Fiabilidade e Manutibilidade
No meu novo livro "Apoio à Decisão em Manutenção na Gestão de Activos Físicos" expõem-se métodos analíticos e de simulação de Monte-Carlo
necessários para maximizar a disponibilidade dos equipamentos e minimizar os custos da manutenção, com o apoio de 54 aplicações em EXCEL
A LIDEL é a editora
Na gestão de activos, os custos anuais de manutenção
constituem frequentemente uma grande fatia dos custos totais de gestão e podem
somar quatro a cinco vezes o custo de aquisição no fim da sua vida útil.
Daqui, dedicar-se cada vez maior atenção ao controlo desta natureza de custos. Custos estes
que são muitas vezes incompreendidos. Com efeito, uma boa manutenção não
consiste em executar religiosamente as rotinas de manutenção preventiva
recomendadas pelo fabricante, mas sim em implementar uma rotina baseada nas
condições reais de utilização (carga e ambiente), da qual resulte um custo das
intervenções (materiais, mão-de-obra e
oportunidade) mínimo. É
natural que o fabricante –
desconhecedor das condições reais em que o equipamento vai funcionar
–,
se salvaguarde e recomende uma frequência exagerada de intervenções preventivas.
Compete ao cliente determinar a frequência mais
económica com base na sua própria experiência. Com efeito, na manutenção de um qualquer equipamento, existe
uma proporção ideal, na perspectiva económica, entre o número de intervenções
preventivas NP e o número de intervenções total (soma das
intervenções preventivas NP e curativas NC)
realizados durante um certo período (1 ano, por exemplo).
A próxima figura mostra, de modo aproximado, a evolução do custo de manutenção por
hora (ciclo, Km, manobra, etc.) de funcionamento de um equipamento com o rácio r = NP
/ (NP + NC). O valor ideal deste
rácio r* corresponde ao custo de manutenção mínimo. 
Quando o equipamento está sujeito a uma política de manutenção estritamente curativa (repara quando falha), resulta que NP = 0 e r = 0. Em consequência, os custos de manutenção podem ser muito elevados. Quando o equipamento está sujeito a uma política de manutenção preventiva de acordo com as recomendações do fabricante, resulta que NC @ 0 e r ® 1. Em consequência, os custos de manutenção podem ser igualmente muito elevados. Na perspectiva do utilizador, interessa conhecer a frequência com que se verificam as falhas do componente (função das condições de carga e ambiente a que efectivamente este se encontra sujeito), de modo a determinar a proporção ideal r*. Esta proporção depende dos custos efectivos das consequências e da frequência com que as falhas são observadas. Para tal, é necessário manter permanentemente actualizado o cadastro com o registo dos momentos em que se verificaram todas as falhas e os correspondentes tempos e custos de reparação. Enquanto o equipamento ainda é novo e a experiência é reduzida, devemos seguir as recomendações do fabricante. Com o passar do tempo, devemos ir corrigindo o programa de manutenção com base no nosso julgamento da experiência já vivida, em analogia com equipamentos semelhantes ou na informação colhida em bases de dados públicas.
As minhas competências nesta área permitem-me:
Identificar quais as peças de reserva que se justificam economicamente manter em stock e quais os parâmetros óptimos de gestão;
Determinar se se justifica economicamente a aquisição e manutenção em stock de um sobressalente caro;
Determinar quando será mais económico parar uma linha de produção para reparação geral (overhaul);
Determinar se se justifica economicamente uma grande reparação de um equipamento;
Determinar a periodicidade óptima de substituição de cada componente crítico de um equipamento com base na vida acumulada;
Determinar o calendário óptimo de substituições em grupo dos componentes críticos de um equipamento;
Determinar o calendário óptimo de inspecções de um modo de falha evidente de um componente sob manutenção preditiva;
Determinar o calendário óptimo de inspecções de um modo de falha oculta de um componente de protecção sob manutenção preditiva;
Dimensionar redundâncias (activas ou passivas) de um sistema (bombas, sensores, baterias, etc.);
Determinar se é mais económico manter em stock órgãos completos (caixas de velocidade, ventiladores, bombas, etc.) em lugar dos seus componentes.
As apresentações, os artigos e as aplicações Excel seguidamente listados exemplificam como abordar alguns destes temas e destinam-se apenas a ilustrar as minhas competências.
Faça aqui o download de uma apresentação em Power Point sobre Princípios de Automação pertencente a um curso de formação de operadores de máquinas para os habilitar a intervenções de 1º nível em manutenção.
Faça aqui o download de uma demonstração em Power Point do software profissional INES III (Custos e disponibilidade de políticas de manutenção de equipamentos) que desenvolvi para o Instituto de Soldadura e Qualidade em consórcio com a EDP, Portucel, Celbi, Alstom e FEUP.
Eis alguns artigos meus sobre manutenção de equipamentos que poderão ser-lhe úteis:
Gestão da Manutenção ou Gestão de Activos? (custos ao longo do Ciclo de Vida)
Calendário de inspecções em Manutenção Preventiva Condicionada com base na Fiabilidade
Comparação quantitativa de políticas alternativas de manutenção (pdf)
Adquirir ou não um sobressalente? (pdf)
Torre de arrefecimento de uma central (pdf)
Eis alguns elementos que poderá achar interessantes:
Manutenibilidade sacrificada à operacionalidade (jpeg) retirado de "Case Studies in Reliability and Maintenance",
Blischke, Wallace and D.N.Prabhakar Murthy, John Wiley & Sons, 2003, New Jersey
Reliability Engineer Job Description by H. Paul Barringer, P.E.
Eis algumas aplicações em Excel que poderá usar ou adaptar:
Determina a vida média de um componente que falha antes de ser substituído preventivamente e a sua vida média restante
Probabilidade condicionada.XLS
Mostra graficamente o significado de uma probabilidade condicionada de falha e compara as situações de falha de um
componente a partir de novo e de falha a partir de usado, através de simulação de Monte-Carlo.
Indicadores de desempenho_sistema.XLS
Mostra, através de um exemplo, o modo de cálculo dos indicadores de desempenho de um sistema a vários níveis.
Mostra, através de um exemplo, a diferença entre dois modos possíveis de cálculo da disponibilidade de um sistema.
Exemplifica o método de cálculo de uma média móvel simples e de uma média móvel ponderada do indicador de fiabilidade MTTF.
O método é porém extensível a qualquer outro indicador de desempenho.
Sistema reparável e não-reparável.XLS
Mostra através de simulação de Monte-Carlo que o tempo médio entre falhas (MTTF) e a fiabilidade de um sistema
é maior no caso deste não ser reparável do que se o fosse.
Simula o teste de um componente que pode falhar devido a (até) 4 diferentes modos de falha e constroi os gráficos da fiabilidade R(t),
probabilidade acumulada de falha F(t), densidade de probabilidade de falha f(t) e risco de falha h(t).
Equipamentos sobressalentes.XLS
Determina a quantidade económica de equipamentos sobressalentes necessários
para compensar o tempo de reparação de avarias.
Demonstra que a fiabilidade de um sistema composto por n componentes já usados é igual ao produto das
fiabilidades condicionais proporcionadas por cada um destes.
Simulador gráfico de falhas.XLS
Mostra graficamente a distância temporal variável entre cada duas falhas (TTF - Time To Failure) e
determina os parâmetros da distribuição de Weibull de melhor aderência.
Determina a periodicidade de intervenção preventiva sistemática para substituição de um componente crítico
de um equipamento de modo a minimizar o custo de manutenção ou a maximizar a disponibilidade.
Reliability and Availability.XLS
Demonstra que a disponibilidade pode ser calculada indiferentemente como uma probabilidade ou como uma frequência
natural através de simulação de Monte-Carlo. Demonstra também que a fiabilidade é uma probabilidade.
Distribuição Weibull_usados.XLS
Determina a probabilidade de falha, a taxa instantânea de falha e a vida média até à substituição preventiva de componentes
novos e a probabilidade de falha e a vida média até à substituição preventiva de componentes já usados.
Um exemplo de como se determinam os indicadores típicos de fiabilidade e de manutenibilidade em gestão corrente.
Um exemplo de como se determina a fiabilidade de um sistema, conhecida a fiabilidade dos seus componentes críticos.
Um exemplo de como se determina a fiabilidade de um sistema com componentes em paralelo activo parcial.
Um exemplo de como se determina a fiabilidade de um sistema composto por um componente activo e um ou dois
passivos (ou em standby).
Preventiva ou correctiva?XLS (activar a macro)
Determina através de simulação se é mais económico manter preventiva ou correctivamente um componente.
Um exemplo de como se determina o risco de rotura do stock de um componente em armazém e de como se determina
a quantidade necessária desse componente para um certo período (missão).
Um exemplo de como se determina o risco de a tensão de rotura de um material ser excedida.
Um exemplo de como se determina o risco de ocorrência de um acidente de trabalho.
Determina o risco de um motor de explosão falhar quando a pressão do óleo de lubrificação cai abaixo de
um valor mínimo e, simultaneamente, a sua temperatura excede um valor máximo.
Dimensiona economicamente um sistema composto por bolbos de Ultra-Violetas, de modo a satisfazer uma
potência e uma duração mínimas.
Gestão de uma peça de reserva.XLS
Determina os parâmetros ideias de gestão do stock de uma peça de reserva (procura aleatória segundo
uma distribuição de probabilidade de Poisson).
