pilar da tpm: confiabilidade (tcc/giglliara/ufes/2014)

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO

CENTRO UNIVERSITÁRIO NORTE DO ESPÍRITO SANTO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS E TECNOLOGIAS

CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

GIGLLIARA SEGANTINI DE MENEZES

O PILAR MANUTENÇÃO PLANEJADA DA TPM: APLICAÇÃO DA

MANUTENÇÃO CENTRADA EM CONFIABILIDADE (RCM)

SÃO MATEUS

2014




Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Departamento de Engenharias e Tecnologia (DETEC) da Universidade Federal do Espírito Santo, como requisito para obtenção do grau de Bacharela em Engenharia de Produção.Orientadora: Profª. Drª. Gisele de Lorena Diniz Chaves.

SÃO MATEUS

2014




Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Departamento de Engenharias e

Tecnologias (DETEC) da Universidade Federal do Espírito Santo, como requisito

para a obtenção do grau de Bacharel em Engenharia de Produção.

_____________ em 18 de dezembro de 2014.

BANCA EXAMINADORA

___________________________________________

Profª. Drª. Gisele de Lorena Diniz Chaves

Orientadora

___________________________________________

Eng. Maiquel Moreira Nunes Santos

Co-orientador

___________________________________________

Prof. Igor Meirelles Gomes

Universidade Federal do Espírito Santo

AGRADECIMENTOS

A Deus, pelo dom da vida, por ser minha fortaleza em todos os momentos da minha

vida.

À minha família pelo incentivo e apoio durante toda a minha graduação,

especialmente à minha irmã Gigliola que é o meu exemplo de dedicação e que não

mediu esforços para que eu pudesse vencer mais esta etapa da minha vida.

À professora Gisele de Lorena Diniz Chaves por seus ensinamentos transmitidos

com competência ao longo de toda a graduação. Como também ao Maiquel Moreira

Nunes Santos por ter ajudado no desenvolvimento das análises.

Ao Gerente Executivo, Fabrício José da Silva, da Unidade da Suzano/BA, que

permitiu a divulgação e utilização dos dados da empresa para realização deste

trabalho.

Às minhas amigas, Nathalia e Verônica, pelo apoio e pelos momentos vividos que

ficarão guardados em minha memória para sempre. Queria agradecer também a

Yula, Wlisses, Aline e Naiara que proporcionaram apoio e incentivo nos momentos

mais difíceis de estudos.

Aos funcionários da biblioteca do CEUNES, aos amigos na Suzano/BA, aos

engenheiros da Reliaty Software, por fazerem parte deste trabalho.

E a todos os meus professores, que de alguma forma me ajudaram durante o meu

desenvolvimento acadêmico e profissional.

Os discípulos do profeta disseram a Eliseu: Como vês, o lugar onde nos reunimos

contigo é pequeno demais para nós.

Vamos ao rio Jordão onde cada um de nós poderá cortar um tronco para

construirmos ali um lugar de reuniões.

Eliseu disse: Podem ir.

Então um deles perguntou: Não gostarias de ir com os teus servos? E disse: Eu irei.

Foram ao Jordão e começaram a derrubar árvores. Quando um deles estava

cortando um tronco, o ferro do machado caiu na água.

E ele clamou e disse: O que farei eu meu senhor? Como irei recuperá-lo? Ah, meu

senhor, o machado não era meu, era emprestado!

O homem de Deus perguntou: Onde caiu? Quando o homem lhe mostrou o lugar,

Eliseu cortou um galho e o jogou ali, fazendo o ferro flutuar, e disse: Pegue-o.

O homem estendeu a sua mão e o pegou.

(2 Reis 6:1-7)

http://www.bibliaonline.com.br/acf/2rs/6/1-7

RESUMO

Este trabalho trata da aplicação da Manutenção Centrada em Confiabilidade (RCM)

como forma de encontrar a melhor estratégia de manutenção do pilar “manutenção

planejada” da Manutenção Produtiva Total (TPM). O estudo de caso foi feito nas

prensas de fardos de celulose das linhas de enfardamento da Suzano Papel e

Celulose (SPC). A confiabilidade de equipamentos ou de sistemas é, hoje, uma das

principais preocupações na gestão de manutenção. Ela proporciona maior

disponibilidade e vida útil dos equipamentos, que se traduz em ganhos financeiros

para a organização, principalmente quando o equipamento é considerado um

gargalo ou um recurso de com capacidade restrita (CCRs). Atualmente a prensa é

um CCR, ou seja, tem capacidade superior à necessária, mas que em função das

variabilidades que ocorrem nos sistemas produtivos, podem conjunturalmente

apresentar restrições de capacidade. Devido aos elevados números de chamados

de manutenção, que demandam grandes tempos de parada de linha,

aproximadamente 149,8 horas, a empresa tem tido perdas de produção, causadas

por estes motivos, de 21.121,8 TSA, ou seja, cerca de R$ 7,6 milhões de reais a

menos de ganho ao ano. Por isso, para encontrar a melhor estratégia de

manutenção para as prensa, levantou-se a sua confiabilidade como um sistema

global como o Software Reliasoft Weibull ++, identificando que as prensas se

encontram no estágio de falhas aleatórias, da curva da banheira. Para os seus

componentes críticos, que são as válvulas e bomba M3, levantou-se os tempos

médio para falhas (MTBF) e seus tempos médio para reparo (MTTR), para então

estabelecer orientações para o plano de manutenção da prensa tendo como base as

atividades dos pilares da TPM.

Palavras-chave: Estratégia de manutenção; Curva da banheira; Função de

distribuição Weibull.

ABSTRACT

This work addresses the application of Reliability Centered Maintenance (RCM) as a

way to find the best pillar of the maintenance strategy "planned maintenance" of Total

Productive Maintenance (TPM). The case study was done on the presses of pulp

bales of baling lines of Suzano Papel e Celulose (SPC). The reliability of equipment

or systems is now a major concern in maintenance management. It provides higher

availability and equipment life, which translates into financial gains for the

organization, especially when the machine is considered a bottleneck or a resource

with limited capacity (CCRs). Currently, the press is a CCR, i.e., have higher capacity

than needed, but depending on the variability that occur in production systems may

have restrictions conjuncturally capacity. Due to the high numbers of so-called

maintenance, which require large line downtime, approximately 149.8 hours, the

company has had production losses caused by these reasons, the TSA 21121.8,

which is approximately R $ 7.6 million reais unless gain per year. So, to find the best

maintenance strategy for the press, rose to its reliability as a global system as the

software Reliasoft Weibull ++, identifying the presses are at the stage of random

failures, of the bathtub curve. For their critical components, which are the valves and

pump M3, the average time to failure (MTBF) and mean time to repair their (MTTR)

rose, then set guidelines for press maintenance plan based on the TPM activities of

the pillars.

Keywords: Strategy maintenance; Bathtub curve; Weibull distribution function.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Visão Geral do processo Kraft de produção de celulose..........................21

Figura 2– Visão Geral da linha de enfardamento......................................................24

Figura 3 – Fluxograma atualmente utilizado na SPC.................................................27

Figura 4 – Evolução da manutenção.........................................................................32

Figura 5 – Curva da Banheira e ciclo de vida de equipamentos................................34

Figura 6 – Métodos de manutenção planejada..........................................................37

Figura 7 – Iceberg dos custos....................................................................................44

Figura 8 – Nível de manutenção preventiva..............................................................45

Figura 9 – Ponto ótimo de disponibilidade.................................................................50

Figura 10 – Tipos de probabilidade condicionais de falhas.......................................54

Figura 11 – Exemplo de Função confiabilidade R(t)..................................................56

Figura 12 – Diagrama de decisões de um sistema de manutenção..........................61

Figura 13 – Diagrama de blocos das linhas de enfardamento da SPC.....................63

Figura 14 – Prensa usada na SPC............................................................................66

Figura 15 – Sensores na prensa................................................................................68

Figura 16 – Sensores na prensa................................................................................69

Figura 17 – Parâmetros encontrados pelo software para a prensa um.....................76

Figura 18 – Parâmetros encontrados pelo software para a prensa dois (esquerda) e

três (direita)................................................................................................................77

Figura 19 – Gráfico de probabilidade de acúmulo de falhas (esquerda) e gráfico de

confiabilidade (direita) da prensa 1............................................................................78





LISTA DE GRÁFICOS

GRÁFICO 1 – EQUIPAMENTOS QUE PROVOCARAM PARADA DA LINHA 1 DE

ENFARDAMENTO DA SPC......................................................................................64





GRÁFICO 4 – SISTEMAS DA PRENSA QUE APRESENTARAM MAIORES

IMPACTOS PARA AS LINHAS DE ENFARDAMENTO.............................................70

GRÁFICO 5 – SISTEMAS DA PRENSA 1 QUE APRESENTARAM MAIORES


GRÁFICO 6 – COMPONENTES DO SISTEMA HIDRÁULICO DA PRENSA 1 QUE

PROVOCARAM MAIORES TEMPOS DE REPARO.................................................72









LISTA DE QUADROS

Quadro 1 – Critérios para pontuação do fluxo abc na SPC.......................................26

Quadro 2 – Principais conceitos de manutenção......................................................29

Quadro 3 – Resumo das vantagens e desvantagens dos tipos de manutenção.......41

Quadro 4 – Expressões e parâmetros da função weibull..........................................57

Quadro 5 – Interpretação do parâmetro β.................................................................60

Quadro 6 – Subsistemas e componentes da prensa.................................................66

LISTA DE TABELAS

Tabela 1– Classificação dos componentes críticos...................................................75

Tabela 2 – Equações de probabilidade de acúmulo de falhas e de confiabilidade

para as três prensas..................................................................................................77

Tabela 3– Valores de confiabilidade para as prensas com o tempo.........................79

Tabela 4 – Valores de MTBF e MTTR das prensas...................................................80

Tabela 5 – Valores do MTTR das prensas................................................................81

Tabela 6 – Valores do MTBF das prensas................................................................81

LISTA DE SIGLAS

ABRAMAN – Associação Brasileira de Manutenção

TPM – Manutenção Produtiva Total

RCM – Manutenção Centrada na Confiabilidade

MTBF – Tempo Médio até Falha

MTTR – Tempo Médio de Reparo

D – Disponibilidade

JIPM – Japan institute of Plant Maintenance

SPC – Suzano Papel e Celulose

MC – Manutenção Corretiva

MP – Manutenção Preventiva

MD – Manutenção Detectiva

MPd – Manutenção Preditiva

MpM – Manutenção por Melhorias

LCC – Análise do Custo do Ciclo de Vida

ZD – Zero Defeito

JK – Jishu Kanri

IROG – Índice de Eficiência Global dos Equipamentos

FMEA – Análise do modo e efeito de falha

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO.......................................................................................................15

2 OBJETIVOS...........................................................................................................19

2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS............................................................................19

3 METODOLOGIA.....................................................................................................19

3.1 TIPO DE ESTUDO...........................................................................................19

3.2 CAMPO DE ESTUDO......................................................................................20

3.3.1 Métodos para o trabalho..........................................................................20

4 REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO.........................................................................25

4.1 MANUTENÇÃO................................................................................................25

4.2 A EVOLUÇÃO DA MANUTENÇÃO..................................................................26

4.3 CLASSIFICAÇÕES DOS SISTEMAS...............................................................28

4.4 TIPOS DE MANUTENÇÃO..............................................................................32

4.4.1 Manutenção Corretiva..............................................................................33

4.4.2 Manutenção Preventiva...........................................................................34

4.4.3 Manutenção por melhorias......................................................................36

4.5 CUSTOS DE MANUTENÇÃO..........................................................................38

4.6 GERENCIAMENTO DA MANUTENÇÃO.........................................................42

4.6.1 Manutenção Produtiva Total (TPM)........................................................42

4.6.2 Manutenção Centrada na Confiabilidade (RCM)...................................48

4.6.3 Distribuições estatísticas aplicadas à confiabilidade...........................52

4.6.4 TPM x RCM................................................................................................56

5 ESTUDO DE CASO................................................................................................57

5.2 SELEÇÃO DO SISTEMA E SUBSISTEMA FUNCIONAL................................64

5.3 SELEÇÃO DoS SUBSISTEMAS e EQUIPAMENTOS críticos DA PRENSA. . .70

5.3.1 Prensa 1....................................................................................................72

5.3.2 Prensa 2....................................................................................................73

5.3.3 Prensa 3....................................................................................................74

5.4 CLASSIFICAÇÃO DE CRITICIDADE DA PRENSA e seus componentes.......75

5.5 Função de CONFIABILIDADE..........................................................................76

5.5.1 Encontrar os parâmetros da função Weibull.........................................77

5.6 Análise das prensas.........................................................................................80

5.7 gestão de manutenção da prensa....................................................................84

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS...................................................................................86

7 REFERÊNCIAS......................................................................................................88

15

1 INTRODUÇÃO

Com o fim da Segunda Guerra, o mundo se viu cercado por nações que por um lado

se encontravam em completo prejuízo e devastação, como o caso do Japão, e por

nações que viram no conflito uma oportunidade de proporcionar avanços

tecnológicos no seu parque industrial. As melhorias no sistema produtivo buscaram

se adequar a uma forma de produção de bens que se tornava mais mecanizada,

automatizada e complexa. Com a expansão do capitalismo e, consequentemente,

com a abertura da economia de mercado, as fronteiras físicas, que eram obstáculos

para a internacionalização da produção e das finanças se tornam fonte de

acumulação de capital em escala mundial (GOMES, 2009; SILVA, 2010).

Com essa nova realidade econômica, desenvolveram-se os chamados sistemas

modernos de produção, em que maquinários passam a tomar os lugares dos

trabalhadores e a pressão competitiva entre as empresas exigia cada vez mais

eficiência e segurança em suas operações e seus processos. Esses sistemas de

produção modernos compreendem a associação de métodos de gestão que buscam

a integração e a agilidade de resposta aos clientes frente às constantes mudanças

no mercado competitivo (ANTUNES et al., 2008).

Sendo assim, alcançar níveis elevados de competitividade requer a busca pela

excelência da manufatura que se fundamenta na redução de desperdício e no

aprimoramento contínuo dos processos (BIASOTTO, 2006; CHIAVENATO 1999).

Para alcançar o aumento da produtividade dos sistemas produtivos, as empresas

passam a adotar a manutenção industrial como uma das atividades de apoio à

produção para melhoramento dos níveis de competitividade.

Tais mudanças nos negócios e na estratégia de manufatura não se atentam

somente a manter as condições originais dos equipamentos, visam proporcionar

aumento da produtividade por meio da redução de custos, aumento de

confiabilidade e disponibilidade dos equipamentos considerados críticos para o

processo produtivo (SANTOS; COLOSIMO; MOTTA, 2007; MÁRQUEZ et al., 2009;

XENOS, 2004).

Segundo a Associação Brasileira de Manutenção (ABRAMAN), as empresas

brasileiras obtiveram uma pequena redução nos custos de manutenção. Em 2009, a

porcentagem total da manutenção, com relação ao faturamento bruto da empresa,

16

era de 4,14%, já em 2011 essa participação ficou em 3,95%. Os principais fatores na

composição destes custos de manutenção são: recursos humanos e materiais que

representaram respectivamente: 31,13 e 33,35%, os custos referentes aos serviços

contratados (27,03%) e outros custos (8,48%) (ABRAMAN 2011). Porém, existe um

risco na interpretação deste indicador, pois os valores baixos sozinhos não são

suficientes para garantir a eficácia da função, sendo necessária a análise em

conjunto com outros indicadores como disponibilidade e confiabilidade dos

equipamentos (OLIVEIRA, 2012).

As maiores empresas do país dos setores de papel e celulose, petróleo e gás,

siderúrgico, saneamento, metalúrgico, petroquímico, têxtil, energia, transporte e

automotivo demonstraram preocupação em investir na área de manutenção para

evitar paradas não programadas e acidentes ambientais. Esses investimentos

passaram de R$ 145 bilhões em 2011, cerca de 21% maior do que na última

pesquisa que foi de R$ 120 bilhões (2009). A distribuição destes investimentos estão

voltados principalmente para a manutenção preventiva (37,17%), seguida da

manutenção corretiva (27,40%), da manutenção preditiva (18,51%) e outras como

detectiva e Engenharia de Manutenção (16,92%) (ABRAMAN, 2011).

Essas ações em busca da melhoria da manutenção podem resultar em um aumento

da confiabilidade, que corresponde à probabilidade do equipamento desempenhar

adequadamente o seu propósito especificado, por um determinado período de

tempo e sob condições ambientais predeterminadas. A gestão da manutenção no

sistema produtivo está sendo a principal responsável pela continuidade dos

equipamentos e seu funcionamento efetivo. (ARCURI FILHO, 2005; FOGLIATTO;

RIBEIRO, 2011).

A abordagem estratégica da manutenção vem sendo difundida por meio de

conjuntos de várias técnicas e políticas que estabelecem formas de atingir o

funcionamento da produção em sistemas cada vez mais complexos (SILVA, 2010).

Estão neste conjunto a abordagem da Manutenção Produtiva Total - TPM (Total

Productive Maintenance), e a Manutenção Centrada na Confiabilidade - MCC ou

RCM (Reability Centred Maintenance) (KELLY, 2002; BEN-DAYA et al., 2009;

NAKAGAWA, 2005; FOGLIATTO; RIBEIRO, 2011).

17

Segundo Nakajima (1989), a TPM busca, por meio de suas diretrizes, o slogan

“quebra zero” e/ou “falha zero” das máquinas e equipamentos. O equipamento deve

possuir alto rendimento operacional para deixar a maior parte do tempo do

equipamento disponível para fabricação de forma que diminua os custos de

fabricação e a redução do nível de estoques. Porém, os pilares da TPM não indicam

uma estratégia específica a ser adotada pelo planejamento da manutenção, sendo

que estas podem reduzir e postergar a deterioração dos equipamentos por meio do

estabelecimento de um plano de manutenção para cada equipamento (SHERWIN,

2000; BEN-DAYA et al., 2009).

Uma das técnicas comumente utilizadas para estabelecer e otimizar as estratégias

planejadas da manutenção é o RCM - Reliability Centered Maintenance ou

Manutenção Centrada em Confiabilidade. Esse método leva em consideração a taxa

de falhas, tempo de reparo do equipamento, o impacto da falha no sistema

produtivo, assim como a periodicidade das manutenções, uma vez que as atividades

são voltadas para manter a função do equipamento para a qual ele foi projetado,

com o menor custo possível. (FOGLIATTO; RIBEIRO, 2011; KELLY, 2002; BEN-

DAYA et al., 2009).

A RCM é uma metodologia de definição da melhor estratégia de manutenção focada

em análise de confiabilidade tendo como base a Análise do modo e efeito de falha

(FMEA), utilizando-se um diagrama de decisão para definição da melhor prática para

antecipação a falhas. Já a TPM é uma metodologia de melhoria de eficiência

operacional de equipamentos baseada na capacitação de operadores em execução

de pequenas manutenções (FOGLIATTO; RIBEIRO 2011).

Vale ressaltar que apesar das técnicas e métodos existentes para a gestão de

manutenção com confiabilidade, por melhores que esses sejam, os equipamentos

continuam sujeitos a quebras e falhas por motivos aleatórios e que fogem à

mensuração dos gestores de manutenção (NAKAGAWA, 2005). Corroborando

desse pensamento Lucatelli (2002), diz que qualquer objeto físico tem a tendência

de falhar, com períodos diferentes, dependendo de diversas variáveis como:

ambiente, projeto, condições técnicas, operacionais, mantenedores relapsos e

formas de prevenção de falhas. O fato é que os eventos extraordinários/inesperados

não podem ser totalmente evitados nem previstos.

18

O estudo da literatura evidencia que, embora existam muitos livros e artigos sobre o

tema RCM, a parte marjoritária aborda apenas questões qualitativas deixando uma

lacuna quanto às questões quantitativas que contribuem para o aumento da

confiabilidade dos equipamentos ( SANTOS; COLOSIMO; MOTTA, 2007).

Com a finalidade de minimizar essas necessidades e lacunas que a manutenção

passou a dispor de maior atenção para os ativos físicos tanto no campo da

investigação por profissionais quanto no desenvolvimento metodológico por parte de

estudiosos. Atentando-se a isso as empresas passaram a investir em diversas áreas

da produção de bens e serviços nos últimos anos visando a manutenibilidade de

seus processos, pois a manutenção bem planejada colabora para o aumento do

faturamento (LUCATELLI, 2002; LAFRAIA 2008).

19

2 OBJETIVOS

Este trabalho tem como objetivo principal avaliar e propor melhorias nos planos de

manutenção da empresa estudada por meio da ferramenta RCM (Reliability Centred

Maintenance ou Manutenção Centrada em Confiabilidade) para encontrar as

estratégias de manutenção planejada, da filosofia TPM.

2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Para atingir o objetivo geral enunciado, tem-se os seguintes objetivos específicos:

Apresentar os conceitos, métodos e tarefas de manutenção, com ênfase na

TPM e RCM;

Descrever e analisar com métodos, envolvendo o uso de distribuições de

probabilidade, para implementação do RCM em uma em equipamento do

processo produtivo de uma indústria de Papel e Celulose.

Propor orientações para os planos de manutenção que minimizem os

impactos das falhas no equipamento analisado, com consequente melhoria

do tempo médio de reparo (MTTR).

3 METODOLOGIA

3.1 TIPO DE ESTUDO

A pesquisa assume a natureza aplicada, já que há geração de conhecimentos

visando aplicação prática, direcionados para a solução de problemas específicos.

Quanto à forma de abordagem do problema, esta pesquisa classifica-se como

pesquisa quantitativa e qualitativa, uma vez que para classificar e analisar os

aspectos de interesse da pesquisa faz-se necessário a tradução em números, ou

seja, as informações podem ser quantificáveis, assim como envolve o levantamento

bibliográfico, abordagem qualitativa, das principais atividades e métodos, associados

à RCM, que melhor se adequem ao desenvolvimento e revisão de um plano de

manutenção de equipamentos protegido por estoques (SILVA; MENEZES, 2005;

MORESI, 2003).

20

Do ponto de vista de seus objetivos, esta pesquisa classifica-se como exploratória e

quanto aos seus procedimentos utiliza, dentre seus métodos de pesquisa, um

estudo de caso. Este tipo de pesquisa envolve o estudo prolongado e complexo de

um ou poucos objetos, de maneira que se permita o seu amplo e detalhado

conhecimento (GIL, 2002).

3.2 CAMPO DE ESTUDO

O campo de estudo desta pesquisa é a TPM, como ênfase no pilar manutenção

planejada (NAKAJIMA 1989; SOUZA, 2004), conforme discutido na Seção 4.6.1.

3.3.1 Métodos para o trabalho

Com relação à base metodológica do estudo de caso, este trabalho usou os estudos

de Souza (2004), que trabalhou com a tese: Otimização do pilar “manutenção

planejada” da TPM através da utilização do RCM para nortear as estratégias de

manutenção e de Mendes (2011), que trabalhou com a tese: Manutenção Centrada

em Confiabilidade: uma abordagem quantitativa.

A pesquisa de campo envolveu 12 fases principais, sendo elas:

(i) Optou-se pelo estudo de caso com a empresa Suzano Papel e Celulose, devido à

acessibilidade aos dados do processo. Esta empresa possui duas linhas de

produção. Escolheu-se a linha de produção 2, na área de secagem de celulose,

mais especificadamente, as três linhas de enfardamento devido ao seu impacto na

produção, por ser a etapa final, e por apresentar elevado número de chamados de

manutenção.

(ii) A linha de enfardamento da SPC é um processo em lotes, com seções de

prensagem, amarração, impressão, dobragem, empilhadora e unitizadora. Os

equipamentos selecionado para o estudo neste trabalho, foram as prensas, por

apresentarem altos tempos de reparo, ocasionando um período maior de linha

parada e por serem equipamentos classificados como A, ou seja, são críticos para a

produção de fardos de celulose.

21

(iii) O levantamento dos tempos de reparo e as datas de início de cada falha, das

três prensas foram coletados no sistema de Ordem de Serviços e nos relatórios de

turnos feitos pelos operadores e mecânicos, no período de 01/01/2013 à 31/08/2014.

(iv) Foi feita a divisão da prensa em sistemas, subsistema e componentes para

identificar a criticidade dos componentes referido equipamento. Por meio de gráficos

de pareto, encontraram-se os sistemas que demandaram maior tempo de reparo, ou

seja, os que provocaram maior tempo de linha parada. Feito isso, é necessário

encontrar, dentro deste sistema, quais foram os componentes responsáveis por

essas falhas. Inicialmente é feita a análise com os dados das três prensas em

conjunto, encontrando o sistema de maior impacto, para então estratificar os

levantamentos de falhas para as prensas individualmente.

(v) Identificados os componentes de cada prensa que provocaram maior impacto

nas linhas de enfardamento são feitas as análise de classificação dos equipamentos

quanto ao efeito e criticidade de suas falhas por meio do fluxo de decisão,

apresentado no Quadro 1. A classificação é feita conforme os níveis 1, 2 e 3, para os

fatores: segurança e ambiente, qualidade, regime de trabalho, produção, frequência

e custo. O fluxograma de decisão, Figura 3, tem por finalidade a classificação do

componente ou equipamento em classes.

Quadro 1 – Critérios para pontuação do fluxo abc na SPC.

(continua)FATORES DE AVALIAÇÃO

A/B/CNÍVEL 1 NÍVEL 2 NÍVEL 3

SEGURANÇA E AMBIENTE

A falha funcional pode ter consequências catastróficas em segurança e saúde ou meio ambiente.

A falha funcional pode provocar impactos dentro dos limites legais.A falha funcional pode provocar condições de exposição ao risco de acidentes, respeitando a Política de SSO.

A falha funcional não tem impacto em Segurança e Saúde ou Meio Ambiente.

QUALIDADE

As falhas funcionais podem ter consequências catastróficas na qualidade do produto.

A falha funcional afeta parcialmente o processo produtivo, podendo comprometer a quantidade.

A falha funcional não tem impacto na qualidade do produto.

REGIME DE TRABALAHO

O Equipamento é requerido 24h por dia. Não existe oportunidade para manutenções programadas entre campanhas produtivas.

O equipamento é requerido 24 horas por dia, oferecendo algumas oportunidades para manutenção programadas entre as campanhas produtivas.

O equipamento é requerido por menos de 12 horas por dia, oferecendo oportunidades para manutenções programadas entre as

22

campanhas produtivas.

PRODUÇÃO

A falha funcional do equipamento causa a interrupção total de linhas produtivas, podendo provocar perdas catastróficas de produção.

A falha funcional do equipamento causa a interrupção de um subsistema ou sistema, afetando parcialmente uma linha de produção, podendo provocar perdas de produção ou aumento no consumo de insumos.

A falha funcional não provoca perdas de produção e nem provoca o aumento no consumo de insumos.

FREQUÊNCIA

O histórico demostra ou é esperado que o equipamento, em função de características intrínsecas, apresente falhas funcionais durante sua vida útil (mais de uma a cada seis meses).

O histórico demostra ou é esperado que o equipamento, em função de características intrínsecas, apresente falhas funcionais ocasionais durante sua vida útil (mais de uma a cada seis a doze meses).

O histórico demostra ou é esperado que o equipamento, em função de características intrínsecas, apresente falhas funcionais ocasionais pouco frequentes (menos de uma falha por ano).

CUSTO

O custo de reparo do equipamento é maior do que R$ 10.000,00. Na análise de sistemas ou conjuntos, considerar a somatória dos valores de reparo.

O custo de reparo do equipamento é de R$ 4.000,00 a R$ 10.000,00. Na análise de sistemas ou conjuntos, considerar a somatória dos valores de reparo.

O custo de reparo do equipamento é inferior a R$ 4.000,00. Na análise de sistemas ou conjuntos, considerar a somatória dos valores de reparo.

Fonte: Política de manutenção SPC (2002, p. 10).

23

Figura 1 – Fluxograma atualmente utilizado na SPC.Fonte: Política de manutenção SPC (2002, p. 7).

(vi) O mapeamento da estratégia de manutenção atual da empresa servirá de base

para comparar com a encontrada pelas distribuições de probabilidade da RCM;

(vii) Utilizou-se o modelo de Weibull1, por ser o método de distribuições de

probabilidade adequado para atingir os objetivos estabelecidos neste trabalho de

confiabilidade, conforme será apontado na revisão bibliográfica. Para essa etapa, foi

necessário identificar os outlines dos dados de tempo para falha, sendo

desconsiderados os tempos abaixo de 24 horas. Esses dados, para o engenheiro da

secagem, possivelmente tem origem na mesma falha. Para esses valores,

somaram-se os tempos de reparo ao dado de falha inicial.

(viii) Para achar os parâmetros da função de Weibull utilizou-se o software Reliasoft

Syntheses weibull++ na versão 9 (demo). O programa trabalha com o método de

mínimos quadrados, que usam com x e y os valores encontrados na subseção 4.6.2.

Para definir a função F(t), que defini os valores dos pontos y, o programa tem por 1 A distribuição de Weibull é uma distribuição de probabilidade contínua. É usada como ferramenta para profissionais da engenharia de confiabilidade. Em geral, suas aplicações visam à determinação do tempo de vida médio e da taxa de falhas em função do tempo da população analisada.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Engenharia_de_confiabilidade

http://pt.wikipedia.org/wiki/Distribui%C3%A7%C3%A3o_de_probabilidade

24

base o Median Rank, que calcula a porcentagem acumulada de tempo até a falha,

sendo que a forma adotada para aproximar a Median Rank é o método de Bernard,

Equação 26. Para os valores x, é feita a linearização dos dados os tempos para

falha.

(ix) Com os parâmetros estabelecidos para cada prensa, descrevem-se as equações

de confiabilidade e de probabilidade de acúmulo de falhas como seus respectivos

gráficos, feitos pelo software Reliasoft Syntheses weibull++. Através das equações,

encontrou-se a confiabilidade ao longo de 9 dias de operação de cada prensa.

(x) Com os valores de β foi possível identificar qual estágio, na curva da banheira, o

equipamento se encontra. Já o valor de η, representa a vida característica do

equipamento para uma probabilidade de falha de 63,2%.

(xi) Calculou-se os tempos médios de reparo (MTTR), e os tempos médios até falha

(MTBF), Equação 5, para as prensas. Porém para obter valores coerentes e com

menor desvio padrão, optou-se também por achar o MTTR e MTBF dos

componentes críticos. Por meio dessas informações foi possível identificar a

disponibilidade do equipamento, Equação 6, da subseção 4.3.

(xii) A partir da determinação da fase em que as prensas se encontram na curva da

banheira propõem-se, então, estratégias de manutenção voltadas para esse tipo de

frequência de falhas. Para a periodicidade da manutenção, usou-se como base os

MTTR, MTBF dos componentes críticos e os valores de confiabilidade das prensas.

(xiii) Para minimizar o impacto das falhas das prensas nas linhas de enfardamento,

aplicaram-se conceitos de outros pilares da TPM.

4 REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO

4.1 MANUTENÇÃO

Com o grande aumento no número e variedade de itens físicos, como instalações,

equipamentos e ferramentas, a manutenção teve que evoluir para garantir o

25

funcionamento de projetos de equipamentos e sistemas produtivos cada vez mais

complexos (MOUBRAY, 2000). Porém o conceito de manutenção permanece com a

mesma aplicabilidade sendo definido por vários autores como citados na Quadro 2.

Quadro 2 – Principais conceitos de manutenção.

(continua)Autor Ano Página DefiniçãoMOUBRAY, J

1997 6“Manutenção: é uma forma de garantir que os ativos físicos continuam a fazer o que seus usuários querem que eles façam".

GITS, C.W.1992

"A manutenção é o total de atividades necessárias para manter os sistemas, ou restaurá-los para o estado necessário para o cumprimento da função de produção".

GIACOMET, L. F.

2001 27

“Manutenção é toda ação realizada em um equipamento, conjunto de peças, componentes, dispositivos, circuito ou estrutura que se esteja controlando, mantendo ou restaurando, a fim de que o mesmo permaneça em operação ou retorne a função requerida, ou seja, o conjunto de condições de funcionamento para o qual o equipamento foi projetado, fabricado ou instalado. O equipamento deve desempenhar sua função requerida com segurança e eficiência, considerando as condições operativas, econômicas e ambientais”.

ABNT NBR 5462

1994 6

“Combinação de todas as ações técnicas e administrativas, incluindo as de supervisão, destinadas a manter ou recolocar um item em um estado no qual possa desempenhar uma função requerida”. Nota: A manutenção pode incluir uma modificação do item.

TAVARES, L.

1999 1

“Manutenção é a técnica de conservar os equipamentos e componentes em serviço durante o maior prazo possível e com o máximo rendimento. Além disso, é definida como sendo a parcela de uma organização, cuja função é fornecer recursos para que haja uma eficiente operação e produção, sem interrupções provenientes de quebra”.

CARAZAS, F. J. G.

2011 2

“A manutenção por definição é a combinação de atividades, conhecimentos e destrezas aplicadas em um sistema ou equipamento para manter um estado específico de operação ou recuperá-lo após a ocorrência de uma falha ao longo da vida útil planejada”.

Fonte: Dados da pesquisa.

Este trabalho terá como base os conceitos de Gits (1992), que para o sistema de

produção existe a entrada primária (inputs) que é processada e transformada em

saídas (outputs). Essa etapa de agregação de valor é feita por meio de sistemas

técnicos. Esses por sua vez, são definidos como sendo os elementos físicos

fundamentação para que ocorra o preenchimento da função. Porém o sistema

técnico está sujeito a variáveis aleatórias, externas e intrínsecas ao seu ambiente,

que conduzem consequentemente a uma saída secundária, a demanda por

manutenção. Portanto, manutenção é o total de atividades requeridas para manter

os sistemas, ou restaurá-los ao estado necessário para executar a função de

produção (FOGLIATTO; RIBEIRO, 2011).

26

4.2 A EVOLUÇÃO DA MANUTENÇÃO

É importante ressaltar que para chegar no nível atual de importância na organização

a manutenção, ao longo dos tempos, teve que evoluir sua abordagem e sua forma

de atuação, ou seja, acompanhar toda a história da evolução de equipamentos,

desde o desenvolvimento das primeiras máquinas a vapor até a evolução dos itens

físicos (LUCATELLI, 2002).

Para Arcuri Filho (2005), a manutenção começou a ganhar espaço na Europa

Central, durante o século XVI, com a invenção do relógio mecânico e a necessidade

que se estabeleceu de ter um especialista em montagem e reparos. No entanto, foi

no início da indústria mecanizada no final do Século XIX, com a Revolução Industrial

e posteriormente com a Segunda Guerra Mundial que a manutenção torna-se

integrante fundamental nas industrias, porém não existia qualquer organização e

planejamento (ZAIONS, 2003; BRANCO FILHO, 2000). Com o início da produção

seriada por Henry Ford, surgiu a necessidade de a manutenção ser mais

organizada. No princípio da reconstrução pós-guerra, alguns países, principalmente

o Japão alicerçaram seu desempenho industrial nas bases da engenharia e

manutenção (NAKAGAWA, 2005; TAVARES, 1999).

O processo de gerenciamento da manutenção evoluiu principalmente nos últimos

vinte e cinco anos, sendo umas das áreas de gerenciamento que garantiu bastante

destaque (MOUBRAY, 1997). As mudanças ocorridas durante esse novo cenário

tiveram como base as novas perspectivas organizacionais da manutenção e a

alteração da visão sobre a importância das técnicas de manutenção para prevenção

e continuidade do processo produtivo. Essas mudanças podem ser caracterizadas

por três gerações distintas, uma vez que em cada momento da história existiram

necessidades de racionalização e otimização diferentes (ARCURI FILHO, 2005;

MOUBRAY, 1997).

Para Moubray (2000) e Lafraia (2008), as três gerações acentuam as análise dos

momentos da manutenção sendo elas:

Quando as indústrias e seus sistemas produtivos não possuiam uma grande

demanda por produção, as equipes de manutenção atuavam apenas de

forma corretiva nos equipamentos considerados simples e não mecanizados,

27

ou seja, os reparos apenas eram feitos quando havia uma falha ou quebra,

essa é considerada a primeira geração.

A segunda surge devido a crescente demanda por bens de consumo, em

meados dos anos 60, em que o funcionamento das máquinas passa a ser

inspecionado a fim de garantir maior disponibilidade e maior vida útil dos

equipamentos. Nessa época, verificou-se que as falhas poderiam ser

evitadas, surgindo o conceito de manutenção preventiva. Porém, os custos de

manutenção ainda desconhecidos passam a ser controlados pelo sistema de

planejamento e controle da manutenção.

Na terceira geração, a manutenção passa a acompanhar filosofias de

produção enxuta, como o just in time, no qual a necessidade de confiabilidade

das máquinas passa a ser fator essencial para atender a demanda na

quantidade certa, na hora certa e no local certo. As preocupações com

segurança, meio ambiente e qualidade dos produtos são itens importantes

que passam a exigir maior autonômia das equipes de operação e

manutenção.

A Figura 4 ilustra a evolução temporal das gerações da manutenção nas indústrias.

Figura 2 – Evolução da manutenção.

Fonte: Moubray (1997, p. 5).

Acompanhada da evolução das técnicas de manutenção, a postura do profissional

de manutenção também foi ampliada. Isso ocorreu pela necessidade de

administração do equipamento, estratégia para preservar seu funcionamento, evitar

as consequências de falhas e assegurar sua capacidade produtiva (CASTELLA,

2001).

28

4.3 CLASSIFICAÇÕES DOS SISTEMAS

Um sistema reparável é aquele que, após falha, pode ser retornado à condição de

operação através de um reparo. Os reparos não precisam, necessariamente,

envolver a substituição das partes do sistema. Já nos sistemas não reparáveis esses

são descartados após a primeira e única falha. Um ponto importante é a viabilidade

de trabalhar com reparos, pois existem sistemas que ao apresentarem uma falha

poderiam ser reparados, mas o custo do reparo é maior que o da substituição de

alguma peça ou o conserto de alguma máquina. Assim o sistema acaba sendo

considerado como não reparável na prática (RIGDON; BASU, 2000).

O estudo de equipamentos reparáveis como se esses fossem não reparáveis é

considerado complexo, já que pode levar a conclusões errôneas sobre as falhas

(SCAPIN, 1999). Todo ativo físico tem como finalidade desempenhar suas funções

básicas de projeto. Nestas condições, é possível reconhecer dois tipos distintos de

desempenho relacionados com o ativo. O primeiro é o desempenho inerente do

equipamento que é a garantia do que ele pode fornecer. O segundo é o

desempenho requerido do equipamento que envolve o que realmente pode-se obter

com o equipamento. Se o desempenho não atinge o desejado, ou se reduz a

expectativa ou se introduzem modificações e o equipamento não apresenta o

desempenho previsto, usa-se o termo falha para caracterizar essas situações

(PINTO; XAVIER 2005).

Definiu-se como falha a perda de aptidão para cumprir uma determinada função.

Modelos de melhoramento da produção buscam formas de prevenir que as falhas

ocorram, buscando combater as causas de perdas e falhas no processo produtivo

(SLACK; CHAMBERS; JOHNSTON, 2008).

Pensar que apenas uma causa é origem de uma falha é geralmente um raciocínio

simplista e pode encobrir as verdadeiras causas. Portanto o ideal é contemplar tanto

as causas do equipamento analisado quanto as informações sobre o grau de

importância e relação entre as mesmas. Neste sentido, as falhas podem ser

estratificadas de acordo com os critérios, como se manifesta a falha, sua magnitude,

o momento de aparecimento e suas causas (SLACK; CHAMBERS; JOHNSTON,

2008), descritas a seguir:

29

Como se manifesta a falha:

Quando a falha é perceptível e vai se agravando, ao longo de um período, até

que a parada seja inevitável. Essa é denominada como falha progressiva.

Quando a falha é percebida somente quando acontece um problema repentino e

inesperado é denominada de falha súbita. Quando a falha faz o equipamento

quebrar, mas não se conhece a causa que gerou a parada, é denominada de

falha oculta.

Segundo sua magnitude:

A grandeza da falha é considerada parcial quando não existe perda total do

equipamento e o período de conserto do equipamento é pequeno. Quando se

denomina falha com perda total do equipamento, não há condições de continuar

o seu funcionamento ou restaurá-lo em pouco tempo.

Segundo o momento de aparecimento:

A análise do comportamento da taxa de falha de um equipamento ao longo do

tempo pode ser representada por uma curva que possui a forma de uma

banheira, a curva da banheira, como na Figura 5. A curva representa as

diferentes etapas da vida de um equipamento, a probabilidade de falhar. As fases

da vida características de um sistema: mortalidade infantil, maturidade e

mortalidade (SELLITTO, 2005).

A mortalidade infantil ou etapa de vida inicial é caracterizada por falhas iniciais

que ocorrem por causa de peças defeituosas ou uso inadequado. Neste período,

a melhor estratégia de manutenção é a corretiva, ou seja, cabe à manutenção

não apenas reparar o equipamento, mas corrigi-lo, para que a falha não se

repita. A maturidade ou vida normal é caraterizada por taxas de falhas

normalmente baixas e constantes, sendo causadas por fatores aleatórios

normais. Neste período, a melhor estratégia de manutenção é a preditiva, ou

seja, monitoramento para detectar o início da fase de desgaste. A etapa de

mortalidade senil ou desgaste é caracterizada por um aumento na taxa de falhas

à medida que a peça ou equipamento se aproxima do fim da sua vida útil, sendo

as falhas causadas geralmente por desgastes e deterioração. Neste período, a

melhor estratégia de manutenção é a preventiva, ou seja, já que o equipamento

30

irá falhar, cabe à manutenção achar o melhor tempo para substituir ou reformar o

item. (SELLITTO, 2005; SLACK; CHAMBERS; JOHNSTON, 2008).

Figura 3 – Curva da Banheira e ciclo de vida de equipamentos.

Fonte: Silva (2012, p. 28).

Segundo seus efeitos:

Quando há pequenas avarias a solução do problema pode ser mais rápida e

pode ter menor custo. Quando o efeito é significativo há uma maior perda de

tempo e consequentemente de produção e de custos. Quando o efeito é

denominado crítico a falha é grave e perigosa, mas há a possibilidade de

conserto. Quando o efeito é catastrófico a perda é total e desastrosa do

equipamento não tendo mais condições de funcionar e não tem conserto

(SELLITTO, 2005).

Segundo suas causas:

Quando é primária, a causa é direta e está no próprio sistema. Denominada de

secundária quando a causa é direta e está em outro sistema. Causas múltiplas

são denominadas como falha de um sistema por trás da falha de seu dispositivo

de proteção.

Para Slack, Chambres, Johnston (2008) e Hansen (2006), existem várias formas de

medir falhas. São elas:

Taxa de falhas: com que frequência uma falha ocorre. Seu cálculo é expresso

pela Equação 1.

TF= Númerode FalhasTempodeOperação

(1)

31

Confiabilidade: a probabilidade de uma falha ocorrer. Uma das técnicas mais

usadas para aumentar a confiabilidade é o uso de redundância. Introduzir

redundância em uma produção significa ter sistemas ou equipamentos de

reserva para caso de falhas. Sua expressão é vista na Equação 2. Sendo que

Ra+b representa a confiabilidade do componente a com seu componente b, Ra

é a confiabilidade de a, Rbé a confiabilidade do componente reserva b e

P ( falha ) é a probabilidade de que o componente a falhe e, portanto, o

componente b seja necessário.

Ra+b=Ra+(Rb x P ( falha )) (2)

Tempo médio entre falhas (TMEF): sua expressão é o inverso da taxa de

falhas, como visto na Equação 3.

TMEF=TempodeOperaçãoNúmerode Falhas

(3)

Disponibilidade (D): é o grau em que a operação está pronta para funcionar.

Sue cálculo é descrito na Equação 4 e envolve o MTBF e o tempo médio de

reparo (MTTR).

( D )= MTBFMTBF+MTTR

(4)

4.4 TIPOS DE MANUTENÇÃO

Existem vários autores que estratificam a manutenção de acordo com sua forma de

aplicação e atuação. Geralmente isso traz numerosas discordâncias com relação a

grande multiplicidade de terminologias atualmente. Este trabalho irá citar os

principais autores e as suas respectivas classificações (SOUZA, 2004).

Moubray (1997) define como políticas de manutenção tradicionais, manutenção

corretiva (MC), manutenção preventiva (MP) e manutenção preditiva (MPd) e

acrescenta a manutenção detectiva (MD). Esta última não é considerada por alguns

autores como sendo um novo tipo de manutenção, apesar de já ser bastante

conhecida na área industrial (LUCATTELI, 2002).

32

Para Vizzoni (1998) e Smith (1993) a manutenção é dividida em duas grandes

categorias, a manutenção corretiva e a preventiva. Dentro da MP estão as técnicas

de MPd e a MD. Corroborando desta definição, Carpio et al. (1999) subdividem a MP

em duas subcategorias de manutenção: manutenção preventiva sistemática,

considerada a tradicional, e manutenção preventiva condicional que é a MPd.

Para Kardec e Nascif (1999) o mais adequado é dividir a manutenção em seis

diferentes tipos, sendo eles: MC não planejada, MC planejada, MP, MPd, MD e

engenharia de manutenção. Os autores ressaltam ainda que a aplicação gera como

resultado uma definição gerencial, caraterística esta que torna os tipos de

manutenção como uma política. Sob o ponto de vista da Manutenção Centrada na

confiabilidade a classificação mais pertinente é a adotada por Patton (1995), uma

vez que há a estratificação da manutenção em não planejada e a planejada

(ZAIONS, 2003).

A manutenção não planejada é estritamente corretiva, ou seja, consiste na correção

da falha após a sua ocorrência aleatoriamente. Esse tipo de ocorrência gera perdas

de produção, perdas de qualidade do produto e elevados custos (LUCATELLI,

2002). A melhor definição para esse tipo de manutenção é: “aquela que não é feita

de acordo com um programa preestabelecido, mas depois da recepção de uma

informação relacionada ao estado de um item” (NBR-5462, p.7).

A Figura 6 mostra as divisões da manutenção planejada, o conjunto de ações

adotadas para a diminuição ou eliminação das perdas de produção, através da

redução consideravelmente do custo e do tempo de reparo em cada falha, existindo

para isso um acompanhamento preditivo e detectivo (PATTON, 1995).

Figura 4 – Métodos de manutenção planejada.

Fonte: Zaions (2003, p. 32).

33

Para Zaions (2003) a manutenção planejada divide-se em: MC, MP e manutenção

por melhorias (MpM). Este autor ainda subdivide a MP em manutenção de rotina,

manutenção periódica e manutenção preditiva.

Existem inúmeras definições voltadas para a atuação da manutenção. Por este

motivo, Branco Filho (2000) reuniu em sua obra “Dicionário de termos de

manutenção, confiabilidade e qualidade”, as diversas denominações utilizadas no

meio industrial e acadêmico. Neste trabalho, foram utilizados os preceitos do autor

Patton (1995) somadas ao proposto por Moubray (1997).

4.4.1 Manutenção Corretiva

A MC é “manutenção efetuada após a ocorrência de uma pane destinada a

recolocar um item em condições de executar uma função requerida” (BRASIL,

1994). Seu surgimento deu-se pelo início da Primeira Guerra Mundial e pela

Revolução Industrial (TAVARES, 1999). Na época, a manutenção corretiva

apresentou-se como a solução para a maioria dos problemas existentes visto que se

utilizavam máquinas robustas e simples, suficientes para atender a exigência de

baixa demanda de produção. Contudo, as mudanças de necessidades impostas pelo

mercado demandaram o aprimoramento dessa política (SOUZA, 2004).

A MC é a atividade de manutenção que exige a correção de uma falha ocorrida ou

que esteja no momento da ocorrência. Esta atividade pode consistir em reparo,

restauração ou substituição de componentes (MOUBRAY, 1997). A MC, por ser

antiga nos sistemas de produção de qualquer setor, possui políticas amplamente

difundidas, além de existirem diversos autores na literatura que abordam seus

conceitos e métodos sendo os principais: Branco Filho (2000); Kardec e Nascif

(1999); e Mirshawa e Olmedo (1993).

Uma das principais vantagens da MC é a não exigência de planejamento, enquanto

estratégia. De certa forma existe um nível necessário de planejamento, quanto a

ferramental, manuais, peças de reposição e funcionários treinados para a execução

das tarefas. Como desvantagens, a MC necessita de um grande estoque de peças

sobressalentes, trás paradas caras, inconvenientes e demoradas, além do

desconhecimento do estado técnico do sistema (GOUWS; GOUWS, 1997).

34

4.4.2 Manutenção Preventiva

A MP consiste na intervenção de manutenção prevista, preparada e programada

antes da data provável do aparecimento de uma falha, ou seja, à ação tomada para

manter um item físico em condições operantes por meios de inspeções, detecção,

prevenção de falhas, reformas e troca de peças (WIREMAN, 1998; XENOS, 2004).

Quando se trabalha com MP, espera-se obter a utilização máxima do equipamento

nas tarefas de produção, com a correspondente redução do tempo de máquina

parada e custos da manutenção (ZAIONS, 2003). Essas atividades são realizadas

num certo intervalo, sendo estes definidos com base no tempo de calendário,

número de horas trabalhadas e número de partidas de um sistema qualquer

(HANSEN, 2006; PALMER, 2000; PALARCHIO, 2002; KARDEC; NASCIF, 1999).

Para Pinto e Xavier (2005), a MP apresenta como vantagens: a continuidade do

funcionamento das máquinas, só parando para consertos em horas programadas;

maior facilidade para cumprir seus programas de produção; e a previsibilidade de

consumo de materiais e sobressalentes. Conforme Wyrebski (1997) o consumo de

materiais como, peças e componentes dos equipamentos, que são trocados ou

reformados antes de atingirem seus limites de vida, tornam a MP uma modalidade

cara de manutenção. Portanto suas principais desvantagens são: requerer um

programa bem-estruturado; necessitar de uma equipe de mecânicos eficazes e

treinados; requerer um plano de manutenção; e a necessidade de que peças sejam

trocadas antes de atingirem seus limites de vida.

Uma das maiores dificuldades encontradas pela MP é a definição da frequência em

que cada atividade deve ser realizada (SMITH, 1993; PALARCHIO 2002). Para

Wireman (1998), outras dificuldades que as empresas enfrentam ao optarem pela

MP são: a falta de capacitação dos funcionários envolvidos; falta de atualização dos

planos de manutenção ao longo da vida útil do equipamento; falta de cumprimento

parcial ou total do plano de manutenção; falta de informações nas planilhas de

manutenção preventiva para os técnicos de campo; e falta de análise das

intervenções anteriores no equipamento.

A MP se divide em manutenção de rotina, manutenção periódica e manutenção

preditiva, conforme citado na subseção 4.3. A manutenção de rotina é definida como

35

intervenções leves, efetuadas em intervalos de tempos predeterminados. As tarefas

desse tipo de manutenção normalmente são executadas durante os dias de

operação, sendo responsabilidade tanto da manutenção como também de todos os

operadores dos itens físicos (BRANCO FILHO, 2000; XENOS 2004).

A manutenção periódica é também chamada de sistemática ou programada, e é

considerada em uma evolução natural da manutenção preventiva. Sua atuação

implica no acompanhamento dos históricos dos registros, que permiti a elaboração

de gráficos de controle estatístico das máquinas. Sua utilização permite ampliar os

conhecimentos sobre as falhas nos equipamentos. No entanto, geram-se custos

adicionais para a execução da tomada de dados utilizados para elaborar a

manutenção periódica (POSSAMAI, 2002; BRANCO FILHO, 2000).

O controle preditivo de manutenção determina o ponto ótimo para executar a

manutenção preventiva no equipamento, ou seja, o ponto a partir do qual a

probabilidade de o equipamento falhar assume valores indesejáveis. (TAVARES,

1999; BRANCO FILHO, 2000). Seu enfoque acompanha o comportamento de

determinadas variáveis do equipamento ou identifica um componente com

desempenho diferente do esperado. Constatada a anomalia, realiza-se a

manutenção (WIREMAN, 1998; MIRSHAWKA; OLMEDO 1993).

As principais técnicas da manutenção preditiva são: ferrografia, que é a análise do

desgaste de componentes via presença do ferro nos óleos de lubrificação; análise

de vibrações; e termográfica: análise das temperaturas dos equipamentos em

funcionamento (MONCHY, 1989; PALMER, 2000).

Conforme Wyrebski (1997), o fato de poder aproveitar ao máximo a vida útil dos

elementos da máquina, dando a oportunidade de programar a reforma e substituição

somente das peças comprometidas é considerada uma das principais características

da Manutenção Preditiva. A desvantagem deste tipo de manutenção se destaca

porque exige um constante acompanhamento e inspeções periódicas através de

instrumentos específicos de monitoração, e a necessidade de profissionais

altamente especializados.

Os principais impedimentos, segundo Wireman (1998), para a realização nas

indústrias da manutenção preditiva são:

Falta de um banco de dados para histórico das análises;

36

As organizações compram equipamentos sofisticados para a detecção de

falhas, porém não implementam um programa consistente de manutenção;

A falta de treinamento dos funcionários para o manuseio dos equipamentos e

A falta de interação das áreas, sendo que as informações coletadas pela

manutenção preditiva não são divulgadas para o resto da organização. Assim,

quando a manutenção indica que um equipamento deve sair da linha de

produção, pois está prestes a quebrar, a área produtiva não vê necessidade

de agendar, no futuro, uma ação corretiva.

4.4.3 Manutenção por melhorias

A manutenção por melhorias vai além do conserto das falhas, ela busca alterar as

especificações originais do equipamento para garantir que o melhoramento

gradativo e contínuo, conforme necessário, a alteração do projeto, seus padrões de

operação e manutenção. Este é um dos pontos fracos da manutenção nas empresas

brasileiras, onde geralmente a manutenção é considerada completa ao se consertar

o defeito e restituir o item à sua condição operacional (PALMER, 2000).

É comum em algumas empresas, a área de manutenção não trabalhar para remover

as causas primárias dos problemas, e sim suas consequências. Isso demostra que

resolver emergencialmente o problema, ou seja, apenas remover o sintoma da falha,

não é algo produtivo, pois não existe o aprendizado para evitar que o problema volte

a acontecer. O mais indicado é treinar os funcionários de manutenção para

analisarem as causas da falha na própria ordem de atendimento do problema, e,

após definirem a causa-raiz, sugerirem melhorias aos equipamentos (PALMER,

2000).

Segundo Zaions (2003), a maioria das melhorias adotadas em equipamentos para

resolução de falhas são pequenas e de baixo custo. Em compensação, existem

também melhorias que necessitam de significativas mudanças no equipamento ou

até mesmo no processo de produção. Este tipo de manutenção é adequado nos

seguintes casos:

Quando a vida útil do equipamento é curta, acompanhado de uma alta

frequência de falhas e um custo consideravelmente alto de manutenção;

37

Quando o tempo de reparo é elevado e há possibilidade de propagação da

falha; e

Quando o tempo médio entre falhas é grande, proporcionando dificuldades

de avaliação e inspeção.

As vantagens e desvantagens dos tipos de manutenção são resumidas no Quadro 3.

Quadro 3 – Resumo das vantagens e desvantagens dos tipos de manutenção.

(continua)

TIPO VANTAGENS DESVANTAGENS

MANUTENÇÃOCORRETIVA

Os custos envolvidos em um eventual reparo são inferiores aos custos de manutenção preventiva.

Altos custos de mão-de-obra, peças e serviços. Tempo de máquina e instalações inoperantes.Causar perda de produção.

MANUTENÇÃOPREVENTIVA

A continuidade do funcionamento das máquinas, só parando para consertos em horas programadas.

Requer um programa bem-estruturado.

Maior facilidade para cumprir seus programas de produção.

Necessita de uma equipe de mecânicos eficazes e treinados.

As peças são trocadas antes de atingirem seus limites de vida.

Previsibilidade de consumo de materiais e sobressalentes.

Requer um plano detalhado estrategicamente de manutenção.

MANUTENÇÃO POR

MELHORIAS

Resolução de falhas pequenas e de baixo custo.

Resolução de falhas com melhorias que necessitam significativas mudanças no equipamento ou até mesmo no processo de produção.

Quando o tempo de reparo é elevado e há possibilidade de propagação da falha.

Quando o tempo médio entre falhas é grande, proporcionando dificuldades de avaliação e inspeção.

Fonte: Dados da Pesquisa.

4.5 CUSTOS DE MANUTENÇÃO

Os custos da qualidade são definidos pelas despesas geradas para o atendimento

ao nível satisfatório e econômico da qualidade e confiabilidade do produto e são

divididos em duas categorias principais, os custos de controle e os custos de falhas

no controle (RONTODARO,1996).

38

Os custos de controle são relacionados à manutenção e a prevenção de ocorrências

de não conformidades e compreende gastos para evitar produtos insatisfatórios e

são divididos em custos de avaliação e custos de prevenção (FEIGENBAUM, 1994).

Custo da avaliação (ou inspeção): É o custo da checagem do trabalho em

andamento e da inspeção ou teste do serviço ou produto final, para detectar

se está de acordo com as necessidades dos clientes.

Custos da prevenção: É o custo que se incorre para impedir a geração de

produtos, componentes, materiais, serviços ou informações que não atendem

aos requisitos dos clientes.

Os custos de falhas no controle são divididos em dois grupos, os custos de falhas

internas e os custos de falhas externas (FEIGENBAUM, 1994).

Custos de falhas externas abrangem as falhas provenientes do produto e

reclamações do cliente.

Custos das falhas internas: Custos que a empresa paga pela má qualidade

observada antes que o cliente se dê conta, como no caso de refugos e

retrabalhos.

Os custos de manutenção são decisivos para a escolha do tipo de programa de

manutenção a ser implantado. A maximização dos lucros, de forma simplista, tem

como base a redução de custos. A manutenção e seus custos inibem as empresas a

considerarem sua função em suas estratégias de formar a adotá-la apenas em uma

posição secundária (KARDEC; NASCIF 1999).

Existe uma estratificação para os custos de manutenção. O primeiro envolve os

custos diretos, o segundo os custos com perda de produção e por último os custos

indiretos. O primeiro grupo é formado pelos custos necessários para manter os

equipamentos disponíveis. Os principais custos diretos de manutenção são

(PICANÇO, 2003):

Mão-de-obra: produto do tempo gasto pela taxa horária;

Peças substituídas: valor da fatura de compra, mais os custos de transporte e

execução da encomenda.

Trabalhos subcontratados: valor da fatura emitida pela entidade prestadora do

serviço, acrescido de uma parcela, decorrente do apoio técnico;

39

Contratos de manutenção: serviços de manutenção que podem ser

acrescidos de custos de avaliação e de verificação da conformidade;

Custos globais da Manutenção: custos fixos e acessórios à manutenção como

o apoio administrativo, climatização ou telefones;

Custos de posse de estoque: gastos inerentes à posse dos materiais em

armazém.

Custos de posse de ferramentas e máquinas: custos caracterizados por uma

taxa de amortização, compreendendo uma depreciação, por uso ou

obsolescência;

Para Picanço (2003), por outro lado, os principais custos do segundo e o terceiro

grupo, que abrangem os custos de perda de produção e indiretos, são:

Custos de desclassificação: consideram perdas dos produtos não fabricados,

matérias-primas em curso de transformação, perdas de qualidade e perdas

de produtos desclassificados;

Custos de inatividade: inerentes à mão-de-obra da produção, quando ociosa;

Despesas induzidas: custos por não cumprimento dos prazos, penalidades e

perda de clientes.

É importante ressaltar que estes custos são a parte visível e mais facilmente

quantificável da totalidade dos custos da manutenção. Uma boa ilustração é dada

pelo iceberg de custos, visto na Figura 7, que traduz a realidade dos custos de

manutenção: a ponta visível representa os custos apurados contabilmente, por outro

lado, a parte submersa representa todos os outros custos, dificilmente quantificáveis.

40

Figura 5 – Iceberg dos custos.

Fonte: Filipe (2006, p. 55).

A maioria das empresas planeja sua manutenção incluindo certo nível de

manutenção preventiva regular, o que é representado por uma probabilidade de

apresentar falhas. Normalmente quanto mais frequente os episódios de manutenção

preventiva, menor a probabilidade de apresentar falhas. A relação entre os custos de

manutenção preventiva e manutenção corretiva deve estabelecer o melhor custo-

benefício para evitar situações de paradas da produção por falta de manutenção

como também a melhor política para otimização de custos. Essa análise pode ser

observada na Figura 8, que ilustra a relação entre custo com manutenção preventiva

e o custo da falha (SLACK; CHAMBERS; JOHNSTON, 2008).

A manutenção preventiva pouco frequente custará menos, porém o custo gasto com

manutenção corretiva será alto. De forma inversa, se há uma maior frequência na

manutenção preventiva está será dispendiosa para realizar-se, mas terá uma

redução com custos de manutenção corretiva. O custo total de manutenção aparece

ter um ponto mínimo na sua curva, este é o ótimo da manutenção preventiva

(SLACK; CHAMBERS; JOHNSTON, 2008).

41

Figura 6 – Nível de manutenção preventiva.

Fonte: SLACK; CHAMBERS; JOHNSTON (2008, p. 28).

Essa representação mostrada na Figura 8, segundo Slack, Chambers, Johnston

(2008), não traduz a realidade. O custo da realização da manutenção preventiva

pode não aumentar fortemente como no gráfico. Os motivos da inclinação da curva

são decorrentes da interferência entre a manutenção preventiva e a manutenção

corretiva.

Diante do exposto, encontra-se o ponto ótimo de disponibilidade, em que o custo da

manutenção proporciona um nível de disponibilidade capaz de gerar máximo lucro à

operação, já que a busca por falha zero (100% de disponibilidade) requer gastos

maiores com manutenção, o que acarreta uma consequente redução do lucro da

operação (KARDEC; NASCIF, 2009).

Na ótica das empresas, mais importante do que saber quanto custou é saber quanto

vai custar. Depois de descritas as perdas que afetam o rendimento dos

equipamentos, outros fatores são os pontos para elaboração da Análise do Custo do

Ciclo de Vida (ACV) de novos equipamentos (NAKAJIMA, 1989). A ACV é uma

abordagem dos custos de grande importância e é definida como a análise de todo o

custo do equipamento ao longo de sua vida. A preocupação das empresas em

controlar essas variáveis de custo incluem desde despesas de aquisição,

montagem, testes, operação, manutenção, melhorias, modificação, remoção e

alienação, pois a elaboração do ACV garante descobrir qual o retorno econômico do

equipamento (BRANCO FILHO, 2000; WIREMAN, 1998; NAKAJIMA, 1989).

O objetivo da análise ACV é a escolha da abordagem mais favorável em termos de

custos, por forma a que sejam menores durante a vida útil do equipamento. O ACV

permite ao técnico a justificação para uma aquisição ou a escolha de um processo,

baseando-se nos custos totais e não nos custos iniciais (ROSA, 2006).

42

4.6 GERENCIAMENTO DA MANUTENÇÃO

4.6.1 Manutenção Produtiva Total (TPM)

Segundo Wireman (1998), a TPM é considerada uma filosofia operacional

estratégica que tem como base o envolvimento de toda a organização, desde os

operadores até o nível hierárquico mais alto. Foi no Japão, no início dos anos 70,

que a ideia se consolidou, pois já existiam nas indústrias os pequenos grupos de

apoio operacional e estratégico como: Círculo de Controle da Qualidade (CCQ),

atividades dos grupos ZD (Zero Defeito) e atividades JK (Jishu Kanri – Controle

Autônomo). Esses grupos levantaram a possibilidade de se realizar serviços

autocontrolados, ou seja, surgia então à proposta da “manutenção autônoma”, uma

das características da TPM (NAKAJIMA, 1989).

Os Estados Unidos eram destaque na produção em massa, porém o Japão adequou

esse tipo de processo produtivo perfeitamente às exigências de disponibilidade

integral das máquinas nos sistemas de produção sem estoques. Portanto, a TPM

surgiu como uma alternativa à tradicional manutenção corretiva, pois qualquer

defeito no produto ou no equipamento obrigava toda a linha do processo a parar

para encontrar o defeito e suas causa principais. Era de suma importância manter

um histórico de falhas para evitar ao máximo que a linha voltasse a parar. Assim, o

estilo japonês de administração passou a ser almejado por países, pois garantia

excelência em qualidade e produtividade (POSSAMAI, 2002; GHINATO, 1996;

YAMASHINA, 2000; KENNEDY, 2002).

A TPM foi implementada na Nippondenso, uma empresa fornecedora de

componentes eletrônicos para a Toyota a partir de 1971. Seu objetivo era viabilizar o

sistema Just in Time, melhorando a confiabilidade dos equipamentos (JIPM, 2008).

As técnicas da TPM foram aperfeiçoadas ao longo do tempo para auxiliar o Sistema

de Produção Enxuta em qualquer setor e contribuiu para a redução das perdas de

produção e diminuição do estoque de peças e equipamentos. Vale ressaltar que os

conceitos da TPM foram trazidos para o Brasil somente em 1986 (WYREBSKI, 1997;

KENNEDY, 2002).

43

4.6.1.1 Conceito da TPM

O conceito básico da TPM é a reestruturação e a melhoria do processo produtivo e

empresarial a partir da reformulação e melhoria das pessoas e dos equipamentos,

com envolvimento de todos os níveis hierárquicos e a mudança da postura

organizacional (TAVARES, 1999). Corroborando deste pensamento Nakajima

(1989), define a TPM em cincos itens, sendo eles: a maximização do desempenho

operacional das máquinas e equipamentos; acompanhamento do ciclo de vida útil da

máquina e do equipamento; integração da gerência, da produção e da manutenção;

envolvimento de todos os funcionários da empresa, desde a alta direção até o

operacional; e movimento motivacional na forma de trabalho em grupo, através da

condição das atividades voluntárias.

A TPM abrange o conceito de forma mais ampla da manutenção preventiva,

baseada na viabilidade econômica de reparos ou aquisições de equipamentos que

desempenham os papéis mais importantes na produção. A TPM cria um

autogerenciamento no local de trabalho, ou seja, a manutenção passa a ser

realizada pelo operador do equipamento ou máquina, uma vez que os operadores

assumem a propriedade de seu equipamento e passam a mantê-los. Seu elo entre a

execução tem por fundamentos a relação potencial de conhecimento do operador

adquirido ao longo dos anos na empresa (TAKAHASHI; OSADA, 1993).

Segundo Branco Filho (2000), além das atividades principais de operador, passou-

se a existir o enriquecimento desta função, sendo o operador agora responsável

também por manter o equipamento através de atividades como: limpezas;

lubrificações; ajuste e troca de ferramentas; pequenos reparos; e verificações e

inspeções visuais.

Segundo Nakajima (1989), os principais objetivos da TPM são: o aumento da

confiabilidade dos equipamentos, a eliminação das quebras e melhorias do índice de

disponibilidade das máquinas. Por meio do gerenciamento homem e máquina, para

a melhoria estrutural da empresa, os funcionários são capacitados tecnicamente e

conscientizados sobre a importância do desempenho do equipamento. Porém os

treinamentos são investimentos de longo prazo que geram como benefícios a

multifuncionalidade dos operadores, senso de responsabilidade, redução no tempo

de reparo e integração entre operadores e mecânicos.

44

Para Seeling (2000), essa capacitação é feita por meio de treinamentos que são

voltados para: capacitar os operadores para atuarem nos equipamentos de forma

espontânea e autônoma; capacitar os operadores e a equipe de manutenção para

que atuarem em equipamentos com base na mecatrônica; e capacitar os

engenheiros para projetarem e desenvolverem equipamentos que exijam o mínimo

de intervenções de manutenção.

Após o desenvolvimento das pessoas, voltam-se as atenções para o equipamento.

O lógico é obter melhorias introduzindo modificações que aumentem o seu

desempenho e confiabilidade. Para Nakajima (1989) a melhoria dos equipamentos

abrange os seguintes pontos: Atingir a eficiência global mediante melhoria da

qualidade dos equipamentos em uso; e Elaborar o projeto ACV de novos

equipamentos e promover a sua entrada imediata na produção.

Nakajima (1989) estabeleceu seis grandes perdas responsáveis pela redução do

rendimento operacional global dos equipamentos e que é o foco da atuação da TPM,

sendo elas:

Perda por parada acidental: pode ser caracterizado quando a máquina quebra

e não opera mais, ou quando o equipamento tem perda parcial de

capacidade, que reduz as condições originais do equipamento;

Perda por parada durante a mudança da linha: Essa perda surge sempre que

há a necessidade de mudança de produto na linha. São as perdas originadas

quando um equipamento é utilizado para produzir vários produtos e, a cada

mudança de produtos, necessitar de regulagens e ajustes.

Perda por operação em vazio ou por pequenas paradas: São as paradas

resultantes de um problema qualquer que não constitui quebras. São

bloqueios devido aos controles existentes na máquina que impedem o seu

funcionamento.

Perda por queda de velocidade: Essa perda se dá quando ocorre a queda da

velocidade normal de trabalho ocasionada por problemas mecânicos ou

problemas relativos à qualidade

Perda por defeito no processo: São relacionadas às operações de retrabalhos

ou mesmo à eliminação de produtos defeituosos gerados durante o processo

de fabricação.

45

Perda por defeito no início da produção: Perda relacionada ao tempo gasto

para que a produção inicie o processo normal. Este pode ser ocasionado pela

instabilidade da linha de produção, por ajustes erradas nas ferramentas, falta

de manutenção, falta de domínio técnico do operador ou falta de matérias-

primas.

Para Cousseau (2003), além das sete perdas já existentes, o JIPM adicionou 11

novas perdas em complemento as já descritas acima, totalizando 17 grandes perdas

São elas:

Perdas por manutenção planejada: perdas de tempo do equipamento

desligado de forma programada;

Perdas por paradas curtas: perdas de tempo relacionadas a limpezas e

verificação do equipamento;

Perdas por falhas administrativas: perdas oriundas da espera de instruções;

Perdas por falhas operacionais: perdas originadas pela falta de organização

e métodos;

Perdas por desorganização: perdas por desorganização na linha de produção

ou deficiência na automação;

Perdas de logística: perdas originadas pela falta de organização dos

materiais na linha de produção;

Perdas de utilização da mão-de-obra: perdas de tempo devido a medições e

ajustes excessivos;

Perdas por espera: perdas originadas pela espera dos materiais;

Perdas de energia: perdas devido a desperdícios de energia da mão-de-obra;

Perdas de eficiência de matrizes e gabaritos: perdas pelo mau funcionamento

das matrizes e gabaritos;

Perdas de rendimento: perdas por excessos originados no aumento de

tempo de funcionamento

Uma das ferramentas mais importantes para identificar as perdas é a Efetividade

Global do Equipamento. As perdas abordadas pela TPM afetam diretamente a

eficiência dos equipamentos ou dos sistemas de produção. Portanto para controlar

46

essas perdas no processo existe um indicador denominado IROG (índice de

eficiência global dos equipamentos). Este, por sua vez, permite a medição objetiva

do progresso da TPM. O IROG é resultado da multiplicação de três fatores principais

que são a disponibilidade do equipamento, o desempenho operacional e a qualidade

dos produtos (DAL et al., 2000, JIPM, 2002; NAKAJIMA, 1989). Este indicador

mostra aos gerentes e encarregados da manutenção em quais das seis grandes

perdas é necessário concentrar-se para aumentar o desempenho do equipamento.

A implantação TPM é consolidada em os oito pilares básicos, sendo que eles variam

conforme a estrutura e filosofia que cada escritor usa. Nas empresas, a cultura já

existente e a nova cultura a ser implantada são fatores que influenciam na

adequação desses pilares (NAKAGAWA, 2005).

A Figura 9 mostra os 8 pilares do TPM. Na base do TPM encontram-se as pessoas,

desde operadores até a mais alta presidência, pois o sucesso do programa depende

da participação e conscientização de todos, bem como de treinamento e educação

dessas pessoas. Em seguida temos a filosofia 5S, que apesar de estar incluso na

descrição do primeiro pilar, é fundamental para qualquer iniciativa que envolve a

melhoria contínua (NAKAJIMA 1989).

Figura 7 – Pilares da TPM

Fonte: KARDEC; NASCIF (2009 p. 62).

Manutenção Autônoma: É a manutenção dos equipamentos feita pelos

operadores, para garantir alto nível de produtividade. As atividades de

Manutenção Autônoma começam nos equipamentos e se estendem a toda

produção. O objetivo deste pilar é conscientizar o operador de sua

responsabilidade com seu equipamento de trabalho através das atividades da

manutenção autônoma.

47

Manutenção Planejada: É o pilar responsável por todo o planejamento da

manutenção em seu nível macro. A responsabilidade de gestão desse pilar é

do setor de manutenção da empresa e seus executores são os

mantenedores, os quais têm formação técnica que permite maior

conhecimento dos equipamentos. O objetivo é aumentar a eficiência global

dos equipamentos (IROG), com aumento da disponibilidade operacional.

Melhoria Específica: Responsável pelo gerenciamento das informações de

funcionamento dos equipamentos. O objetivo é desenvolver melhoria

contínua ao processo de manutenção de equipamentos.

Educação e Treinamento: Gestão responsável pelo controle do conhecimento

dos operadores, mantenedores e lideranças inseridas na Manutenção.

Controle Inicial: A execução de manutenção de equipamentos pode ter

deficiência por falta de informações referentes ao histórico de funcionamento.

É imprescindível, assim, uma gestão unificada de manutenção de novos

equipamentos.

Manutenção da Qualidade: Através do eficiente reparo das máquinas de

produção a TPM tem como meta “zero defeito” de produtos. O setor

responsável por controle de qualidade e gerenciamento do sistema de gestão

de qualidade deve atuar em conjunto com a gestão da manutenção, para

atingir os objetos comuns.

Administração: É o uso da metodologia da Manutenção Produtiva Total, em

todos os setores de uma empresa. O objetivo é reduzir perdas

administrativas.

Segurança, Saúde e Meio Ambiente: Frente de gestão que objetiva o nível

zero de acidentes ambientais e do trabalho. Desta forma, o pressuposto para

boa gestão dessa frente é manter o ambiente de trabalho em boas condições,

limpo e seguro.

4.6.2 Manutenção Centrada na Confiabilidade (RCM)

A RCM é uma forma lógica de levantar quais equipamentos da empresa devem

trabalhar com a manutenção preventiva e quais equipamentos devem ser

48

selecionados para rodar até falhar (BLOOM, 2006; FOGLIATTO; RIBEIRO, 2011). A

definição da RCM, segundo Fogliatto e Ribeiro (2011) e Kianfar e Kianfar (2010), é

bastante abrangente no sentido de reunir várias técnicas de engenharia para

assegurar que o equipamento realizará suas funções planejadas e esperadas com o

custo reduzido. Portanto, pode-se dizer que o conceito de RCM é encontrar a

probabilidade de um equipamento ou componente cumprir sua função com sucesso,

por meio do tempo previsto e por condições de trabalho específicas. O principal

objetivo deste tipo de gerenciamento de manutenção é a criação de rotina que

preserve funções de sistemas e equipamentos (WILMETH; USREY, 2000; LAFRAIA,

2008).

Os benefícios com a aplicação da RCM para a participação no aumento dos lucros

por meio de: menos paradas não programadas, menos custo de

manutenção/operação/apoio e menor possibilidade de acidentes. Para isso, trabalha

com a eliminação das causas básicas de paradas não programadas, de forma a

atuar com histórico de falhas dos equipamentos, determinação das causas básicas

das falhas, prevenção de falhas em equipamentos similares e determinação de

fatores críticos para a manutenabilidades2 de equipamentos (LAFRAIA, 2008).

Os principais aspectos da RCM referem-se ao reconhecimento de falhas que podem

acarretar custos de uma manutenção preventiva maiores que o custo associado às

perdas operacionais e ao reparo do equipamento. Isso é um fator que cria

desvantagens para manutenção a menos que envolva requisito normativo ou

relacionado à segurança ou meio ambiente (BLOOM, 2006).

Com relação aos elementos da RCM, podem-se citar as falhas escondidas e as

falhas múltiplas, com fatores importantes para a escolha da manutenção adequada.

Falhas escondidas não são evidentes para o operador, sendo que o sistema fica em

funcionamento até que ocorra a segunda falha em algum subconjunto do

equipamento. Falhas múltiplas diminuem a confiabilidade do sistema, por se tratar

de várias falhas escondidas que podem ocasionar a parada do equipamento a

qualquer momento, caso ocorra uma falha subsequente. Esses tipos de falhas

ocorrem em sistemas com redundância, ou seja, trabalham com dois ou mais

2 Manutenabilidade (ou mantenabilidade), segundo a Norma Brasileira Registrada NBR 5462 (1994), é a facilidade de um item em ser mantido ou recolocado no estado no qual pode executar suas funções requeridas, sob condições de uso especificadas, quando a manutenção é executada sob condições determinadas e mediante procedimentos e meios descritos.

49

equipamentos que possuem na mesma função, porém apenas um fica em

funcionamento e os seguintes só entram se a principal falhar (BLOOM, 2006;

RAUSAND, 1998).

Para Deshpande; Modak (2002), deve-se equilibrar os tipos de manutenção para se

alcançar a otimização necessária para a empresa. Para isso, existem métodos

qualitativos para a definição do tipo de manutenção e do intervalo entre

manutenções a ser adotado. Estes métodos utilizam da experiência da equipe de

manutenção para estabelecer o intervalo entre manutenções, além de disso,

trabalham-se com os históricos de informações referentes à evidência da falha, suas

consequências e aplicabilidade das atividades de manutenção (RAUSAND, 1998;

BLOOM, 2006; FOGLIATTO; RIBEIRO, 2011).

Visando uma abordagem quantitativa, cada tipo de equipamento apresenta uma

densidade de probabilidade que identifica suas falhas ao longo da vida útil, por isso

através da análise desses dados é possível definir o tipo de manutenção que seja

mais adequada para cada equipamento (LAFRAIA, 2008; SELLITTO, 2005).

As falhas somente serão identificadas quando o sistema entrar em operação, pois é

após este período que o sistema estabiliza e entra em uma fase denominada vida

útil, ou período de estabilidade, onde a função de probabilidade de risco (que mostra

qual a tendência de o equipamento apresentar falhas) em detrimento de suas fases

de vida operacional caracterizada pela curva da banheira (FALCETTA, 2000).

Para Lafraia (2008) e Sellitto (2005) a probabilidade condicional de falhas no tempo

depende do tipo de equipamento que está sendo analisado. As falhas são

mostradas na Figura 10 e são definidas como: curva A, conhecida como curva da

banheira, onde há uma elevada taxa de falha no momento em que o equipamento

começa a operar, seguida de uma estabilização onde ocorrem falhas aleatórias e

finalizada pelo aumento considerável das falhas devido à fadiga e ao desgaste;

Curva B, caracterizada por apresentar taxa de falhas constante, com crescimento

acentuado no final do período devido a falhas relacionadas à vida útil. Exemplos

deste tipo de comportamento são os equipamentos mecânicos; Curva C, em que a

taxa de falhas como um pequeno crescente com o tempo; Curva D, que apresenta

uma taxa de falha baixa no início da vida do equipamento, seguida de taxa de falha

constante; já a curva E, a taxa de falha é constante ao longo da vida. Exemplos

50

deste tipo de comportamento são os equipamentos eletrônicos; e a curva F, que tem

a taxa de falha elevada no início da vida do equipamento, com um alto decréscimo e

finalizada pela estabilização das falhas.

Figura 8 – Tipos de probabilidade condicionais de falhas.

Fonte: MOUBRAY (1997, p. 4).

Para Lafraia (2008), o que define a escolha do tipo de manutenção é a distribuição

dos tempos de falha dos equipamentos. Como cada equipamento se comporta de

forma diferente, seria ineficaz apenas uma análise qualitativa das informações.

Assim, a definição do tempo entre as manutenções depende de uma descrição

matemática do processo de falha do equipamento (RAUSAND, 1998).

A função densidade de falhas representa a variação da probabilidade de falhas por

unidade de tempo. É representada graficamente por uma função, distribuição de

probabilidade e é expressa pela Equação 9 (LAFRAIA,2008).

f (t )=d F( t)dt

(9)

Na Equação 9, F (t) representa a função acumulada de falhas, ou seja, mostra a

probabilidade de falhas entre os períodos determinados (t 1e t2). Matematicamente é

expressa pela Equação 10 (LAFRAIA, 2008).

F ¿ (10)

Para encontrar a probabilidade de um equipamento manter suas funções em um

dado intervalo de tempo de 0 a ∞ é estabelecido a seguinte Equação, 11, de

confiabilidade C (t ) (LAFRAIA, 2008).

C (t )=∫t

∞

f ( t ) dt=1−∫−∞

t

f (t ) dt=1−F (t) (11)

51

Logo, F (t) é a probabilidade de falha no sistema. A Equação 11 descreve a

proporção das falhas que ocorrem ao longo do tempo, mas essa proporção é

tomada em relação ao tamanho da população no tempo t=0, mas o que se torna

relevante é uma função que informe a proporção da população sobrevivente que

deve falhar no próximo intervalo de tempo. Para isso, os cálculos para encontrar a

confiabilidade de um equipamento necessitam de somente dois tipos de

informações: o número total de falhas em um período de interesse e o tempo total

acumulado de operação para o período de interesse (BURGESS, 1987).

Na Figura 11 é apresentado um exemplo de função de confiabilidade, no qual R(t )

representa C ( t ) da Equação 11.

Figura 9 – Exemplo de Função confiabilidade R(t).

Fonte: PROCONF (1999, p. 15).

Uma forma de quantificar a confiabilidade de um sistema é através do Tempo Médio

até a Falha (MTBF) para sistemas não reparáveis. Enquanto a confiabilidade tenta

reduzir a frequência de falhas em sistemas, a manutenabilidade concentra-se em

diminuir o tempo da duração de falhas em um sistema e reestabelecer o

funcionamento no menor tempo possível. De forma simplificada, a Equação pode ser

estimada conforme descrito por Elsayed (1996) na Equação 12.

MTBF=1n∑i=1

n

t i (12)

Isso irá significar que o MTBF representará o valor esperado da variável aleatória T,

isto é mostrado na Equação 13.

MTBF=∫0

∞

tf (t ) dt (13)

52

Outra forma de estimar o MTBF é através da função C (t). Como: C ( t )=1−F ( t ) e

f (t )=dF (t)dt

=−dC (t)

dt, substituindo f ( t ) na Equação 13, obtém-se a Euqação 14.

MTBF=−∫0

∞

tdR (t )

dtdt=−∫

0

∞

tdR (t )=∫0

∞

R (t ) dt (14)

4.6.3 Distribuições estatísticas aplicadas à confiabilidade

No campo da confiabilidade um dos principais objetivos é a determinação do tempo

vida do equipamento até a falha, a qual é uma variável assume valores em [0, +∞] e

pode ser interpretada como a frequência relativa da ocorrência de falhas por unidade

de tempo. Com uma função de distribuição de probabilidade pode-se obter a função

de distribuição acumulada que representa a probabilidade de falha no intervalo (0, t]

(WERNER; RIBEIRO; VACCARO, 1995).

A escolha do modelo matemático estatístico a ser utilizado está diretamente

relacionada aos tipos de testes de falhas realizados, bem como ao tamanho e tipo

de amostragem analisada. As principais funções utilizadas são: Exponencial,

Normal, Gama, Log-normal, Weibull (BERGAMO, 1997).

Este trabalho abordará a distribuição de Weibull para representar o comportamento

das falhas das prensas. Essa distribuição explica o comportamento de sistemas

quando: as falhas são oriundas da competição entre diversos modos de falha,

exemplos são os equipamentos industriais; como também descreve os casos em

que a taxa de falha é crescente, decrescente ou constante (SELLITTO, 2005).

A função distribuição de Weibull possui três parâmetros para determinar a

probabilidade de falha, confiabilidade e taxa instantânea. A Quadro 4 detalha essas

expressões.

Quadro 4 – Expressões e parâmetros da função weibull.

Significado Parâmetro Expressão

Distribuição de falhas f (t)

βηβ (t−t 0 )β−1exp [−( t−t 0

η )β ] para

pt

≥ 0

0 parapt<0

53

Probabilidade Acumulada de Falhas F (t) 1−exp[−( t−t 0

η )β]

Confiabilidade C (t) exp [−( t−t0

η )β]

Taxa de falhas instantânea λ (t) β

η [−( t−t 0

η )β]

Parâmetro de forma η

Vida inicial t 0 ouγ

Tempo para a falha t

Fonte: LAFRAIA (2008, p. 17).

A distribuição de probabilidade no modelo de Weibull possui parâmetros que devem

ser estimados. São eles: η e β, alguns autores utilizam γ eθ. Estes parâmetros são

definidos partir dos dados amostrais. (FALCETTA, 2000)

A precisão na estimação dos parâmetros depende do tamanho da amostra e do

método utilizado para estimá-los. Para que se tenham parâmetros confiáveis é

necessário, segundo Fogliatto e Ribeiro (2011), que o estimador tenha as seguintes

características:

Não tendencioso: o estimador quando define os parâmetros não deve

subestimar ou superestimar sistematicamente o valor;

Consistente - o estimador deve apresentar mais confiabilidade à medida que

se aumenta o tamanho da amostra, ou seja, tender ao verdadeiro valor do

parâmetro;

Eficiente – deve apresentar um desvio mínimo, ou seja, deve gerar intervalos

de confiança estreitos na previsão do parâmetro;

Suficiente - deve utilizar toda a informação que a amostra contém.

Um método bastante utilizado para determinação, ou seja, estimação de parâmetros

Weibull é por mínimos quadrados. Esse método é simples para funções que podem

ser linearizadas, como é o caso das funções de confiabilidade. Este procedimento

transforma a função acumulada da distribuição em um gráfico linear, além disso,

pode ser calculado o coeficiente de correlação que é a medida adequada da

aderência do modelo aos dados experimentais (RELIASOFT, 2004).

54

Para Lafraia (2008) e RELIASOFT (2004), se a F (t) é a probabilidade de falha dos

componentes, é a probabilidade de não falhar, Equação 15.

1−F (t )=exp[−( t−t 0

η )β] (15)

Se aplicarmos ln aos dois lados da Equação 15 tem-se a equação 16.

ln [1−F ( t ) ]=[−( t−t 0

η )β] (16)

Passando o sinal negativo para dentro do ln tem-se a Equação 17.

ln [ 11−F ( t ) ]=( t−t0

η )β

(17)

Aplicando ln novamente aos dois lados tem-se a Equação 18.

ln ln [ 11−F (t ) ]=β ln (t−t 0 )−ln η (18)

Usando a análise de regressão, encontramos os parâmetros através das Equações

19, 20, 21e 22.

Y=ln ln [ 11−F (t ) ] (19)

X=ln (t−t 0 ) (20)

A=β (21)

B=−β ln (η ) (22)

A regressão se escreve como: Y=AX+B, portanto os parâmetros para a função

Weibull são descritos pelas equações 23 e 24. Sendo que estes representam os

coeficientes da A e B

β=A (23)

η=exp (−AB ) (24)

Dado os valores de y e x plotados no gráfico, a melhor equação linear possível é

atraída por esses pontos. Uma vez que a linha foi desenhada, o declive da linha é o

parâmetro β. Para determinar o parâmetro de escala, η, também chamado de vida

55

característica que representa o tempo a partir do eixo-x igual a 63,2% (RELIASOFT,

2004). Segue a Equação 25.

F ( t=η )=1−e−( t

η )β

¿1−e−1

¿0,632=63,2%

(25)

Assim, quando o eixo y for igual a: F ( t )=63,2 %, o valor correspondente de t será

igual η. Deste modo, utilizando esta metodologia simples, os parâmetros da

distribuição de Weibull podem ser estimados quando se determina os valores de x e

y. Porém, quando se trata das posições de plotagem dos y apropriados, deve-se

primeiro encontrar a porcentagem acumulada de tempo até a falha (RELIASOFT,

2004).

O método mais utilizado para determinar este valor é o método de Median Rank, o

qual consiste em obter uma estimativa da falta de confiabilidade para cada falha.

Uma aproximação mais rápida e simples usada para Median Rank é a aproximação

de Bernard, dada pela Equação 26.

MR= j−0,3N +0,4

(26)

Os termos j e N na Equação 26 representam respectivamente: os termos da fila e o

número de amostras (RELIASOFT, 2004).

Identificados os parâmetros da função é possível então determinar qual estágio o

equipamento se encontra na curva da banheira. Por conseguinte, o valor de β é de

grande importância para se encontrar qual o tipo de manutenção adequada. O

Quadro 5 descreve os estágios e os tipos de manutenção para os possíveis valores

de β (LAFRAIA,2008).

Quadro 5 – Interpretação do parâmetro β.

Valor de β Tendência de Taxa de falhas Tipo de manutenção

β<1 Taxa de falha decrescente Manutenção Corretiva

β=1 Taxa de falha Constante Manutenção preditiva/corretiva/oportunidade*

β>1 Taxa de falha crescente Manutenção Preventiva

*No Caso de equipamento críticos se justifica o uso de manutenção preventiva.

Fonte: LAFRAIA (2008, p. 25).

56

Conforme Kardec e Nascif (2001), as principais justificativas para os estágios dos

equipamentos, pelo valor encontrado de β, são analisadas na Figura 12.

Figura 10 – Diagrama de decisões de um sistema de manutenção.

Fonte: KARDEC E NASCIF (2001, p. 239).

4.6.4 TPM x RCM

Alguns autores consideram que RCM e TPM apresentam aspectos incompatíveis ou

dicotômicos, porém há uma linha que defende a utilização de ambas em um mesmo

sistema produtivo (AZEVEDO, 2000; FLEMING, 2000). Para Geraghety (1996), as

duas metodologias são complementares, sendo que os fundamentos da RCM têm a

função de agregar valor às implementações da TPM num modo bastante específico.

Assim pode-se dizer que ao contrário do que a alguns autores propõem, a RCC

possui a função de determinar o que deve ser feito e porque deve ser feito; de outro

modo, a TPM tem características de logística, pois determina como deve ser feito

(AZEVEDO, 2000).

Corroborando deste pensamento Fleming (2000), argumenta:

57

“Em razão da realidade do mercado atual, o qual impõe um nível de competitividade tal que a sobrevivência das empresas depende de inovações criativas, a implantação conjunta da TPM e RCM pode proporcionar um salto inovador em qualidade e produtividade por conjugar, sem prejuízos, os benefícios de ambas” (FLEMING, 2000, p. 19).

5 ESTUDO DE CASO

O estudo de caso foi realizado em uma empresa do setor de papel e celulose. Este

setor é caracterizado pelo conjunto de indústrias que abrangem a produção de

celulose, de papel e de artefato de papel. A cadeia produtiva deste setor é composta

por tais indústrias, juntamente às florestas, indústrias de editoração e gráfica e aos

segmentos distribuidores vinculados a essas indústrias (MONTEBELLO, 2010).

A indústria brasileira de celulose e papel é uma das mais fortes do setor florestal,

tendo os mais baixos custos de produção do mundo. Desenvolveu-se como uma

indústria internacionalmente competitiva, sob controle nacional, e forma uma base

de tecnologia florestal extremamente avançada, capaz de garantir aumentos

constantes de produtividade (SERRANO, 2008).

5.1. CARACTERIZAÇÃO DO SISTEMA DE PRODUÇÃO NO SETOR DE PAPEL E

CELULOSE

De acordo com Montebello (2010), os efeitos da globalização e consequente

acirramento competitivo vêm provocando uma tendência à reestruturação

patrimonial das empresas do setor por meio de fusões, aquisições e joint ventures,

atualização de equipamentos, desenvolvimento de processos e automação

industrial.

Analisando o processo de produção de celulose e papel, é possível classificá-lo

como pertencente ao estágio 5 de automação, segundo critério de Antunes et al.

(2008). Desta forma, pode-se dizer que ocorre uma pré-automação com a detecção

autônoma de defeitos (anteriormente atividade cerebral executada pelo homem);

Neste setor, as etapas de alimentação, usinagem, fixação e remoção de produtos

são realizados de forma automática. Com relação à detecção de defeitos, esta é

realizada por dispositivos automáticos, sendo incumbida ao operador de chão de

fábrica a tarefa de corrigir os problemas detectados (GRANDE, 2004; OLIVEIRA,

2011)

De forma geral, o sistema produtivo do setor de celulose e papel para a produção da

celulose é caracterizado pelo grande volume de produção, produto padronizado e

58

produção de grandes lotes de cada vez. O ritmo de produção é acelerado e as

operações são executadas sem interrupção ou mudança. Assim, o baixo custo é

considerado uma consequência do grande volume de produção, conseguido por

economia de escala. Porém no final da linha produtiva tem-se um processo por

lotes, para a fabricação dos fardos de celulose (BARBELI,2003).

A descrição do processo produtivo até o produto final, celulose, foi embasado em

autores como: Philipp; D'almeida (1988) apud Moraes (2010, p 58), Bittencourt

(2004), Piotto (2003), Silva (1994), Lopes (1998), Galdiano (2006), Silva (2002) e

Wolf (2008).

A transformação da madeira em polpa de celulose é dada pelo processo Kraft, que

tem como função extrair a lignina da madeira, para a liberação das fibras com menor

quebra dos carboidratos (celulose e hemicelulose). Após a deslignificação a celulose

é branqueada, secada e enfardada. Se a empresa tem como opção a produção de

papel, a pasta de celulose deverá sair do branqueamento e passar por máquinas

para transformá-la em folhas de papéis. Além disso, o processo de produção das

empresas desse setor caracteriza-se, em sua maioria, pela cogeração de energia,

tratamentos de resíduos, efluentes, gases e produção de insumos químicos.

O processo pode ser dividido em linhas de fibras, recuperação, utilidades e máquina

de papel, como mostra a Figura 1. Segue as descrições das etapas que fazem parte

da linha de fibra, recuperação e máquina de papel.

59

Figura 11 – Visão Geral do processo Kraft de produção de celulose.

Fonte: Philipp; D'almeida (1988) adaptada por Moraes (2010, p 58).

▪ Preparação da madeira: Esse setor tem função de receber as toras de madeira,

normalmente com 2 a 4 metros de comprimento. Se a procedência da madeira for do

próprio manejo florestal da empresa, as toras são direcionadas para o picador

através de correias. Se a procedência da madeira for de fomentados3, efetua-se

anteriormente a etapa de descascamento das toras. O picador produz cavacos que

são encaminhados à pilha de cavacos, que é espécie de estocagem antes do

cozimento, chamada de estoque “pulmão”. É um estoque de segurança, caso haja

algum problema no picador, pois a próxima etapa do processo, o cozimento, não

pode ficar sem abastecimento, uma vez que a produção é contínua e o tempo que a

empresa fica sem produzir é traduzido em altos prejuízos.

▪ Cozimento: Os cavacos são levados aos digestores, vasos de alta pressão, que

por meio da adição do licor branco (sulfeto de sódio e hidróxido de sódio) produzem

3 Produtores de eucalipto, em torno da fábrica, que são incentivados com alguns patrocínios da empresa.

60

o desligamento da lignina presente na madeira durante o cozimento. Nessa etapa há

a geração da polpa e do licor negro, composto por fragmentos de lignina, celulose

degradada, ácidos e sais orgânicos.

▪ Recuperação Química: Os evaporadores, a caldeira de recuperação, a

caustificação e o forno de cal, fazem parte da etapa de recuperação química que

tem o objetivo de recuperar o licor negro transformando-o em licor branco. O destino

do licor negro são os evaporadores que o concentra para ser injetado na caldeira de

recuperação. A caldeira de recuperação é a queima do licor negro concentrado e

sua função é recuperar os reagentes inorgânicos em forma apropriada para reuso,

recuperar a energia, em forma de vapor, abater ou eliminar a poluição, tanto do ar

como das águas. Desse processo surge o licor verde que segue para a

caustificação, onde há adição de óxido de cálcio produzindo o licor branco que é

bombeando para ser utilizado novamente no digestor. O subproduto desse processo

de recuperação é a lama de cal que será encaminhada para os fornos de cal, onde

passará por etapas de secagem, aquecimento e calcinação na qual há a formação

de óxido de cálcio, que será reutilizado na etapa de caustificação.

▪ Pré-lavagem e Depuração: A lavagem serve para diminuir ao máximo o licor negro

da polpa. A depuração é a fase do processo de fabricação da celulose onde as

impurezas, tais como palitos e areia, são separadas da celulose nos depuradores,

geralmente rotativos, e em separadores centrífugos, respectivamente.

▪ Pré-branqueamento e Pós-lavagem: O processo de pré-branqueamento também é

chamado de deslignificação e é feito com adição de oxigênio. Essa etapa é

considerada muito importante para se definir a qualidade da celulose e do papel que

serão produzidos. Quanto menor a quantidade de lignina presente na polpa maior

será a economia com produtos químicos no processo de branqueamento e melhor

será a qualificação da celulose. Depois dessa etapa, a polpa é encaminhada para

uma pós-lavagem que é feita com água limpa.

▪ Branqueamento: É a etapa que tem o objetivo de limpar e branquear a polpa

através da adição de produtos químicos, como o dióxido de cloro, o ozônio, o

peróxido de hidrogênio, o cloro e a soda cáustica. No fim do processo são utilizados

critérios para mensurar a qualidade da polpa branqueada: alvura, viscosidade e nível

de degradação do carboidrato (celulose). O processo seguinte da produção de

61

celulose é a secagem. Entretanto, se a empresa produz também o papel, a pasta de

celulose deverá sair do branqueamento e passar por máquinas que a transformarão

em folhas de papel.

▪ Secagem e enfardamento da celulose: Nesta etapa, o objetivo é formação,

secagem, corte e embalagem de folhas de polpa de celulose, configurando os fardos

de 250 kg que são transportados por esteiras transportadoras até a linha as

unitizadoras. Como está área foi escolhida para desenvolvimento deste trabalho, ela

será detalhada com mais informações.

A área da secagem inicia-se com duas torres de estocagem, que recebem massa da

linha de fibras. O objetivo dessas torres é a diminuição da consistência da massa

(porcentagem de fibra pela quantidade de água), que entra com aproximadamente

12 a 10% e é diluída no fundo das torres para atingir 4,5% de consistência para ser

enviada para a próxima etapa que são o tanque mistura e a depuração, para enfim a

massa ir para o formador.

Em seguida a massa é bombeada até o tanque de mistura que alimenta a

depuração, formada por 4 estágios cuja função é a remoção das impurezas da

massa e recuperação de fibras através de cleaners de rejeito leves e pesados. O

aceite do primeiro estágio da depuração é bombeado para o tanque de

bombeamento que tem o objetivo de garantir uma uniformidade da consistência

antes de ser enviada para o formador.

Antes de entrar na seção do formador, a massa passa pelo tanque chamado poço

da tela. A bomba de mistura responsável por esta etapa do processo é uma das

mais importantes e tem a capacidade de mudar a pressão na caixa de entrada e a

consistência da massa.

A caixa de entrada promove uma dispersão uniforme de fibras ao longo de toda a

tela para que a formação da folha de celulose seja uniforme. As características da

qualidade da folha são definidas nessa seção. As fibras misturam-se entre si e vão-

se acamando pouco a pouco, enquanto a suspensão fibrosa se mantém

suficientemente fluida, sendo sujeita a uma drenagem progressiva. Quando a pasta

adquire uma espessura suficiente, a estrutura geral da folha está terminada.

A água em excesso é retirada pela ação conjunta da gravidade e de sistemas de

vácuo. Na seção de prensagem é possível remover o excesso de água presente na

62

folha que se formou, fazendo-a passar por rolos e por seções de vácuo que

asseguram um grau de compactação e desidratação adequado para a fase seguinte.

A partir de certo teor de água, a água ainda contida é extraída por ação de uma

fonte de calor. Esta operação recorre a uma série de cilindros secadores em que a

folha passa sucessivamente de um secador inferior para um superior e deste para

um inferior e assim sucessivamente.

Após o processo de secagem, a celulose é encaminhada para o corte. A cortadeira

libera os fardos para a linha de enfardamento. A Figura 2 mostra a linha de produção

dos fardos. Após o corte, os fardos são pesados e prensados para melhor

agrupamento das folhas. Em seguida são transportados para a máquina

encapadeira que coloca a capa e passa para a próxima amarradeira.

Figura 12– Visão Geral da linha de enfardamento.

Fonte: SOUZA (2008, p.1).

Quando a amarração termina, o transportador entra em funcionamento e descarrega

o fardo para então marcar o logotipo da empresa com códigos identificadores do lote

do produto, na máquina impressora. Depois desse processo o fardo segue para a

segunda amarradeira para então ser encaminhado à unitizadora. Esse equipamento

tem a função de unir oito fardos definidos como unitis, que são lançados ao sistema

como unidade de carga na produção diária. A celulose está pronta para ser estocada

e embarcada.

63

A implantação da metodologia do RCM, conforme descrita na seção 3.3, foi

realizada em uma unidade da empresa Suzano Papel e Celulose localizada no

estado da Bahia (Mucuri). Na seção 4.6.1, foi citado que, para a eliminação das

grandes perdas da TPM, sugere-se o desenvolvimento de atividades denominadas

“pilares de sustentação do desenvolvimento da TPM”.

A empresa não utiliza como filosofia de manutenção a TPM, apesar de que em 2006

uma comitiva iniciou a implantação desse método sem muito sucesso na sua

continuidade. Por isso, não se pode confirmar a existência dos pilares e da filosofia

de manutenção produtiva total, apenas identificar atividades isoladas que indicam

alguns métodos dos pilares da TPM.

A Manutenção Autônoma identificada consiste no monitoramento, realizado pelo

operador responsável e nas intervenções realizadas nos equipamentos. Para isso, o

operador lança mão de check list e rondas, através dos quais são verificados os

parâmetros de funcionamento de equipamentos estudado.

As ações no pilar Melhoria Específica tem-se um departamento de engenharia

responsável por desenvolver os projetos de melhoria que são identificados pelos

operadores. As discussões são feitas em reuniões e tendem a levar a um lugar

comum, que é a melhoria contínua do processo de manutenção de equipamentos.

No pilar Educação e Treinamento, a empresa faz um planejamento anual de

treinamentos para gestores e operadores. Essas demandas são identificadas por

indicadores de segurança, inovações e de produtividade que avaliam os

conhecimentos e as habilidades e as atitudes.

O pilar Manutenção da Qualidade é visto por meio das análises de falhas feitas com

o FMEA, PDCA e pela melhoria de equipamentos, que são voltadas para evitar e

minimizar falhas reincidentes e novas falhas.

O pilar Segurança, Saúde e Meio Ambiente é um conceito forte dentro da empresa,

por ser considerada uma empresa com riscos altos de impacto ambientas devidos

os seus efluentes e resíduos sólidos. Frente à sua gestão interna, para segurança e

higiene, a empresa desenvolve programas como 5S e house keeping que garantem

as boas condições e lugares de trabalho limpos e seguros.

O pilar da Manutenção Planejada será desenvolvido por este trabalho. A Empresa já

possui critérios para definição de manutenção de equipamentos, porém será

64

abordado um método que auxilia na tomada de decisão sobre os tipos de

manutenção e o tempo entre as manutenções baseado em dados quantitativos de

confiabilidade.

5.2 SELEÇÃO DO SISTEMA E SUBSISTEMA FUNCIONAL

A Suzano Papel e Celulose possui três linhas de enfardamento com capacidade em

torno de 3.600 toneladas por dia. Para isso, é necessária à presença de um

operador por linha. Depois de formados os fardos na cortadeira, são transportados

até a prensa onde é feito o controle de peso. Em seguida, eles são transportados

para a encapadeira, recebem duas capas e são amarrados na 1ª amarradeira com

dois arames 2,18mm, na horizontal. Posteriormente são impressas a identificação do

lote e a qualificação da celulose. A próxima etapa é a dobradeira onde o fardo é

girado e feito o “envelope” da capa, para então a 2ª amarradeira colocar mais dois

arames, agora no sentido vertical. Os fardos seguem então para o empilhador que

tem como objetivo empilhar quatro fardos. Quando formam oito fardos que seguem

para a unitizadora onde são amarrados com arames 3,00mm e, enfim, são

recolhidos pelas empilhadeiras para expedição. A Figura 13 representa o diagrama

de blocos das linhas de enfardamentos descritas.

Figura 13 – Diagrama de blocos das linhas de enfardamento da SPC.

Fonte: Elaborado pela autora.

Para este trabalho foram escolhidas as máquinas Robopress TM, do tipo PR-15

fabricadas pela Metso Paper Sundsvall AB, que podem ser chamadas também de

prensa. A máquina foi projetada para prensar fardos de celulose e o período de

operação, nas linhas de enfardamento, são de 24 horas por dia.

A prensa foi escolhida por alguns critérios. O primeiro foi por meio do levantamento

dos tempos de parada de cada equipamento que compõe as três linhas de

enfardamento como pode ser visto nos Gráficos 1, 2 e 3.

65

Am

arra

deir

a

Pren

sa

Impr

esso

ra

Uni

tizad

ora

Emba

lado

ra

Tran

s-po

rtad

or

Dob

rade

ira0

5001000150020002500300035004000450050005500 5386

3798

2209

762 746 502 402

Tem

po d

e eq

uipa

men

to p

arad

o (m

in)

GRÁFICO 1 – EQUIPAMENTOS QUE PROVOCARAM PARADA DA LINHA 1 DE ENFARDAMENTO DA SPC.Fonte: Elaborado pela autora.

Am

arra

deir

a

Pren

sa

Impr

esso

ra

Dob

rade

ira

Emba

lado

ura

Empi

lhad

or

Uni

tizad

ora0

1000

2000

3000

4000

5000

6000 5299

2960

1416911 910 700 555

Tem

po d

e eq

uipa

men

to p

arad

o (m

in)


Pren

sa

Amar

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Tran

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ira

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lhad

or

Impr

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ra

Dobr

adei

ra

0

100020003000

4000500060007000

5759 5408

3125

1851 1525 15011022

153

Tem

po d

e eq

uipa

men

to p

arad

o (m

in)


66

O segundo critério foi por perceber que a prensa se apresenta como a principal

causadora das paradas na linha 3 e em segundo lugar nas linhas 1 e 2, logo atrás

da amarradeira. A amarradeira não foi analisada, por ser um equipamento que

possui redundância, ou seja, possui equipamento reserva justamente por apresentar

muitos problemas referentes à qualidade do arame. Portanto, a seleção da prensa

levou em conta o elevado volume de tarefas de manutenção e o grande número de

intervenções corretivas nos últimos anos, que contribuíram para aumentar as

paradas da produção.

Vale ressaltar, que o Planejamento da Produção anual de celulose na SPC é

baseado no Digestor (etapa de cozimento de cavacos), que restringem o

desempenho dos sistemas produtivos e se constitui o gargalo da linha 2. Os

recursos que, em média, tem capacidade superior à necessária, mas que em função

das variabilidades que ocorrem nos sistemas produtivos, podem conjunturalmente

apresentar restrições de capacidade são denominados recursos de capacidade

restrita (CCR). Este é o exemplo das linhas de enfardamento, em que a prensa, por

apresentar constantes problemas com manutenção, acarreta variações na produção

ao longo do mês. Portanto, segundo Antunes et al. (2008), os CCRs devem ser

geridos visando à eliminação sistemática destas múltiplas fontes de variação. Isso

pode ser obtido através de ações como melhorias e padronização dos métodos de

manutenção, visando a aumentar a confiabilidade dos equipamentos. Logo, a prensa

foi o equipamento escolhido para a realização do estudo deste trabalho.

A prensa se caracteriza por ser um equipamento hidráulico que funciona com motores elétricos. A Figura 14 mostra o desenho técnico (sem cotas) da Prensa usada na SPC.

67

Figura 14 – Prensa usada na SPC.

Fonte: METSO (2006, p. 1).

A prensa pode ser dividida em 9 subsistemas que são apresentados no Quadro 6

abaixo. Para este trabalho os componentes foram divididos a fim de identificar os

que são considerados críticos para a prensa. Entretanto, para se trabalhar com

RCM, a prensa foi analisada como um sistema global.

Quadro 6 – Subsistemas e componentes da prensa.

(continua)

Máquina Sistema Subsistema Componentes

Estrutura

Barra de tensãoTravessão superiorFixação do cilindro superiorConsoloBarras de guiaTravessão inferior

Transportador

Motor TrifásicoRegulador angularRaspadorRolo AcionadorFaixa transportadoraBraço de torqueRolo tensorRolo Externo

Sistema hidráulico

Cilindro principal PlacaTubo de enchimentoParafuso de olhai de içamentoÊmbolo mergulhador

68

Cilindro escravo C6-C7

Ligação desde bomba de arrefecimentoLigação ao cilindro principalTubo do cilindro C7Cilindro hidráulico C6Ligação de bloco de válvulaÊmbolo

Faixas de guiaVedaçãoAnel em o

BombasBomba M1Bomba M2Bomba M3

VálvulasVálvula de enchimento V30

Válvula principal

TanqueTanque de óleoTermômetroTransmissor de nível

Sistema de refrigeraçãoFiltro de arBomba de circulaçãoBomba de servo

FiltroFiltro de óleoFiltro de ar

Sistema Elétrico

Células Fotoelétricas e sensores e componentes eletrônicos

S4S5S6S7S8S9S10S20S41S18S12S44IHMPLCCartão analógico


Para explicar o funcionamento das prensas, usou-se como base os manuais

fornecidos pelo fabricante METSO (2006). Todos os movimentos de prensagem são

hidráulicos, exceto o da correia transportadora, que funciona com um motor elétrico.

A placa de estampa da prensa é acionada por um cilindro grande e por quatro

69

menores. O cilindro grande é denominado cilindro principal, tem ação simples e só

pode pressionar para baixo. Consiste em um êmbolo fixo e um tubo cilíndrico móvel

que faz com que a prensa atue. Os cilindros pequenos são idênticos. São de ação

dupla e acionam a placa de estampa da prensa durante a primeira fase rápida da

prensa, também chamada pré-prensagem. Funcionam também como cilindros de

retorno para levantar a placa de estampa da prensa. O fardo entra na prensa sobre

uma correia transportadora de fibra têxtil, acionada por um motor elétrico que é

controlado por frequência.

Em sua posição superior a placa de estampa é suportada por colunas de óleo nos

cilindros auxiliares. Antes do fardo entrar na prensa, a sua altura é medida por uma

célula fotoelétrica analógica (S20). A altura do fardo controla a abertura da prensa

durante a entrada. Quando o fardo entra na prensa e ativa a célula fotoelétrica (S6),

um timer regulável é ativado, determinando o local onde deve parar o fardo. As

células fotoelétricas (S8) e (S9) indicam que o fardo está bem centrado. A Figura 15

mostra a posição de cada sensor.

Figura 15 – Sensores na prensa.

Fonte: METSO (2006, p. 6)

Após o fardo ter entrado na prensa e o transportador ter parado, a célula fotoelétrica

(S6) avisa que existe um fardo na prensa e dá um impulso de partida para

prensagem. Descargas dos lados da biela abrem à medida que o óleo é bombeado

para o lado do êmbolo. O volume dos cilindros auxiliares é pequeno e os cilindros

enchem-se depressa, forçando a placa de estampa a descer rapidamente.

Simultaneamente, a válvula de enchimento é mantida aberta e o óleo é pressionado

do cilindro escravo para o cilindro principal.

70

Quando a pressão nos cilindros auxiliares atingir a pressão de pré-prensagem, o

fluxo de óleo das bombas será conectado também ao cilindro principal. A válvula de

enchimento fecha. O óleo é então bombeado para os cinco cilindros da prensa. A

pressão acumula-se e a prensagem é interrompida quando a pressão de prensagem

final foi atingida ou quando o fardo foi comprimido ao ponto de um sensor indicar

altura correta de fardo.

A Figura 16 demostra o processo de pré-prensagem e o de prensagem final.

Figura 16 – Sensores na prensa.

Fonte: METSO (2006, p. 6).

5.3 SELEÇÃO DOS SUBSISTEMAS E EQUIPAMENTOS CRÍTICOS DA PRENSA

Nesta etapa, são analisadas as respectivas falhas estruturais dos subsistemas a

serem inicialmente abordadas na aplicação do RCM. Inicialmente foi considerada

uma análise global usando as informações de tempo de reparo das três prensas, já

que são iguais tecnicamente e operacionalmente. A classificação é feita baseada na

divisão dos sistemas e subsistemas da prensa. As falhas relacionadas aos fardos de

celulose sejam elas: fardo torto e com folhas tortas que ficam com pontas, foram

denominadas como falhas operacionais da produção de fardos e não como falhas da

prensa.

O Gráfico 4 mostra que os subsistemas que apresentam maior número de falhas, ou

seja, que necessitam de maiores intervenções de reparo de manutenção são o

71

sistema hidráulico e o mecânico. O principal causador das falhas, aproximadamente

51% dos tempos de reparo, é o sistema hidráulico.

Sist

ema

hidr

áulic

o

Sist

emaM

ecân

ico

Sist

ema

Elét

rico

Ope

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nal-1000

1000

3000

5000

7000

9000

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20%

40%

60%

80%

100%

51%

80%

98% 100%

Tem

po d

e re

paro

(min

)

GRÁFICO 4 – SISTEMAS DA PRENSA QUE APRESENTARAM MAIORES IMPACTOS PARA AS LINHAS DE ENFARDAMENTO.


Para a produção, esses tempos são traduzidos como perdas de produção.

Atualmente as linhas de enfardamento possuem uma taxa média de 141 TSA/h

(tonelada seca de celulose ao ar por hora). Como o total de tempo das três prensas

foi de 8.988 minutos ou 149,8 horas, isso significou uma perda de 21.121,8 TSA.

Considerando que a margem de contribuição da Suzano para celulose está em 600

R$/TSA, o total de lucro que a empresa deixou de ganhar R$ 12.673.080,00 durante

aproximadamente um ano e oito meses (período de levantamento dos dados), ou

seja, cerca de R$ 7,6 milhões de reais a menos de lucratividade para a empresa ao

ano.

Portanto, a utilização da abordagem do RCM em cada prensa de forma individual se

fez necessária, para então encontrar os sistemas e os componentes mais críticos.

Para isso, buscou-se dentro dos subsistemas, que representam maior impacto para

as linhas de enfardamento, quais são os componentes potencialmente críticos para

serem analisados no fluxograma de decisões descrito na metodologia.

72

5.3.1 Prensa 1

As estratificações dos impactos das falhas nos subsistemas da prensa 1 são vistas

no Gráfico 5. Observa-se que as maiores intervenções de reparo de manutenção

foram no sistema hidráulico, com 1.697 minutos de tempo de reparo.

Sistema hidráulico

Sistema Elétrico

Operacional

0 200 400 600 800 10001200140016001800

1697

75

46

Tempo de reparo (min)

GRÁFICO 5 – SISTEMAS DA PRENSA 1 QUE APRESENTARAM MAIORES IMPACTOS PARA AS LINHAS DE ENFARDAMENTO.


Para fins de análise de confiabilidade, escolheu-se apenas o sistema hidráulico.

Para isso, observou-se que os componentes que afetam o valor de tempo de reparo,

na prensa 1, são as bombas M3 e as válvulas. De acordo com o Gráfico 6, a bomba

M3, que tem a função de circulação de óleo entre os cilindros auxiliares, escravos e

o principal, foi majoritariamente a de maior impacto, porém sua frequência de falhas

durante o período estudado foi menor do que as válvulas que representam 28% das

falhas. Por questões de restrição, os componentes da prensa 1 que foram

analisados, quanto a sua criticidade e confiabilidade, por meio do software, foram as

válvulas. A bomba M3, por apresentar uma quantidade pequena de dados, foi

analisada apenas pelo fluxo decisório.

73

Bom

ba M

3

Válv

ulas

cilin

dro

Auxi

lar

Bom

ba M

2

Filtr

o de

circ

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Tubo

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-100100300500700900

1100130015001700

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%

2 5 1 1 3 1

44%

72%

91% 95% 99% 100%Te

mpo

de

Repa

ro (m

in)

GRÁFICO 6 – COMPONENTES DO SISTEMA HIDRÁULICO DA PRENSA 1 QUE PROVOCARAM MAIORES TEMPOS DE REPARO.


5.3.2 Prensa 2

Para a prensa 2, os subsistemas que apresentaram maior tempo de reparo devido a

falhas foram: sistema hidráulico, 809 minutos de reparo e o sistema elétrico com 587

minutos. O Gráfico 7 mostra os subsistemas a participação de cada prensa 2.

Sistema Hidráulico

Elétrico

Mecânico

Operacional

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

819

587

418

117




No sistema de maior representatividade, concluiu-se que as falhas geralmente são

provocadas por um ou mais componentes ao mesmo tempo. Isso se deve às lógicas

de automação que são estipuladas para o funcionamento da operação e da

74

segurança com portas lógicas. O Gráfico 8 mostra que os sensores S4 e S5, juntos,

são os principais itens que provocam falhas no subsistema de células fotoelétricas,

sensores e sistema de automação.

Quando o sistema de automação da Prensa 2 apresenta falha de excesso de óleo

no cilindro principal, os componentes que são restaurados são os sensores S4 e S5.

Portanto, eles são analisados na abordagem do RCM.

Válv

ulas

Tanq

ue

Cilin

dro

Esc..

.

0

200

400

600

800

0%

20%

40%

60%

80%

100%

13 1 1

91% 97% 100%



5.3.3 Prensa 3

O sistema da prensa 3 que apresentou grande impacto nos tempos de reparo da

linha de enfardamento foi o sistema hidráulico, com 2.789 minutos respectivamente,

como mostra o Gráfico 9.

Sistema hidráulico

Sistema Mecânico

Sistema Elétrico

Operacional

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

2789

1584

971

25




75

Estratificando os componentes do sistema hidráulico foi possível perceber que as

válvulas prevalecem como o componente que apresentou mais problemas

relacionados a reparo na prensa. O gráfico de Pareto mostra que se forem feitos

planos para manutenções preventivas nas válvulas, tem-se uma redução de

praticamente 60,1% das paradas, como exibe o Gráfico 10. Em vista disto, o item de

estudo para os componentes críticos e para a análise de confiabilidade, na prensa 3,

foram as válvulas.

Válv

ulas

Bom

ba M

2

Cilin

dro

escc

ravo

Filtr

o

Bom

ba M

3

Bom

ba M

1

Troc

ador

de

calo

r

Cilin

dro

Auxi

liar

Esta

mpo-200

300

800

1300

1800

2300

2800

0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%70.0%80.0%90.0%100.0%

17 2 8 2 1 2 1 1 1

60.1%

76.2%

87.1%92.8% 96.2% 98.3% 99.2% 99.6% 100.0%

Tem

po d

e re

paro

(min

)



5.4 CLASSIFICAÇÃO DE CRITICIDADE DA PRENSA E SEUS COMPONENTES

Esta etapa objetivou identificar o grau de criticidade e o tipo de manutenção, com

relação aos componentes potencialmente críticos identificados na etapa anterior. O

sistema foi analisado considerando os seguintes aspectos: (i) segurança; (ii) impacto

na qualidade do produto; (iii) regime de trabalho (integral, meio período ou

ocasional); (iv) consequência da falha no processo produtivo; (v) frequência com que

cada falha ocorre; e (vi) custo envolvido no reparo; conforme descrito na

metodologia.

As prensas são classificadas como classe A, porém não existe classificação para os

seus componentes. As classificações feitas, de forma individual, levaram em conta a

criticidade da prensa para a linha de enfardamento, uma vez que a disponibilidade

deste equipamento tem afetado a produção de fardos de celulose. Portanto, as

76

análises das prensas foram realizadas juntamente com o responsável pela

manutenção da área da Secagem, Suzano/BA. A Tabela 1 mostra o detalhamento

de cada componente de acordo com os níveis e categorias, e pelo fluxo decisório

ilustrado na Quadro 7, foi possível identificar cada grau de criticidade dos

componentes.

Tabela 1– Classificação dos componentes críticos.

Sistema Subsistema Componente Classificação

Prensa 1Sistema hidráulico Bomba M3 A

Válvulas APrensa 2 Sistema hidráulico Válvulas APrensa 3 Sistema hidráulico Válvulas A


As decisões tomadas no fluxo decisório foram baseadas nos tempos de reparo da

prensa que representam: (i) intervenção de manutenção preventiva; (ii) intervenção

de manutenção corretiva; e principalmente pela experiência dos integrantes da

equipe de análise: mecânico, mecânico hidráulico, engenheiro elétrico, engenheiro

mecânico e estagiária.

Para a empresa os componentes identificados como classe A são considerados

críticos e devem ser tratados com manutenção preventiva, já os de classe B são

tratados com manutenção preditiva. Porém, pela análise de RCM será possível

identificar qual o tipo de manutenção adequada para cada componente.

Dessa análise, resultaram que tanto as válvulas e as bombas M3 são da classe A.

Para as próximas etapas, as prensas foram analisada por seus componentes

críticos, a fim de identificar seu estágio na curva da banheira e qual o tempo em que

esse item tem a probabilidade de apresentar 63,2 % das falhas, para então criar

planos de ações e análises para os componentes que possuem índices de

confiabilidade menos do que 80%.

5.5 FUNÇÃO DE CONFIABILIDADE

A partir dos dados de tempos para falhas foi possível identificar, para a função de

confiabilidade, os seus devidos parâmetros utilizando a função de probabilidade

Weibull. Os métodos utilizados pelo software Reliasoft Syntheses weibull ++ para

77

encontrar os parâmetros, foram os de regressão linear e para isso utilizou-se as

aproximações median Ranks.

Com os valores dos parâmetros β e η, foi possível encontrar as equações de

confiabilidade e de probabilidade de falha. Sendo que o β indica em qual estágio da

curva da banheira as prensas se encontram e qual seria a estratégia ideal de

manutenção para os seus tipos de falhas. Já o parâmetro η, significa o tempo

provável em que 63,2% das falhas já ocorreram.

5.5.1 Encontrar os parâmetros da função Weibull

Os dados de tempos para falhas das prensa 1, 2 e 3, foram trabalhados pelo

programa weibull ++ e obtiveram-se os parâmetros de β e η para a função de

confiabilidade e de probabilidade de falhas acumuladas. Definiram-se algumas

configurações de análise do software, para que este realize suas funções baseadas

em regressão linear e aproximações median Ranks. Obtiveram-se os parâmetros

para a equação confiabilidade, para as prensas, conforme exibem as Figuras 17 e

18.

Figura 17 – Parâmetros encontrados pelo software para a prensa um.


78

Figura 18 – Parâmetros encontrados pelo software para a prensa dois (esquerda) e três (Direita).

Conforme apresentado na Seção 4.6.2, as equações C(t), que informa a

probabilidade da linha operar até o tempo t, em dias, isenta de falhas de

manutenção; e a função F(t), que é a probabilidade de acúmulo de falhas foram

descritas na Tabela 2. Para o caso estudado, estas expressões foram computadas

numericamente pelo software Reliatsoft Weibull ++, fornecendo tanto C(t) quanto F(t)

para cada prensa, com os seus devidos parâmetros encontrados, conforme Tabela

1.

Tabela 2 – Equações de probabilidade de acúmulo de falhas e de confiabilidade para as três prensas.

Prensa 1 Prensa 2 Prensa 3

F (t)1−exp[−( t−t 0

53129,16 )0,937719] 1−exp[−( t−t 0

25723,75 )1,028497] 1−exp[−( t−t 0

20561,68 )1,078898]

C (t)exp [−( t−t 0

53129,16 )0,937719] exp [−( t−t 0

25723,75 )1,028497] exp [−( t−t 0

20561,68 )1,078898]


Os Gráficos que representam as devidas expressões são vistos abaixo nas Figuras

19, 20 e 21.

Fonte. Elaborado pela autora.

79

Figura 19 – Gráfico de probabilidade de acúmulo de falhas (esquerda) e gráfico de confiabilidade (direita) da prensa 1.






80

Para auxiliar o entendimento, a Tabela 3 representa os valores de confiabilidade das

prensas ao longo do tempo (t). Pode-se observar que a prensa 1, no final de 9 dias,

apresenta um valor provável de confiabilidade melhor do que as outras duas

prensas. A confiabilidade garantida, que é definida com o padrão de 0,85, acontece

até o dia 5, até o dia 3 e até o dia 2, para as três prensas respectivamente. Passado

este período, o valor da confiabilidade de cada prensa é inferior ao padrão sugerido.

Um fato importante são as diferenças de confiabilidade das três prensas, que podem

ser justificadas por estarem na fase de falhas aleatórias, da curva da banheira.

Tabela 3– Valores de confiabilidade para as prensas com o tempo.

C(t)(t) 1 dia 2 dias 3 dias 4 dias 5 dias 6 dias 7 dias 8 dias 9 dias

Prensa1 0,97 0,94 0,91 0,88 0,86 0,83 0,81 0,79 0,77Prensa2 0,95 0,90 0,85 0,81 0,76 0,72 0,68 0,65 0,61Prensa 3 0,94 0,89 0,83 0,78 0,72 0,67 0,63 0,59 0,54


5.6 ANÁLISE DAS PRENSAS

As prensas começaram a operar em 2006, desde então, a empresa Suzano Papel e

Celulose teve vários cenários de produção. Desde 2011 considera-se a área da

secagem como estável em termos de operação.

As três prensas apresentaram um β muito próximo de 1. Isso mostra que as funções

de densidade de probabilidade de falhas apresentam frequências constantes.

Portanto, as prensas se encontram na fase de maturidade da curva da banheira ou

período de vida útil. Nesta fase, as falhas ocorrem por causas aleatórias, que podem

ser por interferência indevida, tensão e deficiência, fator de segurança insuficiente,

ocorrência aleatória de cargas acima do esperado, resistência menor que a

esperada, defeitos abaixo do limite de sensibilidade dos ensaios que acabam

escapando às inspeções, erros humanos no uso ou instalação do produto, operação

indevida, falhas não detectáveis por testes, fenômenos naturais imprevisíveis,

causas sem explicação definida. (CHAVES NETO, 2005).

Para Kardec e Nascif (2001), uma das várias causas prováveis para justificar o

parâmetro β próximo de 1, é o fato do equipamento operar fora dos padrões de

projeto. O tipo de estratégia de manutenção a ser adotada pode ser manutenção

81

preditiva, corretiva ou manutenção preventiva, caso o impacto da falha tenha

reflexos na produção (LAFRAIA, 2008).

A prensa é considerada como um sistema complexo. Atualmente a empresa trabalha

com planos de manutenção denominados de preventivos, tanto para parte hidráulica

mecânica e elétrica. Porém são apenas checklists para verificação dos

componentes. Caso os inspetores ou mecânicos encontrem alguma peça danificada,

faz-se o planejamento para uma corretiva planejada.

Outro ponto a ser destacado são os altos tempos de reparo das prensas. Quando

ocorre uma falha, que faz a prensa parar, a equipe de manutenção atua de forma

corretiva para encontrar o defeito, para enfim conseguir resolvê-lo. Isso se traduz

nos indicadores de tempo médio entre falhas (MTBF) e no tempo médio de reparo

(MTTR). Os seus valores são vistos na Tabela 4.

Tabela 4 – Valores de MTBF e MTTR das prensas.

MTBF (horas) MTTF (horas)

MTTR em 1 mês (horas)

DISPONIBILIDADE (1 mês)

Prensa 1 1168,99 1,89 1,16 99,67%Prensa 2 423,61 1,048 1,76 99,75%Prensa 3 332,84 2,13 4,60 99,35%


Utilizando a Equação 4, obtém-se a disponibilidade das três prensas estudadas.

Pode-se então dizer que em 99,35%, 99,67% e 99,75% do tempo, os equipamentos

estiveram disponíveis para a operação. Em ordem crescente esses valores

representam as prensas 3, 1 e 2 respectivamente.

Quanto ao valor da disponibilidade, observa-se que este depende da estratégia de

manutenção, pois esta afeta o intervalo entre falhas, pela quantidade de preventivas

realizadas, e o tempo até o reparo, pelos recursos humanos, ferramentais e peças-

reserva.

Os valores de MTBF são coerentes com os encontrados pela equação de

confiabilidade, pois a prensa que tem o período maior entre falhas é a prensa 1, ou

seja, a maior probabilidade de não apresentar falhas se comparada as três linhas.

Porém, quando se trabalha confiabilidade deve-se identificar o MTTR. Se projetado

para um mês, percebe-se que a prensa três demandará mais tempo de linha parada

para intervenção da manutenção. Contudo por envolver todos os sistemas da

82

prensas, esses valores podem não condizer com a realidade, pois apresentam

desvio padrão alto, uma vez que o reparo para limpeza de um sensor é bem menor

que o reparo em uma válvula.

Como foi visto no tópico 5.2, os componentes críticos identificados possuem tempos

característicos de reparo, logo a estratificação em componentes para se calcular o

MTTR se fez necessária. Os que demandaram mais tempo de reparo, se

caracterizando como os críticos para as prensas foram: bomba M3 e as válvulas. Os

seus tempos médios são vistos na Tabela 6 e os valores de tempo médio até falha

são observados na Tabela 5 e 6.

Tabela 5 – Valores do MTTR das prensas.

MTTR (horas)Bomba M3 Válvulas

Prensa 1 6,22 1,58Prensa 2 2,28Prensa 3 3,21


Tabela 6 – Valores do MTBF das prensas.

MTBF (dias)Bomba M3 Válvulas

Prensa 1 115,04 136,89Prensa 2 35,22Prensa 3 36,05


Sabendo os MTTR e a confiabilidade da prensa é possível criar planos de

manutenção preditiva e preventiva para os modos de falhas dos componentes

críticos. Para isso, existe uma necessidade de melhor compreensão do

funcionamento e reparo da prensa, pois as falhas que ocorreram no período

estudado estão associadas a defeitos aleatórios (fase de vida útil).

Os principais modos de falhas envolvendo válvulas se devem a um desequilíbrio no

sistema dinâmico de óleo da prensa, uma vez que a válvula de enchimento permite

encher rapidamente o cilindro principal durante o movimento descendente/pré-

prensagem e esvaziá-lo durante o movimento de retorno abrindo uma ligação direta

entre o cilindro principal e escravo, que possuem volumes, para o armazenamento

de óleo, diferentes. Portanto se os sensores S4 e S5 perceberem qualquer desnível

de óleo ele apresenta a falha de excesso de óleo no cilindro principal ou falta de óleo

83

no cilindro principal. Logo, as ações para esse modo de falha seria relacionadas à

manutenção preditiva com periodicidade estabelecida conforme o MTBF do

componente, que foi de aproximadamente 140, 35, 35 dias para as três prensas

respectivamente.

A manutenção preditiva é indicada por fazer o monitoramento e o acompanhamento

dos tipos de desempenho do equipamento, no caso das válvulas, por meio de

instrumentos que fornecem dados quantitativos do componente. Esse tipo de

manutenção mostra as condições reais do funcionamento das máquinas com base

em dados que informam seus desgastes ou processo de degradação. Além da

manutenção preditiva nas válvulas é importante realizar a preventiva com troca e

calibração dos sensores, como também os seus cabos.

Já a Bomba M3, é a bomba principal para o sistema hidráulico, ela é a responsável

pela circulação do óleo entre as bombas M1 e M2. Por isso, caso ela apresente

falha, a prensa é intertravada deixando de operar. As falhas são geralmente

relacionadas a vazamentos de óleo. Logo, os mangotes e vedações desse

componente devem ter um plano de troca baseado no seu MTBF, tanto para prensa

1, quanto para a 2 e a 3. Seu tempo médio de reparo, de aproximadamente 112

dias, é alto e pode provocar uma perda de produção equivalente à 877 TSA.

Não se pode generalizar o resultado obtido. O máximo que se pode esperar, por

repetição de casos de falhas, é o aperfeiçoamento do método para prevenção e

reparo com base na filosofia da TPM, sempre que novas aplicações aportem

aleatoriamente. Por isso, o controle deve incluir a teoria e a prática dos

procedimentos de análises de falhas para se obter um MTBF e um MTTR menor.

Outros modos de falha frequente envolvendo a prensa são os vazamentos de óleo.

Esses afetam a confiabilidade do equipamento como um todo. Por isso, os

vazamentos internos na prensa e nos cilindros escravos, devem ter como estratégia

de manutenção a preditiva, por meio do acompanhamento da temperatura do

cilindro. Essa variável de temperatura define qual cilindro deverá ter suas vedações

e selos trocados que deverão ser planejados para troca a cada parada programada

de linha de enfardamento, dentro de duas semanas.

84

5.7 GESTÃO DE MANUTENÇÃO DA PRENSA

A última etapa para finalização do RCM é elaborar o plano de manutenção. Para

tanto, deve-se associar a cada item físico, considerado crítico, as tarefas de

manutenção recomendadas para os modos de falha descritos na etapa anterior. O

plano contempla ainda a frequência de realização das tarefas.

Com base na TPM, a maximização do desempenho operacional das máquinas e

equipamentos como também o acompanhamento do ciclo de vida útil da máquina e

do equipamento são importantes. A empresa possui um banco de dados, fornecido

pelo fabricante das prensas, sobre as principais ações para os modos de falhas

durante a sua fase de maturidade. Esse banco de dados é chamado de

troubleshotting. Porém, como o quadro de funcionários foi recentemente renovado,

não há a disseminação dessas informações para os manutentores, além disso, ele

não é atualizado nem melhorado.

Esse documento é um plano de ação que direciona a equipe de manutenção para a

resolução de uma falha. Isso se caracteriza como um método para a diminuição do

tempo de reparo em casos de manutenção corretiva não programada. A

periodicidade e o tipo de manutenção podem ser ajustados. E novo plano de

manutenção pode aproveitar várias ferramentas da TPM, como a elaboração de uma

matriz de habilidades para a identificação dos GAPs de conhecimentos e o uso de

planos de treinamento e LPPs, lições ponto a ponto, para eliminações desses GAPS

dos manutentores e operadores. As LPPs são grandes folhas para fazer um

desenho sobre um conhecimento pontual para ensinar a todos da equipe.

As análises de falhas devem ser realizadas e os seus resultados alimentar os planos

de manutenção. Uma forma de controlar na prática essas atividades seria os planos

de ações que terão o intuído de melhorar ainda mais a disponibilidade do

equipamento estudado, e evitar que a empresa venha a perder produção e ganho

por paradas corretivas nas prensas.

Vale ressaltar que a implementação da estrutura de manutenção planejada, da TPM,

se estabelece em 7 etapas. Sendo elas: avaliar o equipamento e compreender a

situação atual, trazer os equipamentos as condições originais, criar um sistema de

gestão das informações, estruturação da manutenção periódica, estruturação da

manutenção baseada na condição, avaliação do aumento da confiabilidade,

85

manutenibilidade e melhoria na otimização da manutenção e nos custos e por fim a

etapa de utilizar o equipamento no limite.

Como pode ser visto, a implementação da confiabilidade exige algumas etapas

anteriores. Por isso, o trabalho conjunto, envolvendo todos os níveis hierárquicos,

deve ser voltado para a execução dessas fases com intuito de obter os resultados

esperados. Além disso, é muito importante que a TPM não seja implantada

isoladamente na organização, já que os seus pilares são interligados de forma

ordenada e por um trabalho contínuo. Isso se faz necessário, pois a TPM ultrapassa

o limite de classificação como um tipo de manutenção e passa a ser conhecida

como um novo modelo de gestão.

86

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS

A área de manutenção tem se destacado nas organizações passando de uma

função de apoio para uma função estratégica. Hoje em dia existem muitos métodos,

softwares, modelos e ferramentas voltados para a orientação dos planos de

manutenção. Os principais são a RCM, de origem americana, e a TPM, de origem

japonesa. Vale ressaltar, que a TPM e a RCM são complementares, ou seja, as

ferramentas da RCM podem está inseridas na gestão do Pilar de Manutenção

Planejada para definir a melhor estratégia de manutenção a ser adotada.

Este trabalho teve como objetivo encontrar as melhores estratégias de manutenção,

por meio da aplicação da RCM, em um estudo de caso na Suzano Papel e Celulose.

Escolheu-se como área a secagem da MC2, e como sistema as prensas de fardo de

celulose, que são recursos com capacidade restrita, que vem provocando elevados

tempos de parada de linha, por apresentarem planos de manutenção inadequados

para a taxa de falhas em que atualmente se encontram falhas aleatórias.

Os objetivos propostos foram atendidos e com isso identificou-se a importância de

reduzir os tempos de reparos nos principais componentes da prensa utilizando,

como meio, as atividades de treinamento e educação da equipe de manutenção e

produção, como também a participação conjunta dos operadores do equipamento na

atuação de pequenas atividades como de limpeza de sensores e acompanhamento

de alarmes de falhas.

Os CCRs, diferentemente dos gargalos, são recursos que, em média, têm

capacidade superior à necessária para atender uma determinada demanda. Porém,

dado as variabilidades nos sistemas produtivos, podem conjunturalmente apresentar

restrição de capacidade, que acarretam em grandes impactos no desempenho do

sistema produtivo. Portanto, estabelecendo a estratégia ideal e as periodicidades de

manutenção, consegue-se minimizar/eliminação as principais fontes de variação do

sistema escolhido, que eram os excessos de manutenções corretivas.

Verificaram-se, neste trabalho algumas dificuldades, como a estratificação dos

dados de falhas, já que existia continuação de falhas, no OCR, que levavam as

prensas aos valores errôneos dos parâmetros para a função de probabilidade

Weibull. Outra dificuldade foi identificar por meio das descrições de falhas, contidas

no OCR, as divisões de subsistema e componentes, já que não existe um padrão de

87

preenchimento, por serem 5 turnos de trabalho diferentes, que se alternam durante a

semana. Além do mais os relatórios no OCR não definem a origem da falha por

componente.

Para trabalhos futuros seria indicado o desenvolvimento de análise dos custos de

manutenção para determinar a eficácia do RCM, comparando-as com o ganho que a

empresa deixa de obter por não adotar as estratégias de manutenções adequadas.

Outro trabalho que poderia ser desenvolvido seria com o desenvolvimento total dos

planos de manutenção para os equipamentos críticos identificados, juntamente com

o desenvolvimento de análise para determinação de peças de reposição a partir das

análises do RCM e TPM.

88

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