A FERRAMENTA OVERALL
EQUIPMENT EFFECTIVINESS (OEE) NA
GESTÃO DE PRODUTIVIDADE DE
MÁQUINAS DE PÁTIO: ESTUDO DE
CASO NO TERMINAL PORTUÁRIO
PONTA DA MADEIRA (TPPM)
felipe george gomes pereira (EBEI )felipegeorge10@hotmail.com Leo Tadeu Robles (UFMA ) leotadeurobles@uol.com.br Sergio Sampaio Cutrim (UFMA ) sergio.cutrim@yahoo.com.br
O artigo aborda, no contexto da VALE, estudo de caso da utilização da ferramenta OEE na gestão do processo de recuperação no Terminal Portuário de Ponta da Madeira - TPPM, analisando a produtividade específica do equipamento de recuperação e identificando o processo de gestão e eventuais restrições na sua operação. O estudo de caso compreendeu revisão bibliográfica e a realização de entrevistas com responsáveis pela área no TPPM. Os dados coletados e sua análise identificaram que o equipamento estudado foi os de menor taxa efetiva em 2011, sendo que as paradas operacionais por causas mecânicas e elétricas foram os principais eventos que impactaram a disponibilidade do equipamento. Problemas de sobrecarga, chave de emergência, falha operacional e detector de rasgo na correia impactaram a Utilização em 2011. O item “Outros operacionais” importante como fator de parada merece maior detalhamento, conforme acordado com os respondentes. Outrossim, concluiu-se pelo uso corrente e dinâmico da ferramenta OEE na empresa, inclusive como parte de seu plano estratégico operacional, o VALE Production System - VPS.
Palavras-chaves: Overall Equipment Effectiviness (OEE); Gestão do Processo de Recuperação de Minério; TPPM; VALE.
2 1 Introdução
A VALE é a segunda maior mineradora do mundo e baseia sua logística na integração mina-ferrovia-porto. Seu Sistema Norte é composto pelas minas em Carajás (PA), pela Estrada de Ferro Carajás (EFC) e o Terminal Marítimo Ponta da Madeira (TPPM) em São Luís (MA). (VALE, 2012a)
O estudo parte de revisão bibliográfica, levantamento de dados técnicos em entrevistas com especialistas, identificação e análise de relatórios gerenciais e verificação quantitativa das informações coletadas e tem como foco, a utilização da ferramenta de eficiência global de equipamento ou Overall Equipment Effectiveness (OEE) na gestão do desempenho e produtividade do processo de recuperação de minérios no TPPM.
O estudo tem como objetivo geral analisar o OEE da Recuperadora 02 (RP02) do TPPM, ou seja, sua produtividade e restrições no processo de recuperação, a qual apresentou a menor taxa efetiva no período analisado. Para tanto, a partir do entendimento do processo de recuperação, levantou-se dados de campo de sua gestão e a utilização das informações da recuperação, identificando-se os principais gargalos e restrições na operação da RP02 e indicando-se procedimentos de melhoria nessa operação.
A VALE adota programa de gestão estratégica e operacional denominado VALE Production
System, o qual tem sua origem no Sistema Toyota de Produção – STP, o qual foi analisado na
revisão bibliográfica, assim como sua relação com o Gerenciamento Total de Produtividade (Total Productive Management - TPM) e o indicador fundamental para o estudo: OEE. Assim, o artigo compreende o estudo de caso do processo de recuperação no TPPM, especificamente a Recuperadora 02 (RP02) do pátio de estocagem, analisando por estratificação os dados do período de janeiro a dezembro de 2011 coletados em entrevistas com profissionais do Centro de Controle Operacional (CCO) e do “Mirante” (sala de controle das máquinas de pátio).
3 2. Produtividade em terminal portuário de minério
2.1 Sistema toyota de produção (STP)
Desenvolvido, segundo Liker (2004) após a Segunda Guerra Mundial, por Shigeo Shingo e Taiichi Ohno, o STP, conhecido também como sistema de produção enxuta (Lean Production
System) baseia-se na filosofia de agregar valor aos clientes, à sociedade, à comunidade e aos
seus funcionários, pela melhoria contínua do processo produtivo, na eliminação do desperdício de material e tempo de cada etapa envolvida, na redução dos custos operacionais e na busca incansável pela excelência empresarial. (MEIER e LIKER, 2006)
O STP é apontado por Ghinato (1995), como modelo de gerenciamento intrinsecamente envolvido na redução de custos pela eliminação de perdas, ao detectar as causas fundamentais dos “defeitos” operacionais. A partir desses princípios, pode-se afirmar que o STP constitui-se numa visão e interpretação sistêmica que garanta às organizações produtos livres de defeitos. 2.2 Total productive management (TPM)
O Gerenciamento da Produtividade Total (TPM) é um método de gestão que busca a eficiência máxima do sistema de produção com a participação de todos os funcionários envolvidos nos processos da empresa, objetivando a identificação e eliminação das perdas nos setores produtivos e administrativos e a utilização total dos equipamentos, melhorando o desempenho do fator humano por investimento na capacitação e desenvolvimento das habilidades e eficácia dos processos envolvidos, em um cenário de custos competitivos e produtos de qualidade total. (FERNANDES, 2010)
O conceito TPM implica na Manutenção Produtiva Total (MPT) e no conceito “Quebra Zero”, o qual, segundo Takahashi e Osada (1993 apud Fernandes, 2010), só podem ser alcançados pela interação do homem com a máquina, ou seja, primeiramente, muda-se o comportamento das pessoas, depois os equipamentos e, assim, a empresa.
2.3 Overall equipment effectiviness (OEE)
Desenvolvido na metodologia TPM, a qual se integra à STP, o OEE é uma ferramenta de monitoramento do desempenho das máquinas e equipamentos industriais. Moellmann (2006) afirma que a partir do conhecimento da capacidade nominal das máquinas e equipamentos é
4 possível ter uma idéia imediata da capacidade produtiva de um sistema operacional como um todo, pelo indicador OEE.
Silva (2010) e Guachalla (2012) conceituam o OEE como indicador tridimensional, ao medir o desempenho de equipamentos em três aspectos: a Disponibilidade - percentual do tempo útil que o equipamento tem para operar; a Eficiência - percentual da produção real em relação à capacidade nominal; e a Qualidade - percentual da qualidade do produto mediante o processo que o equipamento está inserido.
Assim, o OEE possibilita uma visão global do processo utilizado, bastante útil para a identificação de gargalos, por se obter informações sobre disponibilidade, eficiência e qualidade do equipamento (MOELLMANN, 2006). Neste sentido, Silva (2010) ressalva que a medição do desempenho dos equipamentos pode influenciar a produtividade dos processos produtivos, a eficiência da mão de obra e contribuir para a qualidade dos produtos e satisfação dos clientes.
2.4 Vale production system (VPS)
O VPS é o sistema de produção que estrutura e organiza a forma de produzir em todas as áreas da VALE, definindo os recursos industriais e humanos para executar a missão e alcançar a visão com excelência de modo a padronizar operações em todas suas unidades. (VALE, 2011)
De acordo com o regulamento VALE (2011a, p. 22),
O VPS é o caminho oficial definido pela Vale para o alcance da excelência operacional, visando a maior eficiência e o menor custo por unidade. Esse sistema de gestão de processos tem a ambição de levar a Vale não apenas a ser a maior mineradora do mundo, mas também a ser uma referência global (benchmarking) na gestão operacional.
Pode-se observar uma interdependência entre a estruturação do VPS e o conceito STP. O STP tem como objetivo o estoque-zero, porém, para que este se aproxime dessa meta, é necessário que a Manutenção Produtiva Total (MPT) consiga atingir seu objetivo de quebra-zero. Para tanto, é necessário o comprometimento de pessoas (equipes envolvidas) e da manutenção
5 (equipamentos). O VPS adota esses conceitos como base para o funcionamento do sistema, em relação próxima ao STP.
2.5 O Sistema portuário e seus subsistemas
O Sistema Portuário de acordo com Peixoto (2011) é um conjunto de subsistemas que apoiam suas operações, a saber: acessibilidade terrestre; estruturas de retro área; estruturas de atracação e acessibilidade marítima.
O subsistema acessibilidade terrestre realiza a integração entre o sistema porto e os modais de transporte terrestres. O subsistema estruturas de retro área tem como elementos de projeto, o volume de carga movimentada, características geotécnicas, físicas e climáticas do local de implantação, sistemas de movimentação de cargas e especificações dos equipamentos. (PEIXOTO, 2011)
O subsistema estruturas de atracação é o principal elemento de transição entre a navegação e a atracação dos navios e o subsistema acessibilidade marítima cuida das condições de navegabilidade ou manobra do navio até o cais de atracação. (PEIXOTO, 2011)
De acordo com Alfredini e Arasaki (2009), o sistema portuário pode ser classificado quanto à sua Natureza, Localização e Utilização. Quanto à Natureza, considerando as características de abrigo e acessibilidade, sendo natural ou artificial. A Localização se refere ao posicionamento geográfico do terminal projetado, ou seja, portos externos, interiores e ao largo. A Utilização leva em conta a carga movimentada e os tipos de equipamentos utilizados, classificando-os como portos de carga geral ou portos especializados.
2.6 Operação portuária
A operação portuária é caracterizada como um conjunto de atividades e processos sequenciais que vão desde a chegada terrestre da carga até o embarque nos navios. A VALE (2008a) aponta alguns processos e apoio para a operação portuária: os Processos de Programação; os de Operação; o Apoio de Operação e o de Programação.
A operação portuária em terminal de minério de ferro é classificada por Pereira (2012) como terminal de granel sólido especializado que liga a mina aos clientes. Alfredini e Arasaki
6 (2009) indicam que, no mercado mundial o minério de ferro corresponde a 45% dos graneis sólidos embarcados, sendo o restante carvão e grãos comestíveis com 20%, bauxita/alumina e rochas fosfáticas com aproximadamente 7% cada.
Principais equipamentos utilizados em terminais de minério de ferro
Virador de vagão (VV): o VV é um equipamento utilizado para a descarga do minério transportado por composições ferroviárias. Moura (2011b) apresenta os VV’s como equipamentos que giram até 180º duplas de vagões conjugadas, sendo que entre um vagão e outro existe uma parte fixa e engates móveis nas extremidades que possibilitam o giro.
Empilhadeira (EP): Equipamento que forma as pilhas de minério nos pátios (PEREIRA, 2012), após descarga nos VV’s, o minério é conduzido por correrias transportadoras até as empilhadeiras, que formam pilhas segundo padrões especificados.
Recuperadora (RP) e Empilhadeira recuperadora (ER): Equipamentos utilizados no processo de recuperação de minério do pátio, para embarque nos navios, silos ou apenas para movimentar o material para outro lugar (VALE, 2008b). O relatório VALE (2008a, p. 22) define recuperação como “processo operacional na qual se utiliza RP’s ou ER’s para retomar a carga das pilhas estocadas e transferi-la para navios, silos, usinas ou outras pilhas.”. As ER’s têm capacidade tanto de empilhar como de recuperar.
Carregador de navio (CN): “o carregador de navios é uma máquina utilizada nas atividades de operação em geral, destinada ao carregamento de granéis sólidos para navios” (MOURA, 2011a, p. 8). Moura (2011a) indica que o processo de embarcar minério nos porões dos navios é facilitado pelo gerenciamento de dados de operação portuária e por sistema de radio frequência para maior rapidez na comunicação e coordenação das operações entre as maquinas envolvidas e a sala de controle.
2.7 A utilização de indicadores na gestão do TPPM
A VALE utiliza de diversos indicadores para gerenciar a produtividade das operações e a seguir, serão demonstrados os principais indicadores utilizados no TPPM para medir o desempenho dos equipamentos de recuperação e o entendimento da ferramenta OEE, foco deste trabalho.
7 O OEE utilizado no TPPM, segundo Pereira (2012), caracteriza-se pela relação percentual entre a eficiência global de um determinado equipamento, linha, berço ou o porto em relação à sua eficiência global teórica, conforme a fórmula:
Disponibilidade ): definida por Pereira (2012), como o indicador que mede a relação percentual entre o tempo em que o equipamento, linha, berço ou porto não esteve parado por necessidades de manutenção corretivas, preventivas, preditivas, reformas ou manutenções de oportunidade e o tempo total do período avaliado. Ou seja, tempo em que o equipamento não se encontra parado devido à quebra, falha, preparação, troca de ferramentas, etc. (MORAES e SANTORO, 2006)
Em que,
- Tempo Calendário representado pelo número total de horas do período considerado.
- Tempo de Manutenção, ou seja, número total de horas de qualquer tipo de manutenção e que o equipamento esteve indisponível para operar.
Utilização (U %): Relação percentual entre o tempo total efetivamente operando e o total do tempo disponível de um equipamento, linha, berço ou porto. (PEREIRA, 2012)
Em que,
- Tempo Operacional Efetivo, ou seja, o número total de horas em que o equipamento, linha, berço ou operou efetivamente em operação de carga/descarga, somando-se os períodos em que o sistema esteve realizando algum tipo de operação. (PEREIRA, 2012)
Em que,
Tempo Operacional Disponível - total de horas ocorridas em que o equipamento esteve disponível para operar.
8 ) Tempo de paralisações Operacionais - total de horas de interrupções para mudança de turno, movimentação de cargas ou equipamentos, limpeza de correrias, treinamento, etc. Interrupções de responsabilidade do TPPM.
Tempo de Paralisações Externas - tempo total de paralisações não de responsabilidade do porto.
Taxa efetiva relativa - Relação percentual entre a taxa nominal do equipamento e a taxa efetiva realizada .
Em que,
Taxa Nominal - valor da taxa de operação indicado no projeto. Taxa Efetiva - desempenho médio dos períodos de operação.
Em que,
( - Carga Movimentada.
Produtividade relativa ( : Desempenho médio dos períodos de operação efetiva de um equipamento ou linha de produção, desconsideradas quaisquer paralisações, independentemente de sua causa ou responsabilidade em relação à Taxa Nominal. (PRO 000197 VALE, 2011 apud MERIGUETI, 2011).
O OEE, assim, permite identificar e quantificar problemas de modo padronizado, avaliar os efeitos das ações de melhoria desenvolvidas para maior eficácia dos equipamentos. (SILVA, 2010).
3 Estudo de caso: Utilização da ferramenta OEE na gestão do processo de recuperação de minério no TPPM
O estudo de caso aborda o processo de recuperação no TPPM, a fim de verificar e entender o processo de recuperação desempenhada pelas máquinas de pátio. O TPPM “é um porto
9 privado pertencente à VALE inaugurado em 1986 e localizado no Complexo Portuário de Itaqui, à margem leste da Baía de São Marcos, na ilha de São Luís”. (PEREIRA, p. 26, 2012). O TPPM apresenta largura e profundidade adequadas ao fundamento de navios graneleiros de grande porte em seu canal de acesso natural que permite seu tráfego simultâneo, boa visibilidade e posição geográfica fora de rotas de tempestades. (VALE, 2012b)
O processo de recuperação dos minérios presente nos pátios do TPPM é realizado pelos equipamentos RP’s e ER’s. Atualmente, existem no TPPM três RP’s em funcionamento, com capacidade nominal de 8.000 t/h e quatro ER’s, cada uma com capacidade nominal de 8.000 t/h. (LIMA, 2012). A recuperação, conforme VALE (2008b, p. 48), “é um processo no qual é utilizada uma recuperadora de caçambas para carregar navios, silos ou circular o produto para outro local”.
VALE (2008b) indica que o processo de recuperação de uma pilha é feito homogeneizando o produto em bancadas, com altura variável e avanço na sua extensão, determinado de acordo com as características de cada terminal, liberando assim, espaço no pátio em bancadas. Para isso, o operador deve manter constante contato com a sala de controle e demais máquinas recebendo e enviando informações do processo. (VALE, 2008b)
Ao completar a carga solicitada, o operador informa a sala de controle e a equipe envolvida com o destino (embarque no navio ou mudança de posição no pátio) e aguarda nova programação (VALE, 2008a).
As informações coletadas junto à área de Recursos Operacionais (engenharia de recuperação) e o Centro de Controle Operacional (CCO) do TPPM resultaram das entrevistas com responsáveis pelo processo de recuperação. Nas entrevistas, constatou-se que o processo de recuperação de minério é atividade intrinsecamente envolvida com o carregamento dos navios.
As operações do TPPM são gerenciadas pelos sistemas Gestão da Produção Vale (GPV– Portos) e pelo Vale Information Program (VIP-Portos) e para apontamento do processo de carregamento de navio, o sistema Porto On Line no qual, o operador do CN insere as informações de eventos ocorridos durante o carregamento, que geram os relatórios necessários aos operadores do CCO e do CN. (VALE, 2012c)
10 A partir dos dados disponibilizados pela área de Recursos Operacionais do TPPM e pela engenharia de recuperação, foi analisada a taxa efetiva (Tabela 1) dos equipamentos do processo de recuperação no período de janeiro a dezembro de 2011. A taxa efetiva é a relação da quantidade de material recuperado e o tempo operacional efetivo, ou seja, a produtividade das máquinas. Os materiais analisados foram o Sinter Feed, Pellet Feed, Pelota e Manganês, produtos movimentados no TPPM.
Tabela 1: Taxa efetiva em 2011
Fonte: Autoria própria (2012)
Os dados da Tabela 1 indicam que a RP2, em média, teve a menor taxa efetiva em 2011, sendo analisada neste estudo. A RP2 opera em modo remoto, com o operador a controlando por computador e câmeras instaladas. Em novembro, ela teve a menor taxa efetiva do ano, em torno de 3,9 Kton/h.
Nas entrevistas, as paradas operacionais foram apontadas como os maiores responsáveis pela baixa taxa efetiva, representando 1.197,3 horas perdidas na operação das máquinas do pátio e perda de embarque de 7.424.000 t de minério.
Análise dos indicadores OEE
O Apêndice A apresenta os Indicadores OEE da RP2 em 2011, estratificando-se os principais eventos que impactaram a Disponibilidade e Utilização da RP2, seu índice de produtividade e consequentemente OEE, conforme dados disponibilizados pelo CCO.
11 A Figura 1 mostra a evolução da Disponibilidade em 2011. Agosto (59%) e outubro (57%) foram os meses com as menores Disponibilidades.
Figura 1: Evolução da disponibilidade em 2011
Fonte: Autoria própria (2012)
Em 2011, a RP2 não operou 2.515 horas devido a manutenção, sendo que, conforme mostra a Figura 2, 1.598 horas de Manutenção Corretiva.
Figura 2: Horas de manutenção
Fonte: Autoria própria (2012)
Ao se estratificar a Manutenção Corretiva (Figura 3), observou-se que o tempo gasto com manutenção por motivos de paradas operacionais P0 – Mecânica (568 h) e P0 – Elétrica (471h), como principais eventos impactando a Disponibilidade, indicando a necessidade de atenção especial aos problemas de mecânica e elétrica da máquina RP2.
12 Figura 3: Estratificação da manutenção corretiva
Fonte: Autoria própria (2012)
Utilização
A média de Utilização (Figura 4) foi de 54%, com janeiro (46%), abril (48%) e outubro (47%) como piores resultados. Em julho (67%), a RP2 obteve seu melhor índice, apesar de apresentar 1.029 horas não operadas por motivos internos e externos (Figura 5).
Figura 4: Evolução da utilização em 2011
Fonte: Autoria própria (2012)
As Horas Não Operadas Internas é a maior causa de horas não operadas. A Figura 6 mostra a estratificação das 744,65 horas de operação perdidas.
13 Fonte: Autoria própria (2012)
Os principais motivos que afetam a Utilização (Figura 6) foram “Outros Interno” (226 h), Mudança de Porão (197 h) e Parada Operacional – PO (164 h), assim, “Outros Interno” deve ser analisado mais detalhadamente, pois representou a maior quantidade de horas não operadas internas. Entretanto, conforme informado, seus reais motivos não são apontados ou decodificados.
Figura 6: Estratificação das horas não operadas internas
Fonte: Autoria própria (2012) Produtividade
A Figura 7 mostra que a Produtividade foi em média 70%. Em novembro, a RP2 teve a menor produtividade do ano, devido à sua relação direta com a Taxa Efetiva, conforme mostra a Tabela 1, a Taxa Efetiva da RP2 em novembro teve seu pior resultado.
Figura 7: Evolução da produtividade em 2011.
Fonte: Autoria própria (2012)
Em 2011, a RP2 teve 3.343 horas operando com taxa média, que representa o limite de horas com produtividade ótima (2.346,2 h) e as horas perdidas de produtividade (977 h), conforme Figura 8.
14 Figura 8: Horas de operação com taxa média
Fonte: Autoria própria (2012)
A Taxa Média representa a Produtividade Média, a Taxa Ideal ou Produtividade
Benchmarking (8.000 t/h) e é a taxa máxima possível do equipamento. Horas de Operação
com Taxa Média equivale às horas de operação e o limite de horas com produtividade ótima representa em quantas horas se faria o volume determinado se operasse com a taxa ótima. As Horas Perdidas de Produtividade representam a diferença entre quantas horas se faria determinado volume com taxa ótima e quantas horas ele foi feito com a taxa média.
OEE
A Figura 9 mostra a evolução do OEE (27%), sendo julho com melhor resultado e outubro e novembro os piores. Em novembro, (17%) as horas não operadas contribuíram para o baixo desempenho, mas a baixa Taxa Efetiva ocorreu devido problemas operacionais.
Figura 9: Evolução do overall equipment effectiveness da recuperadora 02 em 2011
Fonte: Autoria própria (2012)
Existe uma taxa de OEE desejada, que varia a cada mês por vários fatores programados: manutenção preventiva, manutenção corretiva, paradas operacionais, manobras, problemas de qualidade, taxa programada de acordo com o histórico, etc., sendo que os equipamentos
15 devem operar sem restrições. Para isso, a manutenção deve estar envolvida nas operações dos equipamentos.
4 Conclusão e considerações finais
O indicador OEE pode ser caracterizado como importante ferramenta de apoio à decisão no desempenho dos equipamentos do TPPM, ao analisar os atributos dos indicadores de Disponibilidade, Utilização e Produtividade. Sua aplicação na gestão portuária subsidia a redução de impactos operacionais e os custos dos processos.
Os dados fornecidos pelo CCO e pela Engenharia de Recuperação indicaram que a RP2 como de menor Taxa Efetiva em 2011, analisando-se as principais restrições no seu desempenho. Em julho, a RP2 teve o maior volume embarcado (2.341.860 t) e em outubro e novembro os menores resultados, devido a restrições no acionamento do giro e a manutenção neste período, pois ela não tinha recebido manutenção preventiva.
Na Disponibilidade, houve uma perda 1.598 horas para realização de Manutenção Corretiva, constando-se que as paradas operacionais PO – Mecânica (568 h) e PO – Elétrica (471 h), como principais eventos de impacto.
A Utilização apresentou 1.029 horas não operadas, sendo que 744,65 horas como Horas Não Operadas Internas, sendo “Outros Interno” (226 h), Mudança de Porão (197 h) e Parada Operacional – P0 Operacional (164 h) como os principais impactos na Utilização. Problemas operacionais de Sobrecarga (57,1 h), Chave de Emergência (39,5 h), Falha Operacional (28,8 h) e Detecção de Rasgo (16,9 h) foram os principais motivos que impactaram a Utilização da RP2.
Em novembro, a RP2 teve a menor produtividade pela relação direta entre a taxa Efetiva e a produtividade. A RP2 teve 3.343 horas operando com taxa média, representando Limite de Horas com Produtividade Ótima (2.346,2 h) e Horas Perdidas de Produtividade (977 h). Em novembro, o OEE (17%) foi o menor resultado pelas horas não operadas de Disponibilidade e Utilização, e a baixa Taxa Efetiva devido a problemas operacionais, como principal responsável por esse baixo desempenho.
16 Os estudos realizados indicaram a necessidade de trabalhos futuros para a estratificação das Horas Não Operadas Internas apontadas no motivo “Outros Interno”, não identificadas mas que levaram à perda de 226 h de operação. Outra constatação foi a da busca da identificação e mitigação dos eventos na recuperação de minério e a consolidação da utilização da ferramenta OEE nas operações portuárias.
REFERÊNCIAS
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17 SILVA, J. P. A. R. D. OEE - A Forma de Medir a Eficácia dos Equipamentos. 2010. Disponível em: <http://pt.scribd.com/doc/15122575/OEE-A-FORMA-DE-MEDIR-A-EFICACIA-DOS-EQUIPAMENTOS>. Acesso em: 22 de Novembro, 2012.
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VALE. Nossa História. 2012b. VALE. Porto On Line. 2012c.
Tabela (indicadores overall equipment effectiveness da recuperadora 02 em 2011)