EDUARDO DE BORBA PRÁ

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1 EDUARDO DE BORBA PRÁ A MANUTENÇÃO INDUSTRIAL SOB A PERSPECTIVA DA MANUTENÇÃO CENTRADA EM CONFIABILIDADE (MCC) EM UMA EMPRESA DA ÁREA DE COMPRESSORES HERMÉTICOS JOINVILLE- SC 2010

2 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS - CCT DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMAS DEPS EDUARDO DE BORBA PRÁ A MANUTENÇÃO INDUSTRIAL SOB A PERSPECTIVA DA MANUTENÇÃO CENTRADA EM CONFIABILIDADE (MCC) EM UMA EMPRESA DA ÁREA DE COMPRESSORES HERMÉTICOS Trabalho de Graduação apresentado à Universidade do Estado de Santa Catarina, como requisito parcial para a obtenção do título de Engenheiro em Produção e Sistemas. Orientador: Prof. Dr. Régis Kovacs Scalice JOINVILLE- SC 2010

3 EDUARDO DE BORBA PRÁ A MANUTENÇÃO INDUSTRIAL SOB A PERSPECTIVA DA MANUTENÇÃO CENTRADA EM CONFIABILIDADE (MCC) EM UMA EMPRESA DA ÁREA DE COMPRESSORES HERMÉTICOS Trabalho de Graduação aprovado como requisito parcial para a obtenção do título de Engenheiro do curso de Engenharia de Produção e Sistemas da Universidade do Estado de Santa Catarina. Banca Examinadora Professor Régis Kovacs Scalice, Dr. Professor Wilson José Mafra, Dr. Professor Nilson Campos, Ms. Joinville, 09 de junho de 2010

4 À Aquele que ocupa o lugar de maior destaque do universo, Que habilmente escreveu minha história de vida no ventre da minha mãe Que diariamente me ensina a constatar o mundo Não para me adaptar, mas para mudar A minha gratidão e dependência.

5 AGRADECIMENTOS À Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC) pela oportunidade enriquecedora de ensino durante o período de minha formação, Ao Prof. Dr. Régis Kovacs Scalice pela atenção e disponibilidade durante o período de realização deste trabalho, Aos demais mestres, que com igual destreza e experiência contribuíram com suas histórias de vida e conhecimento, e que tornaram-se referenciais acadêmicos para toda a vida, À minha amada esposa Adriana da qual sem o incentivo, a compreensão e a empatia este trabalho seria inviável e de nada valeria o tempo dispensado.

6 EDUARDO DE BORBA PRÁ A MANUTENÇÃO INDUSTRIAL SOB A PERSPECTIVA DA MANUTENÇÃO CENTRADA EM CONFIABILIDADE (MCC) EM UMA EMPRESA DA ÁREA DE COMPRESSORES HERMÉTICOS RESUMO A manutenção ocupa nos dias atuais uma importante função corporativa estratégica. Os custos de suas intervenções tornou-se um fator determinante nos ganhos da empresa, pois implica nos índices de produtividade, influenciando diretamente na livre concorrência. Daí a necessidade de uma manutenção com enfoque mais cientifico e ordenado, capaz de não só manter os ativos físicos nas melhores condições de funcionamento, como também de utilizar melhores metodologias a fim de se obter o máximo de resultados com o mínimo de recursos. Metodologias como a Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC) podem contribuir para um planejamento mais sistemático e criterioso quanto a uma melhor utilização destes, ao ponto de que se possa obter uma maior manutenabilidade. Assim, este trabalho tem o intuito de contribuir com o relato da aplicação da MCC, como um método objetivo e eficaz para a formulação de estratégias para a manutenção de equipamentos industriais, através de uma pesquisa ação que possibilitou a descrição da implementação da metodologia em um equipamento instalado nas linhas de montagem de uma planta industrial de uma empresa da área de compressores herméticos. Para isso, foi seguido etapas de implementação baseadas em Moubray (2000), Smith (1993), e Rausand et al.(1998). Com posse das informações obtidas após a implementação da metodologia, somada às informações obtidas do referencial teórico investigado, pôde-se verificar que a MCC constitui-se em um método que permite identificar e avaliar os modos de falha, apresentando-se como um importante processo de documentação, que através de seus registros de informações, podem conduzir a melhorias específicas, além de disponibilizar de forma segura um melhor conhecimento técnico dos itens físicos da empresa. Palavras-chave: Gestão da Manutenção; Metodologia; Manutenção centrada em Confiabilidade (MCC)

7 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Evolução da Manutenção Fonte Maubray (200, p.3) Figura 2 - Métodos de Manutenção Fonte: Zaions, 2003, p Figura 3 Conseqüências da falha - Fonte: Zaions, 2003, p Figura 4 - Etapas do FMEA - Fonte: Zaions (2003, p.58) Figura 5 Árvore de Falha Fonte: 30 Figura 6 - Árvore Lógica de Decisão Adaptado de Smith (1993) Figura 7 - Diagrama de Decisão Adaptado de Smith (1993) Figura 8 Quadro comparativo sobre os principais procedimentos descritos por Smith (1993), Moubray (2000), NASA (2000) e Rausand et al. (1998) apud (Zaions, 2003, p.63) Figura 9 - Etapas de implementação do MCC segundo Rausand et al., Figura 10 - Estrutura de classificação das metodologias científicas, segundo Gil (1991) Figura 11 - Macro processo - compressores Figura 12 Organograma da Manutenção Figura 13 Sistemas Funcionais da Fábrica de Compressores Midis Figura 14 MTTR para itens físicos com criticidade A Figura 15 Sistemas Funcionais da Montagem Midis Figura 16 Estação de Teste de Performance Figura 17 Diagrama de Blocos Funcional para Estação de Teste de Performance Figura 18 Planilha de interface de entrada e saída Figura 19 Planilha de descrição dos itens físicos 01 a Figura 20 Planilha de descrição dos itens físicos 04 e Figura 21 - Histórico dos itens físicos 01 e Figura 22 - Histórico dos itens físicos 03 e Figura 23 Histórico dos itens físicos 05 e Figura 24 Funções do subsistema Estação de Teste de Performance Figura 25 Planilha de funções e falhas funcionais do subsistema Figura 26 Exemplo da matriz de correlação de falhas funcionais versus itens físicos Figura 27 - Priorização dos itens físicos críticos do subsistema Estação de Teste de Performance Figura 28 Exemplo da Planilha FMEA Preenchida Figura 29 Exemplo da planilha para seleção das tarefas de manutenção Figura 30 Exemplo da planilha de descrição do plano de manutenção Figura 31 Plano de manutenção preventiva atual. Fonte SAP... 66

8 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO TEMA E JUSTIFICATIVA OBJETIVOS Objetivo Principal: Objetivos Específicos: ESTRUTURA DO TRABALHO FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA DEFINIÇÃO DE MANUTENÇÃO A EVOLUÇÃO DA MANUTENÇÃO As três idades da Manutenção TIPOS DE MANUTENÇÃO Manutenção não planejada Manutenção planejada Manutenção corretiva Manutenção preventiva Manutenção por melhorias MANUTENÇÃO CENTRADA EM CONFIABILIDADE (MCC) Objetivos e Funções da Manutenção Centrada em Confiabilidade DEFINIÇÕES E INFORMAÇÕES PARA DESENVOLVIMENTO DA MCC Funções Padrões de Desempenho Contexto Operacional As Falhas Funcionais Falhas Potenciais Modo de Falha Causa da Falha Efeitos da Falha Conseqüências das Falhas Principais Medidas de Confiabilidade e Manutenabilidade Aplicadas na MCC PRINCIPAIS FERRAMENTAS DE SUPORTE À MANUTENÇÃO CENTRADA EM CONFIABILIDADE Análise de Modos e Efeitos de Falha (FMEA) Análise da Árvore de Falhas ( FTA) Árvore Lógica de Decisão (ALD) Diagrama de Decisão SISTEMÁTICA PARA APLICAÇÃO DA MCC METODOLOGIA CARACTERIZAÇÃO METODOLÓGICA... 36

9 3.2 MÉTODOS DE PESQUISA E DE TRABALHO APLICAÇÃO DA MCC EM UMA FÁBRICA DE COMPRESSORES CONTEXTO DA PESQUISA O SISTEMA DE GERENCIAMENTO DA MANUTENÇÃO DA EMPRESA IMPLEMENTAÇÃO DA MANUTENÇÃO CENTRADA EM CONFIABILIDADE Preparação do Estudo Seleção e Determinação do Estudo Análise das Funções e Falhas Funcionais Estação de Teste de Performance Seleção dos itens críticos Análise dos Modos de Falhas e Efeitos Seleção das Tarefas de Manutenção Preventiva Plano de Manutenção MCC Comparação Entre os Planos de Manutenção atual e o Proposto pela MCC CONCLUSÃO REFERENCIAS... 70

10 1. INTRODUÇÃO A configuração da globalização no mundo coorporativo, e seu exigente aumento de competitividade no mercado, resultam em diversas mudanças que se manifestam na perspectiva econômica, social e tecnológica das empresas. Qualidade e baixo custo são indispensáveis para a sobrevivência das organizações, e isto se dá mediante a garantia do bom funcionamento dos equipamentos e das instalações de produção. Tais ativos físicos somente poderão produzir com as características de qualidade exigidas pelo mercado mundial, caso puderem desempenhar as suas funções básicas de forma constante, sem que venham a afetar a segurança humana e a integridade ambiental. Neste cenário, a gestão da manutenção vem ocupando espaços estratégicos e fundamentais para a garantia da confiabilidade dos sistemas e sub-sistemas (equipamentos) inerentes aos processos, pois o ritmo imposto aos sistemas de manufatura não permitem que paradas aconteçam de forma não controlada. 1.1 TEMA E JUSTIFICATIVA É dentro desse contexto que se insere o presente trabalho, que trata da aplicação da metodologia de gestão da manutenção baseada na Manutenção Centrada em Confiabilidade em uma empresa da área de compressores herméticos. A Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC) ou Reliability Centered Maintenance (RCM) como é apresentada na literatura internacional, foi utilizada inicialmente pela indústria aeronáutica dos EUA e hoje já se aplica a muitos outros setores, independentes das tecnologias e processos utilizados. A possível popularidade da aplicação desta ferramenta encontra-se na garantia do aumento da confiabilidade e da disponibilidade dos itens físicos, no conseqüente aumento da produtividade, na segurança operacional e ambiental e na redução dos custos operacionais da 10

11 empresa, além de também assegurar que novos ativos sejam colocados em serviço efetivo com rapidez, confiança e precisão (XENOS, 1998). Se os custos com a manutenção atualmente representam um dos principais custos operacionais das empresas, a minimização da indisponibilidade ou da ocorrência de falhas inesperadas que são capazes de reduzir a produção, aumentarem os custos operacionais e afetar a qualidade do serviço ao cliente, esta problemática trata-se então, indiscutivelmente, de uma questão de sobrevivência corporativa que vão para além dos custos: tornou-se um dos maiores desafios da gestão da manutenção contemporânea. 1.2 OBJETIVOS Os objetivos almejados a partir da realização deste trabalho são apresentados abaixo Objetivo Geral: Estabelecimento da Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC) como um método objetivo e eficaz para a formulação de estratégias para a manutenção de equipamentos industriais Objetivos Específicos: Dentre os objetivos específicos encontram-se: (i) (ii) (iii) revisão dos conceitos da confiabilidade aplicada a manutenção. descrição e análise da implementação da Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC) em um equipamento instalado nas linhas de montagem de uma planta industrial; discussão dos resultados do estudo e suas correlações às teorias usuais da manutenção baseada na confiabilidade. 11

12 1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO A composição do trabalho obedecerá à seguinte estrutura: no primeiro capítulo será realizada a parte introdutória, com o tema, os objetivos, a justificativa para a escolha do tema proposto, bem como a delimitação do trabalho e a metodologia empregada para o desenvolvimento deste. No segundo, apresenta-se a fundamentação teórica do trabalho a partir da literatura existente, da qual apresentará brevemente o histórico da Manutenção seguida da descrição dos aspectos mais especificamente associados ao processo da Manutenção Centrada em Confiabilidade como os conceitos, definições e ferramentas utilizadas para a sistemática de implementação da MCC. O terceiro capítulo aborda-se a metodologia utilizada para a viabilização deste estudo identificando às etapas necessárias a aplicação nesta pesquisa. Já o quarto capítulo, descreve-se o contexto e a aplicação prática da Manutenção Centrada na Confiabilidade (MCC) via a pesquisa-ação. Por fim, no quinto capítulo são apresentadas as conclusões mediante as observações realizadas a fim de contribuir com as pesquisas para o aprofundamento do estudo sobre o tema da confiabilidade na manutenção. 12

13 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Neste capítulo será abordado brevemente o histórico e a evolução da manutenção industrial, enfatizando a Manutenção Centrada em confiabilidade (MCC), tema central deste trabalho. 2.1 DEFINIÇÃO DE MANUTENÇÃO O surgimento da palavra manutenção na indústria ocorreu em 1950 nos Estados Unidos da América, no entanto, sua origem encontra-se no vocabulário militar e significava manter nas unidades de combate, o efetivo e o material num nível constante (MONCHY, 1989). Segundo, a Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT, na norma NBR 5462 (1994, p.6) o termo manutenção é definido como a combinação de todas as ações técnicas e administrativas, incluindo as de supervisão, destinadas a manter ou recolocar um item em um estado no qual possa desempenhar uma função requerida. A terminologia item nesta norma pode ser entendida como qualquer parte, conjunto, dispositivo, subsistema, unidade funcional, equipamento ou sistema que possa ser considerado individualmente, no entanto, alguns autores como Moubray (2000) preferem substituir a palavra item por ativo. Para autores como Slack, Chambers e Johnston (2002) manutenção é o termo utilizado para abordar a forma pela qual as organizações buscam evitar falhas ao cuidar de suas instalações. Já Mirshawka e Olmedo (1993) manutenção é o conjunto de ações e recursos aplicados aos ativos, a fim de se garantir a consecução de suas funções dentro dos parâmetros de disponibilidade, de qualidade, de prazos, de custos e de vida útil adequados. Ao se buscar uma definição de manutenção percebe-se que esta é uma atividade complexa e que envolve diversos aspectos, pois ao se tentar garantir a disponibilidade e a 13

14 confiabilidade de um item físico de modo que as funções do sistema sejam mantidas num desempenho mínimo esperado, a manutenção acaba por desempenhar um papel estratégico fundamental na melhoria dos resultados operacionais e financeiros dos negócios. 2.2 A EVOLUÇÃO DA MANUTENÇÃO A manutenção industrial teve início após a revolução industrial com o surgimento da indústria mecanizada. E da mesma maneira que o processo fabril evoluiu ao longo do tempo a manutenção teve sua evolução proporcional a este fenômeno. Segundo (BALDIN,1982, apud BRANCO FILHO, p.45) a atividade de manutenção no início da civilização industrial não poderia ser mais caótica e totalmente desprovida de base técnica e econômica, uma vez que a própria produção estava longe de ser racionalizada e, em conseqüências, as atividades colaterais não poderiam estar em situação muito diferente. Nesse período, a manutenção era realizada sem qualquer organização e planejamento, e só começa a organizar-se com a Administração Científica de Henry Ford, na qual a produção em série necessitou de uma manutenção mais elaborada (TAVARES, 1999) As três idades da Manutenção Segundo John Moubray, autor de Reliability-Centred Maintenance ou MCC - Manutenção Centrada em Confiabilidade a manutenção no século XX passou por três idades distintas que podem ser assim descritas: 1a Geração (período da 2a. Guerra Mundial -1940) - até o final da década de 40, a manutenção não era tida como uma parte fundamental nas organizações. Tal fato se dava ao modelo de indústria vigente; que era pouco mecanizada com equipamentos de configurações simples e superdimensionados para a produção. As técnicas de manutenção eram precárias e simples, consistiam nas limpezas, lubrificação e na inspeção visual, e as competências técnicas exigidas também eram mínimas, sendo o caráter da manutenção estritamente corretivo. 14

15 2a Geração ( ): com a ocorrência do declínio significativo da oferta de mão-de-obra no período pós-guerra, além da pressão por aumento de todos os tipos de bens de consumo, culminou-se numa maior mecanização da indústria e na dependência maior dos ativos físicos e a manutenção começou a ganhar status, na medida em que uma produção intensa e com qualidade era esperada. Por volta da década de 50, passa-se a acreditar que priorizando o bom funcionamento dos ativos era possível que falhas fossem evitadas; resultando no conceito que hoje conhecemos como Manutenção Preventiva, e a prática desse conceito resultou na necessidade da implantação de sistemas de Planejamento e Controle da Manutenção. É também nesta época (anos 60 e 70) que o departamento de Defesa dos E.U.A., juntamente com a indústria aérea militar, desenvolveu as primeiras análises de políticas da manutenção chamadas Reliability Centered Maintenance (RCM) ou Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC) largamente utilizados nos dias atuais (NASA, 2000); 3a Geração: a partir dos anos 70 - os processos industriais ganharam novos desafios de produtividade e de qualidade com a tendência a globalização da economia. O grande investimento nos ativos fixos, juntamente com um aumento acentuado no custo de capital, inicia-se um processo de novas e grandiosas expectativas em relação à manutenção. Tais expectativas encontram-se nas funções e resultados da manutenção, nas novas interpretações dos processos de falhas de equipamentos e nas novas técnicas de análise e implementação da manutenção, sendo que dentre estas expectativas, a maior delas resume-se na criação de alternativas que possam maximizar a vida útil dos ativos físicos. A Figura 1 sistematiza a evolução da manutenção ao longo do tempo. 1ª Geração ( ) Conserto após avaria. 2ª Geração ( ) Maior disponibilildade das máquinas. Maior vida útil dos equipamentos. Custos menores. 3ª Geração ( ) Maior disponibilildade e confiabilidade das máquinas. Maior segurança Melhor qualidade dos produtos. Ausência de danos ao meio ambiente. Maior vida útil dos equipamentos. Figura 1 - Evolução da Manutenção Fonte Maubray (2000, p.3) 15

16 Mediante as transformações ocorridas, aliadas as novas exigências do mercado é possível analisar que em apenas trinta anos a manutenção passou de um estado quase desconhecido para o início das prioridades das organizações. 2.3 TIPOS DE MANUTENÇÃO Embora exista na literatura um grande número de variações na terminologia sobre métodos de manutenção e suas classificações os métodos de manutenção podem ser compreendidos como a maneira pela qual é realizada a intervenção nos equipamentos, nos sistemas ou nas instalações. Para Zaions (2003) a classificação mais apropriada para a MCC é a de Patton (1995) onde existem a manutenção planejada e a não-planejada Manutenção não planejada A manutenção não planejada consiste na correção da falha após a sua ocorrência aleatoriamente, acarreta altos custos uma vez que há grande perda produtiva em cada ocorrência e dano maior do equipamento. É a manutenção que não é feita de acordo com um programa preestabelecido, mas depois da recepção de uma informação relacionada ao estado de um item (NBR-5462, p.7) Manutenção planejada Pode ser entendida como aquela cujo conjunto de ações leva a uma diminuição ou eliminação da perda de produção, pois busca reduzir consideravelmente o custo e tempo de reparo em cada ocorrência havendo para isso um acompanhamento preditivo e detectivo. Para Patton (1995) a manutenção planejada pode ser dividida em: (i) Manutenção Corretiva (ii) Manutenção Preventiva (iii) Manutenção Por Melhorias 16

17 Ressalta-se que na Manutenção preventiva ocorre uma subdivisão em (i) Manutenção de Rotina; (ii) Manutenção Periódica e (iii) Manutenção Preditiva.Conforme retrata a Figura 2. Manutenção Planejada Manutenção Corretiva Manutenção Preventiva Manutenção por Melhorias Manutenção de Rotina Manutenção Periódica Manutenção Preditiva Figura 2 - Métodos de Manutenção Fonte: Zaions, 2003, p Manutenção corretiva De acordo com a NBR-5462 (1994, p.7), o termo manutenção corretiva pode ser definido como a manutenção efetuada após a ocorrência de uma pane, destinada a recolocar um item em condições de executar uma função requerida. A palavra pane neste caso é definida também pela norma como (...) a incapacidade de um item em desempenhar uma função requerida, excluindo a incapacidade durante ações planejadas (NBR-5462, p.4) neste caso da manutenção corretiva, por exemplo, durante a manutenção preventiva Manutenção preventiva Conforme a NBR-5462 (1994, p.7), o termo manutenção preventiva pode ser definido como a manutenção efetuada em intervalos predeterminados, ou de acordo com critérios prescritos, destinada a reduzir a probabilidade de falha ou a degradação do funcionamento de um item. 17

18 Lafraia (2001, p.173) pontua que manutenção preventiva procura manter um sistema em estado operacional ou disponível através da prevenção de ocorrência de falhas O objetivo maior deste tipo de manutenção encontra-se na obtenção máxima do equipamento nas tarefas de produção, com a correspondente redução do tempo de máquina parada e custos de manutenção. (ZAIONS, 2003) Já Smith (2002) pontua que a maior dificuldade da manutenção preventiva está na definição da freqüência que cada atividade deve ser executada. Conforme já citado, a manutenção preventiva se divide em manutenção de rotina, manutenção periódica e manutenção preditiva descritas na seqüência abaixo: A manutenção de rotina consta de serviços de inspeções e verificações das condições técnicas dos itens físicos. Mirshawka e Olmedo (1993) definem manutenção de rotina como aquela normalmente associada a intervenções leves que se efetua em intervalos de tempos pré-determinados. Também é chamada de manutenção detectiva, pois busca detectar falhas ocultas ou não ao pessoal de operação e manutenção. Manutenção Periódica é a manutenção de atuação que busca reduzir ou evitar a falha ou quebra no desempenho, obedecendo a um plano previamente elaborado, baseado em intervalos definidos de tempo, independente do estado do componente. Para Lafraia (2001), a Manutenção Periódica requer alguma forma de intervenção no item físico. Além do mais, suas ações e periodicidade são pré-determinadas e ocorrerão sem informações adicionais na data pré-estabelecida. Já manutenção Preditiva representa o conceito moderno de manutenção, principalmente ao se colocar o material sob supervisão contínua. Segundo a NBR-5462 (1994, p. 7), o termo manutenção preditiva pode ser definido como o tipo de manutenção que permite garantir uma qualidade de serviço desejada, com base na aplicação sistemática de técnicas de análise, utilizando-se de meios de supervisão centralizados ou de amostragem, para reduzir ao mínimo a manutenção preventiva e diminuir a manutenção corretiva. Segundo Wyrebski (1997) dentre as desvantagens da sua aplicabilidade está à necessidade de acompanhamento e inspeções periódicas através de instrumentos específicos de monitoramento, bem como a existência de profissionais altamente especializados que efetuem tais tarefas. 18

19 2.3.5 Manutenção por melhorias A Manutenção por Melhoria, do inglês improvement maintenance consiste de ações para reduzir ou eliminar totalmente a necessidade de manutenção (PATTON, 1995). Outros autores, como, por exemplo, Pinto e Nasif (1999), conceituam esse tipo de manutenção como Engenharia de Manutenção. É a manutenção que se encontra na busca do constante desenvolvimento e implementação de soluções para as atividades de manutenção. Ou seja, tem-se como meta melhorar gradativamente os ativos para além de suas especificações originais e não apenas colocá-los as condições originais após a ocorrência das falhas. Entretanto, este tipo de manutenção requer técnicas modernas que auxiliem na prática de uma manutenção visando melhorias. 2.4 MANUTENÇÃO CENTRADA EM CONFIABILIDADE (MCC) A Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC) surgiu nos anos 50, oriunda das disciplinas de engenharia da confiabilidade. Sendo que as principais ferramentas analíticas foram criadas para mensurar a confiabilidade de componentes, sistemas mecânicos e principalmente os elétricos. A análise das políticas de manutenção na indústria aérea americana de 1960 até 1970 conduziu ao desenvolvimento dos conceitos associados ao MCC. (NASA, 2000). Segundo Netherton (2001), nos anos 70, inúmeras indústrias adotaram a utilização da MCC para determinar políticas internas mais eficientes para gerenciar as funções dos itens físicos, bem como para gerenciar as conseqüências de suas falhas. A partir dos anos 90, a manutenção centrada em confiabilidade, disseminou-se no setor industrial. Os custos da manutenção tornaram-se elevados em comparação com os custos operacionais e a atividade de manutenção passou a ser analisada com planejamento e controle, numa tentativa de se obter um aumento da vida útil dos itens físicos. Diante disto, a MCC passou a ser aplicada para garantir a confiabilidade dos itens físicos e também como uma metodologia trivial no planejamento da manutenção preventiva. Recentemente, interpretações e variações da lógica de decisão da Manutenção Centrada em Confiabilidade foram inseridas na literatura. Porém, segundo Moubray (2000) as 19

20 variações mais utilizadas são: (i) a versão original de Nowlan e Heap (1978); (ii) a versão oficial do MSG-3 usada pelas companhias aéreas civis; (iii) a versão militar US MIL-STD usada pelo Comando dos Sistemas Navais dos Estados Unidos; (iv) a versão RCM 2, com uma abordagem diferente da de Nowlan e Heap (1978) com relação a segurança ambiental, elaborada por Moubray e seus associados Objetivos e Funções da Manutenção Centrada em Confiabilidade Em termos técnicos a Confiabilidade pode ser conceituada como a probabilidade que um equipamento irá desenvolver de forma satisfatória a sua função. Patton (1994) e Xenos (1998) enfatizam que a confiabilidade é definida como a probabilidade que um equipamento irá desempenhar satisfatoriamente a sua função, durante um intervalo de tempo especificado e sob certas condições pré-determinadas. Assim sendo, uma das principais funções da manutenção é aumentar a confiabilidade do item físico no qual é aplicado. E segundo Lafraia (2001), essa confiabilidade é quase inteiramente uma função da qualidade do programa ou plano de manutenção. A MCC é uma metodologia sistemática, usada para otimizar as estratégias de manutenção planejada, ou seja, a manutenção corretiva, preventiva e por melhorias Já para Wireman (1998) a MCC significa uma evolução da manutenção tradicional, que tem como objetivo trivial a redução dos custos da manutenção, focando as funções mais importantes do sistema, evitando ou excluindo tarefas de manutenção que não são tão necessárias. Para se chegar a tal objetivo, a MCC identifica os modos de falha que interferem nas funções, determina a importância de cada falha funcional. Sendo que a partir de seus modos de falha seleciona as tarefas aplicáveis e efetivas na prevenção das falhas funcionais (MOUBRAY, 2001; SMITH, 1993; PINTO e NASIF, 1999). Assim, pode-se dizer que o maior objetivo da MCC está voltado para a preservação da função do sistema. Como comenta Bem-Daya (2000) está na preservação da função do sistema, ao invés de restabelecer o item físico para uma condição ideal. É bom salientar-se que preservar a função não significa o mesmo que preservar a operação de um item, como afirmam Smith (1993), Moubray (2000) e muitos outros autores. 20

21 Já autores como Rausand et al. (1998) analisam por sua vez, que além do enfoque tradicional, a MCC pode estender a sua análise para cobrir tópicos e problemas de suporte logístico e até mesmo para a gestão de peças sobressalentes. Segundo Moubray (2000) os resultados esperados com a implementação da MCC são: a) (i) maior segurança humana e proteção ambiental; b) (ii) melhoria do desempenho operacional em termos de quantidade, qualidade do produto e serviço ao cliente; c) (iii) maior efetividade do custo da manutenção; (iv) aumento da vida útil dos itens físicos mais dispendiosos; d) (v) criação de um banco de dados completo sobre a manutenção; e) (vi) maior motivação do pessoal envolvido com a manutenção; f) (vii) melhoria do trabalho em equipe. 2.5 DEFINIÇÕES E INFORMAÇÕES PARA DESENVOLVIMENTO DA MCC Todo o processo da Manutenção Centrada em Confiabilidade e o uso das ferramentas de apoio, requerer um claro entendimento de inúmeras definições associadas a falhas e desempenhos dos itens físicos. Diante disto, a seguir são apresentadas as definições e informações fundamentais para o desenvolvimento da MCC Funções Inicialmente Função pode ser definida como qualquer propósito pretendido para um processo ou produto. É aquilo que o usuário quer que o item físico ou sistema faça (SAE JA1011, 1999). Para Moubray (2000), a definição de uma função deve consistir de um verbo, um objeto e o padrão de desempenho desejado. As funções estão divididas em funções principais e funções secundárias, iniciando sempre o processo de MCC pelas funções principais. A função principal de um item físico está associada, principalmente, à razão pela qual o ativo foi adquirido. Moubray (2000) complementa que os itens físicos são geralmente 21

22 adquiridos para uma, possivelmente, duas e não mais do que três funções principais. O principal objetivo da manutenção é assegurar o desempenho mínimo das funções principais. Enfatiza-se que na maioria das vezes, os itens físicos realizam outras funções além das funções principais. Essas funções são chamadas de secundárias e podem ser divididas nas seguintes categorias, segundo (MOUBRAY, 2000): a) (i) integridade ambiental; b) (ii) segurança/integridade estrutural; c) (iii) controle, contenção e conforto; d) (iv) aparência; e) (v) economia e eficiência; f) (vi) supérfluas. Salienta-se também que, embora menos importante que as funções principais, as funções secundárias requerem também atenção e devem ser bem focadas, pois podem gerar conseqüências negativas em determinadas situações Padrões de Desempenho Embora os equipamentos sejam projetados e desenvolvidos para garantir um padrão mínimo de desempenho, o que verifica-se na prática que em conseqüência do trabalho contínuo efetuado pelas máquinas, seus componentes acabam deteriorados. Diante disto, qualquer máquina ou componente que for utilizado em operação deverá ser capaz de produzir mais do que o padrão mínimo de desempenho desejado. Esse limiar de produção do equipamento é tido como capacidade inicial ou confiabilidade inerente do equipamento. A manutenção deve garantir o desempenho sempre acima do padrão de desempenho mínimo desejado pelo operador. E a determinação da capacidade inicial, bem como do desempenho mínimo que o operador está preparado para aceitar no âmbito do item físico que está sendo usado, é de extrema importância quando se quer desenvolver um programa de Manutenção Centrada em Confiabilidade. 22

23 2.5.3 Contexto Operacional O contexto operacional está relacionado às condições nas quais o ativo físico irá operar. Está plenamente envolvido com o processo de formulação estratégica da manutenção. Assim, pelo contexto operacional também são afetadas as funções principais e secundárias, além da natureza dos modos de falha, de seus efeitos e conseqüências Assim, uma boa compreensão do contexto operacional requer que sejam considerados os seguintes fatores: (i) processos em lote e em fluxo; (ii) redundância; (iii) padrões de qualidade; (iv) padrões ambientais; (v) padrões de segurança; (vi) turnos de trabalho; (vii) trabalho em processo; (viii) tempo de reparo; (ix) peças de reposição; (x) demanda de mercado e (xi) suprimento de matéria-prima As Falhas Funcionais Falha pode ser conceituada como a incapacidade do item físico de fazer o que o usuário quer que ele faça. Tal conceito é vago, pois não define de forma clara entre o estado de falha, ou seja, falha funcional e os eventos, que são os modos de falhas que geram o estado de falha. No entanto, Moubray (2000) esclarece que é preferível definir falhas em termos de perda da função específica, ao invés do item como um todo. Para nomear os estados de falha ao invés de falha, é preciso um melhor conhecimento dos padrões de desempenho, aplicando-se para isso os padrões de desempenho às funções individuais a falha enfocada, em termo de falha funcional, que é tida como a incapacidade de qualquer item físico cumprir uma função para um padrão de desempenho aceitável Falhas Potenciais A falha potencial também indica o ponto onde o item físico começa a apresentar a perda do desempenho da função. Segundo Moubray (2000), Falha Potencial é uma condição 23

24 identificável se a falha funcional está para ocorrer ou em processo de ocorrência. E para Xenos (1998), a definição de falha potencial considera o fato do número de falhas que não acontecem de forma repentina, mas se ocorrem durante o tempo Modo de Falha A SAE JA1011(1999), esclarece que um Modo de Falha é considerado como qualquer evento que possa levar um ativo (sistema ou processo) a falhar. Está relacionado a prováveis causas de cada falha funcional. Para Helman (1995), modos de falha são ocorrências que levam associados a eles, uma diminuição parcial ou total da função do produto e de suas metas de desempenho. A descrição de um modo de falha deve consistir de um substantivo e um verbo. É necessário ter precaução quanto a escolha do verbo a ser utilizado, pois este influencia intensamente no gerenciamento das falhas. A identificação dos modos de falha de um item físico é um dos passos mais importantes no desenvolvimento de qualquer programa que almeje assegurar que o ativo continue a executar suas funções previstas. Quando em um sistema ou processo cada modo de falha foi identificado, torna-se possível verificar suas conseqüências e planejar ações para corrigir ou prevenir a falha. Na prática, dependendo da complexidade do item físico, do contexto operacional e do nível em que está sendo feita a análise, normalmente são listados de um a trinta modos de falha como causas da falha funcional (MOUBRAY, 2000). Há a existência de duas abordagens para levantar os modos de falha (MIL-STD- 1629A, 1980): (i)abordagem funcional; (ii) abordagem estrutural. Conforme Sakurada (2001), a abordagem funcional é genérica, não necessita de especificações ou de engenharia. Pode ser tratada como uma não-função Causa da Falha Representa os acontecimentos que geram (provocam, induzem) o aparecimento do tipo modo de falha, e pode ser detalhada em diferentes níveis para diferentes situações. 24

25 Bloch e Geitner, (1997), comentam que a causa da falha pode estar associada a (i) falha de projeto; (ii) defeitos do material; (iii) deficiências durante o processamento ou fabricação dos componentes; (iv) defeitos de instalação e montagem; (v) condições de serviço não previstas ou fora de projeto; (vi) deficiências da manutenção; ou (vii) operação indevida Efeitos da Falha Para Moubray (2000), os efeitos de falhas descrevem o que acontece quando um modo de falha ocorre. Já para Helman (1995) os efeitos das falhas são aceitos como as formas, e como os modos de falha afetam o desempenho do sistema, do ponto de vista do cliente. Alguns efeitos típicos em máquinas e equipamentos em geral são: (i) esforço de operação excessivo; (ii) vazamento de ar; (iii) desgaste prematuro; (iv) consumo excessivo, etc. (HELMAN, 1995). Entretanto, deve-se ter a precaução de não confundir efeito da falha com conseqüências da falha. O efeito da falha responde a pergunta O que acontece quando o modo de falha ocorre? enquanto a conseqüência da falha responde a questão Quais são as conseqüências quando o modo de falha ocorre? Conseqüências das Falhas Na ocorrência de alguma falha, a empresa que utiliza o item é prejudicada de alguma forma. As falhas podem afetar a produção, a qualidade do serviço ou do produto, a segurança e o meio ambiente, podendo incorrer em aumento do custo operacional e do consumo de energia. A natureza e a severidade dessas conseqüências orientam a maneira como será vista a falha pela empresa. Sob essa visão, a análise da manutenção sugere que as conseqüências da falha devem ser mais valorizadas do que suas características técnicas. Dessa maneira, qualquer tarefa só deve ser executada se tratar com eficácia as conseqüências da falha e os meios de evitá-las. A análise das conseqüências da falha sugerem que essas sejam divididas em falhas evidentes e ocultas. 25

26 Moubray (2000) enfatiza que uma falha evidente é aquela que, quando ocorrer, tornase aparente para o grupo de operação ou manutenção sob condições normais. Tais falhas podem provocar a parada da máquina, a perda da qualidade do produto ou ainda podem estar acompanhadas de efeitos físicos como odor incomum, ruído elevado, escape de vapor, gotejamento de água ou óleo, dentre muitos outros. Sendo classificadas em três categorias, em ordem decrescente de importância com conseqüência sobre a segurança humana e ambiental, com conseqüências operacionais e com conseqüências não-operacionais: 1 - Segurança humana e ambiental a) Morte; b) Ferimentos; c) Poluição 2 Operacionais a) Produção total b) Qualidade do produto; c) Serviço de atendimento ao cliente; d) Custos operacionais. 3 - Não operacionais a) Perdas de oportunidade; b) Perdas de competitividade; c) Problemas econômicos; 26

27 1- Segurança humana e ambiental a) Morte; b) Ferimento; c) Poluição. 2- Operacionais a) Produção total; b) Qualidade do produto; c) Serviço de atendimento ao cliente; d) Custos operacionais. CONSEQUÊNCIAS DA FALHA 3- Não operacionais a) Perdas de oportunidade; b) Perdas de competitividade; c) Problemas econômicos. Figura 3 Conseqüências da falha - Fonte: Zaions, 2003, p Principais Medidas de Confiabilidade e Manutenabilidade Aplicadas na MCC As medidas de confiabilidade mais usadas na prática são a MTTR e MTBF que serão destacadas a seguir: Tempo Médio entre Falhas Quanto ao tempo médio entre falhas, a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), na norma NBR 5462 (1994), define o Tempo Médio entre Falhas como o valor esperado do tempo entre falhas de um item, e adota a sigla originária do inglês MTBF (Mean Time Between Failures). A expressão matemática do MTBF é: em que λ designa a taxa de falhas do item. Conforme a NASA (2000), o MTBF é empregado como um manual para estabelecer o intervalo entre tarefas de manutenção nos casos onde a taxa de falhas é constante. 27

28 Disponibilidade e Indisponibilidade O termo disponibilidade pode ser aceito como a medida que indica a proporção do tempo total em relação ao tempo em que o equipamento está disponível ao cumprimento das funções para as quais foi destinada (Nepomuceno, 1989). A expressão matemática para a disponibilidade, considerando a taxa de falha e a taxa de reparo constante é: Em que MTBF designa o tempo médio entre falhas e MTTR o tempo médio para reparo do item físico. Segundo Ebeling (1997) a indisponibilidade pode ser compreendida como o percentual do tempo em que o equipamento não cumpre com as funções para as quais foi planejado. A expressão matemática para a indisponibilidade é: 2.6 PRINCIPAIS FERRAMENTAS DE SUPORTE À MANUTENÇÃO CENTRADA EM CONFIABILIDADE Uma das formas para realizar a análise das falhas é através do mapeamento das mesmas. O mapeamento consiste em ilustrar o processo de formação de falhas. Para este trabalho foram utilizadas as ferramentas: Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) e Fault Tree Analysis (FTA). Já a análise do processo estratégico de tomada de decisão que visa atingir os objetivos de forma eficiente, optou-se pela Árvore Lógica de Decisão (ALD) e a Diagrama de Decisão descritos brevemente a seguir: 28

29 2.6.1 Análise de Modos e Efeitos de Falha (FMEA) A metodologia de Análise do Modo e Efeito de Falha, conhecida como FMEA (do inglês Failure Mode and Effect Analysis), é reconhecida como uma das ferramentas mais empregadas na engenharia de confiabilidade, devido, principalmente, à sua praticidade e aplicação quantitativa (SMITH, 1993). Helman (1995, p. 17) define a técnica da FMEA como um método de análise de projetos (de produtos ou processos, industriais ou administrativos) usado para identificar todos os possíveis modos potenciais de falhas e determinar o efeito de cada um sobre o desempenho do sistema (produto ou processo), mediante um raciocínio basicamente dedutivo. É uma metodologia documentada que permite ainda padronizar procedimentos, realizar registro histórico de falhas que poderão ser consultados posteriormente para realizar outras revisões do processo ou do produto, além de selecionar e priorizar projetos de melhoria. A Figura 4 demonstra as etapas do processo de FMEA segundo Zaions (2003, p.58). Identificação dos modos de falha Identificação das potenciais causas de falha Identificação da causa raiz da falha Identificação das potenciais efeitos de falha Avaliação da severidade do efeito da falha Avaliação da freqüência de ocorrência dos modos de falha Avaliação da detecção dos modos de falha Priorização dos potenciais modos de falha Figura 4 - Etapas do FMEA - Fonte: Zaions (2003, p.58) 29

30 2.6.2 Análise da Árvore de Falhas ( FTA) O Método da Análise da Árvore de Falhas, traduzido do inglês Faut Tree Analysis (FTA), é uma técnica gráfica dedutiva estruturada em termos de eventos ao invés de componentes (EBELING,1997). Esta ferramenta permite a análise de sistemas desde os mais simples até os mais complexos, e pode ser utilizada não apenas para a análise da confiabilidade e/ou melhorias e modificações, mas de uma forma geral, na determinação das causas potenciais de um acidente ocorrer ou de um sistema complexo falhar. Ao centrar-se na determinação das causas que implicam na ocorrência de um evento não desejável, que após a sua definição é considerado evento topo que é colocado no topo da Árvore de Falha e assim utilizando-se de uma representação gráfica da relação causa efeito das possíveis falhas determinam-se as raízes ou os caminhos das causas que podem levar à ocorrência do evento topo. Figura 5 Árvore de Falha Fonte: 30

31 2.6.3 Árvore Lógica de Decisão (ALD) Trata-se de uma análise qualitativa que classifica os modos de falhas em categorias, determina-se o valor de uma variável e, baseando-se neste valor, executa-se uma ação. Esta ação pode ser a escolha de outra variável ou a saída. Na MCC o objetivo da analise desta metodologia é priorizar os modos de falha que irão absorver recursos financeiros no processo de MCC. A Figura 6 apresenta um exemplo de uma ALD. Modo de Falha (1) Falha Evidente Sob condições normais de trabalho os operadores sabem que a falha ocorreu? (2) Segurança Sim Não D O modo de falha causa algum problema de segurança? FALHA OCULTA A Sim Não Verificar se a falha é de categoria A, B, C ou E (3) Ambiental PROBLEMA DE SEGURANÇA O modo de falha causa algum problema ambiental? E Sim Não PROBLEMA DE INTEGRIDADE AMBIENTAL (4) Parada Forçada O modo de falha causa alguma parada total ou parcial da planta? B Sim Não C PROBLEMA DE PARADA FORÇACA DE PRODUÇÃO PROBLEMA ECONÔMICO INSIGNIFICANTE Figura 6 - Árvore Lógica de Decisão Adaptado de Smith (1993) 31

32 2.6.4 Diagrama de Decisão Consiste no processo seletivo das tarefas de manutenção aplicáveis ao item físico. Sendo que se apresenta sob duas etapas: (i) processo de seleção das tarefas; e (ii) processo de comparação das tarefas antigas com as propostas pela MCC. A Figura 7 exemplifica um diagrama com 9 perguntas, onde na obtenção das respostas (quando respondidas adequadamente) conduzem à especificação de alguma tarefa de manutenção. O Anexo A apresenta o Diagrama de Decisão com maior clareza. Inicio (1) Há alguma tarefa de rotina aplicável para adiar ou evitar a degradação? Sim Especifique a tarefa de manutenção de rotina. Não (2) (3) A relação entre idade e confiabilidade para esta falha é conhecida? Sim Há alguma tarefa de restauração ou descarte baseada no tempo aplicável? Sim Especifique a tarefa de restauração ou descarte baseado no tempo. Não (4) Há alguma tarefa de monitoramento baseada nas condições aplicáveis? Sim Especifique a tarefa de rmonitoramento baseada nas condições aplicáveis. Não (5) (6) O modo de falha esta associado a categoria D (falha oculta)? Sim Há alguma tarefa de verificação funcional aplicável? Sim Especifique a tarefa de verificação funcional. Não Não (7) A tarefa selecionada é eficaz? Sim Opcional Especifique a tarefa de rotina, restauração ou descarte baseada no tempo, a tarefa de monitoramento baseada nas condições ou a tarefa de verificação Não (8) O modo de falha esta associado a categoria C ou D/C? Sim Manutenção Corretiva (Operar até a falha) (9) O REPROJETO pode eliminar o modo de falha ou seus efeitos? Sim Especifique as modificações do projeto. Não Figura 7 - Diagrama de Decisão Adaptado de Smith (1993) 32

33 Etapas 2.7 SISTEMÁTICA PARA APLICAÇÃO DA MCC Dentre as principais teóricos que discutem a MCC, destacam-se as obras de Moubray (2000), Smith (1993), Nowland & Heap (1978) e Anderson et al. (1978). Estes teóricos apresentam convergências em suas principais idéias e pequenas variações quanto às sistemáticas para a implementação da MCC. A Figura 8 mostra um quadro comparativo sobre os principais procedimentos descritos pelos teóricos. Figura 8 Quadro comparativo sobre os principais procedimentos descritos por Smith (1993), Moubray (2000), NASA (2000) e Rausand et al. (1998) apud (Zaions, 2003, p.63) Smith (1993) Moubray (2000) NASA (2000) Rausand et al. (1998) 1 Seleção do sistema e coleta de informações. Definição das funções e padrões de desempenho. Identificação do sistema e suas fronteiras. Preparação do estudo. 2 Definição das fronteiras do sistema. Definição da forma como o item falha ao cumprir suas funções Identificação dos subsistemas e componentes. Seleção do sistema. 3 Descrição do sistema Descrição da causa de cada falha funcional. 4 Funções e falhas funcionais Descrição das conseqüências de cada falha. Examinar as funções. Definir falhas e modos de falha. Análise das Funções e Falhas Funcionais AFF. Seleção dos itens críticos. 5 Análise dos modos, efeitos e criticidade das falhas Definição da importância de cada falha. Identificar as conseqüências da falha. Coleta e análise de informações. 6 Análise da árvore lógica. Seleção de tarefas preditivas e preventivas para cada falha. Análise do diagrama lógico de decisão. Análise dos modos, efeitos e criticidade das falhas. 7 Seleção das tarefas preventivas. Seleção de tarefas alternativas. Seleção das tarefas preventivas. Seleção das tarefas de manutenção. 8 Determinação da freqüência das tarefas de Manutenção. 33

34 Entretanto, para este trabalho será adotado o processo de implementação da MCC com oito etapas sugerido por Rausand et al. (1998) o qual é : (i) Etapa 1 Preparação do Estudo. Etapa da escolha do grupo de pessoas que irão trabalhar no processo de implementação do MCC e das definições dos objetivos e do escopo da análise. (ii) Etapa 2 Seleção e Determinação do Sistema. Determinação do que será analisado e em qual nível: planta industrial, sistema, itens físicos ou componentes. (iii) Etapa 3 Análise das Funções e Falhas Funcionais. Etapa de identificação das funções do sistema e das fronteiras entre os sistemas componentes da unidade fabril, além da composição da documentação de informações como a descrição do sistema, diagrama de blocos das funções, interfaces de entrada e saída, lista de equipamentos e seu histórico. (iv) Etapa 4 Seleção dos Itens Críticos. Etapa de identificação de itens físicos potencialmente críticos com relação às falhas funcionais. (v) Etapa 5 Coleta e Análise de Informações. Obtenção de informações e análise para a implementação do processo de MCC. (vi) Etapa 6 Análise de Modos e Efeitos de Falhas. Etapa de identificação do papel que os itens físicos desempenham nas falhas funcionais. (vii) Etapa 7 - Seleção de Tarefas Preventivas. Etapa de seleção das tarefas viáveis e efetivas na prevenção das falhas funcionais. Momento propício para análise entre o programa de manutenção preventiva existente e o proposto pela MCC bem como de uma revisão do processo em busca de erros e omissões. (viii) Etapa 8 Definição das Freqüências das Tarefas de Manutenção Preventiva. Determinação do intervalo ótimo para realizar as tarefas de manutenção previstas na etapa 7. 34

35 1998. A Figura 9 sistematiza o processo de implementação do MCC segundo Rausand et al., 7- Seleção das tarefas de manutenção 8- Definição da frequência das tarefas 6 - FMEA e FTA 5 - Coleta e análise das informações 4 - Seleção do itens críticos 3- AFF 1 - Preparação do estudo 2 - Seleção do sistema Tempo Figura 9 - Etapas de implementação do MCC segundo Rausand et al.,

36 3. METODOLOGIA 3.1 CARACTERIZAÇÃO METODOLÓGICA A constante necessidade da humanidade em querer conhecer e compreender a sua realidade resultou em um incessante processo de construção do conhecimento, que se aprimorou através da observação, da coleta de informações suficientes para identificar, distinguir e descrever as diferentes características da realidade. Com a existência de diferentes graus de questionamentos, surge-se um tipo de conhecimento denominado como cientifico que se trata de um saber de mundo mais sistematizado, que se exige fazer perguntas, duvidar e checar os fatos, objetos e idéias através de pesquisas mais elaboradas e que fazem uso de métodos científicos de investigação. Segundo Minayo (1993, p.23) a pesquisa pode ser definida como uma atividade básica das ciências na sua indagação e descoberta da realidade. É uma atitude e uma prática teórica de constante busca que define um processo intrinsecamente inacabado e permanente. É uma atividade de aproximação sucessiva da realidade que nunca se esgota, fazendo uma combinação particular entre teoria e dados. Lakatos e Marconi (1987, p.15) afirmam que "a pesquisa pode ser considerada um procedimento formal com método de pensamento reflexivo que requer um tratamento técnico ou científico, e se constitui no caminho para se conhecer a realidade ou para descobrir verdades parciais". Mas, a pesquisa científica depende de um conjunto de procedimentos intelectuais e técnicos (Gil, 1999, p.26) para que seus objetivos sejam atingidos: os métodos científicos, ou seja, etapas ordenadas capazes de prever de forma minuciosa, detalhada, e exata toda ação necessária para desenvolver o melhor método (caminho) para a investigação de um fenômeno. Portanto, a pesquisa científica só pode desenvolver-se plenamente mediante a utilização dos conhecimentos disponíveis, dos métodos e técnicas e demais procedimentos 36

37 científicos, que vão desde a adequada formulação do problema até a satisfatória apresentação dos resultados. Assim, segundo Gil (1991) as pesquisas científicas podem ser classificadas conforme os seguintes critérios demonstrados na Figura 10: CLASSIFICAÇÃO QUANTO A NATUREZA CLASSIFICAÇÃO QUANTO A ABORDAGEM DO PROBLEMA CLASSIFICAÇÃO QUANTO AOS OBJETIVOS ESPECIFICOS CLASSIFICAÇÃO QUANTO AOS PROCEDIMENTOS TÉCNICOS Pesquisa Básica Pesquisa Aplicada Pesquisa Qualitativa Pesquisa Quantitativa Pesquisa Exploratória Pesquisa Descritiva Pesquisa Explicativa Bibliográfica Documental Experimental Levantamento Estudo de caso Pesquisa Expost facto Pesquisa-Ação Pesquisa Participante Figura 10 - Estrutura de classificação das metodologias científicas, segundo Gil (1991) Levando-se em considerações a problemática desta pesquisa, bem como seus objetivos específicos, o presente trabalho pode ser assim classificado: Como uma pesquisa de natureza aplicada, pois procura gerar conhecimentos para aplicação prática dirigidos à solução de problemas específicos e que envolve verdades e interesses locais (GIL, 1991). Sob o ponto de vista da forma de abordagem do problema classifica-se como uma pesquisa qualitativa. Autores como Araújo e Oliveira (1997, p. 11) sintetizam a pesquisa qualitativa como um estudo que: (...) se desenvolve numa situação natural, é rico em dados descritivos, obtidos no contato direto do pesquisador com a situação estudada, enfatiza mais o processo do que o produto, se preocupa em retratar a perspectiva dos participantes, tem um plano aberto e flexível e focaliza a realidade de forma complexa e contextualizada. Já Silva & Menezes (2000, p. 20) comentam que: (...) a pesquisa qualitativa considera que há uma relação dinâmica entre o mundo real e o sujeito, isto é, um vínculo indissociável entre o mundo objetivo e a subjetividade do sujeito que não pode ser traduzido em números. A interpretação 37

38 dos fenômenos e atribuição de significados são básicos no processo qualitativo. Não requer o uso de métodos e técnicas estatísticas. O ambiente natural é a fonte direta para coleta de dados e o pesquisador é o instrumento-chave. O processo e seu significado são os focos principais de abordagem. Quanto aos seus objetivos de pesquisa, este estudo define-se como uma pesquisa exploratória, pois tem como objetivo proporcionar maior familiaridade com o problema (GIL, 1991, p. 45). Do ponto de vista dos procedimentos técnicos a pesquisa será bibliográfica e de pesquisa-ação. Cervo e Bervian (1996, p. 48) muito bem pontuam a questão intrínseca da pesquisa bibliográfica em qualquer pesquisa cientifica ao afirmar que a pesquisa bibliográfica é meio de formação por excelência. Como trabalho científico original, constitui a pesquisa propriamente dita na área das Ciências Humanas. Como resumo de assunto, constitui geralmente o primeiro passo de qualquer pesquisa científica.. Tratando-se da classificação da pesquisa-ação, esta por sua vez enquadra-se neste estudo, por buscar solucionar problemas por meio de ações definidas onde pesquisadores e sujeitos estão envolvidos com a situação investigada, chegando por vezes a confundirem-se nesse método com uma consultoria, sendo que a principal diferença entre as duas abordagens é que a pesquisa-ação procura elaborar e desenvolver conhecimento teórico. Assim, pontuam (BENBASAT, GOLDSTEIN & MEAD, 1987) na diferença existente entre a pesquisa-ação e o estudo de caso, onde a condição do pesquisador na pesquisa-ação passa a ser de: (...) um participante na implementação de um sistema, embora simultaneamente queira avaliar uma certa técnica de intervenção...o pesquisador não é um observador independente, mas torna-se um participante, e o processo de mudança torna-se seu objeto de pesquisa. Portanto, o pesquisador tem dois objetivos: agir para solucionar um problema e contribuir para um conjunto de conceitos para desenvolvimento do sistema. (BENBASAT, GOLDSTEIN & MEAD, 1987, p.371). As propostas intencionais desta pesquisa encontram-se no desejo de consolidar os estudos referentes à implementação da Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC) a fim de melhor difundir sua utilização mesmo que com algumas alterações específicas à aplicação desejada na organização estudada neste estudo. 38

39 3.2 MÉTODOS DE PESQUISA E DE TRABALHO O presente estudo possui caráter exploratório-descritivo. Exploratório, uma vez que se procura através da revisão bibliográfica existente aprofundar certos conhecimentos tidos como primordiais à consecução dos objetivos enunciados nesse trabalho; já descritivo, procura descrever uma aplicação prática da Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC) via um estudo de caso, em um equipamento instalado em uma linha de montagem pertencente a uma planta industrial de compressores herméticos da cidade de Joinville/SC. Quanto aos procedimentos da pesquisa, será primeiramente utilizada uma revisão bibliográfica onde serão abordados o histórico da Manutenção e os aspectos mais especificamente associados ao processo da Manutenção Centrada em Confiabilidade. Aliado a isso seguirá uma pesquisa-ação, da qual possibilita um melhor envolvimento e familiarização do pesquisador com o problema, além do aprofundamento dos conhecimentos em relação às ferramentas que serão utilizadas e na aplicação dos conhecimentos adquiridos assegurando a confiabilidade e mantendo a eficiência operacional desejada pela empresa em questão. Para a realização deste trabalho foi adotado a sistemática sugerida por Moubray (2000). A implementação da MCC na empresa desenhou-se nas seguintes etapas de trabalho: (i) (ii) (iii) (iv) (v) (vi) (vii) preparação do estudo constituição da equipe de profissionais da manutenção e TI. seleção do sistema e subsistemas funcionais definição e classificação dos itens físicos de acordo com o critério de criticidade. análise das funções e falhas funcionais diagrama de bloco funcional e planilha de interface de entrada e saída, planilha de descrição de item físico e histórico dos itens físicos, planilha para descrição das função e falhas funcionais. seleção dos itens críticos matriz de correlação de falhas funcionais x itens críticos, Pareto dos itens físicos críticos. análise de modos e efeitos de falhas FMEA, FTA. seleção de tarefas de manutenção preventiva adequadas ao sistema planilha para a seleção de tarefas da manutenção, Árvore Lógica de Decisão e Diagrama de Decisão determinação do plano de manutenção (idem acima) 39

40 (viii) comparação entre o plano de manutenção atual e o proposto pela MCC planilha de descrição do plano de manutenção da MCC, plano de manutenção atual -SAP Devido a MCC poder ser aplicada em diferentes formas e constituir-se em uma metodologia contemporânea, a motivação para o desenvolvimento deste trabalho encontra-se na oportunidade de se vivenciar os desafios e os benefícios desta nova metodologia de gestão da manutenção fazendo correlações reais entre a prática e a teoria discutida. Ao final com base nas informações obtidas, serão elaboradas as conclusões e demais análises sobre o tema MCC. 40

41 4. APLICAÇÃO DA MCC EM UMA FÁBRICA DE COMPRESSORES 4.1 CONTEXTO DA PESQUISA A implementação da metodologia da MCC, conforme descrita no Capítulo 2 foi realizada em uma empresa localizada no Norte de Santa Catarina, cujos principais produtos são os compressores herméticos da família Midis e Minis destinados a aplicações em sistemas de refrigeração comercial e residencial. A maior parte da produção de compressores herméticos é destinada ao mercado externo. A empresa é líder de mercado e possui um market share global de 25%. Em seu principal parque fabril, localizado na cidade de Joinville-SC, está instalado o pavilhão denominado como Bloco 01, destinado a fabricação dos compressores Midis. Os compressores da família Midis são especificados como EG, F e VEG. A Figura 11 apresenta o fluxograma do macro processo de fabricação dos compressores Midis. INICIO Recebimento de Matéria Prima Estatores Corpo e Tampa Rotor Usinagem Montagem Expedição Figura 11 - Macro processo - compressores Dentre os 5 principais processos de manufatura que participam da cadeia produtiva será destacado o processo de Montagem, pois é neste setor que está o objeto de estudo deste 41

42 trabalho. Como mostra a Figura 11, a Montagem é o departamento para onde converge todos os sub-processo da cadeia produtiva. Composto por quatro linhas automáticas de montagem de compressores, tem por função agrupar de forma seqüencial e ordenada todos os componentes e subconjuntos, realizar testes de performance, controlar a qualidade e encaminhar os produtos acabado (compressores) para a expedição. A Montagem opera a uma taxa de 1420 compressores/hora e tem por meta de OEE o valor de 87%, sendo que a indisponibilidade máxima admissível das linhas por manutenção é de 2%. Em função desse grau de exigência, a utilização de metodologias como a MCC estão se tornando cada vez mais indispensáveis à gestão da manutenção. 4.2 O SISTEMA DE GERENCIAMENTO DA MANUTENÇÃO DA EMPRESA A empresa adota o sistema centralizado de gerenciamento da manutenção, mantendo sob um único comando todas as demais áreas. O setor de manutenção está subordinado a um Gestor especifico que responde ao Gestor da Planta, permitindo que a própria gestão de operações estabeleça as metas de produção, consultando a manutenção quanto à capacidade das máquinas e seus estados. A estrutura do departamento, ilustrada na Figura 12, é organizada de modo a permitir um fluxo adequado de informações entre as suas diversas áreas. Gestor Gestão da Manutenção Líderes Engenharia de Manutenção Manutenção Especial Manutenção Minis Manutenção Utilidades Manutenção Midis Manutenção Componentes Especialistas Eletrônica Mecânica Fina Montagem BL01 Estatores BL01 Usinagem BL01 CTR BL01 Especialistas Montagem BL15 e BL28 Estatores BL15 e BL28 Usinagem BL15 e BL28 CTR BL15 e BL28 Figura 12 Organograma da Manutenção 42

43 Em cada uma das áreas de manutenção da empresa, ilustradas na Figura 12, há um gerente de área subordinado diretamente ao gestor da manutenção. Na empresa a função gerente de área é denominada Líder. Abaixo da hierarquia funcional do Líder de área, encontram-se os especialistas em manutenção que tem por função básica o planejamento e supervisão das atividades de manutenção realizadas pela equipe técnica. A equipe técnica é formada por profissionais especializados em automação industrial, mecânica, elétrica, eletrônica e lubrificação. A Engenharia de Manutenção é o setor responsável pelo Planejamento e Controle da Manutenção (PCM). Nesse setor, as informações para orientar tomadas de decisões quanto à manutenção dos equipamentos é realizada através de controle computacional (módulo PM da SAP, coletores S3 e planilhas Excel). Esse sistema permite rápida obtenção de informações. A alimentação do sistema é feita manualmente a partir da abertura de notas PM e medidas em planos de manutenção preventiva (PM02), registros de tempo e motivo das paradas dos equipamentos no S3 e planilhas Excel preenchidas pelos especialistas e técnicos da manutenção. Outro setor importante para a manutenção é a Manutenção Especial onde estão às oficinas de Eletrônica e Mecânica Fina onde são feitas as reformas e reparos impossíveis de serem feitos no campo, além da prestação de suporte técnico aos profissionais de campo no caso de manutenção corretiva emergencial de alta complexidade. As técnicas e execução das manutenções preditivas também estão sob a responsabilidade deste setor. O gerenciamento da manutenção preventiva é executado através do cumprimento dos seguintes programas: (i) programa de lubrificação; (ii) programa de inspeção de equipamentos; (iii) controle de pendências de manutenção; (iv) cronograma de paradas; (v) programação semanal da manutenção; (vi) apontamentos de mão-de-obra; e (vii) controle e gerenciamento de informações da manutenção. A inspeção de equipamentos consiste em verificações in loco pelos técnicos com freqüência específica para cada atividade variando de semanal à trimestral. As inspeções são realizadas com o uso de instrumental adequado ou por meio de contato manual ou visual, analisando princípios de avarias, vazamentos, freqüência de desgaste de engrenagens e correias, carbonização de contatos elétricos, condensação ou sujeira em placas eletrônicas e outros elementos dos equipamentos. O resultado da inspeção é transcrito para a planilha no formato 5W1H, sendo que cada área possui a sua. As informações obtidas das planilhas de inspeção, bem como dos relatórios e serviços de programação semanal e pendências de manutenção, alimentam o sistema de controle de pendências de manutenção, a serem 43

44 executadas através de paradas programadas. Após a parada, é elaborado o relatório de pósparada em nota PM (SAP) vinculada ao número do equipamento, informando os trabalhos executados. A programação semanal da manutenção é realizada por cada um dos especialistas em manutenção dentro do seu setor de responsabilidade. Essas programações estão sincronizadas com a disponibilidade dos equipamentos conforme reunião prévia entre o especialista e o líder da manufatura. Para controle dos serviços realizados diariamente, são utilizadas planilhas de apontamentos de mão-de-obra integradas as notas PM no SAP. Todas as horas trabalhadas em atividades de manutenção são registrados nessas planilhas, permitindo a obtenção de informações referentes ao custo da mão-de-obra. No gerenciamento da manutenção, adota-se critérios conforme modelo de classificação ABC para definir a criticidade dos itens físicos descritos a seguir. Item físico com índice de criticidade A: aqueles cuja falta ou mau funcionamento impacta na segurança ou qualidade ou no meio-ambiente ou interrompe o processo produtivo. O item físico não possui reserva e deve ter prioridade de manutenção. Item físico com índice de criticidade B: aquele cuja falta ou mau funcionamento interfere no processo de produção, mas não para o processo e não interfere na qualidade do produto final nem na segurança e meio-ambiente. Equipamento com índice de criticidade C: aquele cuja falta ou mau funcionamento não interfere na segurança, qualidade, meio-ambiente e não ocasiona a parada do processo. O equipamento possui reserva. Os itens físicos com índice de criticidade A possuem prioridade de manutenção com relação aos itens físicos com índice de criticidade B e estes, por sua vez, têm prioridade de manutenção com relação aos equipamentos com índice de criticidade C. 44

45 4.3 IMPLEMENTAÇÃO DA MANUTENÇÃO CENTRADA EM CONFIABILIDADE Para a implementação da metodologia da Manutenção Centrada em Confiabilidade na Fábrica de Compressores Midis, foram seguidas as etapas previstas no Capítulo 3 deste trabalho. Os resultados da implementação encontram-se descritos na seqüência Preparação do Estudo Inicialmente foi constituída uma equipe de profissionais da área de manutenção, com experiência no funcionamento e manutenção dos itens físicos, módulos e componentes que fazem parte da Fabrica de Compressores Midis. A equipe também contou com a participação de um especialista em TI, dada à grande quantidade de itens físicos conectados a rede Ethernet. Em conjunto definiram-se como conseqüências mais importantes a serem avaliadas no processo, aquelas associadas aos itens físicos classificados como de criticidade A e com histórico de elevado MTTR Seleção e Determinação do Estudo Conforme recomendação sugerida por Smith (1993), inicialmente a fábrica foi dividida em quatro sistemas funcionais permitindo a estruturação em sistemas e subsistemas melhorando o entendimento daquilo que será analisado. A Figura 13 apresenta a estruturação funcional mencionada. Para implementar a metodologia da Manutenção Centrada em Confiabilidade na fábrica de Compressores Midis foi escolhido o subsistema da Pré-Montagem de Compressores (PMC). A motivação para implementar a metodologia nesse subsistema funcional da fábrica deveu-se: (i) ao fato de que a parada de produção desse setor compromete diretamente a entrega do produto acabado ao cliente final; (ii) o custo hora de fábrica parada neste setor é o mais elevado dentre todos os processos Midis (iii) a meta de indisponibilidade por manutenção neste é a mais desafiadora quando comparada aos demais setores produtivos; (iv) o subsistema apresenta itens físicos com índice de criticidade A. Além disso, o sistema 45

46 Usinar Eixo Usinar Bloco Usinar Pistão Formar Pacote Bobinar Estator EG Bobinar Estator VCC Prensar Corpo e Tampa Centrifuga Rotor Soldar Componentes Pré-Montagem Pintar Compressor Montagem Final Montagem é o que recebe maior apoio gerencial para um projeto piloto em função da necessidade de confiabilidade e robustez desejadas a este processo. Fabrica de Compressores Midis Sistemas Funcionais Usinagem Estatores CTR Montagem Subsistemas Funcionais Figura 13 Sistemas Funcionais da Fábrica de Compressores Midis Para analisar o subsistema Pré-Montagem inicialmente foram definidas as características do sistema Montagem. Este é composto por itens eletrônicos, elétricos, mecânicos e de instrumentação e controle. Os principais itens físicos que compõem esse sistema são os transportadores de paletes, as estações de teste de performance, as estações de medição, as máquinas de solda, os robôs manipuladores, os tanques de estanqueidade e as parafusadeiras eletrônicas. Para cada um desses itens físicos foi verificado conforme critério de classificação ABC quais itens possuíam índice de criticidade A. Após, foi levantado o histórico de paradas por manutenção nos últimos 12 meses. A fonte utilizada foi o banco de dados do módulo PM do software SAP. A tabulação dos dados obtidos permitiu o cálculo do MTTR no período para cada um dos itens físicos e desta forma contribuiu para a tomada de decisão de aplicar a metodologia da MCC na Estação de Teste de Performance. A Figura 14 apresenta o gráfico de Pareto com o MTTR dos últimos 12 meses para cada um dos itens físicos classificados como de criticidade A. 46

47 Estação Parafusar Estator Estaçaõ Medir Saliência Estaçaõ Robô IAI Estaçaõ Teste de Performance Estaçaõ Teste de Estanqueidade Estação Lavação Estaçaõ Tanque Estaçaõ Estufa Estação Injetar Óleo Estaçaõ Injetar N2 Estaçaõ Paletizar Compressor min 80,0 MTTR - Ítem Físico com Criticidade A 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0, Estação Teste Performance Estação Parafusar Estator EstaçãoTanque Estanqueidade Estação Medir Saliência Figura 14 MTTR para itens físicos com criticidade A Estação Robô IAI MTTR 69,6 14,5 13,5 10,5 8,8 Como a decisão para a aplicação da MCC neste trabalho foi a de restringir o piloto a uma das 212 estações que compõe as linhas de montagem de compressores, será a partir desta etapa visualizado o subsistema pré-montagem como sistema e a Estação de Teste de Performance como um dos seus subsistemas. Esta redefinição se faz necessária para nortear as próximas etapas, pois deseja-se sair do nível macro para o micro, em termos de visão sistêmica. A Figura 15 apresenta os sistemas funcionais da Montagem Midis. Montagem Midis Sistemas Funcionais Pré-Montagem Pintura Montagem Final Subsistemas Funcionais Figura 15 Sistemas Funcionais da Montagem Midis 47

48 4.3.3 Análise das Funções e Falhas Funcionais Esta etapa é a essência da metodologia da MCC. Para a realização da análise das funções e falhas funcionais, inicialmente será apresentado o descritivo do subsistema funcional objeto deste estudo bem como a sua topologia de hardware. A partir da compreensão do funcionamento e observação in loco foi elaborado o digrama de blocos funcional para este subsistema. O objetivo da criação deste diagrama é dar visibilidade e facilitar o entendimento funcional do equipamento através da análise das linhas de interligação entre blocos e as interações entre subsistemas, ver Figura 17. A partir do diagrama de blocos funcional foi montada a planilha de interface de entrada e saída, Figura 18 que reúne as informações das interfaces com o meio externo e interno servindo como uma das principais fontes de consulta para especificar as funções do sistema e suportar as próximas etapas Estação de Teste de Performance É uma das estações automáticas instalada no sistema funcional Pré-Montagem. Reúne alta tecnologia de hardware e software e é basicamente composta por seis partes funcionais, a saber: 1. Data Center: servidor de banco de dados e rede Ethernet. 2. PC: placas de aquisição e software de instrumentação digital 3. Fonte CA A/B: fonte chaveada 380V/ V 4. Módulo Pneumático A/B: sistema manifond, filtros, transdutor de pressão e válvulas direcionais 5. Painel Elétrico A/B: circuito de potência, circuito de comando, transdutores de corrente e transdutores de potência 6. Periféricos A/B: sensores indutivos, magnéticos, acelerômetro, atuadores pneumáticos, palites, chaves fim de curso, válvulas pneumáticas. Na Pré-Montagem da Fábrica de Midis existem quatro subsistemas como este, portando o produto deste trabalho poderá ser replicado diretamente as outras estações. Todas as estações estão ligadas à rede corporativa Ethernet, isso permite a transferência dos dados resultantes 48

49 dos ensaios realizados para o BD central, facilitando os processos de análise de falha do produto caso haja algum problema de qualidade no cliente. Para reduzir o tempo de ciclo, dois compressores são ensaiados simultaneamente em cada estação e por isso todos os módulos abaixo do PC estão duplicados e identificados como A e B. A Figura 16 apresenta a topologia instalada. O PC possui placas especiais da National Instruments e o principal aplicativo utilizado tem por base o software LabVIEW da National. A função da Estação de Teste de Performance é controlar a qualidade do produto (compressor) na etapa de pré-montagem avaliando o desempenho dos compressores a partir da realização dos seguintes ensaios: Data Center Ethernet PC Fonte CA-A Fonte CA-B Módulo Pneumático A Módulo Pneumático B Painel Elétrico A Painel Elétrico B Figura 16 Estação de Teste de Performance 49

50 Fuga ou Permanência submeter o sistema de descarga a uma determinada pressão e tempo, medir a queda de pressão no tempo e comparar com um valor de referencia normalizado; Consumo medir o valor do consumo através de um transdutor de potência no circuito de alimentação do compressor e comparar com um valor de referencia normalizado; Ruído adquirir o sinal de um microfone de pressão sonora instalado em uma tampa móvel, realizar o processamento deste sinal para o domínio da freqüência e comparar os valores obtidos com valores de referência pré-cadastrados. Elevação ou Capacidade submeter o sistema de descarga a uma determinada pressão e tempo, enquanto ligado, medir a elevação de pressão no tempo e comparar com um valor de referencia normalizado. 50

51 Figura 17 Diagrama de Blocos Funcional para Estação de Teste de Performance 51

52 MCC SISTEMA Pré-Montagem SUBSISTEMA Estação de Teste de Performance PLANILHA DE INTERFACE DE ENTRADA E SAÍDA SISTEMA Nº 01 EQUIPE: Mont. Midis FOLHA Nº 01 SUBSISTEMA 6235 PLANEJADOR: Eduardo DATA: Abril/ Interface de Entrada Ar Seco Energia Elétrica Ar Comprimido Sinal Start/Stop Compressores 2- Interface de Saída Compressor OK Compressor NOK Dados Ethernet Valor Permanência Valor Capacidade Valor Ruído Valor Consumo 3- Interfaces Interna de Entrada e Saída Pressão de Ar Seco de 20 bar Pressão de Ar Regulada em 11 bar Pressão de Ar Regulada em 0,8 bar Pressão de Ar Comprimido de 5 bar Avançar Cilindro Y1 do Elevador de Paletes Retornar Cilindro Y2 do Elevador de Paletes Sinal de elevação de pressão no Compressor (0-12,5 bar) Acoplar Tampa no Compressor Pressurizar Compressor A/B Magnético para acoplar Acelerômetro Sinal de 0-100mV proporcional ao ruído sonoro Tensão 220Vca 1~ para alimentar PC Tensão 380Vca 3~ para alimentar Fonte Alfa Sinal on/off 24Vcc para inicio ou interrupção do teste Tensão Vca aplicada ao Compressor Sinal de Corrente Elétrica no Compressor (0-3A) Sinal de 0-10 V proporcional a Potência consumida pelo Compressor Sinal RS232 para seleção de Tensão na Fonte Alfa Registros de Ocorrências e Falhas e Alterações em Cadastros Resultados dos testes no padrão SQL Figura 18 Planilha de interface de entrada e saída 52

53 Outra etapa importante na descrição do sistema consiste na elaboração da lista de equipamentos do sistema. Para cada subsistema do diagrama de blocos funcional, foram listados os itens físicos a ele pertencentes. A literatura sugere que as planilhas de informações sejam divididas em itens físicos operacionais e dispositivos de instrumentação e controle. Como em nosso objeto de estudo os dispositivos de instrumentação e controle estão inseridos nos itens físicos operacionais, ou seja, fazem parte destes, a planilha criada não foi dividida em duas categorias. A lista de itens físicos dos subsistemas está documentada nos formulários apresentados nas Figuras 19 e 20. MCC SISTEMA Pré-Montagem SUBSISTEMA Estação de Teste de Performance PLANILHA DE DESCRIÇÃO DOS ITENS FÍSICOS SISTEMA Nº 01 SUBSISTEMA 6235 EQUIPE: Montagem Midis FOLHA Nº 01/02 PLANEJADOR: Eduardo DATA: Abril/2010 Itens Físicos (IF) Nº Descrição Quant. Característica Técnica Local de Instalação IF-01 Data Center 1 Banco de Dados padrão SQL Cerver TI Departamento Protocolo de comunicação Ethernet Conexão wire RJ11 IF-02 PC 1 Processador Intel Pentium CORE DUO, 2.8 GHz Estação PMC EG2 Memória RAM DDR2-2GB HD Quantum 80GB 7200 RPM Placa de vídeo PCIEXP 512 MB Placa de rede onboard Monitor Flat Plane 19" Windows XP Professional LabVIEW National Instruments Placa de ruído NI 4552 Placa de I/O NI PCI-DIO-96 Placa analógica NI PCI-6032E IF-03 Fonte Alfa 2 Fonte chaveada SELCO Alfa 1 - E=380Vca. Estação PMC EG2 S=0-300Vca /14A 1~ 45-75Hz RS232. Modelo: Power AC-Alfa /15A Figura 19 Planilha de descrição dos itens físicos 01 a 03 53

54 MCC SISTEMA Pré-Montagem SUBSISTEMA Estação de Teste de Performance PLANILHA DE DESCRIÇÃO DOS ITENS FÍSICOS SISTEMA Nº 01 SUBSISTEMA 6235 EQUIPE: Montagem Midis FOLHA Nº 02/02 PLANEJADOR: Eduardo DATA: Abril/2010 Itens Físicos (IF) Nº Descrição Quant. Característica Técnica Local de Instalação IF-04 Módulo Pneumático 2 Transd. Pressão Transtec 0-10V, 16 bar 24Vdc Estação PMC EG2 Filtro de Ar 20 micra Micromecânica Válvula de Alívio VHS Válvula Direcional AK SMC Válvula Direcional 3/2 Vias-1/4" FESTO Válvula Reguladora de Pressão 0-2 bar- SMC Válvula Reguladora de Pressão 0-12 bar- Festo Mangueiras e conexões Festo Bloco de Alumínio Usinado Manifold IF-05 Painel Elétrico 2 Tensão de Rede: 380 Vca 3~ Estação PMC EG2 Tensão de Comando: 24 Vcc Carga Instalada: 3,5 KVA Freqüência: 60 Hz Corrente: 5,3A Proteção Principal: DSJ. 10A 3~ Relé de Segurança Classe-4 24Vcc Banner Transdutor de Potência Ativa 2285A, P1100W 220V/5A S=0-10V. Modelo: 2285A-013-W16/AF Fusível YOKOGAWA. de Vidro Tipo G 0,5A Conexel Fonte Regulada E=24Vca e S=24Vdc 7A Resistor Ajustável 1,1R/100W Eletele Resistor Fixo de Fio 16 Ohms 75W Eletele Capacitor de polipropileno 80uF/250V Disjuntor Monopolar 10A 5SX Siemens Bloco com 8 Relés E.Sólido RSN50-48 Selco Contator 3RT BB41 Siemens Trafo E=127/220V, S=24Vca 160W Waltek IF-06 Conjunto Periférico 2 Sensor Indutivo M12x30 Sick Estação PMC EG2 Sensor Read Festo Cilindro Pneumático Festo Transd. de Ruído Acelerômetro 1-25Kz BKSV Cabo para Acelerômetro 5m BKSV Cabo para Sensores Sick e Festo Silenciador AMC220-02B-SMC Reservatório 200cc RE SMC Gaveta com Capacitores/Resistores de Partida Mangueiras e conexões Alicate de processo Borracha de vedação da tampa O-ring do alicate de processo Figura 20 Planilha de descrição dos itens físicos 04 e 05 54

55 Como parte importante na descrição do sistema, foi feito a análise do histórico de manutenção e falhas dos itens físicos. As informações foram retiradas dos relatórios preenchidos pelos técnicos da manutenção no módulo PM do software SAP e referem-se ao período de janeiro a dezembro de No formulário apresentado nas Figuras 21, 22 e 23 estão registrados os modos de falha e suas causas. Cabe comentar que muitos dos modos de falha relacionados afetaram o sistema por mais de uma vez em um mesmo período de tempo, até que a causa raiz fosse encontrada e as ações de manutenção corretiva realizadas. MCC PLANILHA PARA IDENTIFICAÇÃO DO HISTÓRICO DOS ITENS FÍSICOS SISTEMA Pré-Montagem SUBSISTEMA Estação de Teste de Performance SISTEMA Nº 01 EQUIPE: Montagem Midis FOLHA Nº 01/03 SUBSISTEMA 6235 PLANEJADOR: Eduardo DATA: Abril/2010 Nº Item Físico Data Itens Físicos (IF) Modo de Falha Causa da Falha IF-01 Data Center dez-09 Não comunica com o PC Cabo de rede desconectado IF-02 PC mar-09 Falha ao iniciar sistema operacional Setores danificados no HD mar-09 Não reconhece HD mar-09 Não executa aplicativo LabView abr-09 Não mede pressão mai-09 Acusando memória virtual baixa mai-09 Não inicia sistema operacional jun-09 Erro no aplicativo de teste jun-09 Não testa compressor HD corrompido após queda de energia Erro de acesso ao Banco de Dados Canal analógico da placa NI danificado Espaço insuficiente no HD PC Travado Desconhecida PC travado jul-09 jul-09 jul-09 jul-09 jul-09 jul-09 Perda da configuração do vídeo Erro de disjuntor desarmado Rejeito 100% dos compressores Erro no acesso ao banco de dados Não completa ciclo de trabalho Erro de comunicação com BD Travamento da CPU Software LabView travado Software LabView travado Erro no aplicativo LabView PC desligando sozinho Arquivos do Windows corrompido ago-09 Estação não entra em ciclo ago-09 Rejeito por ruído ago-09 Não abrir janela no software Erro de comunicação com banco de dados Aquecimento da CPU Falha do sistema operacional set-09 Não finaliza teste Software travado, alta temperatura no PC out-09 PC travado out-09 Não testa compressor nov-09 PC pedindo disco de Boot nov-09 PC não liga nov-09 Não inicia Windows nov-09 Não liga Monitor dez-09 Erro de comunicação com BD dez-09 PC travado Mau contato na memória RAM PC desligou, pedindo disco de boot Flat cable do HD solto Fonte ATX danificada Arquivos no HD corrompido Molhou placa eletrônica Arquivo de Log cheio Aquecimento do processador Figura 21 - Histórico dos itens físicos 01 e 02 55

56 As informações referentes aos modos de falha e a causa das falhas para cada item físico serão fortemente utilizadas na etapa 5 quando for feita a análise de modos e efeitos de falhas do sistema utilizando-se a ferramenta FMEA. MCC Nº Item Físico Data PLANILHA PARA IDENTIFICAÇÃO DO HISTÓRICO DOS ITENS FÍSICOS SISTEMA Pré-Montagem SUBSISTEMA Estação de Teste de Performance SISTEMA Nº 01 EQUIPE: Montagem Midis FOLHA Nº 02/03 SUBSISTEMA 6235 Itens Físicos (IF) Modo de Falha PLANEJADOR: Eduardo Causa da Falha DATA: Abril/2010 IF-03 Fonte Alfa jan-09 Não libera estação para testes mar-09 Não testa peça abr-09 Alarme de falta de energia mai-09 Estação não inicia ciclo ago-09 Desligou fonte nov-09 Não parte compressor Baixa tensão de saída Alarme de curto circuito na fonte Conector serial solto Disjuntor desligado Curto circuito no compressor Curto circuito na tomada IF-04 Módulo Pneumático jan-09 jan-09 fev-09 fev-09 fev-09 mar-09 abr-09 abr-09 mai-09 jun-09 jul-09 ago-09 ago-09 set-09 out-09 out-09 nov-09 nov-09 dez-09 Não parte compressor Alto índice de rejeito por ruído Reprovando por vazamento Reprovando por consumo Não parte compressor Rejeitando por permanência Rejeitando por consumo Rejeitando compressores Oscilação do gráfico Vazamento de ar Valor de pressão negativa Rejeito por vazamento Rejeito por falha no sistema Rejeito por permanência. Vazamento de ar Rejeitando compressores Reprovando por Capacidade Rejeitando intermitente Vazamento no Módulo Filtro de Ar saturado Silenciador danificado Vazamento no Manifold Filtro de Ar saturado Retenção de pressão no Manifold Modulo manifold danificado Filtro de Ar saturado Vazamento no Manifold Módulo Pneumático danificado Válvula do Módulo danificada Transdutor de pressão danificado Válvula de descarga com vazamento Solenóide da válvula de 2 bar solta Manifold com vazamento. Tampa da válvula danificada Válvula danificada Válvula do volume auxiliar danificada Módulo Pneumático danificado Conexão danificada Figura 22 - Histórico dos itens físicos 03 e 04 56

57 MCC PLANILHA PARA IDENTIFICAÇÃO DO HISTÓRICO DOS ITENS FÍSICOS SISTEMA Pré-Montagem SUBSISTEMA Estação de Teste de Performance SISTEMA Nº 01 EQUIPE: Montagem Midis FOLHA Nº 03/03 SUBSISTEMA 6235 PLANEJADOR: Eduardo DATA: Abril/2010 Nº Item Físico Data Itens Físicos (IF) Modo de Falha Causa da Falha IF-05 Painel Elétrico fev-09 Queimou Fusível Curto-circuito na caixa de passagem mai-09 Aqueceu Painel Ventilador trancada mai-09 Não parte compressor Mau contato no Contator jul-09 Erro na curva de Ruído Fio terra desconectado ago-09 Rejeitando Compressores Capacitor de 5uF danificado nov-09 Queimou Transdutor de Pressão Fonte regulada 24 Vcc danificada dez-09 Rejeitando Compressores Mau contato no Trafo 24 Vca IF-06 Conjunto Periférico jan-09 Vazamento de Ar O-ring do alicate danificado mar-09 Não movimenta Alicate Cilindro do alicate trancado abr-09 Elevador fora de posição Sensor Indutivo desregulado jun-09 Trancou tomada no compressor Pinos da tomada danificado jul-09 Vazamento de Ar no Alicate Mangueira ressecada ago-09 Compressor não parte Mau contato no cabo da tomada ago-09 Não mede sinal de Ruído Cabo do acelerômetro rompido set-09 Rejeitado por Permanência Desalinhamento do Alicate set-09 Não avança Alicate Cabo do sensor read danificado out-09 Colisão do Alicate Variação no produto nov-09 Variação no teste Mangueira de ar furada nov-09 Não inicia testes Sensor Indutivo queimado dez-09 Rejeitando 100% por Ruído Vedação da tampa danificada dez-09 Não avança Alicate Sensor Read danificado dez-09 Rejeitado por ruído Vedação da tampa ressecada dez-09 Não retorna Alicate Gaxeta do cilindro danificada Figura 23 Histórico dos itens físicos 05 e 06 As funções do subsistema e itens físicos foram avaliadas com relação ao contexto operacional e com base nas informações obtidas durante as etapas anteriores. As interfaces de saída, determinadas anteriormente e registradas na planilha (Figura 18), constituiu-se conforme recomenda Smith (1993), na principal fonte para especificar as funções do sistema. Da análise realizada, constatou-se que o subsistema Estação de Teste de Performance apresenta vinte e três funções, sendo que duas são principais e as demais secundárias (Figura 24). A literatura técnica recomenda que a descrição das funções seja feita através do uso de um verbo e um substantivo para descrever a ação e o padrão de desempenho desejado. Neste trabalho isso não foi possível, e as funções foram descritas de maneira extensa, para não comprometer o entendimento. Essa escolha não prejudicou a análise durante o processo. 57

58 Figura 24 Funções do subsistema Estação de Teste de Performance 58

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