Fiabilidade e Manutibilidade
Porquê utilizar expressões novas (a maioria das vezes acrónimos anglo-saxónicos, como por exemplo, lean maintenance, TPM, RCM, etc.) para traduzir conceitos
antigos como o da EFICÁCIA e EFICIÊNCIA? Um consultor norte-americano que tive o prazer de conhecer pessoalmente dizia (e escreveu em livros
seus), que estes neologismos não são mais do que "vinhos velhos embalados em garrafas novas" que ajudam a vender serviços
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 e o Distribuidor no Brasil é Zamboni Comércio de Livros Ltda, Av. Parada Pinto, 1476, São Paulo - SP, Telf. / Fax: +55 11 2233-2333, zambonibooks@terra.com.br
Para obter a última actualização do software em 08 de Maio de 2011 e do texto (Errata) em 09 de Julho de 2011, visite o local do livro no site da LIDEL
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:
Obtenção e combinação de dados de falha provenientes de várias fontes (pdf) (em 06 de Maio de 2011)
Comunicação ao 11º Congresso Nacional de Manutenção (APMI - 2011)
Gestão da Manutenção ou Gestão de Activos? (custos ao longo do Ciclo de Vida) (pdf)
Comunicação ao 10º Congresso Nacional de Manutenção (APMI - 2009)
Calendário de inspecções em Manutenção Preventiva Condicionada com base na Fiabilidade (pdf)
3º Encontro Nacional de Riscos, Segurança e Fiabilidade (IST - 2009)
Comparação quantitativa de políticas alternativas de manutenção (pdf)
Comunicação ao 9º Congresso Nacional de Manutenção (APMI - 2007)
Adquirir ou não um sobressalente? (pdf)
Torre de arrefecimento de uma central (pdf)
Eis alguns elementos que poderá achar interessantes:
Robots espaciais (jpg) (em 23 de Janeiro de 2012)
Cinco casos de robots espaciais cuja fiabilidade ultrapassou todas as expectativas)
Atribuições da Manutenção na aquisição de um novo equipamento
Manutibilidade sacrificada à operacionalidade (jpg) 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:
Ajustamento máxima verosimilhança.XLSM (activar a macro)
Estima os dois parâmetros da distribuição de probabilidade WEIBULL que melhor se ajusta a um conjunto de TTF observados,
pelo método de Máxima Verosimilhança. O método alternativo de Regressão encontra-se disponível
com o meu livro "Apoio à Decisão em Manutenção na Gestão de Activos Físicos".
Exemplo da determinação do ponto de encomenda de um componente que incorpora duas máquinas a partir
dos dados históricos de 3 anos de saídas de armazém
Calcula a probabilidade de que um equipamento possa ser necessário quando se encontra indisponível
em reparação, uma vez, duas vezes,...(até dez vezes), durante um período longo.
Testes burn-in.XLSM (activar a macro)
Determina o tempo necessário de burn-in para que se possa garantir a fiabilidade pretendida ou
melhorar a fiabilidade com o menor custo possível.
Determina os indicadores previsionais MTBM, MTBMc e MTBMp a partir de uma distribuição Weibull
pelo método de simulação numérica de Monte-Carlo.
Determina o stock de alerta dos pneus de uma frota de autocarros de transporte público.
Vida esperada.XLSX (substituída em 11 de Dezembro de 2010)
Determina a vida média de um componente até ao momento t e a vida média restante de um componente após o momento t
por um método numérico e pelo método de simulação de Monte-Carlo.
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.
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).
