Manutenção Centrada em Confiabilidade e Mantenabilidade: Um Guia de Aprendizagem

Manutenção centrada em confiabilidade MCC e mantenabilidade Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto você deve apresentar os seguintes aprendizados Identificar os componentes de um programa de manutenção centrada na confiabilidade MCC e os princípios utilizados Descrever as etapas para análise pela MCC e implicações na mudança de princípios e filosofias nos sistemas de manutenção Reconhecer o conceito as características de mantenabilidade e o ciclo de vida de um sistema Introdução Na visão tradicional de manutenção todas as falhas são consideradas ruins e assim todas devem ser prevenidas Essa filosofia não é realista por dois motivos LAFRAIA 2001 porque tecnicamente é impossível prever todas as falhas sendo portanto impossível evitar todas elas e porque atuar sobre todas as falhas pode não ser viável do ponto de vista financeiro Assim percebese a necessidade de priorizar os esforços e a atuação da equipe de manutenção Inevitavelmente surgem questões como quais falhas devem ser priorizadas Quais são as ações de manutenção mais adequadas A manutenção centrada na confiabilidade MCC é um método que contribui para a priorização de esforços com o objetivo de permitir que os ativos possam desempenhar as funções necessárias considerando o ambiente e o processo no qual os mesmos estão inseridos Neste capítulo você conhecerá a MCC os princípios utilizados as eta pas necessárias à sua implantação e aprenderá o que é mantenabilidade suas características e o ciclo de vida de um sistema EngenhariamanutencaoBookindb 67 14092018 112717 Componentes de um programa de manutenção centrada na confiabilidade MCC e os princípios utilizados A manutenção passou por uma grande evolução ao longo do tempo apresen tando três gerações conforme explicado a seguir MOUBRAY 1992 PINTO XAVIER 2001 apud RAPOSO 2004 1 Até a década de 1950 1ª geração a visão era a de deixar o ativo operar até quebrar Consideravase que a taxa de falhas era constante aumentando apenas no fim da vida útil do equipamento A estratégia mais adotada de manutenção era a corretiva 2 Entre 1950 e 1970 2ª geração a visão era a de obtenção de maior dis ponibilidade aumento da vida útil e custos mais baixos Consideravase que a taxa de falhas era alta no início reduzia e alcançava estabilidade após a adaptação do equipamento ao contexto operacional e aumen tava no final da vida útil comportamento conhecido como curva da banheira Eram feitas revisões geral programada do equipamento 3 A partir de 1980 3ª geração a visão se tornou mais ampla e estratégica Além da disponibilidade começou a busca por confiabilidade quali dade saúde segurança e maior efetividade no custo A taxa de falhas podia comportarse conforme seis padrões diferentes As estratégias de manutenção começaram a ser baseadas na condição do equipamento Ferramentas e softwares relacionados à manutenção foram desenvol vidos e começaram a ser cada vez mais utilizados pelas indústrias Na Figura 1 são apresentados os possíveis padrões de falha dos componentes ao longo do tempo enquanto o Quadro 1 apresenta a evolução das gerações de manutenção Manutenção centrada em confiabilidade MCC e mantenabilidade 68 EngenhariamanutencaoBookindb 68 14092018 112717 Figura 1 Seis padrões de falhas dos componentes Fonte Adaptada de Moubray 1997 apud MENDES RIBEIRO 2011 p 585 Anos Geração Expectativas Visão de falha Técnicas de manutenção 19401950 1 Reparar quando quebrar Taxa de falha constante aumen tando no fim da vida útil Corretiva 19501970 2 Maior disponibilidade Maior tempo de vida Custos mais baixos Curva da banheira Revisão geral programada Sistema para planejamento e controle dos trabalhos Computado res grandes e lentos Quadro 1 Gerações de manutenção Continua 69 Manutenção centrada em confiabilidade MCC e mantenabilidade EngenhariamanutencaoBookindb 69 14092018 112717 A manutenção centrada na confiabilidade MCC surgiu então como uma evolução da manutenção que em muitas indústrias deixou de ser baseada no tempo para ser baseada na condição do equipamento Está na terceira geração da manutenção e apresenta uma visão consideravelmente diferente do processo de manutenção se comparada com a manutenção tradicional O Quadro 2 apresenta as diferenças de perspectivas da manutenção tra dicional e da MCC Fonte Adaptado de Moubray 1992 e Pinto e Xavier 2001 apud RAPOSO 2004 Anos Geração Expectativas Visão de falha Técnicas de manutenção 19802000 3 Disponibilidade e confiabilidade Segurançaqualidade meio ambiente Tempo de vida Efetividade de custo Seis padões de falhas Monitora mento de condição Projetos para confiabilidade e mantenabi lidade Análise de risco FMEA Computado res rápidos e pequenos Sistemas especialistas Equipes multi discliplinares Quadro 1 Gerações de manutenção Continuação Manutenção centrada em confiabilidade MCC e mantenabilidade 70 EngenhariamanutencaoBookindb 70 14092018 112717 Fonte Siqueira 2005 Característica Manutenção tradicional MCC Foco Equipamento Função Objetivo Manter o equipamento Preservar a função Atuação Componente Sistema Atividades O que pode ser feito O que deve ser feito Dados Pouca ênfase Muita ênfase Documentação Reduzida Obrigatória e sistemática Metodologia Empírica Estruturada Combate Deterioração do equipamento Consequências da falha Normalização Não Sim Priorização Inexistente Por função Quadro 2 Comparação da manutenção tradicional com a MCC Entendese como MCC um processo usado para determinar os requisitos para que os ativos continuem a cumprir suas funções requeridas no seu con texto operacional MOUBRAY 1996 apud PINTO XAVIER 2012 Neste conceito dois termos merecem destaque Funções requeridas função ou conjunto de funções de um item que são consideradas necessárias para realizar um dado serviço ASSO CIAÇÃO 1994 Contexto operacional conjunto de elementos relacionados ao ambiente onde o ativo está instalado e sua utilização Segundo Siqueira 2005 referese às condições físicas do ambiente físico e do processo as quais podem modificar ou mesmo definir as funções desejadas para o sistema Os objetivos da manutenção sob a ótica da MCC são IEC 60300311 ATA MSG 3 apud SIQUEIRA 2005 preservar as funções dos equipamentos com a segurança exigida restaurar sua confiabilidade e segurança projetada após deterioração melhorar a disponibilidade 71 Manutenção centrada em confiabilidade MCC e mantenabilidade EngenhariamanutencaoBookindb 71 14092018 112717 minimizar o custo do ciclo de vida atuar conforme modos de falha realizar apenas as atividades que precisam ser feitas agir em função dos efeitos e consequências das falhas documentar as razões para a escolha das atividades Tratase de uma ferramenta de suporte à decisão gerencial PINTO XA VIER 2012 uma vez que é um processo de análise e decisão que busca otimizar tarefas de manutenção JOHNSTON 2002 apud RAPOSO 2004 p 26 A questão central da MCC é quais são as tarefas mais adequadas de manutenção para que os equipamentos desempenhem as funções requeridas de acordo com a confiabilidade preestabelecida em determinado contexto operacional Segundo Lafraia 2001 o ganho maior da MCC é quando existe um excesso de manutenções preventivas ou grande histórico de manutenção corretiva uma vez que a ferramenta contribui com a redução de manutenções preventivas desnecessárias eou para reduzir manutenções corretivas indesejáveis A MCC requer uma sequência de implementação No entanto para com preendêla é necessário conhecer alguns aspectos e conceitos relacionados à manutenção A MCC considera que a as manutenções podem ser programadas e não programadas e de acordo com os objetivos podem ser divididas em SI QUEIRA 2005 reativa atuação após a falha preventiva atuação antes da falha preditiva monitoramento e inspeção dos equipamentos produtiva garantir maior utilização e produtividade dos equipamentos proativa experiência é utilizada para otimizar o processo e o projeto de novos equipamentos buscando melhoria contínua detectiva identificar falhas ocultas Outro fato é que a MCC recorre ao uso de outras ferramentas para identificação das falhas de suas causas e tratamento das mesmas como a Análise de Modo e Efeito de Falha FMEA a Árvore de Falhas e a Análise Probabilística de Risco Para definir as ações de manutenção mais adequadas a MCC procura conhecer as respostas corretas para sete questões a saber SIQUEIRA 2005 Manutenção centrada em confiabilidade MCC e mantenabilidade 72 EngenhariamanutencaoBookindb 72 14092018 112717 1 Quais são as funções a preservar Identificar as funções requeridas e o desempenho esperado 2 Quais são as falhas funcionais Identificar a inabilidade do ativo o que ele deixa de desempenhar 3 Quais são os modos de falha Identificar a forma como o ativo falha 4 Quais são os efeitos das falhas Listar os efeitos provocados por de terminada falha 5 Quais são as consequências das falhas Identificar o que é afetado e qual é a gravidade de cada efeito de falha 6 Quais são as tarefas aplicáveis e efetivas A ideia é que nem todas as falhas devem ser evitadas Assim mostrase necessário gerenciálas As tarefas aplicáveis são dividas em Tarefas proativas tarefas programas sob condição revisões e res taurações programadas Tarefas default manutenções detectivas redesign do equipamento e manutenção corretiva run to failure 7 Quais são as alternativas restantes A MCC pode trazer uma série de benefícios para o sistema de produção entre os quais destacamse LAFRAIA 2001 Decréscimo do número de manutenções preventivas desnecessárias Redução dos custos com manutenções programadas Aumento da disponibilidade dos ativos Aumento da vida útil dos equipamentos Redução do número de peças sobressalentes A equipe de implantação da MCC deve ser multidisciplinar tendo no mínimo pessoas da operação manutenção inspeção de equipamentos e segurança O grupo deve ser pequeno ter habilidades complementares propósito comum conjunto de objetivos de performance e responsabilidade mútua PINTO XAVIER 2012 73 Manutenção centrada em confiabilidade MCC e mantenabilidade EngenhariamanutencaoBookindb 73 14092018 112717 Etapas para análise pela MCC e implicações na mudança de princípios e filosofias nos sistemas de manutenção Organizar a implantação de um método por meio de uma estrutura lógica e sistemática facilita o processo Assim a MCC pode ser implementada por meio de um conjunto de etapas apresentadas na Figura 2 Figura 2 Etapas do processo da MCCRCM Fonte Adaptada de Pinto e Xavier 2012 A primeira etapa consiste em escolher o sistema a ser analisado definir um limite de análise e conhecer as interfaces que esse sistema tem com outros sistemas Em seguida devese definir as funções a serem desempenhadas pelo equipamento na instalação para que a operação possa funcionar adequadamente e definir o padrão de desempenho esperado se possível quantificar por meio de indicadores Então podese fazer uma análise de falhas questionando Como o item pode falhar O que pode causar a falha A aplicação da Análise de Modo e Efeito de Falha FMEA pode auxiliar a estimar o risco de uma Manutenção centrada em confiabilidade MCC e mantenabilidade 74 EngenhariamanutencaoBookindb 74 14092018 112718 falha para auxiliar no processo de priorização A FMEA avalia o risco de uma falha por meio da severidade ocorrência e detecção da mesma Após as falhas serem classificadas e priorizadas devese elaborar o plano de manutenção A FMEA ferramenta muito utilizada na implantação da MCC busca auxiliar o processo de identificação e priorização das falhas por meio da estimativa do seu risco A Figura 3 apresenta o formulário utilizado para aplicar a FMEA Figura 3 Modelo de FMEA Fonte Toledo e Amaral 2017 documento online 75 Manutenção centrada em confiabilidade MCC e mantenabilidade EngenhariamanutencaoBookindb 75 14092018 112718 Percebese que a FMEA inicialmente faz a identificação do produto ou do ativo no caso da manutenção de suas funções falhas efeitos e causas das falhas e faz uma estimativa de risco Essa estimativa ocorre por meio da Severidade qual é a consequência da falha para o cliente interno externo para a empresa e para os critérios que são considerados im portantes Quanto maior a severidade maior será o risco da falha Ocorrência qual é a frequência de acontecimento desta falha Quanto maior a frequência maior será o risco da falha Detecção quão difícil é detectar a ocorrência desta falha Quanto mais fácil detectar a falha menos o risco da mesma A FMEA auxilia no processo de priorização e assim permite concentrar esforços e definir a estratégia mais adequada de manutenção Para selecionar a estratégia mais adequada de manutenção a MCC propõe alguns diagramas que podem auxiliar no processo de tomada de decisão A Figura 4 apresenta um modelo de diagrama de decisão Figura 4 Diagrama de seleção dos tipos de manutenção a serem aplicados Fonte Pinto e Xavier 2012 Manutenção centrada em confiabilidade MCC e mantenabilidade 76 EngenhariamanutencaoBookindb 76 14092018 112719 Ao analisar a Figura 4 percebese que em alguns momentos a melhor opção é adotar a manutenção preventiva e em outros adotar manutenção preditiva manutenção detectiva Em determinadas situações a engenharia de manutenção é mais adequada e em outras a opção a ser adotada deve ser a manutenção corretiva A identificação da estratégia mais adequada de manutenção pode tornar o plano de manutenção mais assertivo e permitir que a indústria possa usufruir dos benefícios da MCC Mantenabilidade suas características e o ciclo de vida de um sistema Nenhum sistema é isento de falhas ou seja os equipamentos precisarão em algum momento sofrer algum reparo troca restauração A facilidade com que essas atividades são realizadas determina a mantenabilidade do sistema LAFRAIA 2001 A mantenabilidade ou manutenabilidade como também é conhecida é conceituada como sendo a propriedade de um ativo ou de uma instalação de permitir um maior ou menor grau de facilidade na execução dos trabalhos de manutenção PINTO XAVIER 2012 A NBR 5462 ASSOCIAÇÃO 1994 define mantenabilidade como a capacidade de um item ser mantido ou recolocado em condições de executar suas funções requeridas sob condições de uso especificadas quando a manutenção é executada sob condições deter minadas e mediante procedimentos e meios prescritos A facilidade de realizar os serviços de manutenção em um ativo é benéfica à manutenção e à produção A primeira poderá beneficiarse da redução do tempo médio de reparo e da otimização da utilização dos recursos de manutenção enquanto a segunda contará com um ativo mais disponível para a operação O desafio é que muitas vezes a mantenabilidade depende de alteração no projeto durante o processo de desenvolvimento do equipamento 77 Manutenção centrada em confiabilidade MCC e mantenabilidade EngenhariamanutencaoBookindb 77 14092018 112719 A mantenabilidade apresenta os seguintes objetivos LAFRAIA 2001 Otimizar o tempo e custo de manutenção já no projeto de desenvolvi mento do equipamento Estimar os tempos de manutenção em função da disponibilidade exigida necessária Estimar disponibilidade Estimar os recursos necessários à manutenção Segundo Pinto e Xavier 2012 este indicador pode ser medido por meio da seguinte equação Onde M t é a função mantenabilidade que representa a probabilidade de que o reparo comece no tempo t0 e esteja concluído satisfatoriamente no tempo t probabilidade da duração do reparo e base dos logaritmos neperianos e 2303 µ taxa de reparos ou número de reparos efetuados em relação ao total de horas de reparo do equipamento t tempo previsto de reparo Assim como outros aspectos e indicadores relacionados à manutenção o setor precisa pensar em estratégias de melhoria contínua em relação à mante nabilidade Segundo Pinto e Xavier 2012 os pontos de melhoria podem estar relacionados a requisitos qualitativos quantitativos logísticos e capacitação do pessoal O Quadro 3 apresenta cada um desses possíveis requisitos Manutenção centrada em confiabilidade MCC e mantenabilidade 78 EngenhariamanutencaoBookindb 78 14092018 112719 Fonte Pinto e Xavier 2012 Requisitos Descrições Qualitativos Facilidade de acesso Modularidade Padronização Intercambialidade Manobrabilidade Possibilidade de regulagem e ajustes Simplicidade de operação Necessidade de ferramentas e dispositivos especiais Visibilidade das partes que terão manutenção Peças e componentes standard Quantitativos Tempo médio para intervenções do tipo corretivo preventivo e preditivo Tempos máximos admissíveis para os trabalhos típicos de manutenção Expectativa de recursos de manutenção Número médio e máximo de recursos técnicos necessários em cada intervenção Tempo médio e máximo de indisponibilidade Tempo de manutenção por cada novo produto Expectativa de consumo de componentes Quantidade recomendada de sobressalentes em estoque Suporte logístico Providenciar aquilo que se necessita no momento adequado e no local apropriado de tal modo que a disponibilidade do sistema seja mantida Capacitação do pessoal Dotar a equipe de capacitação necessária para realizar os serviços com qualidade no menor tempo necessário Quadro 3 Requisitos que influenciam na mantenabilidade 79 Manutenção centrada em confiabilidade MCC e mantenabilidade EngenhariamanutencaoBookindb 79 14092018 112719 A mantenabilidade de um sistema é fortemente impactada pelo projeto que determina aspectos como acessibilidade facilidade de teste e diagnose requisito de calibração lubrificação e outras ações de manutenção LAFRAIA 2001 Ainda as decisões tomadas nos primeiros estágios de especificação do projeto do produto têm um impacto significativo nos custos Quanto mais tarde as decisões forem tomadas sobretudo na instalação e na operação maior será o dispêndio PINTO XAVIER 2012 Ciclo de vida de um sistema O ciclo de vida é o período compreendido pela pesquisa e pelo desenvolvimento até o fi m da vida útil do sistema Nesse período o sistema passa pelas fases de projeto detalhamento e desenvolvimento produção operação e fi m da vida útil LAFRAIA 2001 Branco Filho 2008 define ciclo de vida como o tempo durante o qual um item mantém sua capacidade de desempenhar as funções requeridas Esse conceito é menos abrangente e considera então que o ciclo de vida se inicia após o ativo estar pronto para atuar no processo produtivo A Figura 5 apresenta as fases do ciclo de vida de um sistema Figura 5 Fases do ciclo de vida Fonte Adaptada de Lafraia 2001 Na fase de projeto preliminar a função global do equipamento ou seja a função requerida do ativo é identificada e subdividida em funções parciais Para cada função parcial é dada uma subsolução e o conjunto de todas as subsoluções gerarão alternativas para o desempenho da função global do equipamento Manutenção centrada em confiabilidade MCC e mantenabilidade 80 EngenhariamanutencaoBookindb 80 14092018 112719 Posteriormente no projeto detalhado são definidos os sistemas subsistemas e componentes do equipamento suas especificações medidas e tolerâncias Também se define a interação entre todos os itens do sistema e mockups e protótipos são elaborados e testados Após aprovação os equipamentos são produzidos de acordo com o volume e quantidade determinados O cliente de posse do equipamento colocará o mesmo para operar em determinado contexto operacional É nessa etapa que a manutenção realizará seus trabalhos de reparos trocas restaurações monitoramentos e outros Após determinado período de uso o equipamento chegará ao final de sua vida útil A manutenção deve participar de todas as etapas do processo de desenvolvimento do produto e a mantenabilidade pode ser favorecida quando a manutenção participa das fases iniciais do ciclo de vida A participação da manutenção pode contribuir também com a otimização dos custos que são comprometidos em grande parte também na fase inicial A seguir estão descritos os custos de cada etapa do ciclo de vida LA FRAIA 2001 Custo de pesquisa e desenvolvimento custo da análise de viabilidade técnica e financeira análise do sistema projeto básico de detalhamento desenvolvimento do produto fabricação de protótipos testes dos pro tótipos avaliação inicial documentação associada Custo de produção custo de produzir montar e testar o sistema de produção construir a fábrica adquirir equipamentos sobressalentes Custo de operação e manutenção custo da operação e manutenção do sistema durante a sua vida programada incluindo pessoal de manuten ção peças de reposição equipamentos de suporte e teste programas de gerenciamento oficinas etc Custo para disposição no final da vida útil custo para substituição do sistema eou seus componentes devido à obsolescência ou ao desgaste incluídos custos com reciclagem dos materiais ou sua armazenagem em local adequado 81 Manutenção centrada em confiabilidade MCC e mantenabilidade EngenhariamanutencaoBookindb 81 14092018 112719 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 5462 Confiabilidade e man tenabilidade Rio de Janeiro ABNT 1994 BRANCO FILHO G Dicionário de termos de manutenção confiabilidade e qualidade 4 ed Rio de Janeiro Ciência Moderna 2008 LAFRAIA J R B Manual de confiabilidade mantenabilidade e disponibilidade Rio de Janeiro Qualitymark 2001 MENDES A A RIBEIRO J L D Um estudo do suporte quantitativo necessário para a operacionalização da MCC Produção v 21 n 4 p 583593 outdez 2011 Disponível em httpwwwscielobrpdfprodv21n4AOPT600020306pdf Acesso em 09 jul 2018 PINTO A K XAVIER J A N Manutenção função estratégica 4 ed Rio de Janeiro Qualitymark 2012 RAPOSO J L O Manutenção centrada em confiabilidade aplicada a sistemas elétricos uma proposta para uso de análise de risco no diagrama de decisão 2004 149 f Dissertação Mestrado em Engenharia Elétrica Universidade Federal da Bahia Salvador 2004 Disponível em httpcentralmatcombrArtigosMaisManutEle tricaAnaliseRiscopdf Acesso em 09 jul 2018 SIQUEIRA I P Manutenção centrada na confiabilidade manual de implementação Rio de Janeiro Qualitymark 2005 TOLEDO J C AMARAL D C FMEA Análise do tipo e efeito de falha 2017 Disponível em httpwwwgepeqdepufscarbrarquivosFMEAAPOSTILApdf Acesso em 09 jul 2018 Manutenção centrada em confiabilidade MCC e mantenabilidade 82 EngenhariamanutencaoBookindb 84 14092018 112719