manutenção preventiva ferramenta de apoio ao planeamento · 3.1 manutenção – objetivos,...

Manutenção Preventiva – Ferramenta de Apoio ao Planeamento

Adriano Rafael Silva Santos de Almeida Tavares

Dissertação de Mestrado

Orientador na FEUP: Prof.º Armando Leitão

Mestrado Integrado em Engenharia e Gestão Industrial

2019-07-01


ii

À minha mãe e à força de “sermos um”.


iii

Resumo

O crescente desenvolvimento tecnológico aliado à alta competitividade do mercado dos

componentes automóvel, tem levado a uma maior consciencialização sobre a gestão dos ativos.

De entre os recursos utilizados pelas empresas, os equipamentos são responsáveis pelos

investimentos mais avultados, daí a orientação dos esforços no sentido de organizar a função

manutenção de forma a garantir a máxima performance destes, durante o maior período de

tempo, e ao custo global mínimo.

Perante o dinamismo da realidade industrial, a implementação de sistemas informáticos capazes

de recolher, tratar e analisar grandes quantidades de informação, tem-se tornado uma prioridade

no que toca à gestão da manutenção. A solução apresentada nesta dissertação é uma ferramenta

de suporte às diferentes fases do planeamento da manutenção num departamento industrial.

Procurando responder aos desafios desecandados pela gestão da manutenção, esta ferramenta

cria, numa primeira instância, um método de análise à carga de trabalho da equipa de

manutenção. De forma a otimizar o balanceamento desta carga ao longo do horizonte de

planeamento, foi desenvolvido um modelo matemático de programação linear para promover a

distribuição de tarefas. Numa segunda fase, foi desenvolvida uma aplicação paralela ao ERP

(Enterpise Resource Planning) utilizado pela empresa que projeta uma interface de apoio à

programação e organização dos trabalhos de manutenção, permitindo a alocação dos técnicos

às tarefas e o controlo da realização das mesmas. Por fim, e de forma a completar o ciclo do

planeamento, foi criado um módulo, na mesma aplicação, que presta suporte informático à

reformulação dos planos de manutenção, a partir da análise efetuada ao histórico do

comportamento dos equipamentos e à carga de trabalho necessára.

Em jeito de conclusão, há que reforçar que o papel para o qual esta solução se propõe é o de

apoio à decisão. Uma política de manutenção deve ser definida tendo em conta o compromisso

entre a disponiblidade e rendimento dos equipamentos, a redução dos custos e os objetivos

definidos para a estratégia da empresa. A ferramenta desenvolvida procura essencialmente

prestar auxílio em duas áreas fundamentais: definição da estratégia de gestão de recursos

humanos e redefinição de um plano de manutenção de acordo com o comportamento dos

equipamentos e a eficácia de cumprimento do mesmo.

iv

Preventive Maintenance - Support Tool for Maintenance Planning

Abstract

The growing technological development and the highly competetive automobile components’

market, has been leading to a more conscious vision on the assets’ management. Among all the

resources used by a company, the equipments require the highest investments. As a

consequence, it has been noticed that many companies have been paying greater attention to

organize the maintenance function. As a result, the maximum performance is achieved for a

long period of time and with the minimum global cost.

Facing the dynamics of the actual industrial reality, the implementation of IT systems, capable

to collect, process and analyze a great amount of information, has became a major priority in

what concerns to maintenance management. The aim of this project is to design a tool that

works as a support solution to be applied on the different phases of the maintenance planning

of an industrial department. As a response to the challenges created by the need of optimizing

the maintenance planning, this tool, in first instance, creates a methodology to analyse the

workload of the maintenance team. For this stage, a mathematical model of linnear

programming was developed in order to balance the maintenance workload, optimizing the

tasks’ distribution along the planning time horizon. In a second phase, a complementary

application to the ERP (Enterprise Resource Planning) used by the company was developed.

This interface is responsible for supporting the programming and organization of maintenance

tasks, allowing to allocate the technicians to the different tasks and also to register the

completion of those tasks. Finally, in order to complete the planning cycle, it was created

another module, within the same application, to support the restatement of the maintenance

plans, according to the equipments’ performance and to the workload balance analysis.

As a conclusion, it must be reinforced that the main role of this tool is to support the decision

analysis. A maintenance policy must be defined by the commitment between the equipments’

availability and performance improvements, the costs reduction and the company’s strategy

goals accomplishment. The developed tool, aims to provide support to two fundamental fields

of this process: human resources management strategy’ and maintenance plan’s adjustment

according to the assests’ performance and its accomplishment efficacy.

v

Agradecimentos

Em primeiro lugar gostaria de agradecer ao Professor Armando Leitão pelo apoio e orientação

ao longo do desenvolvimento do projeto. O acompanhamento do trabalho desenvolvido e todas

as instruções para uma boa redação do presente documento foram essenciais para os resultados

finais obtidos.

Ao Engenheiro Bruno Nunes que foi responsável pela orientação na empresa e pela introdução

no mundo do trabalho, pelo empenho mostrado em ensinar, mas também aprender com este

projeto.

A todo o Departamento de Engenharia 1 pela excelente receção, em particular ao Eng. Rafael

Manso, à Eng. Catarina Gomes e ao Eng. Paulo Rodrigues. Um profundo agradecimento pelo

apoio prestado e pelos excelentes momentos proporcionados graças à sua boa-disposição e

vontade de ajudar.

Por fim, à minha família que é o grande suporte da minha vida e a quem devo tudo.

vi

Índice de Conteúdos

1 Introdução 1 1.1 Enquadramento do projeto e motivação 1 1.2 Objetivo e metodologia seguida no projeto 2 1.3 Estrutura da dissertação 2

2 Apresentação da empresa 3 2.1 Estrutura da organização 4 2.2 Processo produtivo 4 2.3 Processo de misturação 5

3 Fundamentos e Contextualização teórica 7 3.1 Manutenção – Objetivos, função e breve contextualização histórica 7 3.2 Equipamentos - Conceitos base e indicadores de desempenho 7 3.3 Modelos de Gestão e Políticas de Manutenção 11 3.4 Planeamento e Preparação da Manutenção Preventiva 12

4 Estudo do processo e análise ao problema 14 4.1 DE1 - Departamento de Engenharia 1 14 4.2 A estruturação da manutenção preventiva no DE1 15 4.3 O quotidiano de uma intervenção de manutenção preventiva 17 4.4 Ferramentas informáticas de suporte ao planeamento e execução da Manutenção 17

4.4.1 SAP 18

4.4.2 PUMA (Plant User-Friendly Maintenance Application) 18 4.5 Desafios identificados 19

5 Apresentação do projeto 21 5.1 Definição estrutura da máquina e da base de dados de tarefas 21 5.2 Desenvolvimento da base de dados 23 5.3 Balanceamento de cargas e modelação de problema de programação linear 23 5.4 Aplicação de apoio ao planeamento manutenção preventiva 25

5.4.1 Gestão de Ordens 26

5.4.2 Gestão Máquinas/Equipamentos 27

6 Discussão dos resultados obtidos 28 6.1 Cenários alternativos 29 6.2 Apoio à tomada de decisão 31

7 Considerações finais 36

Referências 37

ANEXO A – Tabelas de distribuições Normal, Log-normal e Exponencial 39

ANEXO B – Estrutura da linha de misturação 40

ANEXO C – Diagrama UML da base de dados da equipa 41

ANEXO D – Ferramenta de balanceamento de cargas 42

ANEXO E – Word Templates 43

ANEXO F – Planeamento das tarefas que não implicam a máquina parada 44

vii

Índice de Figuras

Figura 1 - Instalações da CMIP, em:

https://www.jornaldenegocios.pt/empresas/industria/detalhe/continental-mabor-com-lucros-

de-212-milhoes-e-vendas-de-878-milhoes-em-2017, consultado em 2019-06-07 ..................... 3

Figura 2 - Estrutura departamental da Continental Mabor, em: Intranet da Continental,

consultada em 2019-05-15.......................................................................................................... 4

Figura 3 - Processo de fabrico de um pneu, em: https://www.oasisalignment.com/blog/tire-

manufacturers-increase-efficiency-with-precision-machine-alignment/, consultado em 2019-

05-30, 09:30 ................................................................................................................................ 5

Figura 4 - Sala de misturação, in https://rubbermachineryworld.com/2015/03/06/rubber-

mixing-room/automated-mixing-line/, consultado em 2019-05-31 ........................................... 6

Figura 5 - A curva da banheira, in Almada-Lobo (2018), “Slides de Apoio à cadeira de Gestão

da Manutenção” ......................................................................................................................... 9

Figura 6 - Representação gráfica dos principais indicadores temporais, in Ferreira (1998), “Uma

Introdução à Manutenção”........................................................................................................ 10

Figura 7 – Principais diferenças na aplicação das diferentes técnicas de manutenção, in (Sirvio

2015), “Intelligent Techniques in Engineering Management .................................................. 12

Figura 8 – Volume ótimo de manutenção preventiva, in Vasconcelos (1986), “Gestão de

Empresas – Equipamentos” ..................................................................................................... 13

Figura 9 - Distribuição dos planos no horizonte de planeamento ............................................ 16

Figura 10 - Representação do tempo útil de manutenção preventiva ....................................... 20

Figura 11 - Fluxograma balanceamento de cargas ................................................................... 23

Figura 12 - Diagrama de rede da ferramenta de manutenção preventiva ................................. 25

Figura 13 - Flowchart das ordens de trabalho .......................................................................... 26

Figura 14 – Cronograma dos tempos de turno, de paragem da máquina e úteis dos cenários 1, 2

e 3 ............................................................................................................................................. 30

Figura 15 - Gráfico da evolução da percentagem de excedente de carga de trabalho de MP para

cada cenário .............................................................................................................................. 33

viii

Índice de Tabelas

Tabela 1 - Lista de abreviaturas para o nome das tarefas ......................................................... 22

Tabela 2 - Exemplo dos cálculos da carga para um planeamento de 6 períodos para tarefas com

a máquina em funcionamento ................................................................................................... 24

Tabela 3 - Cenário 1 - Planeamento s/balanceamento para máquina parada ........................... 28

Tabela 4 - Cenário 2 - Planeamento c/ balanceamento para máquina parada .......................... 29

Tabela 5 - Cenário 3 - Planeamento c/ balanceamento para máquina parada por 9.5 horas .... 30

Tabela 6 - Valores das variáveis de decisão para cada os cenários 1,2 e 3 .............................. 32

Tabela 7 - Valores das variáveis de decisão para cada os vários cenários de recrutamento para

a equipa de manutenção preventiva .......................................................................................... 32

Tabela 8 - Cenário 9 - Planeamento c/ balanceamento para máquina parada por 9.5 horas, com

contratação de 3 técnicos e redução de 35% da carga de trabalho do plano de manutenção ... 34

Tabela 9 - Cenário 3 - Planeamento c/ balanceamento para máquina não parada, com redução

do plano de manutenção em 35% e um total de 6 horas de trabalho útil por período .............. 35


1

1 Introdução

O presente trabalho foi realizado no âmbito da unidade curricular de “Dissertação” do 5º ano

do Mestrado Integrado em Engenharia e Gestão Industrial (MIEGI), da Faculdade de

Engenharia da Universidade do Porto. O projeto de dissertação em contexto empresarial

decorreu na Continental Mabor – Indústria de Pneus, S.A. (doravante designada unicamente

por CMIP), no período referente ao 2º semestre do ano letivo 2018/2019, debruçando-se sobre

o tema “Manutenção Preventiva - Ferramenta de Apoio ao Planeamento”.

Neste capítulo serão apresentados os objetivos do projeto e a estrutura do presente relatório.

1.1 Enquadramento do projeto e motivação

O sucesso de uma empresa assenta no nível competitivo que esta consegue alcançar. É

importante pois que as empresas consigam identificar os fatores que afetam direta ou

indiretamente a sua competitividade (Barberá et al. 2012). O balanceamento das receitas e

custos contraídos por uma empresa depende da combinação de recursos humanos, técnicos,

financeiros e materiais que esta definiu de acordo com a natureza do seu negócio e/ou processo

produtivo. Dentro da categoria dos recursos materiais, há um tipo destes que é geralmente

responsável pelos investimentos mais avultados – os ativos físicos.

A gestão de ativos, que era vista inicialmente como uma função de suporte aos processos

produtivos de uma empresa, foi ganhando relevo com o aumento da complexidade dos sistemas

produtivos e a dependência de fatores internos e externos à organização (Jasiulewicz-

Kaczmarek 2014). O crescente desenvolvimento tecnológico e o aumento da importância dada

às metodologias lean e aos movimentos ecológicos, levaram a que manutenção ultrapassasse a

dimensão técnica das suas atividades e assumisse um papel determinante na dimensão

estratégica da empresa. Assim, a gestão de ativos é hoje considerada uma grande indústria, e os

custos a esta associados representam a segunda maior fatia do orçamento operacional, logo atrás

dos gastos com a energia, e uma percentagem que pode variar entre os 15% e os 70% do custo

total de produção (Mostafa, Dumrak, and Soltan 2015).

Nas atividades ligadas à gestão da manutenção a informação tem um papel preponderante. O

ritmo elevado da inovação tecnológica incrementou substancialmente a quantidade de

informação disponível relativa ao comportamento dos equipamentos mas, por outro lado,

diminuiu a validade temporal, exigindo das empresas a adoção de sistemas capazes de manter

grandes quantidades de dados em atualização constante e rápido acesso.

A implementação de uma futura linha de misturação com tecnologia inovadora na empresa

onde este projeto se realiza, levou à necessidade de elaborar novos planos de manutenção

capazes de dar resposta aos novos desafios técnicos e de otimização de recursos deste projeto.

De acordo com Palmer (1999), as equipas de manutenção gastam apenas entre 25% a 35% do

seu tempo no local de trabalho a efetuar trabalho de manutenção útil. O objetivo do presente

projeto é assim lançar as bases para a implementação de uma nova organização no planeamento

de tarefas que seja capaz de assegurar o controlo e avaliação da eficácia e produtividade dos


2

trabalhos da gestão de ativos. Para ir ao encontro destes objetivos foi conduzida uma avaliação

à situação atual, identificando os pontos principais de melhoria e desenvolvendo,

posteriormente, uma ferramenta de suporte ao planeamento das operações de manutenção

preventiva, desde a distribuição da carga de trabalho por um horizonte temporal de médio-longo

prazo, até à organização destas atividades no quotidiano.

1.2 Objetivo e metodologia seguida no projeto

Tal como referido anteriormente, a presente dissertação tem como objetivo a organização e

otimização do planeamento das tarefas de manutenção de um departamento industrial. De forma

a cumprir este objetivo, foi desenvolvida uma ferramenta de apoio à decisão e ao planeamento

da manutenção preventiva.

Assim, primeiramente, realizou-se uma análise ao planeamento e execução da manutenção

preventiva no departamento de Engenharia 1. A análise foi dividida em duas fases: por um lado,

uma análise a nível documental e de planeamento – análise dos planos de manutenção

preventiva, procedimentos e instruções de trabalho -, e por outro uma análise comportamental

– análise do método de trabalho da equipa de manutenção ao longo de vários dias de trabalho,

desde o momento em que recebe as instruções de trabalho, até ao momento em que o relatório

das tarefas realizadas é submetido.

Este trabalho debruça-se, pois, no estudo do conceito de manutenção, mais propriamente na sua

organização e aplicabilidade a nível industrial. O foco deste trabalho é o planeamento e

implementação de procedimentos na manutenção preventiva e de novas estruturas que

assegurem que estes possam ser aplicados de forma eficaz, com especial destaque para a análise

e distribuição da carga de trabalho pelos recursos disponíveis.

1.3 Estrutura da dissertação

Além deste capítulo introdutório, o relatório é composto por mais seis capítulos.

O Capítulo 2 destina-se a uma breve introdução à empresa e ao processo produtivo da indústria

de fabrico de pneus, com especial destaque para o Departamento de Engenharia 1, onde o

projeto se realizou, e para o processo de misturação de borracha.

No capítulo 3 são enquadrados os principais fundamentos teóricos e apresentada a revisão

bibliográfica subjacente ao projeto desta dissertação.

O capítulo 4 destina-se à apresentação do problema e à análise da situação atual. Ao longo do

capítulo é estudado o método de trabalho da empresa, bem como as atuais ferramentas utilizadas

para auxiliar as principais funções da manutenção nesta área.

Por sua vez, o capítulo 5 ocupa-se pela descrição do trabalho desenvolvido, com a explicação

dos métodos utilizados e da sua aplicação no contexto da empresa em questão.

Por fim, os últimos dois capítulos desta dissertação apresentam a análise crítica do trabalho

desenvolvido, do ponto de vista do autor. É realizada uma análise aos resultados da aplicação

da ferramenta desenvolvida no contexto da empresa, compilando as principais conclusões sobre

a matéria em estudo.


3

2 Apresentação da empresa

A CMIP é uma indústria de fabrico de pneus pertencente a um grupo alemão e localizada em

Lousado, Vila Nova de Famalicão. Este grupo, que é um dos maiores expoentes a nível mundial

da tecnologia de pneus, sistemas de travagem e controlo dinâmico de veículos, adquiriu em

1989 uma empresa nacional de renome na manufatura de borracha, de onde a CMIP herdou as

instalações e o nome.

A CMIP, que é apenas uma das cinco empresas que o grupo detém em Portugal, apresenta uma

produção muito diversa a nível de medidas, tipos e marcas de pneus, incluindo no seu portfólio

pneus destinados a SUV’S (Sport Utility Vehicles), pneus de alta performance, pneus Seal e

Silent. O principal mercado da empresa é o dos pneus de alta performance, sendo que a

produção se destina em 60% para o mercado de substituição, sendo o restante distribuído para

OEM (Original Equipment Manufacturer) dos mais prestigiados construtores da indústria

automóvel.

O volume de exportações da CMIP ronda 98% do seu volume total de negócios, o que a faz

afirmar-se como a quarta maior exportadora portuguesa (Mabor 2019). Nos últimos três anos

foram anunciados investimentos num total de 150 milhões de euros na empresa de Lousado.

Estes investimentos surgem como resposta à estratégia e visão da Divisão de Pneus do grupo e

têm em vista o arranque e desenvolvimento do segmento de produção de pneus agrícolas,

ampliação do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento e a expansão da fábrica de forma a

permitir a produção de três novos modelos de pneus (Neves 2019). Um aspeto atual das

instalações da CMIP pode ser observado na Figura 1

Figura 1 - Instalações da CMIP, em: https://www.jornaldenegocios.pt/empresas/industria/detalhe/continental-

mabor-com-lucros-de-212-milhoes-e-vendas-de-878-milhoes-em-2017, consultado em 2019-06-07

Com uma faturação anual superior a 850 milhões de euros e lucros que ascendem aos 200

milhões de euros, a CMIP é a empresa que mais contribui para os resultados do grupo em

Portugal, contando com um quadro permanente de mais de 2150 funcionários (Neves 2018).


4

2.1 Estrutura da organização

Com o crescimento da empresa, a CMIP teve de adaptar a sua organização interna de forma a

dar resposta à estratégia definida pelo grupo alemão. Atualmente, pode considerar-se a sua

estrutura como funcional, dado que as pessoas com tarefas similares são agrupadas num mesmo

departamento. Neste tipo de indústria, em que o principal objetivo é a máxima cadência

produtiva, a estrutura adotada permite uma maior especialização e produtividade, trazendo, no

entanto, desafios no que toca à comunicação entre as diferentes funções da empresa. Na CMIP

estas questões são contornadas promovendo reuniões regulares entre os representantes dos

principais departamentos e áreas, o que possibilita um fluxo rápido, eficiente e dirigido da

comunicação. Um esboço dos principais departamentos da CMIP pode ser observado na Figura

2.

Figura 2 - Estrutura departamental da Continental Mabor, em: Intranet da Continental, consultada em 2019-05-

15

Quanto ao posicionamento da função manutenção na estrutura da empresa, verifica-se que,

consequência da alta diversidade e complexidade de equipamentos, a responsabilidade por estes

serviços passou para um departamento autónomo. Este departamento, denominado Engenharia,

tem como principais funções a aplicação de técnicas de manutenção e de melhoria contínua aos

equipamentos, a gestão de peças de reserva, a normalização de componentes e a liderança de

projetos relacionados com os ativos.

A diferenciação horizontal do trabalho na CMIP é assegurada pela divisão do departamento de

Engenharia em dez áreas, sendo 8 destas correspondentes a uma fase diferente do processo, e

as outras duas transversais a estas e responsáveis pelos projetos de expansão e pela energia e

infraestruturas. Assim, a função manutenção nesta empresa é descentralizada, o que permite

uma maior familiarização do pessoal com os equipamentos e, consequentemente, maior rapidez

de resposta. Este tipo de organização da manutenção traz também benefícios à comunicação e

partilha de tarefas entre os departamentos da Produção e da Engenharia.

2.2 Processo produtivo

O pneu é um componente essencial à mobilidade automóvel, cujo desempenho depende de um

conjunto de características que se pretendem potenciadas ao máximo, como por exemplo a

resistência ao rolamento ou a distância de travagem. Pelo facto de estar intrinsecamente ligado

à segurança do veículo, o processo de fabrico de um pneu é complexo, tendo de obedecer a

altos padrões de qualidade e estando sujeito a monitorização constante. As várias etapas do

processo estão representadas na Figura 3, e serão brevemente descritas de seguida:

• Misturação – produção de compostos poliméricos a partir de matérias primas ou outros

compostos intermédios;

• Preparação de Materiais – processamento dos compostos provenientes da misturação

e introdução de compostos metálicos e têxteis. Fazem parte desta fase os processos de

Extrusão, Calandragem e Corte, mas também a produção das cunhas e dos talões para

os pneus;


5

• Construção – etapa de agregação de todos os componentes fabricados até aqui, dando

origem ao “pneu em cru”, de comportamento plástico e piso sem qualquer relevo. Antes

de avançar para a fase seguinte, o pneu passa por um passo intermédio de lubrificação,

ou pintura, que consiste na aplicação de um produto que evita a aderência deste aos

componentes associados ao processo de vulcanização;

• Vulcanização – fase de moldagem dos pneus sob a ação de pressão e temperatura

aplicadas durante um tempo pré-definido. Como o pneu perde o seu comportamento

plástico e o seu piso ganha a forma pretendida, qualquer malformação é dada como

irreparável dado que a borracha já não pode ser reaproveitada;

• Inspeção final –várias verificações e testes são realizados ao pneu de forma a garantir

a sua qualidade e segurança. O pneu passa pelas etapas de inspeção visual, teste de

uniformidade e de balanceamento, entre outros.

Figura 3 - Processo de fabrico de um pneu, em: https://www.oasisalignment.com/blog/tire-manufacturers-

increase-efficiency-with-precision-machine-alignment/, consultado em 2019-05-30, 09:30

2.3 Processo de misturação

É nesta primeira fase do fabrico de um pneu que entram as principais matérias primas que,

dependendo da proporção com que são acrescentadas ao processo e misturadas com os

diferentes compostos, conferem determinadas características à borracha produzida. As

principais matérias primas de um pneu são:

Borracha: que pode ser de origem natural ou sintética;

Óleos: a sua função principal é facilitar o processamento dos compostos e, durante a fase de

misturação, assegurar a modificação das propriedades da borracha de forma a tornar o processo

mais eficaz e eficiente – redução da rigidez da mistura e mais fácil junção de novos ingredientes;

Pigmentos: têm funções distintas de acordo com o seu tipo. Os anti degradantes protegem

contra a deterioração causada por fatores ambientais, os aceleradores controlam a taxa de

vulcanização, os ativadores favorecem a vulcanização e o enxofre estabelece ligações entre as

cadeias de borracha e confere comportamento elástico ao composto;

Enchedores: reforçam as propriedades do pneu, entre elas a dureza, resistência ao desgaste,

resistência à abrasão, resistência ao rasgo, entre outros. Nesta categoria incluem-se o negro de

fumo - responsável pela cor preta do pneu e por conferir resistência e durabilidade – e a sílica

– providencia melhor travagem em piso molhado e reduz a resistência ao rolamento.

O processo de misturação pode ser dividido em duas partes, das quais resultam dois compostos

diferentes: master, na primeira, e composto final, na segunda. O master é então um elemento

intermédio no processo de misturação que, quando misturado com outros ingredientes, vai dar


6

origem ao composto final, que por sua vez é o input da próxima fase da produção. Os

equipamentos utilizados na obtenção destes compostos são os misturadores, podendo fazer-se

a distinção entre uma linha de misturação simples e Tandem. A sala de misturação é constituída

por seis áreas fundamentais: as salas elétricas e de controlo, os sistemas de aspiração, os

sistemas de alimentação, doseamento e pesagem, os equipamentos de misturação, o

equipamento de secagem, paletização e armazenamento e as utilidades. Uma representação de

uma sala de misturação Tandem pode ser observada na Figura 4.

Figura 4 - Sala de misturação, in https://rubbermachineryworld.com/2015/03/06/rubber-mixing-

room/automated-mixing-line/, consultado em 2019-05-31

O processo numa linha Tandem começa com a entrada pela porta de alimentação das matérias

primas (borracha, compostos master ou rework, e pigmentos), através de passadeiras rolantes

responsáveis pela sua pesagem. De seguida, são adicionados os enchedores e óleos, enquanto

que o martelo – sistema hidráulico composto por 2 cilindros – exerce uma pressão que força a

entrada de todos estes elementos numa câmara de misturação. É nesta câmara que ocorre a

misturação propriamente dita, com o auxílio de dois rotores com asas que giram em sentidos

opostos a velocidades iguais. Um circuito interno de água a uma temperatura pré-definida e

controlada por unidades TCU (Temperature Control Unit) assegura a refrigeração destes

elementos. A principal característica de uma linha Tandem é conter duas câmaras de misturação

diferentes, tendo a segunda maior volume de forma a garantir o melhor fluxo do composto.

Depois de completo o processo de misturação, o composto sai da câmara de misturação pela

porta de descarga diretamente para uma extrusora. Este equipamento é responsável por

homogeneizar o composto e empurrá-lo para a calandra, através da rotação em sentidos opostos

e a uma velocidade variável de duas roscas sem fim. A calandra, por sua vez, é composta por

dois rolos sobrepostos que rodam em sentidos opostos a uma velocidade variável, perfilando o

composto numa folha contínua de espessura regulável e largura pré-definida. Estes dois

equipamentos caracterizam-se por estarem acoplados, formando um conjunto.

Após sair do conjunto extrusora-calandra, a borracha, em forma de folha contínua, passa por

uma unidade de batchoff onde lhe é adicionado um soluto antiaderente de modo a facilitar o

seu futuro empilhamento e armazenamento. Como o composto se encontra a temperaturas que

rondam os 150ºC e o empilhamento só é possível para temperaturas não superiores a 40ºC, o

composto passa por uma secção desta unidade em que, devido à existência de ventiladores

laterais, este arrefece e seca.

Estando a folha contínua de borracha completamente seca e arrefecida, torna-se necessário

proceder ao seu corte e empilhamento. O empilhamento é feito horizontalmente de forma

automática, recorrendo a paletes. As paletes são posteriormente identificadas e armazenadas

num armazém automático.


7

3 Fundamentos e Contextualização teórica

De forma a compreender a metodologia base deste projeto, é necessário desvendar o contexto

teórico por detrás do trabalho desenvolvido. Assim, ao longo deste capítulo é feito um breve

enquadramento histórico da função manutenção em contexto industrial e definidos os principais

conceitos relacionados com o comportamento dos equipamentos. Para além disso, são expostos

os principais fundamentos da gestão da manutenção, definindo-se as etapas do planeamento de

ações de manutenção.

3.1 Manutenção – Objetivos, função e breve contextualização histórica

De acordo com a norma europeia (BSI 2017), a manutenção é descrita como “a combinação de

todas as ações de carácter técnico, administrativo ou de gestão, que são aplicadas a um ativo

durante o seu ciclo de vida, com o objetivo de reter ou restaurar o mesmo para um estado tal

em que este realize a função a que se destina”. No âmbito das ideologias de melhoria contínua,

considera-se ainda como responsabilidade da função manutenção a aplicação de alterações aos

ativos que visem aumentar a eficiência do processo, sem no entanto alterarem a sua função

original (Dienst, Ansari, e Fathi 2014). A importância relativa da gestão dos ativos no seio de

uma empresa foi evoluindo com o tempo, como descrevem Moubray (1997) e Borris (2006),

nas suas obras.

Nos primórdios da era industrial, a eficiência do processo produtivo não era motivo de grande

preocupação, mantendo-se uma visão reativa sobre a gestão de ativos – intervenções aos

equipamentos apenas como resposta à deteção de anomalias, ou tarefas simples de limpeza e

lubrificação.

As duas guerras mundiais causaram um desequilíbrio nas indústrias que viram a mão de obra

disponível reduzir-se e o número de avarias nos seus equipamentos aumentar devido à sua sobre

exploração. Este contexto, e as inovações na área da automação, impulsionaram uma mudança

no paradigma da manutenção industrial, desenvolvendo-se novas técnicas de planeamento e

controlo da manutenção.

Nas décadas de 60 e 70, o aumento do conhecimento relativo dos padrões de avaria levou a que

se que se pusesse em causa a relação de dependência entre a probabilidade de um equipamento

falhar e a sua idade. Surgem então novos modelos de manutenção baseados na manutenção

condicionada, ferramentas de apoio à decisão, estudos de risco e a análise de modos e efeitos

de falhas (FMEA). Simultaneamente, do Japão surgiam as primeiras ideologias que focavam a

orientação da atividade da empresa segundo os interesses dos consumidores, levando ao

alargamento do âmbito da gestão da manutenção, que passa a incluir a segurança das pessoas e

bens e o cumprimento de normas ambientais.

3.2 Equipamentos - Conceitos base e indicadores de desempenho

Consideram-se ativos físicos todos os componentes, aparelhos, unidades funcionais,

equipamentos, subsistemas ou sistemas que tenham valor para uma organização, seja este atual


8

ou potencial (BSI 2017). Um sistema, por sua vez, reúne o conjunto de componentes,

equipamentos ou instalações que dão suporte a um dado requisito operacional (NASA 2000).

Independentemente da taxonomia adotada, existe um tipo de sistemas cujo estudo do

comportamento é de extrema importância na área da manutenção - os sistemas reparáveis.

Botsaris and Tzafestas (1985) estudaram o comportamento destes sistemas, aos quais é possível

restaurar a função quando falham, substituindo os componentes que causaram a avaria por

outros num estado funcional. Assim, distinguem-se sistemas reparáveis de componentes, sendo

que estes últimos são geralmente descartáveis ou de baixo custo, podendo, por isso, ser

regularmente substituídos (Leitão 2018).

Por se tratarem de conceitos que abrangem diferentes áreas tecnológicas, a terminologia

utilizada na análise do comportamento dos equipamentos não é única. Isermann (2006)

descreve uma avaria como sendo um estado inerente ao sistema, que se caracteriza pelo desvio

de pelo menos uma das suas propriedades características para lá de um certo limite de

tolerância, causando uma redução, ou mesmo a perda, da capacidade funcional do sistema. É

comum também estabelecer-se a diferença entre avaria e falha, dois conceitos amplamente

utilizados. A principal diferença reside no facto de a avaria corresponder a um estado de um

sistema e a falha a um evento. Assim, a falha pode ser definida como uma interrupção da

habilidade de um sistema realizar a função a que se destina, podendo levar a uma avaria do

sistema (Isermann 2006). As mais variadas circunstâncias podem levar à falha de um sistema,

desde o design dos equipamentos, ao seu fabrico, instalação, uso ou mesmo manutenção. A

norma europeia (BSI 2017) destaca algumas das causas de falha mais notáveis: falhas por

desgaste (probabilidade de avaria proporcional ao tempo que o equipamento está sujeito a um

dado nível de stress), falhas de idade (envolvem a alteração de propriedades físico-químicas do

material) e falhas por má utilização (equipamento é sujeito a níveis de stress fora dos limites

especificados). Jones (2013) definiu ainda falhas de causa comum como um tipo de falhas que

acontece quando duas ou mais falhas são provocadas por um mesmo evento ou fator de partilha.

A funcionalidade de um equipamento está relacionada com a performance que se espera do

mesmo, podendo ser definida recorrendo a diferentes tipos de parâmetros como propriedades

físicas, outputs operacionais ou requisitos temporais. Avarias funcionais, de acordo com a

NASA (2000), são aquelas que provocam a falha do sistema impedindo-o de cumprir os seus

requisitos funcionais. Deste modo, caso a avaria não seja funcional, o sistema pode continuar a

operar embora o faça num estado degradado. Quando se analisam os efeitos de uma falha num

sistema, devem ter-se em conta dois conceitos: severidade – índice numérico de avaliação das

consequências prejudiciais atuais ou potenciais da falha –, e a criticidade ou risco – produto da

severidade com a probabilidade de ocorrência da falha.

A análise das avarias é fundamental ao conhecimento dos equipamentos. O indicador que

melhor ajuda nesta análise é a taxa de avarias, definida, num dado momento como a derivada

do valor esperado do número de avarias (Leitão 2018), como se pode verificar na Eq. (1). A

nível prático, este conceito representa a “velocidade” com que as avarias aparecem.

𝜆(𝑇) =𝑑

𝑑𝑡[𝐸{𝑁(𝑇)}] (Eq. 1)

Depois de abordados os conceitos essenciais à compreensão do comportamento dos

equipamentos, analisem-se as técnicas de estatística e os indicadores de desempenho aplicados

no contexto da manutenção. De entre os indicadores mais utilizados, a fiabilidade é um dos

mais importantes, sendo definida pela norma europeia (BSI 2017) como a “aptidão de um bem

para cumprir a função requerida sob determinadas condições e durante um dado intervalo de

tempo”. Segundo Liu e Abeyratne (2019) podem associar-se três elementos chave à definição

de fiabilidade: probabilidade – com um respetivo intervalo de confiança -, condições de uso –

equipamento é operado a determinada temperatura, humidade, pressão... – e duração -

relacionada com o ciclo de vida do equipamento.


9

A teoria matemática da fiabilidade aborda este conceito recorrendo a funções probabilísticas.

A função densidade de probabilidade – f(t) - representa a probabilidade um bem avariar, a um

dado tempo t. Por efeito, a função distribuição de probabilidade, F(t), corresponde à

probabilidade de um bem falhar até um determinado período de tempo, t. Ora, esta última

função é facilmente relacionável com o conceito de fiabilidade de um equipamento. Assim, a

fiabilidade, R(t), expressa-se, em função do tempo, como a probabilidade de um bem cumprir

a função requerida, dadas determinadas condições de uso, e passado um certo intervalo tempo

(Ma 2012), como se comprova pela seguinte equação:

𝑅(𝑡) = ∫ 𝑓(𝑡)𝑑𝑡∞

𝑡 = 1 − ∫ 𝑓(𝑡)𝑑𝑡

𝑡

0= 1 − 𝐹(𝑡) (Eq. 2)

Uma outra função de grande relevo na escolha de uma política de manutenção é a hazard rate,

h(t), que pode ser definida matematicamente como a probabilidade de um bem avariar a um

dado período 𝑡 + Δ𝑡, tendo o mesmo sobrevivido até t (Unnikrishnan Nair, Sankaran, and

Ramesh 2016).

ℎ(𝑡) = 𝑃[𝑇 = 𝑡|𝑇 ≥ 𝑡] =𝑓(𝑡)

𝑅(𝑡) (Eq. 3)

A representação gráfica mais comum do ciclo de vida de um equipamento é dada pela curva da

banheira, cujo nome advém da sua forma característica e que se pode observar na Figura 5. A

área total abaixo desta curva é igual a 1 dado que qualquer componente acaba por falhar, mais

tarde ou mais cedo.

Figura 5 - A curva da banheira, in Almada-Lobo (2018), “Slides de Apoio à cadeira de Gestão da Manutenção”

Wang, Hsu, and Liu (2002) argumentam que a performance dos equipamentos ao longo do seu

tempo de vida é ajustada por dois mecanismos principais: adaptação do sistema à sua

envolvente, sejam outros subsistemas, ou fatores externos, e a resistência ao dano acumulado.

Estes mecanismos ajudam a definir três zonas fundamentais na curva da banheira:

1. A fase de juventude do equipamento, ou mortalidade infantil, é dominada pelo

mecanismo da adaptabilidade, o qual se caracteriza por um decréscimo da taxa de

avarias com o tempo. Associa-se a esta fase o conceito de Reliability Growth – técnica

baseada na repetição de testes em protótipos de modo a identificar mecanismos de falha

e aplicar ações corretivas com o objetivo de aumentar a fiabilidade do equipamento;

2. Depois de eliminados os principais mecanismos de falha na fase anterior, a taxa de

avarias apresenta-se constante, visto que as falhas verificadas são essencialmente

acontecimentos imprevistos, como acidentes, esforços ou condições adversas do

ambiente que ultrapassam os máximos admissíveis da resistência do equipamento.

Como a probabilidade do equipamento avariar não tem qualquer relação com a idade

do sistema mas apenas com o seu tempo de funcionamento, o equipamento

aparentemente não envelhece, dizendo-se que não tem memória (Leicht 1995). Diz-se

que o equipamento está na sua fase de maturidade do equipamento, ou zona útil.


10

3. Na última fase do ciclo de vida dos equipamentos sobressai o mecanismo da acumulação

do desgaste e do envelhecimento do sistema. A taxa de avarias volta a crescer de forma

exponencial (Leitão 2018), dado que o equipamento vai perdendo a capacidade de

cumprir as suas funções.

Quando é possível admitir-se uma taxa de avarias constante, um outro parâmetro pode ser

calculado pelo inverso desta: o MTBF – Mean Time Between Failures. Na prática, o MTBF, tal

como o nome indica, corresponde ao tempo médio entre cada avaria do equipamento. No

sentido contrário, o tempo médio que um bem demora a ser reparado denomina-se MTTR –

Mean Time To Repair. Um representação gráfica destes e outros indicadores pode ser observada

na Figura 6.

Figura 6 - Representação gráfica dos principais indicadores temporais, in Ferreira (1998), “Uma Introdução à

Manutenção”

As funções abordadas ao longo deste subcapítulo seguem geralmente uma das seguintes

distribuições: exponencial, Weibull, log-normal e normal. As funções probabilidade de

densidade, fiabilidade e hazard rate, para as distribuições normal, log-normal e exponencial,

podem ser consultadas na Figura 16 do Anexo A.

A distribuição Weibull é a mais amplamente utilizada no âmbito da engenharia de fiabilidade,

dado o facto de conseguir representar, utilizando os parâmetros adequados, as três zonas da

curva da banheira. A versatilidade deste tipo de distribuição advém dos três parâmetros que

consegue definir e que lhe permitem adaptar-se ao comportamento da maioria dos

equipamentos (O’Connor and Kleyner 2012). Destes, o fator de forma, β, é o mais importante,

pois caracteriza a forma da função densidade de probabilidades. Quando β = 1, estamos perante

uma função com taxa de avarias constante, enquanto que para valores inferiores a 1, a taxa de

avarias é decrescente e para valores superiores a 1, a taxa de avarias é crescente. As principais

expressões matemáticas deste modelo são as seguintes:

𝑓(𝑡) =𝛽

𝜂𝛽𝑡𝛽−1exp [− (

𝑡

𝜂)

𝛽

] (Eq. 4)

𝑅(𝑡) = 1 − 𝐹(𝑡) = exp [− (𝑡

𝜂)

𝛽

] (Eq. 5)

ℎ(𝑡) = 𝛽

𝜂𝛽 𝑡𝛽−1 (Eq. 6)

Em que:

η, é um parâmetro da distribuição Weibull, denominado vida característica.


11

O desempenho das ações de manutenção pode ainda ser avaliado por dois outros indicadores:

• Manutenibilidade – conceito que representa a capacidade um bem restaurar as suas condições funcionais. Inclui aspetos relacionados com o design dos equipamentos, a facilidade de acesso aos mesmos, questões relacionadas com logísticas e peças de reserva, entre outros (Isermann 2006). O tempo médio que um equipamento demora a ser reparado, MTTR, inclui outros tempos que são considerados não úteis (Ferreira 1998): identificação e diagnóstico da avaria, acesso ao órgão afetado, montagem/desmontagem, controlo do arranque do sistema, espera por indisponibilidade de técnicos, equipamentos ou ferramentas e paragens para almoço, lanche, burocracias...

• Disponibilidade – define a probabilidade de um bem se encontrar operacional a um dado tempo, t. A forma mais usual de calcular este indicador - disponibilidade intrínseca - é pelo quociente do MTBF pela soma do MTBF com o MTTR. Aumentar a disponibilidade dos equipamentos é um objetivo clássico de um gestor da manutenção que pode ser alcançado por duas vias: redução do número de paragens por avaria (aumento da fiabilidade), reduzindo os tempos necessários à reparação (aumento da manutenibilidade), ou ainda ajustando as políticas de manutenção vigentes e assegurando a qualidade dos recursos disponíveis.

3.3 Modelos de Gestão e Políticas de Manutenção

O crescimento da indústria de manutenção fez despontar a oferta de software, instrumentação,

análises técnicas e técnicos especialistas para dar suporte a esta função industrial (Gouws and

Trevelyan 2008). Surge então o conceito de gestão de manutenção (BSI 2017) que engloba não

só atividades associadas à definição dos requisitos, objetivos, estratégias e responsabilidades

inerentes a esta função, mas também aquelas que asseguram o planeamento, controlo e melhoria

das ações de manutenção e dos fatores económicos. Uma estratégia para a manutenção deve ser

capaz de refletir a conceção dos objetivos a longo prazo de uma empresa e a forma de os atingir.

Segundo Ferreira (1998), os objetivos da manutenção devem resultar do compromisso entre

três vertentes: operacional (máxima disponibilidade e performance), socioeconómica (redução

custos, assegurar segurança e melhorar relações com stakeholders) e organizacional

(planeamento e políticas de subcontratação).

Duas atitudes perante a manutenção são comumente aceites: a manutenção reativa e a

manutenção proativa. Enquanto a primeira resulta na restauração da função do equipamento

depois de este ter falhado, a segunda tem um objetivo preventivo, logo as intervenções ocorrem

ainda antes de se ter detetado qualquer avaria.

Dentro da manutenção proativa podem distinguir-se dois tipos de técnicas diferentes. Na

primeira técnica, visitas, inspeções ou revisões gerais à máquina são agendadas com uma

periodicidade fixa. Este tipo de ações, chamadas de manutenção preventiva, implicam,

geralmente, a paragem da máquina e a intervenção na mesma sempre que se revele necessário.

A manutenção condicionada, por sua vez, tem por base a evolução de certas características

controladas dos equipamentos para a previsão da ocorrência de avarias e o planeamento das

intervenções. O gráfico da Figura 7 ajuda a compreender melhor os conceitos de manutenção

preventiva e manutenção reativa. Com o surgimento do conceito de melhoria contínua, um novo

tipo de técnicas pode ser distinguido das restantes. Assim, as ações corretivas melhorativas, que

podem ou não ser planeadas, têm o objetivo de introduzir melhorias nos equipamentos de forma

a reduzir ou eliminar operações de manutenção, ao mesmo tempo que aumentam a fiabilidade

dos comportamentos.


12

Figura 7 – Principais diferenças na aplicação das diferentes técnicas de manutenção, in (Sirvio 2015),

“Intelligent Techniques in Engineering Management

Os dois modelos de manutenção mais comumente aplicados são o Relaibility Centered

Maintenance (RCM) e o Total Productive Maintenance (TPM):

• TPM - desenvolvido na década de 70 por Seiichi Nakajima como uma metodologia para a aplicação das ideias de melhoria contínua à gestão de ativos, ao mesmo tempo que se a integração em trabalho de equipa entre todos os colaboradores e todos os departamentos. Este modelo propõe um indicador da eficácia dos equipamentos: o OEE (Overal Equipment Effectiveness), que se calcula pelo produto da disponibilidade operacional, com o indicador de desempenho e a taxa de qualidade. Nakajima (1988) defende que a máxima eficácia é alcançada através da eliminação das “seis grande perdas”, que afetam cada uma destas parcelas;

• RCM – desenvolvido em resposta às motivações da indústria aeronáutica americana, este modelo apresenta uma metodologia para a determinação da combinação de políticas de manutenção a ser aplicada que seja capaz de garantir a capacidade operacional dos equipamentos ao mais baixo custo (Yssaad and Abene 2015). A seleção das políticas de manutenção é feita com base no conhecimento dos requisitos funcionais dos equipamentos, do tipo de avarias – suas causas e consequências no processo produtivo- e questões relacionadas com o ambiente e a segurança. As técnicas tidas em conta neste modelo são: manutenção preventiva, manutenção condicionada, inspeções às condições de funcionamento e aos equipamentos de segurança e proteção e o redesenho de componentes. A hipótese de não se efetuar qualquer intervenção na máquina também é tida em conta, para os casos em que os componentes não são reparáveis ou são de baixo custo, ou quando se considera que não efetuar qualquer manutenção diminuirá a probabilidade de ocorrência de uma avaria.

3.4 Planeamento e Preparação da Manutenção Preventiva

Apesar de a função planeamento estar geralmente associada à escolha da política de

manutenção adequada para o conjunto de ativos de uma empresa, Nyman and Levitt (2010)

propõem que esta pode ser dividida em três atividades ou fases: o Planeamento – elaborar o

plano de manutenção; a Coordenação do Trabalho - assegurar disponibilidade e preparar os

recursos necessários para a execução das tarefas; e por fim a Programação – priorizar tarefas e

otimizar a utilização dos recursos. Como este projeto de dissertação se foca na manutenção

preventiva, torna-se necessário analisar que fatores económicos (rentabilidade) e técnicos

(fiabilidade) suportam a viabilidade de aplicação de políticas de manutenção num ativo.

Do ponto de vista económico, a condição mais básica para garantir a rentabilidade da

manutenção preventiva é o custo total de reparação após a avaria ocorrer ser superior ao custo

da intervenção antes da mesma ocorrer (Jardine and Tsang 2013). O custo total, que se quer

minimizado, é calculado pela soma do custo da reparação, custos indiretos (por perdas de

produção, por exemplo) e o custo de manutenção preventiva. O volume de manutenção

preventiva economicamente justificável, corresponde ao ponto onde o custo total é mínimo,

como se pode observar na Figura 8.


13

Figura 8 – Volume ótimo de manutenção preventiva, in Vasconcelos (1986), “Gestão de Empresas –

Equipamentos”

Recorrendo à fiabilidade, deve-se conduzir um estudo ao comportamento do equipamento de

modo a localizá-lo na curva da banheira. A manutenção preventiva só é uma escolha

justificável, caso se possa admitir uma taxa de avarias crescente (Almada-Lobo 2018). Se a taxa

de avarias for dada como decrescente (zona de mortalidade infantil), a natureza deste tipo de

avarias exige que se tomem as devidas providências de modo a repará-las e corrigir os erros de

projeto ou design a esta associados. Por outro lado, caso se admita que o equipamento apresenta

uma taxa de avarias constante, como o surgimento das avarias é um fenómeno aleatório, a

substituição do componente antes da avaria ocorrer em nada afetaria a probabilidade do mesmo

falhar no instante seguinte.

O planeamento das atividades de manutenção é um processo dinâmico, dado que a constante

atualização da informação em tempo real força à revisão constante do mesmo. Uma das etapas

essenciais ao planeamento da manutenção preventiva é o escalonamento das tarefas.

Escalonamento pode ser definido como a atribuição de tarefas a um determinado conjunto de

recursos num dado horizonte temporal. Um escalonamento adequado exige o cumprimento de

um conjunto de restrições, mais ou menos rígidas, que são impostas pelo tipo de tarefas a

realizar (duração estimada para a sua realização, prioridades da tarefa…), mas também pelos

recursos da empresa (disponibilidade, tipo de especialização…). O propósito de um

escalonamento não deve ser encontrar o balanceamento ótimo, mas sim ser eficaz e

eficientemente adaptável, numa base contínua, mantendo os níveis de performance elevados

(Madureira, Ramos, and Silva 2003).

De acordo com Wagner et al. (2008) o objetivo de um escalonamento deve ser garantir a

realização das tarefas de manutenção planeada, na base temporal definida e mantendo mínima

a flutuação dos recursos humanos necessários em cada período. Porém, na realidade, o número

elevado de tarefas que são necessárias agendar, cada uma com os seus requisitos específicos,

torna o escalonamento manual difícil e entediante. De forma a ir de encontro a este objetivo, a

modelação matemática tem vindo a ser aplicada de forma a descobrir o balanço ótimo entre

custos e benefícios da manutenção.

Estes modelos de otimização podem ser divididos em estáticos – caso todos os trabalhos sejam

conhecidos antes do escalonamento -, ou dinâmicos – as tarefas a realizar chegam ao sistema a

tempos diferentes. Do ponto de visto do conhecimento dos parâmetros do escalonamento, este

tipo de problemas pode ser dividido em determinístico, quando estes são conhecidos e são fixos,

ou não determinísticos, no caso de haver incerteza em todos ou alguns dos parâmetros

(Madureira, Ramos, and Silva 2003). Dentro dos modelos não determinísticos, é feita a

distinção entre risco e incerteza. Enquanto num modelo de risco se admite conhecer a

distribuição de probabilidade de avaria de um componente, no caso da incerteza, esta é

desconhecida.


14

4 Estudo do processo e análise ao problema

A empresa procura aplicar à gestão dos seus equipamentos uma filosofia assente no princípio

de participação de todos os seus colaboradores no processo de manutenção. Na CMIP encontra-

se atualmente em aplicação e constante desenvolvimento um programa denominado Maintain

Me, que procura orientar a política de manutenção na empresa de forma a que toda a

organização se possa reger pelos mesmos princípios.

Ao longo deste capítulo será feita uma análise à situação atual no departamento industrial de

forma a definir os pontos de melhoria onde a proposta de solução se deve focar. O desafio

proposto no arranque deste projeto foi o de balancear a carga de trabalho de manutenção

preventiva ao longo do tempo de forma a responder às necessidades mais exigentes de uma

nova linha de misturação com tecnologia inovadora.

4.1 DE1 - Departamento de Engenharia 1

A estrutura dos diferentes departamentos de Engenharia na CMIP varia de acordo com as

características de cada fase do processo. No DE1, a estrutura divide-se em três equipas

diferentes: Curativa, Planeada e Projetos. As duas primeiras equipas têm a responsabilidade de

elaborar, desenvolver e coordenar a aplicação de procedimentos e planos, respetivamente, de

manutenção corretiva e planeada, tendo em vista a conservação das instalações e a máxima

disponibilidade das máquinas para a produção. Por outro lado, a equipa de Projetos tem a

responsabilidade de gerir e executar todos os processos de aplicação de melhorias aos

equipamentos, instalação de novas máquinas ou de alteração às instalações. Para além disso,

esta equipa é também responsável por gerir a contribuição do DE1 para o Sistema de Sugestões

da CMIP. Esta ferramenta permite que qualquer colaborador da empresa desenvolva uma

proposta de melhoria, que tanto pode ser aplicada ao processo como um todo, como a um

equipamento específico ou até às próprias instalações da empresa.

A nível da gestão da manutenção, a informação é um recurso muito valioso, sendo imperativo

geri-lo de forma cuidadosa. Todo o processo desde a recolha de dados, até ao seu posterior

armazenamento e análise, deve ser devidamente estruturado. Posteriormente, os esforços devem

ser orientados para que seja garantida a fluidez na transmissão da informação a nível vertical e

horizontal, de modo a que esteja disponível para todos os colaboradores e contribuindo para um

planeamento eficiente das atividades de manutenção. O DE1 aplica alguns mecanismos e

estratégias de forma a garantir que a informação é devidamente registada e transmitida ao longo

da cadeia de planeamento.

Deste modo, todos os dias, no processo de transição entre o turno noturno e diurno, é realizada

uma curta reunião de 20 minutos – briefing - onde todos os colaboradores da área trocam

impressões sobre o comportamento dos equipamentos e as intervenções realizadas e a realizar.

Esta reunião serve então para fazer um ponto de situação inicial antes do começo dos trabalhos

de manutenção no terreno. Deste modo, garante-se que a informação é transmitida entre estes

dois turnos através de um processo de briefing e debriefing. Este tipo de processo implica um

comportamento muito disciplinado dos técnicos que devem ter consciência da importância da


15

transmissão da informação para a gestão das atividades do departamento. Assim, é da

responsabilidade dos chefes de turno e dos próprios técnicos, a transmissão da informação para

as restantes transições de turno e para o caso dos turnos de fim de semana. De modo a facilitar

a transmissão de informação em casos em que não foi possível fazê-lo de forma direta juntos

dos outros colaboradores, um Quadro de Resolução de Problemas está colocado na oficina da

área para que qualquer colaborador possa registar uma qualquer anomalia que tenha sido

detetada ou uma intervenção que tenha sido realizada e que ainda não tenham sido registada

por outro método.

Analise-se a relação existente entre as áreas da Produção e da Engenharia para o caso da área

da Misturação. A Produção é o departamento responsável pela execução dos planos de

produção, sendo auxiliada nesta função por departamentos de suporte que definem as receitas,

os métodos, os tempos e efetuam o controlo da qualidade. Se por um lado, é objetivo da função

manutenção intervir nos equipamentos com vista à conservação dos mesmos a longo prazo e à

maximização da sua disponibilidade e performance, a sua atividade, exige, grande parte das

vezes, que as máquinas parem, quebrando o fluxo produtivo. Deste modo, uma articulação entre

estes dois departamentos é essencial para o estabelecimento de políticas de manutenção

eficientes. Os principais pontos a ter em conta nesta relação são a definição dos custos indiretos

de quebra da produção decorrentes das intervenções de manutenção, e a integração conjunta

dos dois planos (manutenção e produção) com vista a definir conjuntamente o melhor

agendamento das atividades de manutenção. Também a comunicação entre os dois

departamentos é um ponto fulcral para que seja possível detetar o mais rapidamente possível

anomalias nos equipamentos e definir a estratégia de manutenção mais adequada para as

resolver. A área da produção é também responsável por fornecer informação essencial ao

cálculo de KPI’s tão importantes como a taxa de disponibilidade e o OEE, calculados com o

apoio do departamento de Engenharia Industrial.

Durante o planeamento da manutenção, o departamento deve ainda ter em conta outras fontes

de informação, como relatórios provenientes de outras áreas da empresa, o resultado de

inspeções e auditorias internas e externas, entre outros. Em cada área são realizadas um tipo de

auditorias, nas quais um técnico do próprio departamento é responsável por preencher um

template que auxilia na deteção de problemas difíceis de detetar à primeira vista, ou que ainda

não tenham tido influência no processo. A estas inspeções dá-se o nome de Layer Equipment

Audit (LEA). Auditorias entre os departamentos da empresa ou externos à mesma são também

realizadas de forma regular, de modo a garantir estarem a ser seguidos os procedimentos

estabelecidos pelas entidades auditoras, no caso de auditorias externas, ou pela própria empresa,

no caso de auditorias internas.

4.2 A estruturação da manutenção preventiva no DE1

A equipa responsável pela manutenção planeada no departamento da misturação é composta

por nove técnicos, três dos quais elétricos e seis mecânicos, um responsável pela lubrificação,

um responsável pela oficina e kanban, um chefe de equipa, responsável por gerir o trabalho no

chão de fábrica, e um responsável pelo planeamento. Para além disto, o departamento recorre a

empresas de outsourcing para dar apoio à equipa de manutenção em trabalhos de manutenção

mais específicos.

Plano de manutenção é definido pela norma EN 13306 (BSI 2017) como o “conjunto de tarefas,

devidamente estruturado e documentado, que inclui atividades, procedimentos, recursos e o

tempo necessário para levar a cabo a manutenção dos equipamentos”. Na CMIP, o plano de

manutenção preventiva é elaborado anualmente, sendo denominado Master Plan, tendo de ser

aprovado pelo departamento da Produção. É neste plano que se define qual o tempo de duração

das paragens para cada grupo de máquinas, bem como a periodicidade com que as mesmas

devem ocorrer e a sua distribuição ao longo do horizonte de planeamento. No DE1, os tempos


16

acordados para paragem das máquinas vão de 2 a 8 horas, sendo que cada grupo de máquinas

para, pelo menos, uma vez por mês para intervenções planeadas. Um documento Word, ao qual

se chama procedimento, aglomera todas as tarefas a realizar em cada equipamento da máquina

de forma a levar a cabo o plano de manutenção proposto. Para cada tarefa desta lista, deve estar

definida uma periodicidade recomendada, um tempo médio de execução, o tipo de

especialização técnica (mecânica ou elétrica) e se a máquina necessita ou não de parar o seu

processo produtivo para a mesma ser efetuada.

A informação constante destes procedimentos e do Master Plan está guardada na base de dados

do sistema integrado de gestão empresarial (ERP) utilizado pela empresa, o SAP. Neste ERP

estão definidas as estratégias de manutenção preventiva bem como o plano que deve ser

executado para cada máquina. Assim, todos os meses, é lançada pelo ERP, uns dias antes do

dia planeado para a paragem da máquina, uma ordem de trabalho que contém o plano de

manutenção que deve ser respeitado naquele dia, de acordo com os procedimentos definidos.

Atualmente, a estratégia definida para o lançamento das ordens de manutenção é definida, tal

como as tarefas, com base na sua periodicidade. Assim, existem planos mensais, que incluem

todas as tarefas a ser realizadas todos os meses, planos trimestrais, que englobam as tarefas de

periodicidade trimestral e mensal, planos semestrais, que juntam ao último tipo de plano as

tarefas semestrais e, finalmente, o plano anual, lançado uma vez por ano e constituído por todas

as tarefas que têm de ser realizadas na máquina. Esta distribuição dos planos pelos períodos do

horizonte de planeamento está representada na Figura 9.

Deste modo, a ordem de trabalho é recebida pelo chefe da equipa de manutenção preventiva e

articulada com a informação proveniente de outros documentos de forma a organizar a lista de

tarefas diária. De entre os documentos analisados destacam-se os seguintes: lista de óleos (com

informação da periodicidade com que os óleos devem ser trocados), relatórios das LEA’s,

relatório de lubrificação, relatório da misturação (no qual se verifica se as temperaturas seguem

a receita), relatórios de outras áreas da fábrica (como a metereologia, responsável pelas sondas

de temperatura), entre outros. Todas as anomalias verificadas pela análise destes documentos

ou registadas no quadro de resolução de problemas previamente referido, são registadas numa

folha de cálculo. É a partir desta folha de cálculo, que funciona como um documento partilhado

no qual os chefes de equipa ou de turno podem adicionar quaisquer anomalias que tenham sido

verificadas no seu turno, que os responsáveis pelo planeamento da manutenção preventiva vão

definir quem são os responsáveis pela resolução de cada anomalia e organizar as tarefas a ser

realizadas durante a paragem da máquina.

Esta definição de tarefas a realizar é complementada pela atribuição empírica de uma prioridade

a cada tarefa, e pela ordenação desta lista de acordo com a área da máquina onde a intervenção

deve ser efetuada. É com base neste último ponto que é posteriormente impresso o relatório

com as instruções de trabalho para o dia. Esta instrução de trabalho contém a lista de tarefas a

realizar e outras informações auxiliares como o tipo de especialização técnica que a tarefa

existe, se está alocada a empresas externas, entre outras anotações que se considerem relevantes.

É esta lista de tarefas, em conjunto com a proveniente do SAP, que é levada pelos técnicos para

junto da máquina onde decorrerão os trabalhos.

Figura 9 - Distribuição dos planos no horizonte de planeamento


17

4.3 O quotidiano de uma intervenção de manutenção preventiva

O turno responsável por levar a cabo as tarefas de manutenção preventiva tem início previsto

para as 8 horas, terminando pelas 16h30min. Tome-se como exemplo para esta análise uma

ação preventiva que implique uma paragem mensal da máquina de oito horas, que é o caso mais

comum.

Tal como referido anteriormente, a equipa de manutenção preventiva começa por integrar o

briefing, durante o qual são discutidas as intervenções a realizar durante o dia. É então durante

esta pequena reunião que a equipa de manutenção recebe instruções sobre as tarefas que devem

ser realizadas e quem são os responsáveis pela sua realização. Após o término do briefing, a

equipa prepara as ferramentas necessárias para a realização dos trabalhos e é dada ordem para

a máquina iniciar a paragem.

O tempo destinado à paragem e preparação em segurança da máquina para a realização das

operações de manutenção é de aproximadamente 30 minutos. Esta duração está diretamente

relacionada com o tempo que a última carga demora a percorrer o percurso entre a alimentação

da máquina e o fim do processo, sendo por isso proporcional à quantidade de material ainda

presente na máquina. Durante o horário do seu turno, os técnicos da equipa de manutenção têm

direito a efetuar duas paragens, uma de 10 minutos para lanchar e outra de 40 minutos, na hora

do almoço. O acompanhamento efetuado ao comportamento da equipa de manutenção durante

vários dias revelou que tempos oscilam ligeiramente em torno dos valores estipulados, sendo

que o total do conjunto das pausas nunca ultrapassava os 60 minutos.

Apesar do turno apenas se dar por terminado às 16h30min, os trabalhos na máquina têm de

terminar cerca de uma hora antes deste horário. Tal como já se tinha verificado para a paragem

da máquina, deve ser alocado um determinado tempo para que a máquina possa arrancar em

segurança e esteja operacional para recomeçar a produzir. Tanto a paragem como o arranque

da máquina devem ser acompanhado por um técnico mecânico e outro elétrico da equipa de

manutenção preventiva, que devem assegurar que todos os dispositivos de segurança são

ativados e que a máquina efetivamente recomeçou o processo produtivo. Apesar de o tempo

médio considerado para o arranque ter sido uma hora, muitas vezes, este processo demora

ligeiramente mais, prolongando-se para lá da hora de término do turno. Isto verifica-se, ora

devido a atrasados na finalização dos trabalhos a ser realizados na máquina, ora devido a

problemas no acompanhamento do arranque. O arranque só é dado como terminado após o

acompanhamento com sucesso da carga de limpeza, que é a primeira carga saída da máquina

após paragem e que define se o arranque foi ou não realizado nas decidas condições.

No fim do dia de trabalho, a equipa de manutenção devolve ao chefe da equipa preventiva a

lista de tarefas onde se encontram assinaladas as tarefas que foram realizadas. Informação

adicional pode ser acrescentada a esta lista sob a forma de anotações sobre o progresso dos

trabalhos realizados ou anomalias detetadas. Esta informação é, posteriormente, inserida no

SAP, fechando a ordem previamente lançada.

4.4 Ferramentas informáticas de suporte ao planeamento e execução da Manutenção

A necessidade de a analisar grandes quantidades de informação proveniente de diversas fontes

de modo a utilizá-la como auxílio à tomada de decisão, obrigou as empresas a procurar soluções

para a forma como armazena, organiza e disponibiliza esta informação aos seus colaboradores.

Neste subcapítulo são apresentadas a principais ferramentas informáticas utilizadas no DE1 de

forma a prestar suporte às diferentes fases do planeamento e execução das tarefas de

manutenção.


18

4.4.1 SAP

O SAP é um software cuja finalidade é processar dados em tempo real, permitindo a integração

de diferentes processos de um negócio. Este tipo de sistema, em empresas da dimensão da

CMIP – em que a quantidade de dados processados é enorme -, traz imensas vantagens para a

estruturação conjunta dos dados provenientes de áreas tão diversas como: Finanças, Recursos

Humanos, Produção, Marketing, Vendas...

Este ERP é composto por conjunto de módulos ligados em tempo real, cada um destinado a um

processo diferente da empresa, e por pequenas aplicações, denominadas transações. O módulo

de manutenção permite interconectar todas as atividades da função manutenção e estabelecer a

ligação deste com outros módulos, como a Produção ou a Gestão de Recursos. A partir deste

módulo a organização pode identificar, documentar e gerir os problemas relacionados com os

ativos da empresa. Os bens fabris encontram-se registados no software devidamente inseridos

na estrutura da máquina, cujo detalhe e profundidade variam de acordo com as necessidades da

organização.

Relativamente às tarefas de manutenção preventiva, a gestão destas é assegurada pelo

lançamento periódico de ordens de manutenção geradas manualmente com base na estratégia

pré-definida para os planos de manutenção inseridos na base de dados da plataforma. Nestes

planos é possível estabelecer que objetos técnicos serão alvo de manutenção, bem como as

operações a ser efetuadas e respetiva prioridade de realização.

Analisando a utilização atual que a empresa faz deste software, concluiu-se que as

funcionalidades do ERP estão muito subaproveitadas. A razão para esta falta de aproveitamento

advém do facto do SAP não apresentar uma interface com utilizador que seja de fácil

entendimento e utilização. Também ao nível da manutenção e desenvolvimento de aplicações,

este ERP apresenta algumas restrições visto não se tratar de uma ferramenta muito flexível e

implicar gastos muito avultados em empresas especializadas e capazes de fazer criar

ferramentas personalizadas para o cliente. Outra dificuldade que advém da utilização do SAP é

a difícil integração com outros softwares auxiliares, o que motivou algumas decisões tomadas

ao longo da definição deste projeto.

4.4.2 PUMA (Plant User-Friendly Maintenance Application)

De forma a responder às limitações do SAP, e no âmbito do programa Maintain Me, a empresa

está a começar a implementar um software auxiliar à utilização deste ERP. O PUMA funciona

como uma máscara para a base de dados SAP, permitindo a leitura e escrita de informação a

partir de uma interface mais user-friendly para o utilizador. Ligando-se diretamente à base de

dados do ERP, esta ferramenta consegue diminuir o esforço necessário aos utilizadores para

realizar tarefas das mais simples às mais complexas. A plataforma divide-se em dois módulos:

a Dashboard e a Mobility.

A Dashboard providencia ao utilizador uma visão geral do estado dos equipamentos da sua

área. Permite consultar as ordens submetidas para cada equipamento que, por sua vez, estão

categorizados de acordo com a sua criticidade para o processo. Através de um código de cores,

o utilizador pode rapidamente ter uma perspetiva geral das necessidades dos equipamentos e

tomar medidas concordantes com estas.

Por outro lado, o módulo Mobility foi desenhado para a utilização no chão de fábrica pelas

equipas de manutenção com o auxílio de um equipamento portátil, como um tablet. Este módulo

permite ao utilizador consultar e receber notificações sobre as ordens geradas para os

equipamentos. A ferramenta possibilita ainda que o técnico se registe na ordem, contando este

momento como o início da reparação, podendo ainda indicar os recursos utilizados para a

realização do trabalho, descrever a anomalia detetada, indicar que tarefas foram ou não


19

realizadas (no caso de ordens de manutenção preventiva), fazer comentários adicionais sobre

os trabalhos realizados e dar por finalizada a sua intervenção. O técnico pode efetuar o logout

da ordem de quatro maneiras diferentes: registar a resolução da anomalia e fechar a ordem;

indicar que a sua intervenção terminou, mas a ordem deve permanecer aberta; notificar que o

conserto realizado foi temporário e criar uma nova ordem de acompanhamento; ou dar por

terminada a intervenção na resolução da avaria, mas criar uma nova ordem de acompanhamento

do arranque da máquina. Uma correta inserção da informação nesta plataforma permite um

registo mais preciso do tempo de intervenção para cada ordem, possibilitando a automatização

do cálculo da disponibilidade dos equipamentos e do tempo efetivo de trabalho das equipas de

manutenção.

4.5 Desafios identificados

O acompanhamento de várias intervenções de manutenção preventiva às linhas de misturação,

desde o momento do seu planeamento até ao momento em que, após a realização das mesmas,

é feito o balanço das tarefas realizadas, permitiu a identificação de alguns pontos de melhoria

ao nível da organização da manutenção.

Tal como referido num dos subcapítulos anteriores, a informação utilizada na programação das

ações de manutenção preventiva encontra-se dividida por várias fontes. O chefe da equipa de

manutenção preventiva recebe uma ordem de trabalho proveniente do SAP com a lista de tarefas

a realizar durante a ação de manutenção preventiva. No entanto, foi constatado que, dada a

futura implementação de uma linha de misturação constituída por novos equipamentos e

tecnologias, seria necessário definir uma nova estrutura de máquina e elaborar um plano de

manutenção em linha com a mesma. Esta definição de um novo plano para a futura linha de

misturação, exige que a uniformização da terminologia utilizada nas várias ferramentas de

suporte à manutenção seja mantida. Um dos pontos principais desta uniformização é a

associação à base de dados SAP da informação mais detalhada dos procedimentos e instruções

de trabalho, como o tempo e recursos necessários para a realização de cada tarefa.

Quando o turno termina, a instrução de trabalho deve conter indicações sobre o cumprimento

ou não do plano de manutenção naquele dia. Uma das expectativas com a introdução de novos

equipamentos na área é avaliar se a atual mão de obra técnica disponível para realização da

manutenção é ou não suficiente para conseguir realizar todas as tarefas previstas neste novo

plano. Atualmente verifica-se que o SAP, apesar de ser uma ferramenta muito completa e que

permite gerir várias áreas da empresa ao mesmo tempo, não se apresenta user-friendly para o

registo e gestão da realização das atividades de manutenção. Consequentemente, este processo

apresenta-se muito manual, para além de mostrar lacunas no momento do registo e transmissão

da informação. Uma proposta para a resolução deste problema começou a ser aplicada com o

desenvolvimento do PUMA, descrito num ponto anterior deste relatório. Outro aspeto fulcral

ao planeamento e programação das atividades de manutenção é a transmissão da informação

horizontal e verticalmente. Dada a dimensão da empresa na qual este projeto foi inserido, a

transmissão da informação pode muitas vezes ser uma tarefa difícil, visto existirem diversos

inputs ao planeamento das ações de manutenção. Deve-se, portanto, assegurar junto de todos

os colaboradores da área que é realizado um registo assíduo e coerente de todas as ocorrências,

sejam elas anomalias detetadas, ou intervenções realizadas. Só deste modo é possível garantir

que a informação é passível de ser agregada e analisada de forma a servir de suporte à gestão

da manutenção.

Quando se fala do planeamento de ações de manutenção, há um outro aspeto a considerar, que

se prende com a obrigatoriedade de paragem da máquina para efetuar as intervenções. Se por

um lado há tarefas que só são possíveis de se realizar parando o processo produtivo, por outro

lado, outras obrigam a que a máquina esteja em funcionamento. Dado que uma paragem da

máquina tem como consequência custos muito importantes para uma organização, uma correta


20

distribuição das tarefas otimiza o tempo de paragem das máquinas, garantindo maior

disponibilidade e maior fluxo produtivo.

Tal como já referido, o trabalho no chão de fábrica implica a articulação entre várias equipas

por forma a garantir que a estratégia comum à empresa é seguida sem atritos. A coordenação

dos diversos departamentos ajuda ao desenvolvimento de um processo lean das operações e ao

cumprimento de objetivos gerais relacionados com a disponibilidade dos equipamentos, a

produtividade e a qualidade do processo.

Como o foco deste projeto é a avaliação da capacidade de um conjunto de recursos – humanos

e tempo paragem da máquina - para realizar as tarefas propostas para um hipotético plano de

manutenção, é natural estudar qual o tempo útil de um turno de trabalho. Das oito horas e trinta

minutos que um turno da equipa de manutenção preventiva dura, é preciso notar que o tempo

destinado à paragem de uma máquina é de apenas 8 horas. Para além disso, verificou-se que a

este tempo se têm de descontar períodos de trabalho não útil, dos quais se destacam: tempo de

paragem e arranque da máquina (aproximadamente 30 minutos e 1 hora, respetivamente), e o

tempo destinado a pausas para almoço e lanche dos técnicos (por volta de 1 hora no total).

Subtraindo estes tempos ao tempo de trabalho alocado à manutenção preventiva, sobra um total

de 5.5 horas de trabalho útil. Estes dados estão apresentados no gráfico circular da Figura 10.

Figura 10 - Representação do tempo útil de manutenção preventiva

Como se pôde constatar, as perdas de tempo útil verificadas na execução de atividades de

manutenção estão diretamente relacionadas com o processo de planeamento e organização das

mesmas. A reorganização da equipa de manutenção de forma a alocar mais tempo à realização

das tarefas, e um planeamento adequado e capaz de fazer chegar as instruções de trabalho com

a devida antecedência à equipa de manutenção, permitirão que a preparação do trabalho possa

tornar-se num processo mais consistente e lean. Na prática, isto pode ser notado em tarefas tão

simples como a seleção das ferramentas necessárias, o pedido de peças ao armazém, a escolha

da ordem de realização das tarefas, entre outras.

Deste modo, é importante concluir que todos os pontos de melhoria identificados ao nível do

planeamento acabam por afetar a organização das tarefas do dia a dia no chão de fábrica. Uma

alocação de recursos, sejam eles técnicos, materiais ou temporais, deve ser realizada de forma

organizada e com a devida antecedência. Um planeamento consciente e meticuloso (embora

admitindo a ocorrência de acontecimentos acidentais que obriguem à reformulação do mesmo),

é meio caminho andado para garantir a eficácia e eficiência do processo.


21

5 Apresentação do projeto

O acompanhamento e respetiva análise do processo de planeamento e execução da manutenção

preventiva no DE1, desvendaram alguns dos pontos onde melhorias podiam ser implementadas

de modo a aumentar a produtividade e eficiência das ações preventivas. Assim, os esforços

deste projeto focaram-se na proposta de um novo método de organização das atividades de

planeamento da manutenção preventiva, com o objetivo de:

• desenhar um plano de manutenção adequado para a nova linha de misturação;

• criar uma metodologia para a avaliação da viabilidade de cumprimento dos planos de manutenção preventiva;

• balancear a carga de trabalho ao longo do horizonte de planeamento de forma a otimizar o escalonamento das atividades de manutenção;

• desenvolver uma ferramenta de suporte à reformulação dos planos de manutenção de acordo com o comportamento dos equipamentos.

Durante este capítulo serão apresentadas as soluções propostas com o fim de cumprir os

objetivos propostos no âmbito desta dissertação. O capítulo está dividido de acordo com as

diferentes fases de trabalho deste projeto. Assim, numa primeira secção será explicada a

metodologia seguida na criação de um plano de manutenção para a futura linha de misturação

do departamento. Num segundo ponto, será abordada a problemática do balanceamento da

carga de trabalho, formulando-se o problema de otimização que suporta a ferramenta

desenvolvida para o apoio à gestão de recursos. Num último ponto, apresenta-se o sistema de

informação desenvolvido para o apoio ao registo da informação e à preparação e organização

das ações de manutenção preventiva.

5.1 Definição estrutura da máquina e da base de dados de tarefas

A análise cuidada dos atuais planos de manutenção e instruções de trabalho impressas a partir

do SAP com base nos procedimentos definidos, permitiu um melhor conhecimento e

familiarização com os equipamentos da área da misturação, numa tentativa de tentar definir de

que forma se iria estruturar o plano para a futura linha de misturação. Concluiu-se que este

plano teria de estar assente numa terminologia uniforme e transversal a todas as ferramentas

utilizadas, devendo para isso ser adotada uma estrutura da linha de misturação bem definida e

coerente.

A opção tomada passou pela construção por inteiro de um plano de manutenção desde da

definição da estrutura de uma linha de misturação – de acordo com as novas características

tecnológicas a ser implementadas -, à elaboração de um procedimento de trabalho com o

conjunto de tarefas de manutenção que devem ser realizadas aos futuros equipamentos. Dada a

dimensão da fábrica em estudo e a variedade de equipamentos existentes na mesma, decidiu-se

pelo agrupamento dos equipamentos por famílias ou unidades funcionais de forma a facilitar a

sua análise. O tipo de grupo de máquinas no qual este projeto se debruça - a linha de misturação

Tandem - é o mais complexo do departamento de misturação, daí que esta estruturação do seu


22

plano de manutenção possa lançar as bases para a aplicação das mesmas estratégias de

planeamento e organização da manutenção preventiva a outros grupos de máquinas da área.

O primeiro passo para a definição deste novo plano de manutenção, passou pelo conhecimento

e definição up-to-down do processo associado à linha de misturação. Foram assim conduzidas

visitas regulares a máquinas semelhantes às da futura linha de misturação e pesquisas à

documentação técnica dos equipamentos mais comuns deste grupo de máquinas, de forma a

que fosse adotada uma terminologia correta e o mais completa possível. Identificados todos os

equipamentos que devem ser alvo de ações de manutenção preventiva, procedeu-se a associação

dos mesmos à estrutura da futura linha de misturação, que pode ser observada na Tabela 1, no

Anexo B.

Depois de obtida a estrutura com as unidades consideradas base para o estudo do

comportamento dos equipamentos, procedeu-se ao estudo individual de cada uma destas de

forma a definir os procedimentos de manutenção preventiva a adotar para a linha de misturação.

Deste modo, num primeiro momento, procedeu-se a uma seleção exaustiva de tarefas de

manutenção, de forma a obter um plano de manutenção o mais completo possível. Esta seleção

teve por base a experiência dos técnicos responsáveis pela manutenção e a consulta da

documentação técnica dos equipamentos e das recomendações dos fornecedores. A esta seleção

de tarefas foi agregada informação relativa à duração estimada, mão de obra necessária e

periodicidade recomendada para cada uma destas.

A elaboração deste plano de manutenção foi idealizada tendo em conta a necessidade de integrar

a informação nas ferramentas de apoio à decisão existentes e desenvolvidas no âmbito deste

projeto. Então, e como a base de dados SAP não permite a inserção de tarefas com um número

de caracteres superior a 40, tornou-se necessário reduzir o nome das tarefas, condensando ao

máximo a informação disponível. Para facilitar este processo, foi adotada uma sequência

própria para o nome das tarefas:

MICO (sigla do equipamento) – V (abreviatura tarefa) Tarefa 1 (descrição da tarefa)

• As primeiras quatro letras correspondem a uma sigla indicativa do equipamento no qual a tarefa deve ser realizada. Desta forma é possível distinguir intervenções com o mesmo nome mas aplicadas a equipamentos diferentes;

• A segunda parte do nome é uma abreviatura de um ou mais verbos geralmente utilizados em descrições de tarefas, como “Verificar”, “Limpar”, “Verificar funcionamento”, entre outras associações que se podem observar na seguinte tabela:

Tabela 1 - Lista de abreviaturas para o nome das tarefas

• Por fim, uma descrição sumária da tarefa que não poderá ocupar mais do que 31 ou 33

caracteres, consoante a abreviatura selecionada no ponto anterior.

De forma a facilitar o processo de escrita das tarefas em formato próprio para ser inserido na

base de dados SQL Server (explicada num ponto seguinte do relatório) e na base de dados SAP,

foi criada uma simples toolbox em Excel. Esta folha de cálculo permite escrever as tarefas de

acordo com a terminologia idealizada e gravar um ficheiro .txt para posterior inserção na base

de dados, como será descrito num dos pontos seguintes.

D Detetar VF Verificar Funcionamento

E Efetuar L/R Limpar/Reapertar

L Limpar L/S Limpar/Substituir

S Substituir V/E Verificar/Elaborar

T Testar V/L Verificar/Limpar

V Verificar V/R Verificar/Reapertar

VE Verificar Estado V/S Verificar/Substituir


23

5.2 Desenvolvimento da base de dados

A necessidade de armazenar grandes quantidades de informação passível de ser,

posteriormente, tratada e analisada, levou à idealização de uma base de dados que permitisse o

registo e manipulação destes dados. A base de dados que dá suporte à ferramenta desenvolvida

foi idealizada de forma a ser facilmente acedida por qualquer um dos seus utilizadores. Criada

em SQL Server e armazenada num servidor central da empresa, esta base de dados serve apenas

como apoio à utilização da ferramenta não tendo sido possível ainda integrá-la com o ERP da

empresa. Este poderá ser um dos trabalhos futuros a desenvolver na sequência deste projeto.

A base de dados tem como principal objetivo armazenar a informação referente à manutenção

preventiva de um grupo de máquinas, incluindo informações sobre os equipamentos, ordens de

trabalho, anomalias detetadas e até mesmo equipas de técnicos de manutenção. Composta por

um total de 13 tabelas, pode ser expressa pelo UML da Figura 17 do Anexo C.

5.3 Balanceamento de cargas e modelação de problema de programação linear

Tendo completado a definição dos procedimentos de manutenção preventiva associados à

futura linha de misturação, estavam lançadas as bases para a análise à carga de trabalho

necessária à concretização deste plano de manutenção. Esta análise foi idealizada de forma a

avaliar se o tempo de paragem da máquina e a mão de obra atualmente alocados à manutenção

preventiva conseguem responder às necessidades deste novo plano de manutenção ou se, por

outro lado, o departamento terá de adotar uma estratégia de gestão da manutenção diferente.

De forma a dar suporte à análise pretendida, foi desenvolvida uma ferramenta em Excel, em

constante atualização com a base de dados. A ferramenta pretende dar apoio ao processo de

balanceamento de cargas que se encontra descrito no fluxograma da Figura 11. Visto que, de

entre o total de tarefas que devem ser realizadas na linha de misturação, umas obrigam à

paragem da máquina, enquanto outras necessitam que esta esteja em funcionamento, a análise

a cada um destes grupos de tarefas é realizada em separado.

Figura 11 - Fluxograma balanceamento de cargas

Assim, a ferramenta recebe como inputs o número total de períodos pretendido para o horizonte

de planeamento e a lista de tarefas que implicam ou não a máquina parada, consoante o

desejado. De seguida, será preparada uma folha de cálculo com uma grelha na qual as linhas

correspondem a cada uma das tarefas constantes no plano e as colunas aos períodos pelos quais

estas se devem distribuir. É nesta grelha que será expresso o escalonamento nas atividades pelos

diferentes períodos, preenchendo-se de forma binária cada uma das quadrículas de acordo com

a realização ou não da tarefa no período em questão. O cálculo da carga de trabalho é dado pelo

produto, para cada tarefa a ser realizada em dado período, da duração estimada pelo número de

técnicos que é previsto estarem alocados à sua realização. A ferramenta permite ainda, para

o de para

O tempo de paragem é negociável?

Planeamento balanceado


24

cada período, distinguir entre carga de trabalho mecânico e carga de trabalho elétrico, de modo

a controlar a necessidade de técnicos de cada uma das especialidades, e ainda calcular o tempo

previsto de paragem da máquina para a equipa realizar as tarefas previstas.

Para além de auxiliar a gestão da constituição da equipa de manutenção, a ferramenta permite

também avaliar as alterações do tempo alocado à manutenção preventiva. Para isso, existe uma

tabela que reúne todos os tempos importantes para a definição do tempo útil destinado a tarefas

de manutenção. A partir desta tabela são definidos: o tempo alocado ao trabalho preventiva -

tempo previsto no plano de manutenção para a paragem da máquina subtraído do tempo que a

máquina demora a parar e a arrancar - e o tempo efetivo do turno - tempo total do turno subtraído

do tempo destinado às pausas dos técnicos para almoçar e lanchar. Por sua vez, o tempo útil de

manutenção preventiva (MP) dependerá da organização das atividades de manutenção, sendo

abordado mais tarde neste relatório.

Utilizando um sistema de cores, é possível facilmente constatar se as necessidades de carga de

trabalho são cumpridas comparadas com os recursos disponíveis definidos pelo utilizador.

Assim, surgem a vermelho as seguintes situações: carga de trabalho mecânico, elétrico ou geral

superior à atual capacidade de trabalho da equipa de manutenção, e tempo de paragem

necessário superior ao tempo de trabalho útil previamente estipulado a partir do plano de

manutenção. O tempo previsto para a realização das tarefas de manutenção preventiva (MP) é

dado pelo quociente da carga de trabalho necessária pelo número de técnicos em cada período.

Um exemplo de um planeamento para 6 períodos pode ser observado na Tabela 2.

Tabela 2 - Exemplo dos cálculos da carga para um planeamento de 6 períodos para tarefas com a máquina em

funcionamento

Tempo alocado – Tempo Previsto de MP 2,2 -1,5 0,5 2,3 3,1 1,1

Tempo Previsto de MP 4,3 8 6 4,2 3,4 5,4

Recursos técnicos disponíveis 9 9 9 9 9 9

Mecânico 6 6 6 6 6 6

Elétrico 3 3 3 3 3 3

Homens-hora disponível 69 69 69 69 69 69

Mecânico 46 46 46 46 46 46

Elétrico 23 23 23 23 23 23

Homens-hora necessário 56,83 80,17 57,33 57,08 58,33 58,75

Mecânico 39 61 37 37 38 35

Elétrico 16 17 18 17 18 21

Folga Homens--hora 12 -11 12 12 11 10

Mecânico 7 -15 9 9 8 11

Elétrico 7 6 5 6 5 2

A funcionalidade mais importante desta ferramenta é, no entanto, outra: o balanceamento

automático das cargas de trabalho ao longo do horizonte de planeamento estipulado pelo

utilizador. Para isso foi modelado um problema de programação linear com o objetivo de

otimizar a distribuição da carga de trabalho entre os períodos de forma a reduzir as diferenças

verificadas entre os mesmos. O modelo é de seguida apresentado, com a definindo-se os

parâmetros, as variáveis de decisão, as restrições e a função objetivo:

• Parâmetros: o i – id da tarefa; o K – nº total de períodos definido pelo utilizador; o k – período entre 1 e K; o 𝑀𝑖 – Carga de trabalho necessária para a realização da tarefa i (duração

estimada da tarefa x nº de técnicos); o 𝑃𝑖 – Periodicidade com que a tarefa i tem d ser realizada;

o 𝑇𝑘 = ∑ (𝑥𝑖,𝑘 × 𝑀𝑖)𝑖 , soma da carga de trabalho referente a todas as tarefas no

período k


25

• Variáveis de decisão: o 𝑥𝑖,𝑘 – variável binária, que significa a realização (1) ou não (0) da tarefa i no

período k; o R – valor da carga de trabalho no período em que esta é máxima;

• Restrições:

o ∑ 𝑥𝑖,𝑘𝐾𝑘=1 ≥ 𝐾/𝑃𝑖, equação que garante que a tarefa é realizada o número de

vezes previsto de acordo com a periodicidade indicada (Pi) e o nº total de períodos definidos para o balanceamento;

o 𝑥𝑖,𝑘 = 𝑥𝑖,𝑘+𝑃𝑖, equação de periodicidade que garante que as tarefas, respeitando

o intervalo de periodicidade de cada uma, são ou não realizadas, para todo o k entre 1 e K-1;

o 𝑇𝑘 − 𝑅 ≤ 0, restrição que define R como sendo o valor da carga de trabalho máximo de entre todos os períodos do horizonte de planeamento;

• Função objetivo: o MIN R

Dado que o número de variáveis de decisão é superior a 200, foi necessário utilizar o add-in

Open Solver para resolver este problema de minimização, recorrendo à resolução linear. A

aplicação do modelo na ferramenta desenvolvida está ilustrado na Figura 1, no anexo D.

Depois de balancear as tarefas, a ferramenta cria um novo livro de cálculo onde guarda o

planeamento criado. Por fim, a última funcionalidade permitida por esta folha de cálculo é o

download das tarefas alocadas a cada período em formato ficheiro .txt. Este ficheiro contém

apenas os números de identificação de cada uma de tarefas que coincidem com a chave primária

da tabela “t_tarefa” da base de dados. Deste modo é possível associar as tarefas do planeamento

às da base de dados. A utilidade deste ficheiro será expressa no ponto seguinte deste relatório.

5.4 Aplicação de apoio ao planeamento manutenção preventiva

Tal como apresentado no ponto anterior deste relatório, a ferramenta de análise à carga de

trabalho do plano de manutenção tem por base a alocação a cada período das tarefas a serem

realizadas. No entanto, a interface com o utilizador desta, para além de ser confusa, não é

adequada ao rápido tratamento da informação que permita o suporte à organização da

manutenção. Assim, tornou-se necessário desenvolver uma ferramenta que permitisse o registo,

a manipulação e a consulta da informação de um modo simples e user-friendly. O diagrama de

rede que mostra a estrutura de funcionamento da ferramenta desenvolvida, pode ser observado

na Figura 12.

Figura 12 - Diagrama de rede da ferramenta de manutenção preventiva


26

Recorrendo à linguagem Visual Basic, uma aplicação .exe foi programada com o objetivo de

proporcionar uma interface para a gestão da execução das ordens de trabalho e para a gestão

dos planos de manutenção e análise do comportamento dos equipamentos. Este aplicativo pode

então dividir-se em dois módulos diferentes, de acordo com a função a que se destinam.

5.4.1 Gestão de Ordens

Este primeiro módulo é responsável pelo suporte à fase de organização da manutenção

preventiva. O fluxograma que define o processo de utilização deste módulo pode ser observado

na Figura 13.

A partir de formulários desenvolvidos na ótica do utilizador, é possível, em primeiro lugar,

consultar e criar novas ordens para um grupo de máquinas. Após criada a ordem de manutenção,

é dada ao utilizador a responsabilidade pela definição das tarefas que devem ser associadas

àquela ordem de trabalho. A atribuição de tarefas à ordem de manutenção pode ser feita de duas

formas: através da leitura de um ficheiro de texto que é possível obter a partir da ferramenta de

balanceamento de cargas apresentada anteriormente, ou adicionando tarefas extra ao plano de

manutenção e associadas a anomalias previamente identificadas. É também possível consultar

uma lista com as tarefas de manutenção preventiva que, por não terem sido realizadas quando

seria suposto, foram consideradas adiadas, podendo novamente ser adicionadas à ordem,

ocupando um lugar de destaque no topo da lista de tarefas de manutenção preventiva.

A seleção de tarefas pode ir sendo avaliada de acordo com a carga de trabalho e o tempo

necessários para completar a ordem de manutenção criada. Também a percentagem de tarefas

preventivas periódicas na carga de trabalho total é controlada, sendo emitido um aviso caso se

pretenda prosseguir sendo esta percentagem inferior a 80% - valor estabelecido pelo

departamento. A próxima fase da organização da manutenção preventiva é a alocação das

tarefas a cada um dos técnicos disponíveis. Posteriormente, é possível imprimir um relatório

com todas as tarefas a serem realizadas para aquela ordem de manutenção, com a respetiva

indicação do técnico responsável pela realização das mesmas Este relatório tem por base um

template especificamente criado para o efeito e que pode ser consultado na Figura 1 do Anexo

E.

Figura 13 - Flowchart das ordens de trabalho

MP


27

Terminado o processo de alocação, a ordem pode ser submetida, dando lugar a uma outra

interface, na qual o utilizador pode consultar e imprimir a lista de tarefas individual para cada

técnico, alterar o estado de cada tarefa (se foi ou não realizada) e, para o caso das tarefas dadas

como realizadas, indicar a duração de realização das mesmas. São estes detalhes inseridos pelo

utilizador que permitem, numa fase posterior, corrigir quaisquer desvios detetados nas

estimativas de duração, nº de técnicos necessários ou periodicidade das tarefas, como será visto

no módulo seguinte. Por fim, a ordem pode ser fechada quando toda a informação tiver sido

introduzida. Neste caso, todas as tarefas não realizadas são adiadas de modo a poderem ser

realizadas num próximo período de manutenção preventiva.

5.4.2 Gestão Máquinas/Equipamentos

O segundo módulo da aplicação permite a consulta da informação disponível sobre as tarefas

realizadas e as anomalias detetadas por grupo de máquinas e equipamento. Partindo destes

dados o utilizador pode ajustar os planos de manutenção a partir de uma interface visualmente

fácil de perceber e utilizar.

A página inicial remete para o grupo de máquinas, neste caso a futura linha de misturação,

surgindo um conjunto de botões correspondente aos equipamentos que fazem parte da mesma.

Para cada equipamento é possível verificar as tarefas periódicas que foram realizadas e o

histórico das intervenções associadas a anomalias detetadas. É permitido ao utilizador cruzar

os dados referentes às anomalias e tarefas de manutenção preventiva associadas ao equipamento

e, caso ache apropriado, alterar qualquer informação imprecisa em tarefas existentes ou

acrescentar novas tarefas de forma a adaptar o plano de manutenção ao histórico dos

equipamentos. Ao consultar a lista de anomalias, é permitido ainda atribuir uma

responsabilidade às mesmas, definindo qual das áreas do departamento (Preventiva, Curativa

ou Projetos) deve intervir junto da máquina de modo a resolvê-la.

Por fim, a funcionalidade mais importante deste aplicativo é a de gerir os procedimentos de

manutenção. Os procedimentos de manutenção estão armazenados em documentos Word com

uma estrutura própria. Esta ferramenta permite atualizar de forma simples e rápida estes

procedimentos de acordo com a informação inserida na plataforma após avaliação do

comportamento dos equipamentos. O que a ferramenta fornece é um método semiautomático

de elaboração de procedimentos em documento de texto, simplesmente através da seleção dos

equipamentos e tarefas devem ser incluídas nos mesmos. É possível inserir novos equipamentos

e tarefas aos equipamentos. A inserção de conjuntos de tarefas pode ser efetuado recorrendo ao

documento .txt obtido a partir da ferramenta Excel de controlo do número de caracteres

apresentada num ponto anterior deste relatório. Após finalizada a seleção de equipamentos e

tarefas a inserir no procedimento, a aplicação .exe, exporta a informação para um documento

Word criado a partir do template que pode ser consultado na Figura 2 do Anexo E.


28

6 Discussão dos resultados obtidos

O ambiente industrial competitivo e ambicioso da CMIP é propício ao surgimento de novos

desafios que enriqueceram a realização e implementação deste projeto. As exigências do mundo

industrial e o curto período alocado à escrita desta dissertação contribuíram para a escassez de

dados práticos que comprovem as mais valias trazidas por esta solução ao planeamento da

manutenção preventiva. Contudo, uma análise teórica dos resultados obtidos permite-nos

comprovar o impacto causado pela ferramenta desenvolvida ao nível do suporte à gestão dos

recursos humanos e à definição de estratégias de manutenção preventiva mais eficientes. Ao

longo do presente capítulo são apresentadas as situações antes e após a implementação deste

projeto, de forma a entender como este afetou as diferentes fases do planeamento das atividades

de manutenção.

Em primeiro lugar, constate-se que antes da implementação da solução proposta não havia no

DE1 qualquer mecanismo de avaliação da carga de trabalho exigida pelos planos de

manutenção. Esta lacuna, que este projeto vem compensar, refletia-se numa maior dificuldade

em analisar o impacto da gestão dos recursos humanos e do processo de agendamento das

paragens das máquinas no cumprimento eficiente do plano de manutenção.

Assim, a aplicação da ferramenta desenvolvida para o novo plano criado para a futura linha de

misturação, mantendo os atuais recursos da empresa, permite avaliar o estado da situação

presente. Os dados referentes ao Cenário 1, no qual se aplica ao novo plano de manutenção uma

estratégia de planeamento semelhante à atual, na qual as tarefas são agrupadas pela sua

periodicidade, podem ser observados na Tabela 3.

Tabela 3 - Cenário 1 - Planeamento s/balanceamento para máquina parada

Note-se, pela observação da tabela, que, quer a folga de mão de obra, quer a diferença entre o

tempo previsto e o tempo alocado à realização das tarefas, apresentam valor negativo para todos

os períodos em análise. A nível prático isto representa que os recursos atualmente alocados à

manutenção preventiva não têm capacidade para cumprir hipotético plano de manutenção,

considerando um total de tempo útil de trabalho de 5h30min em cada período. O que é mais

interessante assinalar é que esta folga varia drasticamente de período para período. Em

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

-1.1 -1.1 -8.0 -1.1 -1.1 -23.6 -1.1 -1.1 -8.0 -1.1 -1.1 -40.2

7.6 7.6 14.5 7.6 7.6 30.1 7.6 7.6 14.5 7.6 7.6 46.7

49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5

33.0 33.0 33.0 33.0 33.0 33.0 33.0 33.0 33.0 33.0 33.0 33.0

16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5

68.0 68.0 130.1 68.0 68.0 270.9 68.0 68.0 130.1 68.0 68.0 420.7

59.0 59.0 112.0 59.0 59.0 209.8 59.0 59.0 112.0 59.0 59.0 308.1

6.5 6.5 11.3 6.5 6.5 48.5 6.5 6.5 11.3 6.5 6.5 83.4

-18.5 -18.5 -80.6 -18.5 -18.5 -221.4 -18.5 -18.5 -80.6 -18.5 -18.5 -371.2

-26.0 -26.0 -79.0 -26.0 -26.0 -176.8 -26.0 -26.0 -79.0 -26.0 -26.0 -275.1

10.0 10.0 5.3 10.0 10.0 -32.0 10.0 10.0 5.3 10.0 10.0 -66.9

Homens-hora disponível

Tempo alocado - Tempo

previsto de MP

Tempo previsto de MP

Mecânico

Elétrico

Homens-hora necessário

Mecânico

Elétrico

Folga homens-hora

Mecânico

Elétrico


29

períodos em que só são realizadas as tarefas de periodicidade mensal, a folga é de apenas 18.5

homens-hora, enquanto que para o caso extremo de um plano anual que contenha todas as

tarefas, a folga corresponde a 371.2 homens-hora. É interessante também notar que as

necessidades dos dois tipos de técnicos (mecânicos e elétricos) não está equilibrada. Apesar de

se verificar excesso de carga de trabalho no geral, esta reflete-se mais acentuadamente para o

caso das tarefas mecânicas, sendo que para o caso do trabalho realizado por técnicos elétricos,

apenas em dois dos períodos existe falta deste tipo de recursos, havendo inclusive folga positiva

nos restantes períodos. Por fim, é preciso notar que para esta análise só se tiveram em conta as

tarefas que implicam que a máquina esteja parada. Os dados referentes à tarefas que não exigem

a paragem da máquina podem ser consultados na Tabela 1 do Anexo F, considerando-se para

este caso um tempo total de trabalho útil de sete horas e meia, correspondendo ao tempo total

de um turno subtraídas as paragens para almoço e lanche.

De forma a combater esta discrepância, várias medidas podem ser equacionadas: aumento do

tempo alocado à manutenção preventiva, contratação de mais técnicos de manutenção,

subcontratação... No entanto, optou-se por criar um segundo cenário, efetuando o

balanceamento do conjunto de tarefas através da aplicação do modelo matemático

desenvolvido. Os dados referentes a este cenário, que pretende diminuir a variância verificada

entre os vários períodos do horizonte de planeamento, podem ser consultados na Tabela 4.

Tabela 4 - Cenário 2 - Planeamento c/ balanceamento para máquina parada

Após se efetuar o balanceamento das tarefas ao longo do período de planeamento, a observação

não permite considerar que este trouxe melhorias notáveis relativamente ao cenário. No entanto,

uma análise mais cuidada deste cenário mostra que, apesar de se manter uma necessidade crítica

de recursos e de tempo disponível para a manutenção preventiva em todos os períodos do

horizonte de planeamento, já não se verifica uma discrepância desta necessidade entre os vários

períodos. Este cenário, por corresponder a um balanceamento ótimo das necessidades do DE1

relativamente ao cumprimento do novo plano, é melhor suporte a análise de decisão que o

cenário anterior, permitindo confirmar a insuficiência de técnicos de manutenção na atual

equipa de manutenção. As mesmas conclusões podem ser retiradas a partir da análise do tempo

previsto para a realização das tarefas de manutenção preventiva. Mais uma vez, uma reflexão

semelhante pode ser efetuada aos dados referentes ao balanceamento das tarefas que não

implicam que a paragem da máquina e que podem ser consultados na Tabela 2 do Anexo F.

6.1 Cenários alternativos

Como explicado ao longo desta dissertação, a ferramenta foi desenvolvida de forma a prestar

apoio à tomada de decisão estratégica da manutenção preventiva. Assim, pela análise dos dados

referentes aos dois primeiros cenários, as seguintes reflexões foram feitas:

• O tempo de paragem definido atualmente para uma linha de misturação Tandem não aproveita o total do tempo útil potencial de um turno de oito horas e meia, dado que a

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

-7.0 -7.8 -7.1 -7.7 -7.1 -7.2 -7.0 -7.9 -7.2 -7.7 -7.1 -7.3

13.5 14.3 13.6 14.2 13.6 13.7 13.5 14.4 13.7 14.2 13.6 13.8

49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5

33.0 33.0 33.0 33.0 33.0 33.0 33.0 33.0 33.0 33.0 33.0 33.0

16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5

121.4 128.3 122.7 128.0 122.7 123.7 121.4 129.3 123.7 128.1 122.7 123.8

99.0 101.4 100.9 103.7 94.8 101.9 101.0 104.4 103.9 106.5 93.3 102.9

11.3 19.9 15.8 19.8 21.0 17.8 11.3 17.9 16.8 16.1 22.5 16.4

-71.9 -78.8 -73.2 -78.5 -73.2 -74.2 -71.9 -79.8 -74.2 -78.6 -73.2 -74.3

-66.0 -68.4 -67.9 -70.7 -61.8 -68.9 -68.0 -71.4 -70.9 -73.5 -60.3 -69.9

5.3 -3.4 0.8 -3.3 -4.5 -1.3 5.3 -1.4 -0.3 0.4 -6.0 0.1

Mecânico

Elétrico

Mecânico

Elétrico


Mecânico

Elétrico

Folga homens-hora


Tempo alocado - Tempo previsto

de MP



30

conjugação destes, resulta em apenas 5h30min de trabalho útil. Como verificado pela análise do Cenário 2, o novo plano de manutenção exigiria, caso se optasse por manter a atual equipa de manutenção, um tempo médio de paragem da máquina fosse de 14 horas. Dado que é impossível o horário do turno acompanhar estas exigências, estudem-se outras possibildiades de fazer face a esta situação, alargando o tempo útil de trabalho num turno normal de trabalho:

o iniciar a paragem da máquina antes de o turno de manutenção preventiva se iniciar e/ou alargar o arranque para mais perto do fim do turno;

o realizar tarefas que não impliquem a máquina parada enquanto esta se encontra num estado transitório de arranque ou paragem;

o implementar um sistema de rotatividade entre os técnicos responsáveis pela arranque e paragem da máquina, de forma a que apenas estes tenham que trabalhar num horário fora do seu turno de trabalho;

o negociar um novo plano de manutenção com mais tempo alocado à manutenção preventiva ou maior frequência de paragens da linha de misturação por período.

Posto isto, um cenário 3 foi idealizado, compilando algumas destas alternativas. Assumir-se-á um tempo de manutenção preventiva de nove horas e meia, procedendo-se à paragem da máquina meia hora antes do turno começar, às 7h30min, e iniciando o arranque uma mesma meia hora antes do turno finalizar, ou seja, às 16h30min. Deste modo, consegue-se aumentar em uma hora e meia o tempo de trabalho útil de um turno de oito horas e meia, para um de 7 horas disponíveis para alocação de tarefas de manutenção preventiva. O cronograma da Figura 14 permite uma perceção visual das alterações aplicadas no novo cenário, estando devidamente assinaldas as pausas para paragem (“Par”) e arranque (“Arr”) da máquina, e considerando uma hora de tempo conjunto para as pausas de almoço e lanhce (“A+L”):

Figura 14 – Cronograma dos tempos de turno, de paragem da máquina e úteis dos cenários 1, 2 e 3

Este novo cenário, devido à redefinição do tempo de paragem da máquina e,

consequentemente, do tempo útil para a realização das tarefas, traz alterações ao nível

da carga de trabalho exigida ao longo do horizonte de planeamento. Os dados referentes

ao planeamento correspondente a este cenário podem ser observado na Tabela 5. A

alteração mais notável relaciona-se com a redução da necessidade de técnicos elétricos,

não se notando folga negativa deste tipo de mão de obra especializada, a não ser num

dos períodos. Quanto a mão de obra especializada mecânica, mesmo com a otimização

do tempo útil de trabalho, continua a verificar-se uma necessidade extra média de 60

homens-hora, o que corresponde a uma média de 9 técnicos.

Tabela 5 - Cenário 3 - Planeamento c/ balanceamento para máquina parada por 9.5 horas

Tempo

Turno

Paragem

Útil Par

Paragem

Útil Par

A+L Arr

ArrA+L

Cenário

1 e 2

Cenário

3

13 14 15 16 177 8 9 10 11 12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

-5.5 -6.3 -5.6 -6.2 -5.6 -5.7 -5.5 -6.4 -5.7 -6.2 -5.6 -5.8

13.5 14.3 13.6 14.2 13.6 13.7 13.5 14.4 13.7 14.2 13.6 13.8

63.0 63.0 63.0 63.0 63.0 63.0 63.0 63.0 63.0 63.0 63.0 63.0

42.0 42.0 42.0 42.0 42.0 42.0 42.0 42.0 42.0 42.0 42.0 42.0

21.0 21.0 21.0 21.0 21.0 21.0 21.0 21.0 21.0 21.0 21.0 21.0

121.4 128.3 122.7 128.0 122.7 123.7 121.4 129.3 123.7 128.1 122.7 123.8

99.0 101.4 100.9 103.7 94.8 101.9 101.0 104.4 103.9 106.5 93.3 102.9

11.3 19.9 15.8 19.8 21.0 17.8 11.3 17.9 16.8 16.1 22.5 16.4

-58.4 -65.3 -59.7 -65.0 -59.7 -60.7 -58.4 -66.3 -60.7 -65.1 -59.7 -60.8

-57.0 -59.4 -58.9 -61.7 -52.8 -59.9 -59.0 -62.4 -61.9 -64.5 -51.3 -60.9

9.8 1.1 5.3 1.2 0.0 3.3 9.8 3.1 4.3 4.9 -1.5 4.6



previsto de MP


Mecânico

Elétrico


Mecânico

Elétrico

Folga homens-hora

Mecânico

Elétrico


31

• A atual lista de tarefas definida é demasiado extensa, dados os recursos atualmente alocados à equipa de manutenção preventiva. Por esta razão, deve ser conduzida uma análise ao atual plano de manutenção de forma a avaliar individualmente a pertinência de cada tarefa, tendo em conta os dados históricos de equipamentos semelhantes, a avaliação empírica do comportamento desses mesmos equipamentos por parte dos técnicos de manutenção, a utilização dos dados das tecnologias de manutenção preditiva e a aplicação de ferramentas de melhoria contínua como é o caso da FMEA;

• Deve considerar-se a hipótese de aumentar a capacidade da equipa de manutenção de modo a que consiga realizar uma maior quantidade de trabalhos planeados. Assim, deve ser pensada uma estratégia de gestão da equipa de manutenção, que pode passar por um processo de recrutamento de técnicos com especialização mecânica ou elétrica, consoante a necessidade, ou através de políticas de subcontratação. A subcontratação pode ser encarada como uma estratégia permanente para a realização de trabalhos mais específicos, ou algo esporádico, em que se recorre a serviços externos de forma a cobrir períodos de maior exigência a nível de carga de trabalho. Uma outra alternativa de gestão do trabalho dos recursos da equipa de manutenção, é possibilitar que estes estendam o seu horário para lá do horário do turno, procedendo à devida remuneração destas horas extra. Esta política permite cobrir excessos de carga de trabalho pontuais, sem ser necessário recorrer ao aumento do número de técnicos da equipa de manutenção. Deve ser conduzida uma análise custo-benefício de cada um destas opções de forma a escolher a estratégia que melhor se adeque às necessidades do planeamento e ao cumprimento dos objetivos da manutenção.

6.2 Apoio à tomada de decisão

De forma a avaliar de que forma a ferramenta e as alterações propostas contribuem para o apoio

às decisões na gestão da manutenção preventiva, utilizaram-se as seguintes variáveis:

o Desvio padrão do conjunto de tempos previstos e cargas de trabalho necessárias para o cumprimento do plano de manutenção preventiva em cada período do horizonte de planeamento;

o Média e valor máximo do tempo de paragem previsto, dada a dimensão da equipa; o Média do número de técnicos que devem compor a equipa de manutenção, tendo em

conta o tempo de trabalho útil em cada cenário; o Número de períodos com necessidade de mão de obra e/ou tempo insuficiente de

máquina parada; o Percentagem da carga de trabalho e do tempo necessário que é excedente relativamente

aos recursos disponíveis.

Estas variáveis de decisão foram verificadas e calculadas para cada um dos três cenários

apresentados anteriormente. Os dados desta comparação entre os vários cenários podem ser

consultados na Tabela 6.

A análise desta tabela corrobora as conclusões que já se haviam retirado quanto à capacidade

da atual equipa de manutenção preventiva para realizar as tarefas de um plano de manutenção

tão ambicioso como o proposto para a nova linha de misturação. Caso o departamento opte por

aumentar o tamanho desta equipa, é necessário conduzir uma análise de custos para perceber

qual o número ótimo de técnicos a recrutar de forma a dar apoio à equipa atualmente existente.

Foram criados vários cenários de forma a verificar a evolução das necessidades do

departamento à medida que aumenta o número de técnicos recrutados. Dado que o número de

técnicos elétricos que se espera ser necessário para cumprir o plano é de 2.3, conclui-se que o

atual número de técnicos desta especialidade na equipa é suficiente.


32

Tabela 6 - Valores das variáveis de decisão para cada os cenários 1,2 e 3

Assim, para a construção dos diferentes cenários de recrutamento de mais técnicos para a equipa

de manutenção, apenas se teve em consideração a especialidade mecânica dos mesmos. Pela

análise destes cenários comparativamente com o cenário 3 - tomado como cenário base -, que

se pode observar na Tabela 7, verifica-se que a sensibilidade causada pelo acréscimo de um

técnico mecânico à equipa de manutenção vai diminuindo com o tempo. Para o primeiro caso,

em que se aumenta a equipa de manutenção com um técnico mecânico, a melhoria trazida a

nível de redução do tempo médio necessário à realização de todas as tarefas previstas em cada

período foi de apenas 1h 20 min.

Tabela 7 - Valores das variáveis de decisão para cada os vários cenários de recrutamento para a equipa de

manutenção preventiva

Como seria de esperar há medida que se aumenta a equipa técnica, a carga de trabalho de

manutenção preventiva que é excedente vai diminuindo. A partir do momento em que se

alargou tempo útil de manutenção preventiva para sete horas, o valor ótimo de membros da

equipa de manutenção calculado pela ferramenta passou a ser 18, sendo 15 deles mecânicos e

Cenário 3

9.5h

Parada Não Parada Parada Não Parada Parada

Carga trabalho

(Homens-hora)106 40.3 2.8 6.2 2.8

Tempo MP 11.8 4.5 0.3 0.7 0.3

Médio Previsto 6.5 6.0 13.8 6.0 13.8

Máximo 46.7 17.2 14.4 8.3 14.4

Geral 22.7 7.2 22.7 7.2 17.8

Mecânico 18.4 4.7 18.4 4.8 14.5

Elétrico 3.1 2.2 3.1 2.2 2.5

Recursos (M/E) 12 (12/2) 4 (4/2) 12 (12/7) 1(1/0) 12 (12/1)

Tempo paragem 12 - 12 - 12

Média 60.0% - 60.3% - 49.5%

Período

Máximo297.8% 158.0% 64.0% 13.7% 53.2%

Excedente

carga de

trabalho

VARIÁVEIS

DECISÃO

Cenário 1 - AtualCenário 2 -

Balanceado

Recursos

necessários

Nº de períodos

em falta

Tempo MP

Balanceamento

/Desv. Padrão

Cenário 3

9.5h

Cenário 4

+1 Mec

Cenário 5

+2 Mec

Cenário 6

+3 Mec

Cenário 7

+4 Mec

Cenário 8

+5 Mec

Parada Parada Parada Parada Parada Parada

Carga trabalho

(Homens-hora)2.8 2.8 2.8 2.8 1.9 1.9

Tempo MP 0.3 0.3 0.3 0.2 0.2 0.2

Médio Previsto 13.8 12.5 11.3 10.4 9.6 8.9

Máximo 14.4 12.9 11.8 10.8 9.9 9.2

Geral 17.8 17.8 17.8 17.8 17.8 17.8

Mecânico 14.5 14.5 14.5 14.5 14.5 14.5

Elétrico 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5

Recursos (M/E) 12 (12/1) 12 (12/1) 12 (12/1) 12 (12/1) 12 (12/1) 12 (12/1)

Tempo paragem 12 12 12 12 12 12

Média 49.5% 43.8% 38.2% 32.6% 27.0% 21.4%

Período

Máximo53.2% 47.6% 42.0% 36.4% 30.8% 25.1%

Excedente

carga de

trabalho

VARIÁVEIS

DECISÃO

Recursos

necessários

Nº de períodos

em falta

Tempo MP

Balanceamento

/Desv. Padrão


33

os restantes 3 elétricos. Ora, para alcançar estes números seria necessário aumentar a equipa

em 9 mecânicos, o que a nível de custos para a empresa não é uma alternativa viável. É por isso

necessário estudar outras opções que permitam reduzir a carga de trabalho em excesso do plano

de manutenção sem recorrer exclusivamente ao aumento da equipa de manutenção.

A outra alternativa abordada neste relatório para a redução da carga de trabalho do plano, é a

filtragem das tarefas periódicas do plano de manutenção. Tal como concluído anteriormente,

nesta filtragem deve ser tido em conta o histórico comportamental de equipamentos

semelhantes aos da futura linha de misturação e a experiência e o conhecimento dos técnicos

de manutenção relativamente ao seu funcionamento. Para além disso, a manutenção preditiva

pode ser uma estratégia a ter em conta no momento de reajustar a política de manutenção.

A manutenção preditiva difere da manutenção preventiva por basear a necessidade de

manutenção nas condições do equipamentos ao invés de uma periodicidade teórica (U.S.

Department of Energy 2010). Assim, a aplicação de uma estratégia de manutenção preditiva

pode reduzir o tempo necessário para atividades de manutenção planeada entre 20 a 50 %

(Colemen et al. 2017). Observando a linha da Tabela 7 correspondente à percentagem de

excedente de manutenção preventiva para o cenário base, conclui-se que se teria de reduzir a

carga de trabalho em cerca de 50% para cobrir todo o excedente. Para os restantes cenários,

pode observar-se graficamente a evolução desta percentagem na Figura 15.

Figura 15 - Gráfico da evolução da percentagem de excedente de carga de trabalho de MP para cada cenário

Como se pode observar pela linha laranja do gráfico, no âmbito deste relatório admitiu-se um

valor médio de 35% (correspondente ao valor intermédio entre as percentagens sugeridas pela

bibliografia) de redução da carga de trabalho preventivo possível obter recorrendo à

implementação de tecnologia preditiva. Para a percentagem de redução de carga trabalho

assumida, o cenário mais favorável é o cenário 6, correspondente a um aumento da equipa de

manutenção em 3 técnicos mecânicos. Na Tabela 8 apresenta-se o balanceamento

correspondente a estas alterações ao plano de manutenção – Cenário 9. Apesar de nalguns

campos ainda conterem células formatadas com preenchimento avermelhado, os valores são

residuais, pelo que se deve avaliar a melhor opção a nível de custos para a empresa: contratar

mais um técnico ou recorrer a uma política de subcontratação ou trabalho em horas extra.


34

Tabela 8 - Cenário 9 - Planeamento c/ balanceamento para máquina parada por 9.5 horas, com contratação de 3

técnicos e redução de 35% da carga de trabalho do plano de manutenção

Um outro ponto no qual esta discussão de resultados se deve focar é a divisão entre as tarefas

que necessitam a máquina parada e aquelas não precisam que a máquina pare ou exigem mesmo

que esta esteja em funcionamento. Acontece que, segundo a metodologia de trabalho

atualmente aplicada na empresa, é da responsabilidade da equipa de manutenção preventiva a

realização de todas as tarefas de manutenção preventiva, sejam estas de um tipo ou outro. Como

vimos, a atual equipa de manutenção preventiva é insuficiente para realizar todas as tarefas

previstas no futuro plano de manutenção que exigem a máquina parada, logo deve ser estudada

então uma forma de retirar da responsabilidade da equipa a realização de tarefas com a máquina

em normal funcionamento. A análise do modo de trabalho no DE1, permite propor uma solução

que passaria por deslocar a responsabilidade pela realização das tarefas com a máquina em

funcionamento para os três turnos da equipa de manutenção curativa. Esta solução traz várias

vantagens à gestão da manutenção da área dado que, para além de aliviar a carga de trabalho

durante o turno em que a máquina está parada filtrando tarefas que podem ser feitas noutras

alturas, a realização deste tipo de tarefas antes da paragem programada, permitiria obter algum

feedback sobre o comportamento dos equipamentos, detetando pontos críticos de intervenção

ou anomalias que possam ser reparadas durante o período alocado à paragem da máquina.

Assim, para o caso das tarefas que não implicam que a máquina pare para serem realizadas,

criemos um terceiro cenário, para o qual estas tarefas saem da responsabilidade da equipa de

manutenção preventiva, passando assim para a responsabilidade dos três turnos da equipa de

manutenção curativa. Acontece que esta equipa não tem disponibilidade para ceder os seus

recursos na totalidade para a realização destas novas tarefas porque, por um lado a equipa tem

as suas própria tarefas para executar, e por outro lado, pelo menos dois dos técnicos têm de

estar de prevenção para agirem rapidamente no caso de alguma avaria surgir. Deste modo, este

cenário, cujo balanceamento se pode observar na tabela 3, e que admite, uma vez mais, uma

redução de 35% das tarefas de manutenção preventiva, inclui um total de seis técnicos (dois por

turno) alocados em cada período à realização das tarefas de manutenção preventiva que não

implicam a máquina parada. Relativamente ao tempo útil de trabalho considerado para este

caso, foi definido um tempo máximo de duas horas. Deste modo, são dedicadas em cada período

um total de 12 horas de manutenção preventiva por parte da equipa de manutenção curativa.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1.4 1.0 1.4 1.1 1.4 1.3 1.4 1.0 1.3 1.1 1.4 1.3

6.6 7.0 6.6 6.9 6.6 6.7 6.6 7.0 6.7 6.9 6.6 6.7

84.0 84.0 84.0 84.0 84.0 84.0 84.0 84.0 84.0 84.0 84.0 84.0

63.0 63.0 63.0 63.0 63.0 63.0 63.0 63.0 63.0 63.0 63.0 63.0

21.0 21.0 21.0 21.0 21.0 21.0 21.0 21.0 21.0 21.0 21.0 21.0

78.9 83.4 79.7 83.2 79.7 80.4 78.9 84.1 80.4 83.3 79.7 80.5

64.4 65.9 65.6 67.4 61.6 66.2 65.7 67.9 67.5 69.2 60.7 66.9

7.3 12.9 10.2 12.9 13.7 11.5 7.3 11.6 10.9 10.5 14.6 10.7

5.1 0.6 4.3 0.8 4.3 3.6 5.1 -0.1 3.6 0.7 4.3 3.5

-1.4 -2.9 -2.6 -4.4 1.4 -3.2 -2.7 -4.9 -4.5 -6.2 2.3 -3.9

13.7 8.1 10.8 8.1 7.4 9.5 13.7 9.4 10.1 10.5 6.4 10.3

Mecânico

Elétrico

Mecânico

Elétrico


Mecânico

Elétrico

Folga homens-hora



previsto de MP



35

Tabela 9 - Cenário 3 - Planeamento c/ balanceamento para máquina não parada, com redução do plano de

manutenção em 35% e um total de 6 horas de trabalho útil por período

Numa rápida análise dos dados deste cenário, salta imediatamente à vista a clara incapacidade

deste em garantir o cumprimento do planeamento. A solução seria, tal como para o caso das

tarefas realizadas durante a paragem da máquina, aumentar a equipa de manutenção ou

aumentar o tempo destinado a tarefas de manutenção preventiva. Quanto ao tempo dedicado à

manutenção preventiva, de forma a dar resposta às necessidades do planeamento, o tempo que

cada técnico teria de alocar seria, em média, de 6 horas, o que corresponde a mais de metade

do tempo total do seu turno. Por outro lado, dado que se optou por aumentar a equipa de

manutenção preventiva, os gastos com a ampliação também da equipa de manutenção curativa

seriam ruinosos. Deste modo, optou-se por manter esta solução para o planeamento das

atividades que não implicam a máquina parada, pelo menos numa fase inicial. Como foi visto

anteriormente, a aplicação de tecnologias preditivas, podem reduzir entre 20 a 50% da carga de

trabalho em manutenção preventiva. Espera-se também que, com o aumento da experiência a

lidar com os equipamentos e o estudo do comportamento dos mesmos, se consigam filtrar

tarefas do plano do manutenção, reduzindo a carga de trabalho média do mesmo. Uma outra

solução será recorrer a empresas externas para realizar estas tarefas, mas mais uma vez, é

necessário realizar uma análise custo-benefício desta opção.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

-3.6 -3.6 -3.7 -6.2 -3.6 -3.8 -3.6 -3.6 -3.7 -3.6 -3.6 -3.8

5.6 5.6 5.7 8.2 5.6 5.8 5.6 5.6 5.7 5.6 5.6 5.8

6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0

3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0

3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0

12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0

6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0

6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0

33.8 33.8 33.9 49.3 33.9 34.7 33.8 33.9 33.9 33.8 33.9 34.7

22.9 22.2 20.6 39.2 23.0 20.1 22.9 22.3 20.3 22.5 22.9 20.1

9.6 9.9 12.5 9.1 8.8 12.9 9.6 9.8 12.8 10.1 9.2 12.9

-21.8 -21.8 -21.9 -37.3 -21.9 -22.7 -21.8 -21.9 -21.9 -21.8 -21.9 -22.7

-16.9 -16.2 -14.6 -33.2 -17.0 -14.1 -16.9 -16.3 -14.3 -16.5 -16.9 -14.1

-3.6 -3.9 -6.5 -3.1 -2.8 -6.9 -3.6 -3.8 -6.8 -4.1 -3.2 -6.9


Tempo alocado - Tempo previsto

de PM

Tempo previsto de PM

Recursos técnicos disponíveis

Mecânico

Elétrico

Mecânico

Elétrico


Mecânico

Elétrico

Folga homens-hora

Mecânico

Elétrico


36

7 Considerações finais

A importância da função manutenção na estrutura de uma empresa está relacionada com a forma

como esta está organizada o que, por sua vez, depende da natureza do processo produtivo e do

tamanho da organização. Com o crescente foco das empresas do setor produtivo em maximizar

o lucro das suas operações, torna-se indispensável procurar novas maneiras de reduzir as perdas

do processo de forma a aumentar receitas e reduzir custos. A manutenção é uma atividade ou

função da empresa com a qual estão relacionados alguns dos custos mais importantes para a

balança financeira da empresa. Se por um lado, esta atividade exige gastos com técnicos capazes

de levar a cabo tarefas de manutenção dos equipamentos, por outro, o âmbito desta função numa

organização é o de reduzir gastos indiretos derivados de perdas de produtividade no processo,

ou gastos mais avultados decorrentes da perda de funcionalidade dos equipamentos, um dos

investimentos mais altos numa indústria. Uma política de manutenção adequada é aquela que

procura balancear estes custos de forma ótima, garantindo a melhor relação entre a

disponibilidade e performance dos equipamentos.

A ferramenta desenvolvida no âmbito deste projeto não tem como missão definir uma política

de manutenção ótima, mas sim criar um sistema de apoio à decisão. A definição de uma política

de manutenção não é um processo que consiga ser automatizado, dada a natureza dinâmica

deste tipo de tomada de decisão e a necessidade de alinhar os objetivos da empresa entre as

várias funções da mesma. Esta ferramenta procura dar suporte à gestão dos recursos humanos

ligados às atividades de manutenção preventiva de um departamento industrial. Assim, o

principal foco, no que à gestão da manutenção diz respeito, é a fase do planeamento e

programação das atividades de manutenção preventiva.

Este projeto apresenta-se como um motor para a análise da eficácia e eficiência dos planos de

manutenção, ao mesmo tempo que apresenta uma solução dinâmica para a sua reformulação

tendo em vista as necessidades projetadas pelo comportamento dos ativos e os próprios

objetivos da organização. O desenvolvimento deste projeto pode ainda ser visto como o

primeiro passo para a implementação de uma nova metodologia para a organização do

planeamento da manutenção preventiva sustentada numa ferramenta de balanceamento das

cargas de trabalho ao longo do horizonte de planeamento.

Apesar de este ser um projeto de curta duração, lança as bases para um maior cuidado no

processo de planeamento das atividades de manutenção. Garantindo no imediato uma

ferramenta que dá suporte à análise da carga de trabalho exigida pelo plano de manutenção que

se pretende implementar, o próximo passo é a promoção da imputação de dados que facilitem

a tomada de decisão dos responsáveis pelo planeamento. Dado o dinamismo característico de

um ambiente industrial, a ferramenta desenvolvida não restringe o leque de hipóteses para a

tomada de decisão por parte dos responsáveis pelo planeamento, dando-lhes oportunidade de

reformular os planos de manutenção de forma a adequá-los às condições existentes ou, por

outro lado, possibilitando a utilização de uma ferramenta de análise e previsão das

consequências a nível da performance da equipa de manutenção, de uma alteração na

constituição da mesma. O dinamismo deve-se refletir igualmente na política de manutenção

definida pela organização. Nenhuma política de manutenção deve ser estanque ou se basear

unicamente num tipo de estratégia, visto que existe sempre um grau de incerteza que impede

um planeamento exato do comportamento dos equipamentos, e porque as soluções tecnológicas

devem ser tido sempre em conta de modo a aumentar o poder de análise e de tratamento de

dados como suporte à tomada de decisão.


37

Referências

Almada-Lobo, Bernardo. 2018. “Slides de Apoio à Cadeira de Gestão Da Manutenção.”

Barberá, Luis, Adolfo Crespo, Pablo Viveros, and Raúl Stegmaier. 2012. “Advanced Model for

Maintenance Management in a Continuous Improvement Cycle: Integration into the

Business Strategy.” International Journal of Systems Assurance Engineering and

Management 3 (1): 47–63.

Borris, Steve. 2006. Total Productive Maintenance. 1a Edição. MCGRAW-HILL

EDUCATION - EUROPE.

Botsaris, C. A., and S. G. Tzafestas. 1985. “Reliability Analysis and Optimization of a

Repairable Standby System with Modular Items.” International Journal of Systems

Science 16 (3): 313–23.

BSI. 2017. EN 13306:2017 - Maintenance - Maintenance Terminology.

Colemen, Chris, Satish Damodaran, Mahesh Chandramoulin, and Ed Deuel. 2017. “Making

Maintenance Smarter.” Deloitte University Press, 1–21.

Dienst, Susanne, Fazel Ansari, and Madjid Fathi. 2014. “Integrated System for Analyzing

Maintenance Records in Product Improvement.” International Journal of Advanced

Manufacturing Technology 76 (1–4): 545–64.

Ferreira, Luís Andrade. 1998. Uma Introdução à Manutenção. Edited by 1 .اa. Porto:

Publindústria Edições Técnicas.

Gouws, L, and J Trevelyan. 2008. “Research on Influences on Maintenance Management

Effectiveness.” Engineering Asset Management, 72–79.

Isermann, Rolf. 2006. Fault-Diagnosis Systems. Fault-Diagnosis Systems: An Introduction

from Fault Detection to Fault Tolerance. https://doi.org/10.1007/3-540-30368-5.

Jardine, Andrew K. S., and Albert H. C. Tsang. 2013. Maintenance, Replacement, and

Reliability - Theory and Applications. Second Edi. Boca Raton: Taylor & Francis Group,

LLC.

Jasiulewicz-Kaczmarek, M. 2014. Integrating Lean and Green Paradigms in Maintenance

Management. IFAC Proceedings Volumes (IFAC-PapersOnline). Vol. 19. IFAC.

Jones, Harry. 2013. “Common Cause Failures and Ultra Reliability,” 1–11.

Leicht, Richard D. 1995. Reliability Analysis for Engineers - An Introduction. 1a Edição. New

York: Oxford University Press Inc.

Leitão, Armando. 2018. “Slides de Apoio à Cadeira.”

Liu, Yan, and Athula I. Abeyratne. 2019. “Basic Concepts of Reliability Engineering.” In

Practical Applications of Bayesian Reliability, 1–23.

Ma, Zhanshan Sam. 2012. “A Unified Definition for Reliability, Survivability and Resilience

Inspired by the Handicap Principle and Ecological Stability.” International Journal of

Critical Infrastructures 8 (2/3): 242.

Mabor, Continental. 2019. “Intranet.” 2019.

Madureira, A, Carlos Ramos, and S do Carmo Silva. 2003. “Using Genetic Algorithms for

Dynamic Scheduling.” Proceedings of Production and Operations Management 2003

Conference (POMS’2003), Georgia (EUA).

http://www.pomsmeetings.org/ConfProceedings/001/Papers/PSC-12.1.pdf.

Mostafa, Sherif, Jantanee Dumrak, and Hassan Soltan. 2015. “Lean Maintenance Roadmap.”


38

Procedia Manufacturing 2 (February): 434–44.

Moubray, John. 1997. Reliability-Centered Maintenance. Industrial Press Inc.

Nakajima, Seiichi. 1988. Introduction to TPM (Total Productive Maintenance). Productivity

Press, Inc.

NASA. 2000. “Reliability Centered Maintenance Guide for Facilities and Collateral

Equipment.”

Neves, Rui. 2018. “Continental Mabor Com Lucros de 212 Milhões e Vendas de 878 Milhões

Em 2017.” Jornal de Negócios. 2018.

https://www.jornaldenegocios.pt/empresas/industria/detalhe/continental-mabor-com-

lucros-de-212-milhoes-e-vendas-de-878-milhoes-em-2017.

Neves, Rui. 2019. “Continental Mabor Vai Investir 100 Milhões e Criar Mais de 100 Empregos

Em Famalicão.” Jornal de Negócios. 2019.

https://www.jornaldenegocios.pt/empresas/industria/detalhe/continental-mabor-vai-

investir-100-milhoes-e-criar-mais-de-100-empregos-em-famalicao.

Nyman, Don, and Joel Levitt. 2010. Maintenance Planning , Coordination and Scheduling. 2nd

ed.

O’Connor, Patrick D. T., and Andre Kleyner. 2012. Practical Reliability Engineering. 5th

Editio. John Wiley & Sons, Ltd.

Palmer, Richard D. 1999. Maintenance Planning and Scheduling Handbook. Mc Graw-Hill.

Sirvio, Konsta Mikael. 2015. “Intelligent Techniques in Engineering Management” 87: 221–

45.

U.S. Department of Energy. 2010. “Operations & Maintenance Best Practices: A Guide to

Achieving Operational Efficiency.”

https://energy.gov/sites/prod/files/2013/10/f3/omguide_complete.pdf.

Unnikrishnan Nair, N., P. G. Sankaran, and Nidhi P. Ramesh. 2016. “Determination of Hazard

Rate Shape for Discrete Lives.” International Journal of Reliability, Quality and Safety

Engineering 23 (04): 1650015.

Vasconcelos, B. Calafate. 1986. “Gestao de Empresas - Equipamentos.”

Wagner, Harvey M., Richard J. Giglio, and R. George Glaser. 2008. “Preventive Maintenance

Scheduling by Mathematical Programming.” Management Science 10 (2): 316–34.

Wang, K. S., F. S. Hsu, and P. P. Liu. 2002. “Modeling the Bathtub Shape Hazard Rate Function

in Terms of Reliability.” Reliability Engineering and System Safety 75 (3): 397–406.

Yssaad, B., and A. Abene. 2015. “Rational Reliability Centered Maintenance Optimization for

Power Distribution Systems.” International Journal of Electrical Power and Energy

Systems 73: 350–60.


39

ANEXO A – Tabelas de distribuições Normal, Log-normal e Exponencial

Figura 16 - Distribuições normal, log-normal e exponencial


40

ANEXO B – Estrutura da linha de misturação

Tabela 1 – Listagem dos equipamentos da estrutura da linha de misturação

1.0 SALA 4.4A Misturador Superior - Unidade de Lubrificação

Anéis

1.1 Controlo 4.4B Misturador Superior - Unidade de Lubrificação

Massa

1.2A Elétrica - Quadros Máquina 4.4C Misturador Superior - Unidade de Lubrificação

Rolamentos

1.2B Elétrica - Quadro Motor Principal 4.5 Misturador Superior - Caixa Redutora

2.0 SISTEMAS DE ASPIRAÇÃO 4.6A Misturador Superior - Drive

2.1 Coletor Poeiras MB 4.6B Misturador Superior - Motor

2.2 Coletor Poeiras FM 4.7 Misturador Inferior - Unidade Hidráulica

2.3 Filtro Polícia 4.8A Misturador Inferior - Unidade de Lubrificação

Anéis

2.4 RAM Relief Unit 4.8B Misturador Inferior - Unidade de Lubrificação

Massa

3.0 SISTEMAS DE ALIMENTAÇÃO

DOSEAMENTO E PESAGEM 4.8C

Misturador Inferior - Unidade de Lubrificação

Rolamentos

3.1 Estação Descarga Big Bags 4.9 Misturador Inferior - Caixa Redutora

3.2A Sistema Transporte Pneumático 4.10A Misturador Inferior - Drive

3.2B Sistema Transporte Vácuo 4.10B Misturador Inferior - Motor

3.2C Sistema Transporte Mecânico 4.11A TSRD - Conduta

3.3 Silos Diários e Doseamento 4.11B TSRD - Extrusora

3.4 Pesagem e Descarga 4.11C TSRD - Calandra

3.5 Sistema Alimentação e Pesagem de Sólidos 4.11D TSRD - Unidade Hidráulica Central

3.6 Sistema Pesagem Líquidos 5.0 EQUIPAMENTO DE SECAGEM E

PALETIZAÇÃO

3.7A Sistema Doseamento Líquidos - Descarga de

Contentores 5.1A

BATCHOFF - Zona de Entrada e Tanque de

Banho

3.7B Sistema Doseamento Líquidos - Tanque

Alimentação 5.1B BATCHOFF – Túnel de Secagem e Zona de Saída

3.7C Sistema Doseamento Líquidos - Sistema

Doseamento 5.1C BATCHOFF - Paletização

3.7D Sistema Doseamento Líquidos - Unidade

Hidráulica 5.1D BATCHOFF - Unidade Hidráulica

4.0 EQUIPAMENTO DE MISTURAÇÃO 6.0 UTILIDADES

4.1A Misturador Superior - Alimentador 6.1 Misturador Superior - TCU

4.1B Misturador Superior - Corpo da Misturadora 6.2 Misturador Inferior - TCU

4.1C Misturador Superior - Porta de Descarga 6.3 Extrusora - TCU

4.2A Misturador Inferior - Conduta 6.4A Rede de Utilidades - Água de Arrefecimento

Industrial

4.2B Misturador Inferior - Corpo da Misturadora 6.4B Rede de Utilidades - Água Tratada

4.2C Misturador Inferior - Porta de Descarga 6.4C Rede de Utilidades - Ar Comprimido

4.3 Misturador Superior - Unidade Hidráulica 6.4D Rede de Utilidades - Aspiração Calandra/Batchoff


41

ANEXO C – Diagrama UML da base de dados da equipa

Figura 17 - Diagrama UML da base de dados


42

ANEXO D – Ferramenta de balanceamento de cargas

Figura 1 - Aplicação do problema de otimização do balanceamento de tarefas na ferramenta desenvolvida


43

ANEXO E – Word Templates

Figura 1 - Template para instrução trabalho

Figura 2 - Template para procedimento de manutenção preventiva


44

ANEXO F – Planeamento das tarefas que não implicam a máquina parada

Tabela 1 - Cenário 1 - Planeamento s/balanceamento para máquina não parada

Tabela 2 - Cenário 2 - Planeamento c/balanceamento para máquina não parada

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

3.3 3.3 -2.3 3.3 3.3 -5.6 3.3 3.3 -2.3 3.3 3.3 -10.7

3.2 3.2 8.8 3.2 3.2 12.1 3.2 3.2 8.8 3.2 3.2 17.2

69.0 69.0 69.0 69.0 69.0 69.0 69.0 69.0 69.0 69.0 69.0 69.0

46.0 46.0 46.0 46.0 46.0 46.0 46.0 46.0 46.0 46.0 46.0 46.0

23.0 23.0 23.0 23.0 23.0 23.0 23.0 23.0 23.0 23.0 23.0 23.0

28.8 28.8 78.8 28.8 28.8 108.7 28.8 28.8 78.8 28.8 28.8 154.8

17.6 17.6 54.2 17.6 17.6 75.2 17.6 17.6 54.2 17.6 17.6 104.9

10.6 10.6 21.2 10.6 10.6 27.5 10.6 10.6 21.2 10.6 10.6 41.5

40.3 40.3 -9.8 40.3 40.3 -39.7 40.3 40.3 -9.8 40.3 40.3 -85.8

28.4 28.4 -8.2 28.4 28.4 -29.2 28.4 28.4 -8.2 28.4 28.4 -58.9

12.4 12.4 1.8 12.4 12.4 -4.5 12.4 12.4 1.8 12.4 12.4 -18.5



previsto de MP


Mecânico

Elétrico


Mecânico

Elétrico

Folga homens-hora

Mecânico

Elétrico

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0.7 0.6 0.7 -1.8 0.6 0.7 0.7 0.6 0.6 0.7 0.7 0.7

5.8 5.9 5.8 8.3 5.9 5.8 5.8 5.9 5.9 5.8 5.8 5.8

67.5 67.5 67.5 67.5 67.5 67.5 67.5 67.5 67.5 67.5 67.5 67.5

45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0

22.5 22.5 22.5 22.5 22.5 22.5 22.5 22.5 22.5 22.5 22.5 22.5

51.8 53.4 52.6 74.9 52.7 52.6 51.8 52.8 53.1 51.9 51.8 51.8

33.8 29.4 36.3 58.0 31.4 37.3 33.6 28.4 36.8 34.5 32.5 37.1

15.5 21.9 14.8 15.0 18.9 13.8 15.2 21.9 14.8 14.5 16.6 13.3

15.8 14.1 14.9 -7.4 14.8 14.9 15.7 14.8 14.4 15.6 15.8 15.7

11.2 15.6 8.7 -13.0 13.6 7.7 11.4 16.6 8.2 10.5 12.5 7.9

7.0 0.6 7.8 7.5 3.6 8.8 7.3 0.6 7.8 8.0 5.9 9.3



previsto de MP


Mecânico

Elétrico


Mecânico

Elétrico

Folga homens-hora

Mecânico

Elétrico

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