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TESE
Com vista à obtenção de Grau de Mestre em Mestrado em Manutenção Industrial
pela Faculdade de engenharia da Universidade do Porto (FEUP)
Departamento de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial (DEMEGI)
Apresentado por: João de Pina Gonçalves
(Licenciado) Porto, 30/ 03 / 2006
Sob a orientação do Professor Doutor Luís Andrade Ferreira.
ANÁLISE DE FIABILIDADE DE MAQUINAS DE SOLDAR POR FEIXE DE ELECTRÕES
- UM CASO DE ESTUDO
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Rua Dr. Roberto Frias, s/n 4200-465 Porto PORTUGAL
+351 22 508 14 00
Direcção: +351 22 508 14 41 Expediente Geral: +351 22 508 14 40 http://www.fe.up.pt [email protected]
Dedico aos meus Filhos: Jálice e Beatriz
Resumo A necessidade premente de acompanhar o desenvolvimento tecnológico dos últimos
anos, de forma a responder positivamente aos vários desafios do nosso tempo, como
por exemplo a globalização da economia, leva as empresas a uma constante procura
de técnicas de gestão eficazes, com vista á melhoria da produtividade – redução dos
custos de produção e a garantia da Qualidade Total.
A aplicação de processo de previsão da condição dos equipamentos, em paralelo
com a execução por parte da função manutenção de acções de manutenção
preventiva levará à obtenção de melhores resultados, mas para isso é necessário o
conhecimento do correcto funcionamento dos equipamentos e à necessidade da
aplicação das melhores práticas.
A área da manutenção, que antes era muitas vezes esquecida pelos responsáveis
das empresas, hoje torna-se num pólo de interesse crescente para os gestores, após
ter-se concluído que é nesta área onde se localiza o maior potencial de crescimento e
rentabilização das empresas.
A procura de processos de melhoria de fiabilidade e da manutenibilidade, que são os
factores para a obtenção da maior disponibilidade dos equipamentos existentes, leva
à aplicação de estratégias de manutenção como a Manutenção Centrada na
Fiabilidade – RCM, assente essencialmente na aplicação da metodologia AMDEC e a
aplicação da “demarche” TPM, esta vista na perspectiva de uma filosofia
complementar à primeira.
Neste trabalho, o objectivo primeiro é a procura da aplicação dos melhores métodos
para a análise do comportamento fiabilístico e da manutenibilidade de um conjunto de
equipamentos de soldar por feixe de electrões, com vista à determinação dos modos
críticos de falhas dos seus subconjuntos ou órgãos, para finalmente propormos um
conjunto de acções de melhoria.
Os trabalhos futuros poderão incidir sobre a aplicação do TPM no âmbito do projecto
dos equipamentos e no arranque dos projectos de industrialização e a pesquisa de
formas de sistematização da aplicação do RCM na indústria em geral.
Abstract
The urgent need of attending the technological development of the last years, to
respond to our day’s challenges, as economical globalization, takes enterprises in a
constant search for efficient techniques of management, regarding productive
improvement – production costs reductions and Total Quality assurance.
Using a prevision process about equipments conditions, in parallel with running
preventive maintenance actions will generate better results, but those two steps need
equipment operating knowledge and best practice application.
The maintenance area, which was once, often forgotten by enterprise’s managers, it’s
today an increasing pole of interest, after being concluded that’s one of the areas of
most growing potential in enterprises prosperity.
Searching processes to improve reliability and maintainability, witch are the major
contributions to equipment availability, takes to the application of maintenance
strategies as Reliability Centered Maintenance – RCM, which grounds essentially in
the application of the method AMDEC and TPM (the second one viewed as an
complementary philosophy of the first one).
The main purpose of this work is to seek out the best methods to apply on the
analyses of the reliability and maintenance performances of a collection of welding
electron beam equipments, to decide the critical failure modes of there sub-collections
or organs, and finally propose improvement actions.
Future works can fall up on the application of the TPM methodology in the context of
equipment project and the running of the industrialization projects, as well as in the
research of systematic forms of RCM application in general industry.
Agradecimentos
Gostava de aqui prestar o meu profundo agradecimento ao Professor Doutor Luís
Andrade Ferreira, pelo seu apoio e o rigor colocado na orientação do presente
trabalho.
Para os Srs. Engenheiros J. Costa e E. Rodrigues, responsáveis pelo sector de
manutenção das caixas de velocidades em Cacia, pela disponibilidade,
ensinamentos, e motivação, essenciais na abordagem do trabalho.
Aos meus pais e irmãos que mesmo estando muito longe e depois das adversidades
encontradas ao longo deste trabalho, continuaram a incentivar-me no sentido do seu
término.
Aos colegas de Mestrado em Manutenção Industrial que sempre partilharam
informações e conhecimentos técnicos.
À fábrica de Cacia, que me disponibilizou material de investigação e acesso a
informações sem os quais não seria possível realizar esta tese.
Aos meus amigos Paulo Matos e Débora Katisa que sempre me incentivaram e não
me deixaram desistir.
Para finalizar, à minha mulher e filhas que tiveram a paciência de me acompanhar
nesta caminhada.
INDICE GERAL
CAPITULO 1 ................................................................................................................ 1 1. Introdução .................................................................................................... 1
1.1. Apresentação do tema................................................................................. 1
1.1.1. Contexto de utilização dos equipamentos............................. 4
1.2. Apresentação sumária dos capítulos da tese ........................................... 5
2. Objectivos finais do trabalho ...................................................................... 6 3. Conclusões do capitulo............................................................................... 7 CAPITULO 2 ................................................................................................................ 8 1. Introdução ao RAMS e seu desenvolvimento a nível industrial .............. 9
1.1. Introdução .................................................................................................... 9
1.2. Fiabilidade .................................................................................................. 13
1.2.1. Medição empírica de fiabilidade ........................................... 16
1.2.2. Taxa de avarias....................................................................... 17
1.2.3. Função de risco h(t) ............................................................... 18
1.2.4. Tempo médio entre avarias, o MTBF .................................... 18
1.2.5. Distribuições típicas usadas em fiabilidade ........................ 19
1.3. Manutenibilidade........................................................................................ 20
1.3.1. Analise qualitativa de manutenibilidade .............................. 22
1.3.2. Analise quantitativa de manutenibilidade ............................ 22
1.4. Disponibilidade .......................................................................................... 23
1.5. Factores que Influenciam o RAM de um Equipamento. ......................... 26
2. O RCM e o TPM – duas filosofias complementares ................................ 29
2.1. Introdução .................................................................................................. 29
2.2. O RCM ......................................................................................................... 29
2.2.1. Inicio do RCM ......................................................................... 29
2.2.2. Metodologia ............................................................................ 30
2.3. O TPM.......................................................................................................... 33
2.3.1. Definição, método e os cinco pilares ................................... 33
2.3.2. TPM em projecto .................................................................... 38
2.3.3. As ferramentas para aplicar o TPM....................................... 39
3. Apresentação das técnicas de análise de fiabilidade............................. 41
3.1. Metodologias de abordagem da fiabilidade de equipamentos. ............. 41
3.1.1. Árvores de Eventos................................................................ 41
3.1.2. Árvores de Falhas .................................................................. 41
3.1.3. Modelação de Markov ............................................................ 45
3.2. AMDEC como ferramenta de análise de fiabilidade................................ 46
3.2.1. Introdução ............................................................................... 46
3.2.2. Etapas de realização do AMDEC........................................... 48
3.2.3. A realização de AMDEC para meios novos .......................... 52
3.2.4. Determinação de falhas potenciais....................................... 53
4. Conclusões do capitulo............................................................................. 56 CAPITULO 3 .............................................................................................................. 57 1. Equipamento a estudar ............................................................................. 58
1.1. Caracterização dos subsistemas.............................................................. 58
1.2. Pesquisa dos tipos de avarias .................................................................. 61
1.2.1. Falha de vácuo ....................................................................... 61
1.2.2. Falhas do GFE ........................................................................ 62
1.2.2.1. Falha aquecimento do cátodo ............................................ 62
1.2.2.2. Falha existência de corrente do ánodo ............................. 63
1.2.2.3. Falha existência de corrente do ánodo ............................. 63
1.2.2.4. Falha existência de corrente do cátodo ............................ 63
1.3. Caracterização das funções principais dos sistemas das máquinas de soldar SAF F.E. ..................................................................................................... 66
1.3.1. Grupo de geração de feixes de electrões............................. 66
1.3.2. Avaliação da Performance Fiabilidade, Manutenibilidade e Disponibilidade (RAM / FMD) ............................................................. 67
2. Justificação da selecção deste equipamento ......................................... 69
2.1. O baixo rendimento operacional deste tipo de equipamento ................ 69
2.2. Posicionamento do equipamento em Gravidade / Frequência. ............. 71
3. Ferramentas para realizar o estudo.......................................................... 73
3.1. Aplicação do Teste de Laplace a cada modo de avaria.......................... 73
3.2. Análise Weibull........................................................................................... 75
3.2.1. Etapas da análise de Weibull ................................................ 77
3.2.2. Median Rank ........................................................................... 77
4. Conclusões do Capitulo ............................................................................ 78 CAPITULO 4 .............................................................................................................. 79 1. Aplicação das metodologias de análise de fiabilidade........................... 80
1.1. Identificação dos Modos de Avarias ........................................................ 80
1.2. Aplicação do Teste de Laplace aos históricos de avarias dos subconjuntos / modos de avarias. ...................................................................... 83
1.3. Cálculo de Fiabilidade ............................................................................... 88
1.3.1. Parâmetros de Weibull........................................................... 88
1.3.2. Modelo de Weibull: procura do MTBF .................................. 93
1.3.3. Análise dos resultados obtidos ............................................ 94
1.4. Metodologia AMDEC – sua aplicação ao caso em estudo. .................... 98
1.5. Determinação do modo de falha critico ................................................. 103
1.6. Análise de não performance ................................................................... 104
1.6.1. Diagrama de Ishikawa .......................................................... 104
1.6.2. Cinco (5) Porquês – Um método de procura das causas . 106
1.7. Comparação da fiabilidade dos equipamentos ..................................... 108
2. Relação entre a análise de fiabilidade e o TPM e RCM......................... 110 3. Melhoria do RAM a partir das soluções apresentadas ......................... 111
3.1. Propostas de melhorias e vias a explorar para o GFE_ST10. .............. 111
3.1.1. Deslocação do canhão......................................................... 111
3.1.2. Proposta de melhoria........................................................... 112
3.1.3. Elementos sujeitos a alta tensão – flash no canhão ......... 113
3.1.4. Vias a explorar e melhorias a realizar................................. 115
3.1.5. Consumíveis – as zonas sensíveis do GFE_ST10............. 117
3.2. Problemática do vácuo - GV_GFE e GV_Pcam_ e GV_Cam................. 119
3.2.1. Melhorias propostas ............................................................ 120
3.3. Opções de curto prazo a tomar e resultados previstos. ...................... 129
4. Conclusões do capitulo........................................................................... 131 CAPITULO 5 ............................................................................................................ 132 1. Conclusões gerais ................................................................................... 133 2. Propostas de trabalhos futuros .............................................................. 134 Referências Bibliográficas .................................................................................... 135
ANEXOS – I ............................................................................................................. 138
ANALISE DE WEIBULL....................................................................................... 138
ANEXOS – II ............................................................................................................ 164 TESTE DE LAPLACE .............................................................................................. 164 ANEXOS – III ........................................................................................................... 170
INDÍCES DE GRAVIDADE, FREQUENCIA E DE NÃO DETECÇÃO – AMDEC. 170
Classificação de GRAVIDADE “G” .................................................................... 171
ANEXOS -IV............................................................................................................. 174
AMDEC REALIZADOS AOS SUB CONJUNTOS EM ESTUDO ......................... 174
INDICE DE FIGURAS
Figure 1 - Variação da taxa de falhas durante a vida de um sistema......................... 14
Figure 2 – Disponibilidade, MTBF e MDT .................................................................. 23
Figure 3 – Decomposição dos tempos de estado de um equipamento (fonte: Renault
E41.50.505.R) ..................................................................................................... 25
Figure 4 – Ishikawa – factores influentes do RAM para um equipamento.................. 28
Figure 5 – O processo RCM – Fluxo (adaptado de Campbell and Jardine) ............... 32
Figure 6 - Os 5 pilares do TPM, para melhoria do rendimento global ( adaptado de
Renault Cacia – SPR e TPM).............................................................................. 37
Figure 7 – Esquema explicativo da abordagem do TPM em projecto (adaptado de
Renault Cacia) .................................................................................................... 38
Figure 8 – Esquema representativo da abordagem por Arvore de Falhas ................. 42
Figure 9 – Um acontecimento principal ...................................................................... 43
Figure 10 – acontecimento intermédio ....................................................................... 44
Figure 11 – acontecimentos elementares .................................................................. 44
Figure 12 – Apresentação esquema do AMDE proposto ........................................... 49
Figure 13 – Esquema de gestão de riscos na aplicação do AMDEC ......................... 51
Figure 14 – Formato do AMDEC a utilizar no trabalho............................................... 51
Figure 15 – Esquema representativo do processo AMDEC meio novo...................... 53
Figure 16 - Hierarquização dos IPR – (fonte: Renault Cacia.)................................... 55
Figure 17 – Grupo de geração do feixe de electrões ................................................. 58
Figure 18 – Cuba de alta tensão e cuba dos auxiliares.............................................. 59
Figure 19 – grupo de vácuo do GFE .......................................................................... 60
Figure 20 – O sistema mecânico de carregamento automático (SMEP_CA)............. 61
Figure 21 - O cátodo ................................................................................................. 63
Figure 22 – Representação esquemática do GFE e diferentes níveis de pressão
(adaptado de esquemas SAFMATIC) ................................................................. 65
Figure 23 – Análise do rendimento operacional do equipamento em estudo............. 70
Figure 24 – Representação Gravidade /Frequência maq. 2503 (Fonte: dept. manut de
Renault Cacia – AT2).......................................................................................... 72
Figure 25 – Função de risco para avarias em mortalidade infantil, aleatórias e
fenómenos de desgaste (fonte: www.Weibull.com) ............................................ 76
Figure 26 – Pareto das avarias do equipamento........................................................ 81
Figure 27 – Exemplo de teste de Laplace realizado aos das avarias do GFE. ......... 84
Figure 28 – Evolução temporal das falhas. Exemplo de para o GFE SAF 2503. ....... 85
Figure 29 – Gráfico do Z de teste. Exemplo para o GFE SAF 2503........................... 85
Figure 30 - cálculo dos parâmetros de Weibull para o GFE_ST10 – taxa de avaria λ (t)
............................................................................................................................ 89
Figure 31 - cálculo dos parâmetros de Weibull para o GFE_ST10 – fiabilidade R (t) 90
Figure 32 - exemplo de cálculo dos parâmetros de Weibull para o SMEP_CA.......... 91
Figure 33 – Gravidade e frequência para os subsistemas da maquina 2503............. 97
Figure 34 - representação esquemática dos sub-sistemas do equipamento ............. 99
Figure 35 - Apresentação do AMDEC do canhão ST10........................................... 102
Figure 36 – Diagrama Causa – Efeito ou diagrama de ISHIKAWA para a melhoria de
desenpenho. ..................................................................................................... 105
Figure 37 – Análise 5 porquês – Procura de causas raízes ..................................... 107
Figure 38 - Gráfico de comparação de Fiabilidade/Manutenibilidade de equipamentos
.......................................................................................................................... 109
Figure 39 – Relação entre a análise de fiabilidade, TPM e RCM (fonte: LAF) ......... 110
Figure 40 – Esquema de funcionamento do sistema de deslocação do canhão...... 112
Figure 41 – Representação zonas do canhão sujeitas a diferenças de potencial. ... 113
Figure 42 – Representação esquema do canhão e zonas de existência de flash.... 115
Figure 43 – “Eclateurs” para desvio do excesso de energia..................................... 116
Figure 44 – Novo sistema de alimentação da alta tensão........................................ 117
Figure 45 – Análise ao tempo de substituição dos consumíveis. ............................. 118
Figure 46 – O porta filamento................................................................................... 119
Figure 47 – forma de realizar os pontos de medição – alteração proposta.............. 121
Figure 48 – forma de bombagem do subsistema GFE ST10 ................................... 122
Figure 49 – proposta separação da bombagem....................................................... 123
Figure 50 – proposta separação da bombagem....................................................... 124
Figure 51 – proposta para aplicação de sistema de tratamento do ar...................... 125
Figure 52 – tipo de válvulas utilizadas )fonte: SAFMATIC) ...................................... 126
Figure 53 – melhoria a nível de medição no sistema de vácuo do equipamento. .... 128
INDICE DE TABELAS
Table 1 – Nivel de caracterização FMD de um equipamento (Fonte: Monchy, F.)..... 67
Table 2 – Lista de avarias dos equipamentos SAF FE – Modos de avarias .............. 82
Table 3 – Tabela síntese de aplicação do teste de Laplace aos diferentes
subsistemas ........................................................................................................ 87
Table 4 - tabela recapitulativa do nº de avarias e os tempos de paragem e os
parâmetros de Weibull ........................................................................................ 93
Table 5 - tabela recapitulativa da aplicação análise de Weibull ................................. 94
Table 6 – tabela recapitulativa dos modos de falha crítico....................................... 103
Table 7 – Acções a desenvolver para a melhoria RAM............................................ 130
SÍMBOLOS E SIGLAS
A.I.A.G. - Automotive Industry Action Group
AMDEC – Analyse des Modes de Défaillance, leurs Effets et de leur Criticité.
(em inglês FMECA – Failure Modes, Effects and Criticality Analysis)
C.d.c. – Caderno de encargos
CFR - Constant Failure Rate
D - Índice de não detecção utilizado na análise AMDEC
D - Disponibilidade
D’- Novo índice de não detecção
Do – Disponibilidade operacional
Di - Disponibilidade intrínseca
ET - Estatística de teste
E(t) - Esperança matemática
F – Índice de frequência na análise AMDEC
F’- Novo índice de frequência
f(t) – Função densidade de falha.
F(t) – Função distribuição acumulada de falha
FAA – Federal Aeronautic Agency
FMA - Ficha de Manutenção Autónoma
FMP- Ficha de Manutenção Preventiva
G – Índice de gravidade na análise AMDEC
G’- Novo índice de gravidade
H0 - Hipótese nula (teste Laplace)
H1 - Hipótese alternativa (teste de Laplace)
IID - Independentes e Identicamente Distribuídos
KM0 - Kilómetro zero ( condições de recepção dos equipamentos)
LCC – Life cycle Costing.
MSG – Maintenance Steering Group
MDT - Mean down time
MTTR - Mean Time to Repair
MTTF - Mean Time to Failure
MTBF - Mean Time between Failures
m(t) - Função densidade de probabilidade de reparação
M (t) - Função de probabilidade acumulada de reparação
N - Numero acumulado de falhas (teste de Laplace)
OEE - Overall Equipment Efficiency
P - Performance / desempenho de um equipamento
PDCA – Plan Do Check and Act
Q - Qualidade
RCM – Reliability-centered Maintenance.
Ro – Rendimento operacional
R (t) – Fiabilidade
Rv - Rendimento velocidade
SPR – Sistema de Produção Renault
t - tempo
T - Tempo total de funcionamento
Tcy- Tempo de ciclo teórico
TF - Tempo de funcionamento
Ti - Momento em que ocorreu a falha de ordem i
TN - Momento final do teste limitado pela ultima falha
T0 - Momento final do teste limitado pelo tempo
Tq - Taxa de qualidade
TR- Tempo requerido
TPP - Tempo de paragem própria
TPM – Total Productive Maintenance.
TTR – Time to Repair
Tu - Tempo útil
UET – Unidade Elementar de Trabalho
ZT - valor da estatística de teste
Ζα/2 - Valor da estatística de teste para um nível de significância α/2
α - Nível de significância (teste de Laplace)
β − Parâmetro de forma (distribuição de Weibull)
σ − Desvio-padrão (distribuição Weibull)
η - Parâmetro de escala (distribuição de Weibull)
γ − Parâmetro de localização
μ - Taxa de reparação – nº médio de reparações por unidade de tempo
λ (t) – Taxa de avarias.
CAPITULO 1 APRESENTAÇAO DA TESE
- 1 -
1. Introdução
Esta tese, decorre no âmbito do Mestrado em Manutenção Industrial, tendo por
missão o conhecimento das causas raízes das avarias longas, a análise crítica e
sistemática da fiabilidade em equipamentos de soldar por feixe de electrões
existentes na Fabrica de CACIA e o estabelecimento de um plano de acções
estruturadas com vista à melhoria da performance global do equipamento, traduzido
nos parâmetros de fiabilidade, disponibilidade, manutenibilidade e segurança – RAMS
(Reliability, Availability and Maintenability).
Neste trabalho evidenciaremos as diferentes técnicas de análise de fiabilidade
conhecidas actualmente e faremos uso de alguns para o estudo de caso.
A sequência de desenvolvimento da tese encontra-se descrita no sub capítulo 1.2.
Em primeiro lugar, tentaremos dar a conhecer o estado de situação da fiabilidade dos
meios em estudo (análise de dados recolhidos a partir do sistema de gestão de
informação da empresa CACIA, o AS 400) a partir de técnicas de análise de
fiabilidade e de vários indicadores de medição de performance dos meios.
Em termos do trabalho de campo, será feita a recolha, análise e posterior tratamento
dos dados do histórico de avarias a equipamentos, por uma lado com vista ao bom
conhecimento do estado actual e passado do equipamento e por outro concluir sobre
a pertinência da realização do trabalho.
Numa segunda fase será apresentado o resultado do estudo de análise de fiabilidade
do equipamento seleccionado e a determinação de um conjunto de acções (criação
de um Plano de acções de melhoria de fiabilidade) com vista à resolução do
problema de baixa performance dos equipamentos de soldar por feixe de electrões.
1.1. Apresentação do tema
Hoje em dia, os sistemas apresentam de uma forma geral um grau de sofisticação
muito elevada. São capazes de satisfazer a maioria dos requisitos funcionais para os
- 2 -
quais foram concebidos e em alguns casos exibem outras funcionalidades resultantes
de necessidade dos fabricantes apresentarem “novidades” tecnológicas.
No âmbito da aquisição de um determinado equipamento, os requisitos básicos
pedidos pelo caderno de encargos cliente são a sua fiabilidade, a manutenibilidade, a
disponibilidade e segurança, conhecido também pelo acrónimo RAMS. No entanto,
não são poucas as situações em que o primeiro requisito é na prática muitas vezes
marginal e o equipamento se encontra parte do tempo inoperacional, criando
dificuldades em responder ás necessidades dos clientes. Na realidade, muitas vezes
é a existência de periféricos ao equipamento (meios de controlo automáticos
integrados, poka-yoke, sistemas detecção automáticos, etc.), cuja concepção é
normalmente posterior à realização do caderno de encargos base do equipamento,
que mais penaliza este requisito do sistema.
È facto também, que do ponto de vista económico os custos da inoperacionalidade
não são de todo desprezáveis, sendo que muitas vezes difíceis de contabilizar. Do
ponto de vista da relação cliente – fornecedor este pode-se transformar num
elemento fulcral para a existência de futuro negócios.
É provavelmente devido ao aspecto económico, muito importante em gestão de
manutenção, que fundamenta a razão base da realização deste trabalho. Na verdade,
os custos de manutenção para o tipo de equipamento em análise são de tal ordem
importantes e que chegam a atingir 70 % dos custos de aquisição. Sendo assim, não
é difícil perceber que se trata de uma situação onde qualquer gestor de manutenção
vê traduzir-se numa fonte potencial de ganho para a fábrica.
Segundo Assis (2004), a fiabilidade, sendo resultado, por um lado, da concepção e
modo de fabricação do sistema e, por outro lado, das condições (de cargas e
ambientais) a que opera, determinará a frequência com que as falhas ocorrem. Se o
sistema possui um grau elevado de manutenibilidade, as consequências podem ser
menores ou mesmo insignificantes pois as falhas podem ser rapidamente
remediadas, caso contrário, podemos estar, paradoxalmente, perante sistemas
altamente fiáveis mas que devido ás insuficientes características de manutenibilidade,
ficam sujeitas a falhas de consequências graves (paragens longas).
- 3 -
Dois aspectos importantes de manutenção são então apontados. Em termos
quantitativos é importante notar que o MTBF é um parâmetro de medida de
fiabilidade, enquanto que o MTTR é um parâmetro de manutenibilidade.
A disponibilidade é determinada da relação existente entre os dois parâmetros
anteriormente indicados. Dado que, na grande maioria dos sistemas, os tempos de
reparação são normalmente muito inferiores que os tempos entre avarias, é
importante a existência de TBF elevados.
Existem várias razões para o estudo da fiabilidade de um sistema, entre as quais se
destacam a necessidade de responder a um processo contratual, a optimização de
politicas de manutenção, normalmente recomendadas pelo fornecedor, mas
estabelecidas em contexto diferentes da realidade industrial, e também para o
controlo dos custos de exploração em equipamentos complexos.
Os equipamentos de soldar por feixe de electrões, que designaremos de agora em
diante por SAF F.E, cujas funções e constituição será descrito no capitulo 3, são
meios de fabricação que combinam dois tipos de tecnologia diferente para a
realização de soldadura em componentes mecânicos para a industria mecânica
automóvel por bombardeamento de feixe de electrões. Utilizam a tecnologia de vácuo
com a finalidade de garantir a qualidade da solda, assim como a tecnologia de
criação de feixe de electrões por bombardeamento de electrões, sendo que para isso
submetem o “canhão” a alta tensão. A combinação destas duas tecnologias torna o
processo muito complexo e delicado em termos da produção industrial.
Estes equipamentos têm como objectivo final realizar o processo de soldadura de
componentes para a indústria automóvel. No caso da aplicação na fábrica de CACIA,
local de realização da componente prática deste trabalho, estes equipamentos são
utilizados na soldadura por bombardeamento de electrões a componentes de caixas
de velocidades, tais como, os eixos de comando interno – passagem de velocidades
e os pinhões.
Há mais de 18 anos que estes equipamentos são conhecidos na fábrica, tendo sido
desenvolvidos no início da década de 70. O facto de incorporarem duas tecnologias
de alguma complexidade: produção de alto vácuo e a geração de feixe de electrões,
- 4 -
associado a condições de exploração limites de funcionamento (trabalho em três
equipas, aproximadamente 24 horas/dia) constitui verdadeiramente um desafio para o
seu desempenho. O desempenho requerido poderá nunca ser atingido pelo que a
procura de soluções alternativas a este processo tem sido uma constante nos últimos
tempos.
A necessidade de caracterizar devidamente as anomalias que conduzem a um baixo
rendimento global – o Rendimento operacional (Ro) ou também conhecido pelo
acrónimo anglo-saxónico Overall Equipment Effectiveness (OEE) torna-se óbvia do
ponto de vista de gestão dos recursos. Os desafios que se colocam são interessantes
e uma metodologia global com vista à análise da fiabilidade, da manutenibilidade e da
disponibilidade parecem necessárias para responder aos desafios propostos pela
direcção da fábrica. Os objectivos são de responder ás questões:
Serão as máquinas de soldar F.E efectivamente meios de fabricação concebidos à
medida do ambiente industrial que temos?
Os recursos humanos e materiais para a utilização dos meios estão disponíveis?
A formação do pessoal e os modos operandos são adequados?
As preconizações do fornecedor são respeitadas? Estarão correctamente definidos?
1.1.1. Contexto de utilização dos equipamentos
Os equipamentos de soldar por feixe de electrões encontram-se a funcionar em
linhas de produção de componentes de caixas de velocidades. Duas encontram-se
no sector dos eixos de forquilhas, duas no sector de eixos de marcha-atrás e outras
tantas no sector dos pinhões. Apesar da diferença de produtos realizados o modo
operatório é igual para ambos os equipamentos.
A utilização de RCM e TPM para a abordagem da questão, recorrendo a ferramentas
como o AMDEC / FMECA, parece-nos adequado. O AMDEC, dentro da organização
Renault e em particular na C.A.C.I.A., S.A. já é utilizado de forma regular no contexto
da compra de novos equipamentos e seu uso é recomendado. Neste trabalho esta
abordagem tem o intuito de enquadrar a sua utilização no quadro da estratégia de
- 5 -
manutenção RCM, sendo que recomenda-se a sua utilização exaustiva na fase de
exploração, em equipamento antigos, cujo processo de compra não integrou esta
estratégia.
Teremos particular atenção à forma como é tratado a fiabilidade na Empresa e será
feita uma comparação entre valores teóricos de disponibilidade anunciados pelo
fornecedor do equipamento e o resultado da análise efectuado aos dados recolhidos
nos últimos dois anos.
Após muitos anos de utilização do processo de soldadura por feixe de electrões, e
após muita reflexão em torno do assunto por especialistas, quer do fabricante, quer
dos clientes, constata-se que, de um ponto de vista geral, os utilizadores destes
meios apresentam fortes problemas de fiabilidade, agravados nos últimos dois
últimos anos.
Duas vias principais foram identificadas para explicar esta problemática:
• Os problemas de destruição repetitivas de uma determinada categoria de
componentes.
• Os problemas de duração de vida (MTTF baixos) de certos consumíveis –
elementos não reparáveis de alguns dos subsistemas dos equipamentos de
soldar, como o filamento, o cátodo, etc.
• Os problemas ligados ao período longo de substituição de uma parte dos
consumíveis (MTTR elevados).
Ainda associada a esta dificuldade, está a falta de disponibilidade dos equipamentos
no período de arranque de novos equipamentos ou aqueles sujeitos a renovação /
modernização.
1.2. Apresentação sumária dos capítulos da tese
A tese encontra-se estruturada em cinco capítulos. De seguida faremos uma
apresentação sumária dos capítulos da tese.
No primeiro capítulo, a par de uma introdução geral, é feita também a apresentação
do tema da tese. Esta apresentação tem como objectivo familiarizar o leitor com os
objectivos gerais do trabalho.
- 6 -
No segundo capítulo, faz-se uma abordagem às Metodologias de Gestão de
Manutenção e destina-se à análise bibliográfica, isto é, ao estado de arte em análise
de fiabilidade, onde se destaca o desenvolvimento de conceitos como RAMS e o seu
desenvolvimento a nível industrial, as filosofias complementares do TPM e do RCM
no contexto industrial, a apresentação das técnicas de análise de fiabilidade
conhecidos e a utilizar no trabalho e finalmente uma conclusão a respeito do capítulo.
O capítulo três destina-se á apresentação do caso em estudo, isto é, a justificação
das técnicas / ferramentas a utilizar no trabalho e referenciadas no capítulo 2. Neste
capítulo também faremos a justificação da selecção do equipamento.
O capítulo quatro destina-se à apresentação do estudo realizado ao equipamento
seleccionado, a aplicação das metodologias de análise fiabilistica, a relação entre a
análise fiabilistica e as filosofias TPM e RCM. Neste capítulo também mostramos as
melhorias do RAM a partir das soluções encontradas e a conclusão a que chegamos.
No capítulo cinco faremos as conclusões gerais do estudo, uma análise critica ao
trabalho desenvolvido e proposta para trabalhos futuros.
2. Objectivos finais do trabalho
O primeiro objectivo visa a obtenção de uma disponibilidade própria para produzir, tão
grande quanto possível, tendo como valor standard da empresa 97% (conforme
capitulo FMD – Fiabilité, Maintenabilité et Disponibilité, do caderno de encargos).
O terceiro objectivo é o da criação de um plano de acções estruturada com base na
aplicação das metodologias de análise propostas ou a emissão de ideias simples,
com vista à melhoria da fiabilidade. Um trabalho de fundo com vista ao bom
conhecimento destes equipamentos do ponto de vista da manutenção será
desenvolvido junto do grupo de trabalho da secção da manutenção dedicado a estes
equipamentos. O fornecedor dos meios será consultado para a realização de uma
formação e uma “ expertise “ técnica.
O terceiro objectivo é tentar justificar o carácter industrial dos meios análise em
termos da sua fiabilidade, manutenibilidade, e disponibilidade.
- 7 -
3. Conclusões do capitulo
Este capítulo tem como objectivo principal a apresentação do tema. Apresenta-se
como um ponto fundamental do trabalho, já que a partir da sua leitura poderemos
inferir sobre a pertinência da realização do trabalho como uma tese de Mestrado.
- 8 -
CAPITULO 2
METODOLOGIAS DE GESTÃO DA MANUTENÇÃO
- 9 -
1. Introdução ao RAMS e seu desenvolvimento a nível industrial
1.1. Introdução
O estudo de Fiabilidade e da Manutenibilidade, visto como dois dos factores do
RAMS (acrónimo de Reliability, Avaibility, Maintenability and Safety) remontam à
década de 60 (sessenta), com os primeiros estudos publicados por Dimitri
Kececioglu. Os capítulos fundamentais do desenvolvimento da História da
Fiabilidade, em concordância, com os outros factores RAMS – disponibilidade e
segurança, são descritos a seguir, de forma resumida, segundo o autor.
A percepção de que a Fiabilidade é um factor crítico no ciclo de vida dos
equipamentos e componentes, sobretudo quando se avaliava o seu desempenho,
surgiu efectivamente durante a Segunda Guerra Mundial, nos E.U.A., associada ao
deslocamento de equipamento aéreo para os locais longínquos onde decorria o
cenário de guerra, onde 60% chegava avariado, à baixíssima Fiabilidade do
equipamento e peças de reserva em armazém, que se tornava inoperacional antes de
utilização, e ao equipamento electrónico dos bombardeiros, que dispunha de, no
máximo, de 20 horas sem avarias. Paralelamente, Robert Lusser, que trabalhou no
programa de teste do míssil alemão V-1, na Alemanha, foi o primeiro homem a
reconhecer a necessidade de se entender a Engenharia de Fiabilidade como uma
disciplina separada. Após a guerra, Robert Lusser emigrou para os E.U.A. entrando
para a Divisão de Investigação e Desenvolvimento do Exército Americano. Escreveu,
entretanto, numerosos artigos sobre a teoria da Fiabilidade e a sua aplicação.
Durante a década de 40, passou a ser dada uma atenção especial às válvulas e a
outros componentes electrónicos pelo Exército, Força Aérea e Marinha, de forma a
melhorar o seu desempenho, tendo algumas entidades privadas e ligadas ao ensino
iniciado a realização de estudos de análise às falhas de válvulas, resistências,
condensadores, transformadores, relés, entre outros.
Em 1950, O Departamento de Defesa Americano estabeleceu um grupo Ad Hoc para
o estudo da Fiabilidade e em 1951 o “Secretary of Defense” publicou uma directiva
- 10 -
para todas as agências do Departamento de Defesa no âmbito de aumentarem o
ênfase na Fiabilidade do equipamento electrónico militar.
Em 1952, o grupo Ad Hoc passou a permanente (AGREE – Advisory Group on the
Reliability of Electronic Equipment). Nesse ano, a Engenharia de Fiabilidade iniciou o
seu desenvolvimento como uma disciplina separada.
Em 1953, o Dr. R. R. Carhart da Rand Corporation preparou um inquérito à
Fiabilidade patrocinado pela USAF Project Rand. Esse estudo baseou-se na revisão
dos problemas e na análise do progresso até essa altura. Adicionalmente, listou sete
factores que, estimados por si, determinavam a valia militar e económica de um
sistema de armamento. Dois desses factores eram a Fiabilidade e a Manutibilidade.
Em 1954 efectuou-se o primeiro Simpósio Nacional em Fiabilidade e Controlo de
Qualidade, patrocinado pelo I.E.E.E. (Institute of Electrical and Electronic Engineers),
pela A.S.Q.C. (American Society for Quality Control) e pela I.E.S. (Illuminating
Engineering Society), tendo sido publicados as actas e conclusões deste simpósio.
Em 1955 o I.E.E.E. criou a Sociedade da Fiabilidade e Controlo de Qualidade.
Durante a década de 50 foram publicados diversos artigos sobre Fiabilidade e foi
publicado o primeiro livro neste âmbito (editado por Keith Henney na McGraw-Hill). A
AGREE continuou a sua actividade dando origem a várias normas militares e
publicando, em 1957, o seu primeiro relatório sobre Fiabilidade.
Em 1957, a Bell Aircraft Corporation, na sua divisão de voos espaciais, editou um dos
primeiros livros sobre Fiabilidade na indústria aeroespacial. Os principais conteúdos
do livro foram posteriormente incorporados num boletim da Força Aérea, que
representou a primeira tentativa do governo para ajudar a indústria a se organizar no
sentido da Fiabilidade.
Em 1959, a Força Aérea publicou um documento com um programa para a gestão da
Fiabilidade, onde, pela primeira vez, foram estipuladas condições mínimas a cumprir
pelos seus fornecedores. Um dos aspectos salientes do documento era a exigência
os fornecedores da demonstração da Fiabilidade especificada. Paralelamente,
passava a ser requerido ao fornecedor a preparação de um plano escrito
- 11 -
descrevendo o programa da Fiabilidade que este assumia durante o período
contratual.
Em 1960 foi publicado o primeiro livro que combinava a análise estatística e a
Engenharia de Fiabilidade (D. N. Chorafas) e a U.S. Naval Post-Graduate School, em
Monterey, California, tornou-se a primeira instituição a leccionar cursos de
Engenharia de Fiabilidade, à qual se juntou a U.S. Army Management Engineering
and Training Activity (AMETA) em Rock Island, Illinois, em 1961, com cursos de
Engenharia de Fiabilidade e Manutibilidade. Em 1961 foi publicado o primeiro livro
exclusivamente sobre Engenharia de Fiabilidade (Igor Bazovsky) e as forças armadas
continuaram a estabelecer uma série de normas no âmbito da Fiabilidade.
Em 1962 o U.S. Air Force Institute of Technology (AFIT) em Dayton, Ohio, tornou-se a
primeira instituição educacional a iniciar um Programa de Mestrado em Engenharia
de Fiabilidade de Sistemas, para pessoal afecto às Forças Armadas e ao Governo. O
A.I.A.A. (American Institute of Aeronautics and Astronautics), a S.A.E. (Society of
Automotive Engineers) e a A.S.M.E. (American Society of Mechanical Engineers)
iniciaram a primeira Conferência Anual de Fiabilidade e Manutibilidade para dar
ênfase à Fiabilidade mecânica, tendo publicado as actas desta e das conferências
seguintes, realizadas anualmente.
Em 1963, o Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da Universidade
do Arizona, em Tucson, passou a leccionar cursos de Engenharia de Fiabilidade, com
coordenação do Dr. Dimitri Kececioglu. Nesse mesmo ano, a NASA adoptou uma
série de linhas orientadoras para serem seguidas pelos fornecedores, de forma a
assegurar a Fiabilidade dos equipamentos dos sistemas espaciais, incluindo os níveis
de Fiabilidade dos componentes a serem utilizados, os testes a serem realizados e a
apresentação de dados de aceitação de testes certificados.
Em 1966, foi fundada, em Buffalo, Nova Iorque, a Sociedade dos Engenheiros de
Fiabilidade.
Em 1969, a Universidade do Arizona iniciou um Programa de Mestrado em
Engenharia Aeroespacial e Engenharia Mecânica com uma opção em Engenharia de
Fiabilidade.
- 12 -
Em 1972, a Conferência Anual de Fiabilidade e Manutibilidade do A.I.A.A., da S.A.E.
e da A.S.M.E. fundiu-se com o Simpósio Anual em Fiabilidade, surgindo o actual
Simpósio Anual em Fiabilidade e Manutibilidade, que assinalou a sua quinquagésima
edição em Janeiro de 2004 (www.rams.org). Até ao fim da década de 80 continuaram
a ser estabelecidas normas no âmbito da Fiabilidade dos sistemas pelas Forças
Armadas dos E.U.A.
Em termos de perspectiva futura, prevê-se que as empresas industriais que queiram
sobreviver no mercado global terão de aprender a conceber, projectar, fabricar,
testar, embalar e distribuir ao utilizador produtos que desempenhem a sua Fiabilidade
projectada para funcionamento, que sejam fáceis de manter (elevada
Manutenibilidade) ou que não necessitem de manutenção para a sua vida projectada,
que sejam seguros na sua operação e utilização e que sejam de elevada qualidade.
Não seria possível abordar de forma coerente este trabalho sem nos referir ao
conceito RAMS, acrónimo de Reliability, Availibility, Maintenability e Safety, pois
facilmente percebemos que estes quatro conceitos para além de estarem
interligados, apresentam uma grande importância na explicação dos resultados que
hoje conhecemos para os meios em estudo. Isto é, existe uma ideia generalizada de
que as maquinas de soldar por feixe de electrões são pouco fiáveis, mas na verdade,
é a combinação destes quatro factores que motivam tal ideia.
Outro factor que nos faz abordar este tema é também o facto de que hoje em dia
existe a necessidade de se ter em conta cada vez mais as questões de natureza
estratégica, como sendo, as sociais, de segurança, de ética ambiental, etc., e não só
e apenas no lucro gerado por um determinado projecto.
Hoje em dia, são muitos os sectores de actividade que têm integrado condições sobre
os factores RAMS nos contratos com os fornecedores de bens de equipamento,
especificando e quantificando, por exemplo, tempo médio entre falhas, tempos de
reparação e disponibilidade dos sistemas. No caso da organização de CACIA, S.A,
este capítulo do caderno de encargos é conhecido por FMD, acrónimo de “Fiabilité,
Maintenabilité et Disponibilité ”.
- 13 -
1.2. Fiabilidade
“A fiabilidade é a característica de um dispositivo expressa pela probabilidade que esse dispositivo tem
de cumprir uma função requerida em condições de utilização e por um certo período de tempo
determinado”. AFNOR X60-501 (1997)
A Fiabilidade dos sistemas assenta, numa primeira análise, na predição do seu
desempenho e comportamento futuros, assumindo um papel crítico durante a fase de
concepção e design dos sistemas.
A fiabilidade é a probabilidade de um sistema desempenhar a sua operação
adequadamente dentro de determinadas condições operativas e durante um período
de tempo pretendido (ou outra variável de referência) e é identificada por R(t). Esta
definição totalmente ligada ao conceito de probabilidade está de acordo com a ideia
que empiricamente temos de fiabilidade.
Em todos os casos, o comportamento de um sistema não pode ser visto numa
perspectiva determinística mas sim numa perspectiva estocástica, isto é, varia ao
acaso com o tempo. A análise completa de um processo estocástico pode ser
conseguida através da aplicação da teoria da probabilidade. Esta é essencialmente
uma ferramenta que permite a transformação do conhecimento de um sistema numa
predição sobre o seu provável comportamento futuro. O processo de análise envolve
a compreensão completa do sistema: o seu design, a forma como opera, a forma como pode falhar, a sua envolvente e as condições de carga a que está sujeito.
Segundo Leitch, Roger (1995), a predição da fiabilidade baseia-se no conhecimento
do passado, utilizando, para tal, dados estatísticos. Nesse sentido, podem-se seguir
diversos tipos de distribuições f(x), em função do tipo de sistema e das suas
características (nomeadamente das fases da sua vida como ilustrado na Figura 1.
Em termos de distribuições de probabilidade, as mais correntemente utilizadas são a
distribuição de Poisson, a distribuição exponencial, a distribuição normal e a
distribuição de Weibull.
- 14 -
Uma abordagem muita sucinta dos tipos de distribuição é a realizado neste trabalho
no capitulo 1.2.5. Para um maior aprofundamento do assunto sugere-se a leitura de
uma análise completa explorada por Billinton and Allan (1993).
Segundo os mesmos autores, a evolução da Fiabilidade de um sistema pode ser
associada à evolução da taxa de falhas ao longo da vida útil desse sistema [λ(t)] da
seguinte forma:
A Figura 1, ilustra a forma típica de λ (t) através do tempo de vida do sistema. Trata-
se de uma representação da função densidade de probabilidade em função do tempo
e não uma característica de desempenho real do sistema. Pela sua imagem típica,
esta curva é normalmente conhecida como a Curva de Banheira, e apresenta três
fases distintas:
Figure 1 - Variação da taxa de falhas durante a vida de um sistema
• Fase Inicial ou de Infância – caracterizada pelas falhas que ocorrem no início de
actividade de qualquer sistema, estando relacionadas com problemas de montagem e
instalação ou com problemas de design e fabrico. Estas falhas surgem, por vezes,
- 15 -
devido ao facto do equipamento necessitar de adaptar-se ao seu ambiente de
trabalho.
• Fase de Vida Útil – caracterizada por uma taxa de falhas constante. A origem das
falhas neste período deve-se, essencialmente, a factores como o excesso de carga e
negligência na utilização dos sistemas ou a causas imprevisíveis (falhas aleatórias).
• Fase Final ou de Fadiga – caracterizada por um aumento rápido da taxa de falhas
com o tempo. As falhas são habitualmente devidas a envelhecimento e desgaste.
Nesta fase adivinha-se o fim de vida do sistema.
Embora a figura anterior exiba as características da maioria dos conjuntos de dados
reais sobre sistemas, outros tipos de sistemas podem exibir variações à curva de
banheira.
Além do índice tradicional utilizado para medir a Fiabilidade – a sua probabilidade
como descrita anteriormente – outros índices são frequentemente referidos e
utilizados, sobretudo relacionados com os sistemas e ou especificações operacionais.
Desta forma, o termo Fiabilidade passou a ser utilizado genericamente para
descrever todos esses índices e não apenas relacionado com o conceito de
probabilidade. De seguida apresenta-se alguns exemplos típicos de outros índices
utilizados:
• O número total de falhas esperadas para um período de tempo específico;
• O tempo médio entre falhas. (MTBF – Mean Time Between Failures).
• A duração média de paragem de um sistema (MDT – Mean Down Time)
• A perda de receitas ou de produção derivada de uma falha.
Normalmente tratamos de fiabilidade ligada ao conceito sistema. O sistema é um
termo utilizado para a designação genérica de um conjunto de órgãos, formando um
equipamento ou um conjunto de recursos, que prestam um determinado função e/ou
serviço.
Do ponto de vista da fiabilidade, tratando-se de um sistema constituído por elementos
ou componentes funcionando em série, estes relacionam-se de tal forma que o
sistema falhará se qualquer um destes falhar. Num sistema série, todos os
- 16 -
componentes que dele fazem parte devem funcionar bem para que o sistema
funcione e basta que um deles falhe para que o sistema também falhe na sua
globalidade.
Com vista à dedução das expressões da fiabilidade do sistema é necessário ter em
conta duas politicas de manutenção do sistema;
• Substituição do sistema sempre que um dos componentes falhe (regresso ao
estado de novo), tratando-se assim de um sistema não reparável.
• Substituição ou reparação só do componente falhado, continuando os outros
em serviço até que chegue a sua vez de falhar. Trata-se de um sistema
reparável.
Num sistema do tipo paralelo, os elementos ou componentes do sistema podem
funcionar de forma independente, sendo que o não funcionamento de um não põe em
causa todo o funcionamento do sistema. Trata-se normalmente de casos de
redundância.
1.2.1. Medição empírica de fiabilidade
È comum quando adquirimos um determinado equipamento, questionar o fabricante
sobre a fiabilidade do equipamento. Normalmente, a resposta é nos fornecidos com
base em ensaios que regularmente o fornecedor realiza ao equipamento.
Destes ensaios, são recolhidos dados dos quais se podem tirar conclusões, como por
exemplo:
A fiabilidade R (t), isto é a probabilidade de que o elemento se encontra em serviço
até ao ciclo t e dado por:
ensaiodoinicionoexistenteNtcicloaoatetessobrivivendeNtR
____º_____º)( =
Outras duas medidas podem ser:
Função densidade de probabilidade de falhas.
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ensaiodoinicionoexistenteNttf
____º_lono_intervade_falhas_Nº)( Δ
= ,
Função de risco (ou taxa instantânea de falhas).
)(____º_lono_intervade_falhas_Nº)(
ttciclonotessobrevivendeNtth
Δ−Δ
= ,
1.2.2. Taxa de avarias
A taxa de avarias, também conhecido na literatura anglo-saxónico por “Failure Rate”
é um parâmetro de medida da fiabilidade. De uma forma simplificada, a taxa de
avaria é o número de avarias por unidade de tempo.
Quando se trata de componentes, a taxa de avarias representa a proporção destes
que sobrevivem no tempo t e é dado pela expressão:
utilizaçãoDuração _de_avariasNº
=λ
A taxa de avarias instantânea λ (t) é definido como sendo a variação do número
esperado de avarias relativas a um determinado instante de tempo e é dado pela
expressão:
[ ])()( tNEdtdt =λ ,
isto é, a derivada em ordem ao tempo da esperança matemática do numero de
avarias no instante t. A esperança matemática ou valor esperado de uma variável
aleatória é um dos conceitos mais relevantes da Teoria das Probabilidades, sendo
que para uma variável aleatória é usualmente referida como uma medida de posição
da distribuição dessa variável.
A esperança matemática de uma variável aleatória X, com densidade de
probabilidade f (x) é dada por:
- 18 -
Por ultimo, é de referir que somente em situações em que a taxa de avarias é
constante, podemos relacionar este com o MTBF. Esta relação é definida pela
expressão:
MTBF1
=λ
1.2.3. Função de risco h(t)
A função de Risco, também conhecido por “Hazard Rate” representada por h(t), é tida
como sendo a probabilidade por unidade de tempo de um item ou componente não
reparável vir a falhar no intervalo de tempo [t, t+dt], sabendo que não se observou
avarias até t.
Este conceito tem sido aplicado quase que exclusivamente a sistemas não reparáveis
(componente ou item), o que implica que a contagem do tempo seja efectuada desde
a entrada em serviço desses sistemas.
A expressão matemática de h(t) é dada por :
)()()(
tRtfth =
1.2.4. Tempo médio entre avarias, o MTBF
Do ponto de vista da manutenção, alguns órgãos são considerados não reparáveis e
outros reparáveis. Para os sistemas reparáveis, cuja abordagem neste trabalho se
espera profunda, tem como principal grandeza de medida da fiabilidade o tempo
médio entre falhas, muito conhecido por MTBF (Mean Time Between Failure) e é
calculado pela expressão:
∫∞
=0
).( dttRMTBF
- 19 -
Para a análise de tendência, baseada na ordem cronológica das avarias em sistemas
reparáveis ou não reparáveis (componentes ou itens) faz-se recurso ao tão conhecido
teste de Laplace, desenvolvido no capítulo 3.
1.2.5. Distribuições típicas usadas em fiabilidade
Os métodos utilizados para quantificar a fiabilidade são a estatística e a
probabilidade. Quando abordamos a fiabilidade lidamos com o conceito de incerteza.
Actualmente a abordagem dos problemas actuais de engenharia é feita de forma
generalizada com base em probabilidade em oposição da abordagem determinística.
A estatística da fiabilidade pode ser dividido em três tipos: as funções discretas, as
funções continuas e processos pontuais. A escolha do método dependerá do
problema e do tipo de dados disponíveis.
Funções continuas de distribuição:
• Distribuição normal ou Gaussiana
• Distribuição Lognormal
• Distribuição exponencial
• Distribuição Gamma
• Distribuição do Qui-quadrado
• Distribuição de Weibull
Funções discretas de distribuição:
• Distribuição binomial
• Distribuição de Poisson
Em muitas situações de cálculo de fiabilidade assumimos que a taxa de avaria é
constante (CFR), nestes casos dados das avarias seguirão uma distribuição
exponencial. A estimativa dos limites de confiança a partir da aproximação s-normal
torna-se inadequada. Nestas circunstâncias usamos a distribuição de Qui-quadrado
para estimar os limites de confiança.
- 20 -
1.3. Manutenibilidade
Segundo Assis (2004), em manutenibilidade o enfoque está em conceber um sistema
ou um equipamento que, em caso de avaria, seja reparado o mais rapidamente
possível. Esta é essencialmente uma característica de concepção, donde que é nesta
etapa onde devem ser concentrados os maiores recursos, para que em combinação
com a fiabilidade dos itens instalados resulte uma grande disponibilidade. Esta é
outro conceito que abordaremos de seguida.
É durante a fase de concepção que se estuda em profundidade a aptidão de um
determinado órgão receber manutenção. No entanto vários são as situações em que
este estudo é completamente posto de lado ou mesmo alterado quando existem
modificações posteriores á montagem do equipamento. È este aspecto que nos
preocupa no caso dos equipamento de soldar por feixe de electrões e será abordado
posteriormente mostrando alguns caso práticos.
Enquanto a manutenção tem por finalidade repor o sistema avariado nas condições
de operacionalidade, a manutenibilidade sendo um parâmetro de design tem por
objectivo criar sistemas fáceis de serem reparados. O objectivo final da combinação
da fiabilidade e da manutenibilidade é evitar situações em que um sistema muito
fiável, mas com fracas características de manutenibilidade, faça com que avarias
simples tenham consequências sérias.
A manutenibilidade é ainda segundo Assis (2004), essencialmente uma característica
de concepção e de fabricação. Para este caso em concreto a importância que reveste
esta característica é imensa, visto que o nosso enfoque enquanto gestores de
manutenção está na duração do tempo de intervenção. È necessário travar uma
batalha contra as avarias longas, responsáveis pela diminuição da disponibilidade
dos equipamentos. È fundamental controlar o tempo de reparação – em inglês TTR –
Time To Repair.
Durante a abordagem à manutenibilidade, todos os aspectos susceptíveis de
influenciarem a aptidão de um órgão para receber manutenção é considerada. A
manutenibilidade visto como um parâmetro do design do equipamento ou sistema
- 21 -
pode ser expressa, de acordo com Assis (2004), em termos de: a frequência de
manutenção; tempo de manutenção; custo de manutenção, sendo que o tempo de
manutenção é o critério mais utilizado.
È possível descrever a manutenibilidade a partir de algumas distribuições de
probabilidade, dos quais se destacam:
• A NORMAL, no caso de rotinas de operações de reparação simples, frequentes e
de curta duração;
• A EXPONENCIAL, no caso de equipamento de complexidade média-alta e avarias
pouco frequentes;
• A NORMAL LOGARTIMICA, no caso de equipamentos complexos e, muitas
operações elementares e avarias pouco frequentes.
As funções de manutenibilidade mais usadas são semelhantes aquelas deduzidas
para a fiabilidade, sendo que:
• m(t) = função densidade de probabilidade de reparação.
• μ = taxa de reparação, que traduz o ritmo ao qual uma reparação é realizada e é
expressa pelo nº de reparações bem sucedidas realizadas em uma hora.
• M(t) = função de probabilidade acumulada de reparação, que se traduz na
probabilidade de completar uma reparação com sucesso num intervalo de tempo.
Do ponto de vista matemático, a manutenibilidade é definido como sendo a
probabilidade de reparar o sistema e repô-lo nas condições de funcionamento
predefinido no intervalo de tempo TTR:
TTTReTTRf μμ −= *)(
Em que:
μ = Nº médio de reparações de manutenção realizadas por unidade de tempo;
TTR = tempo de reparação;
f(TTR) = probabilidade de uma reparação se realizar no tempo TTR.
- 22 -
1.3.1. Analise qualitativa de manutenibilidade
• Tempos tipificados de intervenção
Segundo Assis (2004), existem várias medidas do tempo de intervenção, sendo
comum o tempo médio de manutenção correctiva, tempo médio de manutenção
preventiva, o tempo médio entre manutenções e o tempo médio entre substituições.
• Orçamentos de intervenção preparada
• Meios humanos e materiais requeridos
• Tempos previstos à função manutenção
1.3.2. Analise quantitativa de manutenibilidade
O MTTR é um parâmetro de medida da manutenibilidade, ou por outras palavras a
nossa capacidade em repor o sistema nas suas condições de operacionalidade, após
uma falha. Em termos quantitativos, o MTTR é o parâmetro que descreve a
manutenibilidade de um sistema. Na prática, quando dispomos de N valores TTR
(Time to Repair) retirados do cadastro de uma máquina, podemos calcular o tempo
médio de manutenção correctiva MTTR pela expressão:
∑=N
iTTRN
MTTR0
1
Em que:
N= nº de valores de TTR retirados do cadastro de uma máquina e TTRi são os
tempos de reparação de cada avaria.
- 23 -
1.4. Disponibilidade
Embora o conceito de Disponibilidade possa seguir a análise probabilística de
um sistema estar a funcionar ou não num determinado instante temporal, na
abordagem determinística a Disponibilidade é habitualmente referida como o rácio
entre o tempo efectivo de funcionamento regular de um sistema e o tempo total
planeado para o seu funcionamento - Tempo Total de Carga.
Em termos algébricos:
Salienta-se que o MTBF é medido entre o instante inicial de funcionamento e o
instante de ocorrência de uma incidência que ocasione uma paragem no
funcionamento regular desse sistema (indisponibilidade)
As paragens de um sistema referem-se ao período de indisponibilidade para
operação regular desse sistema (dentro das suas especificações de funcionamento),
resultante de uma incidência. Existe, assim, uma relação directa entre a Fiabilidade e
a Disponibilidade de um sistema, uma vez que as falhas de um sistema, poderão dar
origem a períodos de indisponibilidade.
Figure 2 – Disponibilidade, MTBF e MDT
No âmbito dos equipamentos industriais, as horas de funcionamento são a referência
para a Fiabilidade, pelo que os devidos ajustes deverão ser tidos em conta.
Segundo Assis (2004), a disponibilidade é um indicador que relaciona directamente
com o MTBF, sendo representado por D, existindo dois tipos de disponibilidade:
- 24 -
A Disponibilidade operacional Do, que é uma medida da percentagem entre o tempo
útil e o tempo total de funcionamento, sendo este a soma do tempo de útil (Tu) e o
tempo de paragem (Tp). Esta disponibilidade traduz a qualidade do equipamento
associado à eficiência da organização. Relembra-se que o tempo de paragem é o
resultado da paragem para manutenção, seja correctiva e ou preventiva e também
aguardando assistência (administração e logística) e é dado pela expressão:
pu
uuo TT
TTT
D+
==
A Disponibilidade intrínseca Di, dá nos apenas a ideia da qualidade do equipamento,
visto que para o seu cálculo retiramos do tempo de paragem o tempo de manutenção
preventiva e os tempos de administração e logística, sendo dado pela expressão:
MTTRMTBFMTBFDi +
=
A indisponibilidade I, muitas vezes usada em análise fiabilidade, é o complementar da
disponibilidade, e se atendermos que a taxa de avarias (λ) é o inverso do MTBF (no
caso da lei exponencial) e que a taxa de reparação é o inverso do MTTR, então
teremos que:
μλλ+
=I
Segundo a norma Renault E41.50.505.R - indicadores de seguimento de
performances dos meios em produção - são definidos a disponibilidade própria e a
disponibilidade por avaria. A disponibilidade por avaria reflecte um outro indicador, a
indisponibilidade por avaria, que se encontra no caderno de encargos do
equipamento.
A disponibilidade própria é a relação entre o tempo de funcionamento (TF) e o tempo
total, sendo este o resultado do tempo de funcionamento mais o tempo de paragem
própria do equipamento (TPP), isto é:
TPPTFTF
TtotalTFDp +
==
- 25 -
A disponibilidade por avaria traduz a relação entre o tempo de funcionamento e a
soma deste com o tempo de avaria. O tempo de avaria são os tempos ligados á
paragem do equipamento devido a avaria da máquina e avaria da ferramenta.
Na figura a seguir apresentada está esquematizado o diagrama de tempos de estado
de um determinado equipamento, segundo a norma anteriormente referido.
Figure 3 – Decomposição dos tempos de estado de um equipamento (fonte: Renault E41.50.505.R)
- 26 -
1.5. Factores que Influenciam o RAM de um Equipamento.
São diversos os factores que influenciam a fiabilidade, a disponibilidade e a
manutenibilidade. No esquema da Figura 4, apresentamos sobre a forma de um
gráfico de Ishikawa, os diferentes aspectos que condicionam a performance de um
equipamento, traduzido na sua fiabilidade, disponibilidade e manutenibilidade.
Fornecedores - para este parâmetro, é importante o conhecimento do meio, a
“démarche” de análise fiabilidade, a garantia, a gestão e o domínio da
subcontratação, o respeito e aplicação das normas, os boletins de recepção interna, o
contrato de manutenção, prestações de formação e a gestão documental são os
elementos que concorrem para a obtenção de boas performances.
Método – neste item destaca-se essencialmente o sistema de alerta ao operador,
sistema de alerta à manutenção, sistema de alerta à hierarquia, a documentação
FOP (ficha de operação do processo), FOS (Ficha de operação standard), sistema de
informação de apoio à análise RAM (exemplo do SAM – sistema de ajuda à
manutenção), o KM0 – kilómetro zero da máquina, o processo de maquinação, a
definição do processo.
Meio – temos como parâmetros importantes a considerar, a acessibilidade /
ergonomia, a robustez do equipamento, a ajuda ao diagnostico (HM), a
documentação da máquina, o arranque do meio e sua recepção (pelo cliente e pelo
fornecedor), a calibração necessária, e o aquecimento se necessário.
Projecto – os parâmetros são: os indicadores RAM no caderno de encargos,
preconizações do “métier”, definição das necessidades de formação, definição do
processo peças de desgaste e substituição, definição das necessidades KM0,
definição do processo para a documentação, o FMECA do meio, a recepção às
diferentes etapas, o TPM em projecto.
Organização – as politicas de gestão de peças de desgaste / substituição, aplicação
do plano de manutenção preventiva, aplicação do TPM, tratamento dos problemas,
gestão das trocas de ferramentas de corte, gestão da mudança de série ou produto –
reconfiguração de um ou mais equipamentos, também conhecido por mudança de
- 27 -
“rafale”, a repartição das tarefas, a gestão documental, e a disponibilização da
organização definida no Projecto, são os itens a ter em conta.
Mão-de-obra – no caso dos operadores deve ter em atenção, o nível de formação, a
antiguidade na utilização de meios similares, número de operadores / meio, formação
sobre o meio, a matriz de competências; para os técnicos de manutenção é
importante verificar: o nível de formação, a antiguidade na utilização de meios
similares, o nº de técnicos dedicados ao equipamento, a formação sobre o meio.
Se atendermos à complexidade da interacção destes factores sobre o meio,
facilmente entenderemos quanto é difícil o papel da caracterização dos parâmetros
de fiabilidade, de disponibilidade e de manutenibilidade. O desafio que se coloca ao
gestor de manutenção é o de compreender os mecanismos interacção e a
importância de cada factor, sendo que é necessário a definição de acções para a
abordagem e resolução dos problemas.
A figura seguinte, recorrendo a uma ferramenta muito utilizado na resolução de
problemas, apresenta-nos de uma forma resumida os factores influentes na
caracterização do RAM de um equipamento.
- 28 -
Figure 4 – Ishikawa – factores influentes do RAM para um equipamento
- 29 -
2. O RCM e o TPM – duas filosofias complementares
2.1. Introdução
Durante a fase de pesquisa e de melhor conhecimento da situação da fiabilidade das
máquinas de soldar F.E na fábrica de Cacia, foi evidenciado as diversas formas como
o problema estava a ser abordado e as diferentes ferramentas utilizadas, algumas
evidenciadas nas bibliografias consultadas, outras são ferramentas criadas e
desenvolvidas internamente.
Pareceu-nos de grande utilidade abordar duas filosofias ou métodos de trabalho
utilizadas hoje no mundo inteiro e quem têm contribuído de forma decisiva há muitos
anos para a melhoria das performances das empresas. Trata-se do TPM, aplicado na
fábrica há já algum tempo em algumas linhas de produção e desenvolvido nos
últimos anos nos sectores onde se encontram os equipamentos objecto deste estudo
de caso, pelo que a pertinência na sua abordagem nos parece importante.
Por outro lado abordaremos uma outra técnica chamada RCM, que complementa a
primeira, com um interesse acrescido do que não é usual a sua implementação (pelo
menos de forma sistemática) na nossa organização.
Neste capítulo, definiremos os conceitos, daremos exemplos explicativos e
concluiremos sobre as vantagens desta deste tipo de abordagem na análise de
fiabilidade.
2.2. O RCM
Neste capítulo desenvolveremos os conceitos e os objectivos da metodologia que nos
servirá de base para a correcta definição da melhor estratégia de manutenção. Trata-
se do RCM – “ Reliability Centered Maintenance”.
2.2.1. Inicio do RCM
Apareceu ligado ao crescimento da indústria aeronáutica nos Estados Unidos da
América, durante a década de sessenta. Surge devido ás exigências da FAA –
Federal Aeronautic Agency ás companhias de aviação de um plano de manutenção
preventiva sólida que respondesse ás crescentes inovações surgidas então. A
- 30 -
posição deste organismo oficial levou a industria aeronáutica a empreender mediadas
com vista à reavaliação da estratégia de manutenção. Este esforço iniciado, conduziu
à identificação de funções de risco importantes e desenvolveu-se uma nova
metodologia que culminou na criação de uma árvore de decisão. Este método ficou
conhecido como MSG – Maintenance Steering Group. Foi em 1972 que este método,
depois de algumas evoluções, passou a ser designado por RCM a pedido do
Departamento de Defesa.
Em 1978, aparece então formalizada a bíblia do RCM por Nowland&Haep, pela
United Airlines, contratado pelo Departamento de Defesa.
As centrais termo eléctricas e nucleares são os utilizadores mais assíduos desta
metodologia.
Trata-se evidentemente de uma metodologia que teve um desenvolvimento
progressivo e que encontra hoje em dia eco nas mais diversas industrias.
2.2.2. Metodologia
Segundo Moubray (1991), a metodologia utilizada é materializada na norma SAE
J1011. O RCM, visto assim, apresenta oito questões básicas que passaremos a citar:
• Quais as funções e performances?
• De que forma é um bem incapaz de cumprir as suas funções?
• O que causa cada avaria funcional?
• O que acontece quando cada avaria acorre?
• Qual a importância de cada avaria?
• O que pode ser feito para prever ou prevenir cada avaria?
• Qual a função de risco associado a cada modo de avaria?
• O que se deve fazer quando não se encontre a adequada tarefa proactiva?
O RCM é um processo lógico e técnico que determina que tarefas de manutenção
devem ser preconizadas para garantir a fiável um determinado sistema, segundo
- 31 -
condições de funcionamento especificadas, e segundo um determinado condições
ambientais (Campbell and Jardine (2001)).
Esta abordagem é feita de forma muito sistematizada, de forma que as etapas são
realizadas de forma sequencial, do início ao fim.
O objectivo último do RCM é fazer com que um sistema fiável mantenha as suas
performances como quando foi projectado, tendo em atenção as condições de
exploração a que está sujeito.
O RCM preconiza um conjunto de tarefas de manutenção com o intuito de antecipar
modos de falhas específicos, fazendo com que:
• As falhas sejam detectadas precocemente de forma a serem corrigidas,
apenas com pequenas interrupções.
• Eliminar as causas de algumas falhas mesmo antes de acontecerem.
• Eliminar as causas de algumas falhas através de modificações de projecto.
Apesar da sua utilização massiva na aeronáutica, também encontramos aplicado o
RCM nas indústrias químicas, nas refinarias, nas estações de bombagem, na
indústria mineira, do aço, do alumínio, alimentício e outros. Este método pode ser
utilizado em qualquer processo onde a alta fiabilidade e disponibilidade são
importantes e muitas vezes determinantes para a continuidade do negócio.
Como referido por Campbell and Jardine (2001), o RCM é importante na obtenção de
máxima fiabilidade e longo MTBF. Para a maioria dos sistemas o MTBF é longo, e
tipicamente o MTTR é baixo. Reduzir o MTTR requer um nível alto de
manutenibilidade. Matematicamente, verifica-se que maximizando o MTBF e
reduzindo o MTTR, aumentamos de forma significativa a disponibilidade do meio.
Este um dos aspectos cruciais na exploração de meios.
O processo do RCM, é visto em Campbell and Jardine (2001), como apresentando
sete elementos básicos para responder ao Standard SAE:
• Identificação do equipamento/sistema a ser analisado
• Determinar as suas funções
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• Determinar o que constitui as avarias das suas funções
• Identificar que causas das avarias funcionais
• Identificar os seus impactos e efeitos
• Usar a lógica do RCM para seleccionar as tarefas apropriadas de manutenção.
• Documentar o programa de manutenção final e actualizando-o á medida que
as experiências operacionais são adquiridas.
Os itens 2 a 5 constituem a metodologia AMDE / FMEA, componente do RCM,
que será discutido em pormenor no sub capitulo 3.2.1.
Uma fábrica constitui-se normalmente por vários processos e sistemas, por vários
tipos de equipamentos. Cada um normalmente desempenhando uma função bem
determinada, e cada qual apresenta o seu grau de criticidade no contexto global.
È necessário estabelecer alguns critérios para determinar a importância para a
operação, tais como, a segurança das pessoas, a capacidade produtiva, os custos
de produção, as questões ambientais, etc.
Figure 5 – O processo RCM – Fluxo (adaptado de Campbell and Jardine)
- 33 -
2.3. O TPM
Neste capítulo abordaremos as funções fundamentais do TPM, a sua explicação,
como são utilizadas. Faremos uma retrospectiva de um capítulo pouco falado na
abordagem desta filosofia – TPM em Projecto, dado à sua importância na abordagem
da fiabilidade. A aplicação do TPM em fabricação e a sua complementaridade com o
RCM será evidenciado, aplicado ao parque das máquinas de soldar F.E.
2.3.1. Definição, método e os cinco pilares
TPM é o acrónimo de “Total Productive Maintenance”, e é uma filosofia de trabalho
poderosa na gestão de manutenção, nas operações de fabricação e de engenharia,
num ambiente industrial.
TPM é a mais reconhecida filosofia de melhoria contínua, mas é também
provavelmente a mais incompreendida segundo Campbell and Jardine (2001). Se
atendermos aos resultados encontrados na implementação desta filosofia em
ambientes industriais os mais diversos e aplicados um pouco por todo o lado,
perceberemos a sua grande utilidade na melhoria contínua. A incompreensão referida
advém, talvez, da dificuldade em mobilizar todos os intervenientes, numa primeira
fase, visto que, do ponto de vista daqueles que vão aplicá-lo, se os objectivos não
forem bem explicados e compreendidos, a metodologia TPM através das suas
ferramentas é visto sempre como mais trabalho a realizar, mais dificuldades a
ultrapassar, do que propriamente vantagens e melhorias nas condições de trabalho.
No entanto se sobretudo na fase inicial, houver uma preocupação forte de todos os
responsáveis envolvidos na aplicação do TPM e nomeadamente a direcção e seus
membros na sua implementação, a incompreensão é minorada e muitas vezes
facilmente ultrapassada.
Os objectivos do TPM são o de optimizar a relação entre homens e equipamentos e a
qualidade do ambiente de trabalho. Neste sentido os que o praticam precisam
sempre de um incentivo para iniciar mas sobretudo para manter a relação que se
quer boa e duradoura. O TPM reconhece que o papel da engenharia, da produção e
- 34 -
da manutenção são inseparáveis e interdependentes. Se por um lado é necessário
que cada um desempenhe as funções que lhe cabe, por outro é necessário conciliar
os objectivos individuais com os colectivos, em prol do desenvolvimento da empresa.
O TPM utiliza a combinação de habilidades ou capacidades para restabelecer no
equipamento deteriorado as condições iniciais de operacionalidade e de
manutenibilidade, promover a melhoria de pontos fracos do projecto e prevenção de
erros humanos. È nesta definição que encontramos a justificação para afirmar que
esta filosofia só pode ser entendida como complementar ao RCM.
O paradigma “eu utilizo, tu reparas” é progressivamente substituído por “ juntos nós
reparamos”. Hoje, felizmente, é comum ouvir na organização, entre alguns
operadores, quer da manutenção quer da fabricação, a expressão “da minha máquina
cuido eu”. Esta apropriação por aparte destes, é uma atitude muito positiva porque
vem responder ao objectivo da filosofia que deve ser vista nas organizações como
uma mudança de cultura e de atitudes do que propriamente como somente a
utilização e aplicação de novas ferramentas. As novas técnicas podem ser facilmente
apropriadas se houver um ambiente cultural apropriado, e facilmente são assimiladas,
já a mudança cultural leva muito tempo a se realizar, dai a justificação de que o TPM
é muitas vezes incompreendido, pois os resultados só aparecem depois de algum
tempo. Não havendo um acompanhamento e envolvimento contínuo por parte
daqueles que dirigem e decidem, a atitude positiva e a forte motivação criada podem
rapidamente desaparecer, se não houver a mudança de atitude (cultural) que o
permite manter.
O TPM quando totalmente implementado torna-se mais que uma ferramenta ou um
simplesmente conjuntos de tarefas repetitivas de limpeza e inspecção, para tornar-se
parte da cultura de trabalho de todos aqueles que estão envolvidos na melhoria do
posto de trabalho, local onde se devem ser concentrados todos os esforços. O
equipamento torna-se o ponto focal para a produção, para a manutenção, para a
engenharia e todas as outras funções de apoio.
- 35 -
Quando esta ferramenta é combinada com outras metodologias, como por exemplo o
RCM, então teremos verdadeiramente encontrado o caminho para a implementação
de um ambiente propício ao progresso contínuo em fabricação.
A nosso ver, o mais importante na implementação da cultura TPM numa linha, num
equipamento ou concretamente num posto de trabalho é, para além do conhecimento
das ferramentas utilizadas e a aplicar, da disponibilização dos meios e ou recursos, a
criação de métodos de trabalho em fabricação, do envolvimento da fabricação, a
partir dos operadores, em actividades “menores” de manutenção, na participação na
realização da ficha de manutenção autónoma (FMA), permitindo assim a manutenção
de melhor se organizar e planear as intervenções programadas, com a aplicação do
plano de manutenção preventiva (PMP). Essa contribuição da fabricação, contribui
para a diminuição das avarias penalizantes e por conseguinte aumentar a
disponibilidade dos equipamentos. A participação dos operadores em pequenas mas
importantes acções de manutenção, como o designado manutenção de 1º nível,
torna-se chave na obtenção e também no manter das condições de funcionalidade
dos equipamentos. Este ambiente de total participação e envolvimento, permitirá a
obtenção das performances de fiabilidade, disponibilidade, manutenibilidade e
também da segurança, i.e., os factores RAMS ou FMD anteriormente referidos.
Esta “démarche” TPM como conhecido por nós é estruturada em cinco pilares e
apoia-se sobre a medida e análise das perdas. Uma das grandes perdas é o conjunto
das avarias dos equipamentos e é a que nos interessa no nosso estudo.
Os cinco pilares são:
• Manutenção autónoma, – põe as pessoas de fabricação, por um lado na
situação que permite, avaliar, indicar, tratar as anomalias anunciadoras de falhas,
de não qualidade, de risco segurança, etc., e por outro lado propor, formalizar e
aplicar as tarefas de manutenção.
- 36 -
• Manutenção programada, – põe as pessoas de manutenção em situação de
poder desenvolver acções de melhoria dos meios de forma a suprimir as causas
de avarias e de propor, redigir e aplicar as tarefas da manutenção preventiva.
• Melhoria “caso a caso” ou eliminação das perdas, – hierarquizar as causas
das perdas e as eliminar uma após as outras por uma análise que se apoia sobre
a lógica do Qcstory - ferramenta de abordagem e compreensão das anomalias
através de uma sistemática.
• Formação e treino, – ensinar a todos os actores, principalmente pela prática, os
conhecimentos necessários à aplicação dos pilares TPM e ao “domínio” dos
equipamentos. Disponibilizar os meios necessários que permitem o treino, em
redor das máquinas, na aplicação dos seus conhecimentos.
• Capitalização e TPM em Projecto, – formalizar as experiências do terreno em
benefício das máquinas existentes e dos futuras. Reduzir as perdas das
instalações.
Estes pilares interdependentes são postos em serviço de forma simultânea na UET –
Unidade Elementar de Trabalho, mas tendo em consideração primeiro as instalações
mais penalizantes, as máquinas e/ou as operações mais custosas em termos de
tempo de paragem.
È por isso que a análise das perdas é fundamental: ela permite estabelecer uma
cartografia das performances dos meios instalados num determinado perímetro (no
nosso caso no UET – unidade elementar de trabalho), e construir um plano de acções
afim de melhorar os rendimentos eficaz e rapidamente. A animação assenta
essencialmente na gestão visual e apoia-se nos painéis de actividades.
A figura 6 representa de forma esquemática a relação dos cinco pilares do TPM e as
suas contribuições para a obtenção do rendimento operacional do equipamento.
Neste esquema podemos verificar que no arranque de uma linha, de um equipamento
isolado o rendimento operacional é normalmente baixo e vai subindo com o tempo.
Para esta subida é crucial a formação e o treino, isto é o conhecimento do
equipamento por parte daqueles que diariamente o utilizam. Para manter o nível
atingido é necessário introduzir três novos pilares, a manutenção programada, a
- 37 -
manutenção autónoma e as melhorias caso a caso. Pode-se verificar que a aplicação
deste pilares de forma isolada não permite a obtenção da melhoria de RO pretendido,
pelo que se requer a aplicação de forma sistemática de todos os pilares. No arranque
de um novo equipamento, se durante a fase de projecto houver o cuidado de
capitalizar as boas praticas e aplicar correctamente o TPM em projecto, teremos
seguramente melhorado o valor de inicial de RO.
Figure 6 – Os 5 pilares do TPM, para melhoria do rendimento global (adaptado de Renault Cacia – SPR e TPM)
O rendimento operacional é o parâmetro de base na análise para a aplicação do
TPM. Neste parâmetro é crucial a disponibilidade do equipamento. Vimos
anteriormente que este parâmetro é determinado pela relação entre o MTBF e o
MTTR. Pelo que mais uma vez fica implícita, mesmo que indirecta a relação entre a
análise de fiabilidade e o TPM, sendo que se pode considerar o RCM como sendo elo
de ligação entre estes. Esta relação é explicada no capítulo 4.
De seguida abordaremos de forma mais aprofundada o TPM em projecto, por se
tratar duma etapa que consideramos muito importante na abordagem da fiabilidade.
Segundo Assis (2001) “a fiabilidade de um produto é determinada nas fases de
- 38 -
concepção e de produção”. Para nós a fase de projecto é considerada crucial, sendo
que na fase de exploração o mais importante é manter.
2.3.2. TPM em projecto
Para estar dentro dos objectivos de rendimento global ao fim da etapa de projecto e
quando se faz o processo de entrega do equipamento ou processo à fabricação.
Tudo isto é feito com o intuito de conceber meios fáceis de fabricar e de utilizar, que
não gera grandes defeitos, fáceis de manter, fiáveis, robustos e competitivos,
segundo um esquema da figura 7.
Segundo o esquema, as entradas são formalizadas a partir de quatro questões
colocadas com vista a criar as condições para o domínio do custo global do
equipamento durante todo o ciclo de vida. Deve existir um referencial para responder
à questão o que fazer, uma rede de actores (da produção, da manutenção da
engenharia, etc.) para a questão quem faz, um processo para responder como fazer,
um planeamento para a questão quando fazer. Tudo isto concorre para a resposta a
uma quinta questão – o porquê: estar dentro dos objectivos de RO.
Figure 7 – Esquema explicativo da abordagem do TPM em projecto.
- 39 -
Neste esquema acima apresentado, pode-se concluir da estreita ligação entre a
abordagem TPM e o conhecido LCC (Lyfe Cycle Costing), sendo que o controlo de
todos os custos ao longo de todo o ciclo de vida do equipamento é primordial.
2.3.3. As ferramentas para aplicar o TPM
As ferramentas do TPM permitem, a aplicação da “démarche” de forma progressiva,
de formalizar, estandardizar e a obtenção de performances duráveis no tempo.
1. Detecção de anomalias, – as anomalias geradoras de falhas. È necessário
suprimir todas as causas destas anomalias. A detecção de anomalias necessita
da atenção dos nossos sentidos, a observação do equipamento quando em
serviço assim como quando parado, a retirada das protecções para observar no
interior, a apalpação, aplicação de etiquetas que permite identificar as anomalias,
etc.
2. Analise “ 5 porquês”, – consiste a perguntar “porquês” tantas vezes quantos o
necessário para reagrupar um conjunto de factos afim de determinar as causas
raízes (primeiras) de um problema e de pôr em prática medidas correctivas e
preventivas. Este item será tratado com um exemplo de análise a um problema de
fiabilidade importante nas máquinas de soldar F.E, no capítulo 4.
3. PDCA – “Plan do check and act”, – constitui as etapas a seguir para conduzir
uma melhoria.
a. Plan – compreender a situação existente e fixar os objectivos.
b. Do – colocar o plano em execução e disponibilizar os meios de medida.
c. Check – avaliar os resultados e compreender as razões dos desvios se
existirem.
d. Act – estandardizar, generalizar.
4. Trabalho em Grupo – para a resolução de um problema unanimemente
escolhido, um piloto do grupo é nomeado. Ele constitui um grupo, para uma
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duração limitada, que engloba as competências necessárias à abordagem do
problema. A formalização do trabalho é feita a partir de um “QCstory”.
5. Visualização – O objectivo é o de tornar visível e acessível a todos os objectivos,
os métodos, a “démarche”, os resultados, os parâmetros, os órgãos, os
fenómenos físicos da máquina, e valorizar as realizações do pessoal.
6. Painéis de actividade – Importante para colocar ao mesmo nível de informação
todos os elementos do grupo. A “démarche” torna-se visível para reflectir a
animação, as actividades, a performance.
7. Lições pontuais – São formações de muita curta duração, 1 a 3 minutos, que
trata um ponto-chave em forma de ficha, de forma concisa e pratica, com
desenho, esquemas, fotos, tabelas, etc. Podem ser utilizadas individualmente ou
em grupo,
8. Espaço de formação e treino – Para formar, treinar, aprender o vocabulário das
máquinas, conhecer as referências dos componentes das máquinas, e transmitir
aos outros (conhecimentos e experiências). Neste espaço encontramos maquetas
de órgãos da máquina, ferramentas, lições pontuais, etc.
9. Plano de manutenção preventiva “PMP” – constituiu uma lista de todas as
acções a realizar sobre uma máquina ou uma instalação (limpeza, controle,
inspecção, etc.), para o manter no estado de origem.
10. Optimização da manutenção preventiva – baseado sobre as observações feitas
após as intervenções de manutenção preventiva e utilizado quando a carga de
trabalho gerado é globalmente optimizável. Permite a redução progressiva do
volume de estudo e a carga de trabalho; permite tratar, em grupo, pontualmente e
completamente um PMP.
11. Capitalização – permite formalizar as experiências do terreno. As experiências
adquiridas e validadas são capitalizadas. A capitalização concerne aos problemas
resolvidos, nos domínios técnico, económico, condições de trabalho e segurança.
Todas estas ferramentas concorrem para o desdobramento correcto da “démarche”
TPM e por sua vez, para o aumento do rendimento global.
- 41 -
3. Apresentação das técnicas de análise de fiabilidade.
O cálculo da Fiabilidade, subjacente à definição e estabelecimento dos índices de
Fiabilidade dos sistemas, depende, num primeiro nível, de metodologias que
sistematizam a constituição dos sistemas e as suas relações. Para a concretização
do cálculo é necessário recorrer a determinadas metodologias. De seguida são
apresentadas algumas destas metodologias, sendo que só algumas serão objecto de
aplicação ao caso em estudo no capítulo 4.
3.1. Metodologias de abordagem da fiabilidade de equipamentos.
3.1.1. Árvores de Eventos
Normalmente, formaliza-se a constituição dos sistemas através do conhecido Árvores
de Eventos, que são basicamente uma representação em árvore de todos os eventos
que podem ocorrer num sistema (por exemplo o sucesso ou falha de cada
componente).
3.1.2. Árvores de Falhas
“ Les arbres de défaillance est la méthode le plus utilisé pour les analyses des systèmes “. Marc Bouissou, Journée académique “ Le Hasard “, Irem de Lille.
As Árvores de Falhas, por seu lado, são uma representação análoga ás árvores de
eventos, com uma lógica diferente: o evento de topo é uma condição de falha
particular que se desdobra em árvore identificando as diversas combinações e
sequências de outras falhas que estão na sua origem. O processo inicia-se com a
identificação de um modo de falha de um sistema que se quer analisar. As causas da
falha do sistema são desdobradas num número crescente de níveis hierárquicos
sempre que o comportamento ou efeitos da falha dos seus componentes possam ser
identificados. Esta metodologia pode ser utilizada tanto numa perspectiva de
avaliação qualitativa como quantitativa. Na avaliação quantitativa, os dados de
fiabilidade dos componentes são associados ao último nível da estrutura hierárquica
e combinados, utilizando a lógica da árvore, de forma a proporcionarem uma
avaliação global da fiabilidade do sistema.
- 42 -
A árvore de falhas é uma representação gráfica do tipo árvore genealógica. Pode ser
explicado por um modelo matemático baseado numa função do tipo booleana.
Representa uma forma de abordagem dos acontecimentos. È construído
pesquisando o conjunto dos acontecimentos elementares, ou a combinação destes
que levam ao acontecimento principal. O objectivo é de seguir uma lógica dedutiva,
partindo de um acontecimento principal para determinar de uma forma exaustiva o
conjunto das causas até ao mais elementar. A figura seguinte mostra um esquema
que descreve esta forma de abordagem.
Figure 8 – Esquema representativo da abordagem por Arvore de Falhas
Os objectivos desta análise podem ser resumidas em quatro pontos:
• A procura dos acontecimentos elementares ou as suas combinações que
conduzem ao acontecimento principal.
• A representação gráfica da ligação entre os acontecimentos. De salientar que
existe uma representação da lógica de falha do sistema para cada acontecimento
principal. Na análise da lógica de falha do sistema, existe para cada
- 43 -
acontecimento principal uma árvore de falhas, o que implica uma árvore de falhas
para cada acontecimento principal.
• Uma análise qualitativa que permite determinar as fragilidades do sistema. È
realizada na perspectiva de encontrar propostas de modificações com o fim de
melhorar a fiabilidade do sistema. A procura dos elementos mais críticos é feita
determinando os caminhos que conduzem ao “Acontecimento Temido”, sendo que
os caminhos críticos representam os cenários que são analisados em função das
diferentes modificações que é possível realizar. A análise dos cenários que
conduzem ao “Acontecimento Temido” é feita a partir de árvores de falhas, sendo
assim possível encontrar formas de evitar estes acontecimentos.
• Possibilidade de avaliar a probabilidade do aparecimento do Acontecimento
Temido, conhecendo a probabilidade dos acontecimentos elementares. É esta
análise quantitativa que permite determinar de uma forma quantitativa as
características de fiabilidade do sistema em estudo.
Como exemplificação de uma análise por árvores de falhas, de seguida
apresentaremos uma explicação desta abordagem.
Definição dos acontecimentos:
Acontecimento principal é um acontecimento não desejável para o qual fazemos um
estudo de todas as causas que o origina. É um acontecimento único para a árvore de
falhas e encontra-se no “cume” da árvore. É importante referir que antes de começar
a decomposição que permite explorar todas as combinações de acontecimentos
possíveis que levam ao acontecimento principal, é necessário definir com precisão os
acontecimentos e o contexto do seu aparecimento. O acontecimento principal é
representado na árvore por um rectângulo.
Figure 9 – Um acontecimento principal
- 44 -
Acontecimento intermédio é definido como um acontecimento do tipo temido, mas
cuja diferença reside no facto deste ser a causa para o aparecimento dos AT’s.
Figure 10 – acontecimento intermédio
Acontecimentos elementares são acontecimentos correspondentes ao nível mais
detalhado da análise do sistema. Numa árvore de falhas representam as falhas dos
componentes que constituem o sistema. São representados por círculos.
Figure 11 – acontecimentos elementares
Para a correcta realização e aplicação deste método é necessário:
• Verificar que o sistema funciona de uma forma coerente
• Conhecer a decomposição funcional do sistema
• Definir os limites do sistema (tendo em conta o objectivo do estudo).
• Conhecer a missão do sistema e o seu contexto para determinar o(s)
acontecimento(s) que é necessário estudar.
• Conhecer os modos de falhas dos componentes, apoiando-se por exemplo numa
análise AMDEC / FMECA.
- 45 -
E aplicar as regras seguintes:
• Explicitar os factos e como e quando se produzem, para os acontecimentos
temidos e intermédios.
• Efectuar uma classificação dos acontecimentos
• Pesquisar as causas do aparecimento de cada acontecimento intermédio
• Evitar incoerências, por exemplo um acontecimento que é causa e consequência
de um outro acontecimento.
Outra técnica muito utilizada no âmbito da análise da fiabilidade dos sistemas é o
AMDEC – Analyses de Modes de Défaillances, leurs Effets e leur Criticité ou também
conhecido na terminologia anglo-saxónica por FMECA – Failure Mode, Effects and
Criticality Analysis.
O interesse da sua aplicação no contexto da organização C.A.C.I.A., S.A, mesmo
tendo em conta que a sua utilização nesta organização não é realizado no âmbito da
aplicação da metodologia RCM, mas sim de forma isoladamente e fazendo apenas
parte do caderno de encargos quando se adquire novos equipamentos, constitui o
motivo para utilização do AMDEC neste trabalho de investigação. Por este motivo,
este assunto será objecto de tratamento detalhado no sub capitulo 4.2.
Da mesma forma que as Árvores de Eventos e Falhas, a aplicação do AMDEC
deverá ocorrer durante a fase de projecto e concepção dos sistemas, onde as
interacções ao processo e ao design são mais fáceis e menos onerosas de ser
implementadas. No entanto, a sua aplicação durante a fase de exploração é também
recomendada, sobretudo nas situações onde tal não foi desenvolvido nas fases
anteriormente referidas.
3.1.3. Modelação de Markov
Para além das técnicas apresentadas, existem outras técnicas de cálculo da
fiabilidade na vertente analítica, entre as quais a Modelação de Markov, segundo Billinton and Allan (1993), que tem recebido bastante atenção recentemente. Esta
técnica resolve o problema de normalmente se assumir, em sistemas reparáveis, que
- 46 -
o tempo de reparação é insignificante relativamente ao tempo de operação (condição
para a aplicação das distribuições de probabilidade).
3.2. AMDEC como ferramenta de análise de fiabilidade
3.2.1. Introdução
Dado a familiaridade na utilização do AMDEC – Analise des modes de defaillances,
leurs effects et criticité ou FMECA, o acrónimo de “Failure modes, effects and
criticality analysis”, esta será ferramenta que utilizaremos para abordagem ao caso
em estudo.
Trata-se de uma técnica utilizada na análise da condição de falhas, tendo por
objectivo a análise mais detalhada possível de falhas dos componentes e estabelecer
os seus efeitos e sua criticidade.
Este método põe ênfase na identificação das causas das falhas e na correcção para
melhoria da fiabilidade. Tratando-se de uma ferramenta que é parte integrante do
processo de concepção, mas também muito útil nas restantes fases do ciclo de vida
de um equipamento, esta deve ser actualizado regularmente de forma a reflectir as
evoluções e ou mudanças no produto. Este processo revela-nos informações que
podem minimizar os riscos, definindo testes específicos, pontos de inspecção da
qualidade, acções de manutenção preventiva, etc. O AMDEC pode ser utilizado para:
• Comparar várias alternativas de concepção e configurações.
• Confirmar a capacidade do sistema para realizar os critérios de fiabilidade
pretendidas na fase de concepção.
• Fornecer dados de entrada para estabelecer acções correctivas prioritárias.
Esta metodologia pode ser resumida nos itens seguintes:
• Definir o sistema e as performances requeridas
• Definir as regras base que são utilizadas na análise.
• Listar todos os componentes individuais ou as funções requeridas e em que
nível de análise.
- 47 -
• Desenvolver um diagrama de blocos ou modelo simplificado do sistema, com
vista ao estabelecimento das inter relações funcionais.
O AMDEC citado aqui tem as bases assentes na norma CNOMO E41.50.530.AN,
aplicada pelas organizações Renault e PSA.
Em termos de FMECA as normas mais citadas são as MIL-STD-1629, SAE ARP
5580, IEC 60812, BS 5760.
O A.I.A.G. – Automotive Industry Action Group, descreve o FMECA como um grupo
sistemático de actividades que procuram:
• Reconhecer e avaliar a falha potencial de um produto ou processo e os seus
efeitos;
• Identificar acções que podem eliminar ou reduzir a probabilidade de
ocorrência de uma falha potencial;
• Documentar o processo.
O AMDEC, visto segundo a norma CNOMO E41.50.530.N, é um método de análise
previsional que permite:
• Recensear as falha
• Estimar os riscos
• Determinar e comprometer com acções correctivas em concepção, realização
e exploração.
O objectivo é o de assegurar a segurança em funcionamento, traduzido pela
obtenção da fiabilidade, manutenibilidade, disponibilidade e segurança do meio de
produção e a qualidade do produto fabricado.
Da mesma forma que as Árvores de Eventos e Falhas, a aplicação do AMDEC
deverá ocorrer durante a fase de concepção e design dos sistemas, onde as
alterações ao processo e ao design são mais fáceis e menos onerosas de ser
implementadas. No âmbito deste trabalho, e aplicado á fase de exploração, iremos
- 48 -
utilizar de forma sistemática esta ferramenta para a análise das falhas ocorridas nos
equipamentos de soldar por F.E, por forma a poder hierarquizar em termos de
criticidade os equipamentos e dentre destes determinar os sub conjuntos críticos de
forma a que as acções de melhorias preconizadas tenham o impacto desejado.
Com vista ao aumento de fiabilidade, o AMDEC de equipamento/meio pode ser
realizado com vista a resumir os pensamentos do grupo de trabalho (esta técnica é
necessariamente aplicada no contexto de grupo de trabalho transversal).
Da mesma forma como consideramos para a realização deste trabalho que a
manutenção autónoma e o plano de manutenção preventiva são os pilares do TPM, o
AMDEC é o coração da metodologia RCM que se pretende aplicar neste caso em
estudo.
O AMDEC é definido como sendo um método de análise qualitativa de fiabilidade e
manutenibilidade. È baseado nesta definição que iremos desenvolver a aplicação da
metodologia ao longo deste trabalho, isto é, não só realizar uma análise com vista a
conhecer as causas de falta de fiabilidade dos equipamentos mas também a sua
fraca manutenibilidade.
O AMDEC, visa assim, contribuir para a obtenção da fiabilidade e da
manutenibilidade óptimas de um sistema, pondo em evidência os pontos fracos e
para os resolver com aplicação de medidas apropriadas.
Para a aplicação desta metodologia ao caso em estudo, propomos o esquema
representado na figura 12.
3.2.2. Etapas de realização do AMDEC
Esta “demarche” decompõe-se em cinco etapas principais:
• Inicialização: etapa em que faz a decomposição funcional e material, fixando
assim um limite de estudo. Por exemplo na análise à função de um robot de
carregamento e descarregamento, o limite de estudo pode ser o sistema de
fixação da peça. Para esta fase é necessário ter um caderno de encargos bem
estruturado e documentações técnicas de um equipamento similar existente e
- 49 -
utilizado em condições ambientais e de operação similares àquele que pretende
abordar. A experiência daqueles que utilizam este equipamento seleccionado
como exemplo deve ser conhecida e reconhecida.
• Análise dos modos de falhas e seus efeitos (AMDE), etapa em que tenta
estabelecer para cada componente/subconjunto que se pretenda estudar a
descrição sintetizada da função (1); o modo de falha (2), [perda total da função ou
função degradada]; as causas (3), [acontecimento inicial que conduz ao modo de
falha]; os efeitos (4), [por exemplo: paragem de produção, não qualidade do
produto fabricado, segurança do bem ou das pessoas], e por fim a detecção (5),
[disposições tidas com a finalidade de evitar que os efeitos se produzem]. A
detecção pode ser sobre a causa ou sobre o modo.
Figure 12 – Apresentação esquema do AMDE proposto
• Criticidade, etapa onde são indicados a frequência F (probabilidade que a causa
de falha aparece e que desencadeie o modo, a gravidade G (valor relativo ao
efeito de cada falha, e se exprime em termos de manutenibilidade., qualidade das
peças produzidas – conformidade, segurança, etc.), a não detecção D
(probabilidade que a causa não seja detectada ou que o modo chegue ao
utilizador. Este índice sanciona a ineficácia da detecção da causa ou do modo).
As grelhas dos valores dos índices atrás definidos e utilizados na organização
C.A.C.I.A.,S.A, encontram-se no anexo IV. O cálculo da criticidade e a sua
hierarquização é explicado detalhadamente no sub capitulo 4.2.3.
- 50 -
• Acções correctivas: nesta etapa o objectivo é a determinação de acções
correctivas que permitem reduzir o número de pontos críticos. As acções podem
se subdividir em: acções do fornecedor (ligadas a Qualidade do produto fabricado,
fiabilidade intrínseca dos componentes, manutenibilidade [acessibilidade,
montagem, desmontagem, ajuda ao diagnóstico], segurança dos bens e das
pessoas); acções do cliente (ligadas às disposições de manutenção, formação do
fabricante [informações nos postos de trabalho, documentação técnica, formação
especifica,...], organização logística, peças de desgaste e de substituição e
ferramentas especificas. Preferir: uma acção correctiva de concepção a uma
acção correctiva em exploração; uma acção de melhoria da fiabilidade a uma
acção de melhoria de manutenibilidade. Em termos de segurança, em que o valor
G=5, estabelecer acções com vista à diminuição de G≤4. Se impossível de ter
G≤4 então é necessário estabelecer acções com vista a obter F=1 e D=1.(ver
anexo IV)
• Seguimento e verificação: nesta etapa cabe ao decisor validar as acções
correctivas propostas pelo grupo, tendo em conta os prazos e os custos. Cabe ao
piloto, listar as acções correctivas retidas; designar os responsáveis e fixar os
prazos; assegurar a aplicação das acções e sua eficácia; construir o dossier final,
com a análise de decomposição funcional, folhas de análise e de avaliação, as
decisões, o seguimento das acções, os resultados.
Na figura 13 apresenta-se em forma de um sinóptico o esquema de gestão de riscos
na aplicação do AMDEC.
- 51 -
Figure 13 – Esquema de gestão de riscos na aplicação do AMDEC
Na realização do trabalho do caso em estudo, propõe-se como formato de aplicação
do AMDEC conforme o esquema apresentado na figura seguinte.
Figure 14 – Formato do AMDEC a utilizar no trabalho
Este esquema é baseado no formato apresentado na regra de trabalho interno da
Renault E41.50.530.N e foi adaptado para responder ás necessidades de um trabalho
- 52 -
de investigação. Nesta regra pode-se consultar as explicações detalhadas do seu
preenchimento.
Uma questão que poderemos colocar é sobre que meios praticar o AMDEC, isto é a
realizar sobre todos os meios de produção? Sobre todos os bens de equipamentos?
A resposta é: sobre todos os novos subconjuntos e para os subconjuntos conhecidos
e fiabilizados (standard, de tipo catálogo,...), esta análise deve incidir sobre as
interacções deste com os outros subconjuntos, o produto fabricado ou o ambiente
tendo em consideração as condições de funcionamento/operação. Tem um particular
interesse a aplicação em subconjuntos não conhecidos ou que tenham tido uma
evolução significativa de tecnologia, materiais, cadência, condições de utilização,
modificação do produto fabricado, condições ambientais, etc.
3.2.3. A realização de AMDEC para meios novos
A aplicação do AMDEC a um meio novo é definida no caderno de encargos de
consulta do equipamento. A decisão da sua realização ou não é tomada nesta fase e
é validado pelo chefe de projecto.
A figura 15 mostra de forma esquemática e sob formato de um sinóptico o
desenvolvimento do AMDEC na fase de construção de um meio novo, sendo que o
respeito pelo seguimento das etapas indicadas é crucial na obtenção dos resultados
finais.
- 53 -
Figure 15 – Esquema representativo do processo AMDEC meio novo.
3.2.4. Determinação de falhas potenciais Para cada elemento ou dispositivo do sistema em estudo, é necessário determinar os
critérios qualitativos tais como:
• Modo de falhas – isto é, a maneira como o dispositivo ou sistema pode parar
de funcionar ou então apresentar um funcionamento degradado. Cada modo
de falha é relativo à função de cada elemento, daí o interesse em abordar de
forma sucinta a definição de funções. Cada modo é expresso de forma física,
como por exemplo: fugas, rupturas, desaperto, curto-circuito, encravamento,
etc.,.
• Causa de falhas – è necessário pesquisar e descrever os acontecimentos
susceptíveis de conduzir ao modo de falhas. A causa de falha é uma anomalia
- 54 -
inicial que pode conduzir à falha, por intermédio do modo de falha, por
exemplo: sob dimensionamento, falta de lubrificante, junta danificada, etc.
• Efeito da falha – para cada elemento e para cada modo de falha é necessário
determinar e descrever as consequências para o utilizador. Por exemplo, para
o AMDEC meio, as consequências são para o utilizador do meio (fabricação,
serviço de manutenção), paragem do fluxo de produção, segurança do meio,
etc.
• Detecção – uma causa ou um modo de falha suposto aparecer é analisado e
listado tudo que possa impedir que essa causa ou o modo se possa
manifestar ao utilizador.
Cálculo dos riscos: o cálculo dos riscos é efectuado tendo em conta a cadeia de
acontecimentos. Este permite pôr em evidência a importância de cada causa de
falha tendo em conta a frequência de aparecimento, a sua gravidade e sua não
detecção; hierarquizar as causas com a finalidade de pôr em evidência aqueles
que devem ser objectos de acções prioritárias. A cotação é feita com base no
estabelecimento do Índice de gravidade – G; Índice de frequência – F; e o Índice
de não detecção – D.
Cálculo da criticidade: para cada causa, efectua-se o produto dos três índices
indicados anteriormente, obtendo-se assim o IPR (Índice de Prioridade de
Riscos). Pontos críticos: os pontos críticos são considerados quando o valor de
IPR é superior ao valor limite constante e contratualmente impostas (12,
16,24,...), ou quando G≥4 ou F=4.
Hierarquização: para poder ter uma imagem global da fiabilidade e da
manutenibilidade potenciais do dispositivo ou sistema, representa-se os IPR
através de um histograma. Esta representação facilita o seguimento das
melhorias posteriores.
- 55 -
A figura 16 apresenta um exemplo de aplicação do seguimento da hierarquização
dos IPR e sua evolução.
Figure 16 - Hierarquização dos IPR – (fonte: Renault Cacia.)
- 56 -
4. Conclusões do capitulo
Neste capítulo abordamos o aparecimento do conceito RAMS – a história do seu
aparecimento e suas implicações na gestão da manutenção. São também descritos
de forma sucinta os conceitos de fiabilidade, manutenibilidade e disponibilidade,
sendo que a segurança, último dos conceitos, não foi objecto de tratamento.
Foram apresentadas duas filosofias complementares de apoio à gestão da
manutenção – o RCM e o TPM, que posteriormente serão objectos de aplicação no
caso em estudo.
Posteriormente fez-se a abordagem ás ferramentas de análise de fiabilidade que
serão utilizadas no capítulo 4, no estudo do caso.
A ferramenta AMDEC que será utilizada na análise de fiabilidade no caso em estudo
é descrito de forma sucinta, sendo que uma análise mais detalha pode ser
encontrado em bibliografia sobre o tema.
Foi dado a conhecer outras ferramentas de análise da fiabilidade como a árvore de
falhas, a modelação de Markov, árvore de eventos.
Por fim foi desenvolvido e detalhado a aplicação do AMDEC, as etapas da sua
realização e o seu interesse no âmbito deste trabalho. Com esta abordagem teórica,
foi possível criar as condições para a correcta utilização destas ferramentas no
decorrer do trabalho.
- 57 -
CAPITULO 3 APRESENTAÇÃO DO CASO EM ESTUDO
- 58 -
1. Equipamento a estudar
1.1. Caracterização dos subsistemas
As máquinas de soldar por feixe de electrões são constituídas por vários
subsistemas, com funções bem definidas.
A) Gerador de feixe de electrões de tipo ST 10.1 SAFAMATIC – é composta por
vários órgãos importantes na nossa análise, donde se destaca:
A1) Grupo de geração de feixes de electrões (GFE ST10) ou também conhecido
por Canhão tríodo de feixe de electrões 10 KW;
Figure 17 – Grupo de geração do feixe de electrões
A2) Grupo de geração de alta tensão (C_AT), conhecido por Cuba de alta tensão,
trata-se essencialmente de transformadores, Rectificadores, células de filtragem e
resistências (30 e 70 Mohms), tirístores, cartas electrónicas programáveis diversas,
etc.
- 59 -
A3) A Cuba dos auxiliares (C_aux), constituído por transformadores de
aquecimento cátodo e filamento, transformador Wehnelt, transformadores de
medidas. Este grupo tem a particularidade de estar todo mergulhado em óleo de alta
tensão.
Figure 18 – Cuba de alta tensão e cuba dos auxiliares
A4) Um armário electrónico de comando e o quadro eléctrico (Cab_QE), para
regulação da alta tensão e comando do equipamento.
B) O Grupo de vácuo, constituído por um conjunto de bombas com a finalidade de
criar um alto vácuo nos compartimentos de pré câmara, câmara e canhão. O grupo
de vácuo está sub dividido em três: o grupo de vácuo do grupo de geração de
electrões (GV_GFE), o grupo de vácuo da pré câmara (GV_Pcam), o grupo de vácuo
da câmara (GV_Cam), o grupo de vácuo de entre juntas (GV_EJ). Cada um destes
subsistemas será objecto de abordagem da análise de fiabilidade realizada no
capítulo 4, função dos dados do histórico de avarias do equipamento.
- 60 -
Na aplicação do RCM, com a utilização do AMDEC, as funções destes subsistemas
de maior interesse para o estudo serão abordadas.
Figure 19 – grupo de vácuo do GFE
- 61 -
C) O sistema mecânico de carregamento automático (SMEP_CA) das peças a
maquinar – eixos e “crabots”, que consoante o tipo de equipamento pode ser manual
ou automático.
Figure 20 – O sistema mecânico de carregamento automático (SMEP_CA)
1.2. Pesquisa dos tipos de avarias
Após análise da documentação do fornecedor do equipamento foi possível organizar
conforme os subsistemas, os principais tipos de falhas potenciais. Posteriormente
será feita uma comparação entre esta listagem e as avarias típicas encontrados no
histórico do equipamento análise ás avarias
1.2.1. Falha de vácuo
As causas possíveis de um mau vácuo no canhão são:
• Aquecimento de cátodo novo
• Bomba turbo molecular (faz parte do sistema 2) não funciona.
• Falta de óleo na bomba primária do canhão
• Juntas dinâmicas da válvula canhão
- 62 -
• Fuga no canhão
• Má medição do vácuo devido a um erro no “jouge”
• Tampão de entrada de ar das bombas turbo mal apertada.
1.2.2. Falhas do GFE
1.2.2.1. Falha aquecimento do cátodo
Logo que o aquecimento do cátodo está em serviço, o mostrador 8 deve indicar
sensivelmente o mesmo valor que o potenciómetro 7. Se:
Ponteiro á direita:
• Curto-circuito de capacitância de 1 Micro Faraday na cuba dos auxiliares.
• Curto-circuito entre o filamento e o cátodo
• Curto-circuito sobre os diodos BK (carta CAT06)
• Carta STD15 ou STD 16 avariada.
Ponteiro á esquerda:
• Filamento cortado (quebrada)
• Fusível F2 e/ou F3 cortado
• Falta de tensão BK
• Transformador de medida I BK avariada (aquecimento do canhão)
• Comutador de aquecimento em posição “parada”
• Potenciómetro de aquecimento no mínimo
• Carta STD12 ou CAT13 ou STD15 avariada
- 63 -
Figure 21 – O cátodo
1.2.2.2. Falha existência de corrente do ánodo
Nota: Durante a fase de soldadura, o valor de IA deve ser próximo de zero. Durante
as fases de subida de potência e de “descida” aumenta até um valor de 4 mA. Os
defeitos associados são:
1. Ligação ao canhão desligado
2. Conexão (“trasversée anodique”) mal montado no canhão
3. Galva avariado
4. Curto-circuito ânodo – massa
5. Diodos, de protecção da resistência de 100 Ohm em curto-circuito.
1.2.2.3. Falha existência de corrente do ánodo
Corrente do ánodo importante
• Cátodo avariado
• Aquecimento do cátodo insuficiente
• Má remontagem dos eléctrodos do canhão
• Ánodo tapado
• Magnetismo no canhão
1.2.2.4. Falha existência de corrente do cátodo
• Inexistência de alta tensão
- 64 -
• Temporização posto em aquecimento avariado
• Curto-circuito no isolador ar-vacuo ou ar-óleo entre filamento e Wehnelt
• Cátodo poluído por poluição do canhão: peça mal lavada ou subida repentina
de pressão no canhão por avaria no circuito de vácuo.
• Carta WEH11 avariado
Na figura 22 está representada de forma esquemática o grupo de feixe de
electrões, principal sub sistema do equipamento e as zonas de realização do
vácuo. As pressões indicadas devem ser respeitadas para que possa realizar uma
soldadura conforme.
- 65 -
Figure 22 – Representação esquemática do GFE e diferentes níveis de pressão (adaptado de esquemas SAFMATIC)
- 66 -
A identificação e a caracterização da função dos vários subsistemas que compõe as
máquinas de soldar parecem ser uma etapa crucial para a boa compreensão dos
problemas de fiabilidade encontrados e para a aplicação do AMDEC no capítulo 4. È
esta abordagem que faremos de seguida.
1.3. Caracterização das funções principais dos sistemas das máquinas de soldar SAF F.E.
Como foi visto no capítulo 2, a compreensão e a determinação da função do órgão a
analisar é fundamental. Trata-se de um dos aspectos apontados na análise de
fiabilidade a partir da metodologia RCM e em particular na ferramenta AMDEC. Por
esta razão, a seguir daremos a conhecer as principais funções dos sistemas atrás
mencionadas.
1.3.1. Grupo de geração de feixes de electrões
Tem como missão a geração do feixe de electrões, isto é, aquecimento de um
material a uma dada temperatura até que electrões livres da superfície do material é
acelerado e atingem o conjunto a soldar, transformado e a energia cinética em
energia calorífica, responsável pelo processo de soldadura. O sistema tem como
base de funcionamento:
• O aquecimento indirecto do cátodo (do tipo “fourrée” em LaB6) por
bombardeamento regulado.
• O filamento de tungsténio aquecido por efeito joule.
- 67 -
1.3.2. Avaliação da Performance Fiabilidade, Manutenibilidade e Disponibilidade (RAM / FMD)
A caracterização FMD de um equipamento industrial pode ser feita em três níveis
conforme mostra a tabela 1.
Propriedade Características FMD
Conjunto Sempre reparável Disponibilidade
Modulo Reparável ou consumível Manutenabilidade e
Fiabilidade
Componente Consumível e por vezes
reparáveis Fiabilidade
Table 1 – Nível de caracterização FMD de um equipamento (Fonte: Monchy, F.)
Os equipamentos industriais inventariados no caso em estudo – máquinas de soldar
FE são sistemas reparáveis que no entanto foram decompostos para efeito de uma
análise detalhada em sub sistemas também reparáveis, sendo que é também
abordado neste estudo o caso de um componente crítico: o cátodo -filamento.
No caderno de encargos Cliente para a consulta de um novo equipamento,
encontramos no capítulo FMD, acrónimo de Fiabilité, Maintenabilité e Disponibilité,
que em algumas etapas deste trabalho foi abordado como RAM, acrónimo de
Reliability, Availability and Maintenability, os requisitos necessários que o fornecedor
deve garantir após a entrega dos meios. A avaliação dos requisitos pedidos é
realizada durante uma fase de obtenção do desempenho. Nas situações em que os
valores são menores que os contratualmente estabelecidos, um conjunto de acções
são reportadas ao fornecedor com vista à obtenção dos valores anunciados no c.d.c
(caderno de encargos).
Definições performance dos meios – Os objectivos de performance FMD
especificados no caderno de encargos integram os tempos que derivam unicamente
das responsabilidades do fornecedor. Não são tidas em conta os tempos ligados à
organização do cliente, tais como: tempo de espera do pessoal; do material; das
- 68 -
ferramentas; das peças de substituição. Para o caso das máquinas de soldar feixe
electrões são indicadas os seguintes:
• Paragens não funcionais
o – Nº de paragens (necessitando de uma intervenção dita de manutenção) -
0.5 /10.000 peças. (para o equipamento em análise equivale a 1 avaria /
83.20 horas serviço – 2 avarias/mês)
o - Nº de Micro paragens (sem mudança de peças ou órgão, sem
ferramentas, sem abertura do dossier técnico) = 5 /10000 peças.
• Mudança de órgãos – conforme documento n°62210/98/17 – capitulo FMD – “
Descriptif technique Fiabilité, Maintenabilité et Disponibilité” anexo ao caderno de
encargos para equipamentos industrais.
Conclusão: consoante os valores apresentados podemos afirmar que se tratam de
valores completamente irrealistas, que nunca foram postos em causa pelo fornecedor
quando da realização da proposta técnica, cuja verificação por parte do cliente
durante as diferentes fases de recepção do equipamento é extremamente difícil de
verificar dado a curta duração das etapas de recepção e muitas vezes da falta de
conhecimento do equipamento.
- 69 -
2. Justificação da selecção deste equipamento
2.1. O baixo rendimento operacional deste tipo de equipamento
O rendimento operacional é uma medida da eficiência global de uma instalação. Na
nossa organização é conhecido por Ro e traduz a relação entre a quantidade de
peças boas fabricadas com a quantidade de peças teoricamente realizáveis, sendo
este o nº de peças realizáveis pelo meio ou sistema, não tem nenhuma paragem,
funciona no tempo de ciclo teórico (Tcy) e não realiza nenhuma peça considerada
sucata durante o tempo requerido (TR).
Na norma E41.50.505.R, encontramos a decomposição do Ro, de forma a
compreender as diversas formas de perdas e com vista a criação de um plano de
melhoria da performance global:
Ro = Do*Rv*Tq,
em que Do é a disponibilidade operacional, abordado num capitulo anterior, Rv o
rendimento velocidade, isto é a relação entre o tempo de ciclo de ciclo teórico e o
tempo de ciclo real do meio e a taxa de qualidade Tq, que mede a relação entre o nº
de peças boas e o nº de peças realizadas.
Encontramos em Assis (2004), a definição para a eficiência global de um
equipamento, medido pelo produto da disponibilidade, da performance e da
qualidade, isto é:
OEE = D*P*Q,
em que a disponibilidade D, como visto anteriormente, é a percentagem do tempo em
que o equipamento encontra-se disponível para produzir, a performance P a
percentagem da capacidade de produção nominal que o equipamento é capaz de
realizar ( é conhecido por nós como sendo o rendimento), e qualidade Q, ou seja, a
relação de produtos bons com todos os produtos realizados.
Da análise das duas equações, constatamos uma total coerência entre as duas
definições.
No quadro seguinte mostraremos a evolução do rendimento operacional do
equipamento em estudo, durante o ano de 2004. O interesse da análise reside na
- 70 -
grande dispersão apresentada e é considerado motivo de preocupação pelos
gestores dado que por maior planeamento da produção que se faça, existe um
comportamento aleatório do parâmetro rendimento do equipamento. O nosso
objectivo final é a estabilização deste parâmetro importante, que se traduz na medida
da eficiência do processo produtivo.
Evolucão Ro - Periodo inical do estudo
66
83
54
72 71 69
62
7065
83
6863
72
44
7176
38
68
36
78 79
70
62
77
60 62 64
7269 71
6368
7168
30354045505560657075808590
S419
S421
S423
S425
S427
S429
S431
S433
S435
S437
S439
S441
S443
S445
S447
S449
S451
Tempo- (Semanas)
Ro
- (%
)
Ro Objectivo Acum
Figure 23 – Análise do rendimento operacional do equipamento em estudo
- 71 -
2.2. Posicionamento do equipamento em Gravidade / Frequência.
Após a apresentação de inúmeras formas de representação da fiabilidade dos
equipamentos de um determinado sector, conhecido na fábrica como UET – Unidade
elementar de trabalho, foi sugerido uma forma simples e prática ao qual ficou
conhecido como Gráfico de Gravidade / Frequência. A gravidade traduz a duração
da avaria, isto é o MTTR – que, como visto anteriormente, é o tempo médio até a
reparação. Em termos de gravidade as avarias são classificadas de normais, as de
duração inferior a duas horas e longas, as de duração superior ou igual a duas
horas. A frequência traduz o nº de avarias que acorrem para cada equipamento por
ano.
Neste tipo de gráfico, na abcissa está indicado a frequência (em nº de varias) e nas
ordenadas a gravidade (o tempo de paragens em horas). Traçando os objectivos
definidos pela direcção da fábrica, torna-se fácil e prático verificar se os resultados
dos equipamentos em análise estão dentro do rectângulo definido pelos objectivos.
Na figura 24 mostramos a situação da máquina de soldar SAF F.E com o nº 2503 -
equipamento escolhido para este caso de estudo, dentro do sector de actividade
onde se encontra e em comparação com os restantes equipamentos.
A análise é apresentada para o período anterior ao início deste estudo - ano de 2003,
e anterior à aplicação de algumas acções correctivas apresentadas no plano de
melhoria de fiabilidade. Facilmente podemos concluir da justificação da importância
que nos últimos dois anos se tem dado ao conjunto de equipamento de soldar SAF
F.E. O equipamento em estudo está simbolizado por rectângulo vermelho e
facilmente se conclui que está fora do objectivo pretendidos.
Como complemento de informações, também é apresentado nesta figura os gráficos
do nº de avarias, as horas de avarias com perda e a manutenibilidade em horas.
- 72 -
Figure 24 – Representação Gravidade /Frequência maq. 2503 (Fonte: dept. manut de Renault Cacia – AT2)
- 73 -
3. Ferramentas para realizar o estudo
3.1. Aplicação do Teste de Laplace a cada modo de avaria
Para verificarmos a independência dos dados recolhidos, recorremos a um teste
estatístico não paramétrico muito conhecido em fiabilidade. Trata-se do teste de
Laplace.
A ideia é formular para o problema seleccionando uma estatística de teste avançando
com a hipótese nula H0 (os TTF são IID - independentes e identicamente distribuídos
ou taxa de falhas constante) a qual se aceita como verdadeira até evidência em
contrário, e a hipótese alternativa H1 (os TTF não são IID - independentes e
identicamente distribuídos ou taxa de falhas não é constante).
Prova-se que se a taxa de avarias for constante, então estamos perante um processo
conhecido por Poisson Homogéneo. Caso contrário trata-se de um processo de
Poisson não homogéneo. No primeiro caso podemos também afirmar que o intervalo
de tempo é descrito pela distribuição exponencial negativa.
A aplicação do teste bilateral far-se-á sempre que não se conheça a tendência do
fenómeno. Este se baseia nos seguintes procedimentos:
• Executar um teste de hipótese, em que a hipótese nula, H0, estabelece serem
os acontecimentos IID e em que a hipótese alternativa, H1, estabelece serem
os acontecimentos não IID
• Calcular o valor da estatística de teste, ET, determinando o valor equivalente
de Z, em que ZT N (0;1).
O teste pode ser limitado pelo tempo ou pelo número de falhas, pelo que a estatística
de teste de Laplace pode assumir estas duas vertentes.
No teste limitado pelo tempo teremos:
⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛
−=∑
5,0*(
*120
1
TN
tNZ
N
i
T
- 74 -
em que :
ti = momento em que ocorreu a falha de ordem i
N= número acumulado de falhas
T0 = momento final do teste limitado pelo tempo
e no teste limitado pelo número de falhas ou ocorrências:
⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛
−−
−=∑
5,0*)1(
)1(*12 1
N
N
i
T TN
tNZ
em que :
ti = momento em que ocorreu a falha de ordem i
N= numero acumulado de falhas
TN = momento final do teste limitado pela última falha
• Especificar o nível de significância bilateral para o teste, que no nosso caso é
de α = 5%.
• Determinar o valor da normal padronizada referente ao nível de significância
definida, Zα/2, e compará-lo com o valor calculado de ZT, realizando
posteriormente a tomada de decisão. Isto é, se -Zα/2 ≤ ZT ≤ Zα/2, o teste é
inconclusivo e aceita-se a hipótese nula, se a amostra for representativa do
fenómeno que está a estudar, caso contrário é necessário proceder à recolha
de mais dados. Se ZT <-Zα/2 ou ZT> Zα/2 o teste é conclusivo e rejeita-se a
hipótese nula. Para o nível de significância apresentada, o valor de Zα/2 = 1,96.
Em síntese, podemos afirmar: para sistemas reparáveis, define-se uma hipótese nula
(H0) para a qual se afirma que a taxa de avarias é constante e uma hipótese
alternativa (H1) para a qual a taxa pode ser crescente ou decrescente. No caso de
- 75 -
Modos de avarias (componentes), define-se uma hipótese nula (H0) caracterizada por
ocorrências IID e uma hipótese alternativa (H1) em que as ocorrências não são IID.
3.2. Análise Weibull
A função de Weibull é largamente utilizada na prática de engenharia sobretudo na
descrição dos fenómenos de vida de componentes elementares de sistemas ao longo
de todo o seu ciclo de vida. È considerado a distribuição mais versátil em análise de
fiabilidade, tendo sido apresentado sob várias formas de aplicações informáticas. A
sua variedade de forma permite caracterizar completamente a taxa de avarias
traduzido pela curva de banheira, isto é, com a utilização da distribuição a três
parâmetros, é possível ajustar a qualquer região da curva. Consoante o factor de
forma β, teremos:
• β <1 – taxa de avarias decrescente, correspondendo á primeira zona da curva,
caracterizado por mortalidade infantil.
• β = 1 – taxa de avarias constante, caracterizando a zona da maturidade
• β > 1 – taxa de avarias crescente, caracterizando a zona de obsolescência.
Segundo Campebell and Jardine (2001), o declive da recta de Weibull mostra que
classes de avarias ocorrem. Se o valor de beta é inferior a um, então estamos
perante a mortalidade infantil, sendo que a função de risco associado é decrescente.
Se o valor de β é igual á unidade então as avarias são aleatórias, sendo que a função
de risco é constante. No caso em que o valor do parâmetro de forma é superior a um
então temos o fenómeno de desgaste, sendo que a função de risco é crescente. De
referir também que o valor de η, isto é a vida característica, corresponde
aproximadamente ao valor de tempo médio entre avarias, MTBF, sendo iguais
quando beta é igual a um, isto é, a distribuição de Weibull é equivalente à distribuição
exponencial.
Weibull desenvolveu uma expressão que, através de parâmetros adequados, permite
uma representação das três zonas atrás mencionadas. As expressões matemáticas
deste modelo são:
- 76 -
βη
*)(1)(
tt
etF−
−=
Em que F (t) é a função distribuição acumulada de falhas, β o factor de forma e η o
parâmetro de escala ou vida característica.
Esta expressão permite representar num papel adequado a função na forma de uma
recta, a partir de uma expressão do tipo y = a*x + b (constante). E também esta
facilidade de trabalhar que torna esta ferramenta muito utilizado. Desta
representação, pode-se facilmente determinar o factor de forma (parâmetro β), sendo
que o declive da recta dá-nos a vida característica (parâmetro η ), representado o
tempo em que ocorrem 63,3% das avarias.
Figure 25 – Função de risco para avarias em mortalidade infantil, aleatórias e fenómenos de desgaste (fonte: www.Weibull.com)
Quando recolhemos um conjunto de dados de um determinado componente em
serviço ou em teste, existem muitas razões para acreditarmos que o item em teste
não tem uma taxa de avarias constante, sobretudo se estiver envolvido um
mecanismo do tipo mecânico em causa.
- 77 -
A abordagem à analise de Weibull pode ser feita recorrendo por um lado a programas
de cálculos existentes (amplamente divulgados na Internet) ou e recorrendo ao
método gráfico.
3.2.1. Etapas da análise de Weibull
A análise realizada a partir de um software torna a abordagem de Weibull simples,
desde que feita por pessoas que tenham alguma experiência neste campo.
Resumidamente o software realiza os seguintes passos:
• Agrupar os dados em ordem crescente do tempo de avaria
• Obtêm média rank (ver sub capitulo media rank)
• Traçar no papel de probabilidade de Weibull o media rank versus o tempo de
avaria de cada grupo de observações.
3.2.2. Median Rank
Dado a forma assimétrica que apresenta normalmente as distribuições de
probabilidade de falha, a melhor estimativa dos valores das ordenadas F(t) consiste
em determinar os valores das medianas dos sucessivos nºs de ordem j (median rank)
e não as suas médias. Existem duas formas de cálculo:
• Função beta incompleta, fazendo F(t) = 0.5, isto é no Excel teremos
BETAINV(0,5;j;n-j+1), em j é o nº de falhas e n o nº de ordem.
• Método de aproximação de Bernard, dado por:
4,03,0)(
+−
=njtF
- 78 -
4. Conclusões do Capitulo
Neste capítulo fizemos uma descrição sucinta do equipamento a estudar, o
funcionamento dos seus subsistemas e a função de alguns órgãos considerados
cruciais e cuja abordagem no capitulo seguinte nos parece pertinente.
Foi também feita a justificação do porquê da escolha deste equipamento no conjunto
dos equipamentos que fazem parte a linha de produção onde esta está inserida,
baseando para isso no gráfico de gravidade - frequência e nos resultados do
rendimento operacional do equipamento (este indicador constitui uma referência na
abordagem e aplicação do TPM).
Uma descrição das ferramentas a utilizar na análise de fiabilidade foi desenvolvida
neste capítulo. Abordamos a utilização do teste de Laplace e análise de Weibull e
seus parâmetros.
Com esta apresentação pretendeu-se também descrever as principais ferramentas
que serão utilizadas no capítulo seguinte para realização do estudo de fiabilidade e a
sua relação com o TPM e RCM.
- 79 -
CAPITULO 4 ESTUDO DO EQUIPAMENTO SELECIONADO
- 80 -
1. Aplicação das metodologias de análise de fiabilidade.
Este capítulo é dedicado à aplicação das metodologias de análise de fiabilidade ao
caso em estudo, sendo que a abordagem teórica foi feita no capítulo 2.
1.1. Identificação dos Modos de Avarias
Recorrendo, aos históricos de avarias do equipamento registado no programa AS 400
disponível na fábrica, ás informações contidas em cada pedido de intervenção – DI,
existentes na secção de manutenção que se ocupa destes equipamentos, ao
conhecimento do equipamento por parte dos técnicos e do fabricante, às informações
recolhidas no âmbito da aplicação do TPM ao equipamento (concretamente a análise
de perdas), foi possível estabelecer os principais modos de avarias deste
equipamento.
Na figura 26 está representada a síntese da análise realizada ao histórico de
equipamentos de soldar SAF F.E, em termos de tempo de paragem e tempo de
avarias. Na tabela seguinte estão apresentados os modos de falhas, estando
assinalando em amarelo o TOP 10 dos modos de avarias.
- 81 -
Pareto Avarias Global Máquina
0
50
100
150
200
250
300
Coraç
ão +
díodo
s CAT6
Substi
tuiçã
o cab
o alta
tens
ão
Gaveta
pré-c
âmara
bloq
uead
as (E
sferas
/sujid
ade/q
-ring
s/guia
s)
Filam
ento
queim
ado
Junta
valvu
las ca
nhão
Substi
tuiçã
o Tran
sform
ador
Whe
nelt
Regula
ção p
arâm
etros
Afinaç
ões m
ecân
icas e
xclus
or/ga
veta/
porta
eixo
Tubo
de vá
cuum
da bo
mba tu
rbo
Bomba
vácu
um pr
é-câm
ara
Motores
rotaç
ão (p
osici
onam
ento
eixos
esq e
dto)
Fins c
urso
(válv
ulas,g
aveta
s)
Gaveta
porta
peça
encra
vada
(esfe
ras/su
jidad
e/guia
s)
RAFAL -
Limpe
za de
smag
netiz
ação
hora
s
0
5
10
15
20
25
30
nºav
aria
s
T.ParagemN.Paragens
Figure 26 – Pareto das avarias do equipamento
- 82 -
Table 2 – Lista de avarias dos equipamentos SAF FE – Modos de avarias
- 83 -
1.2. Aplicação do Teste de Laplace aos históricos de avarias dos subconjuntos / modos de avarias.
Para a realização do teste de Laplace conforme descrito no capítulo 3, foi necessário
trabalhar os dados recolhidos do histórico de avarias do equipamento referente a um
determinado período de funcionamento do equipamento em causa.
No caso em estudo, o início dos dados em 01/02/2003 coincide com a entrada em
funcionamento do equipamento e tem o fim em 31/07/2005, o que perfaz um tempo
total de cento e oito semanas de actividade, num total de 11.825 horas.
Estes dados foram posteriormente migrados para uma folha de cálculo, previamente
realizado. Após a obtenção dos tempos de avarias, foi possível realizar o teste de
Laplace, utilizando para isso uma folha de cálculo extraído de Rui Assis (2004).
De seguida, é apresentado um exemplo da aplicação do teste de Laplace às avarias
do Gerador de Feixe de Electrões, subconjunto de maior relevo do equipamento em
estudo. A aplicação desta ferramenta aos outros subconjuntos encontra-se detalhada
no anexo destinado ao tema.
Relembra-se que o objectivo da aplicação deste teste é o de verificar se a taxa de
avarias é constante ou para o caso de subsistemas ou no caso componentes se as
ocorrências são Independentes e Identicamente distribuídas, conhecido por
ocorrências IID, tendo sido formulado as hipóteses seguintes:
• Hipótese nula – H0 = taxa de avarias constante; ocorrências IID
• Hipótese alternativa – H1 = taxa de avarias não constante; ocorrências não IID
Sendo que o teste é limitado pelo tempo, a identificação da estatística do teste (ET) e
a caracterização da respectiva distribuição amostral é dada por:
⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛
−=∑
5,0*
*120
1
TN
tNZ
N
i
T
em que:
- 84 -
ti = momento em que ocorreu a falha de ordem i
N= numero acumulado de falhas
T0 = momento final do teste limitado pelo tempo
A figura 27 mostra uma folha de cálculo com a aplicação do teste de Laplace ao
subsistema GFE_ST10, podendo-se concluir que a taxa de avarias é constante e
igual 0.001099 com um valor de prova de 64.93%. Sendo que a taxa de avarias é
cosntante podemos calcular o MTBF como sendo o valor inverso desta taxa, o que dá
um valor de 910 Horas. O nível de significância utilizado é de 5%.
Figure 27 – Exemplo de teste de Laplace realizado aos das avarias do GFE.
- 85 -
Evolução temporal das falhas
y = 0,0011x - 0,0939R2 = 0,9436
0
2
4
6
8
10
12
14
0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000
Momentos de falha
Ord
em d
e fa
lha
ObservaçõesLinear (Observações)
Figure 28 – Evolução temporal das falhas. Exemplo de para o GFE SAF 2503.
Z de teste e respectivos limites
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
-3 -2,8 -2,6 -2,4 -2,2 -2 -1,8 -1,6 -1,4 -1,2 -1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3
Z
p(Z)
Z de testeLimites de Z
Figure 29 – Gráfico do Z de teste. Exemplo para o GFE SAF 2503.
De seguida, apresentamos a síntese da aplicação do teste de Laplace ás avarias dos
diversos subsistemas do equipamento em estudo.
- 86 -
Sistema de carregamento automático – SMEP_CA
Para um valor de α = 0.05, isto é, -1.96 <z <1.96; temos:
Numero de avarias N: 73
Tempo total de funcionamento t0: 11.825,85
Soma dos tempos Σti: 447.492,00
ET = -0.1614 (a taxa de avarias é constante)
Valor de prova: 87.18%
__________
Cuba de alta tensão – C_AT
Para um valor de α = 0.05, isto é, -1.96 <z <1.96; temos:
Numero de avarias N: 14
Tempo total de funcionamento t0: 11.825,85
Soma dos tempos Σti: 103.161,00
ET = 1.4656 (a taxa de avarias é constante)
Valor de prova: 14.28%
__________
Grupo feixe de electrões - GFE
Para um valor de α = 0.05, isto é, -1.96 <z <1.96; temos:
Numero de avarias N: 12
Tempo total de funcionamento t0: 11.825,85
Soma dos tempos Σti: 82.485,00
ET = 0.4547 (a taxa de avarias é constante)
Valor de prova: 64,93%
__________
Grupo de vácuo do gerador feixe de electrões – GV_GFE
Para um valor de α = 0.05, isto é, -1.96 <z <1.96; temos:
Numero de avarias N: 10
Tempo total de funcionamento t0: 11.825,85
Soma dos tempos Σti: 82.428,00
ET = 2.1581 (a taxa de avarias não é constante)
Valor de prova: -
- 87 -
Table 3 – Tabela síntese de aplicação do teste de Laplace aos diferentes subsistemas
Tendo em conta os resultados encontrados para a Estatística de Teste, pode-se
concluir que existe um conjunto de subsistemas cujo teste de Laplace apresenta-se
como inconclusivo, para o nível de significância de 5%, isto é, em que -1.96 ≤ z ≤ 1.96
e aceita-se a hipótese nula. Para esses casos é possível afirmar que a taxa de
avarias é constante.
Existe um caso em que o teste é conclusivo e neste caso rejeita-se a hipótese nula e
aceita-se a hipótese alternativa, isto é, taxa de avarias não é constante. Neste caso
pode-se fazer a verificação da tendência e com a análise de regressão verificar se a
taxa de avarias associada a este subsistema é crescente ou decrescente.
Em síntese:
taxa de avarias constante
• Sistema de carregamento automático – SMEP-CA
• Cuba de alta tensão
• Grupo deixe de electrões St10
taxa de avarias não constante
• Grupo de vácuo do gerador feixe de electrões – GV_GFE
- 88 -
1.3. Cálculo de Fiabilidade
1.3.1. Parâmetros de Weibull
Para a realização do cálculo dos parâmetros de Weibull, recorremos ao programa
Weibull ++ 6. Relativo ao nº de parâmetros, a escolha recai sobre o Weibull a dois
parâmetros, visto que para o equipamento em causa, os dados do histórico do
equipamento são seguidos desde o início de actividade (Fev. 2003).
A realização desta etapa seguiu a processo estabelecido no capítulo 4, em que os
dados foram numa primeira fase migrados para uma folha de cálculo e
posteriormente introduzidos no programa Weibull ++ 7. Em termos de resultados
obtidos para os parâmetros de Weibull e o valor de R (coeficiente de determinação –
representado neste programa por ρ) de referir que os mesmos encontram-se na parte
inferior de qualquer um dos gráficos obtidos.
De seguida apresentaremos os resultados para o equipamento em estudos, tendo
em cota os diferentes subsistemas. A abordagem feita permite-nos através de uma
análise aos resultados em termos dos parâmetros de fiabilidade criar um conjunto de
plano de acções com vista à melhoria da fiabilidade.
Os resultados foram também obtidos e analisados á luz dos conhecimentos
adquiridos na cadeira de Gestão Global de Manutenção – capítulo Fiabilidade,
recorrendo para isso à utilização de folha de cálculo. Os resultados de todos os
subsistemas encontram-se apresentados no anexo. Neste sub capítulo
apresentaremos apenas os exemplos de diversos gráficos obtidos e o balanço da
análise realizada. Os exemplos apontados são:
• Grupo de feixe de electrões (gráfico de λ (t) = f(t)/R(t))
• Sistema SMEP_CA (gráfico de F (t))
• Grupo de vácuo GV-GFE (gráfico de R (t))
- 89 -
0
0,01
2,00E-3
4,00E-3
6,00E-3
8,00E-3
0 3000,00600,00 1200,00 1800,00 2400,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibull .com
Failure Rate vs T ime Plot
Tim e, (t)
Failu
re R
ate,
f(t)/
R(t)
18-05-2006 19:48D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullD ata 1
W2 M LE - SRM M EDF=13 / S=0C B[FM]@95,00%2-Sided-B [T1]
β=0 , 9 322 , η=8 04 , 28 54
Figure 30 - cálculo dos parâmetros de Weibull para o GFE_ST10 – taxa de avaria λ (t)
- 90 -
0
1,00
0,20
0,40
0,60
0,80
0 10000,002000,00 4000,00 6000,00 8000,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibull .com
Reliabil i ty vs T ime
Tim e, (t)
Rel
iabi
lity,
R(t)
=1-F
(t)
18-05-2006 20:02D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullGV_GFE
W2 M LE - SRM M EDF=10 / S=0C B[FM]@95,00%2-Sided-B [T1]
β=0 , 6 480 , η=9 24 , 28 58
Figure 31 - cálculo dos parâmetros de Weibull para o GFE_ST10 – fiabilidade R (t)
- 91 -
10,00 1000,00100,000,10
0,50
1,00
5,00
10,00
50,00
90,00
99,90
0,10
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibull .com
Probabi l i ty - Weibul l
Time, (t)
Unr
elia
bilit
y, F
(t)
18-05-2006 19:39Di_Pina. SAJoao de Pina
WeibullSMEP_CA
W2 MLE - SRM MEDF=77 / S=0CB[FM]@95,00%2-Sided-B [T1]
β=1,0219, η=155,1103
Figure 32 – exemplo de cálculo dos parâmetros de Weibull para o SMEP_CA.
Na figura seguinte apresentamos o tratamento do histórico de avarias para o
componente crítico/ sensível do equipamento – o cátodo filamento.
INDICAÇÃO DOS PARÂMETROS β η
- 92 -
0
1,00E-3
2,00E-4
4,00E-4
6,00E-4
8,00E-4
0 6000,001200,00 2400,00 3600,00 4800,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibull .com
Failure Rate vs T ime Plot
Tim e, (t)
Failu
re R
ate,
f(t)/
R(t)
19-05-2006 21:15D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullC átodo_2503
W2 M LE - SRM M EDF=12 / S=0C B[FM]@95,00%2-Sided-B [T1]
β=1 , 1 043 , η=1 819 ,4 838
Da mesma forma como foi apresentado para o teste de Laplace, também para a
análise Weibull foi realizado uma tabela síntese que é mostrada de seguida. Uma
tabela suplementar com os resultados em termos de nº de avarias e tempo de
paragem também é apresentada.
- 93 -
Table 4 - tabela recapitulativa do nº de avarias e os tempos de paragem e os parâmetros de Weibull
Explicação dos símbolos utilizados: Cod – identificação simplificada de cada sub conjunto
N-Av – nº de avarias
T_par (H) – tempo de paragem em horas
Par_β – parâmetro de forma da distribuição Weibull
Par_η – parâmetro de escala ou vida característica em horas
ρ - Coeficiente de determinação também conhecido por r2
1.3.2. Modelo de Weibull: procura do MTBF
Dentro do contexto de gestão de manutenção, o conhecimento do MTBF de um
sistema ou dos sub sistemas que o constituem, de um componente tido como
sensível é indispensável na optimização do plano de manutenção sistemática
(período dado por T= k. MTBF).
Um a forma de estimar o valor do MTBF a partir da aplicação do modelo de Weibull é
recorrendo á formula que nos dá o MTBF e o desvio padrão a partir de coeficientes A
e B tabelados função do valor de factor de forma β.
O MTBF é calculado por: MTBF = A*η + γ, sendo que γ é o parâmetro de localização
caso exista.
O desvio padrão é dado por: σ = B* η.
O resumo dos cálculos realizados para os sub sistema em estudo encontra-se na
tabela seguinte:
- 94 -
Table 5 - tabela recapitulativa da aplicação análise de Weibull
1.3.3. Análise dos resultados obtidos
Os resultados obtidos poderão ser analisados em torno dos valores de factor de
forma, considerando para isso três situações distintas: casos de factor de forma β<1,
1<= β <2 e β>2.
Podemos concluir que para subsistemas que apresentam valores de factor de forma
β>1 mas inferior a 2, existe um ténue crescimento da taxa de avarias.
O caso que podemos exemplificar aqui é a cuba de alta tensão e dos auxiliares -
C_AT, que apresenta um factor de forma β=1.2280 e uma vida característica η= 972
horas, abaixo do valor objectivo de 1500 horas. A justificação para o aumento da taxa
de avarias prende-se com a mudança do tipo de cabo de alta tensão, sobretudo a
nivel do material isolante. Esta mudança de fornecedor é devido ao desaparecimento
do fornecedor habitual deste elemento.
O sistema mecânico, eléctrico e pneumático de carregamento automático -
SMEP_CA merece aqui alguns comentários, pelos valores globais apresentados.
Apresenta valor de β=1.029, o que está muito próximo do valor unitário, que traduz
uma taxa de avarias constante tendo tido uma ligeira diminuição explicada pelo
período inicial de serviço também conhecido por “deverminage”. A vida característica
η igual a 155 horas é muito baixa quando comprado com outros sub sistemas.
Pode-se concluir que:
- 95 -
• Trata-se do sub sistema com maior nº de avarias, mas cuja gravidade não é
elevada. As avarias são devidas normalmente à perda de sinal dos detectores
aplicados nos diversos transportadores de colocação das peças na posição de
maquinação. Tratam-se de peças de alguma complexidade geométrica que
não favorece o carregamento.
• Os resultados obtidos reflectem as imensas intervenções de melhoria contínua
realizadas neste subsistema depois da entrada em funcionamento do
equipamento, confirmando por isso a ideia de que se trata de um subsistema
com graves deficiências de projecto. No entanto face ao baixo valor de MTBF,
parece-nos que a análise de um possível reprojecto do subsistema é apontado
como a solução mais viável.
• Para uma correcta tomada de decisão sugere-se um levantamento mais
exaustivo das micro-paragens deste subsistema e um acompanhamento das
intervenções após avarias. Existe também a necessidade de uma melhor
documentação das causas das avarias e do tempo de reparação – TTR.
Relativamente ao subsistema Grupo de Feixe de Electrões – GFE-ST10, apresenta
um factor de forma β = 0.932, valor próximo do valor característico de um sub sistema
com taxa de avarias constante. Variação da taxa de avarias com o tempo encontra-se
na figura 3. A importância deste sub sistema na obtenção da qualidade das peças
maquinadas e a importância dos custos das peças de substituição, são motivos para
uma atenção particular, mesmo que os resultados mostram que o seu comportamento
está dentro dos objectivos de gravidade e frequência.
O sub sistema grupo de vácuo do GFE, apresenta uma valor factor de forma β =
0.6480. A taxa de avarias é claramente decrescente o que indicia que os problemas
inicias deste subsistema já se encontram resolvidos, pois trataram-se de problemas
ligado ao arranque do equipamento. A vida característica η igual a 924 horas,
próximo da maioria dos restantes sub sistemas.
Por fim, relativamente ao componente cátodo/filamento podemos afirmar que a taxa
de avaria é crescente, sendo que apresenta o valor factor de forma β = 1,1043 e uma
vida característica de 1819 horas. O valor de MTTF para este componente é de 1753
- 96 -
horas, abaixo do valor indicado pelo fornecedor que é de 2000 horas. Neste caso a
adopção de uma politica de substituição preventiva deste componente pode justificar-
se.
A figura 33 tem como objectivo mostrar a situação em termos de criticidade dos
diversos subsistemas do equipamento. A partir desta análise é possível já
estabelecer as primeiras prioridades em termos de intervenção da manutenção – em
termos da aplicação de um plano de manutenção preventiva; e da engenharia a partir
de um processo de reengenharia, etc.
O conjunto de acções a desenvolver será confirmado com a aplicação, no capítulo
seguinte, da metodologia RCM a partir da sua ferramenta principal – o AMDEC.
- 97 -
Figure 33 – Gravidade e frequência para os subsistemas da maquina 2503
- 98 -
1.4. Metodologia AMDEC – sua aplicação ao caso em estudo.
O objectivo deste capítulo é a aplicação do RCM (Reliability Centered Maintenance). Esta abordagem é feita tendo em vista a complementaridade com o TPM (Total
Preventive Maintenance).
A abordagem do RCM será feita pela utilização da ferramenta AMDEC (Analyse Des
Modes de Deffailances, de leurs Effets et de leur Criticité), também conhecido na
literatura anglo saxónica por FMECA. A ferramenta AMDEC utilizada no âmbito da
metodologia RCM foi sumariamente explicada no capítulo 2.
Trata-se de uma ferramenta frequentemente utilizada na fase de projecto dos
equipamentos, dentro da organização, fazendo parte de um capitulo do caderno de
encargos para os equipamentos, mas que pode também ser utilizado numa fase
posterior à realização do equipamento, como por exemplo a fase de exploração.
Após o cálculo da fiabilidade dos subconjuntos mencionados no capítulo 3, nesta fase
parece-nos importante determinar e caracterizar os modos de falhas críticos do
equipamento, a partir da análise dos seus subsistemas. Para o caso em estudo, o
equipamento será decomposto funcionalmente em 14 subconjuntos. Esta fase é tida
como a 1ª etapa na aplicação do AMDEC aos equipamentos de produção.
O recurso ao RCM e concretamente a utilização da ferramenta AMDEC parece-nos
do ponto de vista da realização deste trabalho académico no quadro de uma
Empresa de carácter industrial, adequado dado a sua ampla utilização hoje em dia na
industria em geral, com forte implementação nas industrias aeronáuticas, química,
etc., sobretudo nos países como os E.U.A, ou o Japão. O interesse da utilização
desta ferramenta de forma sistemática é a nossa preocupação.
Para iniciar esta fase, apresentaremos de seguida, a decomposição funcional do
equipamento de soldar SAF 2503, dando realce aos principais componentes, e
sobretudo aqueles que de acordo com o nosso conhecimento possam caracterizar
devidamente o sistema e seu funcionamento.
- 99 -
Figure 34 - representação esquemática dos subsistemas do equipamento
De seguida apresentamos a decomposição realizada, estabelecendo as principais
funções de cada subsistema.
Nº subsistema Designação do subsistema Função principal – comentários
2000 Pré-câmara e deslocação do canhão Permitir realizar um isolamento entre
a câmara e o canhão; permitir soldar
ora no posto esquerda ora no direito.
1400 Grupo de vácuo G.F.E
(bombas de vácuo)
Realizar vácuo no subconjunto G.F.E.
O vácuo permite o livre deslocamento
dos electrões e protege os elementos
“sensíveis” da oxidação.
1300 Grupo de vácuo entre juntas Garantir o vácuo na entre junta
(deslocamento do canhão)
1100 Grupo de vácuo da pré-câmara Realizar o vácuo na pré-camara
9999 Cuba dos auxiliares Localização dos diversos
transformadores de medidas –
isolamento.
9997 Segurança alta tensão Elemento de segurança
9996 Gerador F.E ST10 – Canhão de
electrões
Criação do feixe de electrões
responsável pela soldadura das peças
1600 Cabine – Quadro eléctrico Comando do equipamento
- 100 -
9998 Cuba de alta tensão Transformação da tensão
(400v – a 40.000 V) - isolamento
1650 Quadro operador de comando Permite comandar os movimentos da
máquina – utilização pelos
operadores.
1200 Grupo de vácuo da câmara Realizar o vácuo na câmara
9995 Sistema de carregamento automático Carregamento e descarregamento
das peças a maquinarem (eixo+
crabot).
1000 Sistema de arrefecimento Manter/ limitar a temperatura no
canhão e nas bombas turbo
moleculares
2500 Válvula “tiroir a clapet” inclinado Permitir a realização dos diferentes
níveis de vácuo entre o canhão e a
pré-camara
Neste tipo de análise podemos identificar a função principal, o modo como ela se
manifesta, as formas de detecção e o cálculo da criticidade C. Este índice também é
conhecido por RPN (Risk Priority Number).
Quando realizado a todos os subsistemas do equipamento, podemos realizar uma
hierarquização do índice de criticidade dos subsistemas do equipamento. A partir
desta hierarquização podem ser determinadas quais os modos de falha críticos, de
forma a estabelecer acções correctivas.
As acções podem passar por exemplo pela aplicação de um novo plano de
manutenção preventiva também conhecido por PMP, pela introdução de novas
acções na Ficha de Manutenção Autónoma do equipamento – FMA, pelo
estabelecimento de acções de reengenharia, pilotadas pelo departamento técnico ou
de manutenção junto do fornecedor do equipamento. Importante referir que em casos
em que se exige investimentos significativos, estas devem ser analisadas e
ponderadas, de acordo com o retorno do investimento. A noção de custos deve ser
preponderante.
- 101 -
Na figura 35 está apresentada o AMDEC realizado ao subsistema GFE_ST10 canhão
de feixe de electrões.
- 102 -
Figure 35 – Apresentação do AMDEC do canhão ST10
- 103 -
1.5. Determinação do modo de falha critico
Na regra de aplicação / utilização do AMDEC, estão identificados os critérios
utilizados na determinação do modo de falha crítico. São identificados três critérios:
• A gravidade do efeito – G
• A frequência de ocorrência – F
• A não detecção – D
O índice de severidade é calculado multiplicando os três critérios, e permite avaliar o
grau de criticidade de um determinado modo de avaria, sendo que é tanto maior a
criticidade quanto maior o valor calculado. A tomada de decisão sobre em que itens
devem ser concentrados os esforços para a melhoria da fiabilidade pode partir da
hierarquização deste índice, dado que pode-se tornar insuficiente para a obtenção
das melhorias visadas apenas pela abordagem ao modo crítico de falha encontrado.
Na tabela seguinte apresenta-se uma síntese dos resultados obtidos na análise de
severidade dos modos de avaria dos diferentes subsistemas do equipamento em
estudo.
Table 6 – tabela recapitulativa dos modos de falha crítico
- 104 -
Pela análise de resultados, podemos concluir que existe um conjunto de modos de
avarias, pertencentes a diversos subsistemas, que necessitam de uma análise profunda
e determinação de um plano de acções correctivas robusto. Assim sendo, podemos
afirmar que não é somente importante actuar a nível da falha critica mas sim sobre os
diversos modos de falhas criticas do sistema no seu conjunto.
1.6. Análise de não performance
Neste ponto, apresentaremos uma ferramenta muito utilizada no contexto da análise de
problemas, dado o seu interesse prático e o seu uso corrente. É conhecido como
diagrama de causa – efeito, ou diagrama de Ishikawa. Neste exemplo, foi abordado a
questão da não performance dos meios de soldar SAF FE, objectivo deste trabalho.
Trata-se da aplicação de uma ferramenta “standard”, que de forma global apresenta-nos
as causas raízes de não performance destes meios.
1.6.1. Diagrama de Ishikawa
Na figura 36 é apresentado o diagrama de Ishikawa referente a este estudo.
- 105 -
Figure 36 – Diagrama Causa – Efeito ou diagrama de ISHIKAWA para a melhoria de desenpenho.
- 106 -
1.6.2. Cinco (5) Porquês – Um método de procura das causas
De seguida apresentamos um método muito utilizado para procura da causa raiz da
falha. O exemplo que de seguida mostramos constitui um motivo de interesse dado
tratar-se de uma avaria longa, pouco frequente nas máquinas de soldar SAF FE, cujas
consequências em termos de garantia da Qualidade e de garantia da taxa de serviço do
produto são importantes.
Este método muito divulgado no âmbito da aplicação do SPR – sistema de produção
Renault, tem tido uma aceitação muito boa dado a sua simplicidade de aplicação.
Na figura 37 está representado a análise de 5 porquês realizado para encontrar as
causas raízes de uma avaria longa no equipamento em estudo.
- 107 -
Figure 37 – Análise 5 porquês – Procura de causas raízes
- 108 -
1.7. Comparação da fiabilidade dos equipamentos
Para o trabalho de campo foram seleccionadas quatro equipamentos dos seis
existentes e em funcionamento, tendo como critérios: o tipo de peças maquinadas, a
localização, a idade, o tipo de concepção (apesar de realizarem a mesma função,
recordando - soldadura por feixe de electrões). O objectivo da abordagem que a
seguir faremos é o de estabelecer um padrão das avarias das máquinas do nosso
parque, de forma a compreender como as diversas condições de carga, as politicas
de manutenção de cada sector, o tempo de operação interagem.
De seguida é apresentada um gráfico que relaciona o MTTR (ordenada) com o MTBF
(abcissa), tendo em conta a disponibilidade intrínseca dos meios. Este gráfico está
dividido em quatro zonas (I, II, III, IV).
A zona I representa a zona ideal onde teoricamente deveriam estar todos os meios,
predominando poucas avarias. As que existem são de curta duração.
A zona II é uma zona onde prevalecem micro paragens – avarias frequentes de curta
duração.
A zona III é caracterizada pela existência de avarias longas e frequentes enquanto
que na zona IV predominam as avarias são longas mas pouco frequentes.
- 109 -
Figure 38 - Gráfico de comparação de Fiabilidade/Manutenibilidade de equipamentos
Pode-se concluir pela análise da figura acima que a situação do equipamento em
estudo encontra-se numa zona que já se esperava, isto é, na zona IV onde as avarias
mais penalizantes estão ligadas aos subsistemas críticos como por exemplo:
GFE_ST10, GV_GFE, C_AT. Estas avarias são longas mas “pouco” frequentes,
resultado por um lado da fraca manutenibilidade do meio e por outro por razões
ligadas á gestão das peças de substituição, concretamente o seu armazenamento.
Normalmente tratam-se de componentes de origem única – fornecedor do
equipamento, que existe a necessidade de uma substituição e não havendo stock
disponível, requer um longo tempo de espera e de substituição.
SAF - FE
- 110 -
2. Relação entre a análise de fiabilidade e o TPM e RCM.
As relações possíveis que se podem estabelecer entre a análise de fiabilidade e as
metodologias RCM e TPM estão apresentadas no esquema da figura 39.
Pode-se afirmar com alguma legitimidade que existe uma relação directa entre a
análise de fiabilidade e o RCM, já que esta análise é fundamentada nas ferramentas
do RCM. Enquanto que o TPM, sendo uma filosofia complementar ao RCM mantém
uma ligação indirecta com a análise de fiabilidade a partir desta.
Figure 39 – Relação entre a análise de fiabilidade, TPM e RCM (fonte: LAF)
TPM conduzido pela Equipa Gestão
Operacional
RCM conduzido pela Equipa de
Engenharia
Reparar o que é essencial baseado na análise de condição e criticidade
Estudo da criticidade
Manutenção mais fácil e efectiva
Filosofia de base da manutenção
FMECA
Filosofia de base da operação
Problemas de Operação resolvidos através de uma análise de PM (“Productive
Maintenance”)
Melhoria das acções de manutenção operação,
formação e gestão global
Melhoria Global da Produtividade do
Equipamento
Parceiros
+
- 111 -
3. Melhoria do RAM a partir das soluções apresentadas
No capítulo 3, com a aplicação da metodologia AMDEC ficamos a conhecer quais
eram as funções que não são em determinado momento garantidas, criando assim as
condições para as avarias do equipamento. Neste capítulo apontaremos as várias
vias de melhorais possíveis.
Por um lado, com a aplicação do TPM e suas ferramentas é possível eliminar
algumas anomalias. Outras passarão por um processo de re-projecto, sendo estas
então tratadas pelo departamento de manutenção ou departamento da engenharia
consoante as disponibilidades financeiras existentes em cada momento.
Neste sub capítulo abordaremos, para os diferentes subsistemas analisados e
segundo os critérios de criticidade, as principais vias apontadas para a melhoria da
fiabilidade, da disponibilidade e da manutenibilidade. Esta análise que se pretende
não exaustiva permite-nos apenas ir ao encontro ás necessidades colocadas por este
trabalho académico.
3.1. Propostas de melhorias e vias a explorar para o GFE_ST10.
Dado o grande parque de máquinas do tipo feixe de electrões (F.E SAF)
existente quer na fábrica de CACIA, quer a nível do grupo Renault, existe todo o
interesse em centralizar as melhorias com vista à obtenção de melhores
desempenhos. No entanto estes investimentos suplementares terão que ser bem
avaliados. Nesta primeira fase estabelecemos apenas as acções de melhorias
possíveis. Para alguns, uma análise técnico-económica é necessária para justificar os
investimentos.
3.1.1. Deslocação do canhão
Como foi referido no capítulo apresentação das máquinas de soldar F.E SAF ST10,
existem os meios de dois postos e outros de um posto. Para os primeiros, o canhão
desloca-se mais de duzentas vezes por hora e de cada vez com uma paragem num
batente mecânico. O sistema óleo pneumático não é progressivo ao nível dos
movimentos e sobretudo na chegada sobre os batentes que é feito de uma forma
- 112 -
brusca apesar da presença de amortecedores. No arranque é necessário vencer a
resistência das juntas de vedação. Na chegada sobre os amortecedores, a mesa
estanque é sujeita a uma desaceleração forte, seguida de uma outra sobre os
batentes mecânicos. Durante este ciclo de trabalho, os choques repetitivos podem
originar vibrações nas peças sujeitas a alta tensão, danificando-os. Não é possível
estabelecer uma relação directa com a redução na duração de vida destes
componentes. No entanto é possível apontar uma solução para evitar este problema.
3.1.2. Proposta de melhoria
A solução para evitar a continuação deste problema seria a instalação de um sistema
numérico motorizado em lugar do sistema óleo pneumático, que permitisse uma
paragem controlada, sem provocar choques, pois não seriam necessários os
batentes mecânicos como elemento de paragem.
É no entanto interessante e importante realçar o grau de fiabilidade deste sistema,
não tendo sido encontrado qualquer avaria ligada a este subsistema durante o
estudo, apenas foi constatado a pertinência do estudo dos choques repetitivos como
uma possível causa de avaria do subsistema canhão de feixe electrões com impacto
na duração dos consumíveis deste subsistema.
Figure 40 – Esquema de funcionamento do sistema de deslocação do canhão
- 113 -
3.1.3. Elementos sujeitos a alta tensão – flash no canhão
Estes elementos que a seguir apresentamos foram objecto de uma análise
aprofundada durante a abordagem de fiabilidade de máquinas de soldar por duas
razões fundamentais: a sua substituição é morosa e os custos são elevados.
Na figura 41 estão representados as duas zonas do canhão sujeitas a um diferencial
de tensão importante. Uma parte está sujeita a tensões elevadas (- 45000 volts) e as
distâncias entre elas são muito curtas (18 a 20 mm) e uma boa duração sob tensão
depende de:
• Boa qualidade do vácuo (inexistência de fugas no canhão);
• Qualidade do material utilizado tanto do lado negativo como da massa;
• Do estado de superfície das peças em presença.
A outra parte está sujeita ao potencial da terra. O isolamento entre ambos é
fundamental para evitar a avaria grave devido ao flash no canhão.
Figure 41 – Representação zonas do canhão sujeitas a diferenças de potencial.
Peças a potencial da terra
Peças sujeitos a alta tensão (-45000
V)
- 114 -
A escolha dos materiais respeita as recomendações da literatura especializada, mas
o fornecedor do equipamento adverte pela necessidade imperiosa de utilizar apenas
peças de origem SAFMATIC.
O estado de superfície contribui de forma substancial para manter a duração da
tensão dos elementos separados por uma diferença forte de potencial. Uma
“asperidade” é uma zona onde se concentram campos eléctricos muito elevados e
que originam forças importantes. Estas forças são suficientes para o aparecimento
das novas “asperidades” e que podem provocar a existência de “flash” no canhão.
Esta falha é apontada como a causa provável pela danificação do filamento e do
cátodo e por conseguinte pela avaria do GFE. As peças que compõe este
subsistema, também conhecido por coração do canhão, quando novas são
maquinadas com especificações de rugosidades severas, e algumas são mesmo
polidas (Wehnelt e ánodo), mesmo assim não se garante a inexistência de flash
quando do arranque.
- 115 -
Figure 42 – Representação esquema do canhão e zonas de existência de flash.
O problema da qualidade do vácuo, que tem grande influência no comportamento do
subsistema GFE_ST10, assim como as vias de melhorias a explorar serão abordados
posteriormente no sub capítulo 3.2 por tratar-se de uma questão comum a outros sub
sistemas.
3.1.4. Vias a explorar e melhorias a realizar
A concepção geral dos canhões SAF pouco evoluiu nos últimos vinte anos. No
entanto certos componentes standards desapareceram e foram substituídos por
outros e os componentes de maior precisão cuja realização passa por uma
subcontratação, tiveram várias evoluções, exemplo a gama de fabricação, os
materiais e de certa forma o saber – fazer.
• Reencontrar as antigas características – está em curso no fornecedor do
equipamento pesquisas a nível da fabricação do cabo de alta tensão cuja
substituição de fornecedor (devido á falência do antigo) coincide com o início dos
grandes problemas deste componente.
• Melhorar as características dos componentes em geral – é um abordagem já tido
em conta a seu tempo pela empresa fornecedora dos equipamentos para
industrializar e fiabilizar certos subconjuntos e que rapidamente mostraram os
seus limites. No entanto testes de isolamento a 120 kV sobre os transformadores
Wehnelt (um dos componentes críticos); os díodos Wehnelt são testados a uma
tensão de “avalanche” de 30000 V e uma capacidade de rectificação de 3 A (para
uma utilização nominal 3000 V e 2 mA); os díodos de rectificação do aquecimento
do cátodo têm igualmente uma tensão de teste de 30000 V e 500 mA (para uma
utilização a 3000 V e 30 mA). Após várias reuniões de trabalho, o fornecedor
anunciou o ensaio de um novo transformador Wehnelt e a modificação do
“trasversée” alta tensão ar – vácuo.
• Desvio do excesso de energias – O essencial das avarias dos componentes
críticos situa-se na cuba dos auxiliares. A melhoria será o de limitar a tensão e
- 116 -
drenar uma parte da corrente de “flash” por intermédio dos “éclateurs” , conforme
mostra a figura 43.
Figure 43 – “Eclateurs” para desvio do excesso de energia.
• Reduzir a quantidade de energia libertada – A alimentação alta tensão
actualmente em serviço são criados a partir de uma rede 50 Hz sem
transformação de frequência. A alta tensão é obtida portanto por intermédio de um
transformador elevador de tensão a partir de 400 V trifásico distribuído. A
regulação do valor de alta tensão é feita por medida ao secundário e reacção
sobre o primário por intermédio de “tiristores”. É um sistema relativamente lento
onde não se pode esperar tempo de reacção inferior a 100 ms. A obtenção de
uma tensão contínua mais estável necessita a esta frequência de uma filtragem
que implica um stock de energia importante, nos condensadores e indutâncias.
Foi desenvolvido recentemente uma nova geração de alimentação alta tensão,
que funciona a frequências superiores a 10 kHz e permite obter desempenhos em
termos de taxa de regulação, estabilidade, reprodutibilidade e tempos de
respostas sensivelmente melhores. A estas frequências, os elementos de filtragem
necessitam de um stock menor de energia e a regulação electrónica é directa.
Este novo subconjunto (relembra-se que se trata do elemento de maior criticidade)
é equipado com um dispositivo de detecção de sobre intensidade com controlo da
corrente que suprime o aparecimento do “flash”, conforme mostra a figura 44.
- 117 -
Figure 44 – Novo sistema de alimentação da alta tensão.
3.1.5. Consumíveis – as zonas sensíveis do GFE_ST10
O cátodo – a parte emissiva é realizado em hexaboreno de Lantane LaB6.
Existem poucos fabricantes no mundo deste tipo de material e a sua elaboração é
complexa, pelo que a procura de novos fornecedores é delicada. Segundo o lote
fabricado, podem existir diferenças de cor e da densidade de vitrificação. Segundo o
fornecedor da máquina não está evidenciado a relação destas diferenças com a
capacidade do material fornecer a intensidade de corrente que é pedido. A verdade, é
que, neste estudo e conforme resultados encontrados a variabilidade mostrada pela
análise aos tempos de substituição deste componente evidencia alguns problemas,
não tendo sido possível encontrar uma correlação entre os lotes e a respectiva
duração.
Foi no entanto possível verificar que um vácuo deficiente (este defeito que traz
normalmente consequências gravosas para o equipamento será abordado
oportunamente) gera evaporação e oxidação. A oxidação e a “dopagem” por
migração do boro provocam uma modificação da trajectória e das características do
Os transformadores de aquecimento filamento e
do cátodo.
Os “trasversées” de 1 e 4 vias.
As cartas de rectificação e filtração do cátodo e
Wehnelt
Os transformadores de medição do I aquecimento cátodo e da polarização do
Wehnelt
- 118 -
canhão. A velocidade de degradação do cátodo dependerá directamente do valor de
pressão no canhão.
A figura 45 mostra a duração de vida dos consumíveis (análise realizada durante o
decorrer deste trabalho). A dispersão é forte e o tempo médio de substituição é muito
inferior ao valor preconizado pelo fornecedor.
Figure 45 – Análise ao tempo de substituição dos consumíveis.
Foi no entanto possível verificar que um vácuo deficiente (este defeito que traz
normalmente consequências gravosas para o equipamento será abordado
oportunamente) gera evaporação e oxidação. A oxidação e a “dopagem” por
migração do boro provocam uma modificação da trajectória e das características do
canhão. A velocidade de degradação do cátodo dependerá directamente do valor de
pressão no canhão.
Porta – Filamento – é o aquecimento deste elemento que é responsável pela
emissão dos electrões do cátodo. É realizado em forma de um espiral em tungsténio
em que a temperatura de funcionamento é de aproximadamente 2000 graus. Num
ambiente de vácuo pouco perfeito ou mesmo deficiente, o filamento vai lentamente
vaporizar e o diâmetro da espira vai se diminuindo até à rotura. No entanto o sistema
electrónico de regulação do aquecimento tem em conta este envelhecimento. Ao
- 119 -
contrário do cátodo, em que se pode através da medida de parâmetros do processo
(evolução das recaídas anódicas – Ia; evolução da deformação da peça) é possível
prever a sua substituição atempada, neste caso a rotura brutal da porta filamento é
impossível. A figura 46 mostra a forma deste componente e uma explicação sobre a
regulação do mesmo
O
Figure 46 – O porta filamento.
Nota: o porta filamento tem uma cota funcional que permite a sua substituição sem
regulação, no entanto em nenhum caso de substituição decorrida durante a fase de
realização deste trabalho foi possível arrancar com o equipamento nas melhores
condições (TTR elevados – ver avarias longas).
A proposta de melhoria vem no sentido de um acondicionamento eficaz no armazém
de peças de substituição, de preferência em ambiente de vácuo (acondicionamento
existente em outras fabricas do grupo) de forma a minimizar o tempo de realização do
vácuo no canhão (TTR elevado).
3.2. Problemática do vácuo – GV_GFE e GV_Pcam_ e GV_Cam
Chapeu
4 écrans
Corpo
- 120 -
Trata-se de um problema global das máquinas e são frequentes quer nos meios de
um ou dois postos. As fugas resultantes de uma má vedação das diferentes partes
que compõe o sistema de realização de vácuo são responsáveis por um número
elevado de avarias mas sobretudo pelo elevado tempo de reparação fruto da grande
dificuldade em detecção (manutenibilidade).
As medidas de pressão são realizadas sobre todos os volumes sob vácuo da
máquina: canhão; câmaras; pré câmaras; etc. Cada aparelho dá um valor de pressão
e a pré regulação dos valores limites permite uma gestão da informação em que
subsistema existe o defeito. No entanto a detecção da fuga que deu origem á perda
de vácuo é uma tarefa morosa.
O problema recorrente é o do aumento do tempo de ciclo (condiciona a capacidade
produtiva). A regulação dos limites de vácuo é o resultado de um compromisso, e não
deve ser alterado para reduzir o tempo de ciclo que tenha aumentado devido a
questões diversas (existe sempre esta tentação), e que devem ser rapidamente
diagnosticadas e localizados os problemas, detectados pela evolução das medidas; a
degradação da performance das bombas; o aparecimento de fugas; desgasificação
importante ligados à poluição das câmaras e das canalizações. Este é
verdadeiramente o grande desafio colocado aos operadores de manutenção.
3.2.1. Melhorias propostas
Relativamente à problemática do vácuo, um conjunto de melhorias são possíveis,
donde destacamos numa primeira fase a ajuda ao diagnóstico e a realização do
vácuo no canhão.
A ajuda ao diagnóstico:
Consiste na realização de um certo número de pontos de teste facilmente acessíveis
e rapidamente utilizáveis – na figura 52 estão assinalados a vermelho os novos
pontos propostos. È necessário adquirir aparelhos de medida que permitem efectuar
estes diagnósticos:
• um conjunto “calibre - padrão / estojo” de medida de vácuo primário;
• um conjunto de “calibre - padrão / estojo” de medida de vácuo secundário;
- 121 -
• um conjunto de medida de detecção de fugas - sondas.
Outras propostas de melhorias tem o objectivo de:
• Facilitar o controle dos aparelhos de medida; verificação das performances das
bombas; a detecção das fugas; a verificação de excesso de desgasificação.
• Melhorar a protecção e a duração de vida dos componentes, essencialmente
dos aparelhos de medidas e do conjunto de válvulas do sistema de entrada de
ar.
• Para a melhoria da performance intrínseca do grupo de bombagem, através de
aumentos de capacidade e montagens diferentes.
Tornar mais rápido e menos complicado a aplicação dos meios de medidas, fazendo
implantes no dispositivo do circuito de bombagem, com a possibilidade de montagem
de saídas de medida “M”, quer do calibre padrão, quer de uma sonda de detecção de
fuga, conforme mostra a figura 47.
Simbolo
Figure 47 – forma de realizar os pontos de medição – alteração proposta
Realização de vácuo no canhão:
Válvula manual
tampão M
tê
Tampão O
- 122 -
As máquinas SAF FE utilizadas e objecto deste caso de estudo são equipadas com
um canhão ST10 de dois estágios de bombagem como mostra a figura 47. No
primeiro estágio faz-se a bombagem da zona inter eléctrodos e no segundo a
bombagem intermédia entre a válvula do canhão e a pré câmara. A condutância entre
o vácuo da parte superior e do inferior é essencialmente devido ao furo de passagem
no ánodo. A condutância entre a parte inferior do canhão e a câmara é devido ao furo
da válvula do canhão. Em termos funcionais a bombagem realizada na parte inferior é
destinada a criar uma “barreira” entre o vácuo do canhão da zona inter-eléctrodos e a
câmara, de forma a proteger a zona superior onde se encontram os componentes
mais sensíveis do canhão, de uma subida de pressão no momento da soldadura –
ver esquema da figura 48.
‘Traversée’ Ar vácuo ‘Embrochages’ Cabeça de radiação Ânodo Válvula canhão Bobina de Focalização Bobina de deflexão
Figure 48 – forma de bombagem do subsistema GFE ST10
Proposta de melhorias:
Bombagem intermédia
Bombagem zona inter-électrodos
- 123 -
Como a totalidade das máquinas estão equipadas com um único grupo de
bombagem constituída por duas bombas turbo moleculares e de uma só bomba de
paletes, e sabendo que a bomba turbo molecular intermédia está perante um
ambiente de vácuo constantemente alterado pelo vácuo primário da câmara, tendo
um impacto importante na qualidade de vácuo no espaço inter-eléctrodos, situação
essa indesejável, a solução para suprimir este risco consiste em separar
completamente os dois circuitos de bombagem, conforme esquema da figura 48.
Nesta situação a subida de pressão na câmara afectará o vácuo no espaço inter
eléctrodos somente pela condutância do ánodo. De notar, no entanto, que aumentar
o débito das bombas turbo moleculares trará poucos ou nenhumas vantagens. Tal já
foi constatado pelo fornecedor, face às evoluções do material: as primeiras bombas
montadas tinham uma capacidade duas vezes inferiores às actuais mas não foi
evidenciado qualquer ganho sobre o problema de duração de vácuo após intervenção
no canhão.
Figure 49 – proposta separação da bombagem
Medidas de pressão no canhão:
A medida do vácuo no canhão é realizada na parte superior, recorrendo a um calibre
de tipo Penning. Este tipo de calibre apresenta um bom comportamento num
ambiente limpo, como o do canhão. Uma via de melhoria será o de instalar o mesmo
dispositivo de medida de pressão no circuito de bombagem da parte inferior do
canhão, pois hoje em dia o funcionamento é um pouco “ás cegas” neste nível, não
existindo assim uma indicação correcta do estado de qualidade do vácuo do pré
câmara – ver figura 50.
ANTES PROPOSTA
- 124 -
Figure 50 – proposta separação da bombagem
Vácuo nas câmaras:
Estão habitualmente instaladas nos equipamentos em estudo bombas de palete de
um único estágio. Esta bomba permite atingir rapidamente a pressão de 1 mbar. No
entanto é importante salientar que as curvas apresentadas pelos construtores têm em
conta condições de funcionamento ideais e são muitas vezes demasiados optimistas.
Uma primeira via de melhoria é a instalação de uma bomba de dois estágios, visto
que para o mesmo tempo ganha-se uma dezena no valor da pressão. A melhoria no
valor de vácuo na câmara é interessante visto que a subida de pressão no pré
câmara é menos importante e por conseguinte uma subida de pressão a nível do
canhão mais baixa.
P.T.E.
P.T.I.
J.C.E.
J.C.I.
PPMCE PPMCI
- 125 -
Uma segunda via, prende-se com a instalação de um sistema de tratamento de ar
para introdução nas câmaras, conforme figura 51, visto que, as informações
recolhidas no terreno mostram que existe uma degradação do tempo de bombagem
consoante as condições climatéricas, provavelmente devido ao grau higrométrico.
Esta melhoria é essencialmente útil nas máquinas com duas câmaras.
Figure 51 – proposta para aplicação de sistema de tratamento do ar
Medidas de pressão nas câmaras:
Os manómetros utilizados na medida do vácuo nas câmaras são do tipo Pirani tendo
como princípio de funcionamento a variação da resistência do fio em função da
temperatura. A sensibilidade destes manómetros varia com a natureza dos gases, e
normalmente são calibrados para o ar. Conforme a tecnologia adoptada pelos
fornecedores, os manómetros são mais ou menos sensíveis à poluição (vapores
metálicos ou poeiras que depositam no filamento).
Duas vias de melhorias são apontadas: a primeira consiste na sua protecção
recorrendo a filtros. A segunda será aplicação longe da fonte de poluição utilizando o
mesmo dispositivo apresentado na ajuda ao diagnóstico.
Camaras
Reserva
Valvulas entada de ar
Ar comprimido
- 126 -
Riscos de fugas no pré câmara:
As fugas na pré câmara são devidas essencialmente a:
• ás válvulas de tipo “ tiroir” ou de gavetas.
• ao comando das válvulas de gaveta – cilindros pneumáticos.
• á mesa estanque de deslocação do canhão
No caso das válvulas, existem de dois tipos: as de junta “gonflable” (mais antigas) e
que devido a existência de micro limalhas nos produtos maquinados, estão a ser
substituídas para um sistema de válvula de plano inclinado e juntas “quadring”,
conforme figura 52. Estas válvulas são sujeitas a metalização e a diversas projecções
e a sua estanquecidade é primordial para o bom funcionamento do canhão.
Figure 52 – tipo de válvulas utilizadas (fonte: SAFMATIC)
Durante a abordagem deste trabalho e em colaboração com a produção, um sistema
de protecção dos metais em micro esferas criadas no momento da soldadura foi
realizada e os resultados obtidos foram positivos.
Válvula “tiroir” ou de gaveta com junta “gonflable” embarcada
Válvula “tiroir” de plano inclinado e juntas quadring.
- 127 -
Outras vias de melhorias são apontadas:
• Juntas – com novas formas de tipo “tóricas”, “quadring” ou especial, com dureza
shore e protecção contra as metalizações.
• Gaveta – protecção do alojamento da junta
• Cilindro – aumento do seu diâmetro (nota: a pressão atmosférica é exercida no
sentido da abertura da válvula.
Para a melhoria das intervenções prevê-se:
• Alteração das acessibilidades;
• Portas juntas permutáveis;
• Desmontagem rápida dos cilindros;
• Um subconjunto completo pronto e testado antes da intervenção.
- 128 -
JCE JCI
Figure 53 – melhoria a nível de medição no sistema de vácuo do equipamento.
- 129 -
3.3. Opções de curto prazo a tomar e resultados previstos.
Neste capítulo iremos apresentar em resumo as diferentes opções colocadas aos
decisores, analisando ganhos potenciais tendo em conta uma perspectiva técnico-
económica (ver tabela 6).
A primeira medida é a aplicação de um novo cabo de alta tensão e novo
transformador Wehnelt associado. Objectivo: evitar as avarias devido a “flashes” no
canhão.
A segunda medida é aplicação de novos tipos de válvulas de isolamento do canhão –
de tipo “clapet” em vez das tradicionais válvulas “tiroir”.
A terceira medida é a aplicação de bombas turbo moleculares de nova geração, mais
fáceis de manter e cujas peças de substituição são facilmente encontradas no
mercado.
A quarta medida passa pela aplicação de um sistema de filtração do ar e respectiva
secagem antes de entrada no pré câmara. O objectivo é evitar a deposição de
poeiras e partículas no coração da máquina e assim evitar as substituições precoces.
A quinta medida é a melhoria das máquinas de lavar (modificação de produtos,
frequência de substituição dos banhos, etc.).
A sexta medida é a aquisição de equipamentos de soldar de tecnologias diferente,
como por exemplo a soldadura por resistência, de concepção mais simples e de fácil
manutenção.
Na tabela 6 apresentamos as acções que devem ser rapidamente aplicadas e os
objectivos propostos para a melhoria do RAM.
- 130 -
Acção a empreender
Nº Tipo Objectivos propostos / resultados esperados Situação actual (p/ inf.)
1 Novo cabo de alta tensão MTTF = 20 000 Horas MTTF = 6000 Horas
2 Novo transformador Wehnelt MTTF = 6 000 Horas MTTF= 500 Horas
3 Aplicação de novas bombas turbo moleculares Garantir peças de substituição e reduzir o MTTR -
4 Sistema de filtração de ar (seco) Evitar a deposição de poeiras e partículas no "coração" da máquina Sem
5 Melhoria das máquinas de lavar a jusante do processo de soldadura
Melhorar a poluição da peças do interior da máquina. Redução no tempo de
limpeza. -
Table 7 – Acções a desenvolver para a melhoria RAM
- 131 -
4. Conclusões do capitulo
Neste capítulo aplicamos as ferramentas previstas no capítulo 3 para o caso em
estudo. Verificamos que a aplicação do teste de Laplace aos diferentes modos de
avarias permitiu-nos concluir sobre se trata de avarias seguindo a lei de Poisson, isto
é, que os acontecimentos eram aleatórios, conhecidos também por IID
(independentes e identicamente distribuídas).
No que diz respeito á análise de fiabilidade, começamos por realçar o interesse do
tratamento dos dados, fazendo uma aplicação do Teste de Laplace para
seguidamente, escolher entre outros tantos modelos existentes, a distribuição de
Weibull com dois parâmetros, dado a sua versatilidade na pratica da engenharia,
nomeadamente na descrição de fenómenos de vida de componentes ao longo de
todo o seu ciclo de vida. Sendo que se trata de um modelo bastante flexível, pois é
traduzido por uma equação empírica, a dois parâmetros, que permite ajustar, com
uma só densidade de probabilidade, de forma correcta todos os tipos de resultados
operacionais, isto é, consegue representar os três tipos de função de risco
decrescente, crescente e constante.
Com a aplicação da análise de Weibull aos dados dos diferentes modos de avarias /
subsistemas foi possível estabelecer uma tabela síntese comparativa dos valores da
função de forma (β) e a vida característica (η) para os diversos modos de falhas / sub
sistemas. A partir da análise do quadro é possível definir a melhor estratégia técnico-
económica com vista à melhoria de fiabilidade deste equipamento seleccionado.
Aplicamos de forma muito sistema o AMDEC ao equipamento, pilar do RCM,
podendo a partir daí estabelecer acções de reengenharia e de manutenção, com vista
à melhoria do equipamento.
Para finalizar descrevemos um conjunto de acções de melhoria com vista à melhoria
da fiabilidade, da disponibilidade e da manutenibilidade.
- 132 -
CAPITULO 5 CONCLUSÕES GERAIS E PROPOSTAS DE TRABALHOS FUTURO
- 133 -
1. Conclusões gerais
È consensual afirmar que as decisões de melhorias de fiabilidade realizadas em
equipamentos em produção contínua, fruto de uma pressão enorme em continuar a
produzir, são tomadas muitas vezes sem ter em conta uma avaliação global e
recorrendo a técnicas que hoje dia encontram-se bem divulgadas.
A necessidade desta avaliação global foi mostrada ao longo deste trabalho. No
capítulo da fiabilidade, utilizamos históricos de equipamentos, que de partida foram
considerados críticos para o processo produtivo, para com base nas técnicas
conhecidas, verificar as taxas de avarias para cada um e estimar o MTBF.
Verificamos a criticidade dos equipamentos e para isso recorremos a uma
metodologia muito eficiente: o RCM, utilizando de forma exaustiva AMDEC.
De forma a complementarizar a abordagem RCM, é dado uma visão da aplicação do
TPM em Projecto e as melhorias que são possíveis graças a esta fundamental
metodologia de apoio à manutenção.
Numa primeira fase a escolha dos equipamentos críticos que serviram de base para
aplicação do caso em estudo teve com base a análise apresentada sob a forma de
um gráfico de Gravidade versus Frequência.
De seguida com base na análise ao histórico destes equipamentos, tendo sido
avaliados as taxas de avarias, o MTBF, o MTTR, identificamos o equipamento que
servirá de base para aplicação da metodologia.
Após aplicação de AMDEC aos diferentes sub conjuntos do equipamento tentamos
estabelecer medidas com vista á melhoria da fiabilidade.
Enumeramos um conjunto de acções ou medidas que devem ser tomadas com vista
á melhoria da manutenibilidade.
Verificamos os componentes críticos ou frágeis do sistema com vista à sua
substituição ou re-projecto.
As opções tomadas foram justificadas com base numa análise técnico-económica e
os resultados previstos foram indicados.
- 134 -
2. Propostas de trabalhos futuros
O tratamento de históricos de avarias de equipamentos com vista á melhoria da sua
fiabilidade já foi objecto de muitos trabalhos de investigação no âmbito do Mestrado
de manutenção industrial, e também não se esgotará neste trabalho.
Um trabalho futuro que é sugerido é a avaliação do impacto do TPM e/ou RCM desde
a fase de projecto de uma linha de produção, que tivesse como objectivo da
excelência em manutenção.
- 135 -
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www.pfeiffer-vacuum.com
www.bocedwards.com
- 138 -
ANEXOS – I
ANALISE DE WEIBULL
- 139 -
Cátodo Filamento
0
1,00E-3
2,00E-4
4,00E-4
6,00E-4
8,00E-4
0 6000,001200,00 2400,00 3600,00 4800,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Failure Rate vs T ime Plot
Tim e, (t)
Failu
re R
ate,
f(t)/
R(t)
19-05-2006 21:15D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullC átodo_2503
W2 MLE - SRM M EDF=12 / S=0C B[F M]@95,00%2-Sided-B [T1]
β=1 , 1 043 , η=1 819 , 483 8
- 140 -
100,00 10000,001000,001,00
5,00
10,00
50,00
90,00
99,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Probabil i ty - Weibull
Tim e, (t)
Unr
elia
bilit
y, F
(t)
28-05-2006 20:41D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullC átodo_2503
W2 MLE - SRM M EDF=12 / S=0C B[F M]@95,00%2-Sided-B [T1]
β=1 , 1 043 , η=1 819 , 483 8
- 141 -
0
1,00
0,20
0,40
0,60
0,80
0 8000,001600,00 3200,00 4800,00 6400,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Reliabil i ty vs T ime
Tim e, (t)
Rel
iabi
lity,
R(t)
=1-F
(t)
28-05-2006 20:42D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullC átodo_2503
W2 MLE - SRM M EDF=12 / S=0C B[F M]@95,00%2-Sided-B [T1]
β=1 , 1 043 , η=1 819 , 483 8
- 142 -
0
1,00E-3
2,00E-4
4,00E-4
6,00E-4
8,00E-4
0 6000,001200,00 2400,00 3600,00 4800,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Failure Rate vs T ime Plot
Tim e, (t)
Failu
re R
ate,
f(t)/
R(t)
28-05-2006 20:42D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullC átodo_2503
W2 MLE - SRM M EDF=12 / S=0C B[F M]@95,00%2-Sided-B [T1]
β=1 , 1 043 , η=1 819 , 483 8
- 143 -
0
1,00E-3
2,00E-4
4,00E-4
6,00E-4
8,00E-4
0 6000,001200,00 2400,00 3600,00 4800,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Probabil i ty Density Function
Tim e, (t)
f(t)
28-05-2006 20:42D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullC átodo_2503
W2 MLE - SRM M EDF=12 / S=0
β=1 , 1 043 , η=1 819 , 483 8
- 144 -
Grupo de Feixe de electrões
10,00 1000,00100,000,10
0,50
1,00
5,00
10,00
50,00
90,00
99,90
0,10
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Probabil i ty - Weibul l
Time, (t)
Unr
elia
bilit
y, F
(t)
28-05-2006 20:43Di_Pina. SAJoao de Pina
WeibullSMEP_CA
W2 MLE - SRM M EDF=77 / S=0CB[LR]@95,00%2-Sided-B [TB]
β=1,0219, η=155,1103
- 145 -
0
1,00
0,20
0,40
0,60
0,80
0 700,00140,00 280,00 420,00 560,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Reliabil i ty vs T ime
Time, (t)
Rel
iabi
lity,
R(t)
=1-F
(t)
28-05-2006 20:43Di_Pina. SAJoao de Pina
WeibullSMEP_CA
W2 MLE - SRM M EDF=77 / S=0CB[LR]@95,00%2-Sided-B [TB]
β=1,0219, η=155,1103
- 146 -
0
0,01
2,00E-3
4,00E-3
6,00E-3
8,00E-3
0 500,00100,00 200,00 300,00 400,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Failure Rate vs T ime Plot
Time, (t)
Failu
re R
ate,
f(t)/
R(t)
28-05-2006 20:43Di_Pina. SAJoao de Pina
WeibullSMEP_CA
W2 MLE - SRM M EDF=77 / S=0
β=1,0219, η=155,1103
- 147 -
0
0,01
2,00E-3
4,00E-3
6,00E-3
8,00E-3
0 500,00100,00 200,00 300,00 400,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Probabil i ty Density Function
Time, (t)
f(t)
28-05-2006 20:43Di_Pina. SAJoao de Pina
WeibullSMEP_CA
W2 MLE - SRM M EDF=77 / S=0
β=1,0219, η=155,1103
- 148 -
Grupo de Feixe de electrões
10,00 10000,00100,00 1000,001,00
5,00
10,00
50,00
90,00
99,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Probabil i ty - Weibull
Tim e, (t)
Unr
elia
bilit
y, F
(t)
28-05-2006 20:44D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullGF E_St10
W2 MLE - SRM M EDF=13 / S=0C B[F M]@95,00%2-Sided-B [T1]
β=0 , 9 322 , η=8 04 , 2854
- 149 -
0
1,00
0,20
0,40
0,60
0,80
0 5000,001000,00 2000,00 3000,00 4000,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Reliabil i ty vs T ime
Tim e, (t)
Rel
iabi
lity,
R(t)
=1-F
(t)
28-05-2006 20:44D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullGF E_St10
W2 MLE - SRM M EDF=13 / S=0C B[F M]@95,00%2-Sided-B [T1]
β=0 , 9 322 , η=8 04 , 2854
- 150 -
0
0,01
2,00E-3
4,00E-3
6,00E-3
8,00E-3
0 3000,00600,00 1200,00 1800,00 2400,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Failure Rate vs T ime Plot
Tim e, (t)
Failu
re R
ate,
f(t)/
R(t)
28-05-2006 20:44D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullGF E_St10
W2 MLE - SRM M EDF=13 / S=0C B[F M]@95,00%2-Sided-B [T1]
β=0 , 9 322 , η=8 04 , 2854
- 151 -
0
1,00E-3
2,00E-4
4,00E-4
6,00E-4
8,00E-4
0 3000,00600,00 1200,00 1800,00 2400,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Probabil i ty Density Function
Tim e, (t)
f(t)
28-05-2006 20:44D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullGF E_St10
W2 MLE - SRM M EDF=13 / S=0
β=0 , 9 322 , η=8 04 , 2854
- 152 -
Grupo de vácuo do GFE
1,00 10000,0010,00 100,00 1000,001,00
5,00
10,00
50,00
90,00
99,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Probabil i ty - Weibull
Tim e, (t)
Unr
elia
bilit
y, F
(t)
28-05-2006 20:45D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullGV_GF E
W2 MLE - SRM M EDF=10 / S=0
β=0 , 6 480 , η=9 24 , 2858
- 153 -
0
1,00
0,20
0,40
0,60
0,80
0 10000,002000,00 4000,00 6000,00 8000,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Reliabil i ty vs T ime
Tim e, (t)
Rel
iabi
lity,
R(t)
=1-F
(t)
28-05-2006 20:45D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullGV_GF E
W2 MLE - SRM M EDF=10 / S=0
β=0 , 6 480 , η=9 24 , 2858
- 154 -
0
5,00E-3
1,00E-3
2,00E-3
3,00E-3
4,00E-3
0 3000,00600,00 1200,00 1800,00 2400,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Failure Rate vs T ime Plot
Tim e, (t)
Failu
re R
ate,
f(t)/
R(t)
28-05-2006 20:51D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullGV_GF E
W2 MLE - SRM M EDF=10 / S=0C B[F M]@95,00%2-Sided-B [T1]
β=0 , 6 480 , η=9 24 , 2858
- 155 -
0
1,00E-3
2,00E-4
4,00E-4
6,00E-4
8,00E-4
0 3000,00600,00 1200,00 1800,00 2400,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Probabil i ty Density Function
Tim e, (t)
f(t)
28-05-2006 20:45D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullGV_GF E
W2 MLE - SRM M EDF=10 / S=0
β=0 , 6 480 , η=9 24 , 2858
- 156 -
Cuba de alta tensão
100,00 10000,001000,001,00
5,00
10,00
50,00
90,00
99,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Probabil i ty - Weibull
Tim e, (t)
Unr
elia
bilit
y, F
(t)
28-05-2006 20:46D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullC AT
W2 MLE - SRM M EDF=13 / S=0C B[F M]@95,00%2-Sided-B [T1]
β=1 , 2 280 , η=9 71 , 9310
- 157 -
0
1,00
0,20
0,40
0,60
0,80
0 4000,00800,00 1600,00 2400,00 3200,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Reliabil i ty vs T ime
Tim e, (t)
Rel
iabi
lity,
R(t)
=1-F
(t)
28-05-2006 20:46D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullC AT
W2 MLE - SRM M EDF=13 / S=0C B[F M]@95,00%2-Sided-B [T1]
β=1 , 2 280 , η=9 71 , 9310
- 158 -
0
5,00E-3
1,00E-3
2,00E-3
3,00E-3
4,00E-3
0 3000,00600,00 1200,00 1800,00 2400,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Failure Rate vs T ime Plot
Tim e, (t)
Failu
re R
ate,
f(t)/
R(t)
28-05-2006 20:49D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullC AT
W2 MLE - SRM M EDF=13 / S=0C B[F M]@95,00%2-Sided-B [T1]
β=1 , 2 280 , η=9 71 , 9310
- 159 -
0
1,00E-3
2,00E-4
4,00E-4
6,00E-4
8,00E-4
0 3000,00600,00 1200,00 1800,00 2400,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Probabil i ty Density Function
Tim e, (t)
f(t)
28-05-2006 20:46D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullC AT
W2 MLE - SRM M EDF=13 / S=0
β=1 , 2 280 , η=9 71 , 9310
- 160 -
Equipamento de soldar SAF FE 2503
1,00 1000,0010,00 100,000,10
0,50
1,00
5,00
10,00
50,00
90,00
99,90
0,10
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Probabil i ty - Weibull
Tim e, (t)
Unr
elia
bilit
y, F
(t)
28-05-2006 20:47D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullSAF_2503
W2 MLE - SRM M EDF=122 / S=0C B[F M]@95,00%2-Sided-B [T1]
β=1 , 0 334 , η=9 9 , 4495
- 161 -
0
1,00
0,20
0,40
0,60
0,80
0 500,00100,00 200,00 300,00 400,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Reliabil i ty vs T ime
Tim e, (t)
Rel
iabi
lity,
R(t)
=1-F
(t)
28-05-2006 20:47D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullSAF_2503
W2 MLE - SRM M EDF=122 / S=0C B[F M]@95,00%2-Sided-B [T1]
β=1 , 0 334 , η=9 9 , 4495
- 162 -
0
0,03
6,00E-3
0,01
0,02
0,02
0 300,0060,00 120,00 180,00 240,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Failure Rate vs T ime Plot
Tim e, (t)
Failu
re R
ate,
f(t)/
R(t)
28-05-2006 20:48D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullSAF_2503
W2 MLE - SRM M EDF=122 / S=0C B[F M]@95,00%2-Sided-B [T1]
β=1 , 0 334 , η=9 9 , 4495
- 163 -
0
0,01
2,00E-3
4,00E-3
6,00E-3
8,00E-3
0 300,0060,00 120,00 180,00 240,00
Rel iaSoft's W eibul l++ 6.0 - www.W eibul l .com
Probabil i ty Density Function
Tim e, (t)
f(t)
28-05-2006 20:49D i_Pina. SAJoao de Pina
W eibullSAF_2503
W2 MLE - SRM M EDF=122 / S=0
β=1 , 0 334 , η=9 9 , 4495
- 164 -
ANEXOS – II
TESTE DE LAPLACE
A folha de cálculo para a realização do teste de Laplace tem como fonte Rui ASSIS (2001)
- 165 -
EQUIPAMENTO SAF_FE 2503
- 166 -
SMEP_CA
- 167 -
C_AT
- 168 -
GFE_ST10
- 169 -
GV_GFE
- 170 -
ANEXOS – III
INDÍCES DE GRAVIDADE, FREQUENCIA E DE NÃO DETECÇÃO – AMDEC.
- 171 -
Classificação de GRAVIDADE “G”
Valores de “G” Critérios
Menor 1
Avaria menor, que provoca apenas uma paragem de produção inferior a 1 mínimo, e não cria qualquer
degradação notável do material.
Médio 2
Avaria médio, que provoca apenas uma paragem de produção de 1 a 20 mínimo, e necessita apenas de uma reposição do estado inicial e/ou uma pequena
reparação no local.
Critico 3
Avaria importante que provoca uma paragem de produção de 20 a 60 mínimo e/ou necessitando de
uma troca do material defeituoso.
Catastrófico 4
Avaria grave, provoca uma paragem superior a 60 mínimo ou implicando problemas potenciais de
segurança e/ou produção de peças não conformes.
- 172 -
Classificação de FREQUENCIA “F”
Valores de “F” Critérios
Praticamente inexistente
1
A possibilidade de uma avaria acontecer é muito baixa desde que os elementos ou componentes escolhidos
são utilizados em aplicações similares e que os defeitos tenham sido inexistentes
( < 1 avaria / ano)
Possível 2
Uma avaria ocasional aparece em materiais similares existentes em produção. No caso de material novo
nem todas as condições estão reunidas para garantir a sua não avaria.
(1 avaria máximo por trimestre)
Certo 3
Elemento ou componente que tradicionalmente tenham causados alguns problemas no passado.
(1 avaria máximo por semana)
Frequente 4
Elemento ou componente onde há certeza que a varia se produzirá frequentemente ou quando existe duvidas
sobre material novo. 1 a 3 avaria por dia )
- 173 -
Classificação de não – Detecção “D”
Valores de “D” Critérios
1 Existe sinal de que a avaria pode ocorrer e que o
operador pode a evitar por uma acção preventiva, ou existe uma alerta automático de um acidente.
2 Existe um sinal antes de ocorrer a avaria mas existe o risco de o operador não o perceber.
3 O sinal antes de acorrer a avaria não é facilmente detectável.
4 Não existe qualquer sinal antes da ocorrência da avaria.
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ANEXOS -IV
AMDEC REALIZADOS AOS SUB CONJUNTOS EM ESTUDO
- 175 -
- 176 -
- 177 -
