Halt na Indstria Automotiva - SIC2011

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Halt na Indstria Automotiva - SIC2011 Simpsio Internacional da Confiabilidade

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1. SIC 2011 ENSAIOS ALTAMENTE ACELERADOS (HALT) APLICADOS NA INDUSTRIA AUTOMOTIVA Regis Alberto Koeche Irajara Ribeiro AGCO 2. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 2 AGENDA Introduo Objetivos Tpico 1 - Terico Como avaliar a confiabilidade Definio de Ensaio Acelerado Ensaios Acelerados Qualitativos/Quantitativos Metodologia HALT O que o HALT ? Stress aplicados no Ensaio HALT Revelao dos limites da tecnologia do produto Efeito na melhorias da margens Procedimento para o HALT Benefcios do HALT Ex. Normas automotivas para HALT GMW8287 Laboratrio HALT Equipamentos utilizados Planejamento dos testes funcionais Tpico 2 - Prtico Caractersticas do Painel de Instrumentos Preparao para o ensaio Setup do ensaio Filme do Ensaio HALT do Painel de Instrumentos Ps Ensaio HALT Concluses Prximos passos Palestrantes Bibliografia 3. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 3 INTRODUO Atualmente a alta competitividade, a disponibilidade de novas tecnologias, a constante diminuio de custos e prazos reduzidos para o lanamento de novos produtos, vm pressionando as reas de engenharia a desenvolverem produtos em um menor perodo de tempo. Estes fatos exigem que as metas de confiabilidade devam ser rapidamente atingidas, sob pena dos objetivos empresariais no serem alcanados, ou at mesmo, gerarem prejuzos futuros, devido a inmeros recalls. As atuais tcnicas de verificao da confiabilidade dos produtos, nem sempre tem se mostrado eficazes nesta nova conjuntura. A indstria automotiva possui toda uma normatizao para seus ensaios, porm o tempo para sua execuo, bem como a expectativa de uma aprovao na especificaes destas normas, acabam em muitos casos, no sendo compatveis com as metas de lanamento do produto no mercado, principalmente sob quesitos de qualidade e confiabilidade. Por estas razes, alm de inovar com novos produtos, cada vez mais recai sobre a indstria automotiva a tarefa de reinventar seus processos fazendo melhor, em menor tempo e custo, a soluo que o mercado demanda. Este trabalho apresenta um case de aplicao de ensaios altamente acelerados no desenvolvimento de um painel de instrumentos para tratores agrcolas. 4. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 4 OBJETIVOS Apresentar uma nova metodologia para ensaios acelerados qualitativos, que consiga identificar rapidamente as falhas durante a fase de desenvolvimento do produto, que atravs da compreeno da causa raiz, promover as melhorias necessrias para aumento da confiabilidade. Apresentar um ensaio HALT na prtica, executado em um painel de instrumentos para tratores Massey Ferguson, os principais passos e resultados gerados. 5. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 5 TPICO 1- TERICO Primeiramente o que nos interessa saber quais so as falhas mais provveis que iro acontecer em campo; Para isso, devemos acelerar o surgimento das falhas durante a fase de desenvolvimento do produto, adotando tcnicas de ensaios acelerados; Ensaios acelerados podem proporcionar o surgimento dos modos de falhas em poucos dias; Identificado o modo de falha, a causa raiz deve ser compreendida; Atravs de tcnicas como FMEA, FTA, FRACAS, as melhorias so gerenciadas e implementadas; Repetir os ensaios, avaliando se as margens de funcionamento operacional aumentaram. 6. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 6 DEFINIO ENSAIO ACELERADO Ensaio no qual o nvel de estresse aplicado escolhido de forma a exceder o estabelecido nas condies de referncia, de modo a encurtar o tempo de espera necessrio para se observar a resposta (funcionamento) do item a este determinado estresse. 7. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 7 ENSAIOS ACELERADOS Os Ensaios Acelerados podem ser divididos em duas reas: Ensaios Acelerados Quantitativos Ensaios Acelerados Qualitativos 8. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 8 ENSAIOS ACELERADOS QUANTITATIVOS Ensaios Acelerados Quantitativos de vida acelerado (QALT), o engenheiro est interessado em predizer as caractersticas de vida do produto (como o MTTF, a vida B10, etc) em condies normais de uso a partir de dados obtidos em um teste de vida acelerado. Clculos probabilsticos, com dados de tempo at a falha, permitem que sejam geradas estimativas destas falhas. 9. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 9 ENSAIOS ACELERADOS QUALITATIVOS Os Ensaios Qualitativos so delineados p/ estressar os produtos com o objetivo de se obter informaes sobre os modos de falha; Os ensaios altamente acelerados podem ser realizados em pequenas amostras, onde o produto submetido a um ambiente extremamente desfavorvel, com nveis severos de stress; Uma das metodologias de ensaio qualitativo mais eficazes adotadas atualmente o HALT (Highly Accelerated Life Tests). 10. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 10 ENSAIOS ACELERADOS QUALITATIVOS Ensaios Acelerados Qualitativos, como o HALT, o engenheiro est interessado principalmente na identificao de falhas e modos de falha, sem tentar fazer qualquer previso quanto vida til do produto em condies normais de uso. 11. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 11 METODOLOGIA HALT O termo HALT um mtodo de anlise qualitativa. uma metodologia que permite aumentar a confiabilidade do produto, tornando-o mais robusto; Produto submetido a um stress muito alm das especificaes de operao; O nvel de stress incrementado at que as fraquezas do produto apaream; possivel encontrar os limites de funcionamento da tecnologia do produto e os limites de sua destruo; O objetivo ESTIMULAR os modos de falha e elimin-los durante a fase de projeto; Compreender o mecanismo de falha, encontrando a causa raiz e promover a ao corretiva; No HALT no existe aprovao do produto nos testes; um mtodo que permite melhorar a confiabilidade do produto e no para determinar qual a sua confiabilidade. 12. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 12 O QUE O HALT ? Um mtodo de estimulao dos pontos fracos do produto; Problemas que ocorrem ao longo do tempo em campo podem ser rapidamente encontrados durante o ensaio HALT; um ensaio de sobrecarga para descobrir pontos fracos do projeto. uma ferramenta para deixar o projeto do produto mais robusto. O que NO ? Um teste de vida ou simulao; No tem correlao temporal com a vida do produto em campo; No um teste para especificaes ambientais. 13. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 13 STRESS APLICADOS NO ENSAIO HALT Ensaio Trmico : Temperatura Extremamente Baixa Temperatura Extremamente Alta Ciclagem Trmica Rpida de Temperatura Ensaio de Vibrao Ensaio Combinado : Transio Ciclica Rpida de Temperatura Ensaio de Vibrao 14. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 14 LIMITES DA TECNOLOGIA PRODUTO Realizar o stress, verificando se o produto ainda funciona; Quando ocorrer uma falha, diminuir o nvel de stress e verificar se o produto retorna a funcionar, neste momento encontrado o limite da tecnologia; Para isto so utilizadas apenas algumas amostras de forma a se obter um distribuio da falhas com o(s) stress aplicado(s). 15. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 15 EX. ENSAIO TRMICO NO HALT 16. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 16 Product Operational Specs Stress Upper Operating Limit Upper Destruct Limit Lower Destruct Limit Lower Operating Limit REVELAO DOS LIMITES NO HALT Different Failure Modes 17. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 17 Product Operational Specs Stress Upper Destruct Limit Lower Destruct Limit Lower Oper. Limit Upper Oper. Limit Operating Margin EFEITO NA MELHORIA DAS MARGENS Stress 18. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 18 PROCEDIMENTO PARA HALT Os passos para execuo do HALT : Se possvel selecionar de 3 a 4 amostras representativas do conceito inicial do projeto; Instrumentar o produto conforme a sequncia HALT; Aplicar a sequncia de stress do HALT planejada, at que as fraquezas e falhas do projeto apaream; Determinar a causa raiz das falhas e fraquezas; Aplicar a melhoria (com base no julgamento da engenharia e a estratgia da empresa); Repetir o ensaio de HALT at que a robustez do projeto seja alcanada. O ensaio ser um sucesso se o modo de falha for identificado e eliminado. 19. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 19 BENEFCIOS DO HALT Rpida descoberta das fraquezas e falhas no projeto do produto; Remoo de defeitos de projeto antes de libera-lo para ser produzido em srie; Reduo dos custos de Pesquisa e Desenvolvimento; Reduo no tempo de desenvolvimento do produto; Melhoria nas margens de funcionamento operacional do produto; Habilidade de encontrar e corrigir as falhas antes dos produtos serem entregues aos clientes; Diminuio das falhas em campo, principalmente os oriundos na fase de mortalidade infantil, no perodo de garantia e demais custos associados; Capacidade para confiar no aumento do perodo de garantia do produto; Diminuio dos servios de Assistncia Tcnica; Substancial incremento na confiabilidade do produto (MTBF). 20. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 20 AS FALHAS SO O SUCESSO Todos os produtos tm pontos fracos. As falhas podem aparecer ao longo do tempo, mas o tempo caro. As falhas devem ser forados pelo aumento do stress, permitindo a reduo do tempo. Para corrigir um problema primeiro deve ser encontrada a falha. Uma atitude de querer forar as falhas devem ser estabelecida como objetivo maior. Crescimento de Confiabilidade ocorre quando se encontra as falhas e estas so eliminadas. Sugestes / comunicaes devem estar disponveis no local para se medir e melhorar a confiabilidade. 21. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 21 EX. NORMAS AUTOMOTIVAS PARA ENSAIO HALT Desde 2002 a General Motors utiliza no seu processo de desenvolvimento de produto a metodologia HALT; Para isto formalizou uma norma padro, chamada GMW8287, que descreve todas as definies, especificaes e procedimentos necessrios para a execuo de um ensaio HALT; Demais normas da GM, como a GMW14906 (Lamp Validation Test Procedure), utilizam como base os procedimentos descritos na GMW8287. 22. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 22 LABORATRIO HALT Tanque de LN2 23. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 23 EQUIPAMENTOS UTILIZADOS Utiliza cmaras especias, conjugando variao de temperatura e vibrao; O HALT utiliza temperaturas extremas entre -100C +200C; Rpidas transies de temperatura, podendo alcanar at 60C/minuto, com o uso de LN2 para resfriamento e resistncias de alta potncia para aquecimento; Vibrao livre repetitiva em 3 eixos, 3 rotaes, simultaneamente, podendo variar de 1 100 Grms e de 10 10.000 Hz. Z X Y 24. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 24 CAMARA HALT DA QUALMARK 25. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 25 PROCESSO PARA O ENSAIO Reunir-se com os engenheiros de projeto para discutir sobre o produto, seus atributos e especificaes tcnicas; Determinar o nmero de amostras disponveis; Determinar os testes funcionais que sero executados durante o ensaio HALT; essencial que o produto que est sendo testado seja totalmente exercitado e monitorado ao longo do ensaio HALT; Determinar quais os parmetros a monitorar. 26. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 26 PLANEJAMENTO DOS TESTES FUNCIONAIS Para avaliar o produto necessrio que o teste realizado durante o ensaio tenha a maior cobertura possvel; Para isto, deve-se definir os testes das partes que compe o produto pelas anlises realizadas no FMEA; Definir a cobertura de teste de cada funo do produto; Implementar os recursos necessrios para a sua execuo; Definir quais so os pontos crticos a serem verificados durante os ensaios pela anlise FMEA; 27. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 27 TPICO 2 ESCOPO DO PROJETO PARCERIA AGCO E TUROTEST 28. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 28 TPICO 2 CARACTERSTICAS DA APLICAO 29. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 29 TPICO 2 CONFIABILIDADE X PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DFMEA 30. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 30 PREPARAO PARA ENSAIO 31. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 31 PREPARAO PARA ENSAIO DO PAINEL DE INSTRUMENTOS 32. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 32 SETUP DE TESTE Jiga de Teste do painel de Instrumentos Programa de Teste da Jiga Instrumentos de monitorao dos testes 33. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 33 FILME DO TESTE 34. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 34 PS-ENSAIO HALT Determinar a causa raiz de todas as falhas que ocorreram, durante os ensaios; Reunir-se com os engenheiros de projeto para discutir os resultados para anlise da causa raiz; Determinar e implementar aes corretivas; Realizar novamente o ensaio HALT para assegurar que os problemas foram corrigidos e novas falhas no foram geradas; Avaliar periodicamente o produto quando submetido a alteraes de engenharia. 35. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 35 CONCLUSES-GERAL A estratgia adotada neste trabalho pode ser aplicada para produtos eletrnicos e/ou eletromecnicos nas empresas onde o mercado consumidor muito sensvel no que diz respeito garantia da qualidade do produto, muitas inovaes e prazos de desenvolvimento muito reduzidos. As exigncias do consumidor muitas vezes podem levar a uma rpida insero de novas tecnologias. Grandes volumes e pequenas margens exigem uma alta produtividade, com baixa mortalidade infantil. 36. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 36 CONCLUSES A utilizao de tcnicas de ensaio qualitativo altamente acelerados como o HALT, propiciam uma considervel diminuio do tempo de desenvolvimento do produto, com o alcance de alta confiabilidade, devido a rpida descoberta das fraquezas e deficincias no projeto, j na fase de desenvolvimento. HALT definitivamente usado para melhorar o produto. Quando realizamos o HALT estamos ESTIMULANDO que as falhas latentes apaream, para que possam ser analisadas e corrigidas. Uma grande vantagem do HALT que leva apenas alguns dias para ser concludo em relao a outras tcnicas tradicionais que tem o objetivo de aumentarem a confiabilidade do produto. 37. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 37 CONCLUSES - AGCO A experincia do HALT no desenvolvimento do painel de instrumentos foi positiva, pois encontramos os pontos fracos do projeto que denotam riscos e neles trabalhamos a quatro mos com o fornecedor para o lanamento; Custos da anlise foi muito inferior se comparado a eventuais custos de garantia ou imagem do produto; 38. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 38 PRXIMOS PASSOS-AGCO Liberao de engenharia; Logistica de aquisio Possivelmente fazer HASS?!!? SOP 39. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 39 INSTRUTORES Dados para Contato : rkoeche@gmail.com consulta@halthass.com.br Celular : +55 51 9844-8098 Eng. Regis Alberto Koeche CRP 15.140 Irajara Ribeiro Dados para Contato : Irajara.ribeiro@sa.agcocorp.com Fone: +55 51 34628285 40. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 40 FORMAO DO INSTRUTOR FORMAO ACADMICA: Eng. Regis Alberto Koeche Graduao Eng. Eltrica: nfase em Eletrnica, pela PUCRS, desde 1987, Porto Alegre- Brasil; Ps Graduao Lato Sensu MBA Gesto Empresarial, pela FGV, desde 2004, Brasil; Certificao Internacional em Eng. da Confiabilidade, pela Reliasoft, desde 2009, CRP 15140; ESPECIALIZAES: Especialista em Halt & HASS, pela Hobbs Engineering, desde 2009, Minnesota-USA 2009; Especialista em Advanced Applications in Accelerated Testing, pela Hobbs Engineering, desde 2009,Minnesota-USA; Especialista em Halt & Hass pela Qualmark Company, desde 2009, Denver-USA; Especialista em Clculos de Confiabilidade e Monitoramento do Crescimento da Confiabilidade Metodologia Weibull, RDA, RGA, desde 2008-So Paulo-Brasil; Especialista em FMEA e FMECA pela Reliasoft Brasil e VTB, desde 2007, So Paulo-Brasil; Especialista em Engenharia da Confiabilidade em Produtos para Automao Bancria e Comercial; Especialista no Desenvolvimento de Testes e Jigas para Indstria Eletrnica, desde 1990; User Training Course For HP3070 Board Test System, na Hewlett-Packard, em 1992, California-USA; Palestrante em Simpsios Internacionais de Confiabilidade no Brasil desde 2009; Curso de Formao de Instrutores, 2000-AGQ, Novo Hamburgo/RS. Extenso Universitria em Custos-2005, UNISINOS, So Leopoldo/RS. Curso de Soldabilidade p/ Industria Eletro/Eletrnica-2006, Tecsolda, Porto Alegre/RS Extenso Universitria Metrologia, PUC/RS 1993. 41. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 41 BIBLIOGRAFIA Eng. Harry Mclean, HALT, HASS AND Explained, Accelerated Reliability Techniques 2009. Phd. Gregg K. Hobbs, Accelerated Reliability Enginneering Hobbs HALT & HASS 2005. Phd. Gregg K Hobbs, Apostila HALT & HASS + Workshop. Apresentaes sobre HALT da Qualmark Corporation. 42. 9 Simpsio Internacional de Confiabilidade - SIC 2011 Ensaios Altamente Acelerados aplicados na indstria automotiva 42 Espao Aberto para Discusses

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