo, consiste no uso de testes, durante o desenvolvimento do projeto, e testes controlados, como burn-in . O teste de burn-in é um préenvelhecimento, normalmente utilizando-se de altas temperaturas como fator de aceleração e, na maioria das vezes, realizado em 100% da população, para evitar os custos das falhas externas.

Representa o período conhecido como período de vida útil. As falhas que ocorrem nesse período são causadas pela ocorrência aleatória de esforços sobre os níveis de resistência do item, como combinação de uso e condições ambientais, uso incorreto, manutenção 40

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inadequada, e em função de deficiências inerentes ao projeto. A taxa de falhas é relativamente constante nesse período. O uso da técnica de derating , que consiste no uso de componentes de maior resistência do que a exigida nominalmente é uma maneira bastante usada para reduzir a ocorrência de falhas neste período.

A região C é conhecida como período de desgaste, deterioração ou envelhecimento. A taxa de falhas é crescente neste período, e decorre dos mecanismos de envelhecimento característicos de componentes e sistemas (ocorrência gradual de mudanças físicas e químicas nas estruturas internas), após terem passado pelo período de vida útil. No caso de componentes, de modo geral, são substituídos, quando começam a apresentar um nível de desgaste específico.

41

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Para determinar a confiabilidade de um item é essencial o conhecimento da distribuição teórica de probabilidade que melhor represente os TTF´s ou TBF´s. Dois aspectos são importantes: A capacidade de aderência da distribuição aos dados das falhas observadas, e as considerações sobre as leis que determinam o mecanismo de falhas. Assim, devem ser levadas em consideração as premissas por trás de cada modelo teórico, a literatura técnica e experimentos anteriores, se existirem. Quando ocorrem diferentes mecanismos de falhas, é importante que os mesmos sejam tratados de forma independente, pois podem ser acelerados de maneiras diferentes. Nesse ponto torna-se fundamental o uso de procedimentos de análise de falhas, como Análise dos Modos e Efeitos de Falha ( Failure Mode Effects Analysis – FMEA), por exemplo, que será abordada no capítulo 8. Após a caracterização da distribuição de vida mais apropriada, a confiabilidade pode ser expressa como vida média (MTTF ou BTMF, taxa de falhas média, taxa de falhas acumulada, ou o próprio valor da confiabilidade R(t), associado ao período de tempo, de ciclos, dentre outras variáveis). A função taxa de falhas constante ou instantânea reflete o efeito do tempo sobre os itens sobreviventes, o que permite compreender melhor a distribuição dos TTF´s ou BTF´s. Quando ocorre um mecanismo de deterioração, a λ(t) é crescente, em função do tempo. Quando ocorre um processo de depuração, λ(t) é decrescente. Caso λ(t) seja constante, o tempo de operação não estará influindo sobre a probabilidade de ocorrência de falhas.

A distribuição Exponencial envolve probabilidades ao longo do tempo, e tem uma estreita relação com a distribuição de Poisson (discreta). Supondo que falhas ocorram num item a uma taxa de 5 por 1000 horas-dia, o tempo entre as falhas será de 1/5 por 1000 horas, ou 200 horas. O modelo pressupõe uma taxa de falhas constante, isto é, se um item sobreviveu até o tempo t, a probabilidade de sobrevivência para o próximo intervalo de tempo é a mesma que o sistema apresentou, pela primeira vez, quando foi posto em operação. Isso significa dizer que as falhas ocorrem independentemente do tempo, portanto não associadas a processos de desgaste. Apesar de contrariar o senso comum, existem situações práticas para esta distribuição: 42

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Considere um sistema com diversos componentes. Existem, portanto, diversos mecanismos de falhas, que apresentam diferentes taxas de falhas, e que, associadas a condições ambientais, geralmente resultam em “ruídos” de falhas (Peter, 2004), que são mais ou menos constantes com o passar do tempo. À medida que o sistema sofre reparos, componentes vão sendo substituídos, gerando-se componentes com idades diferentes e o uma taxa de falha “constante”, independente das distribuições dos componentes individuais. As Figuras 7, 8 e 9 mostram as curvas características da distribuição Exponencial.

Figura 7 – Curva da função densidade de probabilidade

A função densidade de probabilidade é dada pela fórmula abaixo:

f ( t )

= λ e

−

λ t

Figura 8 – Curva da função de distribuição acumulada

A função de distribuição acumulada é dada pela fórmula:

F (t ) = 1 − e − λ t

43

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Figura 9 – Curva da taxa de falhas

A taxa de falhas é dada pela fórmula:

λ (t ) = λ A função confiabilidade é dada pela fórmula

R(t ) = e − λ t e o MTBF ou MTTF = 1 / λ

Suponha uma máquina que falhe em média uma vez cada 2 anos. Determine a confiabilidade da máquina, no próximo ano. Solução: µ = ½ λ = 0,5 R(t>1) = e-0,5(1) = e-0,5 = 0,61 ou 61%

O uso desta distribuição está associado a uma interação multiplicativa entre as variáveis aleatórias, diferentemente da distribuição normal, onde as variáveis aleatórias interagem aditivamente. Assim, a distribuição dos logaritmos naturais dos TTF´s segue uma distribuição normal (daí o nome lognormal). É uma distribuição que se adapta muito bem a dados de ensaio de vida que envolva reações químicas e físico-químicas, como processos de corrosão, formação de compostos intermetálicos, degradação de contatos, processos de difusão e propagação de trincas. As Figuras 10, 11 e 12 mostram as curvas características desta distribuição. 44

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A função densidade de probabilidade é dada pela fórmula abaixo:

1

f (t ) =

t 2πσ

e

2

− (ln t − µ ) 2 /( 2σ 2 )

Onde µ é a media da variável e σ é o desvio padrão da variável


A função de distribuição acumulada é dada por:

F (t )

=

1

∫ 2π .σ

1 ⎛ s − µ ⎞ ⎟ t − .⎜ 2 ⎝ σ ⎠

. e 0

2

.dt

45

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Figura12 – Curva da taxa de falhas

A taxa de falhas é dada por:

λ (t ) = λ e o MTTF ou MTBF = 1 / λ A função confiabilidade é igual a

R(t) = 1 – F(t)

A distribuição de Weibull é uma generalização da distribuição exponencial, pela introdução de determinados parâmetros, de modo a adaptá-la à ocorrência de vários fenômenos, como fadiga metálica, fratura de materiais, etc. É uma das mais populares no estudo da confiabilidade, descrevendo tanto os casos em que a taxa de falha é crescente, decrescente ou constante. Com o nome do inventor, Waloddi Weibull, esta distribuição é usada extensivamente em engenharia da confiabilidade, análise de sobrevivência e em outras áreas, devido a sua versatilidade e simplicidade. É indicada nos casos em que não se conhece, em princípio, o mecanismo de falha que levou à falha do item. As curvas características da distribuição de Weilbull são mostradas nas Figuras 13, 15 e 16.

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β=3 =1 =2


A fórmula da função densidade de probabilidade é: β −1

f (t ) = β / η [(t − γ ) / η ]

e

−[( t −γ ) / η ] β

onde: β = parâmetro de forma da curva ou inclinação da distribuição (adimensional) η = parâmetro de escala ou vida característica. γ = parâmetro de localização ou vida mínima “Freqüentemente, o parâmetro de localização não é utilizado, e o seu valor pode ser considerado como zero. Nesta circunstância, a f.d.p. se reduz para distribuição Weibull de dois-parâmetros. Há também o caso onde se pode reduzir à distribuição Weibull um-parâmetro. Esta, de fato, toma a mesma forma da f.d.p. Weibull de dois-parâmetros; a única diferença é que o valor de β é suposto de antemão. Esta suposição significa que somente o parâmetro de escala precisa ser estimado, possibilitando uma análise com poucos dados”.(ReliaSoft, 2003)

De acordo com a Figura 14, uma variação no parâmetro da escala tem o mesmo efeito na distribuição que uma mudança de escala na abscissa. Aumentar o valor de η mantendo constante o valor de β tem o efeito de esticar para fora da f.d.p.. Desde que a área sob uma curva da f.d.p. é igual a 1, o "pico" da curva da f.d.p. diminuirá também com o aumento de η.

47

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η = 50 β = 3

η = 100 β = 3 η = 200 β = 3

Figura 14 – Variação no parâmetro de escala • •

Se η é aumentado, enquanto β e γ são mantidos constantes, a "curva" começa a se estender, esticar para direita e sua altura diminui, ao manter sua forma e posição. Se η é diminuído, enquanto β e γ são mantidos constantes, a distribuição começa se estreitar para dentro, para esquerda, e aumenta sua altura. η tem a mesma unidade que t, tal como horas, ciclos, etc.


A expressão que representa a função de distribuição acumulada é:

F (t ) = 1 − e

−[(t −γ ) / η ] β

48

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Figura 16 –Curva da tava de falhas

As fórmulas são: Taxa de falhas:

λ (t ) =

f (t ) R (t )

β −1

=

β ⎛ t − γ ⎞

⎜

⎜ η η ⎝

⎟⎟ ⎠

Função confiabilidade:

R(t ) = e

−[(t −γ ) /η ] β

eo

MTTF ou MTBF = γ + η .G[(1 / β ) + 1] onde G é a função Gamma, a qual é definida por: ∞

G ( n) =

∫

e −t t n −1 dt

0

Propriedades da Weilbull: β < 1 torna-se a distribuição Gamma - a taxa de falhas é decrescente (eliminação gradativa de falhas) – processo de depuração β =1 torna-se a distribuição Exponencial – a taxa de falhas é constante 1 > β ≤ 2 torna-se a distribuição de Rayleigh – taxa de falhas é crescente – processo de deterioração 49

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O parâmetro η fixa um ponto da Fda, que equivale ao percentual de 63,2%, conhecido como vida característica. F(γ F(γ + η) = 0,632 Para a caracterização da distribuição de Weilbull, os parâmetros de forma, localização e escala devem ser estimados, preferencialmente por intermédio de papéis de probabilidade ou por computador. A Figura 17 mostra o efeito do valor de β na taxa de falhas da distribuição Weibull.

=3

= 0,5

β=1

Figura 17 – Efeito do parâmetro β na tava de falhas

Este é um dos aspectos mais importantes do efeito do valor de β, nesta distribuição. Como é indicado no gráfico, a distribuição Weibull com o β<1 têm uma taxa de falha que diminui com tempo. A distribuição de Weibull com o β próximo de ou igual a 1 tem uma taxa de falha razoavelmente constante, indicando a vida útil ou de falhas aleatórias. A distribuição de Weibull com o β>1 tem uma taxa de falhas que aumenta com o tempo. Estes betas abrangem as três fases da "clássica curva da banheira". A distribuição Weibull mista com uma sub-população com o β<1, uma sub-população com o β=1 e uma outra com o β>1, teria um gráfico de taxa de falhas que fosse semelhante à curva da banheira, vista no capítulo anterior.

50

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Através da confiabilidade dos componentes, pode-se fazer uma predição da confiabilidade do sistema, isto é, conhecida a confiabilidade dos componentes individuais, é possível calcular a confiabilidade do sistema, levando em consideração a forma pela qual estes componentes estão conectados. Existem basicamente cincos formas de configuração dos componentes de um sistema. Neste trabalho serão descritas duas configurações:

É a configuração mais simples, e provavelmente, a mais comum delas. Se qualquer um dos subsistemas falhar, o sistema falhará. Considere o sistema abaixo: R t

R t

R t

Assumindo que as falhas dos componentes de um sistema em série são estatisticamente independentes das falhas ou sucessos de qualquer outro componente, então a confiabilidade do sistema Rs(t), com componentes diferentes, é dada por:

Rs(t) = ∏Ri (t) Se os TTF´s seguem uma distribuição exponencial, então a taxa de falha é constante para cada componente:

Rs (t ) = e − λ 1⋅t ⋅e λ 2⋅t

Rs(t ) = e − ∑ λ i⋅t Então a taxa de falha do sistema é a soma das taxas de falhas individuais, e a vida média do sistema é dada por: MTTF =

MTTF =

1 λ s 1

∑ λ i 51

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: Duas bombas são necessárias para a operação de um sistema de fluxo de carga, sendo que as bombas 1 e 2 têm taxas de falha constante, iguais a 0,0001 falhas por hora e 0,0004 falhas por hora, respectivamente. Considerando que o sistema começa a funcionar no instante t = 0, calcular o MTTF e a confiabilidade do sistema, para 100 h de operação.

Rs(t) = exp[-(λ exp[-(λ1+λ 1+λ2)t] Rs(100)= exp[-(0,0001+0,0004)100] Rs(100)=2,718[-( 0,05)] Rs(100) = 0,9512 ou 95,1%

MTTF = 1 / λ1+λ 1+λ2 MTTF = 1 / 0,0005 MTTF = 2.000 horas

A segunda configuração mais comum em confiabilidade é a configuração em paralelo. O sistema irá falhar, se e somente se, todos os componentes falharem. R t R t

R t

O modelo assume que todas os componentes estão ativos e compartilhando carga, e que as falhas dos componentes são estatisticamente independentes. A confiabilidade então é dada por: Rp(t ) = 1 −

n

∏1 − Ri i =1

Se a taxa de falha dos componentes é constante, temos: 52

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Rp (t ) = 1 −

n

∏

1 − e−


λ it

i =1

Então a taxa de falha do sistema é a soma das taxas de falhas individuais, e a vida média do sistema, para componentes diferentes, é dada por: MTTF =

n

∑

1 / λ i −

i =1

n−1

n

∑∑

1 /(λ i + λ j ) + ..... + (−1) n+1 ⋅ 1 /

i =1 j =i +1

n

∑ λ i i =1

A taxa de falha do sistema, para componentes iguais, é dada por: MTTF =

n

1 λ

⋅ ∑1 / i i =1

: Considere agora as duas bombas, iguais, com taxa de 0,0005 falhas por hora cada uma, operando numa configuração em paralelo. Se uma das bombas falhar, a outra bomba pode ainda operar para a carga total do sistema. Se as bombas começam a operar em t=0, determine a confiabilidade do sistema para um tempo de operação de 400 h.

Rp ( 400) = 1 − [(1 − e − λ 1⋅400 ) ⋅ (1 − e − λ 2⋅400 )]

Rp(400) = 1 − [(1 − e − 0,0005⋅400 ) ⋅ (1 − e − 0,0005⋅400 )] Rp ( 400) = 1 − [(1 − e − 0, 2 ) ⋅ (1 − e − 0, 2 )]

Rp(400) = 1 − [(1 − 0,8187) ⋅ (1 − 0,8187] Rp(400) = 1 − [(0,1813) ⋅ (0,1813] Rp(400) = 0,9671 Rp(400) = 96,7%

MTTF =

MTTF =

1 λ

n

⋅ ∑1 / i i =1

1

1 3 (1 + ) = λ 2 2λ

MTTF = 3.000h

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Existem outras configurações, como Stand by , em Ponte e K de N, que não serão tratadas neste trabalho. Para maiores detalhes, consultar bibliografia ao final do trabalho. O uso da configuração paralela é um procedimento, no desenvolvimento do projeto, que tem como objetivo garantir um sistema de alta confiabilidade, maior que a confiabilidade individual dos componentes. Os sistemas são, de fato, estruturas de componentes e subsistemas configurados em série ou em paralelo. Estas configurações devem levar em conta requisitos de custo para a sua implementação. É preciso conhecer a expectativa do mercado, antes de tomar qualquer decisão. Nem sempre o mercado deseja produtos de altíssima confiabilidade, ou nem pode pagar por esta confiabilidade.

A confiabilidade de um sistema Paralalelo-Série, com m caminhos caminhos e n elementos, elementos, é dada por:

Rps = 1 − (1 − R n ) m A confiabilidade de um sistema Série-Paralelo, com m elementos paralelos e n unidades em série, é dada por:

Rps = [1 − (1 − R) m ]n Considere um sistema com seis componentes, cada um com uma confiabilidade de 90%. Calcular a confiabilidade dos arranjos a seguir:

R

R

R

R

R

R

m=1, n=6 Rs

= 1 − (1 − R n ) m

Rs

= 1 − (1 − 0,90 6 )1 = 0,53

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b)

R

R

R

R

R

R

m=2, n = 3 Rps

= 1 − (1 − R n ) m

Rps

= 1 − (1 − 0,9 3 ) 2

Rps

= 0,926

R

R

R

R

R

R

m=2, n=3 Rsp

= [1 − (1 − R) m ] n

Rsp

= [1 − (1 − 0,9) 2 ]3

Rsp = 0,970

R

R

R

R

R

R

Rm = [1 − (1 − 0,9) 2 ] 2 ⋅ [1 − (1 − 0,9)1 ] 2 Rm = 0,963 ⋅ 0,99 Rm = 0,954

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O cálculo do MTBF ou MTTF em amostras é uma estimativa pontual. Se empregarmos intervalos de confiança, estas estimativas podem ser melhoradas. Um intervalo de confiança de 95% , por exemplo, significa que em 95% dos casos, o valor do MTBF ou MTTF estará na faixa do intervalo, sendo porém desconhecido. Quanto maior o nível de confiança desejado, maior será a amplitude do intervalo de confiança. Para a distribuição exponencial, a função qui-quadrado (Χ (Χ2) pode ser usada. Vide tabela da função qui-quadrado no final deste capítulo.

Limite inferior (simples) MTTF ≥

2T

Χ 2 (α ,2r )

Limites duplos 2T

Χ 2 (α / 2,2r )

≤ MTTF ≤

2T

Χ 2 (1 − α / 2,2r )

onde T = tempo do ensaio α = nível de risco (1 – nível de confiança) r = número de falhas X2 = valor de X2 para 1- α com r graus de liberdade. (TABELA no final deste capítulo. : Um item é testado até a 4a falha, que ocorre no instante t=6.000 h. Calcular os limites para 90% de nível de confiança. α = 1 – 0,9 = 0,10 α/2 = 0,05 r = 4 falhas 56

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X2 = 13,362 (para α = 0,10 e 2r = 8 graus de liberdade)

2(6000) / 13,362 = 898 h MTTF = 898 h

X2 = 15,507 para α/2=0,05 e 2r = 8 graus de liberdade X2 = 2,733 para 1-α 1-α/2=0,95 e 2r = 8 graus de liberdade 2(6000)/15,507 = 774 2(6000)/2,733 = 4.390 774 h ≤ MTTT ou MTBF ≤ 4.390 h O MTTF pontual seria 6000/4 = 1500 h

Limite simples MTTF ≥

2T

Χ 2 (α ,2r + 2)

Limites duplos 2T

Χ 2 (α / 2,2r + 2)

≤ MTTF ≤

2T

Χ 2 (1 − α / 2,2r )

Num ensaio de 4000 horas, um item apresentou 3 falhas. Calcular os limites simples e duplos, para um nível de confiança de 90%. Limite simples 2(4000)/13,362 = 598 MTTF ≥ 598 h Limite duplo 57

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2(4000)/15,507 = 516 2(4000)/1,635 = 4893 516 h ≤ MTTF ou MTBF ≤ 4893 h

Caso não ocorram falhas, durante o período do teste, o limite simples do MTTF ou MTBF pode ser estimado pela equação abaixo:

MTTF ≥

− nT ln α

onde n = tamanho da amostra Exemplo: 50 peças foram testadas num ensaio de 168 h, sem falhas. Qual o limite inferior do MTBF com nível de confiança de 95%? MTTF ≥

− 50 ⋅ 168 ln 0,05

MTTF ≥ 2.803h

A equação abaixo pode ser usada, para estabelecer o nível mínimo de confiabilidade, num teste sem falhas, independente do tempo, num dado nível de confiança.

Rl = α 1 / n Exemplo: 50 peças foram testadas, sem falhas. Qual o limite inferior da confiabilidade, com nível de confiança de 95%?

Rl = 0,051 / 50 Rl = 0,942

Assim, pode-se afirmar com 95% de confiança que a confiabilidade será superior a 94%.

Quando não se conhece o tamanho da amostra, como saber qual o tamanho da amostra a ser testada, sem falhas, para uma determinada confiabilidade, com um determinado nível de confiança? A equação abaixo pode ser utilizada: 58

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n=


ln(1 − confiança ) ln R

Qual o tamanho mínimo de uma amostra, para garantir uma confiabilidade de, no mínimo, 97%, com um nível de confiança de 94%?

n=

n=

ln(1 − 0,94) ln 0,97 ln(1 − 0,94) ln 0,97

n = 92

Portanto, se forem testadas pelo menos 92 peças, e não ocorrer nenhuma falha, pode-se dizer, com 94% de confiança, que a confiabilidade é de, no mínimo, 97%.

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A FMEA (Failure Modes and Effects Analysis – Análise dos Modos e Efeitos de Falha) é uma técnica de análise e prevenção aplicada sobre o produto para averiguar os possíveis modos de falha no projeto (FMEA de produto), as possíveis falhas na produção (FMEA de processo) ou as possíveis anomalias e falhas na utilização de equipamentos e instalações (FMEA dos meios de produção). Os dois primeiros tipos são os mais usados pela maioria das empresas. A FMEA tem como objetivos (i) prever e avaliar as possíveis falhas e seus efeitos em um produto ou processo, (ii) identificar ações preventivas para eliminar ou reduzir a probabilidade de as falhas ocorrerem (iii) priorizar as falhas potenciais e (iv) priorizar as ações corretivas. A FMEA estabelece as probabilidades de ocorrência de um defeito e da gravidade de suas conseqüências; estas estimativas permitem definir as prioridades de intervenção no projeto do produto ou no processo de fabricação. A FMEA é, portanto, uma análise sistemática de todas as possíveis falhas ligadas ao projeto e ao processo. As causas são quantificadas por meio de pontuações apropriadas, associadas à probabilidade de um acontecimento, à gravidade do efeito e à possibilidade de identificar o defeito. As causas que apresentarem uma pontuação elevada devem ser reduzidas ou eliminadas, por meio de intervenções de melhorias, observando os aspectos econômicos requeridos por essas intervenções. A empresas que efetivamente se preocupa com a qualidade e confiabilidade de seus produtos deve considerar a metodologia FMEA em seu sistema da qualidade. Isso pode ser feito por meio da criação de um procedimento operacional. A FMEA deve ser exigida também dos fornecedores, principalmente daqueles fornecedores considerados críticos, em termos de confiabilidade e qualidade. Em um FMEA de processo só serão considerados os modos de falha relacionados com o processo. Assume-se que, inicialmente, as especificações do projeto estão adequadas. Apesar da FMEA de processo analisar somente defeitos provocados pelo processo, problemas críticos de projeto que venham a aparecer durante a análise, podem e devem ser remediados. A finalidade da FMEA é ajudar engenharia de produto e de processos da empresa a responder à pergunta: De que forma o produto ou processo produtivo poderá não garantir a correta realização das características do projeto?”. O escopo da FMEA de processo, quando não se trata de projetar um processo de produção totalmente novo, é analisar e prever, durante a elaboração do roteiro de 61

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fabricação, as atividades de prevenção e inspeção das operações de trabalho consideradas críticas para a confiabilidade do produto.

Analisar o processo de produção considerando todas as operações significativas para as funções e características do produto ou, que de algum modo, possam provocar falhas ou defeitos. Examinar cada operação sob todos os aspectos relacionados ao processo, como, maquinários, instrumentos de controle, tratamentos, materiais diretos e indiretos, movimentações, manuseios, armazenamento, treinamento de mão de obra e ambiente .

Para cada modo de falha, registrar todos os efeitos que podem ser provocados sob a forma de perda de uma função do componente, em termos do que o cliente pode experimentar ou observar. Lembrar que o cliente pode ser um cliente interno (operação seguinte do processo) ou usuário final. Não se esquecer do relacionamento entre os níveis decomponentes, sub-conjuntos e conjuntos. Por exemplo, a quebra de um pino pode provocar vibração no subconjunto mancal e este funcionamento irregular reduzirá a vida útil do equipamento. Os efeitos devem ser descritos por meio das características de desempenho do sistema ou produto, como por exemplo: vibração, ruído, superaquecimento, desgaste prematuro, vazamento. Se o cliente for a operação seguinte ou subseqüentes, os efeitos podem ser descritos por características do processo, como: não fecha, não abre, não veda, não monta.

Assinalar para cada modo de falha, todas as causas possíveis relacionadas ao processo e que têm origem na fase considerada. Descrever as causas em termos do que pode ser eliminado ou pelo menos reduzido. As causas podem ser, por exemplo: lubrificação insuficiente, medidas sem precisão, torque inadequado, corrosão.

Relacionar as atividades de prevenção, verificação, detecção, entre outras, que garantirão a adequação do processo para que o mesmo não falhe. Exemplos de atividades de controle são: inspeção 100%, plano de amostragem, CEP, construção de protótipo, revisão de desenhos e especificações de processo. 62

FEAMIG




Cada modo de falha deve ser assinalado separadamente. Quando um modo de falha tem vários efeitos, estes formam um grupo único e fazem parte de uma única linha da folha de análise. Quando um modo de falha tem várias causas, cada causa deve ser assinalada individualmente. A gravidade se aplica somente ao efeito. Caso o modo de falha afete o cliente final ou o usuário do produto, a avaliação da gravidade pode estar fora do campo de conhecimento da equipe da FMEA. Neste caso, a engenharia de projeto ou a engenharia do cliente deve ser consultada.

Este índice estima a probabilidade de a falha ocorrer, como conseqüência de cada uma das causas identificadas. Comumente pode se lançar mão de dados históricos, se houver. A Tabela 1 apresenta uma sugestão de critérios para avaliação da probabilidade.

Como o próprio nome diz, o Índice de Gravidade avalia a gravidade do efeito da falha sobre o cliente, caso ela venha a ocorrer. A Tabela 2 apresenta uma sugestão de critérios para avaliação da probabilidade. A 1a linha é relativa ao produto e a 2 a ao processo.

63

FEAMIG




O Índice de Detecção mede a probabilidade de se “conseguir achar” o defeito no produto devido a causas do processo de produção. A detecção do modo de defeito deve ocorrer antes que o produto alcance o cliente interno. A Tabela 3 apresenta sugestão de critérios.

64

FEAMIG




Após a avaliação dos três índices, é importante verificar se as pontuações entre eles são coerentes.

O IPR é o produto dos resultados dos três índices anteriores . Este índice irá variar de 1 a 1.000 e constituirá o critério de avaliação das prioridades de intervenção. Quanto maior for o IPR, tanto maior ou mais urgente é a necessidade de intervenções. Falhas que apresentarem um índice de gravidade muito alto, independentemente do IPR, deverão receber atenção especial. Quando houver paridade de IPR deve-se dar prioridade de intervenção aos casos com maior valor de G. Não existem parâmetros para estabelecimento de limites aceitáveis em relação ao IPR. Cada empresa deve definir os seus critérios. Também como referência, pode-se considerar como itens prioritários para tomada de uma ação, aqueles que tenham > 125 ou tenham um índice isolado de >7, > 7 ou > 7.

Descrever as ações que devem ser tomadas para reduzir os índices descritos anteriormente, tendo em vista reduzir a ocorrência e a gravidade da falha, com o aumento da probabilidade de detecção. •

Especificar, quando possível mais de uma ação de melhoria, principalmente quando são necessários grandes investimentos; 65

FEAMIG



• •


Dar preferência a providências que tenham condições de eliminar os problemas pela raiz; Especificar sempre com clareza as providências a serem tomadas, evitando definições genéricas e a atribuição incorreta das responsabilidades.

Algumas ações podem ser tomadas, como: •“O” elevado requer ações de prevenção. Pode ser reduzido por meio de revisões do projeto e do processo produtivo. Métodos estatísticos ajudam na melhoria do processo e prevenção das falhas. •“G” elevado exigem a revisão do projeto e pode ser reduzido somente com modificação do projeto ou alterações no processo. Podem ser adotadas ações que minimizem o efeito da falha, como sistemas redundantes e stand by . •“D” elevado requer a implantação de sistemas de controle do projeto e do processo. Pode ser reduzido com medidas de controle suplementares ou melhorias nas existentes. A equipe responsável pelo estudo deve ficar atenta aos controles, pois, geralmente, a melhoria destes sistemas apenas agrega custo ao produto e é ineficaz na melhoria do processo. A ênfase deve ser dada a ações de prevenção da falha. Se nenhuma ação for recomendada para uma causa específica, deve ser indicada “nenhuma”.

Identificar a pessoa que têm a responsabilidade de realizar a intervenção recomendada e estabelecer o prazo para realização da ação.

Após a implementação de uma ação, devem ser obtidos os novos índices de gravidade do efeito , probabilidade de ocorrência , da detecção e do índice de prioridade de risco e compará-los com os índices anteriormente obtidos, para que a eficácia da ação tomada possa ser efetivamente avaliada.

A análise FME é uma atividade que deve ser monitorada e atualizada continuamente para que reflita sempre a efetiva situação do processo. Deve ser transmitida a todas as áreas envolvidas e interessadas, tendo em vista uma sinergia no uso de todos os conhecimentos presentes na empresa.

66

FEAMIG




67

FEAMIG


PÓS GRADUAÇÃO ENGENHARIA DA QUALIDADE


Professor Carlos Márcio VITORINO, M.Sc. Consultor e Professor da PUC Minas 31 9994-1102 [email protected]

Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas

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Prof: Carlos Márcio Vitorino, M.Sc

AMB AMBIENTE IENTECOMPETITIVO COMPETITIVO

COMO COMOVENCER VENCERNESSE NESSEAMBIENTE? AMBIENTE?

REALIDADE HOJE

UM NOVO JOGO NO QUAL A MUDANÇ MUDAN ÇA É A NORMALIDADE Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas Prof: Carlos Márcio Vitorino, M.Sc

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68

OOQUE QU ESTRATÉG IA QUEEÉÉESTRATÉGIA QUE ESTRATÉGIA ESTRATÉG IAEMPRESARIAL? EMPRESARIAL? EMPRESARIAL?

1. Decisões que definirão a natureza e a direção futuras da organização. 2. Estraté Estratégia gia é resolver resolver os os trade - -off o ff ´ ´s s da competição, e escolher o que nã o faze fazer. r. 3. Criar regras para o desenvolvimento da relação da empresa com seu ambiente externo. 4. Estabelecer Estabelecer objetivos, propósitos ou metas, políticas e planos essenciais para alcançar estas metas, de tal maneira que definam em que tipo de negócio a empresa empresa está está ou quer quer estar, estar, qual qual é a sua missão,, e que tipo de empresa é ou quer missão quer ser. ser. Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas

70


ESTRATÉGIAS ESTRATÉGIASFUNCIONAIS FUNCIONAIS FUNCI ONAIS

Estratégia de Produção

Estratégia de MKT

Estratégia de Logística

Estratégia de RH

Estratégia de Manutenção

As estratégias funcionais devem

viabilizar as Estratégia de Negócios por

meio da criação de vantagens competitivas pelas diversas funções da organização

Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas Prof: Carlos Márcio Vitorino, M.Sc

71

69

DESDOBRAMENTO DESDOBRAMENTODA DAESTRATÉGIA ESTRATÉGIA

Os elementos da estratégia num nível mais elevado tornam-se objetivos para o nível mais baixo. Nível da Diretoria Industrial

• Objetivo: Objetivo: Aumentar Aumentar a disponibil disponibilidade idade para para 95%. • Estratégia Estratégia:: Implem Implementar entar MCC. Nível da Gerência de Manutenção

• Objetivo: Objetivo: Implementa Implementarr MCC • Estratégia Estratégia:: Estudar Estudar as falhas falhas via via FMEA


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VISÃO VISÃODA DAMANUTENÇÃO MANUTENÇÃODA DACRVD CRVD

“Ser considerada referência pelos resultados da gestão da manutenção, reconhecida pela excelência de suas práticas e papel estratégico desempenhado para o sucesso da CVRD, até 2008”.


73

70

MISSÃO MISSÃODA DAMANUTENÇÃO MANUTENÇÃODA DACRVD CRVD

“Garantir a disponibilidade dos equipamentos e instalações, com retorno atrativo para a CVRD. Controlar, através de ações sistêmicas, perfis de perdas, os riscos de acidentes e os aspectos ambientais. Garantir a confiabilidade do desempenho da função dos equipamentos e instalações, através de métodos e técnicas Classe Mundial”. Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas

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Necessidade e uso

Missão Operar

Manter Manutenção


75

71

Uso e necessidade

Executar manobras Operar

Manter Manutenção


76


Requisitos operacionais


77

72

Será Será que dá para para funcionar sem parar?

Locomotiva parada 4 dias/mês Melhor prevenir que remediar

Revisão de freios Regulagem de motor


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Imprevistos! Pode quebrar alguma coisa!

Locomotiva parada 2 dia/mês Tenho que parar para consertar

Indisponível 6 dias/mês


79

73

É! Acho que está bom.

Disponibilidade de 80 % Qual Qua sign ificad cado o Qualll éé oo signifi Qua significa signif icado do considerando considerando aa missão missão da da locomotiva? locomotiva? Qual Qual éé o signif sig icado do significa signif nifica icado do considerando considerando oo usuário usuário dos dos serviços serviços da da locomotiva? locomotiva?


80


E se eu comprasse uma locomotiva de maior confiabilidade? confiabilidade?

Será que poderia poderia melhorar a disponibilidade?


81

74

DISPONIBILIDADE CONFIABILIDADE E MANUTENIBILIDADE A CONFIABILIDADE E A MANUTENIBILIDADE (FACILIDADE DE MANTER OU RESTAURAR) SÃO DUAS CARACTERÍSTICAS INTRÍNSECAS DOS PRODUTOS / SISTEMAS / MAQUINÁRIOS ESTÃO LIGADAS AO NÚMERO DE DEFEITOS / FALHAS QUE IRÃO ACONTECER NO PERÍODO DE VIDA ÚTIL E QUE IRÃO REQUERER INTERVENÇÕES DE MANUTENÇÃO MAIS OU MENOS COMPLEXAS


82


DISPONIBILIDADE DISPONIBILIDADE

CAPACIDADE DO CANECO NÍVEL DA CERVEJA


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75

Característica de uma instalação ou equipamento que permite um maior ou menor grau de facilidade na execução dos serviços de manutenção. manutenção.

CONHECER E ANALISAR OS EQUIPAMENTOS E INSTALAÇÕES PARTICIPAÇÃO DO PESSOAL DA MANUTENÇÃO NA ETAPA DO PROJETO


84


ASPECTOS ASPECTOSFUNDA FUNDAMENTAIS MENTAIS



O tempo de manutenção pode ser definido “a priori”



Este tempo é associado a condições operacionais operacionais e recursos . Equipamentos . Peças de reposição ou de consumo



Pode ser medida estatisticamente



Deve buscar buscar o ponto de equilíbrio equilíbrio entre entre - Facilidade de execução - Exatidão Exatidão da intervençã intervenção o - Segurança para os operadores e o ambiente - Economic Economicidade idade da intervençã intervenção o


85

76

EXEMPLOS EXEMPLOS


86


MEDIÇÃO INDI MEDIÇÃOOPERACIONAL OPERACIONAL––AVAL AVALIAÇÃO IAÇÃOINDIRETA INDRETA INDIRETA IRETA

•

Tempo de reconhecimento do problema

•

Tempo de retardo administrativo

•

Tempo de coleta de ferramentas de manutenção

•

Tempo de análise do problema

•

Tempo de correção ou modificação

•

Tempo de testes locais

•

Tempo de testes globais

•

Tempo de revisão de manutenção

•

Tempo de recuperação total


87

77

MEDIDA MEDIDACOMO COMOPROBABILIDADE PROBABILIDADE

É a prob probab abililid idad ade e de qu que e um equipament equip amento o em falh falha a será reparado reparado dentro de um tempo "t", variável aleatória que representa o tempo tempo de reparo.


88


MEDIDA MEDIDACOMO COMOPROBABILIDADE PROBABILIDADE

MTTR M ea n t im e d o r ep air

Tempo médio para reparar


89

78

TEMPOS TEMPOSDE DEREPARO REPAROSEGUEM SEGUEM DISTRIBUIÇÃO DISTRIBUIÇÃO EXPONENCIAL EXPONENCIAL

− λ t ( ) 1 M t = − e

MTTR =

1 λ


90


TEMPOS TEMPOSDE DEREPARO REPAROSEGUEM SEGUEM DISTRIBUIÇÃO DISTRIBUIÇÃO EXPONENCIAL EXPONENCIAL

9,0 8,0 e d 7,0 a d i 6,0 l i b a b 5,0 o r p 4,0 e d 3,0 e d a 2,0 d i s n 1,0 e D

0,0 0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0, 50

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

0, 80

0,85

0,90

Tempo de atendimento


91

79

TEMPOS TEMPOSDE DEREPARO REPAROSEGUEM SEGUEMDISTRIBUIÇÃO DISTRIBUIÇÃO LOGNORMAL LOGNORMAL

⎛ log e t − log e β ⎞ ⎟ α ⎝ ⎠

M (t ) = φ ⎜

MTTR = β e e

⎛ α 2 ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ 2 ⎠

tt==Tempo Tempopara parareparo. reparo. αα == Parâmetro Parâmetro de de forma. forma. Fornece Fornece aa variabilidade variabilidade das das equipes de manutenção. equipes de manutenção. ββ == Parâmetro Parâmetro de de escala. escala. Fornece Fornece oo desempenho desempenho das das equipes de manutenção. equipes de manutenção. φφ==Distribuição Distribuiçãonormal normalpadronizada. padronizada. Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas

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TEMPOS TEMPOSDE DEREPARO REPAROSEGUEM SEGUEMDISTRIBUIÇÃO DISTRIBUIÇÃO LOGNORMAL LOGNORMAL


93

80

TEMPO DE UTILIZAÇÃ UTILIZAÇÃO O TEMPO TEMPO TOTAL TOTAL

TEMPO DE FUNCIONAMENTO

TEMPO OPERANDO UP TIME

TEMPO DE NÃO FUNCIONAMENTO

UP TIME

TEMPO NÃO OPERANDO DOWN TIME

DISP. =

UP TIME + DOWN TIME


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A ILIDA DE, ,PARA REL OO ADISPONIB DISPONIBILIDADE, ILIDADE, ILIDADE PARAOS OSSISTEMAS SISTEMASDE DEPRODUÇÃO, PRODUÇÃO,ÉÉAARELAÇÃ RELAÇÃO RELAÇÃ AÇÃO ENTRE O TEMPO DE FUNCIONAMENTO E O TEMPO PROGRAMADO ENTRE O TEMPO DE FUNCIONAMENTO E O TEMPO PROGRAMADO

Estado do maquinário

ON

OFF T 1 t1

T2 t2

T3

t3

T4

t4

T5 t5

T6

t6

T7

t7

tempo

1 DIA


95

81

PELOS DADOS DE DE PARADA, É POSSÍVEL MEDIR MEDIR A DISPONIBILIDADE

MTBF = T1 + T2 + T3 + T4 n (Mean (Mean Time Time Betwee Betweenn Failur Failures es - MTBF) MTBF) Tempo Médio entre falhas ou de funcionamento

MTTR = t1 + t2 + t3 + t4 n-1 (Mea (Meann Time Time To Repa Repair ir - MTTR) MTTR) Tempo Médio para reparar ou fora de funcionamento


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D=

MTBF MTBF + MTTR


97

82

EVOLUÇAO EVOLUÇAODA DAMANUTENÇÃO MANUTENÇÃO

1930 - 1940

1970

2000

Conserto ap após a fa falha

Disponibilidade crescente Aumento da vida útil

Maior disponibilidade Maior confiabilidade Melhor relação custo-benefício Maior qualidade dos produtos Preservação do meio ambiente

Conserto ap após a fa falha

Uso de de co co m mp putado re res Sistemas manuais de controle Monitoração por tempo

Monitoração da condição Projetos voltados para confiabilidade manutenibilidade Análise de riscos Uso de FMEA

a e


98


EVOLUÇAO EVOLUÇAODA DAMANUTENÇÃO MANUTENÇÃO

1950

1960

1970

1980

1990

2000

Manutenção Corretiva Manutenção Corretiva e Preventiva Manutenção Produtiva Manutenção Baseada no tempo Manutenção Produtiva Total Manutenção Preditiva Manutenção Centrada na Confiabilidade Manutenção Baseada na condição Fig.01 Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas Prof: Carlos Márcio Vitorino, M.Sc

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83

OBJETIVOS OBJETIVOSPRIMÁRIOS PRIMÁRIOSDA DAFUNÇÃO FUNÇÃOMANUTENÇÃO MANUTENÇÃO

CONSERVAÇÃO CONSERVAÇÃODAS DAS INSTALAÇÕES E INSTALAÇÕES E SEGURANÇA SEGURANÇA

GARANTIA GARANTIA DA DISPONIBILIDADE DA DISPONIBILIDADE DO DOSISTEMA SISTEMA DE PRODUÇÃO DE PRODUÇÃO

GARANTIA GARANTIA DO DONÍVEL NÍVELDE DE CONFIABILIDADE CONFIABILIDADE DO DOSISTEMA SISTEMA DE PRODUÇÃO DE PRODUÇÃO

•A Manutenção deve existir para que não haja manutenção •Redução da demanda por serviços •Necessidade de novos paradigmas nos contratos de parceria Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas

100


Confiabilidade não adequada excesso de demanda de serviços Necessidade de reduzir a demanda de serviços através da; – Qualidade da Manutenção – Qualidade da Operação – Qualidade da Instalação – ELIMINAÇÃO DE SERVIÇOS DESNECESSÁRIOS (Excesso de ação preventiva) Só concebíve equipame nto pare planeja da. Só é concebível concebívell que que oo equipamento equipamento equipamento pare de produzir de forma forma planejada. planejada. planejada.

Equipes atuando para evitar falhas e não corrigir a falha rapidamente. Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas Prof: Carlos Márcio Vitorino, M.Sc

101

84

TERCEIRIZAÇÃO DA MANUTENÇÃO

evoluir para

CONTRATO DE DISPONIBILIDADE


102


1.1.MANUTENÇÃO MANUTENÇÃOCORRETIVA CORRETIVA

Atuar At uar para par a corr co rrig igir ir a falha fal ha ou ou desempenho abaixo do esperado .

CORRETIVA CORRE TIVA CORRETIVA CORRE TIVANÃO NÃOPROGRAMADA PROGRAMADA

Corrigir a falha de maneira aleatória. Não existe tempo para preparar os serviços. CORRETIVA CORRE TIVA CORRETIVA CORRET IVAPROGRAMADA PROGRAMADA

Corrigir a falha, através de uma decisão gerencial, tomada em função de um controle controle preditivo preditivo ou operar operar até até ocorrer ocorrer a quebra. quebra. Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas Prof: Carlos Márcio Vitorino, M.Sc

103

85

1.1.MANUTENÇÃO MANUTENÇÃOCORRETIVA CORRETIVA o h n e p m e s e d

to - t1 - Operaçã Operação o t1 - t2 - Manuten Manutenção ção t2 - t3 – Operaçã Operação o Performance

to

t1

t2

t3

tempo


104


2.2.MANUTENÇÃO MANUTENÇÃOPREVENTIVA PREVENTIVA

Atuar At uar de for f orma ma a reduzi red uzirr ou o u evit ev it ar a falh f alha, a, ou a queda qu eda no desempenho, através de um plano de prevenção, com base em intervalos pré-definidos de tempo.

A falha não pode pode ser descartada descartada entre duas duas manutenções preventivas.


105

86

2.2.MANUTENÇÃO MANUTENÇÃOPREVENTIVA PREVENTIVA

o h n e p m e s e d

to

Performance

P1

P2

C1

P3 Nível estabelecido

t1 t2

t3 t4

t5 t6

t7

tempo


106


3.3.MANUTENÇÃO MANUTENÇÃOPREDITIVA PREDITIVA

Atuar com base em alterações de parâmetros de condição/estado do equipamento. Uso de equipamentos e aparelhos de avaliação das condições da máquina num dado instante. O acompanhamento pode ser subjetivo, objetivo ou contínuo.


107

87

3.3.MANUTENÇÃO MANUTENÇÃOPREDITIVA PREDITIVA o h n e p m e s e d

Planejamento da intervenção

Performance

ALA RME Meta procurada

to

t1

t2

t3

tempo

Manutenção corretiva programada Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas

108



PRINCIPAIS PRINCIPAISTÉCNICAS TÉCNICASPREDITIVAS PREDITIVAS

TEMPERATURA TEMPERATURA VIBRAÇÃO VIBRAÇÃO ESTROBOSCÓPIO ESTROBOSCÓPIO ANÁLISE ANÁLISEDE DEÓLEO ÓLEO DETECÇÃO DETECÇÃODE DEVAZAMENTOS VAZAMENTOS ALINHAMENTO ALINHAMENTODE DEMÁQUINAS MÁQUINASROTATIVAS ROTATIVAS


109

88


ESQUEMA ESQUEMATÍPICO TÍPICODE DEMONITORAMENTO MONITORAMENTO


110


3.3.MANUTENÇÃO MANUTENÇÃOPREDITIVA PREDITIVA ALGUNS AL GUNS ALGUNS AL GUNSINSTRUMENTOS INSTRUMENTOS

Cabo

Pino para prender correia de couro

Pick-up

VIBRÔMETRO Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas Prof: Carlos Márcio Vitorino, M.Sc

111

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CANETA DE MEDIÇÃO DE VIBRAÇÃO


112



TERMÔMETRO DE CONTATO Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas Prof: Carlos Márcio Vitorino, M.Sc

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90


Al i nhamen nh amento to com co m c abeçot abeç ot e laser las er


114


4.4.MANUTENÇÃO MANUTENÇÃODETECTIVA DETECTIVA

Atuar em sistemas de proteção para detectar falhas ocultas ou não perceptíveis. Verificações são feitas no sistema, sem parar o equipame equipamento. nto. Falhas ocultas são detectadas, e procura-se corrigir essa falha, com o sistema em operação.


115

91

5.5.ENGENHARIA NUTENÇÃO NUTENÇÃO ENGENHARIADE DEMA MANUTENÇÃO

• Perseg Persegui uir r benchmarkings; • Usar as técnicas mais modernas de gestão da manutenção; • Mu Muda darr o mindset da manutenção e da operação; • Desenvolver a manutenibilida manutenibilidade; de; • Forne Fornecer cer feed back ao projeto do equipamento; • Participar dos processos processos de aquisição, aquisição, e não apenas apenas do projeto de instalação.

Faz uso de todos os os dados que a Manutenção Manutenção Preditiva colhe e armazena. Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas

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S O D A T L U S E R

1 - CORRETIVA CORRETIVA 2 - PREVENTI PREVENTIVA VA 3 - PREDITIVA E DETECTIVA 4 - ENGENHARIA ENGENHARIA DE MANUTENÇÃO MANUTENÇÃO

EVOLUÇÃO

1

2

3

4

TIPOS DE MANUTENÇÃO

Referência: Results Oriented Maintenance Management - Christer Christer Idha Idhamma mmarr - Suécia Suécia


117

92

COMPARAÇÃO COMPARAÇÃODE DECUSTOS CUSTOS

Corretiva Preventiva Planejada/Detectiva

1, 0 1,5 2,0


118


PROPOSTA MET PROPOSTADE DEMETODOLOGIA METODOLOGIA METODOLOGIA ODOLOGIAPARA PARASEL SELEÇÃO EÇÃO

Caso ocorra a pane do Sistema isto representará uma incidência importante sobre a produção ou a segurança?

Não

Sim

O custo da avaria é aceitável

Manutenção Corretiva

Não Sim

É possível possível utilizar alguma técnica de vigilância ou acompanhamento?

Não

Manutenção Preventiva

Sim

A uti lizaç ão dessas técnicas é rentável? rentável?

Sim

Não

Manutenção Preditiva


119

93

6.6.MANUTENÇÃO MANUTENÇ MANUTENÇÃO MANUTENÇÃO ÃOCENTRADA CENTRADANA NACONFIABILIDADE CONFIABILIDADE

• A MCC surge como uma ferramenta ferramenta para o estabelecimento de planos de manutenção, com custos mais coerentes, buscando a racionalização e sistematização das tarefas a serem adotadas, garantir a confiabilidade e a segurança operacional dos equipamentos e instalações. •Ênf •Ênfas ase e em otim otimiz izaç ação ão,, docu docume ment ntaç ação ão,, rast rastre reab abililid idad adee e continuidade, continuidade, está sintonizada com com as mudanças mudanças gerenciais gerenciais que vêm se processando ultimamente na indústria em geral”.


120



• a MCC tem o propósito de preservar as funções funções do sistema, identificar os MODOS DE FALHA que afetam essas funções, determinar a IMPORTÂNCIA DAS FALHAS funcionais [...] e selecionar as tarefas aplicáveis e efetivas na prevenção das falhas. •Para cumprir a sua missão, a MCC utiliza-se das diferentes estratégias de manutenção, considerando o contexto operacional e necessidades de manutenção de cada equipamento.


121

94


• a MCC deve estar estrut urada no prin cípio fundamental de que toda tarefa de manutenção deve ser justificada, antes de ser execut ada.


122



Caso Casonão nãoseja sejaencontrada encontradauma umaatividade atividadepreventiva preventivaadequada, adequada,para para aa prevenção preven ção falha ,recomendaenda-se seeooreprojeto repro jeto decisã o prevenção preven çãoda dafalha,recom falha,r falha,recome ecomenda-s nda-se reprojeto repro jetoou ouaadecisão decisão gerencial geren cial qu equipa mento irá opera r até gerencial geren cialde deque queeooequipamento que equipam equipamento entoirá iráoperar irá operar atéaafalha. até falha. Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas Prof: Carlos Márcio Vitorino, M.Sc

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95


CONSEQUÊNCIA CONSEQUÊNCIADAS DASFALHAS FALHAS

 

 

..

 


124



CONSEQUÊNCIA CONSEQUÊNCIADAS DASFALHAS FALHAS EVID EVIDEN ENTE TES S-

São São percep perceptíve tíveis is ao pessoal de operação

OCULT OCULTAS AS -

Não Não são percept perceptíve íveis is ao pessoal pessoal de operação estando associadas a dispositivos e sistemas de proteção.

FALHAS FALHAS

Ao Aocontrário contrárioda damanutenção manutençãotradicional, tradicional,que queprioriza priorizaas asfalhas falh ascom falhas com conseqüências conseqüênciasoperacionais, operacionais,AAMCC MCCprioriza priorizaaaavaliação avaliação eeprevenção da falha oculta. prevenção da falha oculta.


125

96


CONSEQUÊNCIA CONSEQUÊNCIADAS DASFALHAS FALHAS

As falhas ocultas estão associadas a dispositivos de proteção de sistemas, como:  sensores  dispositivos de supervisão  relés de proteção  sistemas anti-incêndio  equipamentos instalados em stand-by .

Dessa forma, a conseqüência dessas falhas, por envolver dispositivos de proteção, pode ser muito séria.


126



Confiabilidade

100%

Confiabilidade

100%

custo Manutenção

custo Manutenção

CONFIABILIDADE

FALHAS

Falha Fa lha cessaçã e um Falha Fa lhapode podeser serdefinida definidacomo como aacessação cessaçãooda cessação dafunção funç ãodde umitem itemou ou incapacidade de satisfazer a um padrão de desempenho definido. incapacidade de satisfazer a um padrão de desempenho definido. Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas Prof: Carlos Márcio Vitorino, M.Sc

127

97

6.6.MANUTENÇÃO MANUTENÇ MANUTENÇÃO MANUTENÇÃO ÃOCENTRADA CENTRADANA NACONFIABILIDADE CONFIABILIDADE PERGUNTAS PERGUN TAS PERGUNTAS PERGUN TASBÁ BÁSICAS SICASPARA PARAAAMCC MCC

•Quais são as funções e padrões de desempenho do item, em seu contexto operacional atual? •De que maneira o item falha, ao cumprir sua missão? missão? •O que causa a falha? •Quais as conseqüências da falha? •Qual a importância de cada falha? •O que pode ser feito para prevenir a falha? •O que deve ser feito, caso não seja encontrada uma tarefa preventiva apropriada? Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas

128


CUSTO CUSTOGLOBAL GLOBALDE DEMANUTENÇÃO MANUTENÇÃO

MATERIAIS PESSOAL

REDUÇÃO DE PRODUTIVIDADE PARADAS DE PRODUÇÃO ÔNUS NO ALMOXA RIFADO CUSTOS DE ECOLOGIA ESTOQUES DE SEMIMANUFATURADO

DUPLICAÇÃO INSTALAÇÕES

CUSTOS DE SEGURANÇA

ENTREGAS EM ATRASO


129

98

CUSTO MANUTEN CUSTOGLOBAL GLOBALDE DEMANUTENÇÃO MANUTENÇÃO MANUTENÇÃO ÇÃO

ECONOMIA

FALHAS FALHAS

INTERVENÇÕES INTERVENÇÕES PREVENÇÃO PREVENÇÃO Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas

130


CUSTO CUST O GLOB AL DE MANUTEN ÇÃO CUSTO GLOBAL DEMANUTENÇÃO MANUTENÇ MANUTENÇÃO ÃO

ECONOMIA

FALHAS FALHAS

INTERVENÇÕES INTERVENÇÕES PREVENÇÃO PREVENÇÃO Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas Prof: Carlos Márcio Vitorino, M.Sc

131

99

CUSTO MANUTEN CUSTOGLOBAL GLOBALDE DEMANUTENÇÃO MANUTENÇÃO MANUTENÇÃO ÇÃO

ECONOMIA

FALHAS FALHAS

INTERVENÇÕES INTERVENÇÕES PREVENÇÃO PREVENÇÃO Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas

132


CONCEITO CONCEITO

Manutenção conduzida com a participação de todos

MANUTENÇÃO Respeito pelo equipamento. Manutenção autônoma.

PRODUTIVA Deixa de ser atividade exclusiva da manutenção.

TOTAL Todos os níveis Todos os departamentos. Máximo rendimento operacional global


133

100

BENEFÍCIOS BENEFÍCIOSDO DOTPM TPM

AUMENTO DA CONFIABILIDADE MANUTENIBILIDADE SEGURANÇA

QUALIDADE

EDUCAR PARA CUIDADOS DAS MÁQUINAS APRENDER A MELHORAR A EFICIÊNCIA DOS EQUIPAMENTOS

CREDIBILIDADE DA EMPRESA


134


88PILARES PILARESDO DOTPM TPM

TPM

s a c i f í c e p s e s a i r o h l e M

a m o n ô t u a o ã ç n e t u n a M

a d a j e n a l p o ã ç n e t u n a M

o t n e m a n i e r T & o ã ç a c u d E

l a i c i n i e l o r t n o C

e d a d i l a u q a d o ã ç n e t u n a M

e c i f f O M P T

o i e m , e d t e ú n a e s i , a b ç m n a a r u g e S


135

101

ORIGENS ORIGENSDAS DASPERDAS PERDASCRÔNICAS CRÔNICAS

Motivos físicos PERDAS CRÔNICAS

Motivos psicológicos

QUEBRA FALHA VIBRAÇÃO FOLGAS

VAZAMENTOS

RACHADURAS RUÍDO

TEMPERATURA

DESGASTES CORROSÃO

TODA QUEBRA GRAVE COMEÇA COM UMA FALHA PEQUENA Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas

136


PASSOS PASSOSPARA PARAAAMANUTENÇÃO MANUTENÇÃOAUTÔNOMA AUTÔNOMA

CONSOLIDAÇÃO PADRONIZAÇÃO INSPEÇÃO AUTÔNOMA INSPEÇÃO GERAL PADRÕES PROVISÓRIOS DE LIMPEZA, INSPEÇÃO E LUBRIFICAÇÃO ELIMINAÇÃO DE FONTES DE SUJEIRA E DE DIFÍCIL ACESSO LIMPEZA INICIAL


137

102

FUNDAMENTOS FUNDAMEN TOS FUNDAMENTOS FUNDAMENT OSDA DAMANUTENÇÃO MANUTENÇÃOAUTÔNOMA AUTÔNOMA

Operador assume a paternidade da máquina • “Da minha minha máquina cuido cuido eu” • Deixar o operador assumir a responsabilidade Educação e Treinamento dos Operadores • Desenvolvimento de novas habilidades para desempenho de funções adicionais O Manutentor Manutentor continua sendo sendo o médico da máquina máquina • O operador operador auxilia a não ficar “doente” “doente” e a “curá-la”, “curá-la”, se necessário necessário


138


DESENVOLVIMENTO DESENVOLVIMENTODO DOOPERADOR OPERADOR a m o n ô t u A o ã ç n e t u n a M a a r a p s o s s a P

Consolidação

Capacidade para efetuar consertos no equipamento

Padronização

Conhecer a precisão do equipamento e a qualidade do produto

Inspeção autônoma Inspeção geral Elaboração de procedimentos básicos de limpeza e lubrificação

Conhecer funções e estrutura do equipamento

Eliminação de fontes de sujeira Treinamento e método e locais de difícil acesso para eliminação de

Limpeza Inicial

inconveniências

r o d a r e p o o d o t n e m i v l o v n e s e D


139

103

LIMPEZA LIMPEZAINICIAL INICIAL

Limpar inspecionando inspecionando

Limpar elimina riscos Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas

140


ATIVIDA A INICIAL ATIVIDADES DESDE DELIMPEZ LIMPEZA INICIAL

Eliminação de sujeiras Lubrificação Reaperto de por porcas cas e parafusos parafusos Detecção de anomalias

Etiquetagem

Análise de anomalias

Identificação visual de anomalias durante a limpeza inicial

Realização de reparos

-


141

104

OBJETIVOS OBJETIVOS

Fazer normas para que a lubrificação e limpeza possam ser executadas de forma efetiva no menor tempo possível Definir • Como • Qu Quan ando do • Qua Quanto nto temp tempoo • Quem • Por Por qquê uê ELAB ORAÇÃO PADRÕ ESSBÁ DDE E LIMPEZA UBRIFIC AÇÃO ELABORAÇÃO ELAB ORAÇÃODOS DOSPADRÕES PADRÕE PADRÕES BÁSICOS BÁSICOS SICOSDE LIMPEZAEELLUBRIFICAÇÃO LIMPEZA LUBRIFICAÇÃO UBRIFICAÇÃO Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas

142


IDENTIFICAÇÃO IDENT IFICAÇÃO INSPEÇ IDENTIFICAÇÃO IDENTI FICAÇÃOVISUAL VISUALDE DEPONTOS PONTOSDE DEINSPEÇÃO INSPEÇÃO INSPEÇÃO ÃOEELUBRIFICAÇÃO LUBRIFICAÇÃO

Lubrificação

Inspeção Lubrifica Lubrificação ção à graxa graxa

A G

EP 2 Graxa Tellu Telluss 38 Ól Óleo eo

Lubrificação a óleo

Frequência Diário

Semanal

Mensal

Turno

Trimestral

Semanal


143

105

CONFIABILIDADE CONFIABILIDADE


144


ALGUM DE ALGUMAS AS DEFINIÇÕES DEFINIÇÕES EM EM CONFIABILIDA CONFIABILID ADE

Falha:: pode ser definida como a cessação da função ou a Falha incapacidade de um item de satisfazer a um padrão de desempenho definido.

Item:: Item

é qual qualqu quer er peç peça, a, sis siste tema, ma, sub sub-s -sis iste tema ma ou ou equipamento que possa ser considerado individualmente e testado separadamente. qualquer item item que pode ser reparad reparado o Item Reparável: Reparável : é qualquer após a falha. qualquer item item que não pode pode ser ser Item não Reparável: Reparável : é qualquer reparado após a falha, por questão técnica ou g erencial. reparável. Exemplos: Exemplos: memória memória Componente:: é um item não reparável. Componente de computador e rolamento. reparável. Exemplos: Exemplos: computa computador dor e Sistema: é um item reparável. sistema de freio de um automóvel . Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas Prof: Carlos Márcio Vitorino, M.Sc

145

106

CONCEITO CONCEIT O DE CONFI ABILIDADE -- 11 CONCEITO CONCEI TO DE CONFIABILIDADE CONFIABILIDADE CONFIABILIDADE

A medida da capacidade de um sistema de funcionar corretamente quando solicitado, pelo intervalo de tempo solicitado e no ambiente operacional especificado. É medida como probabilidade 970 acrescentam " em condições específicas de uso e manutenção")


146



É a probabilid probabilidade ade que um item item possa desempenhar sua função, num intervalo de tempo estabelecido, sob condições definidas de uso.


147

107


Confiabilidade não é tão somente a probabilidade de um item falhar ou não, mas deve ser o estudo de todos os fatores que contribuem para a falha


148


N 10

5

0

1

2

3

4

Probabilidade de sobrevivência sobrevivência no período 0 = 10 / 10 = 1 Confiabilidade do item no intervalo 0 = R(1) = 100 %

5

t

??

Probabilidade de sobrevivência sobrevivência até o período 1 = 9 / 10 = 0,9 Confiabilidade do item no intervalo 1 = R(1) = 90 % Probabilidade de sobrevivência sobrevivência até o período 4 = 1 / 10 = 0,1 Confiabilidade do item no intervalo 4 = R(4) = 10 % Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas Prof: Carlos Márcio Vitorino, M.Sc

149

108

Falhas

F

F 0h

F

4.000 h

F

F F F F

4.000 h

F F F F F F F 5.000 h Tempo


150


BASE BASE PARA PARA DEFINIÇÃO DEFINIÇÃO DA DA CONFIABILIDADE CONFIABILIDADE

Função do tempo tempo até a falha ( ). A distribuição dist ribuição tempos até a falha, distribuiçã o dos tempos para itens não reparáveis, ou a distribuição dos tempos entre as falhas ( ), para itens re paráveis, s, é a base para pa ra a itens reparávei itens repará reparáveis, veis, para definição das características de confiabilidade.


151

109

CARACTERÍSTICAS CARACTERÍS TICAS CARACTERÍSTICAS CARACTERÍS TICAS- -11 TAXA INST ANTÂNEA TAXADE DE FALHAS FALHASINSTANTÂNEA INSTAN INSTANTÂNEA TÂNEA

A taxa de falhas instan instantânea tânea é a razão do número número de falhas falhas ocorridas durante um pequeno intervalo de tempo, considerado o número de peças boas no início do intervalo, e o intervalo de tempo considerado. A unidade de medida é falhas/tempo.


152


EXEMPLO EXEMPLO TAXA INST ANTÂNEA TAXADE DE FALHAS FALHASINSTANTÂNEA INSTAN INSTANTÂNEA TÂNEA o

N de componentes: Tem po do ensaio: Intervalo de tempo Intervalo de tempo 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

λ(t) = f(t) / R(t)

800 30 3 Número de falhas falhas 170 40 35 28 15 8 14 7 5 2

o

N de falhas: ho horas ho horas Densidade de falha falhas s f(t f(t)) 0,07083 0,01667 0,01458 0,01167 0,00625 0,00333 0,00583 0,00292 0,00208 0,00083

324

Taxa de falha falhas s (In (Inst st.) .) 0,07083 0,02116 0,01977 0,01682 0,00949 0,00521 0,00926 0,00476 0,00345 0,00139



153

110

EXEMPLO EXEMPLO TAXA INST ANTÂNEA TAXADE DE FALHAS FALHASINSTANTÂNEA INSTAN INSTANTÂNEA TÂNEA

o

N de componentes: Tempo do ensaio: Intervalo de tempo Intervalo de tempo 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

λ(t) = f(t) / R(t)

o

N de falhas: 800 30 ho horas 3 ho h o ra s Número Densidade de falhas de falhas f(t) 170 170/(800 x 3) 40 40/(800 x 3) 35 35/(800 x 3) 28 28/(800 x 3) 15 15/(800 x 3) 8 8/(800 x 3) 14 14/(800 x 3) 7 7/(800 x 3) 5 5/(800 x 3) 2 2/(800 x 3)

324

T axa de falhas (Inst.) 170/(800 x 3) 40/(630 x 3) 35/(590 x 3) 28/(555 x 3) 15/(527 x 3) 8/(512 x 3) 14/(504 x 3) 7/(490 x 3) 5/(483 x 3) 2/(478 x 3)



154


CARACTERÍSTICAS CARACTERÍS TICAS CARACTERÍSTICAS CARACTERÍS TICAS- -22 TAXA DDE TAXADE DEE FALHAS FALHASACUMULADA ACUMULADA

A taxa de falhas acumulada é a razão entre o número total de falhas ocorridas e o tempo total acumulado de ensaio.

λ acum = ∑ f / (∑f.ti + S.td ) f = número de falhas durante o intervalo de duração do ensaio (maior que 10% do total de unidades do ensaio) S = número de peças sobrevivent sobreviventes es até o tempo ti td = tempo de duração do ensaio Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas Prof: Carlos Márcio Vitorino, M.Sc

155

111

EXEMPLO EXEMPLO TAXA DDE TAXADE DEE FALHAS FALHASACUMULADA ACUMULADA

Tempo do ens aio: 30 horas Número de componentes 800 TTF Número Taxa de FIT's de fa falhas falhas/ hora(Acum.) 3 170 0,008758372 8. 758.372 6 40 0,011382114 11.382.114 9 35 0,013830087 13.830.087 12 28 0,015861949 15.861.949 15 15 0,016955140 16.955.140 18 8 0,017525163 17.525.163 21 14 0,018492007 18.492.007 24 7 0,018957063 18.957.063 27 5 0,019273358 19.273.358 30 2 0,019393069 19.393.069 Total 324

Taxa de falhas/hora(Int.) 0,008758372 0,002623742 0,002447974 0,002031861 0,001093191 0,000570023 0,000966844 0,000465056 0,000316296 0,000119710

FIT's 8.758.372 2.623.742 2.447.974 2.031.861 1.093.191 570.023 966.844 465.056 316.296 119.710


156


CARACTERÍSTICAS CARACTERÍS TICAS CARACTERÍSTICAS CARACTERÍS TICAS- -33 TAXA DDE TAXADE DEE FALHAS FALHASACUMULADA ACUMULADA

A taxa de falhas acumulada é a razão entre o número total de falhas ocorridas e o tempo total acumulado de ensaio.

λacum = f* / T menor que 10% do total de unidades do ensaio


157

112

EXEMPLO EXEMPLO TAXA DDE TAXADE DEE FALHAS FALHASACUMULADA ACUMULADA

Tempo do ensaio: 1000 horas Número de de co componentes 100 TTF Número Tax a de FIT's de falhas falhas/hora(Ac um.) 40 1 0,000010097 10.097 168 1 0, 000020365 20.365 500 1 0, 000030704 30.704

λ acum

=

Taxa de falhas /hora(Int.) 0,000010097 0,000010268 0,000010339

0, 00003

FIT's 10.097 10. 268 10. 339

30. 000

> 10%


158


CARACTERÍSTICAS CARACTERÍS TICAS CARACTERÍSTICAS CARACTERÍS TICAS- -44

UNIDADES UNIDADESDE DEMEDIDA MEDIDA

% falha / 1.000h = porcentagem de falhas por mil horas acumuladas (10 -5 falha/item-hora) Ex.: ou = falhas por hora acumulada acumulada ou = ailure un

= falhas por bilhão de horas

acumuladas 1 FIT = 10 -9 falha/item-hora


159

113


160



VIDA VIDAMÉDIA MÉDIA

Vida média média (TM) é a média dos dos tempos-at tempos-até-aé-afalha para itens não reparáveis. Pode ser estimada pela média aritmética dos TTF ´s de uma amostra de tamanho n: TM = ∑ti / n

ti = tempo até a falha n = número de falhas

O uso dessas fórmulas, não se conhecendo a priori a distribuição teórica de probabilidades, requer que toda a amostra amostra seja levada levada até a falha. Como Como na prática é muito muito difícil de acontecer, os testes de vida costumam ser interrompidos, ou num intervalo de tempo pré-estabelecido, ou quando um percentual da amostra falhar. Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas Prof: Carlos Márcio Vitorino, M.Sc

161

114


MTTF MTTF

É a razão razão entr entree o temp tempo o de func funcion ioname amento nto acumulado, ou ensaio de uma amostra, e o número de falhas ocorrido durante o período, sob as condições especificadas de uso. ∑ti / n

O MTTF aplica-se a itens


162



MTBF MTBF

É a média dos dos tempos tempos entre entre falhas falhas consecut consecutivas, ivas, calculada como a razão entre o tempo acumulado e o número de falhas ocorrido no período, sob condições especificadas de uso. ∑ti / n O MTBF aplica-se a itens


163

115


CURVA CURVA DA DA BANHEIRA BANHEIRA


164




Caracteriza-se por uma taxa de falhas alta, e rapidamente decrescente. Ocorre um processo de depuração. O período período de mortalidad mortalidadee infanti infantil, l, em em geral, geral, está associado associado a problema problemass grosseiros de controle de processos, defeitos de projeto e garantia da qualidade (falhas em soldas, juntas, ajustes, posicionamento...). Do ponto de vista do projeto, o enfoque para reduzir esse período ao máximo, ou eliminá-lo por completo, consiste no uso de testes, durante o desenvolvimento desenvolvimento do projeto, e testes controlados, como burn-in . Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas Prof: Carlos Márcio Vitorino, M.Sc

165

116



Período conhecido como período de vida útil. As falhas que ocorrem nesse período são causadas pela ocorrência aleatória de esforços sobre os níveis de resistência do item, como combinação de uso e condições ambientais, uso incorreto, manutenção inadequada, e em função de deficiências inerentes ao projeto. A taxa de falhas é, praticamente, constante nesse período. O uso da técnica de derating , que consiste no uso de componentes de maior resistência do que a exigida nominalmente, é uma maneira bastante bastante usada para reduzir a ocorrência de falhas neste período. Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas

166




Região conhecida como período de desgaste, deterioração ou envelhecimento. A taxa taxa de falhas falhas é cresce crescente nte neste neste perío período, do, é decorr decorrem em dos mecan mecanism ismos os de envelhecimento característicos de componentes e sistemas (ocorrência gradual de mudanças físicas e químicas nas estruturas internas), após terem passado pelo período de vida útil. No caso de componentes, de modo geral, são substituídos, quando começam a apresentar um nível de desgaste específico.


167

117

USO USO DE DE DISTRIBUIÇÕES DISTRIBUIÇÕES TEÓRICAS TEÓRICAS DE DE PROBABILIDADES PROBABILIDADES

Por que é importante importante que as variáveis variáveis possam possam ser ser descritas por uma distribuição teórica?

Motivo Motivo é simpl simples: es: Se as variáveis apresentam uma boa taxa de aderência aderência à uma distribu distribuição ição teórica, teórica, pode-se pode-se utilizar as funções densidades destas distribuições para cálculos da confiabilidade.  tem-se tem-se maior facilid facilidade! ade! É possível possível fazer fazer uso de simulação. Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas

168


ALGUNS ALGUN STESTES TESTESDE DEADERÊNCIA ADERÊNCIA

Visual Visual da cur va Teste Teste de Kolmogorov-Sm Kolmogorov-Smirnov irnov Ander An der son-Dar so n-Dar ling li ng Papéis de probabilidade


169

118

DISTRIBUIÇÕES DISTRIBUIÇÕESTEÓRICAS TEÓRICASMAIS MAISCOMUNS COMUNS

EXPONENCIAL EXPONEN CIAL EXPONENCIAL EXPONEN CIALNEGATIVA NEGATIVA

f ( t )

= λ e − λ t

F (t ) = 1 − e −λ t

λ (t ) = λ Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas

170



EXPONENCIAL EXPONEN CIAL EXPONENCIAL EXPONEN CIALNEGATIVA NEGATIVA

R (t ) = e

− λ t

MTBF ou MTTF = 1 / λ


171

119


LOGNORMAL LOGNORMAL

f (t ) = F(t)

F (t ) =

1 t 2πσ 2

1 2π .σ

∫

e −(ln

t

. e

t − µ ) 2 /( 2σ 2 )

1 s − µ ⎞ − .⎛ ⎜ ⎟ 2 ⎝ σ ⎠

0

2

.dt

λ (t ) = λ Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas

172



LOGNORMAL LOGNORMAL

R(t) R(t) = 1 – F(t) F(t)

MTBF ou MTTF = 1 / λ


173

120


WEILBULL WEILBULL

β=

3

β=3

η = 50 β= 3

η = 100 β= 3 η = 200 β= 3

β=

1

β=

0,5


174



WEIBULL WEIBULL β=3 β=1 β=2 β

f (t ) = β / η [(t − γ ) / η ] β −1 e −[( t −γ ) / η ]

F (t ) = 1 − e −[(t −γ ) / η ]

β

λ (t ) =

f (t ) R(t )

β −1

=

β ⎛ t − γ ⎞

⎜⎜ η ⎝

η

⎟⎟ ⎠


175

121


WEILBULL WEILBULL

R(t ) = e

−[(t −γ ) /η ] β

MTTF = γ + η .G[(1 / β ) + 1] ∞

G ( n) =

∫e

−t

n −1

t dt

0


176



WEILBULL WEILBULL


177

122


WEILBULL WEILBULL


178


A con c on fiabi fi abi li dade dad e do si st ema é f un ção da confiabilidade confiabilidade dos componentes componentes do sistema e da configuração configuração dos componentes componentes no sistema C1

C2

C3

Sistema

C4


179

123

BLOCOS BLOCOS DE DE CONFIABILIDADE CONFIABILIDADE


180


CONFIGURAÇÃO CONFIG URAÇÃO EM CONFIGURAÇÃO EMSÉRIE SÉRIE

R1

R2

R3

R4

97%

97%

97%

97%

RRsist ==RR1 xxRR2 xxRR3 xxRR4 sist 1 2 3 4

RRsist ==(0,97 x 0,97 x 0,97 x 0,97) = 88,53% sist (0,97 x 0,97 x 0,97 x 0,97) = 88,53%


181

124

CONFIGURAÇÃO CONFIGURAÇÃOEM EMSÉRIE SÉRIE

Se Seos osTTF´s TTF´sseguem seguemuma umadistribuição distribuiçãoexponencial, exponencial,então então aataxa de falha é constante para cada componente: taxa de falha falha é constante para cada cada componente:

Rs(t ) = e

− ∑ λ i⋅t

MTTF =

1

∑ λ i


182


CONFIGURAÇÃO CONFIG URAÇÃO ELOO CONFIGURAÇÃO CONFIG URAÇÃOEM EMPARAL PARALEL

1 64%

Rsist = R1 + R2 - R1R2

2 64% RRsist ==0,64 87, 0,64++0,64 0,64--(0,64 (0,64xx0,64) 0,64)==87,04% 87,04% 87,04% 04% sist


183

125

CONFIGURAÇÃO CONFIG URAÇÃO ELOO CONFIGURAÇÃO CONFIG URAÇÃOEM EMPARAL PARALEL

Rp(t ) = 1 −

n

∏1 − Ri i =1

n

Rp (t )

= 1 − ∏1 − e −

λ it

i =1

MTTF =

1 λ

n

⋅ ∑1 / i i =1


184


FMEA FMEA Failure Modes and Failure Modes andEffects EffectsAnalysis Analysis


185

126

CONCEITO CONCEITO

A FMEA é uma técnica analítica empregada empregada pelas engenharias engenharias de projeto/processo e da qualidade das empresas, com o objetivo de identificar, preventivamente, quais são os modos de falhas em potencial que um projeto/processo possa apresentar, suas prováveis causas, seus efeitos e os riscos envolvidos.

Uso de todos os dados levantados pela Manutenção Preditiva Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas

186


EVOLUÇÃO EVOLUÇÃO

CONFIABILIDADE

MODIFICAÇÕES

PROJ ETO CONFIABILIDADE

PRODUÇÃO

USO

PRODUÇÃO

USO

ETAPAS

FMEA

PROJ ETO

ETAPAS


187

127

EQUIPE EQUIPE

FMEA DE PRODUTO - PROJETO PROJETO - EXPERIM EXPERIMENT ENTAÇÃO AÇÃO - CONFIABILIDAD CONFIABILIDADE E - PROCESSO PROCESSOS S - QUALIDA QUALIDADE DE - ASSISTÊNCIA TÉCNICA TÉCNICA - COMPRA COMPRAS S - FORNECEDORES FORNECEDORES - MARKETI MARKETING NG

FMEA DE PROCESSO - PROCESS PROCESSOS OS - MÉTOD MÉTODOS OS - CONFIABILID CONFIABILIDADE ADE - QUALIDA QUALIDADE DE - PRODU PRODUÇÃO ÇÃO - COMPRA COMPRAS S - FORNECEDORES FORNECEDORES - MANUTENÇ MANUTENÇÃO ÃO - PROJETO PROJETO


188


DOCUMENTAÇÃO DOCUMENTAÇÃODE DEAPOIO APOIO •DESENHOS, ESPECIFICAÇÕES DO PRODUTO •CICLOS DE TRABALHO •CARACTERÍSTICAS DAS INSTALAÇÕES E EQUIPAMENTOS •FLUXOGRAMA •CICLOS DE CONTROLE (CARACTERÍSTICAS CRÍTICAS) •DADOS SOBRE FALHAS EM PROCESSOS E PRODUTOS PRODU TOS SEMELHANTES •LAY-OUT DAS INSTALAÇÕES, EQUIPAMENTOS, POSTOS DE TRABALHO •CAPACITAÇÃO DE PESSOAL •CAPACIDADE DOS MEIOS DE CONTROLE •DADOS DE MANUSEIO E MOVIMENTAÇÃO INTERNA


189

128

EXEMPLO EXEMPLODE DEFLUXOGRAMA FLUXOGRAMA RECEBIMENTO E INSPEÇÃO

1

Receber e inspecionar o material

ESTAMPAGEM

2

Estampar Estampar o trinco

FURAÇÃO

3

Executar 2 furos

INSPEÇÃO

4

Checar dimensional Furos / Local. Furos

..

FRESAGEM

5

Fresar o ressalto

..

ACABA MENTO - 1

6

Dar acabamento às bordas

..

ACABA MENTO - 2

7

Dar acabamento acabamento à superfície dos furos

..

TRATAMENTO TÉRMICO

8

Tratar a peça

..

4 mm


190


METODOLOGIA METODOLOGIADE DEEXECUÇÃO EXECUÇÃO

1 - descrição descrição do item e suas suas funçõe funçõess 2 - ident identificaç ificação ão dos modos de falha 3 - identificação dos efeitos de cada modo de falha 4 - identificação das causas de cada modo de falha 5 - identificação das medidas de controle atuais 6 - avaliação do índice de probabilidade de ocorrência (o) 7 - avaliação do índice de gravidade do efeito (G) 8 - avaliação do índice de detecção (D) 9 - verificação da coerência das avaliações 10 - cálculo do índice de prioridade de risco (IPR) 11 - classificaçã classificaçãoo do ipr para ações de melhoria melhoria 12 - defin definição ição das ações de melhoria melhoria 13 - defin definição ição de responsáveis responsáveis e prazos prazos 14 - verificação verificação dos resultados resultados das ações 15 - acomp acompanhame anhamento nto


191

129

CRITÉRIOS CRITÉRIOSPARA PARAAVALIAÇÃO AVALIAÇÃODO DOÍNDICE ÍNDICEDE DEOCORRÊNCIA OCORRÊNCIA


192

CRITÉRIOS CRITÉRIOSPARA PARAAVALIAÇÃO AVALIAÇÃODO DOÍNDICE ÍNDICEDE DEGRAVIDADE GRAVIDADE


193

130

CRITÉRIOS CRITÉRIOSPARA PARAAVALIAÇÃO AVALIAÇÃODO DOÍNDICE ÍNDICEDE DE DETECÇÃO DETECÇÃO


194


CÁLCULO CÁL CULO DO CÁLCULO DOÍNDICE ÍNDICEDE DEPRIORIDADE PRIORIDADEDE DERISCO RISCO(IPR) (IPR)

I.P.R = O X G X D 0 ≥ IPR ≤ 1000 Para que serve?

•Identificar as operações e os modos de falha mais críticos; • Estimar os riscos envolvidos; • Identificar no projeto do produto quais são os itens mais críticos;

• Identificar e priorizar as ações aplicáveis; eficiência das ações ações recomendadas. recomendadas. • Avaliar a eficiência


195

131

CLASSIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃODO DOIPR IPRPARA PARAAÇÕES AÇÕESDE DEMELHORIA MELHORIA Cada empresa precisa definir os seus critérios e parâmetros para estabelecimento de limites. Como referência: referência: Tenha I.P.R. > 125 Tenha um índice isolado de: P> 7 G > 7 (ATENÇÃO ESPECIAL, INDEPENDENTEMENTE INDEPENDENTEMENTE DO I.P.R.) I.P.R.) D> 7 Tenha função diretamente relacionada com a segurança do produto.


196


AÇÕES AÇÕESDE DEMELHORIA MELHORIA Algumas ações podem ser tomadas, como: •“O •“O” elevado requer ações ações de prevenção. Pode ser reduzido reduzido por meio de revisões do projeto e do processo produtivo. Métodos estatísticos ajudam na melhoria do processo e prevenção das falhas. •“G •“G” elevado exigem a revisão revisão do projeto e pode ser reduzido somente somente com modificação do projeto ou alterações no processo. Podem ser adotadas ações que minimizem o efeito da falha, como sistemas redundantes e stand by. •“D •“D” elevado requer a implantação de sistemas de controle do projeto e do processo. Pode ser reduzido com medidas de controle suplementares ou melhorias nas existentes. A equipe responsável pelo estudo deve ficar atenta aos controles, pois, geralmente, a melhoria destes sistemas apenas agrega custo ao produto produto e é ineficaz na melhoria do processo. A ênfase deve ser dada a ações de prevenção da falha. Curso: Engenharia de Qualidade / Disciplina: Confiabilidade e Efetividade de Sistemas Prof: Carlos Márcio Vitorino, M.Sc

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VERIFICAÇÃO VERIFICAÇÃODOS DOSRESULTADOS RESULTADOS

APÓS A IMPLEMENTAÇÃO DE UMA AÇÃO, DEVE-SE OBTER OS NOVOS ÍNDICES DE GRAVIDADE DO EFEITO

(G), PROBABILIDADE DE

OCORRÊNCIA (O), DETECÇÃO (D), ÍNDICE DE PRIORIDADE DE RISCO (I.P.R.) E COMPARÁ-LOS COM OS ÍNDICES ANTERIORMENTE OBTIDOS PARA QUE A EFICÁCIA DA AÇÃO TOMADA POSSA SER EFETIVAMENTE AVALIADA.


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MAPA MAPADE DEANÁLISE ANÁLISE ANÁLISE ANÁL ISE DE MODO MODO E EFEITOS EFEITOS DE FAL HA PROJETO Sistema Subsistema Componente

FMEA Número Responsável pelo Processo

Preparado por Data FMEA (Inicio)

Equipe Ítem Função

Modo de falha potencial

Efeito(s) G Causa(s) P Potencial (is) Potencial(is) de falha da falha

Controles Atuais do Projeto

D

I P Ações Responsável R Recomendadas e Prazo


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Apostila confiabilidade de sistemas -Prof.Carlos Vitorino.pdf

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