ANÁLISE DA CAPACIDADE PRODUTIVA DO POSTO DE MANUTENÇÃO DE LOCOMOTIVAS DE IGUAÇU – PR
Marlon Barbetto de Souza
Rumo Logística
Luíz Antônio Silveira Lopes
Instituto Militar de Engenharia
RESUMO
O processo de manutenção é influenciado por diversos fatores que quando não controlados impactam diretamente na produtividade dos setores envolvidos. O objetivo desse artigo é calcular a capacidade produtiva das atividades que ocorrem no posto de manutenção de locomotivas, garantindo a maximização dos resultados e redução de custos desnecessários, através do mapeamento das atividades não rotineiras, com o direcionamento correto das manutenções preventivas, que sustentam a confiabilidade. Pode-se perceber que foi possível propor soluções para estabilizar a produtividade do posto.
ABSTRACT
The maintenance process is influenced by several factors, which when uncontrolled, have a direct impact on the productivity of the sectors involved. The objective of this article is to calculate the productive capacity of all the activities that take place in the maintenance station of locomotives, ensuring the maximization of the results and the reduction of unnecessary costs, through the mapping of the non routine activities, with correct orientation of the preventive maintenance, that support reliability, it was possible to propose solutions to stabilize the productivity of the station even.
1. INTRODUÇÃO
O sistema de transporte ferroviário de carga é um dos grandes responsáveis pelo desenvolvimento nos países, sendo hoje um dos gargalos do Brasil, pois durante muitos anos optou-se por investimentos no setor rodoviário deixando o ferroviário de lado.
A Rumo Logística é uma empresa de transportes e está voltada para o transporte ferroviário de carga, principalmente em transporte de grãos, contêineres e industrial. Com a visão de otimizar os recursos e a atender as demandas futuras e imediatas, a empresa está buscando a minimização dos impactos na operação para evitar as interrupções no transporte. A empresa é dividida em duas operações, norte e sul, o corredor da central do Paraná é o de maior volume transportado da operação sul da Rumo, transportando aproximadamente 920 TKU por mês, o transporte inicia-se em Maringá, com o carregamento, e termina em Paranaguá, com a descarga. Dentre os setores da companhia um deles é a manutenção das locomotivas, que na central ocorrem nos PML’s, postos de manutenção de locomotivas, que estão localizados em 5 cidades: Apucarana, Ponta Grossa, Curitiba, Iguaçu, Rio Negro.
No segundo semestre de 2015, todas as locomotivas que rodavam no corredor da central passaram a abastecer em Apucarana, fazendo o giro sem abastecimento em Iguaçu e Rio Negro. Com a proposta de redução de trânsito do corredor e “quebra” de trens para deslocamento de locomotiva para Apucarana, fez-se necessário o abastecimento de todas as locomotivas no posto localizado no Iguaçu, sendo assim, concentrando os abastecimentos de Apucarana com os do Iguaçu para o ano de 2017. Surge aí a necessidade de avaliar o processo atual de abastecimento, instalações e manutenções para adequação do abastecimento no posto de manutenção do Iguaçu, o objetivo deste artigo é propor soluções para otimizar as manutenções programadas e abastecimento do posto de manutenções de locomotiva, afim de ocupar o tempo de ociosidade das locomotivas no pátio evitando assim abastecimento e correções de locomotivas em Apucarana.
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1. Teoria das Filas
Conforme ANDRADE (1998), um sistema de filas é caracterizado por seis componentes. Os três primeiros são obrigatórios e os três últimos, se não informados, são considerados conhecidos:
a) Modelo de chegada dos usuários ao serviço: o modelo de chegada é usualmente especificado pelo tempo entre as chegadas dos usuários/serviços. Pode ser determinístico, isto é, as chegadas ocorrem em intervalos de tempo exatamente iguais (tempo entre as chegadas é constante), ou ser uma variável aleatória, quando o tempo entre as chegadas é variável e segue uma distribuição de probabilidades presumivelmente conhecida.
b) Modelo de serviço (atendimento aos usuários): o modelo de serviço é normalmente especificado pelo tempo de serviço, isto é, o tempo requerido pelo atendente para concluir o atendimento. Da mesma forma que o modelo de chegada, pode ser determinístico (constante) ou uma variável aleatória (quando o tempo de atendimento é variável e segue uma distribuição de probabilidades presumivelmente conhecida). Neste último caso, valem as mesmas considerações feitas à distribuição de probabilidades associada ao modelo de chegada dos usuários ao serviço.
c) Número de servidores: é o número de atendentes disponíveis no sistema.
d) Capacidade do sistema: é o número de usuários que o sistema é capaz de atender. Inclui o número de usuários que estão sendo atendidos mais os que esperam na fila. Se este parâmetro não for informado, o sistema é considerado com capacidade ilimitada (∞). e) Tamanha da população: número potencial de clientes que podem chegar a um sistema.
Pode ser finito ou infinito.
f) Disciplina da fila: é o modo como os usuários são atendidos. A disciplina da fila pode ser: 1. FIFO (first in, first out): primeiro a chegar é o primeiro a ser atendido;
2. LIFO (last in, first out): último a chegar é o primeiro a ser atendido;
3. ALEATÓRIO, isto é, os atendimentos são feitos sem qualquer preocupação com a ordem de chegada;
4. COM PRIORIDADE, quer dizer, os atendimentos são feitos de acordo com prioridades estabelecidas;
Se a disciplina da fila não for informada, é considerada de acordo com o modelo FIFO.
2.2. Pesquisa Operacional
A Pesquisa Operacional (PO) trata da modelagem matemática de fenômenos estáticos ou dinâmicos, sendo os problemas estáticos denominados de determinísticos e os dinâmicos estocásticos.
Os problemas de PO existem desde longa data. Somente a partir da 2a Grande Guerra, todavia, passaram a ser tratados a partir de uma abordagem organizada, sendo organizados na forma de uma disciplina ou área do conhecimento. Os primeiros casos reportados de aplicação da PO foram, em virtude de sua origem, de caráter militar. Somente após o final da Segunda Grande Guerra, problemas civis passaram a ser estudados pela PO.
Problemas de PO são usualmente modelados na forma de uma função objetivo (por exemplo, maximizar o lucro da empresa) e diversas restrições (associadas, por exemplo, à disponibilidade de matérias-primas, mão-de-obra, etc.).
Os problemas determinísticos de PO podem ser classificados em duas categorias genéricas: problemas de programação linear e não-linear. Somente os problemas de programação linear podem ser resolvidos pelo algoritmo simplex. Um problema qualquer de programação linear é um problema de otimização.
2.2.1. Programação Linear
Problemas de programação são modelados tal que o melhor uso de recursos escassos possa ser determinado, conhecidos os objetivos e necessidades do analista. Parece intuitivo que para ser possível a solução de um dado problema através da programação linear, o problema deve ser, incialmente, formulado em termos matemáticos.
A construção de um modelo de programação linear segue três passos básicos:
Passo I: Identificar as variáveis desconhecidas a serem determinadas, são denominadas variáveis de decisão, e represente-as através de símbolos algébricos, por exemplo, x e y ou x1 e x2.
Passo II: Listar todas as restrições do problema e expresse-as como equações ou inequações lineares em termos das variáveis de decisão definidas no passo anterior.
Passo III: Identifique o objetivo ou critério de otimização do problema, representando-o como uma função linear das variáveis de decisão. O objetivo pode ser do tipo maximizar ou minimizar.
3. METODOLOGIA
Este estudo surgiu através de uma análise da situação atual, essa foi realizado pela área de diesel e projetos. Trazendo, assim, como saída a implementação do abastecimento e ciclo de locomotivas no posto do Iguaçu. A partir desta análise, levantou-se os dados do processo, observou-se os problemas existentes, para, após, modelar o problema e simular as ações em processos pilotos.
Primeiramente, o estudo bibliográfico, fez-se necessário para revisão dos conceitos base para este trabalho. Tratando sobre teoria das filas e simulação, controle de produção, análise de capacidade e pesquisa operacional.
3.1. Observação do problema
Esta etapa, compreendeu a verificação e observação do abastecimento de locomotivas no posto de manutenção do Iguaçu. Após, foi coletado os dados separando em desvios de abastecimento, desvios de manutenção no P.A, desta forma observou-se as manobras e desvios, verificando a quantidade de chegada e porcentagem de notas.
3.1.1. Giro do posto de abastecimento
Um dos principais limitantes do fluxo de abastecimento das locomotivas no posto de abastecimento do Iguaçu é tempo de abastecimento e giro de locomotivas no posto de manutenção.
O Giro de locomotiva é calculado pela seguinte fórmula 1:.
Onde, Ta = Tempo de abastecimento de areia, Td = Tempo de abastecimento de Diesel, Tc = Tempo de checklist (CL) de inspeção de abastecimento e Tco = Tempo de correções de anomalia.
3.2. Observação das preventivas
Observou-se o fluxo de preventivas no posto, modo de execução, escopo de serviço e tempo de liberação. Para sustentar a confiabilidade das locomotivas e atender o tempo de abastecimento, foi redesenhado o ciclo de manutenção, passando de manutenções trimestral para manutenções mensais, com programações visando o atendimento da disponibilidade das frotas, abaixo apresentam-se os ciclos de manutenções.
3.2.1. Ciclo anterior de manutenções preventivas.
O fluxo de manutenção preventiva das locomotivas era realizado trimestralmente como observa-se na Figura 1:
Figura 1: Ciclo de manutenção preventiva – 2016
Fonte: PCM operação Sul - 2017
Ciclo trimestral, verificando as locomotivas nas manutenções I1, inspeção planejada 1, manutenções IR, inspeção planejada com rotativos, onde eram verificados os componentes de I1 mais os componentes rotativos e seus consumíveis, e inspeções I3, inspeções planejadas 3, com um escopo muito maior que I1 por ser uma inspeção anual.
3.2.2. Ciclo proposto de manutenção preventiva.
A figura 2, mostra a mudança realizada na estratégia de preventiva, passando de trimestral para mensal.
Figura 2: Ciclo de manutenção preventiva – 2017
Fonte: PCM operação Sul - 2017
As manutenções preventivas passaram a ser realizadas mensalmente em escopos de R1, visando a verificação de possíveis avarias e apropriando recomendações para próximas intervenções. A cada seis meses uma manutenção maior é realizada para correções de avarias e substituições de consumíveis, R2, e a cada dois anos uma revisão geral, R3, é feita para garantir a confiabilidade do ciclo.
3.3. Análise de dados
Analisou-se dados, afim de identificar gargalos operacionais, estruturais, de processo e de gestão.
3.4. Modelagem do problema
Transformar a realidade em problemas matemáticos para poder simular cenários diferentes para resolução do problema.
3.4.1. Slots de manutenção
O posto de manutenção do Iguaçu possui 5 slots para realização de checklist e correções de locomotivas, além dos slots possui uma vala falsa para troca de rodeiros.
A priorização do trabalho das locomotivas é realizada através de posições dentro da oficina, obedecendo o FIFO (Fist in firt out). Inicialmente adotou-se o fluxo descrito na figura 3.
Figura 3: Fluxo de manobra PML – 2016
Fonte: Autor
Este desenho atendia a disponibilidade dos ativos, pois todas as valas eram destinadas para manutenção corretiva, não tinha slot destinado para manutenção preventiva, a ordem de prioridade está na ordem de numeração.
• Slot 1 e 2 – Abastecimento;
• Slot 5 – Linha 37 para corretiva proveniente do posto de abastecimento; • Slot 6 – Linha 39 posição 3;
• Slot 7 – Linha 35 de manutenção pesada.
Através de analise combinatórias e programação linear, foi reestruturado a sequência de manutenção e separando por filas de manutenção, como descrito na figura 4.
Figura 2: Fluxo de manobra PML – 2016
Fonte: Autor
A distribuição do posto permanece igual, porém as filas são direcionadas por escopo de manutenção, para andar a fila e priorizar as preventivas.
Para chegar no fluxo realizou-se cálculos de tempo médio de máquina retida para direcionar as filas conforme o plano de manutenção. Seguindo os critérios passados pelo PCM da operação Sul e utilizando dados de tempo de retenção reais retirados do SAP. O melhor cenário é o supracitado, onde a linha 39 absorve as locomotivas de manutenção R1, a linha 37 as manutenções R2 e a linha 37 todas as manutenções corretivas, limitando em 12 locomotivas a retenção máxima.
O orçamento da manutenção preventiva para o posto de manutenção foi realizado sem a verificação de espaço físico, assim a necessidade real de liberação de locomotivas de R1 neste ano seria de 75,5 locomotivas por mês, para realizar isso o desenho deve ser com manutenções R1 na linha 39. Para encontrar o resultado supracitado utilizou-se programação linear no excel como mostra a figura 5.
Figura 3: Programação linear para definição da linha de manutenção R1
3.5. Simulação e Manipulação de dados
Simulou-se cenários propostos, medindo e comparando os resultados encontrados através de indicadores.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 4.1. Giro do posto de abastecimento
Com a estimativa de abastecimento de 24 duplas por dia, utilizando a programação linear e a partir da fórmula 1, chegou-se ao cenário de tempos representado na tabela 1. Onde pode-se observar todos os tempos mapeados durante a etapa de coleta de dados.
Tabela 1: Valores de tempos de abastecimento
Descrição das medições Tempo (min) Tempo de Abastecimento de locomotivas grandes no Areeiro 40 Tempo de Abastecimento de locomotivas GT's no Areeiro 15 Tempo de Abastecimento de locomotivas pequenas no Areeiro 15 Tempo de Abastecimento de locomotivas grandes no PA 40 Tempo de Abastecimento de locomotivas GT's no PA 20 Tempo de Abastecimento de locomotivas pequenas no PA 20 Tempo de execução do checklist de locomotivas 90
Tempo de execução de checklist de freio 60
Tempo de reparo de anomalias 20
Fonte: Autor
Com a estimativa de volume de transporte, o fluxo de locomotivas abastecidas por dia no posto para atender a demanda, foi calculada e expressa na tabela 2:.
Tabela 2: Valores de tempos de abastecimento Modelo Qtd.
GT´s 21
Grandes 23
Outros modelos 4 Fonte: Autor
Para atender a demanda estabelecida, os tempos verificados exigiriam aproximadamente 62,7 horas de execução, tornando-se um cenário não viável. A fim de tornar o fluxo possível, fez-se uma análifez-se com programação linear para atingir uma meta de 55 minutos por dupla, encontrando-se os seguintes resultados apresentados na tabela 2, a seguir:
Tabela 2: Valores de tempos de abastecimento
Descrição das medições Tempo (min) Tempo de Abastecimento de locomotivas grandes no Areeiro 20 Tempo de Abastecimento de locomotivas GT's no Areeiro 10 Tempo de Abastecimento de locomotivas pequenas no Areeiro 10 Tempo de Abastecimento de locomotivas grandes no PA 20 Tempo de Abastecimento de locomotivas GT's no PA 10 Tempo de Abastecimento de locomotivas pequenas no PA 10 Tempo de execução do checklist de locomotivas 55
Tempo de execução de checklist de freio 60
Tempo de reparo de anomalias 20
Fonte: Autor
Para adequação dos limites de tempos foram tomadas ações de reforma das bombas de abastecimento, aumento do fluxo de caminhão para abastecimento, estruturação e estoque do areeiro, reestruturação da equipe de abastecimento, adequação do checklist de abastecimento, que passou a se chamar checklist de viagem.
Mesmo renovando os tempos, com a verificação das locomotivas em todos os abastecimentos não seria possível atender a demanda do dia, assim o limitante seria a quantidade de locomotivas que fariam CL. Para solucionar este problema reestruturou-se o plano de manutenção, programando manutenções mensais e verificação da locomotiva em postos de abastecimento a cada 6 dias. Trazendo uma redução de aproximadamente 50% de CL realizados durante os abastecimentos no posto de manutenção do Iguaçu, a tabela 3 mostra a quantidade de locomotivas que passam no posto de abastecimento após a mudança citada anteriormente.
Tabela 3: Quantidade de locomotivas que entram no posto de abastecimento
Local SD GT Outros Areeiro 23 21 4 Diesel 23 21 4 Checlist 23 21 4 Checlist Freio 0 5 1 Corretiva 2 3 1 Fonte: Autor 4.1.1. Resultados de giro
Nos dados levantados em dezembro, figura 6, observa-se a meta de 1h30min para o giro de locomotivas no posto de abastecimento, verificou-se uma variação muito grande dos resultados diários mostrando uma instabilidade no processo.
.
Figura 6: Giro de Abastecimento do P.A Iguaçu – 2016
Fonte: Base área diesel - 2016
Após as mudanças supracitadas a meta mudou para 55 minutos o processo ganhou mais estabilidade, com média de 41 minutos, com 31% de coeficiente de variação, como mostra a figura 7.
Figura 7: Giro de Abastecimento do P.A Iguaçu – 2017
Fonte: Base área diesel - 2017
Conforme pode ser visto na figura 8, nos dias de giro alto, 1, 8, 12, 16 e 20, foram identificados desvios no processo de manobra entre os pontos do processo, mostrando oportunidades para trabalhos futuros.
Figura 8:Giro de Abastecimento do P.A Iguaçu x desvios de manobra – 2017 Fonte: Base área diesel - 2017
Observa-se na figura 9 uma redução de 58% em relação ao processo antigo, onde a performance de giro era de 01h40min.
Figura 9: Giro mensal
Fonte: Base área diesel - 2017
4.2. Giro do posto de manutenção de locomotivas
4.2.1. Resultados das liberações de locomotivas.
Iniciou-se em dezembro de 2016 as manutenções preventivas no formato supracitado, mostrando uma evolução mensal de liberações. A quantidade média mensal de preventivas no posto de manutenção do Iguaçu no primeiro semestre de 2016 era de 3,83 enquanto no mesmo período de 2017 a média mensal é de 49,5 liberações. Mesmo com o retorno das manutenções preventivas trimestrais em agosto de 2016 a média do segundo semestre é 70% menor que as a média do primeiro trimestre de 2017. Pode-se observar a evolução das liberações ano contra ano no gráfico da figura 10.
Figura 10:Liberações de Manutenções preventivas 2016 x 2017 Fonte: SAP - 2017
5. CONCLUSÕES
Diante do exposto, pode-se concluir que a mudança do fluxo de abastecimento e manutenções preventivas para o posto de manutenção do Iguaçu teve ganhos significativos de tempo e quantidade de manutenções.
Com relação a manutenção preventiva, verificou-se que com as manutenções mensais o ritmo de locomotivas inspecionadas nos postos de manutenção de locomotivas aumentou, trazendo assim mais qualidade para os ativos.
Para atender à necessidade operacional, verificou-se que as mudanças no fluxo de entrada e saída de máquinas foram importantes para priorização dos ativos a serem trabalhados.
Por fim, pode-se perceber que, a partir deste estudo, tem-se a comprovação de que, comprova que o deslocamento do abastecimento de Apucarana para Curitiba foi possível e feito através de mudanças no processo, absorvendo assim o tempo que as locomotivas ficavam no pátio ociosas atrapalhando manobra e aumentando o tempo de máquina parada no pátio.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ANDRADE, E. L. (1989) INTRODUÇÃO À PESQUISA OPERACIONAL: métodos e modelos para a análise de decisão. 2ª edição.
MARINS, F. A. S. (2011). INTRODUÇÃO A PESQUISA OPERACIONAL
MATTOS, M. G. CAPACIDADE DE PRODUÇÃO DAS OFICINAS DE LOCOMOTIVAS EM FUNÇÃO DAS NECESSIDADES OPERACIONAIS. Monografia apresentada ao curso de especialização em Transporte Ferroviário de Carga do Instituto Militar de Engenharia. Rio de Janeiro, 2006. Disponível em http://transportes.ime.eb.br/. Acesso em maio de 2017. PRADO, D. (2014). TEORIA DAS FILAS E SIMULAÇÃO.
RAVINDRAN, A., PHILLIPS, D.T. & SOLBERG, J.J. (1987). OPERATIONS RESEARCH, PRINCIPLES AND PRACTICE, 2nd Ed.. New York: John Wiley
