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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA
DE MINAS GERAIS
CURSO TÉCNICO DE ELETROMECÂNICA
MANUTENÇÃO
ADRIANO TADEU DE OLIVEIRA
CARLOS HENRIQUE SANT’ANA
CARLOS HENRIQUE RUAS
MANUTENÇÃO
Indicadores da Qualidade
BELO HORIZONTE
JUNHO 2011
ADRIANO TADEU DE OLIVEIRA
CARLOS HENRIQUE SANT’ANA
CARLOS HENRIQUE RUAS
MANUTENÇÃO
Indicadores da Qualidade
Pesquisa bibliográfica apresentada à disciplina de Manutenção, do Curso Técnico de Eletromecânica do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, como requisito parcial para a aquisição de conhecimento e obtenção da aprovação na disciplina.
Orientador:Prof. Warley Lopes
BELO HORIZONTE
JUNHO 2011
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO......................................................................................................................5
2 TEMPO MÉDIO ENTRE FALHAS.....................................................................................6
2.1 Definição.............................................................................................................................6
2.2 Exemplo prático.................................................................................................................7
3 MODOS DE FALHAS E ANÁLISES DOS EFEITOS......................................................9
3.1 Definição.............................................................................................................................9
3.2 Exemplo Prático...............................................................................................................10
4 DISPONIBILIDADE FÍSICA...............................................................................................12
4.1 Definição...........................................................................................................................12
4.2 Exemplo prático...............................................................................................................12
5 UTILIZAÇÃO FÍSICA..........................................................................................................14
5.1 Definição...........................................................................................................................14
5.2 Exemplo prático...............................................................................................................14
5 CONCLUSÃO......................................................................................................................16
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1 INTRODUÇÃO
Parte da grande maioria das empresas que procuram ter seu espaço no mercado,
com uma cota de participação estável ou crescente, devem ter pelo menos um
desempenho classe mundial. Isso significa percorrer de um determinado
desempenho para o melhor desempenho. O caminho que se percorre de uma para
outra situação deve ser balizado por indicadores de desempenho. Somente esses
permitem uma quantificação e acompanhamento dos processos, banindo a
subjetividade e propiciando as correções necessárias. Ou seja, os indicadores são
dados chave para a tomada de decisão.
Nesta pesquisa é apresentada a definição dos indicadores mais utilizados no setor
manutenção através de quatro capítulos. O tempo médio entre falhas é descrito no
segundo capítulo, mostrando o objetivo da sua utilização seguida de um exemplo
prático. O capítulo três refere-se à disponibilidade física, um item amplamente usado
que permite a identificação do tempo em que as máquinas responsáveis pela
produção estão aptas a serem operadas.
A ferramenta FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) que em português significa
“Modos de Falhas e Análise dos Efeitos” é apresentada no capítulo quatro e sua
finalidade é levantar possíveis defeitos que possam aparecer antes mesmo da
utilização através de uma análise detalhada sobre o funcionamento do equipamento.
E por fim, é mostrado o conceito de utilização física, valor em percentual que indica
o tempo em que a máquina está em operação. Com estes dados em mãos é
possível levantar um plano de manutenção preventiva relacionado ao desgaste que
a máquina sofre devido a sua operação, seja ela constante ou intermitente.
Assim, com a necessidade de aperfeiçoar os processos de manutenção, em virtude
do alto grau de competitividade a que estão sujeitas, as empresas, hoje, precisam
escolher adequadamente qual metodologia que devem utilizar para o gerenciamento
de sua rotina.
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2 TEMPO MÉDIO ENTRE FALHAS
2.1 Definição
O tempo médio entre falhas (MTBF) tem sido utilizado durante mais de 60 anos
como referência para a tomada de diferentes decisões. Com o decorrer dos anos,
foram desenvolvidos mais de 20 métodos e procedimentos de predição da vida útil
de produtos. Portanto, não é de se estranhar que o MTBF seja um tema de peso em
eterno debate. Há uma área na qual isto é particularmente notório: o desenho de
infra-estruturas de missão crítica que contêm equipamentos de TI e de
telecomunicações. Quando poucos minutos de tempo de inatividade podem ter um
impacto negativo no valor de mercado de uma empresa, é essencial poder contar
com infra-estrutura física confiável de suporte para este ambiente de rede. É
possível que não se atinja a meta de confiabilidade da empresa se não houver uma
sólida compreensão do MTBF. Este relatório explica todos os aspectos do MTBF
com exemplos para simplificar a complexidade e esclarecer ideais errôneas.
O MTBF ou Tempo Médio entre Falhas é uma medida básica da confiabilidade de
um sistema. Em geral ele é medido em unidades de horas. Quanto mais alto o valor
de MTBF, mais confiável será o produto.
Um dos erros mais frequentes em relação ao MTBF é pensar que ele equivale ao
número de horas de funcionamento previsto antes que o sistema falhe, ou seja, a
“vida operacional”. No entanto, não é tão infrequente ver valores de MTBF de um
milhão de horas e seria pouco realista pensar que o sistema pode funcionar
ininterruptamente por mais de 100 anos sem falhas. A razão pela qual estes
números costumam ser tão altos é porque estão baseados na taxa de falhas do
produto ainda na sua “vida útil” ou “vida normal” e aceita-se que a taxa de falhas
permanecerá igual para sempre. No entanto, nesta etapa de vida, o produto
apresenta a mais baixa (mais constante) taxa de falhas. Na realidade, os modos de
desgaste do produto restringiriam a sua vida muito antes que o valor de MTBF.
Portanto, não deve existir correlação direta entre a vida operacional de um produto e
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a sua taxa de falhas ou MTBF. Há casos de produtos que têm um alto grau de
confiabilidade (MTBF) e uma baixa expectativa de vida operacional.
Portanto, o tempo médio entre falhas (MTBF) é definido como a divisão da soma
das horas disponíveis do equipamento para a operação (HD), pelo número de
intervenções corretivas neste equipamento no período (NC).Assim, tem-se a
seguinte relação:
MTBF = HD/NC
A serventia deste índice é a de observar o comportamento da maquinaria, diante
das ações mantenedoras. Se o valor do MTBF com o passar do tempo for
aumentando, será um sinal positivo para a manutenção, pois indica que o número de
intervenções corretivas vem diminuindo, e consequentemente o total de horas
disponíveis para a operação, aumentando.
2.2 Exemplo prático
Na empresa Construtec de locação de máquinas para construção civil há três
carregadeiras denominadas A, B e C. Todas as três foram locadas para a empresa
Oliveira Engenharia durante 5 dias, trabalhando 8 horas por dia. Durante este
tempo, a carregadeira A teve 4 falhas, a B teve 2 falhas e a carregadeira C 8 falhas.
O tempo disponível para a operação foi igual para todas, ou seja, 40 horas.
Calculando o tempo médio entre falhas de todas elas:
MTBF A = 40 horas / 4 Falhas = 10
MTBF B = 40 horas / 2 Falhas = 20
MTBF C = 40 horas / 8 Falhas = 5
É possível notar que a carregadeira C é menos confiável para executar o serviço,
pois parou mais vezes durante o mesmo tempo e a carregadeira B pode trabalhar
com menos interrupções. Às vezes cada parada durou pouco tempo e neste
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processo talvez não faça diferença, mas foi o bastante para interromper o serviço.
Em outros casos, como em hospitais, a confiabilidade deverá ser enorme, pois
trabalham com vidas e qualquer interrupção nos equipamentos as conseqüências
poderão ser graves.
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3 MODOS DE FALHAS E ANÁLISES DOS EFEITOS
3.1 Definição
A metodologia FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) é uma ferramenta que
busca, em princípio, evitar por meio da análise das falhas potenciais e propostas de
ações de melhorias, a ocorrência de falhas que poderão surgir no projeto do produto
ou no ciclo de vida de um sistema. A utilização dessa técnica de análise de falhas
permite a identificação dos possíveis modos de falhas e suas respectivas causas,
bem como os seus efeitos, permitindo assim, agir sobre itens de um sistema de
forma a reduzir e/ou eliminar a probabilidade de tais falhas virem a ocorrer,
aumentando a confiabilidade do sistema e contribuindo para uma manutenção mais
eficiente.
A metodologia Modos de Falhas e Análise dos Efeitos, conhecida como FMEA
(Failure Mode and Effect Analysis) foi desenvolvida com a finalidade de auxiliar no
diagnóstico e previsão de falhas de equipamentos. Com a utilização dessa técnica,
reduz-se satisfatoriamente a probabilidade de um determinado item ou processo vir
a falhar aumentando a disponibilidade operacional de um sistema como todo. A
FMEA é uma técnica indutiva que analisa sistematicamente todos os modos de
falhas de um sistema e identifica os efeitos resultantes destas falhas sobre outros
itens e sobre o sistema de maneira geral. Cada modo de falha é considerado
individualmente como uma ocorrência independente, sem qualquer relação com
outras falhas do sistema, salvo os efeitos subsequentes que possa produzir..
Os objetivos da FMEA são:
- Identificação dos modos de falhas dos itens de um sistema;
- Avaliação dos efeitos das falhas;
- Redução da probabilidade da ocorrência de falhas em projetos de novos produtos
ou processos;
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- Redução da probabilidade de falhas potenciais (ou seja, que ainda não tenham
ocorrido) em produtos ou processos já em operação;
- Aumento da confiabilidade de produtos ou processos já em operação por meio da
análise das falhas que já ocorreram;
- Redução dos riscos de erros e aumento da qualidade em procedimentos
administrativos.
Em instalações de alta segurança, a metodologia FMEA é bastante utilizada na
elaboração de projetos, identificando todos os modos de falhas críticas, para que
estes possam ser eliminados ou minimizados no estágio inicial do desenvolvimento
do sistema. Nas instalações militares americanas a aplicação desta metodologia é
obrigatória para elaboração de projetos bélicos.
Apesar de ter sido desenvolvida com um enfoque no projeto de novos produtos e
processos, a metodologia FMEA, pela sua grande utilidade, passou a ser aplicada
de diversas maneiras. Assim, ela atualmente é utilizada para diminuir as falhas de
produtos e processos existentes e para diminuir a probabilidade de falha em
processos administrativos. Ela tem sido empregada também em aplicações
específicas tais como: análises de fontes de risco em engenharia de segurança e na
indústria de alimentos.
3.2 Exemplo Prático
Durante a fase de projeto de instalação de um novo misturador de massa, os
engenheiros da empresa Massas Silva utilizaram a ferramenta FMEA para identificar
os possíveis defeitos que o misturador poderia apresentar. Já no início do
levantamento notaram que poderia ocorrer a quebra do rolamento que suportava o
eixo vertical do equipamento, devido à força da massa. Fizeram a seguinte análise:
Situação do
Projeto
Rolamento axial autocompensador de rolos que apóia o eixo
responsável pela mistura da massa.
Provável
Falha
Quebra do rolamento devido à força lateral exercida pela
massa e possível desgaste do eixo.
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Ação PropostaAlterar o rolamento para rolos cilíndricos cruzados, pois
suportará forças axiais e radiais com cargas elevadas.
Após a identificação da provável falha, os engenheiros trataram logo de eliminá-la a
fim de aumentar a confiabilidade do equipamento e evitar uma possível falha que
provavelmente surgiria no futuro. Esta é a idéia da metodologia FMEA.
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4 DISPONIBILIDADE FÍSICA
4.1 Definição
Disponibilidade é a capacidade de um item de estar em condições de executar
certa função em um dado instante ou durante um intervalo de tempo determinado. A
fórmula do cálculo da disponibilidade varia de um setor produtivo para outro, e até
mesmo de uma empresa concorrente para outra. De maneira geral a disponibilidade
física (DF) representa o percentual de dedicação para operação de um
equipamento, ou de uma planta, em relação às horas totais do período. Através
deste indicador é possível determinar se o setor manutenção está sendo ágil e
eficaz, executando as manutenções preditivas, preventivas e até corretivas de uma
maneira correta. Cada hora parada de uma máquina pode significar bastante para
algumas empresas e por isso deverá estar durante a maior parte do período de
trabalho em condições ideais de funcionamento.
4.2 Exemplo prático
Em uma empresa montadora de veículos, onde sua produção é na ordem de 800
por dia, a disponibilidade física da prensa hidráulica responsável por estampar as
portas dianteiras de um modelo foi calculada através dos seguintes dados:
Período de Controle: 6 Dias (168 horas)
Período de necessidade de funcionamento: 6 Dias (168 horas)
Período em que a manutenção realizou suas tarefas corretivas: 52 horas
Período em que a produção trocou as ferramentas: 5 horas
Disponibilidade física = Totalde horasnecessárias−Totalde horas paradas
Total de Horasnecess á rias∗100
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Pode-se calcular a disponibilidade física total que leva em consideração as paradas
de manutenção, de produção ou as paradas em ambas.
Calculando a disponibilidade física somente da manutenção:
DF=168−52168
∗100=69%
O resultado mostra que durante o tempo em que a produção necessitou da prensa
em operação somente 69% estava disponível. Em algumas empresas este número é
baixíssimo e em outras pode atender, só depende do tipo de processo envolvido.
Neste caso, onde a montadora precisou da máquina durante o tempo todo, o
número relativo à manutenção é baixíssimo.
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5 UTILIZAÇÃO FÍSICA
5.1 Definição
Outro indicador que pode ser utilizado tanto no setor manutenção quanto no setor
produção é a utilização física. Este valor indica o tanto que o equipamento está
sendo utilizado em relação ao tempo disponível. O interesse do setor operacional
neste item é saber se a máquina possui grande utilidade e necessidade durante o
processo e o interesse da manutenção é definir o período de manutenção
preventiva, analisando também a criticidade do equipamento. Para descobrir a
utilização física do equipamento, basta fazer a divisão do tempo de operação da
máquina, ou seja, o tempo em que está trabalhando pelo tempo total disponível,
descoberto pela ferramenta DF:
UF= TempodeUtilizaçãoDisponibilidade Física
5.2 Exemplo prático
Em uma empresa que fabrica refrigerante, foi comprado um novo equipamento que
será responsável por comprimir as garrafas. O pessoal do planejamento e controle
da manutenção, para elaborar um plano de manutenção preventiva, foi até o local e
mediu o tempo de utilização da máquina pelo operador. Foram encontrados os
seguintes dados:
Tempo disponível para utilização: 24 Horas por dia
Tempo utilizado: 22 Horas por dia
UF=2224
∗100=91%
Através deste resultado, foi possível tirar as seguintes conclusões:
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O equipamento em questão é bastante exigido;
Após uma avaliação mecânica, identificou-se que este apresentará desgastes
consideráveis;
Por ser muito utilizado, qualquer intervenção ocasionará parada na produção,
aumentando a criticidade do equipamento;
Deverá ser feito um planejamento de manutenção que aproveite os outros 9%
disponível.
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5 CONCLUSÃO
Para acompanhar os resultados das atividades executadas pela manutenção, os
gestores e responsáveis pelo planejamento e controle utilizam-se de ferramentas e
indicadores, que possuem a função de filtrar e exibir os dados coletados, de forma
clara e precisa.
Os indicadores da manutenção são aplicados de acordo com o tipo de processo que
é desenvolvido pela empresa. Não há limite certo de sua utilização, porém é de
grande importância saber que quão maior for o número de indicadores
acompanhados, maior será a tendência de desviar-se do foco, que é a interpretação
dos dados para tomar ações que visam a melhoria contínua do processo.
