APLICAÇÃO DA FERRAMENTA FMEA
NO SETOR DE LATICÍNIO DE UMA
INSTITUIÇÃO PÚBLICA DE ENSINO
Geovanna Vieira de Moura
geovannavieira08@outlook.com
Ana Eliza de Moraes
anaeliza_moraes@yahoo.com.br
Fernanda Simões de Oliveira
fehsimoess@gmail.com
ANA FLÁVIA OLIVEIRA MAGALHÃES CUNHA
anaflaviamagalhaes20@gmail.com
Estefânia Paula da Silva
estefaniapaula88@gmail.com
O estudo de gestão da manutenção é importante para a análise de possíveis falhas de máquinas e posteriormente, aplicações de ferramentas que auxiliem nas melhorias necessárias. O presente trabalho tem como propósito avaliar as falhas e suas causas em máquinas no setor de laticínio de uma instituição pública do estado de Minas Gerais. O estudo evidencia-se como uma pesquisa exploratória e estudo de caso. Para a avaliação das falhas foi utilizada a Failure Mode and Effect Analysis (FMEA), que auxilia na confiabilidade realizando a análise de falhas e seus efeitos, e, também, fez-se uso da ferramenta 5W1H, para a elaboração de um plano de ação. Para a coleta de dados pautou-se da entrevista não estruturada feita no laticínio, e, por meio dela, foi possível identificar o tipo de manutenção aplicado. Identificou-se, a priori, as máquinas e equipamentos existentes no laticínio e determinou-se a ocorrência, gravidade e detectabilidade de cada um e, assim, foi possível calcular os índices de prioridade de risco ou Number Priority Risk (NPR). Detectou-se que a desnatadeira e a envasadora obtiveram maiores NPRs. Para tanto, foi necessário propor melhorias para o bom funcionamento do processo, que foram contempladas em um planejamento e, portanto, definiu-se como meta a redução das paradas de produção. Depreende-se, assim, que o objetivo central do trabalho foi alcançado, uma vez que a ferramenta FMEA foi aplicada no setor de laticínio e, com isso, identificou-se quais máquinas e equipamentos influenciam no processo produtivo. Também, foram propostas ações que visam a melhoria do processo.
1. Introdução
O Brasil ocupa o quarto lugar no ranking como maior produtor leiteiro em todo o mundo, de acordo com resultados apontados pela EMBRAPA (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária). Essa posição é devido à otimização da ordenha de leite e a mecanização do processo, que auxilia no aumento da produção (EMBRAPA, 2018).
O estado de Minas Gerais possui uma grande produção leiteira, correspondendo à 35,69% da produção total do país no ano de 2017, com o maior rebanho leiteiro do Brasil. Logo, a produção de leite é de suma importância para o desenvolvimento da economia, gerando empregos e renda para o meio rural e urbano (JORNAL HOLANDÊS, 2018). O processo produtivo do leite conta com várias etapas, desde a ordenha até o produto final, sendo indispensável a aplicação de ferramentas da manutenção para que não haja perdas durante a produção. Dentre elas, pode-se citar a confiabilidade, que auxilia na análise de desempenho, determinando se a máquina está funcionando sob as condições requeridas. Para tanto, pode-se identificar as causas das falhas e os efeitos das mesmas pautando-se da ferramenta FMEA (Failure Mode and Effect Analysis). Esta análise proporciona a verificação de quais máquinas apresentam maior índice de falhas, através da observação da frequência, gravidade e detectabilidade das mesmas (KARDEC, NASCIF, 2017).
O presente artigo foi realizado no setor de laticínio de uma instituição pública de ensino, localizada no estado de Minas Gerais. A capacidade produtiva atual é de 150 litros/dia de leite, porém, o pasteurizador tem a capacidade de 2000 litros/dia de leite e a máquina de envase, por sua vez, tem a capacidade de 5000 litros/dia de leite. O intuito é analisar as falhas e suas causas nas máquinas, com a aplicação da ferramenta FMEA no setor.
2. Referencial
Serão abordados, adiante, os conceitos de manutenção e confiabilidade, que foram analisados no ambiente de estudo em questão.
2.1. Manutenção
Conforme Costa (2013), a definição estabelecida pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) pela norma TB-116, manutenção é o conjunto de todas as ações necessárias para que um item seja conservado ou restaurado para poder permanecer de acordo com uma condição desejada (ABNT, 1975). Na definição da NBR 5462, manutenção é a combinação de todas as
ações técnicas e administrativas, incluindo as de supervisão, destinadas a manter ou realocar
um item no qual possa desempenhar uma função requerida (ABNT, 1994). A manutenção é caracterizada pela maneira como é realizada, podendo ser corretiva (planejada
ou não planejada), preventiva, preditiva ou detectiva. Segundo Kardec e Nascif (2017), a manutenção corretiva é a atuação para a correção da falha ou do desempenho menor do que o esperado. A manutenção preventiva é a atuação realizada de forma a reduzir ou evitar a falha ou queda no desempenho, obedecendo a um plano previamente elaborado, baseado em intervalos de tempo. Já a manutenção preditiva é a atuação realizada com base na modificação de parâmetros de condição ou desempenho, cujo o acompanhamento obedece a uma sistemática. E, por último, tem-se a manutenção detectiva, que é a atuação efetuada em sistemas de proteção, comando e controle, buscando detectar falhas ocultas ou não perceptíveis ao pessoal de operação e manutenção.
2.2.Confiabilidade
Segundo a norma NBR 5462, confiabilidade, do inglês reliability, é a capacidade de um item desempenhar uma função requerida sob condições especificadas, durante um intervalo de tempo (ABNT, 1994). O termo confiabilidade R(t) é usado como uma medida de desempenho de confiabilidade (TATSCH, 2010).
Confiabilidade é a probabilidade de um item desempenhar satisfatoriamente uma função requerida, sob condições especificadas, em período de tempo predeterminado. A confiabilidade dos processos produtivos nas empresas manufatureiras está fortemente relacionada à redução na probabilidade de falhas do sistema, pois garante o melhor desempenho dos seus produtos. Nesse sentido, as empresas focam-se no desenvolvimento de sistemas produtivos confiáveis, visando minimizar a probabilidade de falhas dos mesmos, garantindo patamares desejados e mantendo sua competitividade no mercado (LEEMIS, 1995).
2.3. FMEA O FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) é uma ferramenta que auxilia o aumento da confiabilidade. De acordo com Kardec e Nascif (2017), FMEA é um sistema lógico que hierarquiza as falhas potenciais e fornece as recomendações para ações preventivas. É um processo formal que utiliza especialistas dedicados a analisar as falhas e solucioná-las.
analisado o Número de Prioridade do Risco (NPR) que cada falha pode fornecer e, então, são avaliadas quais medidas de melhoria e ações corretivas podem ser aplicadas de forma a diminuir os riscos analisados.
Para determinar a taxa de risco de falha de um componente é necessário, primeiramente, isolar e descrever o modo da falha potencial, ou seja, detalhar as condições em que o equipamento falha. Em seguida, descrever o efeito potencial da falha, analisando se ocorre redução ou parada total na produção, se a qualidade do produto é afetada e, por fim, se gera prejuízos. Após essa etapa determinar a frequência, a gravidade e a detectabilidade da falha, como a frequência de
ocorrência, o grau de gravidade e a facilidade em detectar a falha (KARDEC; NASCIF, 2017).
A gravidade, frequência e detectabilidade da falha são medidas de acordo com uma escala de 1 a 10, sendo 10 a mais grave. Logo após, deve-se determinar o Número da Prioridade do Risco (NPR) que é calculado através da multiplicação dos valores encontrados referentes a gravidade, frequência e detectabilidade, conforme apresenta a Figura 1.
Figura 1 – Cálculo da NPR
Fonte: Kardec e Nascif (2017)
Para o cálculo do Número da Prioridade do Risco (NPR) utiliza-se a Equação 1, a seguir.
𝑁𝑃𝑅 = 𝐹𝑥𝐺𝑥𝐷 (1) No qual F é frequência de ocorrência, G a gravidade da falha e D é a detectabilidade da falha.
3.1 Caracterização do laticínio
O estudo foi realizado no setor de laticínio do Instituto Federal de Minas Gerais Campus Bambuí. Os produtos feitos no local utilizam a matéria prima (leite) oriundo do gado leiteiro, criado na própria instituição. Há uma variedade de produtos fabricados, como o leite pasteurizado integral e desnatado, iogurte, requeijão, queijos (frescal, minas padrão, ricota, mussarela) e doces.
3.2 Caracterização da pesquisa
O presente trabalho, quanto à abordagem, classifica-se como pesquisa qualitativa, que tem o intuito de compreender o contexto do processo em questão, analisar as atividades e os comportamentos a respeito delas, possuindo um caráter descritivo e que tem um enfoque indutivo nos seus resultados.
No que concerne aos objetivos, a pesquisa enquadra-se como descritiva e exploratória. A pesquisa descritiva tem como uma de suas características mais significativas a utilização de técnicas padronizadas de coleta de dados (GIL, 2008). A pesquisa exploratória, por sua vez, visa familiarizar-se com determinado assunto para aprimorar ideias ou para a descoberta de intuições e, assim, possibilitar a consideração de aspectos pertinentes ao tema em estudo (GIL, 2008; YIN, 2015).
Na maioria dos casos, essas pesquisas envolvem: levantamento bibliográfico; entrevistas com pessoas que tiveram experiências práticas com o problema pesquisado; e análise de exemplos que “estimulem a compreensão” (SELLTIZ et al., 1967).
O presente trabalho, no que tange aos métodos de pesquisa, é caracterizado como um estudo de caso e pesquisa bibliográfica. O estudo de caso é caracterizado como um estudo profundo e exaustivo de um ou de poucos objetos, de maneira a permitir o seu conhecimento amplo e detalhado (GIL, 2008).
A fim de aprofundar o conteúdo e realizar a construção teórica, realizou-se uma pesquisa bibliográfica. Para Gil (2008),a pesquisa bibliográfica é uma pesquisa que é desenvolvida com base em material já elaborado, constituído principalmente de livros e artigos científicos. Embora que em quase todos os estudos sejam exigidos algum tipo de trabalho dessa natureza, há pesquisas desenvolvidas exclusivamente a partir de fontes bibliográficas.
Foi realizada uma visita ao local, a fim de conhecer o ambiente e o processo produtivo, analisando os equipamentos para o estudo. Para a coleta de dados, realizou-se uma entrevista não-estruturada com o coordenador responsável pelo setor, para a obtenção de informações a respeito das manutenções realizadas no sistema e maquinário do processo.
A entrevista informal é recomendada nos estudos exploratórios, que visam abordar realidades pouco conhecidas pelo pesquisador, ou, então, oferecer visão aproximativa do problema pesquisado (GIL, 2008).
3.4 Ferramentas
Foi utilizada a ferramenta FMEA (Análise do Modo e Efeito de Falha) para realizar o estudo das falhas nas máquinas do laticínio. Após essa etapa, foi determinada a frequência, a gravidade e a detectabilidade da falha, e, também, a frequência de ocorrência, o grau de gravidade e a facilidade em detectar a falha nas máquinas e equipamentos do setor.
A partir da coleta de dados feita anteriormente é possível preencher um modelo de formulário da FMEA, como mostra a Figura 2.
Figura 2 – Modelo de plano de formulário a ser preenchido
Fonte: Adaptado de Kardec e Nascif (2017)
Após a aplicação da ferramenta FMEA e anotação dos dados requeridos, foi desenvolvido um plano de ação por meio da ferramenta 5W1H, que permite considerar as tarefas de manutenção a serem executadas ou selecionadas de maneira objetiva, assegurando sua implantação de forma
a serem efetuadas, após a análise do problema, baseado em uma meta clara, como reduzir custos, desperdícios, otimizar a produção e o tempo, aumentar a produtividade do setor, entre outros.
4. Resultados e discussões
4.1 Identificação das máquinas e equipamentos
No ambiente do laticínio em questão, identificou-se as máquinas e equipamentos utilizados no processo produtivo, que são: uma iogurteira ou fermenteira, uma desnatadeira, uma envasadora e um tacho.
4.2 Número de Prioridade de Risco
Para todas as máquinas e equipamentos, identificou-se as principais causas de paradas. Para tanto, foi identificada a gravidade, detectabilidade e ocorrência das falhas e, com isso, calculou-se o NPR para cada uma, conforme aprecalculou-sentado na Figura 1, na subcalculou-seção 2.3 e, também, pautando-se da Equação 1. O cálculo do NPR é apresentado no Quadro 1.
Quadro 1 – Cálculo do NPR Máquina/Equipamento Frequência (F) Gravidade (G) Detectabilidade (D) NPR Iogurteira ou Fermenteira 9 7 3 189 Desnatadeira 5 7 1 35 Envasadora 9 5 3 135 Tacho 5 5 1 25 Fonte: Autores (2018)
De acordo com os índices numéricos relatados e a multiplicação realizada, tem-se o valor da NPR de cada máquina, podendo assim fazer uma análise qualitativa dos riscos, tendo como base os dados da Figura 1 da subseção 2.3. A classificação qualitativa é apresentada no Quadro 2.
Quadro 2 – Índices qualitativos da NPR
Máquina/Equipamento Frequência (F)
Gravidade (G) Detectabilidade (D) NPR
Iogurteira ou Fermenteira Alta Grave Moderada Alto
Desnatadeira Pequena Grave Alta Baixo
Envasadora Alta Moderada Moderada Alto
Tacho Pequena Moderada Alta Baixo
A iogurteira ou fermenteira classifica-se com uma alta frequência e, também, tem gravidade da falha considerada como grave e moderada detectabilidade, sendo assim, foi obtido um índice de risco alto, uma vez que seu peso está entre 100 e 200.
A desnatadeira, por sua vez, identifica-se com pequena frequência, possui a gravidade da falha considerada como grave e, também alta detectabilidade. Para tanto, o índice de risco foi classificado como baixo, com peso entre 1 e 50.A envasadora possui alta frequência, gravidade moderada e detectabilidade moderada, e, portanto, obteve-se o índice de risco alto, com peso entre 100 e 200. Por fim, o tacho classifica-se com pequena frequência, gravidade moderada e alta detectabilidade, portanto o cálculo através da Equação 1 resulta em um índice de risco baixo, com peso entre 1 e 50.
4.3 Plano de Ação – 5W1H
Com a obtenção do NPR para cada causa que ocasiona as paradas das máquinas, detectou-se que a máquina desnatadeira e a envasadora obtiveram maiores índices. Logo, é necessário desenvolver um plano de ação, para que possa minimizar os efeitos das paradas, uma vez que isso interrompe o processo produtivo. O 5W1H para a máquina desnatadeira, como pode ser visto no Quadro 3.
Quadro 3: Plano de Ação – 5W1H
Plano de Ação – Laticínio Problema a ser resolvido: Reduzir as falhas que
ocorrem na iogurteira
Aprovado em: ___/____/_________
Meta: Diminuir as paradas de produção Responsável: Élcio
Medida (What – O que?) Executar manutenções preventivas, monitorando o funcionamento do equipamento em intervalos de tempos e prevenindo, assim, possíveis falhas
Responsável (Who– Quem?) José Maurício
Prazo (When – Quando?) Anualmente, em períodos determinados de acordo com a frequência da falha
Local (Where – Onde?) Laticínio
Razão (Why – Por que?) Evitar paradas na produção, diminuir os riscos de acidentes, aumentar a produtividade e reduzir desperdícios (mão de obra, tempo e materiais)
Procedimento (When – Quando?) Elaboração de planos de atuação da manutenção, com base em intervalos de tempo definidos
5. Considerações finais
Através de observações realizadas no laticínio de estudo, foi possível analisar fatores referentes à manutenção dos equipamentos do local. Esta análise foi fundamental para o conhecimento e, posteriormente, permitiu o preenchimento dos dados requeridos pela ferramenta FMEA. De acordo com as observações e os cálculos feitos, notou-se que duas máquinas se destacaram com o maior índice de NPR, sendo elas a envasadora e a desnatadeira. A envasadora apresentou um índice relativamente alto em relação à frequência de falhas e a desnatadeira teve uma nota alta para a gravidade das falhas.
Diante disso, foi proposto um plano de ação (5W1H), para estruturar as informações relacionadas às duas máquinas, de forma que possa servir como um alicerce para as tomadas de decisões relacionadas à manutenção dos equipamentos do local, em especial, a estas com índices altos de NPR.
REFERÊNCIAS
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www.terra..br/noticias/dino/brasil-e-o-4-maior-produtor-de-leite-do-mundo-segundo-dados,6f10bf5be8a528137ebf6a8be7d0105dqtdgrvqg.html>.Acesso em: 26 de novembro de 2018.
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“Construção do Conhecimento e Teorias da Aprendizagem” em Só Pedagogia. Virtuous Tecnologia da
Informação, 2008-2019. Disponível em:<https://www.pedagogia.com.br/artigos
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COSTA, M.A. Gestão estratégica da manutenção: uma oportunidade para melhorar o resultado
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Entendendo os conceitos de entrevistas estruturada e não estruturada. Disponível em: < https://www.
.com.br/portal/mercado-trabalho/entendendo-os-conceitos-de-entrevista-estruturada-e-nao-estruturada/ >. Acesso em: 26 de novembro de 2018.
FMEA-Análise dos Modos de Falha e seus Efeitos. Disponível em:
<https://www.citisystems.com.br/fmea-processo-analise-modos-falhas-efeitos/ > Acesso em: 26 de novembro de 2018.
GIL, A. C. Métodos e Técnicas de Pesquisa Social. 6 ed. São Paulo: Atlas, 2008. 28 p.
KARDEC, A.; NASCIF, J. Manutenção: função estratégica. 4. ed. Rio de Janeiro: Qualitymark, 2017. 436 p.
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TATSCH, D. Metodologia da manutenção centrada na confiabilidade aplicada em uma máquina de
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