CENTRO UNIVERSITÁRIO FAE CAMPUS CURITIBA ENGENHARIA DE PRODUÇÃO DANIELE TERUMI MIYAZAKI FABIO JUNIOR MANEIRA MARCOS PAULO DE ASSIS

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1 CENTRO UNIVERSITÁRIO FAE CAMPUS CURITIBA ENGENHARIA DE PRODUÇÃO DANIELE TERUMI MIYAZAKI FABIO JUNIOR MANEIRA MARCOS PAULO DE ASSIS ESTUDO DE CASO: IMPLANTAÇÃO DO FMEA DE PROCESSO EM UMA LINHA DE MONTAGEM DE CAIXA DE CÂMBIO CURITIBA 2011

2 DANIELE TERUMI MIYAZAKI FABIO JUNIOR MANEIRA MARCOS PAULO DE ASSIS ESTUDO DE CASO: IMPLANTAÇÃO DO FMEA DE PROCESSO EM UMA LINHA DE MONTAGEM DE CAIXA DE CÂMBIO Trabalho de graduação apresentado na disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso, Curso de Engenharia de Produção, da FAE Centro Universitário. Orientadora: Profª Drª Marjorie Benegra CURITIBA 2011

3 DANIELE TERUMI MIYAZAKI FABIO JUNIOR MANEIRA MARCOS PAULO DE ASSIS ESTUDO DE CASO: IMPLANTAÇÃO DO FMEA DE PROCESSO EM UMA LINHA DE MONTAGEM DE CAIXA DE CÂMBIO Este trabalho foi julgado adequado para a obtenção do grau de Bacharel em Engenharia de Produção e aprovado na sua forma final pela Banca Examinadora, da FAE - Centro Universitário. Curitiba, 16 de novembro de BANCA EXAMINADORA Profª Drª Marjorie Benegra Orientadora Profª Eng a MSc Isabella Andreczevski Chaves

4 AGRADECIMENTOS A empresa Volvo do Brasil veículos Ltda., que apoio e viabilizou a realização deste trabalho. A nossa orientadora, Profª Drª Marjorie Benegra, por nos direcionar e suportar em todos os momentos necessários. Aos colegas de trabalho da Volvo Powertrain que contribuíram com ricas idéias e realizações que apoiaram o conteúdo deste trabalho. Às pessoas que direta ou indiretamente contribuíram para o bom desenvolvimento desse trabalho.

5 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 - Principais partes da caixa de câmbio Figura 2 - Partes internas da caixa de câmbio Figura 3 Caixa de câmbio eletrônica I-SHIFT produzida pela Volvo Figura 4 - Cabeçalho dos itens a serem preenchidos do formulário P-FMEA Figura 5 Custos de modificação do processo em relação ao tempo Figura 6 Exemplo dos símbolos usados no diagrama de fluxograma Figura 7 Organograma equipe P-FMEA Figura 8 Gráficos de definição das competências Equipe P-FMEA da empresa. 44 Figura 9 Gráficos de definição das competências Equipe TCC Figura 10 Exemplo de Fluxograma de processo Figura 11 Fluxograma dos potenciais modos de falha Figura 12 Fluxograma dos efeitos para os potenciais modos de falha Figura 13 Fluxograma para as causas dos modos de falha Figura 14 Layout da linha de montagem da caixa de câmbio Figura 15 Estação modelo MT Figura 16 Eixo principal e outros componentes Figura 17 - passo 1 da montagem do eixo principal Figura 18 - passo 2 da montagem do Eixo principal Figura 19 - passo 3 da montagem do eixo principal Figura 20 - passo 4 da montagem do eixo principal Figura 21 - passo 5 da montagem do eixo principal Figura 22 - passo 6 da montagem do eixo principal Figura 23 - passo 7 da montagem do eixo principal

6 Figura 24 - passo 8 da montagem do eixo principal Figura 25 - passo 9 da montagem do eixo principal Figura 26 Passo 10 da montagem do eixo principal Figura 27 - passo 11 da montagem do eixo principal Figura 28 passo 12 da montagem do eixo principal Figura 29 - MT010 Eixo principal montado Figura 30 MT010 Principais potenciais modos de falha Figura 31 Diagrama de Ishikawa e FTA Figura 32 Poka-Yoke implementado para evitar a montagem incorreta Figura 33 Diagrama de Ishikawa e FTA Figura 34 Poka-Yoke implementado Figura 35 Diagrama de Ishikawa e FTA Figura 36 Poka-Yoke implementado Figura 37 Diagrama de Ishikawa e FTA Figura 38 Gráfico de Pareto RPN antes x RPN depois Figura 39 Novos potenciais modos de falha na estação

7 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Critério de pontuação para severidade Tabela 2 Critério de pontuação para ocorrência Tabela 3 Critério de pontuação para detecção de cada modo de falha Tabela 4 Fluxograma de processo da estação modelo MT Tabela 5 Formulário P-FMEA da estação modelo MT Tabela 6 Formulário P-FMEA da estação modelo MT010 continuação Tabela 7 Formulário P-FMEA da estação modelo MT010 continuação Tabela 8 Formulário P-FMEA da estação modelo MT010 continuação Tabela 9 Formulário P-FMEA da estação modelo MT010 continuação Tabela 10 Etapa 9 do formulário P-FMEA da estação modelo MT Tabela 11 Plano de ação Tabela 12 Plano de ação continuação Tabela 13 Plano de ação continuação Tabela 14 Plano de ação continuação Tabela 15 Plano de ação continuação

8 LISTA DE QUADROS QUADRO 1 ETAPAS PARA IMPLANTAÇÃO DO P-FMEA QUADRO 2 EM DIREÇÃO AO ZERO ERRO HUMANO QUADRO 3 FASES DO CICLO PDCA QUADRO 4 RECOMENDAÇÕES DA LINHA DA SUÉCIA QUADRO 5 POTENCIAIS MODOS DE FALHA... 69

9 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS FMEA P-FMEA VPT RPN FTA WCM AIAG - Failure Mode and Effect Analysis - Process Failure Mode and Effect Analysis - Volvo Powertrain - Risk Priority Number. - Fault Tree Analysis - World Class Manufacturing - Automotive Industry Action Group

10 RESUMO MIYAZAKI, Daniele; MANEIRA, Fabio; ASSIS, Marcos. Estudo de caso: Implantação do FMEA de Processo em uma linha de montagem de caixa de câmbio. 74p. Monografia (Engenharia de Produção) FAE Centro Universitário. Curitiba, Este trabalho propõe a implantação da ferramenta de Análise de Modos de Falha e Efeitos no Processo (FMEA de Processo) em uma nova linha de montagem de caixa de câmbio na empresa Volvo do Brasil Veículos Ltda, multinacional sediada em Curitiba- PR. O objetivo foi evidenciar todas as possíveis falhas de montagem ainda na fase de concepção do projeto, buscando agir preventivamente. Foram apontados aproximadamente 400 potenciais modos de falha, sendo que 20% destes foram tratados. Os resultados mostraram uma redução dos riscos de falha em 80,73% na estação modelo, o que representa que a empresa deixou de perder 500 mil reais, em estimativa realizada para o primeiro ano de produção, considerando potenciais custos relacionados a reclamações dos clientes internos e externos, custos de garantia, retrabalhos e refugos. Das 300 unidades montadas até o presente momento foram auditadas oito unidades, dentre estas foi encontrado apenas um defeito relacionado a falha humana indicando que a ferramenta é eficaz para esta aplicação. Palavras-Chave: FMEA de Processo, agir preventivamente e redução dos riscos.

11 ABSTRACT MIYAZAKI, Daniele; MANEIRA, Fabio; ASSIS, Marcos. Estudo de caso: Implantação do FMEA de Processo em uma linha de montagem de caixa de câmbio. 93p. Monografia (Engenharia de Produção) FAE Centro Universitário. Curitiba, This paper proposes to implement a Failure Modes and Effects Analysis in the Process (Process FMEA) in a new assembly line of gearboxes at Volvo do Brasil Veículos Ltda, a multinational company in Curitiba-PR. The goal was to act preventively, raising all possible assembly failures still in the design phase of the line project. Were appointed approximately 400 potential failures, and 20% of these were treated. The results shown 80.73% risks failure reduction in the model station, which represents that the company avoids to spend 500 thousand Reais in the first running year. This estimation considers potential costs related to internal and external customers complaints, warranty costs, scrap and rework. Eight from 300 units have been audited up to date, was found only one defect related to human error indicating that this tool is effective for this application. Key words: Process FMEA, act preventively and risks failure reduction.

12 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA OBJETIVO Objetivo Geral Objetivos Específicos REFERENCIAL TEÓRICO HISTÓRICO DA EMPRESA VOLVO POWERTRAIN (VPT) CAIXA DE CÂMBIO ELETRÔNICA (I-SHIFT) ANÁLISE DE MODOS DE FALHA E EFEITOS (FMEA) Análise de Modos de Falha e Efeitos no Processo (P-FMEA) Formulário P-FMEA Etapas para Implantação do FMEA de Processo (P-FMEA) A Equipe de FMEA O Fator erro humano Norma do Grupo Volvo para Aplicação do FMEA Projeto de Processo FERRAMENTAS QUE AUXILIARAM NA IMPLANTAÇÃO DO P-FMEA PDCA (Planejar, Executar, Verificar, Agir) Brainstorming Diagrama de Causa e Efeito Os 5 W e 2H Diagrama de Pareto Análise da Árvore de Falhas (Fault Tree Analysis - FTA) Poka-Yoke... 40

13 2.4.8 Fluxograma Diagrama de Gantt METODOLOGIA RESULTADOS E DISCUSSÕES ESTAÇÃO MODELO MT CONCLUSÃO SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS REFERÊNCIAS ANEXOS... 92

14 13 1 INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA Este trabalho foi realizado na empresa Volvo do Brasil Veículos Ltda., empresa localizada em um complexo industrial, na cidade de Curitiba, no estado do Paraná, onde são produzidos caminhões pesados e semi-pesados, chassis de ônibus, motores a diesel e cabines. Dentro deste complexo industrial encontra-se a Volvo Powertrain, unidade da empresa responsável pela montagem dos motores, caixa de câmbio e usinagem de blocos dos motores. A empresa está ampliando sua capacidade de produção e inicia em 2012 a montagem da caixa de câmbio automática I-Shift para caminhão e ônibus. A caixa I-Shift, atualmente é usada em 80% dos caminhões e em 90% dos ônibus produzidos no Brasil, era importada pela Volvo. A fábrica de Curitiba torna-se a primeira planta a produzir caixas de câmbio fora da Suécia. A caixa I-Shift se diferencia por possuir um software de transmissão que possibilita trocas de marchas mais rápidas e precisas o que resulta na redução do consumo de combustível, diminuição do gasto com pneus e aumento da vida útil da embreagem. Para garantir que este produto tenha a qualidade esperada pelo cliente da Volvo a empresa investe na implantação da ferramenta de qualidade FMEA, a Análise de Modos de Falha e Efeitos, direcionando a aplicação ao processo, com objetivo de evidenciar todas as possíveis falhas de montagem ainda na fase de concepção do projeto, buscando agir preventivamente.

15 OBJETIVO Objetivo Geral O presente trabalho objetiva minimizar os potenciais modos de falha em uma nova linha de montagem de caixas de câmbio e criar uma cultura de prevenção com a aplicação da ferramenta de qualidade FMEA Objetivos Específicos Para alcançar o objetivo pretendido será necessário definir os seguintes objetivos específicos: Utilizar a metodologia FMEA. Analisar profundamente os riscos envolvidos no processo. Diminuir a probabilidade de ocorrência das falhas no novo processo. Diminuir os ricos de erros operacionais. Diminuir os custos através da prevenção de falhas. Criar uma forma sistemática para catalogar informações sobre o processo. Criar uma cultura de prevenção da qualidade nas pessoas envolvidas nos projetos e processos. Desenvolver dentro da organização uma atitude de prevenção às falhas, cooperação e trabalho em equipe, com a preocupação na satisfação dos clientes. Avaliar os resultados.

16 15 2 REFERENCIAL TEÓRICO 2.1 HISTÓRICO DA EMPRESA VOLVO POWERTRAIN (VPT) Uma das unidades de negócios do Grupo Volvo é a Volvo Powertrain, responsável pelo desenvolvimento e fabricação de motores e caixa de câmbio. Fundada em Curitiba, em 2001, a VPT possui entre seus principais processos: usinagem de blocos de motor, montagem de motores, pintura e instalação de caixa de câmbio. Em 2012, a Volvo Powertrain tem como objetivo iniciar a produção de caixas de câmbio eletrônica, utilizando nesse processo ferramentas de qualidade para que o início das atividades aconteça sem desvios nos padrões de excelência (CHAGAS, Newton. Volvo anuncia produção no Brasil de caixas de câmbio eletrônicas I-Shift. Volvo do Brasil. Brasil, :< _layouts/cwp.internet.volvocom/newsitem.aspx?news.itemid=96802&news.langu age=pt-br>). 2.2 CAIXA DE CÂMBIO ELETRÔNICA (I-SHIFT) O produto conhecido como caixa de câmbio ou transmissão é um componente fundamental do trem de força, pois serve para aumentar ou reduzir a rotação do motor através da troca de marchas. As grandes vantagens e benefícios da caixa de câmbio I-Shift da Volvo são: redução do consumo de combustível, diminuição do gasto com pneus e o aumento da vida útil da embreagem, possui um software de transmissão que possibilita trocas de marchas mais rápidas e precisas, proporcionando o maior conforto ao motorista. (<http://www.volvo.com.br/corp/eurodo/er108/er108bx0811.pdf.>).

17 16 A caixa de câmbio é composta de três partes principais: a carcaça da embreagem, a carcaça básica e uma carcaça do grupo redutor. A carcaça da embreagem forma a placa dianteira da extremidade da caixa de câmbio. Na carcaça básica contém os eixos da marcha ré, intermediário e principal junto com a unidade seletora. A carcaça do grupo redutor contém as engrenagens planetárias do grupo redutor e o eixo de saída, conforme ilustra a Figura 1. Figura 1 - Principais partes da caixa de câmbio. 1 - Carcaça da embreagem; 2 - Carcaça básica; 3 - Carcaça do grupo redutor. FONTE: Manual técnico Volvo, 2011 Na Figura 2 pode-se ter a visualização do eixo primário, um eixo secundário, um eixo de saída e várias engrenagens que se acoplam aos eixos. Quando se deseja mudar a velocidade, as engrenagens se encaixam uma na outra alterando a relação de torque e velocidade (RACHE, 2004).

18 17 Figura 2 - Partes internas da caixa de câmbio. 1 - Eixo principal; 2 - Eixo secundário; 3 - Engrenagens. FONTE: Manual técnico Volvo, A caixa de câmbio I-Shift produzida pela Volvo tem o tamanho conforme o modelo, pesando aproximadamente 272 kg, numa extensão de 916 mm, com capacidade para 13 litros de óleo, Figura 3. Figura 3 Caixa de câmbio eletrônica I-SHIFT produzida pela Volvo. Fonte: (2011)

19 18 Este produto atualmente é montado somente pela empresa na Suécia e tem no seu histórico problemas de qualidade relacionados à mão de obra, método de trabalho, materiais e máquina. Com o intuito de prevenir e/ou sanar essa problemática, seria de grande contribuição a implantação correta de uma ferramenta de qualidade preventiva. Atualmente existem algumas metodologias empregadas para esse fim. A análise dos modos de falha e efeitos, conhecida como FMEA, tem sido empregada em grandes montadoras com resultados satisfatórios, como por exemplo, Ford, GM e Chrysler. Nas linhas que se seguem será descrita em detalhes esta metodologia. 2.3 ANÁLISE DE MODOS DE FALHA E EFEITOS (FMEA) Os primeiros FMEAs foram realizados em 1960 na indústria aeroespacial e, ao longo do tempo, eram abordados especificamente para questões de segurança. Nos dias de hoje, a indústria automotiva adaptou a metodologia para utilizá-la nos processos e produtos, aumentando o nível de qualidade (MCDERMOTT; MIKULAK e BEAUREGARD, 2009). Os FMEAs são aplicados no desenvolvimento de projeto de produtos e também estão focados em prevenir defeitos, principalmente em processos de fabricação, aumentando a segurança e satisfação do cliente, melhorias de processo e redução de custos (MCDERMOTT; MIKULAK e BEAUREGARD, 2009) Análise de Modos de Falha e Efeitos no Processo (P-FMEA) O P-FMEA é direcionado para processo e tem como objetivo evidenciar todas as possíveis falhas. Existem várias maneiras de um processo falhar e são chamadas de modos de falha. Cada modo de falha tem um efeito potencial, sendo que alguns são mais prováveis de ocorrer do que outros (MCDERMOTT; MIKULAK e BEAUREGARD, 2009). A avaliação dos riscos das falhas acontecerem é determinada por três fatores:

20 19 Gravidade: a consequência, caso a falha ocorra. Ocorrência: a probabilidade de ocorrência da falha. Detecção: a possibilidade de identificar a falha. Usando os dados e conhecimento do processo, cada falha potencial e efeito são avaliados em cada um destes três fatores em uma escala que varia de 1 a 10, sendo respectivamente, baixa a alta. Multiplicando a classificação para os três fatores (efeito x ocorrência x detecção), um número de prioridade de risco (RPN - Risk Priority Number) será determinado para cada potencial modo de falha. O número de prioridade de risco (varia de 1 a para cada modo de falha) é usado para classificar a necessidade de ações corretivas para eliminar ou reduzir os potenciais modos de falha. Os modos de falha com maior RPN devem ser atendidos em primeiro lugar, embora a atenção especial deva ser dada quando a gravidade da pontuação é elevada (9 ou 10), independentemente do RPN. Uma vez que as ações corretivas tenham sido tomadas, um novo RPN é determinado e reavaliado, sendo chamado de "RPN resultante", que até estar em um nível aceitável, as ações de melhoria devem continuar, comparado-o aos demais modos de falha (MCDERMOTT; MIKULAK e BEAUREGARD, 2009) Formulário P-FMEA O grupo P-FMEA elabora um formulário próprio, onde as informações discutidas pelo grupo são preenchidas, definindo conforme ilustrado na Figura 4: Funções e características do produto ou processo representados na coluna 1 e 2. Tipos de falhas potenciais para cada função representados na coluna 3. Efeitos do tipo de falha representados na coluna 4. Causas possíveis da falha representadas na coluna 7. Controles atuais representados na coluna 9.

21 20 Figura 4 - Cabeçalho dos itens a serem preenchidos do formulário P-FMEA. FONTE: Formulário da empresa (2011)

22 21 Durante as reuniões este formulário pode ser impresso em formato A0 ou projetado a partir de um computador, otimizando a visualização. (PALADY, 2007). A utilização de uma identificação por números para controlar as revisões dos FMEAs realizados é importante para a manutenção dos registros. As cópias de todos os FMEAs devem ser mantidas em um local de fácil acesso para futuras revisões ou auditorias dos processos internos (AIAG, 2008) Etapas para Implantação do FMEA de Processo (P-FMEA) Para a implantação do P-FMEA são utilizadas dez etapas conforme Quadro 1: ETAPAS 1 Revisão do processo. Quadro 1 Etapas para implantação do P-FMEA. DESCRIÇÃO 2 Reunião para levantar os potenciais modos de falha. 3 Listar os potenciais efeitos para cada modo de falha. 4 Atribuir uma pontuação para severidade de cada efeito. 5 Identificação das causa e atribuição de uma pontuação de ocorrência para cada modo de falha. 6 Atribuir uma pontuação para detecção de cada modo de falha. 7 Calcular o Grau de Prioridade de Risco para cada modo de falha. 8 Priorizar os modos de falha para ação. 9 Tomar ações para eliminar ou reduzir os modos de falha de risco maior. 10 Calcular o resultado do novo RPN para verificar se o valor reduziu ou foi eliminado. FONTE: MCDERMOTT, MIKULAK e BEAUREGARD (2009) Cada etapa será descrita de forma detalha nos parágrafos que seguem: Etapa 1: Revisão do processo Para garantir que a equipe de P-FMEA tenha o mesmo entendimento da operação que está sendo analisada, é importante a confecção de um fluxograma,

23 22 descrevendo o fluxo do produto dentro do processo da entrada até a saída. Incluindo cada etapa do processo de montagem assim como as respectivas entradas (característica do processo, fontes de variação, etc.) e saídas (características do produto, requisitos, expedição, etc) (AIAG, 2008 ; STAMATIS, 2003). O detalhamento do fluxograma dependerá do nível de desenvolvimento do processo. No diagrama de fluxo inicial é considerado o processo de um ponto de vista macro. O escopo deste diagrama de fluxo inicial deve conter todas as operações de manufatura do processo, componentes para montagens, incluindo entrega, recebimento, transporte dos materiais, armazenamento, transporte do produto, etc. Uma avaliação preliminar usando estas informações deve ser feita para identificar qual dessas operações ou etapa individual pode ter um impacto sobre o produto montado, devendo ser incluído no P-FMEA (AIAG, 2008 ; STAMATIS, 2003) O desenvolvimento do P-FMEA ocorre através da identificação dos requisitos para cada função do processo, que são as saídas de cada etapa do processo relatadas nos requisitos do produto. Os requisitos fornecem as informações das metas que devem ser atingidas em cada etapa do processo, promovendo a equipe o básico para que sejam identificados os potenciais modos de falha (MCDERMOTT; MIKULAK ; BEAUREGARD, 2009). Para assegurar a continuidade e eficiência da análise é recomendado que a equipe do P-FMEA se mantenha estável durante o desenvolvimento do Fluxograma de Processo, P-FEMA e Plano de Controle (AIAG, 2008 ; STAMATIS, 2003). Etapa 2: Reunião para levantar os potenciais modos de falha. Após o completo entendimento do processo por todos os membros do grupo é iniciado o ciclo de Brainstorming para levantar os potenciais modos de falha em cada etapa (MCDERMOTT; MIKULAK; BEAUREGARD, 2009). As reuniões devem seguir a sequência de montagem da estação de análise para, as informações são anotadas diretamente no formulário do P-FMEA. O objetivo é gerar uma lista de ideias de melhorias (AIAG, 2008). Etapa 3: Listar os potenciais efeitos para cada modo de falha. Depois de listados no formulário de P-FEMA todos os potenciais modos de falha para cada etapa do processo, a equipe identifica quais serão as consequências

24 23 se esta falha ocorrer. Essa etapa do preenchimento é extremamente importante, pois é baseado nesta avaliação que é definido o índice de severidade (MCDERMOTT; MIKULAK ;BEAUREGARD, 2009). Etapa 4: Atribuir uma pontuação para severidade de cada efeito. Essa pontuação é baseada em uma escala de 10 pontos, sendo 1 o índice menor e 10 o maior, conforme a Tabela 1:

25 24 Tabela 1 Critério de pontuação para severidade. EFEITO CRITÉRIO NOTA Pode colocar em perigo a máquina ou o operador de montagem. Classificação de severidade muito elevada Perigoso quando o tipo de falha potencial afeta a segurança da sem operação do veículo e/ou envolve não-atendimento à advertência regulamentação governamental. A falha ocorrerá sem 10 advertência. Perigoso com advertência Muito Elevado Elevada Moderada Baixa Muito baixa Menor Muito menor Pode colocar em perigo a máquina ou o operador de montagem. Classificação de severidade muito elevada quando o tipo de falha potencial afeta a segurança da operação do veículo e/ou envolve não-atendimento à regulamentação governamental. A falha ocorrerá com advertência. Interrupção maior da linha de produção. 100% dos produtos poderão ter que ser sucateados. Veículos/item foram de operação, perda da função primária. Cliente muito insatisfeito. Interrupção menor da linha de produção. Os produtos poderão ser selecionados e uma parte deles (menos de 100%), sucateada. Veículo em operação, mas com nível reduzido de desempenho. Cliente insatisfeito. Interrupção menor da linha de produção. Uma parte dos produtos (menos de 100%) poderá ter de ser sucateada (sem seleção). Veículos em operação, mas com alguns itens de conforto/conveniência fora de operação. Cliente passa por desconforto. Interrupção menor da linha de produção. 100% dos produtos poderão ter de ser retrabalhados. Veiculo/item em operação, mas com algum tipo de conforto/conveniência operando em um nível reduzido de performance. O cliente passa por alguma insatisfação. Interrupção menor da linha de produção. Os produtos poderão ter que ser selecionados e uma parte deles (menor 100%), retrabalhada. Itens de acabamento e assentamento/redução de ruídos em não-conformidade. Defeito notado pela maioria dos clientes. Interrupção menor da linha de produção. Uma parte (menos de 100%) dos produtos poderá ter de ser retrabalhada na linha, porém fora da estação de trabalho. Itens de acabamento/assentamento em não conformidade. Defeito da nota é feita pela maioria dos clientes. Interrupção menor da linha de produção. Uma parte (menos de 100%) poderá ter de ser retrabalhados na linha, porém na estação de trabalho. Itens de acabamento e assentamento/redução de ruídos em não conformidade. Defeito notado por determinados clientes. Nenhuma Sem defeitos 1 FONTE: Manual de FMEA AIAG (2008)

26 25 A pontuação para severidade deve ser estimada levando em consideração o impacto negativo que o efeito pode causar para o cliente caso a falha ocorra. É importante que cada modo de falha possa ter diversos efeitos, e cada efeito possa ter diferentes graus de severidade. O efeito do modo de falha é que deve ser avaliado e não o modo de falha isolado. Portanto, cada efeito deve ter sua pontuação de severidade própria, mesmo que existam vários efeitos dentro de um único modo de falha (MCDERMOTT; MIKULAK; BEAUREGARD, 2009). Etapa 5: Identificação das causa e atribuição de uma pontuação de ocorrência para cada modo de falha. Nesta etapa são identificadas as possíveis causas para cada modo de falha, podendo utilizar as ferramentas da qualidade para auxiliar, como por exemplo, Diagrama de Ishikawa. Posteriormente é atribuída uma pontuação para cada ocorrência que é baseada em uma escala de 10 pontos, sendo 1 o índice menor e 10 o maior demonstrado na Tabela 2. Avaliação Tabela 2 Critério de pontuação para ocorrência. Critérios para estimativa de probabilidade de ocorrências (Po) Po PPM Probabilidade remota de ocorrência, por ex: processo ou design Poka-Yoke. Muito baixa probabilidade de ocorrências. Sem reclamações anteriores. < 1 / 100, < 1 / 10, Baixa probabilidade de ocorrência. < 1 / 1, Probabilidade de ocorrência moderada. < 1 / Probabilidade de ocorrência alta < 1 / Probabilidade de ocorrência muito alta. < 1 / FONTE: Manual de FMEA AIAG (2008).

27 26 O melhor método para se determinar a pontuação de ocorrência é através de dados históricos de falhas, no processo e no campo. Caso não exista uma base de dados disponíveis, a equipe deve estimar a probabilidade das falhas ocorrerem (MCDERMOTT; MIKULAK;BEAUREGARD, 2009). Etapa 6: Atribuir uma pontuação para detecção de cada modo de falha. A pontuação para detecção deve ser baseada em como o processo é capaz de identificar a falha ou efeito, em uma escala de 10 pontos, porém, ao contrário das anteriores, sendo 10 o índice de menor detecção e 1 o de maior detecção, conforme ilustrado na Tabela 3:

28 27 Detecção Quase Impossível Muito Remota Remota Muito Baixa Baixa Moderada Moderadamente Alta Alta Muito Alta Garantida Tabela 3 Critério de pontuação para detecção de cada modo de falha CRITÉRIO Certeza absoluta da não detecção Controles provavelmente não irão detectar Controle tem poucas chances de detectar Controle tem poucas chances de detectar Controles podem detectar Controles podem detectar Controles têm boa chance de detectar Controle tem boa chance de detectar Quase certeza de detecção pelos controles Certeza de detecção pelos controles Tipo de Inspeção A Prova de erro B Medição Manual de C Inspeção Tipo de Inspeção A B C X X X X X X X X X X X X X X PROBALIDADE DE DETECÇÃO "Meios e Métodos de Detecção" Controle não pode detectar ou não é realizado. Controle realizado por meio de verificação indireta e aleatória. Controle realizado apenas por meio de Inspeção Visual. Controle realizado apenas por meio de Inspeção Visual dupla. Controle realizado por meio de métodos gráficos "CEP". Controle realizado por meio de sistemas de medição de variáveis, após as peças terem saído da estação, ou são usados dispositivos PNP em 100% das peças após elas terem saído da estação. Detecção do erro em operações subsequentes ou medição realizada durante o setup e verificação da 1ª peça (caso de setup). Detecção do erro na estação ou em operações subsequentes por múltiplos níveis de aceitação: fornecimento, seleção, instalação, verificação. Não aceita peças discrepantes. Detecção do erro é feita na estação de trabalho através de sistemas de medição automático com dispositivos de parada automática. Peças não conformes não passam adiante. Detecção do erro é feita na estação de trabalho através de dispositivos a prova de falhas/erros (Poka-Yoke) no projeto do processo ou produto. Peças não conformes não são feitas. FONTE: Manual de FMEA AIAG (2008). Índice

29 28 A análise começa identificando os controles atuais do processo, que pode ser dividido em dois tipos: Prevenção - Previne a ocorrência da causa da falha ou o modo de falha, ou apenas reduz a taxa de ocorrência. Detecção - Detecta a causa da falha ou o modo de falha, conduzindo ao desenvolvimento de ações corretivas ou contramedidas (AIAG, 2008; MCDERMOTT; MIKULAK; BEAUREGARD, 2009). Etapa 7: Cálculo do Grau de Prioridade de Risco para cada um dos modos de falha. O Grau de Prioridade de Risco (RPN) é calculado através da multiplicação das pontuações de severidade, ocorrência e detecção para cada item. Grau de Prioridade de Risco = Severidade x Ocorrência x Detecção O número total de prioridade de risco pode ser calculado através da soma total de todos os números de prioridade de risco. Porém, este número só tem sentido se cada FMEA possuir sua própria quantidade de modos de falha dependendo do seu grau de complexidade. Esse valor final pode servir para uma comparação futura após os planos de ações terem sido implantados e passados por uma reavaliação das suas pontuações (MCDERMOTT; MIKULAK; BEAUREGARD, 2009). Etapa 8: Priorizar os modos de falha para ação. Um dos métodos para se priorizar os modos de falha para ação é o gráfico de Pareto. Onde os modos de falha são ordenados do maior número de prioridade de risco para o menor utilizando a conceito de Pareto 80/20. Isso significa que 80 por cento do total do RPN vêm de apenas 20 por cento dos potenciais modos de falha. Recomenda-se que os modos de falha com pontuação 9 e 10 para severidade sejam automaticamente priorizados independentemente do valor final do RPN (MCDERMOTT; MIKULAK; BEAUREGARD, 2009). Etapa 9: Tomar ações para eliminar ou reduzir os RPNs mais altos. Estabelecer um plano de ação para resolver os problemas, identificando e programando as ações, com objetivo de eliminar ou reduzir os valores dos RPNs.

30 29 Recomenda-se que as ações tomadas para reduzir as pontuações sigam a ordem de severidade, ocorrência e detecção (AIAG, 2008). Etapa 10: Calcular o resultado do novo RPN Para verificar se o valor reduziu ou foi eliminado. Após conclusão das ações planejadas e acompanhamento dos resultados, as pontuações de severidade, ocorrência e detecção devem ser reavaliadas para comprovar se foram eficazes, e consequentemente o recálculo do novo RPN. Recomenda-se que a nova avaliação do RPN seja organizada também em forma de Pareto e comparada com o Pareto original. Depois de implementar as melhorias espera-se que os RPNs tenham reduzido pelo menos 50 por cento do valor inicial. Se esse objetivo não for alcançado inicia-se novamente a análise. O foco deve ser sempre a melhoria contínua (MCDERMOTT; MIKULAK; BEAUREGARD, 2009) A Equipe de FMEA Para a coordenação de um FMEA, existe uma pessoa responsável para liderar a equipe base para aplicação do método. O líder será escolhido através do gerente dentre o time formado. O objetivo do grupo FMEA é trazer uma variedade de perspectivas e experiências para o projeto, e o número de pessoas será ditado pelo número de áreas que são afetadas pelo FMEA (AIAG, 2008). Cada área (por exemplo, fabricação, engenharia, manutenção, materiais e assistência técnica) deverá ter um participante. Recomenda-se ter pessoas de diferentes níveis de familiaridades de conhecimento no processo ou produto para trazer ideias imparciais para a equipe. Um ponto a ser debatido no FMEA é o papel do especialista no processo, que estará em análise constante. O FMEA possui um olhar crítico no processo ou produto, as pessoas da equipe que fazem parte do processo em análise não podem permitir que seus egos influenciem o andamento do FMEA (MCDERMOTT; MIKULAK ;BEAUREGARD, 2009).

31 O Fator erro humano Apesar dos grandes avanços tecnológicos dos processos de produção, ainda depende da atividade humana, que está envolvida em todas as etapas de desenvolvimento do processo de montagem de um produto. A confiabilidade humana é a probabilidade do operador ou de uma equipe concluir uma atividade com sucesso no mínimo de tempo exigido (Swain e Guttmann, 1983 citado por DROGUETT e MENÊZES,2007,p.163) A preocupação decorre da certeza de que os erros humanos acontecem, mesmo com um indivíduo treinado e motivado, esses erros, quando não detectados, podem vir a causar grandes perdas. O fator erro humano tem sido analisado em muitos processos de manufatura e nos sistemas produtivos, para isto, todos os funcionários devem cooperar para elevar a qualidade e fornecer aos clientes produtos livres de problemas. Baseado no conceito fundamental de que a qualidade deve ser construída e verificada em cada etapa do processo dos produtos (YAMASHINA, 2011). Segundo (YAMASHINA, 2011), as falhas decorridas do homem devem atingir a condição zero relacionado ao erro humano, o Quadro 2 descreve as etapas que devem ser aplicadas em busca do zero erro humano.

32 31 1. Gerenciamento para evitar erros humanos. 2. Desenvolver operadores capazes de não cometerem erros (Treinamento) 3. Trabalho padronizado das atividades (Instruções de trabalho padrão). 4. Inspeções no processo. 5. Lições aprendidas com os problemas ocorridos. Quadro 2 Em direção ao zero erro humano. Estabelecimento de um ambiente agradável de trabalho. Eliminar os erros humanos devido a falta de conhecimento. Eliminar erros humanos devido a falta de habilidade. Trabalho padronizado especificado para todas as etapas do processo. O trabalho padronizado deve garantir 100% de qualidade do operador. O trabalho padronizado deve ser continuamente revisto. Inspeções em pontos estratégicos do processo para não permitir defeitos para o cliente. Permitir que o operador aprenda com os próprios erros. Sempre verificar a garantia da qualidade. 6. Estudo da causa raiz. Eliminar o erro através da causa raiz. FONTE: Material YAMASHINA (2011). Os principais fatores do erro humano estão relacionados à falta de experiência (insuficiente conhecimento e/ou habilidades), fadiga e caráter pessoal. Como contramedidas deve-se elevar a competitividade das pessoas pela educação e formação (nível de conhecimentos/competências, aumento da motivação, monitorar o nível de fadiga e as condições físicas e controlá-las). Existem 3 condições de amenizar o acontecimento dos erros humanos. (Yamashina, 2011) 1. Como ensinar tarefas executadas com frequência (trabalho repetitivo). De modo geral, em média, uma pessoa pode lidar com uma sessão de treinamento de aproximadamente 30 minutos de duração, que inclui a apresentação do trabalho e a prática do trabalho pelo aluno. Recomenda-se uma pequena quantidade de informação, pois são mais fáceis de serem armazenadas na memória. Sistemas de aprendizagem interativa, com vídeos dos modos certo e errado de fazer as etapas do trabalho, são muito eficazes (YAMASHINA, 2011).

33 32 2. Estabelecimento de um ambiente amigável de trabalho. As fontes de erros humanos devem ser eliminadas, sendo necessário melhorar o ambiente de trabalho, tornando as tarefas facilmente compreensíveis. Utilizar cores e desenhos de forma eficaz para identificação, dar informações concretas e precisas, fazer operações fáceis de executar de tal forma que não exija uma boa memória para realizá-la. (YAMASHINA, 2011). 3. Melhorias no processo Através da utilização de ferramentas que possam melhorar o processo, evitando os erros humanos, padronizar peças e minimizar o número de variação, inspeção ao final de cada processo, são importantes para garantir a qualidade do processo anterior. Simplificar a operação e tornar o equipamento de mais fácil manipulação, instalando sensores adequados para detectar anormalidades e implementando meios de pará-lo de forma autônoma (YAMASHINA, 2011) Norma do Grupo Volvo para Aplicação do FMEA A normativa da Volvo descreve as regras básicas sobre como aplicar o método de garantia da qualidade FMEA, cujo documento recebe o nome de Standard Volvo Group STD O método pode sofrer algumas modificações dependendo do tipo de processos como: planejamento de produtos, sistemas e plantas, concepção e desenvolvimento, aquisição de material logística, software, processos administrativos, processos de produção (VOLVO GROUP STD , 2009). O STD é baseado nas Normas ISO TS 16949, que especifica o uso do FMEA na prevenção e na detecção de possíveis erros de processo, tendo como objetivo normatizar a documentação exigida pelos fabricantes de equipamentos originais, sendo também fonte de subsídios para garantia da melhoria contínua. O aumento do uso da ISO TS vem estabelecendo uma nova relação entre clientes e fornecedores, tendo como consequência a redução no custo final do produto (SOUZA, et. al,1998; SILVA,1997; GONZALES, 2003). São utilizadas outras ferramentas de análise e métodos disponíveis para avaliar, diminuir e controlar os riscos de falha:

34 33 Seleção no início de um projeto: identificar os riscos funcionais (que pode representar quebra de segurança ou problemas de falha para o cliente final); Análise de confiabilidade (método) para as funções novas e complexas: para ajudar a identificar, avaliar, controlar efeitos indesejáveis por alterações no desenvolvimento do projeto e gestão de clientes potenciais. Revisões de projeto: para garantir que as soluções técnicas e as informações trocadas com os fornecedores são de alta qualidade suficiente (VOLVO GROUP STD , 2009). Para cada falha pode existir mais de uma causa, portanto, todas as causas, independentemente da falha, devem ser dadas separadamente. Quando os modos de falha ocorrerem e forem identificadas as possíveis causas de fracasso, ao registrá-las, evitar os efeitos secundários de falha. Realizar testes para cada efeito de falha em forma de ensaios, métodos para detectar a falha e em seguida formar o grupo para aplicação da metodologia FMEA (VOLVO GROUP STD , 2009). Após a formação do grupo é necessário ordenar a atividades e responsabilidades do plano. Nesta etapa elaboram-se as fases de planejamento detalhadamente, relacionando as equipes e os estágios de implantação do FMEA (VOLVO GROUP STD , 2009) Projeto de Processo A definição para projeto de processo é uma atividade específica com objetivos e metas a serem cumpridos, relacionados à qualidade de produto ou processo (JURAN, 1994). Após entender qual é o produto do projeto, devem-se definir as características que delimitam o conteúdo das atividades, assim pode-se construir todo o Planejamento do Escopo do Projeto. O escopo do projeto é detalhado passo a passo através de um esquema contendo toda a estrutura de funções, podendo analisar,

35 34 definir e entender as atividades a serem relacionadas durante o projeto do processo (ROZENFELD, et. al,2006). No processo de desenvolvimento de projeto, todas as fases têm sua importância. Nas primeiras etapas o número de incertezas é muito elevado e é nesse momento que são tomadas decisões quanto a matérias, conceitos, processos de fabricação, etc. É constatado que na fase de concepção do projeto é a hora certa para mudanças, pois na medida em que o projeto avança no tempo, os custos das modificações aumentam na fase de produção e assistência técnica pois o projeto já está finalizado (ROZENFELD,et. al, 2006; JURAN, 1992). A Figura 5 ilustra os custos de modificação do processo em relação ao tempo. Figura 5 Custos de modificação do processo em relação ao tempo. FONTE: Autores (2011). A utilização do FMEA de Processo ocorre na fase de Engenharia de Processo da Produção, para que no início da produção, máquinas e ferramental atendam as especificações do projeto (ROZENFELD, et. al, 2006; JURAN, 1992).

36 35 Na aplicação da metodologia P-FMEA é necessário o auxílio de ferramentas de qualidade, conforme será descrito em detalhes na sequência. 2.4 FERRAMENTAS QUE AUXILIARAM NA IMPLANTAÇÃO DO P-FMEA PDCA (Planejar, Executar, Verificar, Agir) O PDCA é um método gerencial que contém em suas quatro fases a base da filosofia da melhoria contínua, promovendo uma prática organizacional de busca pela qualidade. Seguir as etapas do ciclo PDCA é importante para se chegar ao sucesso no aprimoramento da qualidade e evitar desperdícios de recursos (OLIVEIRA, 1996; CIERCO, 2003). As etapas do método PDCA iniciam-se em Planejar (Plan - P), que define o que será feito, as datas de início e fim do projeto e a disponibilidade de recursos necessários. A etapa execução (Do - D) do plano segue obedecendo as linhas de trabalho pré-definidas na etapa anterior, seguindo o cronograma das atividades, conforme a disponibilidade de recursos. Na fase verificação (Check - C) do resultado da execução é feita uma avaliação dos resultados para saber se houve ou não sucesso no trabalho. Na fase de padronização (Action - A) no plano de resultados, as informações são alinhadas para que sejam realizadas ações de padronização do plano ou para uma reprogramação do ciclo PDCA (OISHI, 1995), conforme o Quadro 3 ilustra as quatro fases essenciais do ciclo PDCA.

37 36 Quadro 3 Fases do ciclo PDCA. P Problema: Identificar o problema. Analisar o fenômeno: Reconhecer as características do problema. Análise das causas do problema/análise do processo: Elaboração do plano de ação: Definir claramente o problema e reconhecer sua importância. Investigar as características do problema e descrevê-la de forma mais específica. Descobrir as causas principais. Elaborar um plano de ação para bloquear a causa raiz. D Implementação do plano de ação. Contramedidas à causa raiz. Executar o que foi planejado para bloquear a causa raiz. C Verificação da ação. Padronização da solução: A Registro das informações: Verificar se o que foi planejado realmente foi realizado. Prevenir contra o reaparecimento do problema. Registrar no formulário para trabalhos futuros, o resumo das atividades juntamente com toda a documentação utilizada para solucionar o problema. FONTE: CAMPOS (1995). A busca por soluções aplica-se na eficácia da gestão dos processos produtivos, quando o resultado não for conforme o esperado, realiza-se um novo ciclo PDCA (RODRIGUES, 2006; CIERCO, 2003) Brainstorming O Brainstorming (do inglês tempestade cerebral), conhecido como Tempestade de ideias, é o método criado pelo publicitário norte americano Alex Faickney Osborne, que consiste em produzir um número extenso de ideias (DELLARETI FILHO, 1996). Após a explicação do tema, as ideias são geradas espontaneamente ou por sequência pré-definida, buscando sempre fatos que levem a identificação de problemas (DELLARETI FILHO, 1996).

38 37 O processo faz com que seus participantes rompam seus paradigmas, gerando novas ideias e soluções criativas (OLIVEIRA, 1996). Os participantes do Brainstorming não são necessariamente especialistas no assunto, o convite deve ser feito para pessoas diretamente e indiretamente envolvidas ao tema, portanto, não existe hierarquia entre os participantes. Para o sucesso de um Brainstorming não se deve rejeitar e nem criticar as ideias. No momento das gerações das ideias o importante é registrar as sugestões (DELLARETI FILHO, 1996), que devem ficar expostas, a fim de provocar novas sugestões. O resultado é uma lista extensa de novas propostas para uso posterior (DELLARETI FILHO, 1996) Diagrama de Causa e Efeito Conhecido como Diagrama Espinha de Peixe ou Diagrama de Ishikawa, criado por Kaoni Ishikawa que o desenvolveu na universidade de Tóquio, em 1843, é geralmente usado junto com o Brainstorming, facilitando a busca pela compreensão de problemas e representando as possíveis causas que geram um efeito, uma falha ou um erro (KOCK, 1999). O Diagrama de Ishikawa organiza as informações por meio gráfico, identificando prováveis causas de um específico problema ou efeito (OLIVEIRA, 1996). O Diagrama facilita a identificação das causas de um determinado efeito, podendo estar relacionadas às áreas de material, mão de obra, meio ambiente, equipamento, medidas, métodos, operação, manutenção (PALADINI, 1994). Após a conclusão, é feita uma coleta de dados e uma análise qualitativa das informações, chegando-se às possíveis causas do efeito. Essa prática gera um nível maior de compreensão do problema, estimulando um hábito proativo na busca das causas por meios de levantamento de dados (ISHIKAWA, 1993).

39 Os 5 W e 2H A ferramenta os 5W e 2H é utilizada na padronização de processos, servindo para estabelecer procedimentos e contribuindo de maneira importante na confecção de um plano de ação (SELL JUNIOR, 2008). Derivada das expressões em inglês: What (Qual é), que determina qual será a etapa do processo; Why (Por que), que busca uma tendência ou padrão observado no problema; When (quando), em qual momento o problema ocorreu; Where (onde), em qual lugar o problema foi observado; Who (quem), a pessoa que observou a falha; How (Como), de que maneira o estado do produto ou componente se encontra e quantas vezes ocorreram. Para completar esse método mais uma letra H foi incorporada nos últimos tempos, seu significando vem da expressão em inglês How much (quanto custa), assim o método 5W e 2H assegura os objetivos do planejamento (SELL JUNIOR, 2008) Diagrama de Pareto Em 1897, o economista e sociólogo Vilfredo Pareto apresentou sua teoria sobre a distribuição desigual de renda, e J. W. Juran adaptou-a no método para os problemas da qualidade, nomeando-o de Diagrama de Pareto (WERKEMA, 1995). O Diagrama de Pareto é uma ferramenta da qualidade que utiliza o impacto gráfico visual, o que facilita a visualização de elementos críticos responsáveis pela maior parte dos problemas que afetam as empresas como venda, defeitos, falhas, reclamações e receita (PALADINI, 1994). Os problemas relacionados à qualidade se traduzem na forma de custos, ou seja, os poucos vitais, que acumulam grandes perdas para empresa, porém representam poucos problemas. Os muitos triviais, embora em grande quantidade, são perdas pouco significativas. Pareto estabelece uma relação de 80% para os poucos vitais e 20% para os muitos triviais (WERKEMA, 1995).

40 39 A classificação das informações como causa das falhas ou perdas é feita no eixo horizontal do gráfico, no sentido da esquerda para direita em ordem decrescente segundo a sua importância, esse método destaca o primeiro elemento a ser trabalhado. Nas linhas verticais estão as escalas de valores. Ao associar as informações obtém-se uma curva de valores, geralmente percentuais, que representa o acumulado dos resultados obtidos (PALADINI, 1994). A visualização gráfica dos problemas com maior ocorrência indica onde devem ser concentrados os esforços para ações corretivas e preventivas, podendo ser novamente utilizada quando os elementos críticos de maior número estiverem resolvidos (PALADINI, 1994). Os problemas são resolvidos de maneira mais eficiente quando as ações são concentradas sobre os poucos vitais, possibilitando uma eliminação maior de grande parte das perdas do que se os muitos triviais fossem tratados por primeiro (WERKEMA,1995) Análise da Árvore de Falhas (Fault Tree Analysis - FTA) O método FTA, criado por H. A. Watson em 1961, é usado para identificação das causas primárias das falhas de processos industriais, administrativos e também para projetos, identificando os aspectos mais relevantes de um sistema em relação ao uma falha particular (HELMAN E ANDRERY, 1995). A ferramenta FTA estuda a estrutura através de símbolos que unidos formam uma árvore de decisões, um método sequencial, lógico, dedutivo e estruturado que pode ser usado em qualquer processo ou projeto, para identificar falhas potenciais (RODRIGUES, 2006). A metodologia FTA estabelece uma padronização para o estudo de eventos falhas, exigindo um maior detalhamento de informações e um profundo conhecimento do processo de estudo (HELMAN E ANDRERY, 1995). Rodrigues (2006) estabelece que na confecção de um FTA seja preciso: Definir o processo ou evento; Estruturar a árvore estabelecendo a relação efeito e causa;

41 40 Analisar qualitativamente e dedutivamente as informações levantadas. A falha ou problema a ser solucionado é classificado como evento de topo, que é desdobrado em eventos mais simples ligados por símbolos. O bloqueio desses caminhos inviabiliza a continuação do estudo, e quando isso acontece, as atenções são voltadas à compreensão de outro evento. O bloqueio de todos os caminhos leva à função mais básica, conhecida como limite de resolução ou causa básica. Esse raciocínio é conhecido como Top Down (HELMAN e ANDRERY, 1995). Um bom uso dos resultados de uma Análise da Árvore de Falhas fundamenta o conhecimento real do fator agravante sobre o produto ou processo, indica os componentes ou processos mais críticos e gera uma lista de recomendações e providências a serem tomadas (HELMAN e ANDRERY, 1995) Poka-Yoke Dentro de um sistema produtivo, espera-se que uma tarefa seja feita com o máximo de sucesso e dentro do prazo previsto, mas quando isso não ocorre, devese aos erros humanos, que podem ser decorrentes da concepção do sistema ou até do modo de operação. Com frequência, grande parte dos estudos visa garantir o funcionamento das máquinas e seus componentes, subestimando a importância do método utilizado pelo homem (KEYWORDS, 2008). Há várias origens para falhas humanas durante o processo produtivo, que são geralmente motivadas por falta de atenção, fadiga, negligência, falta de capacidade técnica, falta de treinamento e até erros premeditados. O método chamado Poka- Yoke utiliza dispositivos para prevenir possíveis falhas do homem (RODRIGUES, 2006). O termo Poka-Yoke significa à prova de erros, tendo como uma das funções básicas garantir que processos com algum tipo de erro não passem para a próxima fase, através do desligamento automático do equipamento caso exista uma operação com erro ou o simples fato do operador esquecê-lo ligado.

42 41 Existem duas maneiras de medir a regulagem do Poka-Yoke, usado para corrigir erros (SHINGO,1996): Método de Controle: Quando o Poka-Yoke é ativado, a máquina ou linha de processamento pára, de forma que o problema possa ser corrigido, geralmente se utilizam sensores e dispositivos de contatos; Método de advertência: Quando o Poka-Yoke é ativado, um alarme soa ou uma luz sinaliza, visando alertar o trabalhador. Esse método tem melhorado significativamente as taxas de retrabalho e os índices de acidentes de trabalho, contribuindo para as melhorias nos processos (RODRIGUES, 2005) Fluxograma O fluxograma é uma importante ferramenta para descobrir os setores impactados nas etapas dos fluxos, pois mostra passo a passo as operações de um processo (JURAN, 1992 e PALADY, 1997). O uso do diagrama de fluxograma aumenta a compreensão da equipe sobre o processo, detalha o fluxo de produção, identificando caminhos repetitivos, gargalos e ineficiências. É construído através das descrições de toda a operação de maneira ordenada, tomando cuidado para que nenhuma etapa seja esquecida. Ao final desse processo as notas devem ser listadas e ordenadas (MCDERMOTT; MIKULAK; BEAUREGARD, 2009). O fluxograma é constituído de poucos símbolos básicos: o retângulo, que descreve previamente a atividade; o losango que define o ponto de decisão entre dois ou mais caminho, contendo uma questão e a resposta define o caminho a ser seguido; o retângulo com cantos arredondados indica o início ou fim de um processo; o símbolo de documento identifica a presença de um documento referente ao processo; e por fim o círculo, que indica a continuação do fluxograma (JURAN, 1982). A Figura 6 representa os símbolos usados no Diagrama de Fluxograma.

43 42 Figura 6 Exemplo dos símbolos usados no diagrama de fluxograma. Processo Decisão Documentos Conector Terminação Linhas Conectoras FONTE: Definição, exemplos, figuras, fluxo, fluxograma, gestão, qualidade, representação, símbolos. Brasil, 7 agosto Disponível em:<http://www.lugli.com.br/2009/08/fluxograma/>. Na etapa final da confecção, o fluxograma deve ser testado, através de um passeio pelas áreas mapeadas, se necessário correções devem ser feitas e uma rotina de atualizações deve ser implantada (MCDERMOTT; MIKULAK; BEAUREGARD, 2009) Diagrama de Gantt Para ilustrar as diversas tarefas e os avanços no trabalho ao longo de um intervalo de tempo, o Engenheiro norte americano Henry L. Gantt criou no início do século XX um gráfico constituído por barras coloridas. Neste gráfico as tarefas que serão executadas são incluídas no eixo vertical, assim como o responsável por cada uma delas, as barras no eixo horizontal representam o início e o fim de cada tarefa. Para montar esse diagrama é necessário decompor todo o trabalho em suas menores partes (FACCIONI FILHO; BITTEMCOURT, 2007; PALADY, 1997). O diagrama Gantt permite acompanhar o desenvolvimento da tarefa, pois a barra é preenchida conforme a tarefa vai sendo cumprida, da mesma maneira é possível acompanhar a proporção de atraso em relação ao tempo previsto. Assim, o empenho de cada membro pode ser analisado de maneira isolada, permitindo ainda analisar os custos de recursos para a conclusão de cada uma das tarefas do projeto (FACCIONI FILHO E BITTEMCOURT, 2007; PALADY, 1997).

44 43 3 METODOLOGIA seguinte forma: A elaboração das etapas do FMEA de Processo (P-FMEA) se deu da Etapa 1: Revisão do processo. Esta etapa foi uma das principais cuja função foi realizar todo o planejamento para implantação do P-FMEA. Antes de iniciar os trabalhos, o responsável do projeto de instalação da nova linha de montagem de caixa de câmbio definiu um líder para condução do P-FMEA, em conjunto os dois escolheram os integrantes da equipe de trabalho para realização das análises dos potenciais modos de falha. Esta equipe foi composta por: Engenheiro de Processo; Engenheiro de Qualidade; Engenheiro de Logística; Engenheiro de Desenvolvimento de Produto; Engenheiro de Projeto; Técnico de Processo; Técnico de Qualidade. Foi realizado um organograma com as funções dos participantes da equipe P- FMEA, mostrado na Figura 7. Depois de definir a equipe o líder do P-FMEA verificou-se o nível de habilidades e competências técnicas que cada um dos membros possuíam ou poderiam adquirir, sendo mensurado no gráfico de radar, mostrados na Figura 8 e 9.

45 44 Figura 7 Organograma equipe P-FMEA. Gerente de Projeto Lider P-FMEA Engenheiro de Processos Engenheiro de Qualidade Engenheiro de Logística Eng. de Desenvolvim ento de Produto Engenheiro de Projeto Técnico de Processos Técnico de Qualidade FONTE: Autores (2011). Figura 8 Gráficos de definição das competências Equipe P-FMEA da empresa. FONTE: Autores (2011).

46 45 Figura 9 Gráficos de definição das competências Equipe TCC. Fonte: Autores (2011). O líder do P-FMEA pesquisou a existência de um histórico de falhas no processo de montagem do modelo de caixa de câmbio na Suécia. Estes dados serviram para auxiliar na determinação das probabilidades de ocorrência dos modos de falha, visando preveni-los para o novo processo de montagem. Outro ponto levado em consideração foram as recomendações de montagem indicadas pelo responsável do processo na linha da Suécia. Na sequência foi elaborado o fluxograma detalhado do processo, de acordo com o exemplo da Figura 10, para cada estação de montagem, baseado no layout da nova linha.

47 46 Figura 10 Exemplo de Fluxograma de processo. FONTE: Formulário da empresa, (2011). Os fluxogramas de processo foram utilizados como base para realização das análises do P-FMEA e também serviram para determinar quais eram as estações mais críticas dentro do processo de montagem. Contendo as principais informações que a equipe de P-FMEA precisava saber para executar as análises, como os requisitos do produto e processo. Na coluna A foram colocadas as etapas de montagem em sequência, na coluna B as etapas foram descritas graficamente através da simbologia padrão do fluxograma, na coluna C foram colocados os requisitos do produto e processo para cada etapa e na coluna D observações quando relevante.

48 47 A líder do P-FMEA determinou um cronograma de trabalho priorizando as estações por criticidade alta, média e baixa para aplicação da metodologia. Este cronograma foi distribuído para todos os integrantes da equipe e então foram iniciados os trabalhos, as reuniões aconteceram semanalmente e foram conduzidas pelo líder do P-FMEA, que dentre suas atribuições estavam o agendamento, planejamento e condução das reuniões. Etapa 2: Brainstorming para levantar os potenciais modos de falha. Nesta fase a equipe do P-FMEA iniciou os ciclos de brainstorming para levantar os potencias modos de falha relacionados ao processo que poderiam ocorrer na montagem da nova linha da caixa de câmbio. Figura 11 Fluxograma dos potenciais modos de falha. FONTE: Autores (2011). Os modos de falha eram apontados pelos participantes dentro das reuniões seguindo o fluxograma do processo, a cada reunião era abordada uma estação de montagem. Foram considerados os potenciais modos de falha que poderiam ocorrer relativos à mão de obra e método de trabalho. Não foram levados em consideração os potenciais modos de falha referentes ao material (componentes) proveniente do

49 48 fornecedor ou falhas decorrentes dos equipamentos automatizados, para estes aspectos foram considerados que os mesmos deveriam cumprir as suas funções sem afetar a qualidade final do produto. As sugestões de possíveis modos de falha eram citadas pela equipe durante a reunião e preenchidas no formulário na coluna de modos de falha pelo líder do P-FMEA. Este trabalho foi realizado em detalhes para todas as estações de montagem. Para cada estágio de montagem (requisito) os participantes da equipe apontavam um ou mais potenciais modos de falha, exemplificado na Figura 11. Etapa 3: Listagem dos potenciais efeitos para cada modo de falha. Com os modos de falha levantados, a equipe iniciou o processo de identificação dos potenciais efeitos para cada um dos modos de falha listados na etapa anterior. Foram estimados os potenciais efeitos dos modos de falha para o cliente final e também para o processo de montagem, para os casos em que os modos de falha não tinham a possibilidade de chegar até o cliente eram anotados somente os efeitos no processo de montagem. Os efeitos para cada um dos modos de falha foram preenchidos no formulário de P-FMEA na coluna ao lado do respectivo modo de falha, na Figura 12. Figura 12 Fluxograma dos efeitos para os potenciais modos de falha. FONTE: Autores (2011).

50 49 Etapa 4: Atribuição de uma pontuação para severidade de cada efeito. Nesta etapa a equipe pontuou a severidade baseada no grau do potencial efeito, caso a falha ocorresse para o cliente externo ou interno. A pontuação foi baseada em uma tabela de referência com os critérios correspondendo ao grau de severidade para cada efeito. As pontuações dadas pela equipe de P-FMEA foram registradas no formulário na coluna de severidade, que fica ao lado da coluna onde foram preenchidos os efeito descritos na etapa 3. Etapa 5: Identificação das causas e atribuição de uma pontuação de ocorrência para cada modo de falha. Para cada potencial modos de falha foram listadas todas as causas possíveis que poderiam resultar neste modo de falha, na Figura 13. Figura 13 Fluxograma para as causas dos modos de falha. FONTE: Autores (2011). A pontuação para probabilidade de ocorrência foi baseada na pesquisa com o histórico de falhas em processos similares de montagem e em estimativas, considerando o volume de produção anual previsto. Foi utilizada a seguinte

51 50 abordagem para questionar a ocorrência: Com que frequência o potencial modo de falha pode ocorrer? As pontuações para detecção de cada modo de falha foram dadas conforme os métodos de detecção do processo e preenchidas no formulário. Etapa 6: Atribuir uma pontuação para detecção de cada modo de falha. A pontuação de detecção foi baseada na capacidade do processo em identificar a ocorrência dos modos de falha, ou seja, a eficácia dos métodos de controle planejados pelos engenheiros responsáveis pelo projeto da nova linha. Esta etapa serviu também para avaliar se existia algum modo de falha capaz de ocorrer sem que os métodos de controle a detectassem até o cliente final. As pontuações para detecção de cada modo de falha foram preenchidas no formulário. Etapa 7: Cálculo do Grau de Prioridade de Risco (RPN) para cada um dos modos de falha. O número de prioridade de risco foi calculado multiplicando-se as pontuações de severidade, de ocorrência e de detecção para cada um dos modos de falha. Grau de Prioridade de Risco (RPN) = Severidade x Ocorrência x Detecção Etapa 8: Priorização dos modos de falha para ação. Foram priorizados para tomada de ação os modos de falha com RPN maior que 120. Os que apresentaram severidade 9 e 10 ou 20% dos itens de maior RPN, utilizando o conceito de Pareto 80/20. Etapa 9: Tomada de ação para eliminar ou reduzir os RPN mais altos. Nesta etapa foi estabelecido um plano de ação para tentar eliminar ou reduzir a pontuação dos potenciais modos de falha selecionados. Para cada modo de falha foi escolhido um responsável da equipe para resolvê-lo. Na resolução dos potenciais modos de falha foram utilizadas outras metodologias de solução e prevenção de problemas como: PDCA, Ishikawa, FTA, 5W e 2H e Poka-Yoke. Etapa 10: Cálculo do resultado do novo RPN para verificar se o valor reduziu ou foi eliminado.

52 51 Nesta última fase foi analisada a eficácia das ações tomadas. A equipe do P- FMEA se reuniu novamente, após a implantação das melhorias, e reavaliou as pontuações de severidade, ocorrência e detecção para cada modo de falha tratada, baseando-se nas ações tomadas e verificando se os riscos foram eliminados ou reduzidos efetivamente. Com essa nova pontuação, um novo diagrama de Pareto foi definido e comparando com o da primeira pontuação.

53 52 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES 4.1 A LINHA DE MONTAGEM DA CAIXA DE CÂMBIO A linha de montagem da caixa de câmbio é composta por 23 estações de montagem, dentre elas possui estações manuais de montagem, robôs, equipamentos de testes funcionais e prensas hidráulicas. A implantação da metodologia P-FMEA foi realizada em 19 estações de montagem como indicado na Figura 14. Figura 14 Layout da linha de montagem da caixa de câmbio. FONTE: Figura da empresa (2011). 4.2 ESTAÇÃO MODELO MT010 A estação MT010 (Figura 15) foi escolhida como modelo para detalhar a implantação da metodologia do P-FMEA e a utilização de outras ferramentas da qualidade na nova linha de montagem da caixa de câmbio.

54 53 Figura 15 Estação modelo MT010. FONTE: Figura da empresa (2011). Esta estação é uma prensa hidráulica que é responsável por um dos processos mais críticos, a montagem do eixo principal da caixa de câmbio Figura 16. Figura 16 Eixo principal e outros componentes FONTE: Manual técnico da empresa (2011).

55 54 A sequência de montagem do eixo principal na estação MT010 está detalhada em 12 passos nas Figuras 17 a 28. O eixo principal montado por completo é mostrado na Figura 29 ao final da sequência. Figura 17 - passo 1 da montagem do eixo principal. FONTE: Autores (2011). Figura 18 - passo 2 da montagem do Eixo principal. FONTE: Autores (2011).

56 55 Figura 19 - passo 3 da montagem do eixo principal. FONTE: Autores (2011). Figura 20 - passo 4 da montagem do eixo principal. FONTE: Autores (2011).

57 56 Figura 21 - passo 5 da montagem do eixo principal. FONTE: Autores (2011). Figura 22 - passo 6 da montagem do eixo principal. FONTE: Autores (2011).

58 57 Figura 23 - passo 7 da montagem do eixo principal. FONTE: Autores (2011). Figura 24 - passo 8 da montagem do eixo principal. FONTE: Autores (2011).

59 58 Figura 25 - passo 9 da montagem do eixo principal. FONTE: Autores (2011). Figura 26 Passo 10 da montagem do eixo principal. FONTE: Autores (2011).

60 59 Figura 27 - passo 11 da montagem do eixo principal. FONTE: Autores (2011). Figura 28 passo 12 da montagem do eixo principal. FONTE: Autores (2011).

61 60 Figura 29 - MT010 Eixo principal montado. FONTE: Figura da empresa (2011). Os resultados e discussões da implantação do P-FMEA serão descritos nos parágrafos que se seguem, de acordo com as etapas citadas na metodologia. No início da implementação foi realizada uma pesquisa dos modos de falhas na linha da Suécia. Para esta estação não foram encontrados registros de ocorrência, porém, foram feitas algumas recomendações de itens importantes ao processo descrito no Quadro 4. Descrição da operação Montagem da engrenagem da ré Posicionamento da luva de engate Montagem da primeira engrenagem Posicionamento do sensor de velocidade e o anel interno sobre o eixo Montagem da segunda engrenagem Posicionamento do cubo sobre o eixo Quadro 4 Recomendações da linha da Suécia. Recomendações Existe um lado correto para posicionar a engrenagem no eixo Posicionar a luva com o chanfro voltado para o lado da engrenagem da ré Existe um lado correto para posicionar a engrenagem no eixo Posicionar o sensor de leitura de velocidade com as ranhuras para cima Existe um lado correto para posicionar a engrenagem no eixo Existe um lado correto para posicionar o cubo no eixo FONTE: Dados da Suécia (2010).

62 61 Na sequência foi elaborado um Fluxograma da estação modelo como base para iniciar a análise do P-FMEA. O resultado foi um detalhamento da montagem em 24 etapas, seguindo os requisitos do processo na Tabela 4. Na análise P-FMEA da estação modelo através das 24 etapas de montagem foram identificados cinquenta e dois potenciais modos de falha. Para todos foram descritos os Efeitos e estimada a Severidade, isolando as Causas, estimando a Ocorrência e a Detecção e avaliando os Controles de Prevenção. Os resultados foram registrados no formulário do P-FMEA, conforme as Tabelas 5 a 9.

63 62 Tabela 4 Fluxograma de processo da estação modelo MT010. FONTE: Formulário da empresa, (2011).

64 63 Tabela 5 Formulário P-FMEA da estação modelo MT010. FONTE: Formulário P-FMEA da empresa (2011).

65 64 Tabela 6 Formulário P-FMEA da estação modelo MT010 continuação. FONTE: Formulário P-FMEA da empresa (2011).

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