manutenÇÃo industrial

CAPÍTULO 9 – MANUTENÇÃO INDUSTRIAL

9.1 A evolução Organizacional da Manutenção

Até a década de 80 a indústria da maioria dos países ocidentais tinham um

objetivo bem definido: Obter o máximo de rentabilidade para um investimento

efetuado. Todavia, com a infiltração da indústria oriental no mercado ocidental, o

consumidor passou a considerar um complemento importante nos produtos a

adquirir, ou seja, a qualidade dos produtos ou serviços fornecidos e esta exigência

fez com que as empresas considerassem este fator, qualidade, como uma

necessidade para se manter competitiva, particularmente no mercado internacional.

Esta exigência não deve ser atribuída exclusivamente aos asiáticos, uma vez

que, já em 1975, a Organização das Nações Unidas caracterizava a atividade fim de

qualquer entidade organizada como produção = operação + manutenção, e à

segunda parcela desse binômio podem ser atribuídas as seguintes

responsabilidades:

Redução da paralisação dos equipamentos que afetam a operação;

Reparo,

Prof. Edson Granja, M. Sc

em tempo hábil, das ocorrências que reduzem o potencial de

execução dos serviços;

Garantia de funcionamento das instalações, de forma a que o os

produtos ou serviços atendam a critérios estabelecidos pelo controle

de qualidade e a padrões preestabelecidos.

A história da manutenção acompanha o desenvolvimento técnico industrial da

humanidade. No fim do século XIX, com a mecanização das indústrias, surgiu a

necessidade dos primeiros reparos. Até 1914, a manutenção tinha importância

secundária e era executada pelo mesmo efetivo de operação. Com o advento da

primeira guerra mundial e a implantação da produção em série, instituída por Ford,

as fábricas passaram a estabelecer programas mínimos de produção e, em

conseqüência, sentiram necessidade de criar equipes que pudessem efetuar reparos

em máquinas operatrizes no menor tempo possível. Assim surgiu um órgão

subordinado à operação, cujo o objetivo básico era de execução da manutenção,

hoje conhecida como corretiva. Assim os organogramas das empresas

apresentavam o posicionamento da manutenção como indicado na figura 9.1

Figura 9.1 – Posicionamento da Manutenção até a década de 30.

Prof.: Edson Granja, M. Sc

DIRETOR INDUSTRIAL

OPERAÇÃO

MANUTENÇÃO

164

Esta situação se manteve até a década de 30, quando, em função da

segunda guerra mundial e da necessidade de aumento de rapidez de produção, a

alta administração industrial passou a se preocupar, não só em corrigir falhas, mas

evitar que elas ocorressem, e o pessoal técnico de manutenção passou a

desenvolver o processo de prevenção de avarias que, juntamente com a

correção, completavam o quadro geral de manutenção, formando uma estrutura tão

importante quanto a de operação, passando os organogramas a se apresentarem

como indicado na Figura 9.2.

Figura 9.2 – Posicionamento da Manutenção nas décadas de 30 e 40.

Por volta de 1950, com o desenvolvimento da indústria para atender aos

esforços pós-guerra, a evolução da aviação comercial e da indústria eletrônica, os

Gerentes de manutenção observaram que, em muitos casos, o tempo gasto para

diagnosticar as falhas era maior que o despendido na execução do reparo (Figura

9.3), e selecionaram uma equipe de especialista para compor um órgão de

assessoramento que se chamou engenharia de manutenção e recebeu os encargos

de controlar e planejar a manutenção preventiva e analisar causas e efeitos das

avarias e os organogramas se subdividiram como indicado na figura 9.4.


DIRETOR INDUSTRIAL

OPERAÇÃO MANUTENÇÃO

165

Tempos de Diagnóstico e Reparo de Equipamento em função de suas

naturezas construtivasNATUREZA DIAGNÓSTICO REPAROMecânico 10% 90%Hidráulico 20% 80%

Elétrico 60% 40%Eletrônico 90% 10%

Figura 9.3 – Tempos de diagnose e reparo em função da natureza.

Figura 9.4 – Desmembramento organizacional da manutenção.

A paratir de 1966, com a difusão dos computadores, o fortalecimentos das

associações Nacionais de Manutenção, criadas no fim do período anterior, e a

sofisticação dos instrumentos de proteção e medição, a Engenharia de manutenção

passou a desenvolver critérios de predição ou previsão de falhas visando a

otimização da atuação das equipes de execução de manutenção. Esses critérios,

conhecidos como manutenção preditiva ou previsiva, foram associados a métodos

de planejamento e controle de manutenção automatizados, reduzindo os encargos

burocráticos dos executantes de manutenção. Estas atividades acarretaram o

desmembramento da engenharia de manutenção que passou a ter duas equipes: A

de estudos de ocorr~encias crônicas e a de PCM – Planejamento e Controle de

Manutenção, esta última com a finalidade de desenvolver, implementar e analisar os


DIRETOR INDUSTRIAL


ENGENHARIA DE MANUTENÇÃO

EXECUÇÃO DE MANUTENÇÃO

166

resultados dos sistemas Automatizados de Manutenção, conforme ilustrado na figura

9.5.

Figura 9.5 – Subdivisão da Engenharia de Manutenção em áreas de Estudos e PCM.

A partir de 1980, com o desenvolvimento dos microcomputadores, a custos

reduzidos e linguagem simples, os órgãos de manutenção passaram a desenvolver

e processar seus próprios programas, eliminando os inconvenientes da dependência

de disponibilidade humana e de equipamentos para o atendimento as suas

prioridades de processamento das informações pelo computador central, além das

dificuldades de comunicação na transmissão de suas necessidades para o analista

de sistemas, nem sempre familiarizado com a área de manutenção. Todavia é

recomendável que esses micro computadores sejam acoplados, como terminais

inteligentes, ao Computar Central do Centro de Processamento de Dados, para

composição de um Banco de Dados de Manutenção, possibilitando que suas

informações fiquem disponíveis para os outros órgãos da empresa. Em algumas

empresas esta atividade se tornou tão importante que o PCM – Planejamento e


DIRETOR INDUSTRIAL




ESTUDOS PCM

167

Controle de Manutenção, passou a compor um órgão de assessoramento à

supervisão geral de produção (Figura 9.6), uma vez que influencia também a área

de operação.

No século passado (Século XX), com as exigências de aumento da qualidade

de produtos e serviços pelos consumidores, a manutenção passou a ser um

elemento importante no desempenho dos equipamentos em grau de importância

equivalente ao que já vinha sendo praticado na operação.

Figura 9.6 – Posicionamento do PCM assessorando à supervisão geral de produção

Os estágios evolutivos se caracterizam pela redução de custos e garantia da

qualidade (através da confiabilidade e produtividade dos equipamentos) e

atendimento de prazos (através da disponibilidade dos equipamentos).Os

profissionais de manutenção passaram a ser mais exigidos no atendimento

adequado a seus clientes, ou seja, os equipamentos, obras ou instalações e ficou

claro que as tarefas que desempenham, resultam em impactos diretos ou indiretos

no produto ou serviços que a empresa oferece a seus clientes. A organização

corporativa é vista hoje como uma cadeia com vários elos onde, certamente, a

manutenção é dos mais importantes resultados da empresa.


DIRETOR INDUSTRIAL




PCMPlanejamento e

Controle de Manutenção

168

Por outro lado a manutenção também tem seus fornecedores, ou seja, os

contratados que executam algumas de suas tarefas, a área de material que

aprovisiona os sobressalentes e material de uso comum, a área de compras que

adquire novos materiais e equipamentos, etc. e todos são importantes para que o

cliente final da empresa se sinta bem atendido.

O que tantas vezes passou despercebido para o executivo no passado, hoje

está óbvio. Má manutenção e confiabilidade significam lucros reduzidos, mais custos

de mão de obra e estoques, clientes insatisfeitos e produtos de má qualidade. Para

as empresas, o custo pode ficar nas dezenas ou até centenas de milhões de

dólares. Só a quantidade de oportunidades é de estarrecer, porém há inúmeros

exemplos que mostram isto.

A busca acirrada de vantagens competitivas tem mostrado que o custo de

manutenção não está sob controle e é um fator importante no incremento do

desempenho global dos equipamentos.

Está se tornando cada vez mais aceito pelas empresas, grupo de consultoria

e organizações profissionais, que para o bom desempenho da produção em termos

mundiais, o gasto em manutenção deve estar ao redor de 2% ou menos do valor do

ativo.

Exemplificando: Se os ativos de uma planta somam o valor de R$ 60 milhões,

e esta planta tem um gasto da ordem de R$ 140 mil por mês, seu resultado está

adequado?

A resposta seria não, como está representado no cálculo seguinte:

60.000.000 x 2% = 1.200.000

1.2000.000/12 (meses) = 100.000


169

Portanto, a expectativa máxima para o gasto seria de R$ 100 mil mensais e

assim nossa empresa estaria gastando 40% acima do adequado, o que poderia

estar afetando seu resultado de forma significativa.

O melhoramento contínuo das práticas de manutenção e disponibilidade dos

equipamentos vem sendo atingidas, através da:

Absorção de algumas atividades pelas equipes de operação dos

equipamentos;

Melhoria contínua do equipamento;

Educação e capacitação dos envolvidos na atividade de manutenção;

Coleta de informações, avaliação e treinamento as necessidades dos

clientes;

Estabelecimento de prioridades adequadas aos serviços;

Avaliação de serviços necessários e desnecessários;

Análise adequada de relatórios e aplicação de soluções simples, porém

estratégicas;

Planejamento de manutenção com “enfoque na estratégia de

manutenção específica por tipo de equipamento”.

O sucesso de um companhia é em grande parte, devido a boa cooperação

entre clientes e fornecedores, sejam internos ou externos. Os atritos criam

custos e consomem tempo e energia. O gerenciamento dinâmico da

manutenção envolve administração das interfaces com outras divisões

corporativas.

A coordenação do planejamento da produção, estratégia de

manutenção, da aquisição de sobressalentes, da programação de serviços e

do fluxo de informações entre estes subsistemas eliminam conflitos de metas.


170

Altas disponibilidades e índices de utilização, aumento de

confiabilidade, baixo custo de produção como resultado de manutenção

otimizada, gestão de sobressalentes e alta qualidade de produtos são metas

que podem ser atingidas somente quando operação e manutenção trabalham

juntas.

Em grandes empresa americanas foram revisadas mais de 15 mil

ordens de serviço, onde se observou que 47% dos serviços poderiam deixar

de ser executados, o que correspondia, nessas empresas, como gastos

desnecessários de 18 milhões em mão de obra e material.

Atualmente observa-se que as empresas bem sucedidas tem adotado

uma visão prospectiva de gerenciamento de oportunidades, usualmente

suportada por:

Rotinas sistematizadas para economizar manutenção;

Sistemas de manutenção com auxílio de processamento

eletrônico de dados;

Ferramentas e dispositivos de medição no estado da arte;

Consultorias competentes no reconhecimento do potencial de

melhoria e implementação de soluções estratégicas.

Nas rotinas sistematizadas se procura estabelecer as reais necessidades de

intervenção e aplicar, o melhor possível, as tabelas que, além de compactar a

informação, irão permitir padronizar os registros na pesquisa e filtros necessários a

composição dos relatórios de histórico e apoio da análise de falhas, avaliação de

disponibilidade de custos.


171

Nos sistemas de manutenção com o apoio do processamento eletrônico de

dados, se busca armazenar o máximo possível de informações relacionadas com os

equipamentos (cadastro) e materiais (sobressalentes), estabelecer as tarefas

adequadas para execução de intervenções programadas pelos mantenedores e

operadores, definir o momento adequado para cada uma e os recursos que serão

utilizados (planejamento), reduzir ao máximo os encargos burocráticos dos

executantes de manutenção, ao mesmo tempo em que se estabelece de forma

completa os registros que serão recuperados em uma intervenção inter-relacionado

com registros de outras áreas, direta ou indiretamente envolvidas com a função

manutenção.

Existem hoje mais de 200 software específico de manutenção sendo

comercializados no mundo (dos quis mais de 30 no Brasil), oferecendo soluções

específicas em função do produto, tecnologia, mercado, e estratégias das diversas

empresas.

9.2. Manutenção Produtiva Total

A manutenção de instalações tem por objetivo básico mantê-las operando nas

condições para as quais foram projetadas, e também fazer com que retornem a tal

condições para que as quais foram projetadas, e também fazer com que retornem a

tal condição, caso tenham deixado de exerce-la. A cada dia aumenta mais a nossa

dependência dos equipamentos e instalações, a exemplo dos telefones,

computadores, automóveis etc. A interrupção do processo seletivo gera uma série

de problemas, como reclamações dos clientes, que não serão atendidos nos prazos


172

especificados, receitas que deixam de ser auferidas e custos de reparos nos quais

se incorre, aumento nos índices de acidentes no trabalho etc.

Uma instalação bem mantida, com baixíssimas interrupções, acaba por trazer

à empresa uma vantagem competitiva sobre seus concorrentes. É dentro desse

enfoque que as empresas estão dedicando, cada vez mais, atenção ao assunto,

procurando novas técnicas de aumento da confiabilidade, vale dizer, melhorando a

manutenção dos equipamentos críticos e não críticos.

Outro aspecto intimamente ligado ao da manutenção é o da qualidade do

produto. Interrupções levam quase sempre a uma queda da qualidade, máquinas

com defeitos, trabalho de forma inadequada, não fabricam produtos dentro das

especificações previstas. Esse movimento mundial em busca de maior qualidade e

menor custo tem levado tem levado as empresas a dar à manutenção uma atenção

toda especial. Até pouco tempo atrás só se sabia da existência da manutenção

quando um equipamento quebrava, passando a ser alvo da atenção de toda

empresa e sofrendo críticas de todas as espécies.

A concepção de que todo equipamento quebra está sendo reformulada, hoje,

dentro dos conceitos modernos, já se adota o princípio de zero quebra, isto é, não

se admite mais a interrupção do processo produtivo em decorrência da parada de

um equipamento, o que colocaria por terra os princípios do just in time, que prevê

um fluxo ininterrupto de materiais e serviços.

9.3. Tipos de Manutenção

Historicamente a manutenção é classificada em preventiva e corretiva. Mais

recentemente surgiram os conceitos de manutenção preditiva e produtiva total, já

utilizados em várias empresas.

9.3.1. Manutenção Corretiva


173

Como o nome bem diz, visa corrigir, restaurar, recuperar a capacidade

produtiva de um equipamento ou instalação que tenha cessado ou diminuído sua

capacidade de exercer as funções para as quais foi projetado. É, de longe, a mais

usual entre nós, praticamente todas as empresas tem uma pessoa, equipe própria

ou terceirizada – é cada vez mais comum a terceirização – responsável por

concertar um equipamento que quebrou. Elas são tipicamente reativas, só agem

depois de ocorrido o problema.

9.3.2. Manutenção Preventiva

Consiste em executar uma série de trabalhos, como trocar peças e óleo,

engraxar, limpar, etc. segundo uma programação pré-estabelecida, normalmente os

manuais de instrução e operação que acompanham os equipamentos fornecem as

instruções sobre a manutenção preventiva, indicando a periodicidade com que

determinados trabalhos devem ser feitos. A manutenção preventiva exige, acima de

tudo, muita disciplina. Só as empresas maiores e mais organizadas e conscientes,

dispõe de equipes próprias ou terceirizadas para os serviços de manutenção

preventiva.

As vantagens da manutenção preventiva são inúmeras; por exemoplo:

Aumenta a vida útil dos equipamentos;

Reduz custos, mesmo a curto prazo;

Diminui as interrupções do fluxo produtivo;

Cria uma mentalidade preventiva na empresa;

É programada para os horários mais convenientes;

Melhora a qualidade dos produtos, por manter condições operacionais

dos equipamentos.

9.3.3. Manutenção Preditiva


174

Consiste em monitorar certos parâmetros ou condições de equipamentos e

instalações de modo a antecipar a identificação de um futuro problema. Assim,

através da análise química do óleo de corte de uma máquina ferramenta, podem-se

detectar problemas de desgastes nas ferragens de corte. Através da análise de fotos

infravermelhas de um painel elétrico pode-se detectar pontos de superaquecimentos

que logo provocariam uma interrupção no fornecimento de energia elétrica. Para

componentes críticos, como o eixo de uma turbina, a monitoração das vibrações é

feita em tempo real, com a utilização de sensores e software específicos que

interpretam os dados colhidos, transformando-os em informações gerenciáveis. A

manutenção preditiva é quase toda terceirizada, pois necessita de tecnologia

específica, que poucas empresas podem fornecer.

9.3.4. Manutenção Produtiva Total

Diferentemente dos casos vistos anteriormente, a manutenção produtiva total

(MPT), vai bem além de uma forma de se fazer manutenção. É muito mais uma

filosofia gerencial, atuando na forma organizacional, no comportamento das

pessoas, na forma com que tratam os problemas, não só os de manutenção, mas

todos os diretamente ligados ao processo produtivo.

A manutenção produtiva total visa atingir o que se pode chamar de zero falha

ou zero quebra. Isto é, atingir uma situação aparentemente impossível, de que

nenhum equipamento venha a quebrar em operação. É uma condição muito difícil de

ser atingida, porém não impossível. Foi desenvolvida no Japão na década de 60, a

partir de conceitos desenvolvidos nos Estados Unidos, e se espalhou pelo mundo

todo, no Brasil várias empresas já implantaram.

A MPT apóia-se em três princípios fundamentais, a saber:


175

Melhoria das pessoas. Sem o desenvolvimento, preparação e de

um estímulo das pessoas torna-se praticamente impossível atingir um

nível adequado de aplicação da filosofia MPT. Todos os programas

iniciam-se com a capacitação do pessoal, com o objetivo de se

alcançar a multifuncional idade.

Melhoria dos equipamentos. Depois das pessoas, os equipamentos

constituem o maior recurso de uma empresa. A teoria da MPT

advoga que todos os equipamentos podem e devem ser melhorados,

conseguindo-se, a partir daí, grandes ganhos de produtividade. É

falso supor que uma fábrica, para ser moderna e de alta

produtividade, deve contar com equipamentos novos.

Qualidade total. A MPT é parte integrante dos conceitos de

qualidade total, já tão difundidos entre nós. A implantação de um

programa MPT deve caminhar paralelamente à implantação de um

programa de melhoria da qualidade e da produtividade.

9.4. As Seis Grandes Perdas

Para aumentar a produtividade dos equipamentos e, consequentemente, de

toda a empresa, a MPT recomenda o ataque às denominadas seis grandes perdas.

Perda 1 – Quebras. Trata-se da quantidade de itens que deixa de ser

produzida porque a máquina quebrou. É a mais conhecida e a mais

facilmente calculada. Deve ser combatida com a manutenção

preventiva eficaz.


176

Perda 2 – Ajustes (setup). É a quantidade de itens que deixa de ser

produzida porque a máquina estava sendo preparada e/ou ajustada

para a fabricação de um novo item. Deve ser combatida com técnicas

de redução de setup (trocas rápidas).

As perdas 1 e 2 definem a disponibilidade – ou índice de disponibilidade

(ID) – do equipamento. Assim, temos:

ID = TO TTD

Onde:

TO – tempo de operação

TTD – tempo total disponível

Valem as seguintes relações:

TTD = disponibilidade possível (t) – paradas programadas (t)

TO = TTD – paradas por quebras e por ajustes (t)

ou:

TO = TTD – (perda 1 + perda 2)

Exemplo:

Calcular o índice de disponibilidade de uma impressora flexográfica, no

mês de novembro, sabendo-se que a empresa trabalha em um único turno de 8

horas dias e que o mês disponha de 20 dias úteis. A empresa concede a seus

colaboradores dois intervalos de 15 minutos cada, para o café. Estava prevista para

o mês de novembro uma manutenção preventiva que, quando realizada, duraria 6


177

horas. O processo de impressão exige preparação e ajustes constantes, já que a

variação dos produtos é muito grande. Um levantamento dos registros de novembro

mostrou que, para a impressora em referência, foram gastos 405 minutos a título de

preparação e ajustes.

Disponibilidade possível = 8 x 20 = 160h = 9.600 minutos

TTD = 9.600 – (2 x 15 x 20 + 6 x 60) = 8.640 minutos

TO = 8.640 – 425 = 8.215 minutos

ID = 8.215 = 0,9508, ou 95,08% 8.640

Perda 3 – Pequenas paradas/tempo ocioso. É a quantidade de itens

que deixa de ser produzida em decorrência de pequenas paradas no

processo para pequenos ajustes, ou por várias ociosidades, como, por

exemplo, bate papo do operador.

Perda 4 – Baixa velocidade. É a quantidade de itens que deixa de ser

produzida em decorrência de o equipamento esta operando a uma

velocidade mais baixa do que a nominal especificada pelo fabricante.

As perdas 3 e 4 definem a eficiência – ou índice de eficiência – do

equipamento, assim, temos:

IE = TO – (perda 3 + perda 4) TO

Exemplo:

Com referência a impressora flexográfica do exemplo anterior, no mês de

novembro, os registros apontaram as seguintes perdas:

Pequenas paradas/ociosidades = 120 minutos

A velocidade nominal de produção é de 100 etiquetas por minuto. Porém,

devido a vários fatores, estimou-se que a máquina trabalhou, em média, a uma


178

velocidade de 80 etiquetas por minuto. Deixaram de ser produzidas 20 etiquetas por

minuto. A máquina operou 8.125 – 120 = 8.095 minutos em novembro. Assim,

deixaram de ser produzidas: 8.095 x 20 etiquetas/min = 161.900 etiquetas

Como a impressora pode e deve produzir 100 etiquetas por minuto, tudo se

passa como se a máquina estivesse parada por:

161.900 etiquetas = 1.619 minutos 100 etiquetas

Logo, o IE será de:

IE = 8.215 – (120 + 1.619) = 6.476 = 0,7883 ou 78,83%8.215 8.215

Perda 5 – Qualidade insatisfatória. É a quantidade de itens que é

perdida (para todos os efeitos, é como se eles não tivessem sido

produzidos) por qualidade insatisfatória, quando o processo já entrou

em regime.

Perda 6 – Perdas com start-up. É a quantidade de itens que é

perdida (para todos os efeitos, é como se eles não tivessem sido

produzidos) por quantidade insatisfatória, quando o processo ainda não

entrou em regime. No star-up ou por partida, o índice de perda é em

geral maior.

As perdas 5 e 6 definem a qualidade – ou índice da qualidade (IQ) do

equipamento assim:

IQ = quantidade de itens conformes – (perda 5 + perda 6)

quantidade de itens conforme


179

Exemplo:

A impressora flexográfica é um equipamento que produz etiquetas de alta

qualidade quando operando em regime. Durante a partida as perdas por não

conformidades são um pouco maiores. Levantamentos estatísticos tem

demonstrados que as perdas por qualidade deficiente são;

Qualidade insatisfatória (em regime) = 0,10%

Qualidade insatisfatória (start-up) = 0,80%

Logo, o índice da qualidade é:

IQ = 1 – (0,0010 + 0,0080) = 0,9910 ou 99,10%

9.5. Índice OEE

A denominação OEE ( overall equipiment effectiveness) é bem mais usada

nos meios de manutenção do que a abreviatura de sua travdução, que poderia sert

EGE (eficiência global do equipamento). Dessa forma, usaremos também OEE, que

é definida como:

OEE = ID x IE x IQ

Exemplo:

Calcular a OEE da impressora flexográfica do exemplo anterior.

OEE = 0,9508 x 0,7883 x 0,9910 = 0,7428 ou 74,28%

É bom o número grande de empresas que usam a OEE como um indicador

de produtividade. Quanto à metodologia de seu cálculo, existem formas diversas da

apresentada por nós, porém todos levam a conclusões bem parecidas.


180

O cálculo da OEE para um grande número de equipamentos, situação muito

comum, seria exatamente trabalhoso se não existissem software de manutenção, já

bastante populares entre as empresas.

Outra observação quanto à OEE é sua sensibilidade a cada um dos três

índices que a compõem. Qualquer deslize em um deles tem um efeito devastador no

resultado, já que será menor que o menor dos índices.

9.6. Políticas de Manutenção

Uma empresa pode definir uma política de manutenção com ênfase em vários

aspectos. Entre eles:

Postura preventiva. Estabelece e implanta um programa de

manutenção preventiva em todos os níveis. Através de software, terá

condições de gerir com precisão todos os eventos, como troca de

peças após certo número de horas de uso, limpeza etc.

Maior número de máquinas com menor utilização. Não

sobrecarrega equipamentos, diminui quebras e aumenta a

confiabilidade.

Treinamento de operadores. São treinados para efetuarem pequenas

manutenções de rotina, conforme filosofia da MPT.

Projeto robusto. Trabalhar com equipamentos robustos, isto é,

capazes de suportar eventuais sobrecargas de trabalho sem

apresentar defeitos.

Manutenibilidade. Optar pela compra de equipamentos que se

caracterizem pela facilidade de se efetuarem as manutenções.


181

Tamanho das equipes de manutenção. Trabalhar com folga de mão

de obra de manutenção para que eventuais ocorrências simultâneas

possam ser prontamente atendidas.

Maior estoque de peças sobressalentes. Como no caso anterior,

tem-se maior segurança no atendimento.

Redundância de equipamentos. Principalmente para os críticos,

dispor de reservas que possam ser utilizadas imediatamente.

9.7. Confiabilidade

A cada dia dependemos mais das máquinas, que, por mais sofisticadas que

sejam, também apresentam falhas ou mesmo quebram, deixando de operar. São

computadores que conversam com outros computadores, são equipamentos

compostos de milhares de equipamentos interagindo entre si, por sua vez estão

interligados a outros equipamentos, e assim por diante. Em muitos casos nossa

segurança, porque não dizer, nossas vidas, está na dependência de um simples

componente, que as vezes pode custar menos de R$ 10,00. Um exemplo claro

disso, é uma ponte retificadora da fonte de alimentação do computador de um avião.

É necessário que tais equipamentos exerçam a função para a qual foram

projetados e, na medida do possível, não apresentem falhas ou, na forma como

queremos trata-los, sejam confiáveis, pelo menos durante um certo período de

tempo previamente especificado. A procura de formas de projetos, construção e

operação de sistemas que não apresentam falhas, ou que as apresentam de forma

previsível, levou-nos a desenvolver os conceitos de confiabilidade.


182

Confiabilidade é a probabilidade de que um sistema (equipamento,

componente, software, pessoa humana) dê como resposta aquilo que dele se

espera, durante um certo período de tempo e sob certas condições. Assim, quando

entramos em nosso carro e damos a partida, esperamos que ele pegue. Quanto

mais vezes ele pegar, em relação ao número de tentativas, mais confiável ele será

(estamos nos referindo somente a partida). Assim, se em 1.000 vezes que damos a

partida em nosso carro e ele pega 995, dizemos que sua confiabilidade é de 0,995

ou 99,5%.

É fácil perceber que existe uma estreita relação entre qualidade e

confiabilidade. Aliás, a confiabilidade é uma das várias dimensões da qualidade e

sua procura tem levado a produtos de qualidade cada vez maior. A fabricação de

produtos críticos, isto é, aqueles que direta ou indiretamente possam colocar em

risco a segurança de pessoas e/ou instalações, é cada vez mais rigorosa, sempre

procurando aumentar a sua confiabilidade.

Outro conceito que será também utilizado e que está intimamente ligado ao

de confiabilidade é o de razão de falhas (FR), isto é, a probabilidade de que um

sistema (equipamento, componente, peça, pessoa humana etc.) não dê como

resposta aquilo que dele se espera. Seria, em nosso exemplo, o carro não pega.

Sua razão de falhas seria de 5 falhas em 1.000 tentativas, ou seja, 5/1.000 = 0,50%.

Onde:

(R)t = confiabilidade do sistema no intervalo de tempo t

(FR)t = razão de falha do sistema no mesmo intervalo de tempo t

A razão de falhas é usualmente definida de duas maneiras:

(FRn) = número de falhas ocorridas número de tentativas efetuadas


183

(FRn) = número de falhas ocorridas = F número de horas de operação TTD - TNO

Onde:

TTD = tempo total disponível

TNO = tempo não operacional

F = número de falhas no tempo total disponível

Exemplo:

A fábrica de móveis EDJNA tem, entre seus equipamentos de uso diário, uma

serra circular, considerada um equipamento crítico em seu processo produtivo.

Quando a serra quebra ou apresenta defeitos, gasta-se em média um dia para o

reparo. No ano de 2006, a fábrica operou 255 dias, e a serra (em condições normais

é ligada duas vezes por dia – às t horas e às 13 horas) apresentou defeitos 5 vezes.

Determinar a confiabilidade e a razão de falhas da serra em 2006.

Dados do problema:

Número de tentativas de ligar a máquina = 255 x 2 – 5 = 505

(Hipótese: se a serra apresentar defeito no período da manhã, só será ligada

novamente no período da tarde do dia seguinte.)

(FR%) 5/505 = 0,0099 ou 0,99%

(R) = 1,000 – 0,0099 = 0,9901 ou 99,01%

Se a empresa trabalha 8 horas/dia, teremos:

TTD = 255 x 8 = 2.040 horas

TNO = 5 x 8 = 40 horas

(FRn) = 5 falhas = 5 = 0,0025 falhas/hora 2.040 – 40 2.000


184

9.8. Tempo Médio Entre Falhas

Outro parâmetro muito usual nos estudos de confiabilidade é o TMEF (tempo

médio entre falhas). Quando a razão de falhas é constante, o TMEF é dado pela

seguinte expressão:

TMEF = 1 (FRn)

No exemplo anterior, o TMEF é:

TMEF = 1 = 400 horas, ou 50 dias 0,0025

Exemplo:

Um torno CNC altamente confiável opera em dois turnos de 8 horas/dia, 250

dias por ano. Nos manuais que acompanham a documentação do torno consta uma

afirmação de que a confiabilidade, levantadas em estudos efetuados em

equipamentos semelhantes, é de 0,9994. Qual o TMEF do equipamento?

(FR%) = 1 – (R) = 1,000 – 0,9994 = 0,0006

TMEF = 1 = 1.667 0,0006

Isso significa que o torno apresenta defeito, em média, após ser ligado 1.667

vezes. Se, por hipótese, o torno for ligado 4 vezes por dia útil, apresentará, em

média, um defeito a cada 417 dias, ou 1 ano e 8 meses.

O TMEF é também dado por:

TMEF = TTD – TNO F

Exemplo:


185

Um equipamento foi testado durante 2.000 horas apresentando apresentando

defeitos 8 vezes. Qual o TMEF?

TMEF = 2.000 = 250 horas 8

9.9. Confiabilidade de Sistema

Considerando um sistema como um conjunto de componentes integrados

entre si, cada um com sua respectiva confiabilidade, pode-se determinar a

confiabilidade do sistema com o um todo. Os componentes podem estar ligados de

três formas:

Em série. Sejam dois componentes, A e B com confiabilidade RA e RB

respectivamente, ligados em série, conforme a figura 9.7. A

confiabilidade do sistema S, Rs é dada por:

Sistema S

Figura 9.7

Da estatística sabemos que: (FR)s = (FR)A + (FR)B - (FR)A x (FR)B, isto é, o

sistema irá falhar quando A ou B falhar. A expressão acima pode ser escrita na

forma:

1 – Rs = (1 – RA) + (1 – RB) – (1 – RA) x (1 – RB)


A B

186

Que reduzida fornece: Rs = RA x RB, assim, a confiabilidade de um conjunto de

N componentes ligados em série é o produto de todos eles, dessa forma temos: Rs =

RA x RB x RC x ... x RN

Como a confiabilidade de cada componente é menor que 1, a confiabilidade

do sistema diminuirá a medida que o número de componentes aumentar.

Exemplo.

Um sistema é composto dos sistemas A, B e C, com confiabilidade de,

respectivamente, 0,998, 0,985 e 0,991, ligados em série. Qual a confiabilidade do

sistema?

Rs = (0,998) x (0,985) x (0,991) = 0,974

Em paralelo. Sejam dois componentes A e B, com confiabilidade RA e

RB, ligados em paralelo, conforme a figura 9.8. A confiabilidade do

sistema S, Rs é dada por:

Sistema S

Figura 9.8

Da estatística sabemos que: (FR)s = (FR)A x (FR)B, isto é, o sistema irá falhar

quando A e B falharem. A expressão acima pode ser escrita na forma:

Rs = 1 - (1 – RA) x (1 – RB)


A

B

187

Generalizando para N componentes ligados em paralelo, temos:

Rs = 1 - (1 – RA) x (1 – RB) x (1 – Rc) x ... x (1 – RN)

Como a razão de falha (1 – Rk) para qualquer componente k é menor do que

1, a confiabilidade do sistema aumentará a medida que aumentar o número de

componentes ligados em paralelo.

Exemplo.

Três componentes A, B e C com confiabilidade de, respectivamente, 0,987,

0,994 e 0,976 são ligados em paralelo. Qual a confiabilidade do sistema?

Rs = 1 - (1 –0,987) x (1 –0,994) x (1 –0,976)

Rs = 1 – 0,000002 = 0,999998

Em série e em paralelo (Misto). Sejam três componentes (A, B e C),

com confiabilidades RA, RB e Rc, respectivamente, ligados conforme a

figura 9.9. a confiabilidade do sistema S, Rs é dada por:

Rs = 1 – (1 – RA x RB) x (1 – Rc)

Sistema

Figura 9.9

Exemplo.

Cinco componentes (A, B, C, D e E), com confiabilidade de, respectivamente,

0,991, 0,988, 0,964 e 0,990, estão ligados conforme figura a seguir. Determinar a

confiabilidade do sistema.


A B

C

188

Sistema

B e C estão em série, achando-se a confiabilidade equivalente a eles temos,

Eq1, dessa forma o sistema ficará:

Sistema

Agora temos Eq1 em paralelo com D, podemos achar a confiabilidade

equivalente entre eles. Dessa forma temos:

Sistema

O sistema tem agora A em série com Eq2, logo, encontrando-se a

confiabilidade entre eles o sistema ficará:


B C

D

A

E

Eq1

D

A

E

Eq2A

E

189

Sistema

Dessa forma, fica bem simples determinar a confiabilidade do sistema, basta

agora achar a confiabilidade de um sistema em paralelo. A confiabilidade do sistema

será:

Rs = 1 – (1 – 0,990) x (1 – 0,990) = 0,9999

9.10 Estratégias de Aumento da Confiabilidade

Várias estratégias são utilizadas no sentido de aumentar a confiabilidade de

sistemas. Por exemplo:

Manutenção preventiva;

Manutenção preditiva;

Manutenção produtiva total;

Transporte seguro;

Substituição de componentes após predeterminado tempo de uso;

Redundância (equipamento satand-by);

Melhoria de projetos;

Projeto robusto;

Diminuição do número de componentes;

Melhoria de técnicas de produção;

Melhoria da qualidade.


Eq2

E

190

Exercícios1. Até a década de 80 a indústria da maioria dos países ocidentais tinham um

objetivo bem definido. Qual era esse objetivo?

2. Qual diferença de posicionamento organizacional da manutenção nas décadas

de: 30, 40, 50, 60, 70, 80 até os dias atuais?

3. Vinte equipamentos foram testados durante 100 horas, sendo que três

apresentaram defeitos, sendo o primeiro após 10 horas, o segundo após 44 horas e

o terceiro após 90 horas. Qual o TMEF?

4. Determine a confiabilidade do sistema a seguir:

Sistema

Figura 9.10

RA= 0,900, RB = 0,930, RC = 0,838, RD = 0,999, RE = 0,889

5. Um componente eletrônico tem uma razão de falha de 0,09 por 200 horas. Calcule a confiabilidade do equipamento, com base nos seguintes dados:

a) 1.500 horas de operaçãob) 3.000 horas de operaçãoc) no intervalo de 150 e 550 horas de operação

6. Um gasoduto dispõe de 100 compressores, com TMEF de 4 anos. Determine a confiabilidade de um compressor nas seguites situações:

a) em seu primeiro ano de atuação.b) em quatro anos e meio de operação.


A

E

C

B

D

191

manutenÇÃo industrial

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