Análise de falhas Subestação de Tração Metroferroviário

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1 Análise de falhas Subestação de Tração Metroferroviário VII Prêmio Alstom de Tecnologia Metroferroviária Análise de falhas subestação de tração metroferroviário Página 2

2 Resumo Este trabalho tem como objetivo mostrar a importância de se fazer análise e controle de falhas em um sistema de subestação de tração metroferroviário. Como podemos organizar este acompanhamento e controle, os fundamentos principais, a estratificação das falhas e as ações necessárias para se elevar o MTBF (tempo médio entre falhas). Com isso conseguiremos melhorar a performance do sistema com menos impactos operacionais, menos passageiros prejudicados, com menos custos operacionais e de manutenção. VII Prêmio Alstom de Tecnologia Metroferroviária Análise de falhas subestação de tração metroferroviário Página 3

3 I - Objetivo: Organizar as falhas referentes ao sistema de maneira que facilite a compreensão e que se consiga determinar suas causas e seus agentes causadores responsáveis; com o intuito de se elaborar um plano de ação para a melhoria do sistema. Desta maneira se consegue minimizar o número de falhas, aumentar o MTBF (Tempo Médio entre Falhas), dando mais confiabilidade ao sistema, menos interferências operacionais, menos passageiros prejudicados e menos custos operacional e de manutenção. II Introdução: Uma ferrovia é composta por vários sistemas, que direta ou indiretamente são interligados e cada qual responsável em suas respectivas funções, para que tudo funcione de maneira harmoniosa, onde o intuito principal é a operacionalidade do sistema atendendo plenamente aos seus usuários. Cabe às áreas de manutenção e operação, o papel de gerenciar todas as programações de intervalos necessários, acompanhamentos e execução dos serviços para que os sistemas trabalhem com a máxima confiabilidade e disponibilidade. Diante desta responsabilidade, este trabalho mostrará, como poderá ser realizado um acompanhamento e gerenciamento de um sistema de falhas. Foi escolhido um sistema: Suprimento de energia elétrica de tração, que é responsável pela alimentação elétrica do sistema de rede aérea donde é suprida a energia elétrica aos trens do sistema. O sistema de suprimento de energia elétrica de tração é composto por várias subestações e cabines de paralelismo e seccionamento distribuídos ao longo de uma linha metroferroviária. Este número de subestações e cabines dependerá da extensão da linha e da potência necessária para a movimentação dos trens naquela respectiva linha. Pela sua complexidade, é praticamente impossível não haver falhas num sistema metroferroviário. Falhas são indesejáveis para qualquer sistema. Para o nosso trabalho também não é diferente, porém o importante é saber como, onde e de que maneira elas ocorrem. Para isso há a necessidade de se ter um planejamento de análise e controle de falhas. III Fundamentos Importantes: Para se organizar e controlar um sistema de falhas, é de fundamental importância que se tenha uma arborização de todos os equipamentos pertencentes ao grupo sistema,com seus respectivos códigos para que seja facilitado no preenchimento da ordem de serviço como também para a obtenção de dados estatísticos. Abaixo mostramos como esta arborização poderá ser feita: VII Prêmio Alstom de Tecnologia Metroferroviária Análise de falhas subestação de tração metroferroviário Página 4

4 Tabela I Listagem de Grupo/Sistema Paro o nosso trabalho, vamos nos ater ao grupo de sistema de subestações (IES), conforme listagem abaixo: VII Prêmio Alstom de Tecnologia Metroferroviária Análise de falhas subestação de tração metroferroviário Página 5

5 VII Prêmio Alstom de Tecnologia Metroferroviária Análise de falhas subestação de tração metroferroviário Página 6

6 IV - Conceitos: Falha É o evento que implica na diminuição ou interrupção da capacidade de um equipamento ou sistema em cumprir sua função requerida em conformidade com suas características específicas, quer seja ele causado por agente(s) interno(s) ou externo(s). OSM Ordem de Serviço da Manutenção É um formulário físico ou eletrônico que descreve o serviço a ser executado e que permite registrar todos os serviços e insumos utilizados nas intervenções de manutenção realizadas. Agente Causador É o agente que provocou a avaria no equipamento ou sistema, podendo ser de origens internas, externas ou fenômenos da natureza. Nota: Agente causador e descrição da causa têm conceitos distintos. Entende-se que a descrição da causa refere-se ao componente avariado, que tornou o equipamento ou sistema indisponível. Acidente Quando o equipamento sofreu danos por uma ação imprevista ocasionada por agente externo à ferrovia ou por abalroamento com veículo ferroviário. Alagamento Quando o equipamento sofreu danos pela ação de acúmulo de líquidos provocado por fenômeno da natureza. Vandalismo Quando a ação foi praticada propositalmente, com a intenção de provocar danos ao equipamento. Descarga atmosférica Quando o equipamento sofreu danos pela ação de uma descarga atmosférica. Descarrilamento Quando ao sair dos trilhos, o veículo ferroviário provocou danos equipamento. Furto / Roubo Quando o equipamento, ou parte dele é objeto de furto ou roubo, ou ainda, quando é avariado pela tentativa. VII Prêmio Alstom de Tecnologia Metroferroviária Análise de falhas subestação de tração metroferroviário Página 7

7 Erro Operacional Quando houve danos e / ou sintomas provocados pela utilização do equipamento de forma inadequada. Outro Grupo de Sistemas Quando o equipamento sofreu danos provocados pelo funcionamento inadequado de equipamento pertencente a outro grupo de sistemas, diferente daquele atuado. Término da Vida Útil Quando a avaria no equipamento ocorreu após decorrer o tempo previsto para substituição do componente, com vida útil especificada ou definido em testes/estatísticas, ou com desgastes além do limite pré-estabelecido. Concessionária Quando o equipamento deixa de funcionar dentro das suas especificações devido à deficiência de um produto fornecido pela concessionária de serviços públicos. Não Caracteriza Falha Situação em que a avaria reclamada não condiz com a falha do equipamento. Pode ser por uma característica do sistema, ou por uma alteração temporária provocada, ou por fato que não provocou danos no sistema reclamado. Não Identificado Quando o equipamento reclamado, com avaria constatada, foi normalizado com ou sem intervenção da equipe de manutenção, sem que a causa tenha sido diagnosticada. Eventual / Casual Quando a avaria no equipamento ocorreu de forma aleatória. Só se aplica quando nenhum dos demais agentes puder ser utilizado para melhor classificar a falha. V - Estrutura de Trabalho Toda falha que houver no sistema, há a necessidade de sua atuação. Para que haja esta atuação, tem que haver uma OSM, para a equipe responsável atue naquela falha específica. A OSM, tem grande importância desde sua abertura até seu fechamento, pois ali serão inseridos todos os dados da referida falha: dia, horário, local, o que foi avariado, pessoal que atuou, etc. VII Prêmio Alstom de Tecnologia Metroferroviária Análise de falhas subestação de tração metroferroviário Página 8

8 Diagrama de Pareto Corresponde a um gráfico de barras que exibe a distribuição em termos absolutos e relativos de várias causas determinantes de uma situação. O objetivo principal é identificar as poucas causas vitais dentre as muitas causas triviais. Primeiramente, levantamos o número de falhas que há no sistema, mês a mês, para um determinado sistema. Nosso caso, seria linha 1 sistema subestação de tração: Observamos Figura 1 Evolutivo de falhas Observamos no gráfico acima, que usamos a definição de falha sistêmica e falha operacional. Sistêmica se refere que a falha é intrínseca ao sistema e operacional é toda falha ocorrida. O agente causador é que determinará esta situação. Consideremos para falha sistêmica os seguintes agentes causadores: Eventual casual, término de vida útil, não identificado e aberta sem registro de atuação. Das 13 falhas sistêmicas ocorridas no mês de julho, vide gráfico acima, elas serão estratificadas na figura 2 Estratificação de falhas. VII Prêmio Alstom de Tecnologia Metroferroviária Análise de falhas subestação de tração metroferroviário Página 9

9 Figura 2 Estratificação de falhas Com o gráfico da figura 2, podemos também fazer sua estratificação, e verificar por exemplo, quais foram os componentes dos disjuntores CA, que ocorreram mais problemas. Notas-se também que há 3 falhas que estão abertas sem registros de atuação. Este fato é também preocupante, pois mostra que 3 falhas não tiveram seu respectivo fechamento pelo sistema. MTBF Tempo médio entre falhas Critérios: Para se calcular o MTBF, é considerado todas as falhas relevantes ao sistema, inclusive as abertas/sem registros. Porém são expurgadas todas as falhas cujas origens são externas ao equipamento. A filtragem se dará através do Agente Causador conforme os eventos relacionados a seguir: - Alagamento - Descarga Atmosférica Descarrilamento - Acidente - Vandalismo - Furto e Roubo - Má operação - Outros Grupos de Sistema - Concessionária - Não Caracteriza Falha. VII Prêmio Alstom de Tecnologia Metroferroviária Análise de falhas subestação de tração metroferroviário Página 10

10 CÁLCULO DO MTBF Genericamente, para calcular o MTBF, utilizaremos a expressão abaixo: Sendo: MTBF = E x D x H E = Fator multiplicador, que depende da quantidade de itens em operação no período considerado. D = Quantidade de dias no período considerado F + 1 H = Quantidade de horas diárias (24) Para o cálculo do MTBF do sistema de subestações, consideraremos o número de quilômetros eletrificado da linha correspondente. Por exemplo: Linha 1 = 169 Linha 4 = 58 Linha 2 = 105 Linha 5 = 111 Linha 3 = 137 Linha 6 = 67 F = Falhas no período considerado Com isto, calculamos os valores de MTBF das 6 linhas, de acordo com as falhas correspondentes. Calcularemos os valores de MTBF da linha 1, de acordo com as falhas ocorridas, conforme figura 1. Figura 3 Valores de MTBF VII Prêmio Alstom de Tecnologia Metroferroviária Análise de falhas subestação de tração metroferroviário Página 11

11 VI Conclusão: Organizar um sistema de falhas, saber como estas são distribuídas e de que maneira elas ocorrem, é de fundamental importância para se fazer gestão e acompanhamento. A partir daí, é possível estipular metas e verificar a performance do mesmo. Através das análises de Pareto, identificamos onde ocorrem mais falhas e os pontos fracos do sistema em determinada linha. Sabendo isso conseguiremos: Programar melhor as manutenções preventivas Diminuir o número de falhas do sistema Aumentar o MTBF Diminuir impactos operacionais Diminuir número de passageiros prejudicados Diminuir custos de manutenção Aumentar a confiabilidade do sistema VII Prêmio Alstom de Tecnologia Metroferroviária Análise de falhas subestação de tração metroferroviário Página 12