Estudo de confiabilidade do sistema de viradores de vagões do terminal marítimo de ponta da madeira ? cvrd

Estudo de confiabilidade do sistema de viradores de vagões do terminal marítimo de...

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São Luís 2006

São Luís 2006

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Engenharia Mecânica da Universidade Estadual do Maranhão, para obtenção de graduação em Engenharia Mecânica.

Orientador: Prof. M.Sc. Adail Barros Filho

Rodrigues, Kardilson Pereira.

Estudo de Confiabilidade do Sistema de Viradores de Vagões do

Terminal Marítimo de Ponta da Madeira – CVRD / Kardilson Pereira Rodrigues – São Luis, 2006.

95 f. : il.

Monografia (Graduação em Engenharia Mecânica) – Curso de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual do Maranhão, 2006.

1.Confiabilidade – 2.Viradores de Vagões – 3.Terminal Marítimo de

Ponta da Madeira – CVRD. CDU: 627.35 - 192

Aprovado em/ /

Adail Barros Filho (Orientador)

Mestre em Engenharia Mecânica Universidade Estadual do Maranhão

Wellington de Assunção

Mestre em Engenharia Mecânica Universidade Estadual do Maranhão

Leonel Santos

Supervisor de Manutenção. Companhia Vale do Rio Doce – CVRD.

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Engenharia Mecânica da Universidade Estadual do Maranhão, para obtenção de graduação em

Engenharia Mecânica.

Ao Senhor Deus, criador dos céus e da terra, por sua graça e misericórdia. A meus pais, pelo amor e a confiança incondicional que sempre demonstraram.

A Deus, rocha minha, que sempre me guia por caminhos esplendidos e me agracia com seu amor e sua paz nos momentos difíceis.

Aos meus pais, Manoel Rodrigues e Maria Pereira Rodrigues, pelo amor, carinho e educação que sempre me proporcionaram.

Aos meus irmãos, Leonilson, Leonan e Kardene que sempre me apoiaram em minha caminhada acadêmica.

À minha namorada Raquel Barros pelo amor e compreensão. Ao professor, Adail Barros Filho, pela orientação e apoio neste trabalho. A Jailson .Melo, pelo apoio na realização deste trabalho. Ao professor, Wellington Assunção, pelo apoio como coordenador de monografia. A todos os meus amigos do curso de engenharia mecânica da UEMA, que me ajudaram na realização deste trabalho, em especial a Estevam Campos, Josenildo Serejo e Herlon Alves.

"O que atenta para o ensino acha o bem, e o que confia no

Senhor, esse é feliz." Pv. – 16:20

Estudos de Confiabilidade. A Confiabilidade tem sido usada dentro dos diversos setores industriais por ser um dos pilares para se construir, de maneira sustentável, uma manutenção classe mundial, que é um dos fatores decisivos na alta competitividade entre as empresas que necessitam aumentar a produção e reduzir custos utilizando os mesmos ativos. Desta forma, procurou – se desenvolver neste trabalho os aspectos da confiabilidade como parte integrante das ações características de uma manutenção classe mundial como o TPM e RCM, abordando a aplicação destas técnicas em uma empresa de grande porte do setor de mineração. Neste trabalho foi estudada a confiabilidade de um sistema de viradores de vagões para descarga de minério de ferro, utilizados num terminal portuário de uma empresa de mineração de grande porte. O estudo de caso teve por objetivo modelar os dados de falhas dos equipamentos e levantar as curvas das funções de confiabilidade, gerando oportunidades de ganhos na sistematização e periodicidade dos métodos de manutenção empregados.

Palavras Chaves: Confiabilidade. Viradores de Vagões. Terminal Marítimo de Ponta da Madeira – CVRD.

Reliability Study. The Reliability has been used in the various industrial sectors because it is one of the most important structures to build, in a sustainable mode, a world-class maintenance, that it is, decidedly, an important factor in the high competition between the companies that need to increase the production and decrease costs working with the same actives. Thus, in this paper, we developed all the aspects of reliability as important part of the actions that characterize the worldclass maintenance like TPM and RCM. As well as to approach the application of these reliability techniques in a big company of the mineral sector. In this work was studied the reliability on a Dump Cars system to unload iron ore, used in the port complex. The objective of this case study is to model failures information of the Dump Cars System and demonstrate the use of some reliability tools to generate profit opportunity in the systematization and periodicity of the methods of maintenance.

Key Words: Reliability. Dump Cars.Ponta da Madeira Port Complex.

Figura 2.1 Evolução da Manutenção20
Figura 2.2 Degraus Para Manutenção Classe Mundial25
Figura 2.3 Diagrama de Processo da RCM3
Figura 2.4 Pirâmide do SGM de Excelência em Manutenção35
Figura 3.1 Curvas da densidade de probabilidade de falha46
Figura 3.2 Influência de β em R(t)47
Figura 3.3 Influência de β em λ(t)47
Figura 3.4 Sistema em Série com N Componentes49
Figura 3.5 Sistema em Paralelo com N componentes50

LISTA DE ILUSTRAÇÕES. Figura 4.1 Fluxograma da Metodologia dos Parâmetros de Confiabilidade. 53 Figura 5.1 Gráfico de R(t) para o Virador do Sistema V 311-01. 60 Figura 5.2 Gráfico da )(tλ para o Virador do Sistema V 311-01. 60

Figura 5.3 Gráfico da pdf para o Virador do Sistema V 311-0161

Figura 5.4 Gráfico de R(t) para o Carro Posicionador do Sistema V 311-01. 63 Figura 5.5 Gráfico da )(tλpara o Carro Posicionador do Sistema V 311-01 64

Figura 5.6 Gráfico da pdf para o Carro Posicionador do Sistema V 311-01. 64 Figura 5.7 Gráfico de R(t) para o Virador do Sistema V 311-02. 67 Figura 5.8 Gráfico de )(tλpara o Virador do Sistema V 311-02 68

Figura 5.9 Gráfico da pdf para o Virador do Sistema V 311-0268

Figura 5.10 Gráfico de R(t) para o Carro Posicionador do Sistema V 311-02 71 Figura 5.1 Gráfico de )(tλpara o Carro Posicionador do Sistema V 31-02 71

Figura 5.12 Gráfico da pdf para o Carro Posicionador do Sistema V 311-02. 72 Figura 5.13 Gráfico de R(t) para o Virador do Sistema V 311-03 74

Figura 5.15 Gráfico de pdf para o Virador do Sistema V 311-0375

Figura 5.14 Gráfico de )(tλpara o Virador do Sistema V 311-03 75 Figura 5.16 Gráfico de R(t) para o Carro Posicionador do Sistema V 311-03 7 Figura 5.17 Gráfico de )(tλpara o Carro Posicionador do Sistema V 311-03. 78

Figura 5.18 Gráfico de pdf para o Carro Posicionador do Sistema V 311-03. 78

Tabela 3.1 Impacto na confiabilidade dos equipamentos37
Tabela 3.2 Distribuições Estatísticas e suas Aplicações43
Tabela 5.4: Ranking de Distribuições (VV01)62
Tabela 5.5: AvGOF(VV01)62
Tabela 5.6 Parâmetros da Distribuição de Weibull(VV01)62
Tabela 5.10 Distribuição Exponencial e de Weibull 2(VV02)6
Tabela 5.12: Ranking das Distribuições (VV02)69
Tabela 5.13 AvGOF.(VV02)69
Tabela 5.14 Parâmetros de Forma(VV02)70
Tabela 5.18 Parâmetros da Distribuição Normal(VV03)73
Tabela 5.20 Ranking das Distribuições (VV03)76

LISTA DE TABELAS. Tabela 5.1 Ranking das Distribuições para o Virador do V 311-01 58 Tabela 5.2 Cálculo utilizando as Distribuições Normal e de Weibull 58 Tabela 5.3 Resultado dos cálculos de Confiabilidade (VV01) 59 Tabela 5.7 Resultado dos Cálculos de Confiabilidade (VV01) 62 Tabela 5.8 Resultado do Calculo de Confiabilidade do V 311-01 65 Tabela 5.9 Ranking das Distribuições para o Virador do V 311-02 6 Tabela 5.1 Resultado dos cálculos de Confiabilidade(VV02) 67 Tabela 5.15 Resultado dos Cálculos de Confiabilidade(VV02) 70 Tabela 5.16 Resultado do Calculo de Confiabilidade do V 311-02 72 Tabela 5.17 Ranking das Distribuições para Virador do V 311-03 73 Tabela 5.19 Resultado dos cálculos de Confiabilidade Virador(VV03) 74 Tabela 5.21 Parâmetros de Forma(VV03) 76

Tabela 5.2 Resultado dos Cálculos de Confiabilidade(VV03) 7 Tabela 5.23: Resultado do Calculo de Confiabilidade do V 311-03 79 Tabela 5.24 Comparativo das Confiabilidades dos Viradores de Vagões 79 Tabela 5.25 Cálculo de Confiabilidade do Sistema c/ VV01 e VV02 80 Tabela 5.26 Confiabilidade do Sistema do com os 03 V’s 81

CVRD Companhia Vale do Rio Doce FAA Federal Aviaton Authority. JIPM Japan Institute of Plant Maintenance. LCC Life Cycle Cost. MSG Maintenance Steering Group. pdf Probability Density Function. RCM Reliability Centered Maintenance. SGM Sistema de Gerenciamento da Manutenção TMPM Terminal Marítimo de Ponta da Madeira. TPM Total Productive Maintenance TQM Total Quality Management. AVGOF Average Goodness Fit.

e – Constante de Euler F - Falha f - Número de Falhas. f(x) - Função Densidade de Probabilidade. f(t) - Função Densidade de Falha. F(x) - Função Distribuição Acumulada. F(t) - Função Densidade de Falha Acumulada. n - Número de Triagens, Número de Eventos ou Número de Equações. n - Número Total de Componentes de um Sistema. R(t) - Função Distribuição dos Sobreviventes ou de Sucesso. Rs – Confiabilidade do sistema. S – Suspensão. γ - Vida mínima, parâmetro de posição. Β - Parâmetro de Forma ou Inclinação. η - Vida Característica, Parâmetro de Escala.

λ - Taxa de Falhas. λ (t) - Função Taxa de Falhas.

µ - Média.

σ - Desvio Padrão. λο- Taxa de Falhas Característica.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES10
LISTA DE TABELAS12
LISTA DE SIGLAS14
LISTA DE SÍMBOLOS15
1. INTRODUÇÃO18
1.1. Objetivo Geral19
1.2. Objetivos Específicos19
2. Revisão da Literatura20
2.1. Manutenção de Classe Mundial20
2.1.1 Manutenção Produtiva Total – TPM26
2.1.2 Manutenção Centrada na Confiabilidade31
2.1.3 Projeto ProAtivo de Excelência Mundial em Manutenção34
3. Confiabilidade36
3.1. Intr odução36
3.2. Conceitos sobre confiabilidade37
3.3. Funções de Confiabilidade e Risco39
3.4. Distribuições Aplicadas a Confiabilidade41
3.4.1 Distribuição de Weibull42
3.5. Tipos de Dados de Vida47
3.6. Confiabilid ade de Sistemas49
3.6.1 Sistemas em Série49
3.6.2 Sistemas em Paralelo50

SUMÁRIO. 3.6.3 Sistemas K – em – N..........................................................................51

4.1. Software Weibull ++ 651
5. Estudo de Caso e Apresentação dos Resultados53
5.1. Apresentação da Empresa53
5.2. Sistema Estudado e Caracterização do Problema5
5.3. Análise de Confiabilidade do Sistema56
5.3.1 Apresentação dos Dados Obtidos57
5.3.2 Análise do Sistema de Virador de Vagões V 311-0157
5.3.3 Análise do Sistema de Virador de Vagões V 311-0265
5.3.4 Análise do Sistema de Virador de Vagões V 311-0373
5.3.5 Comparativo entre os Sistemas de Viradores de Vagões79
5.3.6 Confiabilidade do Sistema de Descarga79
5.4. Análise dos Resultados81
5.4.1 Virador de Vagões - V 311-0181
5.4.2 Virador de Vagões - V 311-0282
5.4.3 Virador de Vagões - V 311-0383
5.4.4 Confiabilidade Global do Sistema de Descarga84
6. CONCLUS ÃO85
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS8
APÊNDICES90

4. Metodologia e Ferramenta Utilizada............................................................... 51 ANEXOS................................................................................................................. .109

1. INTRODUÇÃO

Um dos grandes questionamentos das maiores empresas do século XXI é de como manter o estado de seus equipamentos com um melhor desempenho, baixo custo, técnicas avançadas de controle, exercendo suas funções de forma constante e previsível.

Com um cenário de forte competitividade, é notória a busca por uma condição de produção mais elevada com os mesmos equipamentos e máquinas. Tendo esta premissa como foco do negócio, a manutenção passa por um processo inverso: de geradora de custos para uma função estratégica dentro das grandes companhias industriais. Sendo assim, torna – se imprescindível o uso de técnicas avançadas de manutenção que possam proporcionar controle e segurança ao processo produtivo, gerando retornos tangíveis as empresas na diminuição dos custos de manutenção (proporcionados em sua maioria por paradas não programadas dos equipamentos em manutenções corretivas), aumento da capacidade produtiva, por uma maior disponibilidade dos equipamentos e, ganhos intangíveis como motivação da equipe de manutenção e reconhecimento por parte de seus acionistas e do mercado de que é uma empresa com excelência mundial em manutenção. Dentro deste contexto, a utilização das ferramentas de confiabilidade torna – se mais do que necessária, torna – se vital para as grandes companhias que buscam a excelência mundial em manutenção.

Segundo Godoy (1999), a confiabilidade tornou-se um atributo cada vez mais necessário e obrigatório às empresas que objetivam atender melhor o usuário de seus produtos ou serviços. A confiabilidade exerce grande influência na percepção e avaliação da qualidade, tornando – se sinônimo de sucesso no mundo globalizado de hoje.

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