Baixe Implementação do processo de análise de falhas - Apostilas - Editoria Parte1 e outras Notas de estudo em PDF para Jornalismo, somente na Docsity! UNIVERSIDADE DE ITAÚNA FACULDADE DE ENGENHARIA ENGENHARIA DE PRODUÇÃO FABIANO DE OLIVEIRA RÉGILAN ROZÁRIA RIBEIRO TRABALHO DE CURSO Implementação do processo de análise de falhas na área de freios de vagões em uma empresa de logística Itaúna - MG 2012 FABIANO DE OLIVEIRA RÉGILAN ROZÁRIA RIBEIRO TRABALHO DE CURSO Implementação do processo de análise de falhas na área de freios de vagões em uma empresa de logística Trabalho de Curso apresentado como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro de Produção no curso de Engenharia de Produção da Faculdade de Engenharia da Universidade de Itaúna. Orientador: M.Sc.Christiano Alves de Lima Corradi Itaúna - MG 2012 2 Chegou o momento de agradecer a todos que contribuíram para o desenvolvimento deste trabalho. Obrigado Senhor por estar ao nosso lado em todos os momentos e por colocar em nosso caminho pessoas tão especiais que, principalmente quando a palavra mais importante era superação, sempre estiveram ao nosso lado. Agradecemos aos nossos professores pelo apoio e pelos momentos de aprendizado, a todos os colaboradores da FAEN. Aos nossos colegas de classe pela convivência e troca de aprendizado, a todos que se fizeram presentes em nossas vidas durante este percurso. 3 “Quando se tem uma meta, o que era um obstáculo passa a ser uma das etapas do plano.” Gerhard Erich Boehme 4 RESUMO As ferrovias possuem três grupos de ativos: via permente , eletro-eletrônica e material rodante ( vagões e locomotivas).Com o aumento progressivo da demanda de transporte de carga junto as ferrovias e a manutenção da extensão quilométrica da malhas ferrovia,é essencial que estes ativos tenham o máximo de confiabilidade possível.Isto por que falhas em qualquer destes grupos podem ser um fator primordial para o não atendimento desta crescente demanda. Neste contexto o objetivo deste trabalho é identificar as possíveis falhas e seus efeitos,sugerindo registros,análise de dados de falhas, e a melhoria continua do processo de manutenção. Para desenvolvimento deste trabalho o primeiro passo foi a seleção dentro do grupo material rodante,dos ativos vagões,para propor a implementação do processo de análise de falhas utilizado atualmente pela empresa. Em seguida foram coletados dados sobre as falhas apresentadas para assim dentro do grupo material rodante vagões,ser identificado o sistema critico conforme critérios pré estabelecidos que consideram volume e custo de recuperação/reposição. Através destes critérios selecionou-se o Sistema de Frenagem de Vagões ,sendo realizada a estratificação das falhas de seus componentes,e posteriormente de seus subcompoentes chegando a causa raiz do problema, permitindo a elaboração de um fluxograma com a proposta de implementação do processo de análise de falhas de frenagem dos vagões utilizado pela empresa. Palavras - Chave : Análise de falhas , Melhoria , Manutenção. 7 FIGURA 65 - Freio manual ...................................................................................................... 68 FIGURA 66 - Falhas do freio manual e suas causas ................................................................ 70 FIGURA 67 - Estratificação das falhas por ocorrência ........................................................... 71 FIGURA 68 - FTA desgaste da bucha...................................................................................... 71 FIGURA 69 - Fluxograma da proposta para implementação da análise de falhas do Sistema de freangem dos vagões ............................................................................................................ 73 8 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABNT -Associação Brasileira de Normas Técnicas ALL -America Latina Logistica ANTF -Agência Nacional Transporte Ferroviário ANTT -Agência Nacional de Transporte Terrestre BA - BAHIA DNIT -Departamento Nacional de Infraestrutura e Transporte EFC -Estrada de Ferro Carajás EFVM -Estrada de Ferro Vitória Minas ES -Espirito Santo FCA -Ferrovia Centro Atlantica FMEA -FailureModeandEffects FNS -Ferrovia Norte Sul FTA - Fault Tree Analysis GAF -Grupo de Análise de Falhas MCC -Manutenção Centrada em Confiabilidade MG -Minas Gerais PDCA -Plan, Do, Check, Action SIADE -Sistema de Acompanhamento do Desempenho das Concessionárias de Serviços Públicos de Transporte Ferroviário SP -São Paulo SR -Superintedência RCA -Root Cause Analysis RJ -Rio de Janeiro TKU - Tonelada Kilometro Útil TMEF -Tempo Médio entre Falhas TMPR -Tempo Médio Para Reparo TNL -Transnordestina Logistica 9 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 10 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ......................................................................................... 12 2.1 Definição de Falhas ....................................................................................................... 12 2.1.2 Análises de Falhas ....................................................................................................... 13 2.1.3 Classificação das falhas ........................................................................................ 14 2.2 FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha ........................................................ 17 2.3 FTA – Analise de Árvore de Falhas ......................................................................... 22 2.3.1 A construção da Árvore de Falhas ........................................................................... 23 2.4 Análise da Causa Raiz – RCA .................................................................................. 25 2.4.1 Técnicas para Análise da Causa Raiz – RCA .............................................................. 26 2.5 Histórico da Manutenção ........................................................................................... 27 2.5.1 O Gerenciamento da Manutenção ........................................................................... 29 2.5.2 Definições de Manutenção .................................................................................. 30 2.6 MCC – Manutenção Centrada em Confiabilidade ................................................... 30 2.6.1 Objetivos da Manutenção Centrada em Confiabilidade ....................................... 30 2.6.2 Vantagens da utilização da MCC ......................................................................... 31 2.7 Ferrovia ..................................................................................................................... 32 2.7.1 Ferrovias no Brasil ..................................................................................................... 33 2.8 Vagões Ferroviários ................................................................................................... 36 2.8.1 Tipos de Vagões ...................................................................................................... 36 2.9 O Freio Ferroviário ................................................................................................... 41 2.9.1 Componentes do Freio Ferroviário de Vagões ..................................................... 43 3 PROBLEMA , PROPOSTA, OBJETIVOS E JUSTIFICATIVA .................................... 50 3.1 Problema ................................................................................................................... 50 3.2 Proposta .................................................................................................................... 50 3.3 Objetivos ................................................................................................................... 50 3.3.1 Objetivo Geral ...................................................................................................... 50 3.3.2 Objetivos específicos ............................................................................................ 50 3.4 Justificativa ............................................................................................................... 51 4 METODOLOGIA ............................................................................................................. 53 4.1 Local de realização do trabalho ................................................................................ 53 4.2 Escolha da Amostra .................................................................................................. 54 4.3 Método de Coleta de Dados ..................................................................................... 54 4.4 Método de Análise .................................................................................................... 54 5 DESENVOLVIMENTO ................................................................................................... 56 5.1 Descrição da empresa ............................................................................................... 56 5.1.1 Oficinas de Manutenção da FCA ................................................................................ 58 5.2 Descrição do serviço oferecido ................................................................................. 59 5.2.1 Fluxograma do Serviço ................................................................................................ 59 5.3 Sistema de Gerenciamento da Manutenção na FCA ................................................ 60 5.4 Indicadores de manutenção da FCA ......................................................................... 63 5.5 Descrição do processo atual de análise de eventos de frenagem .............................. 64 5.6.1 Fluxograma da Análise de falhas ............................................................................... 65 5.6.2 O processo de manuteção ........................................................................................... 65 5.6.3 Pontos observados ...................................................................................................... 66 11 no ponto de vista operacional e producente, ao aumento da flexibilidade quando necessário e ao aumento da confiabilidade e disponibilidade para o transporte de cargas em geral. A implementação do processo de Análise de Falhas será realizada na área de Freios de Vagões do Corredor Centro Leste, na Oficina de Vagões da Ferrovia Centro Atlântica em Divinópolis - Minas Gerais. 12 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Este capítulo dedica-se a revisão da literatura existente, que trata sobre o tema apresentando e os aspectos relevantes destacados pelos autores, a fim de possibilitar maior compreensão deste trabalho. 2.1 Definição de Falhas Falha é toda perda de função ou de desempenho de um equipamento. A metodologia MCC avalia as falhas sob diversos níveis: o nível do sistema, dos subsistemas, dos componentes, e em determinadas situação ao nível das peças (SIQUEIRA, 2005). O sucesso de uma organização eficiente de manutenção está em assegurar o desempenho requerido pelo sistema ao menor custo possível. Isto significa que os métodos de manutenção devem estar baseados, sobretudo no claro entendimento das falhas que incidem sobre os diversos níveis do sistema (NASA, 2000). Siqueira (2005) concorda ao dizer que, uma falha consiste na interrupção ou qualquer alteração da capacidade de um item desempenhar uma função desejada ou esperada. A classificação das falhas pode ser observada na FIGURA 1. FIGURA 1- Classificação das Falhas Fonte: Siqueira (2005) adaptado 13 Para Siqueira (2005), os modos de falhas podem ser definidos em duas categorias:  Falha Funcional: é a incapacidade de qualquer item físico cumprir uma função para um padrão de desempenho aceitável;  Falha Potencial: é uma condição identificável e mensurável que mostra se a falha funcional está para ocorrer ou em processo de ocorrência. De acordo com Siqueira (2005), as falhas funcionais ainda podem ser classificadas em três categorias:  Oculta;  Evidente;  Múltipla. Moubray (2000) enfatiza que uma falha evidente é aquela que, quando ocorrer, torna-se aparente para o grupo de operação ou manutenção sob condições normais cuja estratégia deverá ser a de prevenir uma falha simples. Tais falhas podem provocar a parada da máquina, a perda da qualidade do produto ou ainda podem estar acompanhadas de efeitos físicos como odor incomum, ruído elevado, escape de vapor, gotejamento de água ou óleo, dentre muitos outros. Moubray (2000) lembra ainda que, nas falhas ocultas o item físico encontra-se em estado de falha, mas a mesma não é detectada. Estão geralmente associadas à operação dos dispositivos de segurança e proteção, utilizados com a intenção de evitar ou reduzir as conseqüências das falhas evidentes. Como, normalmente, não causam paradas da máquina, expõem a empresa a falhas múltiplas com conseqüências que podem ser graves ou até mesmo catastróficas. Na falha oculta a estratégia deverá ser a de prevenção para evitar a conseqüência de uma falha múltipla. 2.1.2 Análises de Falhas Analisar uma falha é interpretar as características de um sistema ou componente avariado para determinar porque ele não mais executa sua função (AFFONSO, 2000). 16 Fonte: Souza (2011) As três fases da curva variam em função do tempo, sendo prolongadas ou abreviadas de acordo com a manutenção oferecida, ou seja o método aplicado, sendo manutenção preventiva, corretiva e outras (SOUZA, 2011). De acordo com Fitch (1992), a manutenção corretiva é uma prática reativa de manutenção, cujo objetivo é manter a integridade operacional da máquina e a viabilidade do sistema, após a ocorrência da falha. Já para Pinto e Nassif (1999), a manutenção corretiva corresponde também aquela efetuada quando um defeito ou desempenho do diferente do equipamento do esperado ocorrer em um equipamento. Segundo a Norma Brasileira Registrada – NBR 5462 (ABNT, 1994), a manutenção preditiva é um tipo de manutenção que garante qualidade no serviço executado, com base em técnicas de medições e análises, utilizando meios de supervisão ou de amostragem, para tentar reduzir ao mínimo a manutenção preventiva e corretiva. FIGURA 2- Curva da banheira 17 A manutenção preventiva é a ação tomada para manter a condição operacional do equipamento, por meio de inspeções, detecção, prevenção de falhas, reformas e substituição de peças (WIREMAN, 1998). 2.2 FMEA – Análise de Modos e Efeitos de Falha A FMEA foi desenvolvida pelas Forças Armadas Norte-americanas tendo como origem o procedimento militar MIL-P-1629 (O’CONNOR, 1991). A FMEA e uma das ferramentas mais empregadas na engenharia de confiabilidade, por apresentar uma praticidade quantitativa (SMITH, 1993). Para Helman (1995) o método FMEA é uma técnica de análise de projetos (produtos ou processos, administrativos ou industriais) usados para identificação dos possíveis modos de falhas ou os seus efeitos sobre o sistema. A metodologia FMEA apresenta várias áreas de aplicação e conseqüentemente a indústria não iria deixar de usar esta ferramenta, com objetivo de garantir que as falhas potenciais fossem descobertas ainda no início do projeto de um sistema ou durante o desempenho das funções (NASA, 2000). De acordo com a NASA (2000), o FMEA define uma lista de modos potenciais para cada componente e efeitos do mesmo no sistema, onde alguns passos são necessários para alcançar o objetivo proposto:  definição do sistema;  estabelecimento de regras;  descrever os componentes do sistema;  descrição dos blocos funcionais;  identificação dos modos e seus efeitos;  análise de modos críticos;  documentar. Conforme Houland e Rausand (apud Schneider, 2001) citam os seguintes objetivos da FMEA: 18  assegurar que todos os modos de falhas e seus efeitos sejam considerados;  listar potenciais de falhas e seus efeitos;  definir bases para estabelecer prioridades nas ações corretivas;  identificar meios para testes necessários e requeridos para certificar um projeto. Todas as informações identificadas de cada falha funcional são analisadas e repassadas para uma planilha, que proporcionará uma documentação perfeita dos modos de falha, interligados cada falha funcional, suas causas e efeitos (NASA, 2000). A FIGURA 3 ilustra exemplo de um Formulário de FMEA. FIGURA 3 - Formulário FMEA Fonte: Houland e Rausand,1994 apud Scheneider, 2001. De acordo com a FIGURA 3, podemos caracterizar cada elemento numerado e definir sua utilização: 1. Cabeçalho: Identificação do sistema e subsistema funcional e a equipe de análise da FMEA. 2. Equipamento: Campo que identifica o nome e o código do equipamento que pertence ao subsistema que provoca a falha funcional. 3. Função: Identifica o que o usuário deseja que o item ou sistema execute dentro de um padrão de desempenho especificado. 21 FIGURA 6 - Indice sugerido para avaliação da detecção dos efeitos de falha Fonte: Lafraia (2001) adaptado A utilização do FMEA e sua condução em um sistema ou subsistemas devem seguir algumas etapas, sendo realizado por uma equipe multidisciplinar com conhecimento sobre o sistema a ser estudado. De acordo com a identificação do sistema a ser analisado e suas funções e falhas o método FMEA caracteriza-se nas seguintes atividades conforme ilustrada na FIGURA 7. FIGURA 7 - Etapas do processo de elaboração da FMEA Fonte: Moubray (2000) adaptado 22 2.3 FTA – Analise de Árvore de Falhas De acordo com Helman (1995), os primeiros artigos sobre o método de Análise da Árvore de Falhas – FTA (Fault Tree Analysis) foram publicados em 1965, em um Simpósio de Segurança. Porém o método foi desenvolvido um pouco antes, em 1961, pelo professor H.A.Watson. Mais tarde o mesmo foi adaptado e utilizado em várias áreas e integrados a projetos de máquinas e equipamentos, para avaliação de risco e confiabilidade. O método consiste em uma técnica dedutiva formalizada que se investiga as possíveis causas de falhas que levam a um determinado evento topo. Estas causas estão relacionadas com comportamento anormal do sistema, como erros humanos, falha em equipamentos ou situações externas (SAKURADA, 2001). Segundo a NASA (2000), esta ferramenta é utilizada em sistemas críticos para segurança e confiabilidade, de modo a encontrar modos de falha do evento topo e analisando todo o sistema no seu ambiente de operações. Para Helman (1995) e Scapin (1999) o método FTA proporciona os seguintes benefícios:  identificação dos modos de falha de um sistema;  apontar os aspectos mais relevantes de um sistema em relação a falha;  agilizar a elaboração da Análise de Modos e Efeito de Falhas – FMEA (Failure Modes and Effects Analysis) através do encadeamento lógico das falhas do sistema;  maior compreensão do sistema;  definir planos de manutenção de equipamentos centrados em confiabilidade;  identificação de procedimentos de manutenção com objetivo de reduzir a probabilidade de quebra;  análise de uma falha do sistema por vez;  elaborar análises qualitativas e quantitativas. Além dos benefícios, Helman e Andery (1995) também esclarecem algumas finalidades para a elaboração de uma árvore de falhas, como:  analisar a confiabilidade de um processos, produtos ou sistemas;  de maneira dedutiva, compreender os modos de falhas de um sistema; 23  padronizar um método de análises de falhas;  compilar informações para a manutenção de sistemas e elaboração de procedimentos de manutenção;  priorização de ações corretivas;  analisar e projetar sistemas de segurança nos equipamentos;  compilar informações para planejamento de testes e inspeções;  simplificação e otimização de equipamentos;  indicação de componentes ou condições mais críticas da operação. 2.3.1 A construção da Árvore de Falhas O modelo de FTA utiliza elementos binários para determinar uma possibilidade falha ou não, com o objetivo de visualizar as relações entre os vários níveis hierárquicos, a partir da ocorrência do evento topo (NASA, 2000). Segundo Scapin (1999), este método apresenta uma extensa biblioteca de símbolos, denominados “portas” (gates), com função de permitir ou inibir a seqüência lógica da falha em direção ao topo, mostrando suas relações. A estratificação dos níveis hierárquicos é realizada a partir da utilização das portas lógicas “e” e “ou” que demonstram as relações causais entre os eventos de entrada e saída, conforme pode ser verificado na FIGURA 8 (SCAPIN,1999).