UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E ENGENHARIAS
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
JAIR JOÃO BERTOLLO
ANÁLISE DE FALHAS NO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE TRANSFORMADORES A ÓLEO
Panambi 2017
JAIR JOÃO BERTOLLO
ANÁLISE DE FALHAS NO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE TRANSFORMADORES A ÓLEO
Projeto de pesquisa apresentado como requisito para aprovação na disciplina de Projeto de Trabalho de Conclusão de curso de Engenharia Mecânica da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul.
Orientador: Prof. Ms. Patrícia Pedrali
Panambi 2017
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho. Aos meus pais, pelas angustias e preocupações que passaram por minha causa, pela educação e pelo amor, carinho e estímulo dedicado a mim e a minha família, dedico-lhes esta conquista com gratidão.
AGRADECIMENTOS
Agradeço a todos que, de forma direta ou indireta, colaboraram para a realização deste trabalho, em especial:
Agradeço acima de tudo a Deus por iluminar meu caminho nesta trajetória.
Agradeço a ajuda de minha orientadora Patrícia Pedrali, pela paciência e compreensão com que sempre me atendeu;
Agradeço aos meus pais Dorildo e Selonir pela educação, amor e carinho, pela ajuda e apoio que sempre me deram quando precisei;
Agradeço aos meus amigos, em especial o Édio que me ajudou na realização deste trabalho com seu conhecimento.
Agradeço aos professores que sempre souberam me encaminhar nos estudos;
À Fockink Indústrias Elétricas pela oportunidade de realizar esse trabalho e poder proporcionar o aumento do conhecimento.
EPÍGRAFE
“Que os vossos esforços desafiem as impossibilidades, lembrai-vos de que as grandes coisas do homem foram conquistadas do que parecia impossível”.
RESUMO
Com um mercado cada vez mais competitivo e com clientes cada vez mais exigentes, as empresas procuram constantemente a inovação em seus processos de fabricação buscando a qualidade e a confiabilidade de seus produtos através de sistemas de prevenção de falhas. Uma das ferramentas da qualidade que atende estes requisitos é o método da FMEA (Análise de Modo e Efeitos de Falha Potencial), utilizado para indicar os possíveis modos de falha em um determinado processo ou produto, agindo preventivamente na eliminação das falhas. Visando atender ao objetivo proposto de analisar as falhas no processo produtivo de transformadores elétricos a óleo, este trabalho apresenta as principais características da metodologia FMEA e sua aplicação prática no processo de manufatura. Para desenvolver o estudo, foram necessárias pesquisas documentais, observação participante, entrevistas e pesquisa em materiais bibliográficos a respeito do assunto. Como resultados preliminares, foram levantadas as principais falhas nos processos de preparação bobinagem e montagem da parte ativa de transformadores a óleo. Com base neste levantamento, ações foram propostas para implementação, obtendo uma boa aceitação por parte dos colaboradores envolvidos que recomendaram a sua utilização nos demais processos e produtos da empresa.
ABSTRACT
With an increasingly competitive market and increasingly demanding customers, companies are constantly looking for innovation in their manufacturing processes, seeking the quality and reliability of their products through fault-prevention systems. One of the quality tools that meets these requirements is the FMEA (Potential Failure Mode and Effect Analysis) method, used to indicate possible failure modes in a process or product, acting preventively to eliminate failures. Aiming to meet the proposed objective of analyzing the failures in the productive process of electric oil transformers, this work presents the main characteristics of the FMEA methodology and its practical application in the manufacturing process. In order to develop the study, documentary research, participant observation, interviews and bibliographic material research on the subject were necessary. As preliminary results, the main fault in the winding preparation and assembly process of the active part of oil transformers were raised. Based on this survey, actions were proposed for its implementation, obtaining a good acceptance by the involved employees that recommended their use in the other processes and products of the company.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Esquema de distribuição de energia utilizando transformadores elétricos ... 16
Figura 2 – Esquema mostrando o enrolamento primário e secundário de transformadores elétricos ... 18
Figura 3 - Classificação das Falhas. ... 20
Figura 4 - As 7 perguntas do 5W2H ... 23
Figura 5 - Diagrama de Ishikawa ... 24
Figura 6 – Formulário para aplicação de FMEA. ... 28
Figura 7 – Técnicas de pesquisa utilizadas ... 30
Figura 8 - Isolantes cortados para produção de Transformadores à Óleo. ... 32
Figura 9 - Processo de bobinagem de Transformadores à Óleo. ... 33
Figura 10 – Montagem de núcleo. ... 35
Figura 11 – Montagem da parte ativa ... 36
Figura 12 – Tanque de transformador. ... 37
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Características de tipos de Falhas... 21
Quadro 2 – Entradas, processamento e saídas do processo de Preparação ... 32
Quadro 3 - Entradas, etapas de processamento e saídas da bobinagem. ... 34
Quadro 4 - Entradas, etapas de processamento e saídas da montagem de parte ativa... 36
Quadro 5 - FMEA da Preparação. ... 41
Quadro 6 - FMEA da Bobinagem... 45
SUMÁRIO 1.INTRODUÇÃO ... 12 1.2Justificativa ... 13 1.3Objetivos ... 14 1.3.1Objetivo Geral ... 14 1.3.2Objetivos Específicos ... 14 1.4Estrutura do Trabalho ... 15 2EMBASAMENTO TEÓRICO ... 16 2.1 Transformadores Elétricos ... 16
2.2Confiabilidade de Processos e Produtos ... 19
2.3Técnicas de Análise de Falhas ... 21
2.3.1Árvore de Análise de Falhas ... 21
2.3.25W2H ... 22
2.3.3Diagrama de Ishikawa ... 23
2.3.4Brainstorming ... 25
2.3.5Failure Mode and Effect Analysis-FMEA ... 25
3METODOLOGIA DE PESQUISA ... 29
4ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS ... 31
4.1O Ambiente de Produção ... 31
4.2O Processo de Produção ... 32
4.2.1Preparação/Corte de Materiais ... 32
4.2.2Bobinagem de Baixa Tensão e Alta Tensão ... 33
4.2.3Montagem de núcleo ... 34
4.2.4Montagem da Parte Ativa, Ligação e Montagem Final ... 35
4.3Análise de Falhas ... 38
4.3.1FMEA da Preparação ... 39
4.3.2FMEA da Bobinagem ... 43
5CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 52 REFERÊNCIAS ... 54
1. INTRODUÇÃO
Os clientes estão cada dia mais exigentes na hora de comprar seus produtos, onde antes o preço, balizava as negociações, atualmente não é mais, e sim, prazo de entrega, qualidade e confiabilidade do produto, garantindo sua funcionalidade por longos períodos de uso.
E para continuarem competitivas no mercado as empresas têm buscado alavancar suas competências para o desenvolvimento de produtos com qualidade. Isso requer intensas pesquisas em tecnologias, posicionamento de mercado, formas de produzir e como garantir que o que foi projetado realmente está sendo produzido e entregue ao cliente. Para auxiliar nessas necessidades, o empresário pode fazer uso de metodologias criteriosas em análise de processos e produtos, destacando os problemas que não são localizados pelas equipes no dia-a-dia.
Com isso, utilizam as ferramentas da qualidade para conseguir identificar os problemas relacionados ao processo de produção, mas principalmente, trabalhar no intuito de padronizar o produto transformador à óleo e com isso conseguir realizar as atividades com maior rapidez, atingindo os objetivos planejados.
A metodologia de Análise do Modo e Efeito de Falha (FMEA) proporciona um aumento na confiabilidade do produto, pois oportuniza solucionar, quando bem executada, preventivamente problemas que iriam tornar-se não conformidades durante a produção do produto. Por meio da técnica sugerida, o processo de manufatura é analisado para que os riscos envolvidos possam ser encontrados e solucionados, ou pelo menos minimizados, antes da produção definitiva do produto. Busca-se também levantar soluções para diminuir os custos do processo produtivo e aumentar o índice de desempenho elencando pontos críticos que necessitam de controle para satisfazer os requisitos de produto e melhor atender as expectativas dos clientes.
O Trabalho de Conclusão de Curso intitulado “Análise de Falhas no Processo de Produção de Transformadores a Óleo” sob autoria do graduando Jair João Bertollo, orientação da Professora Ms. Patrícia Pedrali enquadra-se na área de conhecimento de confiabilidade de produto e processo, a qual dá suporte ao controle e a garantia da qualidade dos produtos e serviços desenvolvidos e processados nas empresas dos mais diversos ramos de negócios
O estudo delimita-se a análise de falhas no processo de montagem de transformadores a óleo, decorridas durante as etapas de preparação/corte, bobinagem e montagem da Parte Ativa/Ligação de fios.
Durante a produção de transformadores elétricos, precisa-se avaliar as possíveis falhas do processo, visto que muitas das etapas são suscetíveis a riscos. Matérias-primas empregadas também são importantes e merecem atenção. Entre as principais etapas do processo, estão as etapas de preparação, bobinagem, montagem e testes finais.
Cada uma das etapas deve ser avaliada, de forma a entender o processo e avaliar as formas viáveis, para que consiga ganhar tempo e qualidade no produto.
Diante disso, questiona-se: os processos e os materiais empregados na produção
dos transformadores a óleo atendem os requisitos necessários de qualidade de produto?
1.2Justificativa
Cada vez mais o mercado consumidor tem exigido produtos e serviços com excelente qualidade e confiabilidade. Transcender as expectativas do cliente faz parte da preocupação das empresas para consolidar e manter suas atividades em pleno desenvolvimento. Para isso, precisa-se cada vez mais, analisar, pesquisar e desenvolver processos que primam pela garantia de que falhas não venham a ocorrer, assegurando a integridade do produto e a satisfação de clientes e colaboradores.
Quando o processo é incapaz de garantir a continuidade das operações com um nível satisfatório de aceitabilidade, tem-se um passivo operacional que pode ser chamado de Custo de Oportunidade, ou seja, aquele valor que deixa de produzir conforme planejado por efeito de uma ou mais variáveis não controladas durante a produção.
Por outro lado, tem-se a necessidade de olhar criticamente o tema Segurança Ambiental e Operacional no ambiente de trabalho. Cuidar do ambiente físico de trabalho é cuidar da mão de obra colaborativa que produz o resultado da companhia. E cuidar do ambiente físico envolve pensar formas de produção sustentáveis com a otimização do uso dos recursos. Muitas vezes os recursos existentes não são os melhores para o desenvolvimento de um produto podendo interferir na qualidade ou na velocidade do processo quando não planejadas de forma eficiente.
Uma vez estabilizada a produção, a organização precisa prover mecanismos de continuidade das operações para fazer frente às constantes mudanças de estratégias e manter resultado satisfatório nas atividades de desenvolvimento, produção e comercialização, mesmo sob constantes mudanças do quadro de pessoas da companhia.
Buscar novas tecnologias, formas de produzir, desenvolver procedimentos e controles que facilitem a alavancagem de produtividade podem ser alternativas para aumentar a produção, ganhar mercados, assegurando um custo competitivo e alta qualidade dos produtos e serviços oferecidos.
Por isso, para manter os processos sob controle, precisa-se analisar de uma forma diferente, intuitiva e proativa, buscando alternativas que possam atender as necessidades de forma mais clara, com menor custo e maior segurança. Técnicas de análise de falhas podem ser úteis para atuarmos preventivamente no processo de desenvolvimento de produtos e operações e dão alicerce para este estudo.
1.3 Objetivos
1.3.1 Objetivo Geral
De acordo com Fachin, aput Lovato, et. al. (2007), os objetivos medem e ou provam o que é levantado no decorrer das investigações realizadas e se dividem em gerais e específicos.
O objetivo geral deste trabalho é avaliar o processo de manufatura de transformadores a óleo, contemplando fabricação e montagem dos componentes, para investigar eventuais falhas que possam ocorrer durante este processo.
1.3.2 Objetivos Específicos
• Entender o processo;
• Avaliar os materiais empregados;
• Verificar especificações e requisitos necessários para a produção;
• Avaliar a confiabilidade do processo através da ferramenta FMEA;
• Planejar respostas às falhas;
1.4Estrutura do Trabalho
A organização deste trabalho é composta por cinco capítulos: contextualização do estudo; embasamento teórico; metodologia da pesquisa; análise e discussão dos resultados e por último, considerações finais.
No capítulo 1 são abordados os aspectos gerais a serem estudados neste trabalho como o tema de pesquisa, os objetivos e a justificativa do porquê realizar este estudo.
O capitulo 2 resgata um pouco da teoria de base a respeito de Transformadores elétricos e as principais técnicas utilizadas para análise de falhas em produtos e processos.
O capítulo 3 destaca os aspectos metodológicos que delinearam esta pesquisa como os métodos e técnicas de pesquisa utilizados para o desenvolvimento do trabalho.
O capítulo 4 dá ênfase à aplicação da pesquisa e técnicas abordadas na metodologia bem como a análise e o tratamento dos dados que são dispostos hora em formato de texto corrido, hora em formato de tabelas de FMEA.
E por fim, o capítulo 5 apresenta as considerações finais do trabalho resgatando o confrontamento com os objetivos descritos no capitulo 1.
2 EMBASAMENTO TEÓRICO
2.1 Transformadores Elétricos
Conforme o Manual de Treinamento de Transformadores Elétricos desenvolvido pela Fockink (2013), o transformador foi inventado em 1831 por Michael Faraday, é um dispositivo que serve principalmente para mudar valores de tensão ou corrente em um circuito de corrente alternada. Como exemplo de sua aplicação, a energia elétrica produzida nas usinas hidrelétricas é levada, mediante condutores de eletricidade, aos lugares mais adequados para o seu aproveitamento. Ela iluminará cidades, movimentará máquinas e motores, proporcionando muitas comodidades aos seus usuários. Para o transporte da energia até os pontos de utilização, não bastam fios e postes. Toda a rede de distribuição depende estreitamente dos transformadores, para elevar a tensão (transformadores de potência), ou rebaixar (transformadores de distribuição). Nesse sobe e desce eles resolvem tanto o problema econômico, reduzindo os custos da transmissão de energia a grandes distâncias, bem como melhoram a eficiência do processo. Vide Figura 1.
Figura 1 – Esquema de distribuição de energia utilizando transformadores elétricos
Conforme Sigma Transformadores, (2017), princípio básico de funcionamento de um transformador é o fenômeno conhecido como indução eletromagnética. Quando um circuito é submetido a um campo magnético variável, aparece nele uma corrente elétrica cuja intensidade é proporcional às variações do fluxo.
Conforme o Manual de Treinamento de Transformadores desenvolvido pela Fockink (2013), transformador é constituído de dois enrolamentos condutores isolados eletricamente entre si e com números de espiras distintos. Uma fonte de tensão alternada senoidal é aplicada no primeiro enrolamento com número de espiras (convencionalmente chamado de enrolamento primário) que estabelece uma corrente determinada. A corrente, por sua vez, cria um fluxo magnético variável alternado de mesma frequência da fonte. O fluxo magnético induz uma tensão neste enrolamento contrária à tensão da fonte (lei de Lenz), fazendo com que o circuito atinja o equilíbrio (a corrente é suficiente para estabelecer o fluxo magnético). Do mesmo modo, o fluxo magnético induz uma tensão no outro enrolamento (denominado enrolamento secundário) proporcional ao número de espiras. Uma parcela do fluxo não atinge o enrolamento secundário e é chamada de fluxo de dispersão. Considerando que não existe fluxo de dispersão, ou seja, todo o fluxo magnético produzido no enrolamento primário é concatenado no secundário. Em outras palavras, o transformador pode converter a tensão da fonte em uma tensão mais baixa ou mais elevada, de acordo com a relação de espiras de seus enrolamentos.
Para aumentar a eficiência do transformador é necessário facilitar o estabelecimento do fluxo magnético principal e reduzir ao máximo os fluxos de dispersão. Isto é viável quando adicionado um núcleo magnético ao transformador através do silício. O fluxo magnético quase não encontra resistência e, assim, concentra-se no núcleo, em grande parte, e chega ao enrolamento secundário com um mínimo de perdas.
Os transformadores são divididos em partes: Enrolamento primário; Enrolamento Secundário; A Figura 2 mostra como é o enrolamento primário e secundário, no qual consiste em um enrolamento no sentido anti-horário para as bobinas primarias e para as secundarias no sentido horário.
Figura 2 – Esquema mostrando o enrolamento primário e secundário de transformadores elétricos
Fonte: Sigma Transformadores, 2017.
Quanto ao tipo de transformadores, Tecnogera, (2014) cita que os mais encontrados no mercado são:
- Transformadores de Corrente Elétrica – São pequenos transformadores utilizados para elevar ou rebaixar a tensão, são conhecidos por autotransformadores que utilizam 110-117-120 volts, como por exemplo possui uma saída de 110 ou 220v e uma entrada de 230v, normalmente são utilizados para garantir o funcionamento dos equipamentos elétricos.
- Transformadores de Potência – Utilizado para elevar ou rebaixar a tensão que passa por ele.
- Transformadores de Força – Trabalha para produzir e enviar a energia elétrica seja para as concessionárias ou para as subestações.
- Transformadores de distribuição – São os transformadores que nivelam a tensão e enviam ao consumidor final.
2.2Confiabilidade de Processos e Produtos
Indústrias confrontam-se continuamente com expectativas mais rigorosas em relação à qualidade e confiabilidade de produtos, enfrentando restrições quanto ao incremento de custos, bem como a pressão por ciclos de desenvolvimento de produtos mais enxutos. A importância da confiabilidade durante o desenvolvimento do produto cresce a cada dia, assim, se a qualidade do produto é necessária para permanecer-se no negócio, no mercado futuro, a confiabilidade será considerada obrigatória para se fazer negócio (BRAGLIA et al.,2006 apud FERNANDES, 2010).
Segundo Nakajima (1982), a confiabilidade dos processos é a capacidade de os mesmos atenderem aos requisitos sob condições especifica. Nos processos envolvendo equipamentos, é baseada em dois fatores, a confiabilidade intrínseca, que é determinada durante o projeto fabricação e instalação, e a confiabilidade operacional, determinada pelo usuário, e está relacionado à forma e sob quais condições o mesmo é utilizado.
Num ambiente de alta competição, é importante que as empresas sejam capazes de determinar e controlar a confiabilidade dos seus produtos. De acordo com Freitas e Colosimo (1997), a confiabilidade de um produto tem, sob diversos aspectos, o impacto na satisfação do consumidor, aparecendo de maneira inconsciente nas decisões de compra.
A confiabilidade dos produtos pode ser definida como a capacidade que estes produtos terão de desempenhar suas atividades por certo período de tempo em determinadas condições de uso. Sabendo-se o nível de confiabilidade dos produtos, pode-se saber de antemão se as expectativas dos clientes quanto a este produto serão atingidas, bem como o nível de qualidade do mesmo. Confiabilidade operacional conduz à eficácia de processos ou produto. No caso de equipamentos, esta eficácia é maximizada através de 02 tipos de atividades:
1. Quantitativo: Aumenta a disponibilidade do ativo e sua produtividade em um dado período de tempo.
2. Qualitativo: Reduz o número de produtos defeituosos, estabiliza e aumenta a qualidade da produção.
De acordo com Scapin (1999), a confiabilidade no conceito genérico, pode ser definida como probabilidade de um sistema ou um produto executar sua função de maneira satisfatória de acordo com um intervalo de tempo e operação conforme certas situações. Já a probabilidade está relacionada ao número de vezes que o sistema opera adequadamente.
Quando um sistema não é confiável, tem-se a falha, ou probabilidade de ocorrência dela. A falha se refere a um erro ou uma não conformidade prevista ou não em sua análise de
causa. Os erros normalmente são mencionados ou previstos na sua implementação, sendo assim as falhas, são os pontos onde não estão planejadas, ou pontos que foram planejados, mas não foi possível o seu controle, normalmente esses pontos planejados e não controlados se trabalha com o objetivo de minimizar ao máximo sua falha e evitar assim que um erro de trabalho se torne uma falha grave que possa danificar o seu produto ou sua durabilidade. Segundo Siqueira (2005), existem definições, onde as falhas podem ser classificadas sobre alguns aspectos, seja como origem, extensão, velocidade, manifestação, criticidade ou idade, conforme é possível visualizar na Figura 3 e Quadro 1.
Figura 3 - Classificação das Falhas.
Fonte: Adaptado de Siqueira 2005.
Falhas Extensão Manifestação Parciais Degradação Completas Catastróficas Criticidade Velocidade Críticas Graduais
Não Críticas Repentinas
Idade Origem
Prematuras Primárias
Aleatórias Secundárias
Quadro 1 - Características de tipos de Falhas.
FALHA CARACTERÍSTICA
Primária Decorrente da deficiência do componente dentro do limite de operação
Secundária Decorrente da deficiência do componente fora do limite de operação
Parciais Desvio de característica funcional do item e sem perda total de sua funcionalidade
Completas Ocorre a falta completa de uma função exigida do item
Graduais Podem ser verificadas mediante inspeção
Repentinas Não permitem inspeção
Degradação Ocorrem simultaneamente de forma gradual e parcial
Catastrófica Ocorre de forma repentina e completa
Críticas Produzem condições perigosas e inseguras ao usuário
Não-críticas Não produzem condições perigosas e inseguras ao usuário
Prematuras Ocorrem na fase inicial da vida do item devido a defeitos de fabricação
Aleatórias Ocorre de maneira imprevisível, durante o período de vida útil
Progressiva Ocorrem após o final da vida útil em consequência do desgaste do item.
Fonte: Adaptado de Siqueira 2005.
2.3Técnicas de Análise de Falhas
Existem diversas formas e técnicas para estudar as possíveis falhas que possam ocorrer durante o processo de desenvolvimento de produtos e serviços. Cada técnica possui aspectos que a favorecem em um ou outro tipo de condição a ser aplicada. Independente se for aplicada individualmente ou em conjunto com outras, ressalta-se que o resultado eficaz só é conseguido com um nível de profundidade adequado de investigação. Algumas técnicas mundialmente difundidas são as Árvore de Análise de Falhas, 5W2H, Diagrama de Ishikawa, Brainstorming, Análise de Modo e Efeito da Falha, entre outras, conforme Helmann a Andery (1995).
2.3.1 Árvore de Análise de Falhas
Segundo Helmann a Andery (1995), a Árvore de Análise de Falhas ou Fault Tree Analysis – FTA é um método sistemático e padronizado, capaz de fornecer bases objetivas para diversas funções tais como a análise de modos comuns de falhas em sistemas, justificação de alterações em sistemas e demonstração de atendimento a requisitos regulamentares ou contratuais, dentre outros.
Sakurada (2001) propõe a utilização da FTA para fornecer informações de entrada em um nível adequado de detalhes. No entanto, uma delimitação da FTA está na determinação das
probabilidades associadas às falhas dos componentes de um sistema, as quais, não são em muitos casos de fácil obtenção.
O conceito de análise de falha originou-se em 1961, desenvolvido por H.A Watson, para avaliar o grau de segurança do sistema de controle de lançamentos dos mísseis Minuteman. Posteriormente houveram outras funções, sua utilização abrange diversos aspectos que vão desde projetos de máquinas e equipamentos até a análise de processos industriais ou administrativos. Seu emprego é particularmente útil para, auxiliar o analista a identificar dedutivamente as falhas do sistema, assinalar os aspectos do sistema mais relevantes em relação a uma falha em particular e fornecer ao analista uma maior compreensão do comportamento do sistema. As principais aplicações da FTA são:
- Estabelecer um método padronizado de análise de falhas ou problemas, verificando como ocorrem em um equipamento ou processo.
- Análise da confiabilidade de um produto ou processo.
- Compreensão dos modos de falha de um sistema, de maneira dedutiva.
- Análise e projeto de sistemas de segurança ou sistemas alternativos em equipamentos.
- Priorização das ações corretivas que serão tomadas.
Sendo um procedimento altamente detalhado, a FTA requer um considerável volume de informações e um profundo conhecimento do produto ou processo em estudo.
A utilização do FTA em um programa de confiabilidade visando à redução de falhas em um produto constituído de sistemas complexos é crucial, em decorrência de sua abordagem sistêmica, definido e padronizando sistemas críticos para a introdução de ações corretivas visando a um melhor desempenho ao longo do tempo.
2.3.2 5W2H
Segundo Marshall (2006), a ferramenta 5W2H foi criada por profissionais da indústria automobilística do Japão, é uma ferramenta que busca de forma objetiva e com clareza, responder sete questões e organizá-las. Tem como o intuito de sugerir um plano de ação detalhado de fácil compreensão e visualização, onde se define as ações tomadas e os responsáveis pelas execuções de determinadas atividades. Ainda conforme Marshall (2006) essa ferramenta é utilizada para realizar “o mapeamento e padronização de processos, na elaboração de planos e no estabelecimento de procedimentos associados a indicadores”.
O 5W2H, basicamente, é uma metodologia para a elaboração de planos de ação. É uma ferramenta que tem como objetivo eliminar ruídos na comunicação e gerar melhor qualidade na execução de tarefas. Basicamente são sete perguntas feitas após a localização da causa da não conformidade, e visa organizar de maneira fácil e simples de compreender, garantido que seja conduzida até o final sem nenhuma dúvida, como ilustrado na Figura 4.
Figura 4 - As 7 perguntas do 5W2H
Fonte: Barreto 2013.
O controle de processo é a essência do gerenciamento em todos os níveis hierárquicos da empresa, desde o presidente até os operadores. O primeiro passo no entendimento do controle de processo é a compreensão do relacionamento causa-efeito (CAMPOS, 2004).
2.3.3 Diagrama de Ishikawa
De acordo com Werkema (1995), o diagrama de Ishikawa é uma ferramenta utilizada para expor a relação existente entre o resultado de um processo, e as causas que tecnicamente possam afetar esse resultado. De acordo com Moura (2003), esta é uma ferramenta útil para análise dos processos de forma a identificar as possíveis causas de um problema.
O diagrama de Ishikawa simplifica processos considerados complexos dividindo–os em processos mais simples, portanto mais controlável, é uma ferramenta muito utilizada na busca da causa raiz do problema. Sempre que algo ocorre (efeito, fim, resultado) existe um conjunto de causas (meios) que podem ter influenciado. Observando a importância da separação das causas de seus efeitos no gerenciamento e como nós temos a tendência de confundi-los, os japoneses criaram o “diagrama de causa e efeito”. É também chamado de “espinha de peixe” ou “diagrama de Ishikawa” como mostra a Figura 5, foi criado para que todas as pessoas da empresa pudessem exercitar a separação dos fins de seus meios (CAMPOS, 2004).
Figura 5 - Diagrama de Ishikawa
Fonte: Maximiano, 2009.
O número de causas levantada na análise do problema, pode ser bastante extenso, e dividido em seis famílias, que são: máquina, meio-ambiente, medidas, materiais, método e mão de obra.
A aplicação dessa ferramenta é feita da seguinte maneira: mapeia-se cada passo do processo, levando em consideração as possíveis causas da não conformidade. Consideram-se como possíveis causas a mão de obra, máquina, método, material e inspeção (ou medição).
A aplicação da ferramenta pode ser feita em diversas situações, sendo elas: listar todas as possíveis causas de um problema; visualizar as relações de causa e efeito entre as variáveis, identificar com clareza as relações de efeito, e suas prioridades. A vantagem da sua utilização é o fato de ser estruturada, de forma a não possibilitar que a análise de alguma variável não seja feita.
2.3.4 Brainstorming
Uma vez diagnosticado o problema, a etapa seguinte consiste em gerar e analisar as alternativas parar sua solução. As técnicas que estimulam a criatividade e o senso criticam, portanto, são fundamentais nessa fase. Os princípios que se usam para gerar e criticar alternativas são muito semelhantes aos que se usa para diagnosticar problemas, embora o enfoque seja outro (MAXIMIANO, 1995).
O brainstorming ou tempestade de ideias, mais que uma técnica de dinâmica de grupo, é uma atividade desenvolvida para explorar a potencialidade criativa de um indivíduo ou de um grupo colocando-a a serviço de objetivos pré-determinados. A técnica propõe que o grupo se reúna e utilize a diversidade de pensamentos e experiências para gerar soluções inovadoras, sugerindo qualquer pensamento ou ideia que vier à mente a respeito do tema tratado. Com isso, espera-se reunir o maior número possível de ideias, visões, propostas e possibilidades que levem a um denominador comum e eficaz para solucionar problemas e entraves que impedem um projeto de seguir adiante.
Segundo Carvalho (1999), a ferramenta brainstorming assume uma importância estratégia muito grande e cada vez mais utilizada, tens como o objetivo de levantamento de ideias, de forma que os grupos de participantes possam expressar suas opiniões e ideias a fim de levantamento de dados.
Conforme Leffingwell e Widrig (2003), brainstorming é uma técnica que visa explorar a criatividade dos participantes gerando assim, através da diferença de pensamentos, ideias e respostas. É muito utilizada para a criação de novos produtos ou efetuar melhoramentos nos existentes, resolução de problemas, gestão de projetos e engenharia de requisitos, gestão de processos.
Diante das ideias levantadas é realizada uma análise das principais causas que podem ser evidenciadas quanto à importância e utilidade, com isso as mesmas são utilizadas na construção do diagrama de Ishikawa para a apresentação das causas de problema relacionada através dos dados levantados no brainstorming.
2.3.5 Failure Mode and Effect Analysis-FMEA
A FMEA ou Análise de Modo e Efeito da Falha é um método analítico utilizado para garantir que falhas potenciais sejam identificadas e avaliadas durante o desenvolvimento de produtos e processos (APQP – Planejamento Avançado da Qualidade do Produto), onde seu
resultado mais visível é a documentação de conhecimento coletivo das equipes multifuncionais. Parte da avaliação é a análise e a estimativa de risco.
Segundo Toledo e Amaral (2002), a metodologia FMEA, é muito conhecida no meio industrial, e tem como seu objetivo analisar as falhas em potencias e propostas buscando as ações de melhoria que são analisadas e verificadas no decorrer do desenvolvimento do seu produto ou da execução de seus processos. Para Lafraia (2001), nas fases iniciais de desenvolvimento de produto, a técnica FMEA é utilizada para avaliar os modos de falha potenciais de um sistema ou produto. Essa técnica identifica, de maneira antecipada, estruturada e lógica, as causas e efeitos de cada modo de falha de um sistema ou produto.
Tem como objetivo básico detectar suas falhas antes que sejam produzidas ou distribuídas no produto. Com a utilização desta ferramenta se estará diminuindo ou minimizando a chances de um produto ou processo falhar, buscando aumentar sua confiabilidade.
A equipe que executa a FMEA é composta por pessoas que possuem conhecimentos sobre o produto em análise. Além das engenharias de produto e processo, a equipe da FMEA deve incluir responsáveis pelo suporte ao cliente, confiabilidade e suprimentos, de modo a identificar as potenciais falhas de qualidade e confiabilidade no processo de projeto.
Existem dois tipos de FMEA: de produto (projeto) e de processo. Na FMEA de produto, identificam-se cada componente do sistema e seus possíveis modos de falha e efeitos no sistema como um todo. Já a FMEA de processo é utilizada para analisar projetos de processo (FREITAS E COLOSIMO, 1997).
Para Helman e Andery (1995) a FMEA é um método de análise de projetos (de produtos ou processos, industriais e/ou administrativos) usado para identificar todos os possíveis modos potenciais de falha e determinar o efeito de cada uma sobre o desempenho do sistema (produto ou processo), mediante um raciocínio basicamente dedutivo. É, portanto um método analítico padronizado para detectar e eliminar problemas potenciais de forma sistemática e completa. Como seu desenvolvimento é formalmente documentado, permite: padronizar procedimentos; fazer um registro histórico de análise de falhas, que poderá posteriormente ser usado em outras revisões de produtos ou processos, e no encaminhamento de ações corretivas em produtos similares; e, selecionar e priorizar Projetos de melhoria que deverão ser conduzidos.
A FMEA depois de completada acaba sendo uma referência para a análise de outros produtos ou processos similares. Com isso, permite-se diminuir os custos de trabalho, uma vez que serão amortizados na análise de vários produtos. Na FMEA raciocina-se de baixo para
cima, procurando determinar modos de falha dos componentes mais simples, as suas causas e de que maneira eles afetam os níveis superiores do sistema. Perguntas básicas são feitas em uma análise via FMEA, como: - Que tipo de falhas são observadas? - Que partes do sistema são afetadas? - Quais são os efeitos da falha sobre o sistema?
No exemplo de Sakurada (2001) (Figura 6), pode-se visualizar o formulário padrão para aplicação da FMEA.
Figura 6 – Formulário para aplicação de FMEA.
Fonte: Adaptado de Sakurada (2001)
1. Identificar o nome do sistema ou processo e o título de identificação do FMEA;
2. Nome das pessoas que estão participando da reunião de realização do FMEA; 3. Registrar a página do formulário, a data de início do projeto de FMEA e a
data da reunião atual;
4. A função que o item deve desempenhar; 5. Possíveis modos de falha;
6. Possíveis efeitos que podem ser causados no sistema; 7. Valor de 1 a 5 do índice de severidade dos efeitos; 8. As causas que podem ter desencadeado o modo de falha;
9. Valor de 1 a 5 do índice de ocorrência da falha (modo de falha ou causa do modo de falha);
10. Controles atuais são os métodos para identificar e controlar as falhas; 11. Valor de 1 a 5 do índice de detecção da falha (modo de falha ou causa do
modo de falha);
12. Número de prioridade de risco. NPR = (severidade) x (ocorrência) x (detecção);
13. Ações recomendadas pelo grupo para a eliminação da falha;
14. Nome da pessoa responsável em implementar a ação e data limite para conclusão das ações;
15. Ação que foi utilizada para a eliminação da falha; 16. Reavaliação dos índices e cálculo do novo NPR.
AÇÕES TOMADAS S E V E R ID O C O R R Ê D E T E C Ç Ã R P N Bobina fora do
dimensional. 5 Molde menor ou maior 4
Medição com diâmetro
com paquímetro 5 50 Desenvolver novo molde. Jair
Desenho do
Molde 0
Bobina desalinhada 3 Molde torto 2 Medição de
comprimento com trena 3 18 0
Montagem do molde da bobina Dimensional do molde inadequada AÇÕES RECOMENDADAS RESPONSÁVE L E PRAZO
RESULTADO DAS AÇÕES PROCESSO/ FUNÇÃO MODO DE FALHA POTENCIAL EFEITO POTENCIAL DA FALHA S E V E R ID A D CAUSA PRINCIPAL DA FALHA O C O R R Ê N C CONTROLES ATUAIS DO PROCESSO D E T E C Ç Ã O R P N REVISADO EM:
ANÁLISE DO MODO E EFEITO DE FALHA
EQUIPE: 1 DATA: 2 3 4 5 6 7 8 10 9 11 16 15 14 13 12
3 METODOLOGIA DE PESQUISA
Conforme abordado por Marconi e Lakatos (2000), “método é a forma de proceder ao longo de um caminho”. Os métodos caracterizam-se como instrumentos básicos que traçam de modo ordenado o proceder do pesquisador na realização de uma pesquisa em direção dos objetivos propostos.
A referida pesquisa quanto a sua natureza é de cunho aplicativo, ou seja, é uma pesquisa aplicada que tem finalidade gerar e obter o conhecimento para otimizar produtos e processos, conforme abordado por (JUNG, 2010 apud GUARIENTI, 2013).
A abordagem utilizada foi quali-quantitativa por expressar através da subjetividade os resultados dos dados coletados e poder traduzir em valores numéricos passíveis de análise.
Os procedimentos utilizados objetivaram a descrição e a análise da confiabilidade de processos e equipamentos envolvidos na produção de transformadores elétricos a óleo para avaliar e implementar respostas às falhas. Para isso, utilizou-se pesquisa bibliográfica, estudo de caso, análise de informações técnicas de requisitos de qualidade e de fornecedores:
a) Pesquisa bibliográfica em livros, dissertações e teses e material disponível em meio eletrônico referente ao assunto para embasar os resultados;
b) Estudo de caso delimitado ao processo de manufatura de transformadores a óleo. c) Análise de informações técnicas obtidas do controle da qualidade e dos fornecedores de matéria-prima e equipamentos;
Para Fachin (2001, p. 154) apud Lovato, et. al. (2007 p. 36), “técnica corresponde a um conjunto de procedimentos mecânicos e intelectuais que as pessoas usam no desempenho de uma atividade científica”.
As técnicas utilizadas para concretização do trabalho estão expressas na Figura 7:
Figura 7 – Técnicas de pesquisa utilizadas
Fonte: Dados do autor, 2017.
ETAPA 1 – Conhecimento do processo – nesta etapa o buscou-se o entendimento do do processo de manufatura de transformadores elétricos através de: análise de fluxogramas, pesquisa documental em procedimentos, instruções de trabalho e manuais de operação; entrevista não estruturada com o líder, projetista, e responsáveis por cada processo na manufatura; e, observação participante onde foi acompanhado todas as etapas de transformação de componentes e suas devidas montagens.
ETAPA 2 – Análise de falhas - nesta etapa fez-se uso de brainstorming para explorar o conhecimento de todos os envolvidos no processo, buscando identificar eventuais falhas que possam ocorrer durante a transformação do produto. De posse dos dados, a análise foi processada em planilha de FMEA com análise de causa-raiz e proposição de plano de ação para mitigar os riscos. ETAPA 1 Conhecimento do processo 1.1 Análise de Fluxogramas 1.2 Pesquisa documental 1.3 Entrevista não estruturada 1.4 Observação participante
MACRO E MICROETAPAS TÉCNICAS UTILIZADAS
ETAPA 2 Análise de Falhas 1.1 Brainstorming 1.2 FMEA 1. Análise do processo 2. Identificação e análise do Modo e Efeito de Falhas
4 ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
4.1O Ambiente de Produção
O ambiente de produção, onde são fabricados os transformadores a óleo, possui uma capacidade de fabricação de até 15 transformadores por mês, de diferentes potências, variando de 75 kVA até 5000 kVA. A atual demanda é de aproximadamente 6 a 8 transformadores por mês devido a retração no mercado, tendo maior escala de produção os transformadores de 150, 300, 750, 1000 e 1500 kVA.
De acordo com a escala de potência, pode simplificar a sua utilização em campo, os transformadores de até 300 kVA são transformadores menores que normalmente são fixados em postes, utilizados em sistemas de irrigação agrícola, bairros de cidades, propriedades rurais, pequenas empresas, entre outros. Já os transformadores acima de 500 kVA são utilizados na agroindústria, grandes empresas, montadoras, fábricas, entre outras indústrias.
O processo produtivo possui etapas críticas que devem ser bem sequenciadas na linha de fabricação. No ambiente de produção estudado, inicia-se o processo pela preparação, depois produção das bobinas que leva um elevado tempo de fabricação e é realizado em paralelo a montagem do núcleo, para que as bobinas e o núcleo estejam prontos e disponíveis no mesmo momento, para após realizar a montagem da parte ativa e por fim, montagem final no tanque.
Outro aspecto que merece atenção no ambiente de produção avaliado, é o lead time dos componentes. Como o prazo de entrega negociada com o cliente é de aproximadamente 40 dias para transformadores com potência de até 500 kVA e de 45 dias para transformadores com potência maior de 500 kVA, alguns componentes como o tanque e as chapas de silício tornam-se gargalos, por possuir um prazo para fornecimento do fornecedor de 30 e 20 dias respectivamente. Estes casos são tratados como prioridades na linha de produção, disparando as ordens de compra de forma antecipada, assim que o projeto estiver encaminhado.
A linha de produção está com seu funcionamento em forma de U, uma das maneiras de organizar a linha de produção é realizar um fluxo contínuo das atividades desenvolvidas, onde o fluxo pode ser de forma linear e somente realizar uma etapa após a conclusão da etapa anterior. A programação de produção deve estar bem ajustada com o compras e a linha de produção para conseguir da sequência produtiva de acordo com as prioridades e demanda da produção com os materiais disponíveis na linha.
4.2 O Processo de Produção
4.2.1 Preparação/Corte de Materiais
A preparação é uma etapa fundamental para a fabricação, é neste momento que se faz a organização dos materiais e equipamentos que serão utilizados no decorrer do processo produtivo, com o intuito de agilizar o tempo de fabricação. Essa atividade serve para evitar movimentação desnecessária e deixar todos os itens das atividades posteriores prontos para que sejam executadas somente as tarefas que agregam valor ao produto com agilidade e qualidade. Nesta atividade se faz o corte dos papelões, fenolites e demais materiais que compõem as isolações, deve-se realizar o corte dos materiais conforme as informações do projeto. O corte é feito em uma guilhotina, e após, inspeção dimensional da primeira peça com trena ou paquímetro e verificação de necessidade de possíveis ajustes na guilhotina, e uma contagem das quantidades necessárias. No Quadro 2 apresentam-se as entradas, atividades de transformação e saídas do processo de preparação.
Quadro 2 – Entradas, processamento e saídas do processo de Preparação PROCESSO DE PREPARAÇÃO
ENTRADA PROCESSAMENTO SAÍDA
Insumos:
Papelão; Fita Adesiva; Cola Máquina:
Guilhotina; Paquímetro; Trena; Micrômetro
Fazer medições da matéria prima. Fazer medições conforme projeto e cortar.
Montar tira-canal de acordo com a distância estabelecida em projeto.
Isoladores Cunha Cilindro
Fonte: Dados da pesquisa, 2017.
Já na Figura 8 pode-se visualizar os isolantes, saída do processo de preparação.
Figura 8 - Isolantes cortados para produção de Transformadores à Óleo.
4.2.2 Bobinagem de Baixa Tensão e Alta Tensão
No processo de bobinagem (Figura 9) seleciona-se o molde e faz-se bobinas com número pré-determinado de espiras (voltas de fios no molde) que servem para circular a corrente elétrica e a tensão variando de acordo com o número de espiras e a seção magnética do material condutor utilizado na atividade. Nesta parte são executadas as bobinagens de alta e baixa tensão utilizando vários tipos de materiais, entre eles em especial, o fio de cobre que pode ser fio redondo ou quadrado, dependendo da necessidade e do modelo do produto projetado. Também, são selecionados os moldes, a máquina para realizar a bobinagem e aferidas as especificações dos carreteis de condutores conforme solicitado no projeto.
Figura 9 - Processo de bobinagem de Transformadores à Óleo.
Fonte: Fockink, 2017.
O processo de fabricação das bobinas começa colocando-se o cilindro e as isolações, inicia-se a montagem e dobra dos condutores no cilindro e faz a fixação das cunhas ou fixadores que são responsáveis pela determinação da extensão da camada de fio. Depois posiciona-se as espiras, e bobina-se conforme projeto. Faz-se isolação entre as camadas do cobre caso seja necessário e esteja descrito no projeto, amarra-se o cadarço no final da bobina, faz-se todo o revestimento isolante da bobina com verniz, coloca-se na estufa a uma temperatura de 80 a 100 °C e deixar secar.
No Quadro 3 apresenta-se as entradas, atividades de processamento e saídas das etapas de bobinagem de baixa e alta tensão.
Quadro 3 - Entradas, etapas de processamento e saídas da bobinagem. PROCESSO DE BOBINAGEM BAIXA TENSÃO
ENTRADA PROCESSO SAÍDA
Insumos
Fio (redondo ou quadrado de cobre ou alumínio); Moldes; Fita adesiva; Cadarço; Cunha; Tira-canal; Cilindro; Isolação; Cola
Ferramentas
Máquina de Bobinagem;
Tesoura; Alicate; Solda; Ponte
Rolante; Cinta; Martelo;
Sargento; Chave de aperto
Preenchimento dos moldes.
Preparação dos fios conforme projeto. Colocação do cilindro na máquina. Colocação da Cunha.
Colocação do Cadarço. Colocação do Canal (papelão). Enrolamento do Fio.
Isolação que chega com o fio no primeiro e no último não podendo haver falhas, caso tenha pode ocorrer curto.
Amarração final da bobina. Envernizamento e secagem.
Bobina de baixa
tensão - BT
Bobina de alta tensão - AT
Fonte: Dados da pesquisa, 2017.
4.2.3 Montagem de núcleo
Núcleo é um componente composto por um número de lâminas ou chapas de silício e uma determinada seção magnética. Parte do transformador, motor, indutor ou reator por onde circula o campo magnético. Nesta etapa, chapas de silício são montadas conforme projeto em camadas, geralmente cinco, da chapa menor até a chapa maior, e após, da maior até a menor, com o objetivo de formar uma camada em formato arredondado. Após as chapas estarem dispostas uma sobre a outra, fixam-se estruturas metálicas, denominadas de ferragens com o intuito de imobilizar as camadas de silício e servir de ligação com as demais partes do transformador. Após a fixação das ferragens, o núcleo é posicionado verticalmente para que sejam realizadas as medições do núcleo com trena e ajustes necessários. Na Figura 10 pode-se observar o núcleo sendo montado.
Figura 10 – Montagem de núcleo.
Legenda: (a) Núcleo sendo montado. (b) Núcleo na posição vertical.
Fonte: Fockink, 2017.
4.2.4 Montagem da Parte Ativa, Ligação e Montagem Final
A Parte ativa é o corpo do transformador composto por núcleo, bobina do enrolamento primário e do enrolamento secundário, onde circulando um campo magnético no núcleo tem-se uma corrente elétrica circulando no enrolamento primário e induzindo uma corrente e tensão no enrolamento secundário.
Neste processo coloca-se o núcleo na parte central fixando-o com calços na base, retira a culatra do núcleo, ou seja, a parte superior do núcleo, colocam-se os calços e isolações e realiza-se o posicionamento da bobina de baixa tensão, realiza-se os ajustes necessários e posiciona-a na parte inferior do núcleo fixando-a no núcleo, e coloca-se o anel de isolação que deve evitar o contato entre as bobinas.
O próximo passo na montagem da parte ativa é o posicionamento da bobina de alta tensão, que fica na parte superior do núcleo fixando-a no núcleo, depois de posicionada, coloca-se as isolações necessárias, culatra, aperta-coloca-se os parafusos e coloca-coloca-se a parte ativa na estufa para secagem.
Realizada a secagem, faz-se a montagem do comando sendo utilizado para baixa tensão ligação por cabo e para alta tensão, ligação com terminal de cobre. Por fim, coloca-se os acessórios necessários e realiza-se pré-teste de relação de transformação também denominado de pré-TTR na linha de produção.
Na Figura 11 pode-se observar a sequência básica de montagem.
Figura 11 – Montagem da parte ativa
Legenda: (a) Posicionamento do núcleo. (b) Fixação da base. (c) Parte ativa montada sem as ligações.
Fonte: Fockink, 2017.
Já o detalhamento de todas as entradas, etapas de processamento e saídas da etapa de montagem da parte ativa pode ser visualizada no Quadro 4.
Quadro 4 - Entradas, etapas de processamento e saídas da montagem de parte ativa. PROCESSO DE MONTAGEM PARTE ATIVA
ENTRADA PROCESSAMENTO SAÍDA
Insumos
Núcleo; Bobinas de Alta e Baixa tensão; Isolação; Espaçador; Tira; Cilindro; Calço de Culatra; Anéis de isolação; Fio de ligação de baixa tensão; Parafusos; Porcas; Comutadora; Calço de Madeira; Fenolite; Fio- terra; Chapas de cobre; Tiras e madeira para fixação do núcleo e bobinas; Suporte para movimentação; Terminal; Suporte fixador de comutadora; Semalha; Solda; Espaguete; Cadarço; Cola; Fita adesiva; Papel grafite verde.
Ferramentas
Alicates; Chaves de aperto;
Sargento; Formão; Martelo;
Pulsão; Furadeira; Solda tig/mig; Dispositivo para solda; Trena;
Paquímetro; Estufa; Ponte
rolante.
Retirar ferragens do núcleo Retirar chapas.
Colocar calço culatra e calço de madeira. Colocar isolação.
Colocar bobina de baixa tensão no núcleo, e calçar até ficar fixo.
Colocar tiras ao redor da bobina. Isolação + tiras + espaçador + anel. Colocar bobina de alta tesão. Isolação + tiras + espaçador + anel. Colocar calço de madeira e ferragens. Montar comutadora.
Colocar isolação entre as bobinas. Colocar isolação para a ligação Fazer ligação.
Pré-teste.
Descascar fios da bobina baixa e realizar solda. Soldar chapas de cobre a da bobina alta.
Ligação dos fios da bobina baixa e alta até a comutadora.
Parte ativa
montada.
Isolação da bobina baixa, espaguete + fita grafite verde.
Teste TTR.
Montagem do fio terra. Ajustes das ferragens.
Fazer conferencia da medida do tanque.
Suporte de madeira na parte inferior da parte ativa, entre ferragem e tanque.
Fixar chapas parafusadas na parte ativa. Estufa.
Fonte: Dados da pesquisa, 2017.
Depois de montada a parte ativa, realiza-se a secagem na estufa, em uma temperatura de 100 +10°C, devendo atingir os níveis de resistência de isolamento. Ao atingir, a parte ativa está liberada para a montagem no tanque, caso contrário, a parte ativa permanecerá por mais tempo na secagem.
O próximo passo do processo de fabricação de transformador envolve a colocação da parte ativa no tanque (Figura 12), fixação de parafusos, buchas e vedações e acessórios quando constar no projeto como radiadores etc. Em seguida, coloca-se óleo mineral, a tampa superior e realiza-se os testes de estanqueidade.
Figura 12 – Tanque de transformador.
Fonte: Fockink,2017.
A finalização da fabricação do transformador envolve a realização dos ensaios elétricos finais em ambiente controlado, simulando as mais variadas tensões, processo que pode variar de algumas horas de operação a até dois dias.
4.3Análise de Falhas
Com o objetivo buscar novas alternativas para o desenvolvimento do produto, melhorando sua qualidade, eficiência e para atender as demandas do mercado e cliente, em conversas e reuniões realizadas com os colaboradores que realizam as atividades na linha de produção, juntamente com a área de qualidade e engenharia, foi realizado um trabalho de levantamento de ideias, ou seja, um brainstorming.
Com a realização do brainstorming, foram citadas muitas ideias e possíveis falhas que podem ocorrer no processo de produção do transformador, onde no primeiro momento foi coletado as informações levantadas em cada etapa do processo produtivo.
Com as informações em mãos, as ideias foram agrupadas a fim de avaliar juntamente com a equipe quais eram as principais falhas decorrentes de suas atividades, que estavam relacionadas a preparação de materiais, bobinagem de fios de cobre e montagem da parte ativa. Relacionou-se as principais atividades de acordo com a avaliação realizada pela equipe e verificou-se alguns pontos nos quais ainda deve-se aprofundar a análise e avaliar como o processo pode ser melhorado para que as falhas sejam sanadas ou controladas no processo. O levantamento das principais causas pode ser visto na Figura 13.
Figura 13 – Brainstorming de falhas
De posse dos dados apontados pela equipe de trabalho, o passo seguinte, foi avaliar o modo e o efeito de cada falha ou possíveis falhas levantadas no decorrer de cada etapa do processo em planilhas de FMEA, com análise das causas e ações recomendadas para cada situação apresentada.
4.3.1 FMEA da Preparação
Na primeira etapa da produção foi estudado o processo de preparação das isolações, que consiste em fazer a preparação e organização para o início da montagem das etapas seguintes.
Neste processo verificou-se que as falhas podem ser simples, mas que ganham importância significativa no decorrer das etapas seguintes, quando da utilização de seus itens processados. Com a elaboração do FMEA, verificou-se algumas causas principais que podem prejudicar o processo, dentre elas pode-se destacar:
- Falta de inspeção na isolação – quando o operador solicita ou retira o material do estoque e não faz uma inspeção inicial dos itens conforme descrição no projeto e realiza a produção das isolações com espessuras maiores ou menores que o especificado no projeto.
- Falta de atenção do colaborador que realiza a atividade – Consiste em produzir as isolações maiores que o especificado em projeto. Normalmente acontece quando o operador não realiza a medição da primeira peça e realiza o corte de toda a quantidade, percebendo somente no processo seguinte que os itens estão incorretos.
- Erro de projeto – Consiste em realizar a atividade de produção conforme o projeto e o mesmo está com falhas dimensionais.
- Falta de inspeção da matéria prima e armazenamento inadequado – Consiste em não realizar um controle de qualidade no momento do recebimento do material, e muitas vezes o material é armazenado em local inapropriado que podem comprometer a qualidade do material. Esses modos e efeitos de falha podem acarretar vários problemas no processo, como aumento da bobina que gera uma montagem ruim e durante o teste do transformador pode resultar em queima. Na situação contrária, ou seja, bobina menor, além de dificuldade de montagem, no momento do teste ocorrerá perda de potência. A matéria prima ruim danifica a montagem e não se encaixa nas isolações conforme descrito no projeto. Todas essas falhas geram retrabalho e perda de tempo no decorrer do processo.
Com a necessidade de melhoria do processo de produção na parte da fabricação das isolações, foram elencadas ações em conjunto que se acredita serem de grande valia para a
melhoria do produto final. São ações de melhoria organizacional que serão de extrema importância para a atividade desenvolvida no posto de trabalho, a citar: a verificação de instruções de trabalho, onde deve-se detalhar mais as atividades; a realização de reciclagem dos procedimentos e atividades realizada; a utilização de métodos de controle de estoques como o Primeiro que entra, Primero que sai - PEPS, entre outras ações que alavancam a qualidade do produto. O controle e aplicação das melhorias são de responsabilidade dos colaboradores que realizam a atividade, engenharia, inspetor da qualidade, líder de produção e almoxarifes. No quadro 5 pode-se observar em detalhes o FMEA do processo Preparação.
Quadro 5 - FMEA da Preparação. ANÁLISE DO MODO E EFEITO DE FALHA EQUIPE: Jair Bertollo, Líder de Manufatura, Colaboradores dos processos,
projetista.
DATA: 08/05/2017 REVISADO EM:
PROCESSO / FUNÇÃO MODO DE FALHA POTENCIAL EFEITO POTENCIAL DA FALHA S E V E R ID A D E CAUSA PRINCIPAL DA FALHA O C O R R Ê N C IA CONTROLES ATUAIS DO PROCESSO D E T E C Ç Ã O R P N AÇÕES RECOMENDADAS RESPONSÁVEL E PRAZO RESULTADO DAS AÇÕES AÇÕES TOMADAS S E V E R ID A D E O C O R R Ê N C IA D E T E C Ç Ã O R P N Preparação Isolações Isolação Errada -Crescimento da Bobina -Qualidade da bobina inferior 5 Falta de inspeção na isolação (espessura das chapas de papelão) 2 Medição com Micrômetro, paquímetro e trena 4 40 - Capacitar o colaborador no uso de instrumentos de medição; - Calibrar os instrumentos de medição; - Inspecionar 100% das isolações - Disponibilizar instruções de trabalho no local - Líder de Produção - Colaborador (es) do processo envolvido. - Inspetor da qualidade. Isolação com dimensão maior do que o especificado em projeto -Crescimento da bobina ficando fora do especificado em projeto 4 Falta de atenção do colaborador responsável pelo processo 3 Medição com Micrometro, paquímetro e trena 4 48
- Implantar check list da atividade. - Projetista deve acompanhar o produto durante o processo. - Projetista Continua...
...Continuação PROCESSO / FUNÇÃO MODO DE FALHA POTENCIAL EFEITO POTENCIAL DA FALHA S E V E R ID A D E CAUSA PRINCIPAL DA FALHA O C O R R Ê N C IA CONTROLES ATUAIS DO PROCESSO D E T E C Ç Ã O R P N AÇÕES RECOMENDADAS RESPONSÁVEL E PRAZO RESULTADO DAS AÇÕES AÇÕES TOMADAS S E V E R ID A D E O C O R R Ê N C IA D E T E C Ç Ã O R P N Preparação Isolações Isolação com dimensão menor do que o especificado em projeto Reprovação no ensaio de testes da Bobina de diâmetro menor 4 Erro de projeto 3 Medição com Micrômetro, paquímetro e trena 4 48 - Criar reciclagem de treinamento da preparação das isolações a cada 6 meses. - Revisão de projetos e listas de preparação das isolações. - Inspetor de qualidade. - Projetista. Matéria Prima não aderente às especificações do projeto (Papelão; Fita Adesiva; Cola) Gera retrabalho e descarte dos itens processados Dificulta a montagem dos conjuntos de isolações 5 Falta inspeção no recebimento da matéria prima do fornecedor; Armazenamento inadequado 4 Inspeção visual de volumes 3 60
- Realizar medição com Micrometro, paquímetro e trena - Inspeção visual de volumes - Aplicação de Rastreabilidade visual de inventários - Utilização de metodologia PEPS (Primeiro que entra Primeiro que Sai) para giro de estoques
- Colaborador (es) do processo envolvido. - Almoxarifes.
4.3.2 FMEA da Bobinagem
Nesta etapa do processo foi estudado a fabricação da bobina de baixa e alta tensão, com o auxílio da equipe que realiza a atividade na linha de fabricação. Foi realizado através de brainstorming um levantamento de possíveis falhas e modos com que elas podem ocorrer, informações estas, de suma importância para a diminuição de retrabalhos ou descarte de partes ou bobinas inteiras.
Após realizar a atividade do brainstorming do processo, foi montado o FMEA da bobinagem, contemplando a avaliação de itens como matéria prima do processo, fabricação da bobina, preparação dos insumos e montagem do molde, tendo como causas principais de falhas: - Conferencia do material ineficiente – Ao receber o material seja na linha de fabricação, estoque ou no recebimento, não se realiza a conferência de acordo com a necessidade de inspeção, muitas vezes somente é realizado uma conferência de volumes e descritivo do item, podendo ocasionar falhas decorrentes do recebimento e almoxarifes.
- Produção com falta ou excesso de espiras – Colaborador realizou a atividade de fabricação da bobina sem a conferência do material e não verificou o projeto, gerando a falha.
- Falta ou excesso de isolação – Na realização da operação o colaborador não verificou se as isolações estavam conforme especificadas no projeto e realizou a fabricação das bobinas, não seguindo as instruções do projeto.
- Isolação maior ou menor – Operador não teve atenção ao realizar a atividade no posto de trabalho, não realizou a conferência das isolações no momento do processo.
- Qualidade do fio ruim – Material chegou no posto de trabalho com falhas ou em péssimas condições, resultado da falta de inspeções conforme solicitado em instruções de trabalho ou mesmo foi armazenado em local inadequado.
- Qualidade do molde – Molde solicitado em projeto não atende as dimensões, necessita realizar ajustes, o que pode danificar e gerar interferência no processo, pois o retrabalho pode deixar o molde com dimensionamento ruim e ocasionar desalinhamento do mesmo.
Todas as falhas apresentadas podem danificar o produto e se não controladas e inspecionadas no momento certo podem gerar perda de matéria prima e grande custo de retrabalho.
A necessidade de ações para melhorar o processo na etapa de preparação e fabricação das bobinas é de grande importância no processo, visto que essa é uma etapa de com tempo
do processo verificou-se que se necessita de várias ações na linha de produção, são ações que envolvem toda a equipe de produção, sistema de qualidade, almoxarifes e líder da equipe, a fim de melhorar o processo e garantir a melhor forma de desenvolvimento do produto com excelente qualidade.
As principais ações visam organizar a linha de produção, como desenvolver treinamentos e reciclagem com os colaboradores e pessoas ligadas ao processo, colocar procedimentos na linha de produção e instruções de trabalho visíveis no projeto, realizar inspeções periódicas na fabricação da bobina de alta e baixa tensão, implementar check–list na realização da atividade, melhorar as informações no projeto e desenvolver molde com material alternativo para que seja exclusivo para determinados produtos não precisando realizar ajustes no molde afetando assim o processo produtivo. O FMEA da bobinagem pode ser visualizado no Quadro 6.
Quadro 6 - FMEA da Bobinagem.
ANÁLISE DO MODO E EFEITO DE FALHA EQUIPE: Jair Bertollo, Líder de Manufatura, Colaboradores dos
processos
DATA: 11/05/2017 REVISADO EM:
PROCESSO/ FUNÇÃO MODO DE FALHA POTENCIAL EFEITO POTENCIAL DA FALHA S E V E R ID A D E CAUSA PRINCIPAL DA FALHA O C O R R Ê N C IA CONTROLES ATUAIS DO PROCESSO D E T E C Ç Ã O R P N AÇÕES RECOMENDADAS RESPONSÁVEL E PRAZO
RESULTADO DAS AÇÕES
AÇÕES TOMADAS S E V E R ID A D E O C O R R Ê N C IA D E T E C Ç Ã O R P N Preparação Matéria Prima Diâmetro do fio de cobre fora do especificado. Impossibilita a montagem da bobina 5 Conferencia do material ineficiente. 2 Medição do diâmetro da bobina com paquímetro. 1 10 Colaborador deve realizar a conferencia do fio de cobre antes da montagem. - Líder de Produção - Colaborador (es) do processo envolvido. Excesso de espiras 5 4 Conferencia visual do número de espiras da bobina. 3 60 Engenharia deve colocar no projeto uma nota para verificação do diâmetro do fio de cobre. - Projetista Falta de espiras 5 4 3 60 Organizar o posto de armazenamento dos fios de cobre. - Almoxarifes Necessidade de refazer toda a bobina 5 3 Medição com paquímetro do diâmetro do fio de cobre. 2 30 Realizar revisão
semanal dos inventários. - Almoxarifes
Impossibilita a montagem da bobina 4 Falta de isolação 5 Inspeção Visual 4 80 Inserir no processo inspeções para evitar falhas no decorrer da fabricação da bobina. - Inspetor de Qualidade Excesso de isolação Continua...
...continuação ANÁLISE DO MODO E EFEITO DE FALHA
EQUIPE: Jair Bertollo, Líder de Manufatura, Colaboradores dos processos
DATA: 11/05/2017 REVISADO EM:
PROCESSO/ FUNÇÃO MODO DE FALHA POTENCIAL EFEITO POTENCIAL DA FALHA S E V E R ID A D E CAUSA PRINCIPAL DA FALHA O C O R R Ê N C IA CONTROLES ATUAIS DO PROCESSO D E T E C Ç Ã O R P N AÇÕES RECOMENDADAS RESPONSÁVEL E PRAZO
RESULTADO DAS AÇÕES
AÇÕES TOMADAS S E V E R ID A D E O C O R R Ê N C IA D E T E C Ç Ã O R P N Processo de fabricação da bobina Diâmetro da bobina fora do especificado. Queima da bobina 5 Produção de excesso ou falta de Espiras 4 Medição do diâmetro interno e externo da bobina com paquímetro. 5 100 Treinar colaborador para realizar a conferência dos materiais (molde e fio) antes de iniciar a bobinagem - Líder de produção; - Inspetor da qualidade; - Projetista Impossibilita a montagem da bobina 5 Falta de isolação 5 2 50 Inserir no processo inspeções para evitar falhas no decorrer da fabricação da bobina. - Líder de produção; - Inspetor de qualidade 5 Excesso de isolação 5 2 50 5 Erro de cabeceira no final da bobina. 5 3 75 Material chegou com defeito de preparação Fabricação da bobina maior 5 Isolação Maior 4 2 40 Desenvolver inspeção nos materiais chaves do processo, e criar procedimento para controle, Check-list, Instrução de trabalho. - Recebimento materiais; - Almoxarifes; - Preparador da linha de produção; Bobina menor 5 Isolação
Menor 4
