Aumente Confiabilidade e Disponibilidade de Ativos com FMEA e Curvas P-F

Para organizações que sofrem com falhas inesperadas e tempo de inatividade não planejado, a Análise de Modos de Falha e Efeitos (FMEA) pode ajudar a alcançar alta confiabilidade e disponibilidade de ativos.

Acertar confiabilidade e disponibilidade, e você estará longe no caminho para lucratividade.

Mas aqui está uma surpresa.

Muitas organizações e fabricantes nunca fazem essa jornada e continuam felizmente (se produto utilizável chega ao cliente no prazo) em espiral descendente.

'Mas essa jornada que você fala é RCM!' gritam. 'Muito caro para nós!'

Os mesmos fabricantes sempre parecem ter tempo (e dinheiro) para descartar produto desperdiçado, comprar novos mancais, limpar vazamentos de óleo, consertar máquinas, chamar OEMs (Fabricantes Originais), e manter pessoas trabalhando horas extras. E uma vez por ano — com pompa e cerimônia — dão prêmio a 'heróis' da manutenção reativa.

Hmm.

Você pensa: 'Pessoas ganham foto no boletim da empresa, aperto de mão do VP por manter planta em manutenção reativa?'

Sim, ganham. Mas vamos além.

Chegar a boa confiabilidade e alta disponibilidade não precisa de estudo RCM completo. Mas requer boa FMEA (Análise de Modo de Falha & Efeito) com bons resultados, e aplicação de curvas P-F (Falha Potencial a Falha Funcional) para garantir que técnicas de monitoramento de condição foquem nos modos de falha certos na frequência de inspeção correta.

Análise de Modos de Falha & Efeitos: chegando ao fundo (ou topo) das coisas

FMEA é ferramenta comum de análise que ajuda designers, técnicos e engenheiros a entender como ativo ou componente crítico pode falhar, efeito no sistema geral, e o que fazer para mitigar efeitos.

Essência da FMEA: entender modos de falha, quão prováveis são, e mitigá-los com ações de manutenção específicas, redesenhos, ou até 'não fazer nada' (se risco for baixo).

FMEAs vêm em dois tipos básicos.

Bottom-up — começa listando cada componente no ativo e todas formas possíveis de falhar. Conhecido como 'abordagem de hardware'. Mais trabalhoso, mas usado em setores de alta consequência de segurança e ambiental como aviação e nuclear.

Falhas inesperadas não podem ser toleradas nestes setores.

Top-down — tipo mais comum ('abordagem funcional') — considera funções do ativo primeiro. Quando funções conhecidas, pergunta 'como pode falhar funcionalmente?' Isso leva a modos de falha e busca de efeitos e ações mitigadoras.

FMEA top-down aborda diretamente apenas contribuintes mais importantes para problemas potenciais, não cada componente individual.

Também existem FMECAs (C de criticidade) que adicionam fator de risco numérico.

Veja exemplo com FMEA e FMECA. Simples: limpadores de para-brisa de carro. Assumindo que não fazemos verificações e deixamos falhar enquanto dirigimos.

Função	Falha Funcional	Modo de Falha	Impacto Potencial	Severidade	Causas Potenciais	Ocorrência	Modo de Detecção	Detecção	RPN
Qual a função do ativo ou componente?	Como falha em cumprir sua função?	O que pode causar falha funcional?	Qual o impacto? i.e. os efeitos	Quão severo é o efeito?	O que causa o modo de falha?	Quão frequente provavelmente ocorre?	Quais controles existentes para prevenção ou detecção?	Quão fácil detectar com métodos atuais?	Número de prioridade de risco = Sev x Occ x Det.
Limpar chuva e neblina do para-brisa frontal (sob demanda).	Falha ao iniciar.	Fusível queimado.	Carro não limpa para-brisa em chuva forte.	10	Detritos bloqueando limpadores (causa sobrecorrente & fusível queimado)	2	Encontrar na falha (enquanto dirigindo)	7	140

 

Ações Recomendadas	Responsabilidade	Data Alvo	Ação Tomada	SEV	OCC	DET	RPN
Como reduzir ocorrência da causa ou melhorar detecção?	Quem é responsável pela ação?	Qual data alvo para ação?	Recalcular RPN para ver se ação reduziu risco.				Novo RPN após ações.
1. Inspecionar limpadores para obstruções antes de cada viagem. 2. Carregar fusível de reposição.	Proprietário do carro	Com efeito imediato	Checklist no carro como lembrete. E fusíveis de reposição.	10	2	2	40

 

Como visto, após implementar ações, seu Número de Prioridade de Risco deve reduzir.

Uma vez realizada FMEA ou FMECA na sua planta, você tem estratégia de manutenção.

Estratégia de manutenção: ajuda a manter confiabilidade inerente.

Saída-chave da FMEA é estratégia de manutenção, principalmente em termos do que fazer. Pode ser substituições baseadas em tempo, monitoramento de condição, redesenhos, tarefas de busca de falhas, inspeções, revisões, entre outros.

Para refinar e implementar estratégia, precisará decidir quem fará o trabalho, quando, e quais sobressalentes serão necessários.

Lembre-se:

Fazendo manutenção certa na hora certa, mantém a inerente confiabilidade do ativo em nível alto. Manutenção correta e adequada sozinha nunca melhora confiabilidade inerente além de capacidade inicial — porque é característica inata.

Mas boa estratégia mantém confiabilidade inerente alta onde pertence.

Monitoramento de Condição & Manutenção Baseada em Condição: disponibilidade é Rei.

Concentremos em táticas de monitoramento de condição (também chamado Manutenção Preditiva). Vale a pena porque sensores, dados e informação permitem entender saúde do ativo. São força motriz por trás da IIoT e Indústria 4.0.

Se entendemos saúde do ativo a qualquer momento, podemos realizar a mais custo-efetiva de todas — manutenção baseada em condição (CBM).

Lembre-se:

Manutenção Baseada em Condição não melhora confiabilidade do ativo, inerente ou não. O que dá, e é igualmente importante para objetivos organizacionais, é disponibilidade. Reduzindo tempo de inatividade não planejado, aumenta disponibilidade.

CBM é realizar tarefa de reparo/substituição baseada apenas na saúde medida do ativo. Dá sinal precoce de falha potencial ou iminente de ativo ou componente.

Mas se usamos técnicas de monitoramento de condição, com que frequência medir dados?

Curva P-F e Intervalos

Primeiro, o que é curva P-F? Curva indicando como saúde do ativo deteriora ao longo do tempo uma vez que modo de falha inicia.

Diagrama ilustra o conceito.

Porção horizontal = boa saúde do ativo. Pode ser alongada por práticas de manutenção em:

• Instalação do ativo
• Fundações e estruturas de suporte
• Lubrificação do ativo
• Alinhamento e balanceamento do ativo
• Operação adequada dentro da capacidade do ativo

 

Mas quando modo de falha se apresenta, temos ponto onde falha começou. Ainda invisível na coleta de dados.

Tempo (ou ciclos de estresse) avança para ponto P.

Ponto P = Falha Potencial. Onde técnicas de monitoramento começam a detectar falha potencial. Saúde degrada (gradual ou rapidamente) até ponto F, Falha Funcional.

Significa boa noite e adeus para seu ativo.

Jogo acabou, chame 'heróis' da manutenção reativa.

Diferença de tempo entre P e F = intervalo P-F. Pode ser segundos a décadas. Depende do modo de falha e ativo.

Intervalo P-F para modo de falha específico é sempre número médio — sempre haverá variação estatística.

Mas se temos boa ideia — de falhas passadas, RCAs (Análise de Causa Raiz), dados OEM — podemos definir intervalo para inspeções de monitoramento. Boa regra: intervalo de inspeção pelo menos metade do intervalo P-F esperado.

Imagine que sabe que quando mancal de acionamento de bomba crítica vibra a 8 mm/s, provavelmente tem só 3 meses antes de travar. No mínimo, com que frequência medir vibração?

Intervalo de inspeção/medição

Isso garante captura desse defeito dentro do intervalo P-F esperado (embora a maioria estrategistas recomendaria conservadoramente intervalos de 1 mês — lembre da variação estatística?).

Amplamente aceito que diferentes técnicas de monitoramento fornecem níveis diferentes de alerta precoce durante intervalo P-F. Veja diagrama para guia aproximado. Nenhuma técnica pega todos os modos de falha.

Melhores estratégias utilizam combinação de tecnologias de monitoramento.

 

A Jornada Rumo à Manutenção Prescritiva

Como nota final, considerando progresso IIoT e Indústria 4.0, devemos considerar jornada rumo à manutenção prescritiva.

 

Manutenção prescritiva (Rx) é única: em vez de apenas prever falha iminente, como preditiva (PdM), busca produzir recomendações focadas em resultado para operações e manutenção da analítica Rx. Embora RxM ainda esteja na infância, muitos líderes consideram seu potencial para se tornar próximo nível de melhores práticas de confiabilidade e manutenção. www.plantservices.com (Sheila Kennedy)

 

'Mas o que é isso?' ouvimos você perguntar.

Próxima fronteira além da preditiva será prescritiva.

Consegue imaginar?

Sensores, redes, algoritmos, machine learning e IA combinando para informar equipe de manutenção o que precisam fazer e quando para manter confiabilidade e aumentar disponibilidade. Ou como gerenciar ativo (velocidades e cargas) para estender vida útil restante após detectar falha potencial.

Estratégias de manutenção do futuro serão fluidas, mutáveis, e inteligentemente informadas por tecnologia e FMEAs, intervalos P-F, e guias de troubleshooting OEM construídos por humanos.

Ainda não chegamos lá, mas está vindo...

Leia a seguir: Guia abrangente sobre IIoT em Manutenção