sic 2008 - simpósio internacional de confiabilidade

SIC 2008SIC 2008

FERRAMENTA PARA GESTÃO DA FERRAMENTA PARA GESTÃO DA CONFIABILIDADE, MANTENABILIDADE E CONFIABILIDADE, MANTENABILIDADE E CUSTO DO CICLO DE VIDA BASEADO EM CUSTO DO CICLO DE VIDA BASEADO EM

ATIVIDADES DE EQUIPAMENTOS ATIVIDADES DE EQUIPAMENTOS

MSc. Ângelo Urias dos Santos

ITA / UNITAU

26° Simpósio Internacional de Confiabilidade - SIC 2008 Ferramenta para Gestão de Confiabilidade….. 2

• Introdução [ 5’]

• Descrição do Problema [2’]

• Justificativa para execução do trabalho [1’]

• Objetivos do trabalho [2’]

• Desenvolvimento do Trabalho [40’]

• Processo de R&M (Reliability & Maintainability) [9’]

• Custo do Ciclo de Vida (LCC) [3’]

• Custeio Baseado em Atividades (ABC) [5’]

• Integração das três ferramentas --> Proposta do RLA [3’]

• Aplicação do RLA: Estudo de Caso [20’]

• Resultados, Contribuições e Desdobramentos [5’]

AgendaAgenda


IntroduIntroduççãoão

• Descrição do Problema

• Falta de ferramentas amigáveis, completas e de baixo custo:

• Otimização do custo total do processo produtivo

• Foco inadequado aos elementos que compõem o custo do produto

• Complexidade dos Sistemas disponíveis para gerenciamento da Vida dos Ativos das Empresas

• Falta de foco das Organizações:

• Gerenciamento da Confiabilidade e da Mantenabilidade


IntroduIntroduççãoão

• Justificativa para execução do trabalho

• Necessidade de propostas simples para solução dos problemas descritos

• Foco em Empresas de pequeno e médio porte:

• Gerenciamento do processo produtivo

• Objetivos

• Discutir as Aplicações dos Conceitos de R&M, LCC e ABC

• Desenvolver uma Ferramenta amigável que integre as três técnicas

• Aplicar a Ferramenta, gerando um Estudo de Caso


DesenvolvimentoDesenvolvimento

• Processo de R&M (Reliability & Maintainability)

• Custo do Ciclo de Vida (LCC)

• Custeio Baseado em Atividades (ABC)

• Integração das três ferramentas � Proposta do RLA

• Aplicação do RLA: Estudo de Caso


Processo de R&M

(Reliability & Maintainability)


• Iniciativa da Chrysler, Ford e GM com a SAE e a NCMS em meados da década de 1990

• Objetivos:

• Aumento da Robustez dos Processos Produtivos

• Redução de sua Variabilidade

• Aumento da Disponibilidade Operacional

ProcessoProcesso de R&Mde R&M


• Principais Características:

• Aperfeiçoamento dos Meios de Produção:

Técnicas e Ferramentas (EFMEA, FTA, RGC, MSP, etc)

• Sinergia entre Fabricante e Usuário de Equipamentos

• Valorização Profissional:

Técnicos e Operadores � Parte do processo decisório

• Redução dos Custos Operacionais Estimados:

Atuação na Fase de Projeto

• Acompanhamento do Ciclo de Vida dos Equipamentos:

Estratégia de Manutenção



• Detalhamento das Atividades

• Fases (*)

1 - Conceito

2 - Projeto e Desenvolvimento

3 - Construção e Instalação

4 - Operação e Suporte

5 - Modificação ou Desativação

(*) Semelhante ao LCC com atividades distintas



• Detalhamento das Atividades (cont.)

1 - Conceito

Time Multifuncional


EFMEA

FMEA de Processo do Cliente

3 - Construção e Instalação

Foco em Mantenabilidade: Acessibilidade, Modularidade, Troca-Rápida, Gerenciamento Visual e Ergonomia



• Detalhamento das Atividades (cont.)

4 - Operação e Suporte

Monitoramento de Indicadores:

MTBF, MTTR, Availability e RGC (Reliability Growth Curve)

5 - Modificação ou Desativação

Reforma ou Desativação???

Reforma � Conceito e Projeto � Garantia da Qualidade dos Componentes

Desativação � Aspectos Ambientais e Procedimentos de Descarte



• Considerações:

• Projeto visando Confiabilidade e Mantenabilidade

• Sentimento de Propriedade � Operadores e Manutencistas

• Aplicação � Operação �Eliminação e/ou Contenção dos modos de falha

• Atividades de Manutenção �Análise de Custo das falhas

• Aplicação � Requer Especialistas � Análise dos problemas e tomada de ações

• Risco de rejeição (mudança cultural):

Engenheiros � Informações no Chão de Fábrica



Custo do Ciclo de Vida

LCC

(Life Cycle Cost)


• Iniciativa do USA DoD na década de 1960

• Definição:

“LCC é a soma dos custos estimados desde o início de sua vida atéo descarte do equipamento”

• Objetivo:

• Escolha do menor custo de propriedade no longo prazo

• Final da década de 90 � Inclusão de Custos Ambientais

CustoCusto do do CicloCiclo de Vida (LCC)de Vida (LCC)


• Fases do Ciclo de Vida dos Equipamentos:

1 - Definição e Conceito do Sistema


3 - Fabricação, Montagem e Instalação

4 - Operação / Suporte

5 - Conversão/Reabilitação/Desativação



• Detalhamento do LCC – SAE

• LCC – modelo SAE � foco em custos de manufatura

LCCSAE = Aquisição (A) + Operação (O) + Manutenção (M) + Conversão ou Reforma ou Descarte (C)

onde,

(A) Aquisição = Compra + Engenharia + Transporte + Instalação + Treinamento + Conversão

(O) Operação = Mão Obra Direta + Utilidades + Consumíveis + Resíduos + Produção Perdida + Peças de reposição

(M) Manutenção = Manutenção Programada + Manutenção Não- Programada

(C) Conversão = Conversão + Reforma + Remoção



• Detalhamento do LCC – SAE

• LCC – modelo ABB � ênfase nos custos ambientais

LCCABB = Custo Inicial (Cic) + Instalação (Cin) + Energia (Ce) + Operação (Co) + Manutenção (Cm) + Indisponibilidade (Cs) + Ambientais (Cenv) +

Disposição Final (Cd)

onde,

(Co) Operação = Quantidadade Operadores x Custo anual

(Cm) Manutenção = Custo da Mão de Obra + Peças de Reposição

(Cs) Indisponibilidade = Custo da Hora Indisp. x horas ind./ano

(Cenv) Ambientais = Custos Legais + Certificação de Emissões + Recuperação de área contaminada




• Ferramenta Decisória indispensável no Processo de Aquisição de Ativos

• Diversas alternativas disponíveis para cálculo:

Ferramentas em Excel

Acesso Direto via Internet

Aplicativos Dedicados

• Maioria das aplicações � foco na Fase de Projeto do Equipamento

• Durante pesquisa � pouca menção à Fase de Operação



Custeio Baseado em Atividades

ABC

(Activity Based Costing)


• Década de 1980 � Busca de meios mais precisos para determinação de Custos Operacionais

• Definição:

“É um método de medição de custos e de desempenho de atividades geradoras de custo”

• A alocação dos custos aos produtos ou serviços (objetos de custo) é feita pelo consumo de atividades;

CusteioCusteio BaseadoBaseado emem AtividadesAtividades (ABC)(ABC)


• Comparação entre ABC e TCA (Traditional Cost Accounting):


- Produtos ou Serviços- Clientes

- Etc

Objeto

Recursos

Tradicional

Recursos

Atividades

Objetos

ABC

Todos os Recursos da

Organização

Oque está sendoexecutado na prática

Alocar Bases de Alocação

- Produtos- Serviços

Monitorado por"Drivers" de Recursos

Monitorado por "Drivers"de Atividades

Consumir

Consumir


• Exemplo de Aplicação do ABC versus TCA:

• Comparação dos Resultados:


TCA ABC

$ Operacional 50,00 245,00

$ Direto 20,00 20,00

$ Total 70,00 265,00

$ Operacional 100,00 79,47

$ Direto 40,00 40,00

$ Total 140,00 119,47

Produto A

Produto B



• Detalhamento técnico-financeiro:

Todas as etapas dos processos-chave da empresa

• Identificação precisa dos recursos disponíveis � taxa de utilização

• Sinergia:

Finanças � Manufatura � Mapeamento dos processos

• Risco de rejeição (mudança cultural):

Projeto Interdepartamental



Integração das três técnicas:

R&M + LCC + ABC

R L A


• Desenvolvido em Microsoft Excel + macros Visual Basic

• Dados de entradas:

Informações de R&M, LCC e ABC do processo produtivo

• Disponibiliza informações técnico-financeiras:

Processo produtivo � Equipamentos industriais

• Aplicação de Métodos de Solução de Problemas:

Melhoria Contínua

• Otimização dos recursos empresa:

Aumento da produtividade, disponibilidade, confiabilidade e mantenabilidade dos equipamentos

Redução dos custos operacionais

Ferramenta RLAFerramenta RLA


• Apresentação do RLA: Menu Principal


Yellow Field must be filled up on monthly basis

Blue Field must be filled just once or when any standard information changes

White Field regards to Automatic calculated values and shall not be modified

R. L. A.Reliability & Maintainability + Life Cycle Cost + Activity Based Cost

Main Menu

Instructions

Data Input

Results

Enter Month/Year (mmm / yy): Nov/04

General Information Life Cycle Cost Activity Based Cost Reliability & Maintainability

R&M and LCC Life Cycle Cost Activity Based Cost and Life Cycle Cost Summary



• Integração dos conceitos das três técnicas

Gera informações valiosas para gestão do processo produtivo

• Os Fluxogramas, Rotinas de Cálculo e Sub-Rotinas estão disponíveis no corpo e anexos da Tese

• Exemplo de aplicação didático:

Tutorial para Usuários

• Ferramenta com “código aberto”:

Permite personalização

• Versão atual em língua inglesa



Aplicação do RLA:

Estudo de Caso


• Estudo de Caso � Fase de Operação

• Empresa fictícia, Computex Tecnologia SA:

Manufatura de placas eletrônicas para aplicação em computadores

• Método Utilizado:

MAPA ATUAL

MAPA FUTURO

PLANO DE AÇÕES

AplicaAplicaçção da RLAão da RLA


• Dados de Entrada (Mapa Atual)

• Dados Gerais do Processo

Quatro máquinas multifuncionais � Spectrum Machines

O volume mensal requerido = 10.000 unidades

• Considerações sobre R&M

Modos de falha considerados na simulação:

Dados de equipamentos reais --> MTBF e MTTR por falha

• Dados de LCC

Custo Total de Aquisição por máquina = R$ 135.000,00

Vida útil estimada = 10 anos, com 1 ano de garantia



• Dados de Entrada - Dados de ABC (Mapa Atual)


$/hr = 50,00 $/hr = 50,00 $/hr = 40,00 $/hr = 50,00 $/hr = 50,00 $/hr = 50,00

Hours Cost Hours Cost Hours Cost Hours Cost Hours Cost Hours Cost

Training 0,0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Tool Management 0,00 0,0 0,00 0,00 2,0 100,00 0,00 0,00

Lubricants Management 0,00 0,00 5,0 200,00 2,0 100,00 0,00 0,00

Process Engineering 0,00 0,00 0,00 156,0 7.800,00 0,00 0,00

Maintenance Engineering 0,00 0,00 0,00 8,0 400,00 42,0 2.100,00 0,00

Quality Assurance 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 42,0 2.100,00

Logistics 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Controller 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Human Resources 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Contracted Maintenance 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

TrainingTool

Management

Activity consumed indirectly to produce the Object of Cost

(Product)

Quality Assurance

Maintenance Engineering

Lubricants Management

Process Engineering

Activities that consume the Resources from each single Department of the company.


• Dados de Entrada/Saída - Análise de R&M (Mapa Atual)


Failure Rate (failures/h)

Reliability

R (ττττ)Availability

Over All MTBF (h)

Over All MTTR (h)

Desired Production Rate (DPR):

15,00 per hour

0,037 74,1% 97,4% 26,74 0,72Potential

Production Rate (PPR):

14,61 per hour

τ - Daily work hours = 8,0

Failure Mode Description

failure mode specific

downtime costs/hr.

spare cost /repair

MTBF (hr.) MTTR (hr.)

Failure Cost / oper. hour

Failure Cost / year

1 3.000,00$ -$ 200,0 1,00 15,82$ 126.594,61$

2 Componentes danificados por choque térmico 3.000,00$ -$ 500,0 1,00 6,33$ 50.637,84$

3 3.000,00$ -$ 500,0 0,50 3,16$ 25.318,92$

4 Desalinhamento no dispositivo de pick and place -$ -$ 40,0 0,50 3,04$ 24.345,12$

5 Falha no forno de aquecimento da solda -$ -$ 1000,0 4,00 0,97$ 7.790,44$

6 Troca da bomba de vácuo -$ 2.000,00$ 2500,0 1,00 0,88$ 7.011,39$

7 Encrustração de corpo estranho nas placas de circuito impresso -$ -$ 500,0 1,00 0,49$ 3.895,22$

Total Failure Cost / operation hr. 30,70$ 245.593,53$

Componentes danificados por desalinhamento no dispositivo de pick and place

Componentes danificados por desgaste na ponta do pick-up a vácuo


• Dados de Saída - Análise de R&M e LCC (Mapa Atual)


Total Life Cycle Cost Per Unit

3

$ 3,6778

Number Of Units Produced (Over Life)

300.000

Operations Cost Per Unit

$ 1,1262

Failure Cost Per Unit $ 2,1017

Acquisition Cost Per Unit

0,4500$

Overall MTBF(hr.)26,74

Overall MTTR(hr.)

0,72

Availability

97,38%

Production Rate Per Hr

15,00

Effective Production Rate Per Hr14,25

Distribution of Failure Mode Costs

Desalinhamento no

dispositivo de pick and

place

Falha no forno de

aquecimento da solda

Troca da bomba de

vácuo

Componentes danificados

por desalinhamen

to no dispositivo de

pick and place

de corpo estranho nas

placas de circuito

impresso

Componentes danificados por choque

térmico

Componentes danificados por desgaste na ponta do pick-up a

vácuo

Distribution of Unit Costs Over Life

Failure Cost Per Unit

57%

Acquisition Cost Per Unit

12%

Operation Cost Per Unit

31%

$-

$1,000

$2,000

$3,000

$4,000

$5,000

$6,000

66.0

0078

.000

90.0

0010

2.00

011

4.00

012

6.00

013

8.00

015

0.00

016

2.00

017

4.00

018

6.00

019

8.00

021

0.00

022

2.00

023

4.00

024

6.00

025

8.00

027

0.00

028

2.00

029

4.00

0

Number of Units Produced

Co

st P

er U

nit

Pro

du

ced

Total CostPer Unit

OperationCost PerUnit

Failure CostPer Unit

Total Life CycleCost Per Unit

Total Number ofUnits Produced

Over Life


• Dados de Saída - Análise de LCC e ABC (Mapa Atual)


Fev/06

Total Aquisition Cost $540.000

Equipment Investment 500.000,00$

Support Investment 40.000,00$

Ownership Cost per Year $288.974

Maintenance Cost per Year 245.593,53$

Inventory Carrying Cost per Year 11.000,00$

Consumables Cost per Year 32.380,00$

Total Indirect + Operational Labor Resources Consumed per unit $2,670

Total Indirect Resources Consumed per unit 1,789$

Total Operational Labor Resources Consumed per unit b/ 0,881$

Total Indirect + Operational Labor Resources Consumed per Year $304.419

Total Indirect Resources Consumed per Year 204.000,00$

Total Operational Labor Resources Consumed per Year b/ 100.419,00$

R.L.A. SUMMARY

Spectrum 2500

LCC

ABC


• Dados de Saída - Análise de ABLCC(*) (Mapa Atual)

(*) Activity Based Life Cycle Cost


Fev/06

Production Total Cost per unit $5,117

Total ( Operation + Failure ) Cost per unit a/ 2,351$

Total Indirect + Operational Labor Resources Consumed per unit 2,670$

Inventory Carrying Cost per unit 0,096$

Production Total Cost per Year $583.392

Total ( Operation + Failure ) Cost per Year 267.973,04$

Total Indirect + Operational Labor Resources Consumed per Year 304.419,00$

Inventory Carrying Cost per Year 11.000,00$

a/ Operator Cost per unit not included. Prev.& Pred. Labor Maintenance includedb/ Preventive and Predictive hours already included on Maintenance Cost

10 YEAR PRODUCTION TOTAL COST ANALYSIS

10 Year Production Total Cost $10.227.543

10 Year Inventory Management $192.843

10 YEAR PRODUCTION TOTAL COST $10.420.386

TOTAL ACQUISITION COST $540.000

10 YEAR ACTIVITY BASED LIFE CYCLE COST $10.960.386

R.L.A. SUMMARY

Spectrum 2500

ABLCC


• Plano de Ações de Melhoria:

• Mapeamento do processo, compilação e análise de dados:

a) Investimento de R$ 50k por máquina:

Instalação de câmeras --> Controle de Qualidade

b) Revisão da lista de peças de reposição especiais:

Estoque: de R$ 50k para R$ 80k

c) Revisão da Agenda fixa:

Engenharia de Processo, de Manutenção e Qualidade Assegurada

Aumento do suporte à Produção



• Plano de Ações de Melhoria (cont.):

d) Revisão do Plano de Manutenção Preventiva:

Atividades para os Especialistas de Manutenção

e) Otimização dos parâmetros de processo:

Temperatura nas placas de circuito impresso --> Solda

• Com as ações planejadas � RLA Futuro



• Quadro Comparativo Mapa Atual e Mapa Futuro:


Item / Action unit

MTBF da falha 1 / a + b + d h

MTTR da falha 1 / a + b + d h

MTBF da falha 4 / a + b + d h

Overall MTBF / all h

Availability / all %

Reliability (8h) / all %

Failure Cost per oper per hour / all R$

Machine Development / a R$

Failure Cost per unit / all R$

Acquisition Cost per unit / a R$

Total Life Cycle Cost per unit / all R$

10 Years Life Cycle Cost / all R$

40,0 500,0 460,0

26,7

200,0 1000,0 800,0

1,0 0,5 0,5

96,2 69,4

30,70$ 4,48$

97,4 98,9 1,5

74,1 92,0 17,9

26,22$

-$ 200.000,00$

LCC

($200.000,00)

2,10$ 0,30$

0,45$ 0,62$

$1,80

($0,17)

3,68$ 2,03$ 1,65$

5.613.389,00$ 2.495.259,00$ 3.118.130,00$


EXECUTIVE SUMMARY

R&M

Actual Future Variation B / (W)


• Quadro Comparativo Mapa Atual e Mapa Futuro:


Process Engineering --> Process Engineering / c + e h

Process Engineering --> Maintenance Engineering / c h

Maintenance Engineering --> Process Eng'g / c h

Quality Assurance --> Process Eng'g / c h

Preventive Maintenance Specialist / d h

Total Ind. + Operational Resources per month / c R$

Total ( Operation + Failure ) Cost per Year / all R$

Total Ind.+Oper. Labor Resources Consumed year / allR$

Inventory Carrying Cost per Year / b R$

Production Total Cost per Year / all R$

10 YEAR ACTIVITY BASED LIFE CYCLE COST / all R$

legend: B/(W) - Better / (Worse)

8,0 12,0

156,0 152,0 4,0

ABC

(4,0)

0,0 20,0

0,0 12,0

0,0 12,0

ABLCC

25.368,25$ 27.766,32$ ($2.398,07)

$171.823,00

267.973,04$ 75.172,72$ $192.800,32

304.419,00$ 318.795,84$ ($14.376,84)

11.000,00$ 17.600,00$ ($6.600,00)

583.392,00$

(12,0)

(12,0)

(20,0)

10.960.386,00$ 8.263.826,00$ $2.696.560,00

411.569,00$

Item / Action unit


EXECUTIVE SUMMARYActual Future Variation B / (W)



• Dados necessários para aplicação do RLA:

Descritos em cada um de seus módulos

• Trabalho executado por equipe multidisciplinar:

Quantificado pelo RLA

Análise de Custo-Benefício

• Resultado da Aplicação da Ferramenta:

Análise sistemática dos problemas do Processo

Análise multi-focal (Manutenção, Qualidade, Processo, Produto, Finanças)

Redução de 25% do ABLCC ( R$ 2.700 k )



Conclusões


• Objetivos:

• Aplicação dos Conceitos de R&M, LCC e ABC:

R&M:

Sinergia interna e externa nas Empresas

LCC:

Investimento adicional na fase de conceito e projeto:

Redução do Custo Operacional

ABC:

Participação direta das Áreas Suporte no Processo Produtivo

• RLA Desenvolvido e Aplicado � Testado por simulação

ConclusõesConclusões


• Contribuições

• Aplicação do LCC:

Fase de Operação, com sucesso

• Integração de R&M, LCC e ABC � Ferramenta única e amigável

• Análise de Custo-Benefício:

Propostas distintas, tanto no Projeto quanto na Operação



• Desdobramentos Possíveis

• Tradução do RLA para a Língua Portuguesa

• Aplicação do RLA em outros Setores de Produção

• Elaboração de links entre as planilhas mensais:

Monitoramento de indicadores-chave

• RLA � software dedicado (Aplicativo)



Principais Referências

Bibliográficas


• R&M

• SAE and National Center for Manufacturing Sciences, Inc. Reliability and Maintainability Guideline for Manufacturing Machinery and Equipment. U.S.A, 1993.

• O'CONNOR, Patrick D.T. Practical Reliability Engineering. 3rd Edition. New York: John Wyley & Sons, 1994. Cap.12, p.292-300.

Referências BibliogrReferências Bibliográáficasficas


• LCC

• BARRINGER, H. Paul. Life Cycle Cost Issues. Barringer & Associates, Inc. Humble, TX. 1998 - A. Disponível em: <http://www.barringer1.com /lcc.htm>. Acesso em: Outubro 2003.

• ABB Group Service Center. Technical Report: State of the art study of LCA and LCC tools: Task 4, p.11-14, 2003-A. Disponível em: <http://www.dantes.info/Publication-doc/State of the art study of LCA and LCC tools.pdf>. Acesso em: Novembro2003.



• ABC

• EMBLEMSVAG, Jan. ABC - Activity Based Costing. Activity-Based Management and Strategic, 2004. Disponível em: <http://www.emblemsvag.com/abc.htm> . Acesso em: Janeiro 2005.

• HORGREN, Charles et.al, Cost Accounting - A Managerial Emphasis, 11a ed., New York: Prentice Hall, 2003, cap.5, pag. 135 - 173.

• Tese de Mestrado Ângelo Urias dos Santos. Disponível em: <http://www.bd.bibl.ita.br/tesesdigitais/lista_resumo.php?num_tese=000542761>



ApresentadorApresentador

� MSc. Ângelo Urias dos Santos

� Professor Assistente III da Universidade de TaubatéTaubaté – SP - Brasil

� Contato: [email protected]@gmail.com


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