Planejamento, Controle e Confiabilidade na Manutenção: As Falhas nos Equipamentos

PLANEJAMENTO CONTROLE E CONFIABILIDADE NA MANUTENÇÃO UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS Atualização Andrey Pimentel Aleluia Freitas Elaboração Gabriela Lima Menegaz Produção Equipe Técnica de Avaliação Revisão Linguística e Editoração SUMÁRIO UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS 5 CAPÍTULO 1 COMO OCORREM AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS 5 CAPÍTULO 2 COMO DESENVOLVER UM SISTEMA DE TRATAMENTO DAS FALHAS 17 CAPÍTULO 3 FERRAMENTAS PARA O AUMENTO DA CONFIABILIDADE 34 REFERÊNCIAS 55 5 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS CAPÍTULO 1 COMO OCORREM AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS Definição de falha Entender os mecanismos causadores das falhas é fundamental para que se possa prevenir a sua ocorrência De acordo com a norma NBR 54621994 a falha é definida como A falha é o término da capacidade de um item de desempenhar a função requerida É a diminuição total ou parcial da capacidade de uma peça componente ou máquina de desempenhar a sua função durante um período de tempo quando o item deverá ser reparado ou substituído A falha leva o item a um estado de indisponibilidade Um equipamento pode estar em perfeitas condições de funcionamento ou completamente quebrado que são condições extremas Em uma condição intermediária entre esses extremos o equipamento pode funcionar em uma velocidade menor do que a original ou produzir produtos com defeitos As condições intermediárias podem ou não ser entendidas como falha do equipamento o que depende das funções exigidas em seu funcionamento Por isso as falhas devem ser associadas a parâmetros mensuráveis e claros para que os critérios de falha não sejam ambíguos XENOS 2004 Por que ocorrem as falhas As causas das falhas podem ser divididas em três categorias falta de resistência uso inadequado ou manutenção inadequada Os erros na especificação dos materiais usados na fabricação e as deficiências nos processos de fabricação montagem e no projeto resultam em falta de resistência que é uma característica do próprio equipamento Assim as falhas resultarão da aplicação de esforços normais mas que 6 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS os equipamentos não foram projetados para suportar O uso inadequado se dá com a aplicação de esforços que estão além da capacidade do equipamento e pode ser consequência de erros durante a sua operação Já a manutenção inadequada significa que as ações preventivas feitas para evitar a deterioração dos equipamentos são insuficientes ou não estão sendo executadas da forma correta XENOS 2004 A partir do momento em que entram em operação os equipamentos estão sujeitos a diversos esforços que provocam sua deterioração e que ao longo do tempo diminuem a sua resistência A falha ocorrerá quando a resistência for menor do que os esforços a que o equipamento estiver submetido como ilustrado na figura 20 Observase que o esforço E e a resistência R são variáveis representadas por suas distribuições estatísticas em torno de um valor médio Quando não acontece sobreposição das distribuições não haverá falhas já que a resistência será sempre maior do que o esforço Com a deterioração do equipamento por fadiga corrosão ou outros fatores sua resistência tende a diminuir e pode ocorrer a sobreposição das curvas após certo intervalo de tempo Assim um equipamento que se encontra na cauda esquerda da distribuição R e é submetido a um esforço na cauda direita da distribuição E apresentará falha no tempo t Outra tendência é o aumento do esforço resultante de condições operacionais e ambientais desfavoráveis Isso provoca a aproximação das duas distribuições estatísticas R e E e o aumento da probabilidade de ocorrência de falhas XENOS 2004 Figura 20 Relação entre o esforço e a resistência Margem de segurança O projeto do equipamento está correto Não ocorrem falhas pois o maior esforço é menor que a resistência mais baixa Falha por projeto deficiente do equipamento pois a resistência e o esforço foram incorretamente avaliados Falha por operação incorreta o que causa aumento do esforço Falha por manutenção deficiente do equipamento causando a diminuição de sua resistência As áreas hachuradas indicam que o esforço E ultrapassou a resistência R resultando em falha do equipamento Fonte adaptado de Xenos 2004 7 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV Os modelos de falhas A frequência de ocorrência de falhas pode ser constante crescente ou decrescente As falhas de frequência constante são causadas por eventos aleatórios resultando em aplicação de esforços que excedem a resistência intrínseca do equipamento A probabilidade de ocorrência desses eventos não tende a variar com o envelhecimento do equipamento como esforços excessivos devido a sobrecargas acidentais ou erros de manutenção e operação que acontecem em uma razão relativamente constante XENOS 2004 As falhas de frequência crescente são caracterizadas pelo aumento da probabilidade de ocorrência à medida que o equipamento envelhece como em situações de corrosão desgaste ou fadiga de materiais As partes dos equipamentos que se deterioram de forma natural com o tempo que são submetidas a esforços cíclicos ou têm contato direto com a matériaprima ou o produto final são as mais suscetíveis às falhas de probabilidade crescente XENOS 2004 A probabilidade de ocorrência decrescente ocorre em casos em que a confiabilidade intrínseca do equipamento aumenta ao longo do tempo Isso ocorre devido à introdução de melhorias nos equipamentos com a substituição dos componentes e peças por outros mais confiáveis Além disso a frequência de ocorrência de falhas é reduzida no início da vida útil dos equipamentos já que os problemas de projetos fabricação e instalação são eliminados gradualmente XENOS 2004 Segundo Xenos 2004 a combinação dos três modelos de falhas apresentados anteriormente compõe o modelo típico de falhas conhecido como curva da banheira A figura 21 mostra os três modelos de falhas isolados constante crescente e decrescente além da combinação entre eles A curva da banheira apresenta uma fase inicial em que a frequência de falhas é descrente mortalidade infantil uma fase intermediária com frequência de falhas relativamente constantes falhas aleatórias e uma fase final em que a frequência de falhas é crescente com o tempo Os elementos da curva da banheira estão detalhados na figura 21 8 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS Figura 21 Os modelos de falhas Fonte Xenos 2004 Figura 22 Combinação dos modelos de falhas Tempo Frequência de ocorrência de falhas 1 Frequência de falhas aleatórias 2 Frequência de falhas crescente 3 Frequência de falhas decrescente Período de falhas aleatórias Período de falhas por desgaste Período de falhas prematuras Curva da Banheira Fonte Xenos 2004 Anos atrás era consenso aceitar a curva da banheira e admitiase que os novos equipamentos sempre apresentam elevada frequência de falhas seguida de uma queda no início da sua operação Enquanto os equipamentos mais antigos sempre apresentavam uma frequência crescente Entretanto as iniciativas gerenciais realizadas com o intuito de reduzir a ocorrência de falhas nos equipamentos podem contestar esse senso comum e trazer contribuições que suavizam o perfil da curva da banheira como pode ser visto na figura 23 XENOS 2004 9 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV Figura 23 Suavização da curva da banheira Frequência de ocorrência de falhas Tempo Fonte Xenos 2004 A mortalidade infantil representada pela fase inicial da curva da banheira pode ser minimizada pela prática de prevenção da manutenção Algumas medidas que podem ser tomadas incluem XENOS 2004 Melhora contínua do projeto dos equipamentos para eliminar na origem as causas das falhas desenvolvendo sistemas mais simples robustos fáceis de manter e à prova de erros Melhora da qualidade da fabricação e da instalação dos equipamentos implantando sistemas com garantia da qualidade Realizar um treinamento prévio dos operadores e técnicos de manutenção no período inicial de funcionamento do equipamento As falhas aleatórias que caracterizam uma frequência constante de falhas podem ser minimizadas com ações preventivas sistemáticas para evitar a deterioração acelerada do equipamento As causas fundamentais das falhas As falhas são geralmente causadas pela interação de várias causas fundamentais menores por isso o seu estudo deve ser abrangente e considerar diversos aspectos e possibilidades Muitas causas não estão associadas com aspectos materiais e podem estar relacionadas às atitudes e habilidades dos responsáveis pela atividade Essas são causas induzidas pelas pessoas e são o tipo de falha mais comum em equipamentos de alta complexidade que podem provocar graves consequências não apenas materiais A falha causada por esse motivo introduz o conceito de confiabilidade humana que é usado em situações em que os operadores das equipes 10 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS de operação produção e manutenção podem afetar a segurança e a confiabilidade dos equipamentos a partir de suas ações XENOS 2004 Os engenheiros projetistas devem considerar as possibilidades de ocorrência de erros na manutenção e operação a capacidade dos operadores de detectar e reagir às falhas e aos aspectos de ergonomia A experiência mostra que a probabilidade de ocorrência de falhas humanas é influenciada principalmente pelo treinamento pela supervisão e pela moral XENOS 2004 A seguir estão detalhadas algumas categorias de causas fundamentais de falhas comuns em diversos equipamentos em um grande número de empresas Lubrificação inadequada A lubrificação é fundamental para o bom funcionamento de vários tipos de equipamentos pois evita o sobreaquecimento o desgaste excessivo por atrito as vibrações e os ruídos além de remover a poeira e materiais estranhos Dessa forma a lubrificação é uma das atividades essenciais da manutenção preventiva e a lubrificação inadequada ou a falta de lubrificação são causas comuns de falhas A lubrificação é uma atividade simples e não exige conhecimentos profundos sendo necessário saber apenas onde como com que frequência lubrificar e qual lubrificante é adequado para cada situação XENOS 2004 Operação incorreta Os equipamentos possuem padrões nos procedimentos operacionais que devem ser seguidos em situações normais e emergenciais e estão descritos nos manuais de operação Os operadores devem receber treinamento para entenderem os mecanismos e as funções dos equipamentos devem estar familiarizados com os manuais de funcionamento e devem ter consciência da importância de operálos corretamente XENOS 2004 Também é necessário que os supervisores verifiquem periodicamente se os operadores têm conhecimento sobre os procedimentos e se a prática está em conformidade com os padrões estabelecidos Além disso os supervisores precisam encorajar os operadores a relatarem de forma aberta e franca quaisquer erros de operação para que as equipes de manutenção possam agir rapidamente antes da ocorrência das falhas Assim fica claro que todos trabalham em conjunto com o objetivo final de buscar as causas fundamentais para evitar as reincidências das falhas Os problemas de ajuste setup incorreto dos equipamentos e com matériasprimas não conformes estão entre as possíveis causas fundamentais de falhas XENOS 2004 11 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV Sujeira objetos estranhos e condições ambientais desfavoráveis A presença de lixo resíduos poeira e materiais estranhos nas partes dos equipamentos é outra causa importante de falha Considerase como objeto estranho aquilo que é deixado intencionalmente ou involuntariamente nos equipamentos ou em suas proximidades como os próprios produtos acabados e seus resíduos que ficam nas partes móveis As sujeiras e a presença de objetos estranhos podem prejudicar o funcionamento dos equipamentos obstruir seus mecanismos aumentar o atrito entre as partes móveis causar mau contato em circuitos elétricos e afetar a qualidade do produto XENOS 2004 Além disso os sinais de falha ficam encobertos pela sujeira Por isso quando se mantém os equipamentos sempre limpos é mais fácil detectar as falhas de forma antecipada A limpeza interna e externa dos equipamentos deve ser uma atividade básica da manutenção para manter a boa aparência do equipamento e evitar o acúmulo de sujeiras que causa as falhas XENOS 2004 Outros fatores como o excesso de umidade temperatura e radiação ultravioleta podem acelerar a degradação de materiais como a borracha das mangueiras os anéis de vedação e gaxetas As altas temperaturas e descargas de eletricidade estática acumulada causam falhas em equipamentos eletrônicos Diante desses fatos é essencial que seja mantido o controle das condições ambientais para os equipamentos e em alguns lugares dos almoxarifados e oficinas XENOS 2004 Folgas As folgas são os movimentos relativos que ocorrem entre partes do equipamento e devem ser mantidas dentro dos limites aceitáveis para que não aconteçam falhas As partes fixas por soldas rebites adesivos ou parafusos podem se soltar devido ao excesso de vibração impactos má fixação durante a montagem ou torque insuficiente Assim para prevenir as folgas são tomadas medidas como o controle das vibrações em equipamentos rotativos o uso de arruelas de pressão contraporcas e contrapinos Os circuitos elétricos e eletrônicos também podem ser afetados por falhas devido às folgas pois seus contatos sofrem sobreaquecimento e os materiais isolantes são degradados XENOS 2004 12 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS Conceito de falha potencial A falha em potencial leva em conta o fato de que a maioria das falhas evolui ao longo do tempo e não ocorre de forma repentina A ocorrência de uma falha pode ser dividida em dois períodos de tempo entre uma condição normal até o aparecimento de um sinal de falha desde o instante do aparecimento do sinal de falha até sua ocorrência Por exemplo uma trinca que surge em uma peça metálica de uma ponte rolante pode ser um sinal de falha A trinca submetida a um esforço contínuo tende a se propagar até o rompimento da viga XENOS 2004 Diversas falhas apresentam um comportamento semelhante o que permite o desenvolvimento de técnicas de inspeção que identificam os sinais de falhas de forma precoce A sensibilidade de cada técnica determina o momento em que o sinal da falha será detectado variando de uma simples inspeção visual até as inspeções com aparelhos mais sofisticados e sensíveis As falhas que não são visíveis a olho nu podem ser detectadas por métodos de inspeção não destrutivos como raiox ultrassom líquido penetrante corrente parasita e termografia XENOS 2004 As falhas potenciais podem ser designadas como anomalias As anomalias nos equipamentos são entendidas como todas as ocorrências que não resultam na parada dos equipamentos Por exemplo a existência de uma trinca pode não comprometer o funcionamento do equipamento porém caso se encontre em uma área crítica a parada será imediata São estabelecidos filtros para diferenciar as falhas das anomalias em função das paradas de produção Um exemplo seria considerar como anomalia a parada de até 15 minutos e falhas quando a parada for acima desse período Para cada situação poderá ser adotado um tratamento diferente XENOS 2004 Ensaios não destrutivos Ensaios não destrutivos END são técnicas utilizadas na inspeção de materiais e equipamentos sem provocar danos e podem ser executadas nas etapas de fabricação construção montagem e manutenção Os END estão entre as principais ferramentas do controle da qualidade de materiais e produtos e são amplamente utilizadas nos setores químico aeroespacial petróleopetroquímico siderúrgico naval eletromecânico e de papel e celulose entre outros Eles contribuem para a qualidade dos bens e serviços redução de custo preservação da vida e do meio ambiente sendo fator de competitividade para as empresas que os utilizam 13 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV Para saber mais detalhes podese consultar o site da Abendi Associação Brasileira de Ensaios Não Destrutivos e Inspeção httpwwwabendiorgbr abendidefaultaspxmn630c17s Taxa de falha taxa de utilização e disponibilidade dos equipamentos No cotidiano das empresas algumas variáveis de controle simples são usadas para a medição da eficácia da manutenção na prevenção das falhas dos equipamentos Esses itens são o número de falhas e o tempo de interrupção da produção que devem ser constantemente monitorados no dia a dia Em alguns casos é preciso realizar a comparação entre os resultados da manutenção de duas empresas distintas Diante dessa situação outros itens de controle são levados em consideração para possibilitar uma comparação entre os resultados da manutenção quando os sistemas de produção adotados em cada uma são diferentes O fato de não existir entre as empresas um padrão para os itens de controle utilizados e para a forma de calculálos gera dificuldades na comparação dos resultados e na prática do benchmarking XENOS 2004 Outra dificuldade que o departamento de manutenção enfrenta frequentemente é a cobrança vinda da alta administração de metas relacionadas a índices que não refletem apenas os problemas da manutenção Quando o departamento de manutenção não tem autoridade sobre todos os meios que influenciam no resultado do processo ele não deve sofrer a cobrança de atingir uma meta relacionada a esse índice XENOS 2004 A seguir são apresentados alguns casos para exemplificar a dificuldade encontrada pelo departamento de manutenção ao ser cobrado por índices que não são competência do setor XENOS 2004 Caso 1 Em uma empresa de transporte ferroviário no setor de descarregamento de vagões o resultado do trabalho das equipes de manutenção dos equipamentos desse setor era calculado em função da quantidade de vagões descarregados em determinado período Nesse caso observase que o resultado das equipes de manutenção tinha forte influência dos problemas operacionais Assim se não houvesse vagões para serem descarregados o resultado na manutenção seria avaliado de forma incorreta já que os problemas relacionados à operação não são competência do pessoal da área 14 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS Caso 2 Em uma empresa têxtil uma engomadeira de fios apresenta uma produção mensal equivalente a apenas 55 da produção nominal da máquina Analisando o problema concluiuse que apenas 4 dos 45 de perda de produção em relação à produção nominal ocorriam devido a falhas do equipamento Os outros 41 de perda eram causados por problemas de set up da máquina e da falta de capacidade dos processos anteriores que deixavam a engomadeira de fios ociosa em certos períodos Assim o aumento da produtividade dependia de melhorias no processo de produção com a aplicação de técnicas e ferramentas de engenharia de produção e não dependia do departamento de manutenção que não tinha autonomia sobre os problemas operacionais Um método simples para o cálculo dos itens disponibilidade taxa de falhas e taxa de utilização dos equipamentos é apresentado por Xenos 2004 O método proposto não tem a intenção de ser um padrão para calcular esses índices nas empresas mas poderá servir como orientação para as empresas que querem adotar ou modificar seus índices para o monitoramento dos resultados da manutenção Dessa forma tornase possível comparar os resultados desses índices com os de outras empresas Dentre os três índices apresentados o desempenho da manutenção é medido pela disponibilidade e a taxa de falhas enquanto o cálculo da taxa de utilização considera os problemas operacionais sobre os quais as equipes de manutenção não têm autonomia Com isso esse item indica o quanto a empresa está aproveitando a capacidade produtiva dos seus meios de produção considerando a manutenção e a produção juntas Figura 24 Janelas avaliativas de tempos x ações Tempo Total de Operação 1 Tempo Útil de Operação Tempo Planejado de Não Funcionamento 2 Tempo Planejado para Operação 3 Tempo Manutenção Preventiva 4 Tempo Disponível para Operação 5 Tempo de Reparo de Falhas nos Equipamentos 6 Tempo Real de Operação 7 Atrasos de Processos 8 A B C D E F Fonte adaptado de Xenos 2004 15 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV 1 Tempo Total de Operação considera o tempo de turno durante o qual a empresa se propõe a operar Por exemplo em uma empresa que opera sob regime de três turnos de oito horas cada esse tempo equivale a 24 horasdia 2 Tempo Planejado de Não Funcionamento considera quaisquer tempos livres ou de interrupção planejada da produção devido a horários de pico de energia horosazonal redução de produção etc 3 Tempo Planejado para Operação tempo em que o equipamento pode ser utilizado para a operação descontado o tempo gasto com a manutenção preventiva É o tempo que a operação possui para produzir ou tempo em que a operação pode planejar a produção considerando que não haverá falhas 4 Tempo de Manutenção Preventiva tempo que se refere às paradas para manutenção preventiva que exigem a parada do equipamento incluindo inspeções testes substituição de peçascomponentes monitoramento limpeza lubrificação etc 5 Tempo Disponível para Operação tempo em que o equipamento está disponível para operar quando solicitado descontados os tempos gastos com manutenção preventiva e reparos de falhas nos equipamentos 6 Tempo de Reparo de Falhas nos Equipamentos tempo gasto para reparar falhas inesperadas ou decorrentes de manutenção corretiva nos equipamentos incluindo as falhas decorrentes de operação indevida 7 Tempo Real de Operação tempo realmente usado para produção descontados todos os atrasos e perdas anteriores Equivale ao tempo efetivo de produção do equipamento 8 Atrasos de Processo tempo perdido por set up espera por materiais atrasos por interrupção de processos anteriores ou posteriores incluindo os atrasos causados por falhas nos equipamentos produção de produtos defeituosos queda de ritmo Assim a partir dos tempos definidos pode ser realizado o cálculo dos itens disponibilidade taxa de falhas e taxa de utilização dos equipamentos pelas equações 10 e 11 7 1 Tempo Real de Operação F Tempo Total de Operação A TaxadeUtilização 10 16 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS 6 3 Tempo de Reparo de Falhas nos Equipamentos E Tempo Planejado para Operação C Taxade Falhas 11 5 1 2 Tempo Disponível para Operação D Tempo Total de Operação Tempo Planejado de Não Funcionamento B Disponibilidade 17 CAPÍTULO 2 COMO DESENVOLVER UM SISTEMA DE TRATAMENTO DAS FALHAS Buscar soluções para ocorrência de falhas ainda responde por grande parte do trabalho no setor produtivo de quase todas as empresas A ocorrência de falhas inesperadas toma o tempo que a equipe de trabalho poderia utilizar para aplicar metodologias e estratégias para evitar que essas falhas aconteçam Esse tipo de cenário se transforma em um ciclo vicioso em que os recursos para a manutenção sempre serão insuficientes uma vez que sempre existiram falhas inesperadas a serem corrigidas Essas falhas devido a sua própria natureza tendem a ter elevado impacto produtivo uma vez que geram paradas na linha de produção e exigências de muitas horas extras tornandoas muito mais dispendiosas que a simples substituição da peça danificada Uma vez que é impossível evitar por completo falhas nos equipamentos a busca de uma linha de produção em que exista elevada confiabilidade em relação a prever e evitar as falhas é um processo vital Neste capítulo serão abordados os passos necessários para desenvolver sistemas de tratamento de falhas bem como as dificuldades e vantagens de se utilizar esse recurso O círculo vicioso das falhas Sem dúvidas o maior problema em uma linha de produção é a falha inesperada de um equipamento vital para toda a cadeia produtiva fazendo com que ocorra a parada de toda uma linha de produção Mesmo que toda falha seja um evento indesejado os profissionais de manutenção devem trabalhar para que ela não seja completamente inesperada Segundo Xenos 2004 o princípio básico da eliminação de falhas nos equipamentos é a identificação de suas causas fundamentais para que assim sejam tomadas contramedidas eficientes para solucionar o problema e evitar a reincidência da falha Uma vez que não ocorra esse princípio entrase em um círculo vicioso de falhas conforme ilustra a figura 25 Caso as contramedidas tomadas para evitar as causas fundamentais das falhas sejam ineficazes os equipamentos ficam sujeitos a falhas inesperadas Essas falhas reincidentes se somam às falhas esporádicas diminuindo com isso a confiabilidade do equipamento A atuação de departamentos de manutenção tem 18 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS como tradição histórica limitarse à eliminação apenas dos sintomas da falha sem se preocupar com as causas que originaram as falhas Esse modo de atuação é perigoso pois as falhas tendem assim a reincidir Como exemplos desses fatos temos a troca de um motor elétrico queimado em que ao se colocar um motor novo podese reiniciar os trabalhos na linha de produção contudo a não identificação das causas da queima do motor elétrico podem e geralmentete irão resultar em outra queima inesperada causando a perda do motor substituído e paralisação da cadeia produtiva Figura 25 Círculo vicioso das falhas Causa Fundamental Causa Fundamental Causa Fundamental Causa Fundamental Falha Ação corretiva somente para remoção do sintoma Falha reincidente As mesmas causas fundamentais atuam novamente Causas fundamentais da falha não são investigadas Não são realizadas ações para bloquear as causas fundamentais da falha Fonte adaptado de Xenos 2004 A maneira de se romper o círculo vicioso ilustrado na figura 24 é colocando em prática um método de tratamento de falhas O método de tratamento de falhas pode ser entendido como um caminho em que se busca atingir uma meta no caso a redução global no número de falhas e o aumento na previsibilidade dessas Sem uma meta e um método a equipe de manutenção tende a ficar desnorteada tornando esparsos e inefetivos os esforços 19 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV Sistema de tratamento de falhas O sistema de tratamento de falhas pode ser entendido como uma estrutura formal de gerenciamento de informações das falhas e das ações subsequentes para solucionar os problemas por elas gerados A figura 26 ilustra o fluxograma de um sistema de tratamento de falhas Com base nesse sistema cada empresa pode elaborar os procedimentos operacionais padrão de análise de falhas e suas etapas as quais serão detalhadas no próximo capítulo devendo esses procedimentos conter segundo Xenos 2004 Detecção e relato da falha Ação corretiva para remover o sintoma Registro e análise das falhas para identificar suas causas fundamentais Planejamento e execução das contramedidas para bloquear as causas fundamentais Acompanhamento da execução das contramedidas Análise periódica dos registros de falhas para identificar falhas crônicas e prioritárias e definir projetos com metas Execução os projetos Figura 26 Fluxograma do sistema de tratamento de falhas INÍCIO Detecção e relato da falha Ação corretiva para remover o sintoma Registro da falha Análise da falha pelo Princípio dos 3 Gens e Métodos dos Porquês Planejamento das contramedidas Execução das contramedidas Acompanhamento da execução das contramedidas Análise periódica dos registros de falhas Identificar falhas crônicas e prioritárias Definir projetos com metas Executar os projetos FIM Fonte Xenos 2004 20 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS A utilização de um sistema de análise de falhas permite muito mais que a aplicação de ações corretivas uma vez que faz com que as equipes foquem em buscar as causas fundamentais das falhas e estabelecer soluções eficazes e eficientes Com isso é criada uma nova filosofia na empresa mudando o comportamento de todos em relação a uma falha Tanto do ponto de vista prático como estatístico a falha zero é impossível de ser atingida pois significaria que todos os equipamentos funcionariam perfeitamente sem nunca sofrer desgaste em concordância com operadores à prova de falhas que jamais errariam suas funções Contudo as falhas não são eventos inevitáveis ou imprevisíveis sendo possível prever com certa segurança seu acontecimento e reparar ou substituir o componente antes que esse falhe de maneira inesperada Para que métodos de análise de falhas sejam efetivos os esforços não devem ser oriundos apenas do departamento de manutenção devendo haver apoio do departamento de produção e operação Assim como as equipes de manutenção devem se esforçar para não apenas corrigir as falhas mas também prevêlas as equipes de produção e operação devem planejar suas atividades de maneira que os operadores operem os equipamentos de forma que evitem ao máximo as falhas Ao invés de encarar as falhas como inevitáveis as equipes devem trabalhar em conjunto para minimizar sua ocorrência e seus efeitos nocivos Quando um equipamento falha e a produção é interrompida podem ser tomados dois tipos de ação XENOS 2004 Ação corretiva nela se faz o reparo do equipamento o mais rápido possível objetivando reestabelecer o quanto antes as condições operacionais e minimizar as perdas da produção Essa ação visa simplesmente remover o sintoma sem contudo tratar a causaraiz da falha sendo portanto essencial a disponibilidade imediata de mão de obra e de peças de reposição Ação de bloqueio da causa fundamental após a cura dos sintomas são iniciadas as medidas para se tratar a causa fundamental ou a raiz da falha Essa ação deve ser planejada visando com isso entender o problema e suas origens para que por meio das medidas corretivas tomadas a falha não volte a ocorrer É importante que a documentação referente à análise da falha seja arquivada para que outras equipes que venham a analisar uma falha semelhante não percam tempo para chegar às mesmas conclusões 21 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV Detecção e relato das falhas A detecção da falha quase sempre ocorre pelo operador quando esse constata que o equipamento parou de funcionar Mesmo que um evento tão óbvio não forneça muitos méritos quanto a sua detectabilidade um relatório rápido e preciso da falha é fundamental para minimizar os prejuízos Relatar as falhas após seu acontecimento é extremamente desvantajoso uma vez que significa que a produção já foi parada de maneira não programada por causa dessa falha A detecção prévia da falha antes de ela ocorrer permite que uma parada do equipamento seja programada em um horário menos nocivo ao bom andamento da cadeia produtiva minimizando assim os prejuízos O termo anomalia é o mais utilizado para designar sinais de falhas em equipamentos A diferença entre falha e anomalia é que a anomalia não necessariamente afeta a capacidade de funcionamento do equipamento Ao ser detectada uma anomalia de funcionamento ou mesmo a falha de um equipamento o fato deve ser relatado imediatamente à equipe de manutenção para assegurar as medidas corretivas com o menor prejuízo possível à cadeia produtiva Os relatos dos operadores sobre as condições dos equipamentos devem ser analisados cuidadosamente pelos supervisores e equipes de manutenção uma vez que esses relatos podem conter informações importantes que podem passar despercebidas Caso os operadores estejam treinados para tomar ações corretivas quanto às falhas ou anomalias essas podem ser relatadas apenas verbalmente aos supervisores Esse relato verbal não elimina contudo a necessidade de um relatório de falhas posteriores uma vez que ele servirá de subsídio para agilizar o processo de análise de falhas caso essa falha venha a ocorrer posteriormente sob a tutela de outro operador menos qualificado Quanto às falhas que não podem ser reparadas no âmbito do Departamento de Produção a rapidez e precisão do relato para as equipes de manutenção se tornam ainda mais críticas Nesse caso a melhor maneira de assegurar a eficácia das ações corretivas da manutenção é distribuir as equipes nas áreas de produção em vez de mantêlas em um único local Assim cada equipe de manutenção terá a responsabilidade de cuidar de um grupo de equipamentos específico e não da fábrica como um todo 22 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS A descentralização dá bons resultados nas fábricas de grande porte e seus benefícios são inúmeros pois as equipes de manutenção passam a conhecer melhor um menor grupo de equipamentos sob a sua responsabilidade A rapidez e precisão da comunicação com os operadores da produção são muito maiores o que melhora as ações corretivas Além disso o relato de ocorrências anormais nos equipamentos se torna mais simples e menos burocrático Execução de ações corretivas confiáveis Mesmo que inefetivas para solucionar a causaraiz das falhas as ações corretivas são essenciais para restabelecer o funcionamento da linha de produção em momentos de crise A remoção parcial ou inefetiva de um sintoma por meio de ações corretivas pode agravar a incidência de falhas uma vez que tendem a mascarar a detecção das causas fundamentais Isso ocorre principalmente em situações em que foram realizados reparos provisórios em geral por funcionários da operação não treinados para a atividade de manutenção Um exemplo clássico de ação inefetiva na correção de falhas é quando se observa sua reincidência logo após sucessivos reparos sendo nesses casos aceitável desconfiar da qualidade da execução das ações corretivas Dependendo do grau de complexidade ações corretivas podem ser efetuadas pela equipe de produção a fim de agilizar a normalização da cadeia produtiva em uma situação de emergência Contudo uma vez que é impossível um funcionário da produção apresentar o mesmo grau de expertise em manutenção que um funcionário treinado apenas para essa atividade devese limitar a ação manuntentiva de funcionários da produção apenas a tarefas que não exijam procedimentos ou ferramentas complexas Um exemplo de fluxograma para ações corretivas é ilustrado na figura 27 23 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV Figura 27 Fluxograma de ações corretivas e ações de bloqueio Executa o Reparo Planejar reparo para a próxima parada programada Não Não FALHA É possível reparar pela Produção Não É possível reparar pela Manutenção Sim Sim Executa o Reparo Reparo OK Não Sim Sim Sim Reparo OK Executa o Reparo Não Não Responsabilidade pelas contramedidas Idem A Produção A Manutenção Analisar falhas para identificar causas fundamentais Planejar contramedidas para bloquear as causas fundamentais Elaborar 5W1H Executar 5W1H Acompanhar a execução das contramedidas Causa fundamental bloqueada Elaborar ou revisar procedimentos operacionais padrão POPs Planejar novas contramedidas e revisar 5W1H Não É necessário Produção Manutenção Grupo de reparo reparar imediatamente Executa o Reparo Reparo OK Reparo OK Sim Não Sim Sim Fonte adaptado de Xenos 2004 24 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS Busca das causas fundamentais das falhas A busca pelas causas fundamentais é um dos passos mais importantes para se solucionar uma falha Sem essa etapa correções paliativas não garantem a confiabilidade do sistema A fim de aprender e tomar ações adequadas para evitar a reincidência da falha devese conhecer todos os fatores que permearam sua ocorrência Por meio da prevenção das falhas se rompe de maneira efetiva o círculo vicioso ilustrado na figura 28 Na análise de falhas as ferramentas mais importantes são o conhecimento técnico e a observação direta A investigação inicial das causasraiz das falhas é geralmente feita pelo operador uma vez que ele é normalmente o primeiro a detectar a falha sendo esse fato ilustrado na figura 29 O operador analisa a falha sobre o ponto de vista operacional buscando saber qual procedimento operacional deixou de ser cumprido Essa investigação inicial é valiosa para a manutenção pois sabendo a função afetada podese agilizar a substituição do componente e diminuir o tempo total do reparo Com o aumento da complexidade dos equipamentos a busca pelas causas fundamentais das falhas tornouse ainda mais difícil Isso faz com que seja cada vez mais necessário o treinamento das equipes de manutenção para que elas estejam familiarizadas com cada um dos componentes Após a investigação inicial feita pelos operadores da produção deve ser feita uma investigação complementar ainda mais rigorosa pelo time da manutenção Caso seja identificado que a causa da falha foi oriunda da operação como por exemplo um manuseio errado do equipamento é recomendável deixar que o departamento de produção tome as medidas corretivas Para identificar corretamente as causas fundamentais da falha nada substitui a observação do fato no seu local de ocorrência em especial quando as evidências ainda estão presentes No Japão essa filosofia é conhecida por Princípio dos 3 Gen Genba Genbutsu e Gensho que significam respectivamente olhar o local da ocorrência observar o equipamento observar o fenômeno 25 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV Isso significa que engenheiros e supervisores e demais membros da equipe de análise de falhas devem estar de prontidão para se deslocar para o local da falha o quanto antes para que assim o máximo de informações sobre o acontecido possa ser coletado Outra ferramenta muito utilizada para investigação das causasraiz e o Método dos Porquês Esse método consiste em indagar os porquês de uma falha ao menos cinco vezes até chegar à causaraiz Um exemplo de aplicação do Método dos Porquês simultaneamente ao Princípio dos 3 Gen é ilustrado na figura 28 O quadro a seguir ilustra os principais aspectos a serem observados na busca pelas causasraiz das falhas Todos os aspectos da falha devem ser levados em consideração não sendo excluída nenhuma possibilidade durante a investigação uma vez que uma causa não exclui a possibilidade de ocorrência de outra Figura 28 Utilização do Método dos Porquês e do Princípio dos 3 Gen para solucionar um problema na indústria Vazamento de óleo pela mangueira do cilindro atuador Por que Baixo Nível de Óleo Hidráulico Por que Mangueira rachada próximo à conexão superior do cilindro Por que A mangueira está mal posicionada e torcida A borracha da mangueira está deteriorada Por que A mangueira foi instalada incorretamente Por que A mangueira ficou exposta ao calor luz e umidade durante a estocagem A mangueira permaneceu estocada por mais de cinco anos Mangueiras de borracha não são trocadas periodicamente CAUSAS FUNDAMENTAIS Utilizar o Princípio dos 3 Gen Ir ao local Genba Observar as evidências ou objetos afetados Genbutsu Entender o fenômeno Gensho Fonte adaptado de Xenos 2004 26 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS Quadro 5 Aspectos a serem observados na busca das causas fundamentais das falhas Aspectos Conteúdo da Observação Padronização de Manutenção Existem padrões de inspeção A periodicidade das inspeções e seus critérios de julgamento valores padrão estão definidos Existem padrões de reforma dos equipamentos As periodicidades das reformas estão definidas Existem padrões de troca das peças A periodicidade das trocas e seus critérios de julgamento estão definidos Existem procedimentos de inspeção reforma e troca de peças manuais de manutenção Existem meios para registrar os resultados reais das inspeções reformas e trocas das peças Cumprimento dos Padrões de Manutenção As inspeções regulagens e trocas de peças dos equipamentos estão sendo feitas com base nos padrões e de acordo com a periodicidade estabelecida As inspeções regulagens e trocas de peças dos equipamentos estão sendo feitas com base nos procedimentos manuais de manutenção Os resultados reais das inspeções regulagens e trocas de peças estão sendo registrados Condições de Operação dos Equipamentos Existem procedimentospadrão para operar os equipamentos manuais de operação Os equipamentos estão sendo operados de acordo com os procedimentos padrão Ambiente de Operação dos Equipamentos O ambiente de operação dos equipamentos é favorável Observar o ambiente de operação dos equipamentos quanto à presença de poeira água álea eletricidade estática e agentes corrosivos e quanto às condições desfavoráveis de temperatura umidade e vibração Evidências das Peças Danificadas As especificações do equipamento estão disponíveis Verificar se existem erros do projeto ou fabricação das peças do equipamento quanto à resistência dos materiais tipos de materiais utilizados e dimensionamento Introduzir melhorias Houve erro de operação ou sobrecarga do equipamento ultrapassando sua capacidade Revisar os procedimentospadrão de operação Respeitar a capacidade do equipamento e introduzir melhorias para atender às necessidades de produção quanto a volume velocidade e carga Houve erro de manutenção durante a inspeção regulagem e troca de peças dos equipamentos Revisar padrões de manutenção Outros Houve erro na compra das peças de reposição peças fora de especificação As condições de manuseio e armazenamento das peças de reposição são desfavoráveis Existem padrões e procedimentos de inspeção de recebimento das peças de reposição Houve erro durante a inspeção de recebimento das peças de reposição O conhecimento e habilidades do pessoal de manutenção e produção são suficientes As condições de trabalho do pessoal de manutenção e produção são adequadas Verificar se o ambiente de trabalho contribui para os erros de manutenção e operação Todas as ferramentas e instrumentos de teste necessários à manutenção e à produção estão disponíveis e calibrados Verificar a existência e as condições dos dispositivos de segurança dos equipamentos Fonte Xenos 2004 Estabelecendo contramedidas Após a correção dos sintomas e identificação das causasraiz devem em seguida ser estabelecidas as contramedidas a fim de evitar ou minimizar novas ocorrências dessa 27 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV falha O quadro a seguir ilustra possíveis contramedidas para uma falha hidráulica É importante salientar que não se deve tomar contramedidas até se ter certeza absoluta de que as causas fundamentais foram encontradas do contrário essas medidas terão apenas efeito paliativo sendo portanto um gasto desnecessário Quadro 6 Exemplos de contramedidas para uma falha hidráulica Causas Fundamentais Contramedidas de Bloqueio das Causas Fundamentais e Propostas de Introdução de Melhorias Comentários A mangueira foi instalada incorretamente Treinar grupo de reparo quanto aos procedimentos de manuseio e instalação de mangueiras de borracha elaborar Procedimento Operacional Padrão Treinar inspetores de manutenção quanto aos critérios de inspeção de mangueiras de borracha revisar padrões de inspeção periódica dos equipamentos inclusive intervalos Como contramedida adicional inspecionar equipamentos similares quanto às condições de instalação de mangueiras hidráulicas de borracha A qualidade da execução da manutenção e dos reparos nesse caso a troca da mangueira influencia na ocorrência de falhas Além disso houve falha da inspeção que não detectou a instalação incorreta da mangueira com antecedência A mangueira ficou exposta a luz calor e umidade durante a estocagem A mangueira permaneceu estocada por mais de cinco anos Melhorar condições de estocagem de itens de borracha no almoxarifado providenciar câmara escura com controle de temperatura e umidade Revisar procedimentos de estocagem de itens de borracha introduzir sistema first in first out para garantir rotatividade dos itens em estoque Estabelecer limite de vida em prateleira para os itens de borracha revisar o sistema de materiais para permitir o controle da vida em prateleira Itens de borracha se degradam rapidamente sob condições de estocagem desfavoráveis particularmente quando expostos a luz ozônio calor umidade e poeira Buscar as causas fundamentais das falhas também nas prateleiras dos almoxarifados Mangueiras de borracha não são trocadas periodicamente Trocar as mangueiras de borracha de acordo com a periodicidade recomendada pelo fabricante revisar plano de manutenção dos equipamentos Fazer estudo técnicoeconômico para aumento do intervalo de troca das mangueiras hidráulicas avaliar possibilidade de utilizar mangueiras de teflon Itens com vida útil limitada devem ser trocados periodicamente Fazer uso da tecnologia novos materiais mais resistentes e introduzir melhorias nos equipamentos Avaliar a relação custobenefício das melhorias Fonte Xenos 2004 Um problema recorrente é a falta de acompanhamento na implementação das contramedidas A única maneira de garantir o sucesso da implementação das contramedidas é fazendo o seu monitoramento dentro de prazos predeterminados A melhor maneira de se acompanhar a implementação de melhorias é por meio da criação de um plano de ação como o descrito no quadro a seguir e por meio da realização de reuniões periódicas Nessas reuniões as melhorias propostas sua validade planos de execução e grau de atingimento podem ser verificados e cobrados 28 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS Quadro 7 Exemplo de plano de ação Contramedidas What Justificativas Why Responsável Who Local Where Cronograma When Procedimento How Semana 1 Semana 2 Semana 3 1 Modificar projeto do eixo para aumentar o raio de concordância entre as superfícies transversais Para reduzir a concentração de tensões entre as superfícies transversais do eixo Daniela Departamento de Engenharia Modificar desenhos e especificações de engenharia e informar o Departamento de Compras sobre as novas especificações 2 Reavaliar material empregado no eixo por meio de testes de resistência Para avaliar a resistência do eixo aos esforços combinados de flexão e rotação Rogério Departamento de Engenharia Rever especificação do material do eixo Utilizar um dos eixos em estoque como corpo de prova para os testes de resistência 3 Na partida do equipamento sincronizar o acionamento das rodas direita e esquerda em todos os carros Para evitar a aplicação de esforços assimétricos nas rodas direita e esquerda Newton Departamento de Engenharia Projetar mecanismo sincronizador e alterar sistema de acionamento elétrico das rodas direita e esquerda 4 Fazer testes de detecção de trincas ultrassom em outros eixos de outros carros de transferência Para verificar a presença de trincas em outros eixos em uso da fábrica e substituí los antes que falhem Fábio Áreas de Produção Fazer testes de detecção de trincas segundo procedimento de manutenção T051 92 5 Reduzir o intervalo de inspeção dos eixos de 30 para 10 dias contramedida temporária Para evitar outras falhas até que as contramedidas 1 a 4 tenham sido executadas Cláudia Departamento de Manutenção Alterar temporariamente o programa de manutenção dos carros e sistema de ordens de serviço Fonte Xenos 2004 Como fazer o registro das falhas O registro de falhas é sem dúvidas tão importante quanto seu tratamento É comum observar departamentos de manutenção em que gerentes supervisores e técnicos não sabem responder satisfatoriamente a perguntaschave como 29 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV quais são os tipos e em quais equipamentos as falhas são predominantes Isso demonstra o pouco domínio da equipe de manutenção sobre as causasraiz de falha na linha de produção sendo então previsível que a confiabilidade da planta seja extremamente baixa Uma vez que as falhas sejam corretamente identificadas e tratadas tendese a queda no número de ocorrências Contudo como já explicado anteriormente é impossível eliminar por completo as falhas Caso uma falha ocorra novamente após toda sua equipe de análise ter se aposentado ou mudado de emprego a nova equipe de manutenção teria que começar do zero a investigação do evento perdendo um tempo precioso que poderia ser empregado em outras atividades Uma maneira de evitar esse retrabalho é a utilização de um sistema de registro de falhas Esse sistema de registro de falhas permite não apenas encontrar rapidamente a solução para um problema específico como também fornecer subsídios para problemas semelhantes Por outro lado caso as falhas sejam documentadas mas seus dados não sejam analisados periodicamente deixando a informação por eles gerada em sua forma bruta o trabalho do registro pode ser considerado desperdiçado Mesmo que a coleta e a análise de dados de uma falha levem mais tempo que um brainstorming ainda assim a presença de dados prévios é um caminho mais seguro no auxílio a se romper o círculo vicioso das falhas O problema é como fazer essa coleta de informações da maneira mais efetiva possível permitindo rápidas análises e tomadas de ações A simples presença de um grande banco de dados não garante que seja prática a extração de suas informações Esses fatos demonstram que o objetivo dos registros não deve ser apenas guardar informações mas também fornecêlas de maneira concisa e coesa aos futuros consultantes Um formulário de registro de falhas deve conter apenas informações relevantes não sendo aceitável nenhuma informação além das absolutamente necessárias para o gerenciamento das falhas Formulários e registros feitos à mão estão perdendo cada vez mais espaço para suas versões digitais uma vez que essas podem ser mais facilmente armazenadas consultadas e alteradas Por fim ao se elaborar os sistemas de registros de falhas não é possível negligenciar o fato de que essa atividade é sem dúvida entediante especialmente se os relatórios exigidos forem longos e complexos Isso reforça mais uma vez a 30 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS premissa de que quanto menos e mais conciso o relatório for melhor Não existe formatopadrão para o registro da falha contudo segundo Xenos 2004 estes são pontos cruciais a serem abordados nesse relatório Detecção da falha local equipamento ou instalação data e hora da ocorrência descrição da falha por quem a falha foi detectada Perdas o tempo total de interrupção da produção perdas de produção acidentes com pessoas Ações corretivas tempo de reparo método empregado no reparo Investigação das causas fundamentais identificação e listagem das causas fundamentais Ações de bloqueio das causas fundamentais contramedidas iniciais propostas plano de ação plano de aplicação das contramedidas para equipamentos similares O relatório de falha pode ser preenchido pelo técnico de manutenção ou qualquer outro funcionário com conhecimentos técnicos suficientes para preenchêlo desde que esse tenha participado da equipe de investigação da falha É recomendado que o relatório seja revisado pelos supervisores ou gerentes imediatamente após sua conclusão quando os detalhes da falha ainda estão recentes na memória de todos Caso o número de falhas seja muito elevado e os supervisores não tenham tempo de avaliar todos os relatórios de falhas podese estipular um parâmetro 31 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV de corte como tempo de parada para definir quais relatórios devem chegar às mãos dos chefes Por exemplo apenas falhas que gerem paradas superiores a 30 minutos devem ser revisadas por supervisores sendo paradas inferiores a essa tratadas apenas pelo nível técnico Um exemplo hipotético muito interessante sobre a análise de falha em uma empresa de mineração e todos os passos seguidos pode ser encontrado no livro Gerenciando a manutenção produtiva do professor Harilaus G Xenos 2004 As falhas reincidentes são um dos maiores problemas para qualquer empresa devendo ser tratadas por meio de análises periódicas dos registros de falha Quanto maior é a existência de falhas maior deve ser a frequência e a análise dos dados dos relatórios sobre elas gerados A análise das falhas possibilita ao Departamento de Manutenção conhecer em que áreas e setores serão necessários concentrar os esforços para atacar as falhas crônicas Com uma análise mais profunda fica claro que muitas falhas tendem a ocorrer em uma pequena quantidade de equipamentos obedecendo assim ao princípio de Pareto É recomendada a utilização dos gráficos de Pareto pois eles permitem visualizar a frequência de reincidência das falhas sob a ótica do número de ocorrências e do tempo de parada Em relação à estrutura do sistema de análise de falhas é necessário esclarecer o método de análise utilizado a periodicidade da falha quem deverá ser informado de acordo com os resultados quem definirá os projetos e suas metas quando os resultados deverão ser divulgados para as demais áreas Com essa finalidade podese elaborar um fluxograma similar ao da figura 29 que indica as fases da análise da falha desde suas investigações iniciais até a análise periódica dos relatórios de falhas 32 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS Figura 29 Fluxograma de análise de falhas PRODUÇÃO MANUTENÇÃO Operador Supervisor Chefe Gerente Diretor Investigação da causa fundamental da falha no local da ocorrência utilizando o Princípio dos 3 Gen e o Método dos Porquês Investigar sob o ponto de vista da operação do equipamento Houve erro de operação Recebe informação sobre a causa da falha e contramedidas Elaboração do Relatório de Falha Revisa comentários dos supervisores e arquiva relatório Revisa comentários dos supervisores se houver Sempre revisa o relatório na manhã seguinte à ocorrência da falha 3 Gen Revisa o relatório dependendo da gravidade da falha e do seu nível de influência na produção Revisa comentários dos supervisores se houver Idem anterior Chefe Revisa o relatório somente para falhas graves que afetaram a produção por exemplo parada de uma hora Revisa comentários dos supervisores se houver Ações Comentários Informação Fonte Xenos 2004 A figura 30 ilustra todas as etapas explicadas neste capítulo em um fluxograma Por meio da utilização dos conceitos aprendidos nesta unidade é possível conhecer a situação em que se encontra a manutenção dos equipamentos da empresa e concentrar os recursos e mão de obra nos setores críticos Os departamentos de manutenção devem seguir as regras básicas a fim de melhorar a confiabilidade de sua linha de produção O fator mais importante na solução de uma falha é a coleta de dados Por meio da análise dos dados coletados é possível entender a real natureza das falhas aumentando a eficácia das ações corretivas A análise das informações registradas nos relatórios de falhas deve ser feita levando em conta o número de ocorrências e o tempo de parada dos equipamentos 33 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV Ao ocorrerem as falhas devese realizar ações corretivas de maneira confiável a fim de reestabelecer as condições de produção o mais rápido possível A busca pelas causas fundamentais das falhas é sem dúvidas a melhor maneira de combater sua reincidência pois assim as contramedidas podem ser tomadas da maneira mais efetiva possível Após realizadas as contramedidas baseadas no estudo das causas fundamentais da falha os resultados devem ser acompanhados e relatados para servirem de base de dados para casos futuros Figura 30 Fluxograma detalhado do sistema de tratamento de falhas Causa Fundamental Causa Fundamental Causa Fundamental Causa Fundamental FALHA Ação corretiva apenas para remoção do sintoma Investigação da causa fundamental da falha no local da ocorrência utilizando o Princípio dos 3 Gen e o Método dos Porquês Elaboração do Relatório de Falha registrando principalmente Descrição da falha Ação corretiva tomada Causa fundamental Ações de bloqueio contramedidas da causa fundamental para evitar a reincidência da falha 5W1H Revisão dos Relatórios de Falhas pelos níveis hierárquicos superiores Utilizar novamente o Princípio dos 3 Gen Sugestão de ações corretivas adicionais caso necessário Sugestão de outras causas fundamentais caso a investigação inicial tenha sido incompleta e contramedidas adicionais Executar 5W1H Reunião de revisão periódica dos Relatórios de Falha 5W1H em andamento para Verificar se as causas fundamentais foram corretamente identificadas Acompanhar a execução das contramedidas conforme 5W1H Planejar novas contramedidas e revisar 5W1H Estender contramedidas para equipamentos similares Análise periódica dos Relatórios de Falha Fazer análise de Pareto Identificação de falhas reincidentes e prioritárias para definição de projetos com metas Execução dos projetos por meio do PDCA de Solução de Problemas Fonte Xenos 2004 34 CAPÍTULO 3 FERRAMENTAS PARA O AUMENTO DA CONFIABILIDADE Análise do Modo e Efeito de Falha FMEA A Análise do Modo e Efeito de Falha FMEA do inglês Failure Mode and Effect Analysis tem como finalidade a identificação e priorização de potenciais falhas em equipamentos sistemas e processos Esse sistema foi criado a fim de hierarquizar as falhas potenciais de maneira lógica fornecendo assim recomendações de ações preventivas A análise e solução dessas falhas é feita por especialistas atuando em três níveis projeto processo e sistema Quadro 8 Níveis do FMEA PROJETO PROCESSO SISTEMA FINALIDADE Eliminar as causas da falha durante o projeto do equipamento Deve levar em consideração aspectos como manutenibilidade e segurança Controle de operação e manutenção do equipamento Analisar falhas em potencial e gargalos na cadeia produtiva Fonte BenDaya 2009 A equipe de manutenção fica mais envolvida na FMEA de processo sendo dessa área oriundos os especialistas para realizar as análises de falhas Isso se justifica pelo fato de que a equipe de manutenção tem maior familiaridade com a instalação e operação dos equipamentos Essa equipe deve contar com engenheiros e técnicos sendo a formação desses a mais complementar possível a fim de que decisões colaborativas tendam a englobar todas as facetas do problema abordado aumentando assim a produtividade Os principais conceitos utilizados para análise de falhas pelo método FMEA são listados no quadro a seguir Paralelamente à FMEA existe também a FMECA que pode ser entendida como uma medida do risco de falha cuja sigla vem do inglês Failure Mode Effects and Critically Analisys ou seja Análise do Modo Efeito e Criticidade de Falhas Na FMECA a precisão na definição da taxa de risco é proporcional ao número de pessoas envolvidas em sua análise A diferença entre a FMEA e a FMECA é que enquanto a FMEA foca mais no aspecto quantitativo em especial da avaliação de projetos a FMECA também se utiliza de análise crítica ou CA Critically Analisys o qual leva em consideração a probabilidade de ocorrência das falhas na sua classificação KARDEC NASCIF 2001 35 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV Quadro 9 Conceitos utilizados na análise de falhas pelo método FMEA CAUSA Razão por que um elemento do projeto ou processo originou um modo de falha EFEITO Consequência não desejada para o estágio posterior na cadeia produtiva ou para o consumidor MODOS DE FALHA Categorias de falha normalmente descritas FREQUÊNCIA Probabilidade de ocorrência da falha GRAVIDADE DA FALHA Como a falha afetou o estágio posterior da cadeia produtiva ou o consumidor DETECTABILIDADE Facilidade de detecção da falha NÚMERO DE PRIORIDADE DE RISCO NPR Utilizado para priorizar o risco de falha sendo o seu valor obtido pelo produto Frequência x Gravidade x Detectabilidade Fonte Kardec Nascif 2001 A fim de determinar o NPR de um componente em particular o time de especialistas deve identificar e descrever a falha seus efeitos potenciais e com isso determinar a sua frequência gravidade e detectabilidade É usual a utilização de uma escala de 1 a 10 sendo 10 a falha mais grave para quantificar os parâmetros frequência gravidade e detectabilidade O quadro a seguir indica um exemplo de pesos para mensurar as variáveis de cálculo do NPR Todo o grupo de especialistas deve ter conhecimento pleno sobre a falha as variáveis envolvidas durante o ocorrido bem como o significado do evento na cadeia produtiva para assim quantificar de maneira adequada as variáveis geradoras do NPR Após definido o NPR o grupo pode então discutir planos de ação para solucionar o problema abordado Quadro 10 Exemplo de tabela utilizada para mensurar o NPR Componente do NPR Classificação Peso FREQUÊNCIA DA OCORRÊNCIA O Improvável 1 Muito pequena 2 a 3 Pequena 4 a 6 Média 7 a 8 Alta 9 a 10 GRAVIDADE DA FALHA G Apenas perceptível 1 Pouca importância 2 a 3 Moderadamente grave 4 a 6 Grave 7 a 8 Extremamente grave 9 a 10 DETECTABILIDADE D Alta 1 Moderada 2 a 5 Pequena 6 a 8 Muito pequena 9 Improvável 10 36 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS Componente do NPR Classificação Peso ÍNDICE DE RISCO NPR Baixo 1 a 50 Médio 50 a 100 Alto 100 a 200 Muito alto 200 a 1000 Fonte Kardec Nascif 2001 A utilização do FMEA permite se concentrar em falhas potenciais e suas causas permitindo maior agilidade na tomada de ações com a finalidade de evitar falhas futuras Para que seja implantado com sucesso o FMEA se baseia sobretudo na análise de falhas ocorridas previamente Como exemplo Martins 2017 utilizou a demora no banho dos funcionários de uma empresa Após detectado o problema e mobilizada uma equipe interdisciplinar de especialistas foi montada uma tabela de registro e acompanhamento do FMEA da falha em questão ilustrada no quadro a seguir Quadro 11 Modelo de formulário de avaliação de FMEA Processo ou ação Efeito da falha G Causa básica da falha O Meio de detecção D Índice de Risco GxOxD Tomar banho Demora no banho 9 Pequeno fluxo de água no banheiro 7 Verificar sistema de bombeamento de água 5 315 9 7 Inspeção do sistema de água 4 252 9 7 Planejar a utilização de água por meio de escala 1 63 9 Chuveiro sem pressão 6 Inspeção dos tipos de componentes utilizados no sistema 3 162 Fonte Martins 2017 O valor do NPR indica o grau de urgência da ação corretiva sendo assim estipulados os prazos e os responsáveis para cada tarefa conforme o quadro a seguir Quadro 12 Ações prazos e responsáveis estipulados com o auxílio da metodologia FMEA Ações Preventivas Medida Prazo Responsável Instalar bomba hidráulica Um mês João Projetar novo sistema Cinco meses Márcia Fazer escala Dois dias Joaquim Instalar chuveiro apropriado ao sistema 15 dias Pedro Fonte Martins 2017 37 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV Análise da Causaraiz de Falha RCFA A Análise da Causaraiz de Falha RCFA do inglês Root Cause Failure Analysis é um método utilizado para determinar não apenas as causas de problemas e ações apropriadas mas para solucionálos como também evitar a sua reincidência Essa análise é rigorosa e relativamente fácil quando comparada a outros processos Segundo Kardec e Nascif 2001 os principais passos para implementação do RCFA são ilustrados no quadro a seguir Quadro 13 Passos para implementação do RCFA PRINCIPAIS PASSOS PASSO RESPONSÁVEL Análise do Modo e Efeito da Falha FMEA 1 OperaçãoManutenção Preservação da informação da falha 2 Manutenção Organização do Grupo de Análise 3 Gerência de Manutenção Análise 4 Grupo de análise Relatar descobertas 4 Fazer recomendações 4 Acompanhar os resultados 4 Fonte Kardec Nascif 2001 O RCFA se baseia em questionamentos sendo a cada etapa levantado um novo POR QUE sendo esse método repetido até que a pergunta em questão não faça mais sentido Quadro 14 Exemplo de emprego do RCFA para encontrar a causaraiz da falha de uma bomba Pergunta Resposta Por que a bomba falhou O selo falhou Por que o selo falhou Desgaste excessivo das faces de vedação Por que ocorreu o desgaste Houve superaquecimento Por que houve superaquecimento O flushing não estava alinhado Por que o flushing não estava alinhado O operador se esqueceu de abrir a válvula Por que ele se esqueceu Ele é novo na área e não tinha operado ainda uma bomba desse tipo Por que ele não tinha operado esse tipo particular de bomba O seu treinamento não contemplou esse tipo de bomba Fonte Kardec Nascif 2001 No caso acima a falha mecânica foi ocasionada por superaquecimento O superaquecimento teve contudo como causaraiz a falta de treinamento adequado do operador não sendo nesse caso a falha atribuída ao componente 38 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS em si Com base nos dados coletados pelas sucessivas indagações fica claro que se deve manter as especificações do equipamento e treinar melhor os operadores Todas as análises de RCFA feitas devem ser documentadas de preferência de maneira digital pois servirão de base de dados de referência para decisões futuras Um formulário básico de RCFA figura 31 deve conter segundo Kardec e Nascif 2001 os seguintes itens Data de início e conclusão da análise Identificação do equipamento sistema ou planta que está sendo analisado Descrição da ocorrência falha ou incidente Dados que caracterizam as consequências da falha sobre a produção a qualidade do produto o meio ambiente a segurança pessoal e da planta os custos Identificação das causasraiz Recomendações para previnir novas ocorrências Acompanhamento das ações recomendadas 39 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV Figura 31 Exemplo de formulário básico RCFA EMPRESA X Relatório ANÁLISE DAS CAUSASRAIZ DE FALHA RCFA Data Cliente PETRÓLEO ORIENTAL SA Planta REFINARIA CENTRAL Unidade Craqueamento Local CRACAT Equipamento TAG Bomba 03P04B Sistema FUNDO FCC Identificação da Falha Impacto da Falha Falha Futura Ocorrida Perda de Produção Preencha os campos abaixo se a falha já ocorreu Parada de unidade Sim Não Data 2032001 Hora 0240 Total Horas Paradas 4 Empregados que podem descrever a ocorrência Parada Equipamento Sim Não Ântonio Silveira Operador Impacta a Segurança Sim Não Alfredo Campos Martins Supervisor Meio Ambiente Sim Não Classificação da Falha Custo Total da Falha US 835000 Oper ManutX Projeto Master Outras Custo Melhoria Estim US 15000 Tipo de Falha Prazo Execução 35 dias Mec X Elet Quim Outra NPR 30 Descrição da possível falha ou falha ocorrida Citar equipamentos envolvidos Quebra da ponta do eixo na zona de transição de seção provocou roçamento no rotor e carcaça provocando desgaste acentuado Carcaça já apresentava erosão acentuada e o produto vazou para a atmosfera Não ocorreu incêndio pela intervenção imediata Causasraiz Deficiência de projeto do eixo Programa de inspeção de bomba não adequado Recomendações 1 Reprojetar o eixo 2 Substituir os eixos em estoque 3 Modificar a sistemática de inspeção de equipamento Acompanhamento das recomendações Ação Reprojetar eixo Responsável J Ferrer Data Receb 1262001 Prev Conclusão 2262001 Data Conclusão 2162001 Ação Substituir eixos do estoque Responsável A Salgado Data Receb 2562001 Prev Conclusão 2592001 Data Conclusão 2292001 Ação Modificar plano de inspeção Responsável J Ferrer Data Receb 1262001 Prev Conclusão 3062001 Data Conclusão 2962001 Custo Real Melhoria US Aprovação Data 1634900 Fonte Kardec Nascif 2001 40 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS Análise de Falhas Ocorridas MASP Tanto a FMEA quanto a RCFA tem como vantagem atuar na prevenção de falhas contudo ao custo elevado de homenshora Em ambos os métodos a análise de falhas já ocorridas e a elaboração de relatórios e bases de dados permitem prevenir que o mesmo evento ocorra futuramente O Método de Análise e Solução de Problemas MASP oriundo da Gestão pela Qualidade Total GQT é outra ferramenta de análise de falhas que tem como cerne a Análise de Pareto conforme a figura 32 Figura 32 Relação entre causas e problemas segundo a análise de Pareto CAUSAS PROBLEMAS 80 20 80 20 Fonte Adaptado de Smith Hinchcliffe 2003 A relação de Pareto por sua vez indica que ao se atacar as causas mais efetivas podese resolver uma parcela significativamente maior dos problemas aumentando assim a eficiência na solução de problemas Os principais passos para implementação do MASP são ilustrados no quadro a seguir e as principais tarefas de cada etapa nos quadros 15 e 16 O MASP tende a ser mais consistente quanto melhor for o histórico de manutenção Assim como na FMEA e RCFA a interdiciplinaridade da equipe de análise de falhas é fundamental pois assim se abrange uma parcela maior das variáveis do sistema aprofundando mais a sua análise É dado especial enfoque à participação de membros técnicos como mecânicos e operadores pois o conhecimento adquirido pelo trabalho desses muitas vezes não é escrito não chegando assim aos círculos responsáveis por tomar as decisões O período de observação na aplicação do MASP está diretamente ligado à atividade abordada uma vez que etapas posteriores podem ser sequenciais exigindo então ações imediatas Por fim recomendase manter um bom histórico de manutenção a fim de evitar o retrabalho investigativo caso o problema volte a surgir 41 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV Quadro 15 Fluxograma de implementação do MASP PCDA Fluxo Fase Objetivo P 1 Identificação do problema Definir claramente o problema e reconhecer sua importância 2 Observação Investigar as características específicas do problema com uma visão ampla e sob vários pontos de vista 3 Análise Descobrir as causas fundamentais 4 Plano de ação Conceber um plano para bloquear as causas fundamentais D 5 Ação Bloquear as causas fundamentais C 6 Verificação Verificar se o bloqueio foi efetivo Bloqueio foi efetivo A 7 Padronização Prevenir contra o reaparecimento do problema 8 Conclusão Recapitular todo o processo de solução do problema para trabalho futuro Fonte Kardec Nascif 2001 Quadro 16 Tarefas em cada fase do MASP P PLAN PLANEJAMENTO PROCESSO FLUXO TAREFAS IDENTIFICAÇÃO DO PROBLEMA 1 Escolher o problema 2 Levantar o histórico do problema 3 Mostrar perdas atuais e ganhos possíveis 4 Fazer Análise de Pareto para priorizar e estabelecer metas numéricas 5 Definir grupo para análise do problema definindo líder OBSERVAÇÃO 1 Descobrir as características do problema por meio da pesquisa de dados Usar Estratificação 5W1H o Gráfico de Pareto 2 Descobrir as características do problema por meio de observação no local na área campo etc 3 Fazer cronograma orçamento e definir as metas a serem atingidas ANÁLISE 1 Definir as causas que influem no problema Fazer brainstorm e diagrama de Ishikawa 2 Escolher as causas mais prováveis identificadas pelo diagrama de Ishikawa 3 Análise das causas mais prováveis colhendo dados no local Usar lista de verificação e fazer a estratificação dos dados Algumas das causas mais prováveis foram confirmadas Teste de consistência da causa fundamental É possível bloquear N s N s N s 42 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS P PLAN PLANEJAMENTO PROCESSO FLUXO TAREFAS PLANO DE AÇÃO 1 Definir o plano de ação com o grupo que analisou o problema 2 Elaborar plano de ação para bloqueio revisão do cronograma e elaboração do orçamento final Fonte Kardec Nascif 2001 Quadro 17 Tarefas em cada fase do MASP continuação D DO AÇÃO Ação 1 Divulgar o plano e o treinamento para todo o pessoal 2 Executar as ações definidas no plano C CHECK VERIFICAÇÃO Verificação 1 Comparar os resultados utilizando Gráfico de Pareto cartas de controle e histogramas 2 Listar os efeitos secundários positivos ou negativos O problema continua O bloqueio foi efetivo Retornar ao item 2 do Processo OBSERVAÇÃO Prosseguir Vá para o processo de Padronização A ACT AVALIAÇÃO Padronização 1 Elaborar o novo padrão ou revisar o padrão existente 2 Comunicação e treinamento para todo o pessoal 3 Fazer o acompanhamento da utilização do novo padrão Avaliação do processo 1 Relacionar os problemas remanescentes 2 Planejar programa para os problemas remanescentes 3 Fazer avaliação do processo de MASP Fonte Kardec Nascif 2001 De maneira geral independentemente do método de análise de falhas algumas boas práticas são constantes em todos os métodos sendo elas A análise deve ser feita em um grupo o mais interdisciplinar possível A metodologia de análise de falhas do método escolhido deve ser seguida à risca Devem ser registrados falhas progressos fracassos análises e resultados a fim de se criar uma base de dados para futuras consultas Ao fim de cada relatório devem ser escritas recomendações para evitar que as falhas voltem a ocorrer N S 43 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV O processo ou peça analisado deve ser acompanhado a fim de verificar se o problema foi realmente corrigido Na análise de falhas já ocorrida a importância da base de dados de falhas é ainda maior uma vez que devido aos grandes intervalos de falhas possíveis de existir em alguns equipamentos não necessariamente algum membro da equipe de investigação anterior estará presente gerando assim retrabalho ao se investigar novamente o ocorrido Manutenção Centrada na Confiabilidade RCM O termo Manutenção Centrada em Confiabilidade RCM do inglês Reliability Centered Maintenance sendo uma abordagem relativamente nova criada no fim dos anos 1960 com a finalidade de direcionar esforços da manutenção para sistemas em que a confiabilidade é essencial Utilizada inicialmente na indústria aeronáutica visa garantir melhor custobenefício a segurança e o desempenho MOUBRAY 1997 GEHRIS 2015 Segundo Kardec e Nascif 2001 a RCM pode ser utilizada para determinar os requisitos de manutenção de qualquer item físico no seu contexto operacional A RCM difere das abordagens tradicionais principalmente quanto ao embasamento de suas ações em função de novos objetivos introduzindo assim novos conceitos a serem aplicados GARZA 2002 As principais diferenças entre o RCM e os modelos tradicionais são sumarizadas no quadro a seguir Quadro 18 Quadro comparativo entre a manutenção tradicional e a RCM CARACTERÍSTICAS MANUTENÇÃO TRADICIONAL RCM 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 Falhas Consequência das falhas Normalização Não Sim Priorização Inexistente Por função Fonte De Siqueira 2005 Com base nas características apresentadas no quadro 18 fica claro que a RCM dá maior enfoque à função do que ao equipamento em si Diferentemente da 44 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS manutenção tradicional a RCM atua por meio da utilização rigorosa sistêmica de dados obtidos agindo assim com uma metodologia estruturada no combate às consequências das falhas e seus efeitos mais significativos O objetivo da RCM ao otimizar o processo de manutenção é garantir as expectativas geradas a ele A RCM segundo Smith e Hinchcliffe 2003 veio da necessidade de desenvolver uma estratégia que visa aumentar simultaneamente a disponibilidade do sistema e sua segurança com o melhor custobenefício Segundo Moubray 1997 quando aplicadas de forma adequada as técnicas referentes à RCM reduzem de 40 a 70 a rotina de tarefas de manutenção sem prejuízos para a logística ou segurança do processo O desempenho máximo do RCM só pode ser atingido contudo com cooperação total entre os setores de projeto operação e manutenção BACKLUND 2003 O RCM tem como metodologia básica responder de forma sequencial a sete questões sobre o processo em análise GARZA 2002 BACKLUND 2003 SMITH HINCHCLIFFE 2003 1 Quais funções devem ser preservadas 2 Quais as falhas funcionais 3 Quais os modos de falha 4 Quais os efeitos da falha 5 Quais as consequências da falha 6 Quais as tarefas aplicáveis e efetivas 7 Quais as alternativas restantes Sendo proposta por De Siqueira 2005 uma oitava questão 8 Qual a frequência ideal para as tarefas Como informado anteriormente essas questões devem ser respondidas de maneira sequencial e estruturada sendo que cada etapa possui ferramentas e critérios próprios de modelagem e análise para sua resolução Na manutenção de um equipamento ou sistema podese resumir o RCM em sete etapas GARZA 2002 SMITH HINCHCLIFFE 2003 Etapa 1 Identificação das funções do sistema Etapa 2 Análise dos modos de falha e efeitos 45 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV Etapa 3 Seleção das funções significantes Etapa 4 Seleção das atividades aplicáveis Etapa 5 Avaliação da efetividade das atividades Etapa 6 Seleção das atividades aplicáveis e efetivas Etapa 7 Definição da periodicidade das atividades A figura 33 ilustra os processos presentes em cada etapa de análise e implantação do RCM Figura 33 Diagrama de implantação do RCM PLANEJAMENTO E PREPARAÇÃO 1 Definir time e responsabilidades 2 Identificar itens de análise 3 Priorizar itens 4 Documentar processo de revisão 5 OrientaçãoTreinamento 6 Definir critérios Resultado Nível de AnálisePlanejamento MCC ANÁLISE 1 Início da análise 2 Coleta inicial de dados 3 Divisão do hardware 4 Funções 5 Falhas funcionais 6 Modos de falhas 7 Efeitos das falhas 8 Consequências das falhas 9 Análises das atividades 10 Seleção das atividades Critérios de Manutenção EXECUÇÃO 1 Plano de manutenção 2 Execução das atividades periódicas Plano de Manutenção MANUTENÇÃO DA ANÁLISE 1 Questões emergenciais 2 Mudanças de hardware 3 Evolução ou atraso da análise 4 Revisão dos documentos 5 Auditoria do processo Banco de Dados Fonte Leverette 2006 Baran 2012 46 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS Funções do sistema Nessa etapa são determinadas as funções realizadas pelo sistema e seus subsistemas com base no contexto operacional de cada função Segundo Moubray 1997 as ações presentes nessa etapa são definição do nível de análise seleção dos sistemas coleta de informações e identificação dos sistemas identificação das funções do sistema Na primeira etapa é definido o nível de análise quanto à profundidade do sistema sistema subsistemas componentes etc sendo decididos os parâmetros a serem utilizados nessa seleção SMITH 1993 SMITH HINCHCLIFFE 2003 Abordagens muito rasas em nível de componente restringem uma possível visão global do efeito das falhas sobre o sistema contudo uma abordagem desnecessariamente ampla em nível de sistema demanda muitos recursos sendo muitas vezes inviável Na segunda etapa são considerados prioritários os sistemas que possuem impacto sobre a segurança ambiente custo e frequência das tarefas de manutenção preventiva e corretivas A análise de Pareto que afirma que 80 dos efeitos são oriundos de 20 das causas é também um importante critério de análise de dados a ser utilizada como critério de criticidade SMITH HINCHCLIFFE 2003 A terceira etapa referente à coleta de informações sobre o sistema selecionado tem como finalidade servir de base para análises posteriores sendo complementada de acordo com a necessidade do processo em questão Nessa etapa são utilizados manuais técnicos dados de falhas fichas de manutenção diagramas e esquemas técnicos de funcionamento perícias e entrevistas com os envolvidos no processo Ainda na terceira etapa a identificação dos sistemas é sem dúvidas uma etapa fundamental do RCM uma vez que são baseados nessa etapa os estudos sobre funções e falhas do sistema Os principais objetivos da etapa de identificação são definir e descrever os limites do sistema identificando suas variáveis de entrada e saída para com isso estabelecer o contexto operacional 47 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV A etapa final de documentação pode ser realizada por diversos métodos devendose levar em conta para a escolha a disponibilidade de recursos e a necessidade do processo Como principais métodos destacamse DE SIQUEIRA 2005 Formulário de documentação é um documento padronizado com dados que contém informações do sistema em analise do seu analista e da empresa Nesse documento é reservada uma parte considerável para que sejam inseridas informações da análise como tabelas gráficos esquemas e diagramas Diagrama esquemático nesse diagrama são mostradas ligações físicas entre os componentes e as demais informações técnicas referentes ao processo Diagrama organizacional desmembra o sistema em níveis progressivamente inferiores de forma hierárquica Diagrama de blocos por meio da utilização de blocos ou subsistemas esse diagrama divide o sistema ilustrando assim o conjunto de funções e operações além de suas interfaces e interdependências A figura 34 ilustra um diagrama de blocos de controle de velocidade de um motor Figura 34 Exemplo de um diagrama de blocos MOTOR Célula de carga Amplificador de sinais Controlador Link Drive Acionamento POTÊNCIA E CONTROLE LINK LINK Sistema acionamento Subsistema controle Sistema Lógico Painel Supervisão PROFIBUS ETHERNET Set point Display Supervisão Controlador Lógico Conversor ProfibusLink Alimentação Comando e Potência Fonte Baran 2012 48 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS Limites e interfaces do sistema A identificação das variáveis ou interfaces de saída de um sistema é sem dúvida uma das etapas mais importantes do RCM uma vez que o nível de desempenho desejado para cada função é fator direto dessa identificação MOUBRAY 1997 O ato de definir os limites do sistema ou subsistema resulta fundamentalmente na descrição das ações ou exigências que o ele deve realizar sendo possível assim avaliar a sua capacidade e desempenho produtivo dentro dos limites especificados para todos seus modos de operação A identificação de limites e interfaces do sistema deve ser efetuada de maneira cuidadosa uma vez que o sistema pode possuir funções não tão óbvias ou passivas as quais ao serem ignoradas ou confundidas com funções vestigiais podem ter um impacto extremamente negativo em todo o processo Após a identificação as funções devem ser divididas em primárias e secundárias a fim de priorizar seu impacto na segurança meio ambiente instalação e operação Falha operacional Uma vez que falhas comprometem diretamente o princípio do RCM de preservar as funções do sistema eliminar as falhas é sem dúvida um dos maiores objetivos da manutenção Após definidas as funções do sistema a etapa posterior é determinar quais fatores podem fazer com que o sistema pare de realizar essa função traçando assim as diretrizaes para detectar prevenir e reduzir a ocorrência da perda de função Os pontoschave dessa etapa são o foco da análise na perda da função e não na perda do equipamento o conceito de que falha é mais do que a simples perda de uma função uma vez que um mesmo equipamento pode ter várias funções não sendo todas igualmente importantes Segundo Moubray 1997 falha é a interrupção ou alteração na capacidade de um sistema de desempenhar a função a ele atribuída A falha pode ser classificada quanto a sua origem extensão velocidade manifestação e criticidade No que tange ao RCM as falhas são classificadas quanto ao efeito que provocam no funcionamento do sistema podendo ser funcionais ou potenciais Como falha funcional podese entender a incapacidade de um sistema de execuar alguma de suas funçõespadrão Quando as falhas são detectadas durante o trabalho da equipe são chamadas de falhas evidentes não sendo detectáveis são falhas 49 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV ocultas e quando combinadas as falhas ocultas e as evidentes temse as falhas múltiplas Falha potencial é quando uma falha funcional é identificável e mensurável anteriormente ou na iminência de sua ocorrência Uma falha em potencial se inicia no momento em que o sistema começa a apresentar uma alteração de desempenho em sua função podendo evoluir até o estágio final de falha funcional conforme ilustra a figura 35 Figura 35 Evolução entre a falha potencial e funcional Ponto onde a falha começou a ocorrer FALHA POTENCIAL Ponto onde a falha começou a ser detectada FALHA FUNCIONAL Perda da capacidade ou da função do ativo Vida útil Condição Nenhuma estimativa de vida útil Vida útil está limitada porém sem predição exata Precisão na vida útil restante tomar ação Iminência de falha Intervalo PF Fonte Baran 2012 Chamase intervalo PF a faixa compreendida entre o início da falha potencial e a ocorrência da falha funcional As ações de manutenção devem ser concentradas nesse período sendo mais eficiente o sistema de manutenção quanto mais à esquerda do intervalo essa falha for detectada É responsabilidade da engenharia de confiabilidade o estudo dos mecanismos de falha sendo uma das mais comuns expressões gráficas da confiabilidade quanto à taxa de falhas de um sistema em relação a sua vida útil a já comentada curva da banheira ilustrada na figura 36 A taxa de falhas diminui e se estabiliza com o passar do tempo aumentando ao fim da vida útil do equipamento Esse padrão de falha contudo não apresenta um elevado grau de predição de falhas para sistemas mais complexos sendo esse fato um impulso para novas teorias e modelos de confiabilidade 50 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS Figura 36 Curva da banheira Mortalidade Infantil Grande incidência de falhas devido a componentes mal fabricados defeitos de projetos e instalação Amadurecimento da vida útil Falhas aleatórias devido a erros e condições inadequadas de operação Envelhecimento ou Degradação Aumento de taxa de falhas causado pelo excesso de uso desgaste deterioração envelhecimento etc Tempo Taxa de Falhas Início da degradação Degradação constante Aumento exponencial da degradação Fonte Baran 2012 Por meio dos estudos de Nowlan e Heap 1978 a curva da banheira foi atualizada sendo identificados seis padrões de taxa de falhas de equipamentos conforme ilustra a figura 37 O padrão A é a curvapadrão da banheira com altas taxas de mortalidade infantil estabilização das falhas e aumento das falhas ao fim da vida útil No padrão B a taxa de falha é constante com um aumento significativo ao fim da vida útil sendo essa curva típica de motores de movimento alternado O padrão C mostra um aumento gradual da taxa de falhas durante a vida útil de equipamentos sendo característico de sistemas como turbinas engrenagens e rolamentos O padrão D relata um equipamento com taxa de falhas reduzidas no início de sua vida útil ou após sua manutenção seguido de aumento e estabilização na taxa de falha O padrão E apresenta uma taxa de falhas constante durante toda a vida útil Por fim o padrão F ilustra um equipamento com elevada mortalidade infantil seguida de estabilização ou pequeno aumento na taxa de falhas sendo comum em equipamentos eletrônicos Segundo De Siqueira 2005 os padrões de falha em todos os componentes ocorrem por desgaste progressivo falha intempestiva desgaste por fadiga ou mortalidade infantil 51 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV Figura 37 Padrões de falha Padrão A Padrão B Padrão C Padrão D Padrão E Padrão F Tempo Tempo Tempo Tempo Tempo Tempo Taxa Taxa Taxa Taxa Taxa Taxa 7 14 68 4 5 2 Fonte Nowlan Heap 1978 Baran 2012 É importante distinguir modo de falha da causa da falha uma vez que o modo descreve o que está errado na função do sistema enquanto a causa descreve o motivo de a função estar errada Em um equipamento a causa da falha representa o fenômeno que induz ao seu modo de falha O modo de falha pode possuir diferentes causas de falha em virtude das particularidades de cada sistema As causas mais comuns de falhas são erros de projeto defeitos do material ou processo de fabricação falhas de instalação condições operacionais inadequadas falhas de manutenção e falhas operacionais Os modos de falha devem ser classificados de acordo com seu impacto no nível de desempenho na função definida sendo fenômenos que podem induzir a uma falha Segundo Moubray 1997 um desempenho inferior ao desejado um desempenho superior à capacidade inicial e ao não cumprimento do desempenho desde o início Os modos de falha podem ser originados de sistemas mecânicos elétricos estruturais ou humanos Implantação do RCM Como na implantação de qualquer processo em qualquer organização a implantação do RCM deve ser apoiada pela alta gerência havendo assim comprometimento de todos e aporte de recursos Segundo Kardec e Nascif 2001 é recomendado que o RCM tenha um coordenador geral ou gestor atuando na supervisão da implantação do processo A equipe de análise de RCM deve ser multidisciplinar 52 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS contando com profissionais da operação manutenção inspeção e segurança com eventuais participações de fabricantes de equipamentos ou especialistas externos A figura 38 ilustra a estrutura básica de implantação do RCM Figura 38 Esquema de implantação do RCM Coordenador Geral de RCM Planta A Coordenador Facilitador Planta B Equipe de RCM Engenheiro de Manutenção Supervisor de Manutenção Técnico de Operação Executante de Manutenção Operador Inspetor de Equipamentos Técnico de Segurança Fonte Kardec Nascif 2001 Ambos coordenador geral e coordenador de planta facilitador devem ser especialistas em manutenção com treinamento prévio em RCM Eles devem garantir orientação correta sobre o funcionamento do RCM aos demais funcionários buscar decisões consensuais nas análises em grupo prezando pela objetividade das reuniões e preenchimento das documentações exigidas É de extrema importância que os participantes dos grupos não sejam substituídos durante uma análise É também responsabilidade dos coordenadores que todos os equipamentos da planta sejam contemplados pela manutenção Resultados da análise e benefícios do RCM A implantação do RCM gera como resultados principais segundo Kardec e Nascif 2001 Melhoria na compreensão do funcionamento do equipamento ou sistema uma vez que proporciona a ampliação dos conehcimentos dos membros dos diversos setores envolvidos 53 AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS UNIDADE IV Com o trabalho em grupo ganhase eficiência na análise e por consequência solução dos problemas A definição dos modos e causas básicas de falha do item desenvolvendo assim os mecanismos para evitálas A elaboração e implementação das etapas para garantir que o item tenha o nível de performance desejado por meio de planos de manutenção procedimentos operacionais e listas de modificação e melhorias Os principais benefícios do RCM são listados abaixo KARDEC NASCIF 2001 GARZA 2002 BACKLUND 2003 SMITH HINCHCLIFFE 2003 LEVERETTE 2006 Otimização do desempenho operacional Uma vez que não são descartados quaisquer tipos de manutenção pelo RCM sua metodologia permite ser aplicada em várias etapas O RCM irá auxiliar na escolha do tipo mais eficaz de manutenção para cada situação específica Maximização do custo x benefício A determinação de funções e análises detalhadas garantem que o tipo de manutenção escolhido seja o mais adequado para a situação criando assim uma redução de 40 a 70 nas tarefas rotineiras de manutenção e de 10 a 30 nos trabalhos emergenciais Ganhos relativos à segurança e ao meioambiente Os impactos das falhas sobre a segurança e o meio ambiente são priorizadas pela RCM Aumento da vida útil dos equipamentos A melhor eficiência na aplicação de técnicas de manutenção preditiva em equipamentos complexos e dispendiosos resulta no aumento da sua vida útil Criação de bases de dados de manutenção Auxiliada pela equipe interdisciplinar as análises das falhas favorecem a criação de uma ampla base de dados de falhas fazendo assim com que caso essas falhas venham a ocorrer futuramente elas possam ser mais rapidamente evitadas ou solucionadas Motivação pessoal A maior participação e interação entre setores em conjunto com o aumento de eficiência global dos processos gera aumento na motivação dos trabalhadores Maior compartilhamento de problemas da manutenção Uma vez que setores de projeto operação e manutenção agem em conjunto os problemas 54 UNIDADE IV AS FALHAS NOS EQUIPAMENTOS passam a ter maior compartilhamento sendo que com que mais mentes de outras áreas participando do brainstorm para compreensão e solução dos problemas esses tendem a apresentar maior taxa de sucesso na correção Geração de maior senso de equipe Uma vez que é incentivada a maior interação entre membros do mesmo setor e de outros setores nos grupos de análise desenvolvese maior senso de trabalho em equipe Outros conceitos específicos sobre o RCM podem ser encontrados nas normas SAE JA1011 Evaluation Criteria for ReliabilityCentered Maintenance RCM Processes e SAE JA1012 A Guide to the ReliabilityCentered Maintenance RCM Standard 55 REFERÊNCIAS ABRAMAN Associação Brasileira de Manutenção e Gestão de Ativos A situação da manutenção no Brasil 2013 BACKLUND F Managing the introduction of reliabilitycentred maintenance RCM RCM as a method of working within hydropower organisations Luleå Tekniska Universitet 2003 BARAN L R Manutenção centrada em confiabilidade aplicada na redução de falhas um estudo de caso 2012 Disponível em httprepositoriorocautfpredubrjspui bitstream114503PGCEGIPMVII201112pdf Acesso em 26 out 2021 BENDAYA M Failure mode and effect analysis In Ed Handbook of maintenance management and engineering Springer 2009 pp 7590 BRANCO FILHO G A organização o planejamento e o controle da manutenção 1 ed Rio de Janeiro Ciência Moderna 280 p 2008 DE SIQUEIRA I P Manutenção centrada na confiabilidade manual de implementação Rio de Janeiro Qualitymark 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