Tipos de Manutenção

Tipos de Manutenção

Capítulo II - Manutenção

1Manutenção

1.1Conceitos Atuais de Manutenção

No início da década de 90 a produtividade industrial dos Estados Unidos crescia a uma taxa anual de 6,1 %, superando os índices da maioria das nações industrializadas.

Como era possível a produtividade de determinados países industrializados superar outros com posição semelhante no contexto econômico? Nestes casos, o mercado interno de determinados países estava limitado para oferecer o aumento de oportunidades, sendo o acesso aos mercados estrangeiros essencial para o desenvolvimento. As nações com recursos reduzidos de matéria prima se beneficiam com a obtenção destes materiais de países com recursos naturais abundantes. Desde o fim da segunda guerra mundial, muitas regiões iniciaram a formação de mercados comuns, facilitando o intercâmbio comercial. Esta reorganização estrutural do mercado permitiu o desenvolvimento e as nações industrializadas tiveram vantagens com a disponibilidade de emprego e educação, obtenção de matérias primas e transporte de bens e serviços.

Um outro fator que influenciou na produtividade foi à introdução das novas tecnologias. No ano de 1820 um fazendeiro americano conseguia produzir o suficiente para alimentar a si próprio e mais três pessoas, que consistia o tamanho da típica família americana. Atualmente o fazendeiro americano é capaz de alimentar a si próprio e mais 40 ou 50 pessoas. Novos fertilizantes e métodos de cultivo, a invenção das colheitadeiras, o desenvolvimento em biotecnologia proporcionou um grande incremento na produtividade agrícola. Estes fatores permitiram o deslocamento de grande parte da população das zonas rurais para as cidades, aumentando a disponibilidade de mão de obra para as indústrias.

A produtividade permitiu grandes avanços em outros setores industriais. Na década de 80 a garantia típica para um carro novo era de “três anos ou 30 mil milhas” no mercado americano. O mercado americano sofre intensa competição com os países estrangeiros. Após a implementação de inúmeros programas de qualidade, na década de 90 o carro americano dobrou as condições de garantia, atingindo para alguns modelos a garantia de “sete anos ou 70 mil milhas”. O TQM (Total Quality Management) e o TQC (Total Quality Control) representam os programas de qualidade que tiveram grande impacto nas indústrias dos países desenvolvidos.

Durante este período a manutenção industrial passou a receber atenção especial, tornando-se uma grande oportunidade para o aumento da produtividade industrial. O investimento em alta tecnologia possibilitou o desenvolvimento de equipamentos com elevada confiabilidade, permitindo a eliminação das redundâncias sem sacrificar a disponibilidade. A estimativa para o setor industrial americano é de uma possibilidade de economia de $ 200 bilhões/ano com a manutenção dos equipamentos.

A identificação de oportunidades de redução de custos e melhoria da qualidade de produto mostrou a necessidade de maior atenção para as atividades de manutenção. Para alcançar os novos objetivos foram necessárias reestruturações da função manutenção e o investimento em tecnologias preditivas e técnicas proativas.

A manutenção da empresa moderna tem como finalidade garantir a sua capacidade de produção e competitividade. A simples mudança de nomes para os departamentos não garante os resultados. A implantação da reestruturação deve alterar as regras de trabalho, através de uma organização dinâmica, que garanta um processo contínuo de evolução.

A introdução das novas estratégias de organização começaram a ser empregadas nos anos recentes. A “Total Productive Maintenance” (TPM), “Reliability Centered Maintenance” (RCM) e mais recentemente a “Reliability Based Maintenance” (RBM), passaram a ser utilizadas com grandes perspectivas de retorno para as empresas. Porém, as resistências impostas pelos métodos tradicionais podem retardar o processo de mudanças.

A seguir são apresentadas as principais características destas novas estratégias, que estão presentes nas estruturas da manutenção das empresas modernas, com diferentes graus de intensidade e diferentes aspectos de utilização.

1.1.1TPM. (Total Productive Maintenance)

O TPM consiste em um procedimento de administração da manutenção que teve início por volta dos anos 50 e apresentou resultados expressivos na economia Japonesa na década de 70. A grande ascensão do Japão no cenário mundial, tornando-se a segunda potência econômica, chamou a atenção dos outros países, sendo atribuído ao TPM uma parcela ao sucesso econômico Japonês.

Os cinco pilares do TPM, descritos por um de seus pioneiros (Seiichi Nakajima), são:

  1. Maximização da Eficiência dos Equipamentos

  1. Envolvimento dos Operadores nas tarefas diárias da Manutenção

  1. Implementação da eficiência da Manutenção

  1. Treinamento permanente para melhora do desempenho

  1. Fortalecimento da prevenção

Os componentes principais do TPM estabelecem um envolvimento dos operadores dos equipamentos nas atividades de rotina e remove as fronteiras entre manutenção e operação com objetivo de atingir o aumento de disponibilidade. Com estas novas medidas é possível alcançar a falha zero e a quebra zero dos equipamentos, fatores que permitem uma perda zero de produção ao lado do defeito zero do produto.

Evidentemente para alcançar os benefícios do TPM são necessárias mudanças na estrutura organizacional das empresas e na mentalidade das pessoas. As características principais destas mudanças são:

    • A manutenção deve estar presente em todo o ciclo de vida útil dos equipamentos;

    • Deve existir uma participação conjunta da Engenharia, Produção e Manutenção;

    • Todos os níveis hierárquicos da empresa devem atuar no processo;

    • Devem ser tomadas medidas motivacionais para incentivar a participação de todos.

Com a implantação do TPM o significado da Manutenção passa a ser o de manter e conservar o ritmo das melhorias, mudanças e transformações.

Para alcançar os objetivos do TPM as empresas devem utilizar outras ferramentas administrativas que dependerão do estágio de evolução das empresas. Os principais elementos associados à implantação de TPM são:

1) Gestão da Qualidade Total: TQC e TQM: Processo que estabelece a “satisfação do cliente”, atuando diretamente no produto da empresa.

2) 5S: Seiri (Utilização), Seiton (Ordenação), Seiso (Limpeza), Seiketsu (Asseio) e Shitsuke (Disciplina). O 5S deve ser utilizado por empresas que têm problemas de ordem, limpeza, organização, desperdícios e meio ambiente. Esta técnica é fundamental para a preparação na implantação do TPM.

3) Kaizen: Melhoria contínua. Através desta metodologia é possível atuar diretamente no processo produtivo da empresa e não apenas no produto.

4) Just in Time: O cumprimento dos prazos com a racionalização de recursos e atendimento das condições de qualidade do produto representam o conceito de Just in Time que esta diretamente relacionado com o TPM.

5) ISO 9000: A International Standardization Organization criou a série 9000 de normas que são aceitas em diversos países para estabelecer a certificação da qualidade das empresas. As certificações das empresas pela ISO 9000 permitem um grande avanço no gerenciamento da qualidade que criam facilidades para a implantação do TPM.

A Tabela 1.1 apresenta os principais itens de controle que fazem parte do processo e implantação do TPM e serve para avaliar os benefícios alcançados com a implementação do programa.

Tabela 1.1 - Itens de controle que fazem parte do processo e implantação do TPM

Fator

Item de Controle

Qualidade

Redução de defeitos

Redução de produtos fora de especificação

Redução do número de reclamações internas e externas

Redução da taxa de rejeito

Redução dos custos das medidas de correção de defeitos

Redução do retrabalho

Produtividade

Aumento do volume de produção por operadores

Aumento do volume de produção por equipamento

Aumento da disponibilidade do equipamento

Aumento do TMEF

Diminuição do TMPR

Redução das paradas em emergência

Custo

Redução do custo de energia

Redução do custo de manutenção ao longo do tempo

Redução das horas trabalhadas de manutenção

Simplificação do processo

Redução do volume estocado

Atendimento

Redução dos atrasos

Redução do estoque final

Redução do estoque em processo

Redução do prazo de entrega

Redução do estoque de sobressalentes

Aumento da rotatividade dos estoques

Moral

Aumento do número de sugestões de melhorias

Aumento do número de lições de um ponto

Redução do absenteísmo

Redução/eliminação dos acidentes de trabalho

Segurança e Meio Ambiente

Zero Acidentes

Zero Poluição

Redução do número de paradas por acidentes

Eliminação de incidentes

1.1.2RCM (Reliability Centerede Maintenance)

Fatores como o desgaste, corrosão, fadiga, fenômenos físico-químicos e acidentes, que ocorrem nas partes ou componentes de qualquer equipamento alteram as suas condições normais. Esses fenômenos e eventos que ocorrem durante o uso podem degradar essas condições o suficiente para que os componentes e equipamentos não mais apresentem o desempenho requerido atingindo a falha.

A manutenção esta diretamente envolvida com o processo de falha do equipamento. Para isso a função da manutenção é conhecer e dominar estes processos de falha e saber quando e como intervir para atender as necessidades dos usuários.

Durante muitos anos a ação da manutenção foi baseada na troca de componentes, evitando assim a quebra em emergência. Essa fase gerou o conceito de que os equipamentos tornam-se menos confiáveis na medida em que o tempo de operação, ou idade, aumenta. Assim a grande preocupação da manutenção era conhecer a idade na quais os itens iriam falhar – vida útil – para estabelecer ações de manutenção que se antecipasse à quebra. Este conceito estabelecia que a confiabilidade estivesse diretamente relacionada com o tempo de uso. Neste período o número de modos de falhas eram reduzidos e bem conhecidos.

Esta metodologia foi amplamente utilizada no setor aeronáutico durante muitos anos. Dentro de uma sistemática bastante regulamentada a manutenção de aeronaves obedecia a um rígido calendário de tarefas de inspeção, trocas e revisões.

No início da década de 60, com o aumento da complexidade dos sistemas das aeronaves, os custos desta prática de manutenção levaram as empresas a uma análise crítica desta metodologia. Além disso, as novas gerações de aeronaves desta década exigiam padrões de confiabilidade mais elevados, em função do número de passageiros transportados e percursos de vôo.

Após análises de informações obtidas em inúmeros componentes ficou constatado que vários tipos de falhas não eram evitadas mesmo com o aumento da quantidade de manutenção. A evolução tecnológica aumentou significativamente os modos de falhas, o que tornava extremamente difícil eliminar as incertezas do comportamento dos itens.

Os projetistas de aeronaves procuravam não apenas evitar as falhas dos itens era necessário garantir as funções do equipamento, principalmente o que envolvia a segurança de vôo. A proteção das funções essenciais eram protegidas cada vez mais com o uso de projetos de redundâncias.

O primeiro programa de manutenção desenvolvido com base nos conceitos iniciais da manutenção centrada na confiabilidade foi no Boeing 747, que se mostrou adequado para o alcance dos objetivos; alta confiabilidade operacional e um custo de manutenção adequado ao mercado.

Outros programas foram implementados, sendo em 1978 consagrada à denominação de Reliability Centered Maintenance – RCM, consolidando os conceitos desta nova metodologia de manutenção.

O estudo da Probabilidade de Falha x Tempo de Uso desenvolvido pela United Airlines para todos os tipos de componentes das aeronaves pretendia verificar a influência das frequências de revisões na confiabilidade geral dos seus equipamentos.

O resultado deste trabalho influenciou a adoção de uma nova abordagem dos equipamentos para o planejamento da manutenção. Todos os componentes foram incluídos em seis modelos básicos, que evidencia a existência de dois tipos básicos de relacionamento entre Taxa de Falha x Idade. A Figura 2.1 apresenta as curvas obtidas e as respectivas porcentagens de participação no total de falhas analisadas para este equipamento.

Os Tipos A, B e C correspondem aos componentes que possuem uma elevada influência do tempo de utilização. Os modos predominantes de falhas destes componentes são: fadiga, corrosão e oxidação. A porcentagem destes componentes é relativamente pequena para o tipo de equipamento analisado.

Os Tipos D, E e F não demonstram uma influência do tempo na taxa de falhas. Os modos de falhas são diversificados e o tempo de utilização não evidencia mudança significativa da taxa de falha. Este tipo de situação ocorre em componentes eletrônicos e de sistemas hidráulicos. No equipamento analisado englobam a grande maioria dos componentes.

Embora esses dados tenham tido origem na observação do comportamento de itens de aeronaves, o nível de automação dos nossos processos e a tecnologia aplicada nos leva a deduzir que cada vez mais esses padrões e seus níveis de ocorrência aconteçam nos demais equipamentos, modificando o conceito tradicional da “Curva da Banheira” representada pelos componentes do Tipo A.

A implementação da RCM tem como objetivo alcançar a confiabilidade e a segurança inerentes aos equipamentos, com o mínimo custo, identificando quais tarefas de manutenção são tecnicamente aplicáveis e adequadas para detectar e evitar, ou mesmo reduzir, a conseqüência das falhas nas funções do equipamento. Esta metodologia requer o envolvimento das pessoas que dominam o processo em análise e o sucesso depende do cumprimento de passos preliminares, tomando-se como referência os métodos do TPM.

Figura 2.1 - Modelos de Falha x Tempo

A aplicação do RCM requer um elevado grau de domínio do processo em análise, a seguir são apresentados alguns fatores que devem ser considerados:

    • Seleção do sistema;

    • Definição das funções e padrões de desempenho;

    • Determinação das falhas funcionais e de padrões de desempenho;

    • Análise dos modos e efeitos das falhas;

    • Histórico de manutenção e revisão da documentação técnica;

    • Determinação de ações de manutenção – Política, Tarefas, Frequência.

Para enquadrar qualquer item nesta técnica, recomenda-se a aplicação das sete perguntas a seguir:

  1. Quais são as funções e padrões de desempenho do item no seu contexto operacional atual?

  2. De que forma ele falha em cumprir suas funções?

  3. O que causa cada falha operacional?

  4. O que acontece quando ocorre cada falha?

  5. De que forma cada falha tem importância?

  6. O que pode ser feito para prevenir cada falha?

  7. O que deve ser feito, se não for encontrada uma tarefa preventiva apropriada?

Para responder as sete questões básicas deve ser criada uma equipe multidisciplinar, com pessoas da operação, manutenção, inspeção e segurança. Para o desenvolvimento dos trabalhos deve fazer parte do grupo um facilitador que seja especialista em RCM.

Figura 2.2 - Equipe de Trabalho

Os principais resultados obtidos com a implantação do RCM são:

1. Melhoria da compreensão do funcionamento do equipamento ou sistema, proporcionando uma ampliação e conhecimentos aos participantes.

2. Desenvolvimento do trabalho em grupo com reflexos altamente positivos na análise, solução de problemas e estabelecimento de programas de trabalho.

3. Definição de como o item pode falhar e das causas básicas de cada falha, desenvolvendo mecanismos de evitar falhas que possam ocorrer espontaneamente ou causadas por atos das pessoas.

4. Elaboração dos planos para garantir a operação do item em um nível de performance desejado. Esses planos englobam: Planos de Manutenção, Procedimentos Operacionais e Lista de modificações ou melhorias.

Os benefícios do RCM podem ser resumidos na obtenção da maior confiabilidade dos equipamentos, com redução de custos e domínio tecnológico do processo produtivo da empresa.

1.1.3RBM (Reliability Based Maintenance)

A incorporação de técnicas preditivas aos métodos modernos de manutenção criou a manutenção baseada na condição. Estas técnicas permitem o monitoramento das condições reais do equipamento permitindo a identificação prematura de sintomas que podem levar o equipamento até a falha. Esta identificação torna possível à tomada de decisões que podem evitar a falha ou informar o momento ideal de atuação da manutenção.

Esta técnica deve ser aplicada em combinação com o TPM e a RCM para atingir os níveis máximos de desempenho (benchmarking) dentro do atual estágio de desenvolvimento.

A metodologia preditiva é composta por diversas tecnologias que podem trazer resultados positivos para a manutenção. As técnicas preditivas mais utilizadas nos serviços de manutenção são:

    • Análise de Vibração

    • Tribologia e Lubrificação

    • Temperatura e Termografia

    • Medição de Vazão

    • Testes Elétricos e Análise de Motores Elétricos

    • Detecção de Vazamentos

    • Monitoramento de Corrosão

    • Monitoramento de Parâmetros de Processo

    • Análise Visual a outros Sensores.

1.2Métodos de Manutenção

As características dos equipamentos de um processo produtivo moderno podem definir diferentes critérios para a seleção do método de manutenção a ser utilizado. Diversas considerações sobre a escolha do método de manutenção são realizadas dentro dos novos conceitos de manutenção.

Os métodos de manutenção podem ser divididos nos seguintes grupos: corretiva, preventiva, preditiva e produtiva (proativa). As considerações sobre cada um destes métodos são apresentadas a seguir:

1.2.1Manutenção Corretiva

Este método consiste em uma situação não planejada para a execução da manutenção. A intervenção somente irá ocorrer quando o equipamento perder a sua função. A manutenção corretiva também é conhecida como “Run To Failure” (RTF), que significa “operar até quebrar”.

Nas instalações industriais a utilização racional deste método esta limitada a equipamentos em que a conseqüência da falha não seja significativa para o processo produtivo, como por exemplo: motores de pequena potência (7,5 HP), ar condicionado para conforto pessoal e exaustores de restaurantes.

Quando o uso da manutenção corretiva é praticada de forma inadequada em uma instalação podem-se ter as seguintes conseqüências: perda de produção, destruição catastrófica, planejamento ineficiente de mão de obra, excesso de peças em estoque, baixa disponibilidade dos equipamentos, riscos de segurança e queda da qualidade.

1.2.2Manutenção Preventiva

A Manutenção Preventiva consiste na aplicação de um programa regular de inspeção, ajustes, limpeza, lubrificação, troca de peças, calibração e reparo de componentes e equipamentos. Este método é conhecido como manutenção baseada no tempo, sendo aplicada sem considerar as condições do equipamento.

A atuação periódica da inspeção e manutenção com intervalos pré-determinados pode reduzir os níveis de falhas em emergência e melhorar a disponibilidade dos equipamentos.

Para a definição dos períodos de atuação pode ser utilizado o TMEF (Tempo Médio Entre Falhas). Porém, nem sempre é possível alcançar bons resultados com este critério, pois muitos componentes apresentam falhas aleatórias.

A utilização da Manutenção Preventiva com ação periódica pode resultar em custos excessivos devido às paradas desnecessárias de equipamentos, gastos excessivos com componentes e riscos de danos no equipamento devido à montagem incorreta.

1.2.3Manutenção Preditiva

A Manutenção Preditiva é também conhecida como manutenção baseada na condição, com a utilização de técnicas de inspeção é possível monitorar a evolução do estado do equipamento e atuar no momento mais adequado.

A aplicação da Manutenção Preditiva é possível quando o componente apresenta um “sintoma” que pode caracterizar o seu processo de falha. Os principais fatores que determinam à falha dos componentes são: alteração do nível de vibração, calor, alteração de espessura, trinca e desgaste.

Diversas tecnologias foram desenvolvidas para a avaliação do estado dos equipamentos. As principais são as seguintes: Análise de Vibração, Emissão Acústica, Análise do Óleo, Termografia, Ensaios Não Destrutivos, Medidas de Fluxo, Análise de Motores Elétricos, Detecção de Vazamento, Monitoramento da Corrosão, Análise Visual e de Ruído.

A aplicação correta de um programa de Manutenção Preditiva pode trazer os seguintes benefícios: disponibilidade máxima das máquinas, planejamento efetivo da mão de obra, reposição de peças do estoque, segurança operacional, qualidade da manutenção e gerenciamento global dos recursos.

A limitação do uso da Manutenção Preditiva está na disponibilidade de uma técnica efetiva de monitoramento e nos custos/benefícios da implantação deste método.

1.2.4Manutenção Produtiva (Proativa)

A atuação da manutenção para melhorar o desempenho das máquinas tornou-se muito importante com o aumento da competitividade entre as empresas. A Manutenção Produtiva aplica inúmeras técnicas e ferramentas de análise para alcançar níveis de desempenho superior das máquinas e equipamentos.

Neste método a manutenção deve atuar em todos os estágios da vida de um equipamento, podendo ser aplicado em conjunto com os métodos anteriores, procurando o aumento da confiabilidade. Os conceitos da Manutenção Produtiva estão em sintonia com os conceitos atuais da manutenção.

Todas as vantagens dos métodos anteriores podem ser obtidas com a Manutenção Produtiva garantindo uma melhoria contínua dos parâmetros da manutenção e da operação.

A Figura 2.3 apresenta uma metodologia para a escolha do método de manutenção mais adequado.

SIM

NÃO

NÃO

SIM NÃO

SIM

Figura 2.3 - Escolha do Método de Manutenção

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