Confiabilidade Humana Aplicada ao Reparo de Equipamentos – Caso Bombas
Centrífugas
Autores: Celso Figueirôa (1), Cesar Figueiredo Pimentel (2)
Área: Manutenção Equipamentos, Confiabilidade, Falha Humana
Palavras-chaves: Tarefa, Manutenção, Procedimentos, Confiabilidade, Operação, Lubrificação
Resumo
A compreensão do assunto englobado pela expressão Confiabilidade Humana passa pela aceitação
da multidisciplinaridade envolvida e entendimento de que o sistema é desenvolvido, montado,
instalado, operado e mantido por humanos. Apesar de ter complexidade no seu tratamento, a
confiabilidade humana já é um conhecimento dominado, precisando apenas ser entendido pelas
empresas as formas de usá-lo. O Reparo de um equipamento passa por tarefas conhecidas quanto a
possíveis pontos de falha e oportunidades de melhoria do desempenho humano. A adequação do
humano a esta sequencia de tarefas determina a qualidade do reparo realizado. É no desenvolvimento
destas tarefas que podemos perceber fragilidades que induzem os executantes a cometerem erros.
Abre-se oportunidade para a análise de risco, mas principalmente para que se tomem ações de
redução e melhoria do desempenho. Neste trabalho é apresentado o resultado das conclusões de um
grupo de especialistas em manutenção da indústria de refino de Petróleo, o qual necessitou
desenvolver várias abordagens de análise para reduzir as quebras e aumentar a disponibilidade das
bombas, o seu equipamento mais numeroso. Na unidade em que foi aplicada a abordagem pela
confiabilidade humana as bombas chegaram a representar 15,51 % do total das perdas de
processamento nos últimos 4 anos e 60,05% no orçamento da gerência de Equipamentos Dinâmicos
do ano de 2008. Na primeira abordagem o fundamento teve como centro o equipamento, a bomba, e
dele partiram as interpretações dos processos e tarefas envolvidos. Este enfoque permitiu vislumbrar
os aspectos de Confiabilidade Humana em várias áreas distintas. Entre as saídas do trabalho que
foram transformadas em ações, o sucesso nos resultados das ações em Confiabilidade Humana já são
significativos e representam uma nova filosofia de reparar os equipamentos. A adoção de uma nova
metodologia de reparo destes equipamentos contribuiu para a redução das bombas críticas
indisponíveis de 19 (set/2008) para 8 (fev/2009); nas perdas de processamento , que caíram para
1,85% em 2009; na redução de 48% dos custos de manutenção associado ao reparo quando
comparado os meses de Janeiro/2009 e Janeiro/2008; num curso teórico de bombas, com o conteúdo
voltado para os conceitos utilizados nas tarefas, para executantes e assistência técnica; e num curso
prático de aperfeiçoamento e avaliação das habilidades envolvidas na execução do reparo. Ocorreu
um ganho significativo referente ao entendimento das tarefas humanas e seus pontos críticos, como a
sobrecarga mental nas atividades, pelos profissionais da engenharia de manutenção envolvidos, o que
permitiu a extensão para outras áreas da empresa.
(1) CAPACIT Assessoria e Consultoria (2) Petrobras – Refinaria Landulfo Alves
1. INTRODUÇÃO
O assunto Falha Humana, Erro Humano ou Confiabilidade Humana tem sua relevância reconhecida
em todos os segmentos industriais, seja pelo impacto dos acidentes, da qualidade do produto, nos
incidentes e na saúde do trabalhador ou nas pequenas perdas de produção que afetam o resultado da
empresa. Porém, apesar de muitos se manifestarem a respeito dos seus programas e ações para
melhoria da confiabilidade humana nas organizações industriais, muito pouco se realiza.
O contraditório desta situação é que já se conhece muito sobre o tema, e quase todas as áreas em que
se aplica já existem soluções implementadas com sucesso.
1
A compreensão do assunto englobado pela expressão Confiabilidade Humana passa pela aceitação da
multidisciplinaridade envolvida e entendimento de que o sistema é desenvolvido, montado, instalado,
operado e mantido por humanos. Apesar de existirem livros tentando demonstrar que os conceitos são
conciliáveis, o nosso ofício nos moldou a uma forma de pensar e de tratar de um assunto específico.
Este texto tem como objetivo fortalecer as possibilidades de ganhos do uso do conhecimento
desenvolvido sobre o assunto quando aplicado a atividade de manutenção no reparo de equipamentos
industriais, com tarefas conhecidas, apresentando os resultados e as etapas desenvolvidas em um
estudo de caso.
2. A FORMAÇÃO DAS SITUAÇÕES PROPENSAS A ERROS
A combinação que leva que leva a falhas ou a desempenhos positivos deve ser sempre interpretada
pelo tripé Homem x Organização x Tecnologia. Em torno destes fatores aparecem os aspectos
externos sócio-econômico-culturais.
Figura 1 – formação e manifestação das falhas humanas em Organizações [1]
O grupo de equipamentos pode ser o mesmo, porém se usado em processo distintos com soluções de
projeto diferentes e produtos diferentes criam uma relação com humano diferente. A forma como a
organização distribui as suas atividades e como ela interpreta a importância de cada função e suas
atividades correlatas tem um poder de influência significativa sobre os procedimentos desenhados.
Porém muitas das situações criadas dentro das organizações e na presença de tecnologias já conhecidas
se repetem, permitindo que possamos ir direto ao ponto acelerando o processo de solução para
aumento da Confiabilidade do Sistema através do aumento do desempenho humano no sistema.
3. FALHA HUMANA EM MANUTENÇÃO
O Primeiro segmento a tratar o assunto falha humana de maneira cientifica foi a indústria nuclear.
Como a operação representava uma quantidade maior de falhas humanas, um enfoque grande foi dado
a esta área [1].
O Transporte Aéreo aparece logo em seguida no estudo sobre o assunto. Em uma análise no fim da
década de 90 verificou-se que a relação acidentes com perdas totais/ decolagens se mantinha constante
há quase uma década. Com o constante aumento do tráfego aéreo se esta relação se mantivesse
2
constante o aumento de fatalidades seria muito grande. Como as ações sobre as falhas de tripulações
já haviam avançado muito, buscou-se outras fontes de risco [2]. Neste ponto ficou evidente a falhas de
manutenção. A análise do Acidente na Aloha Airlines no Havaí 1989 foi um marco para o governo
americano estabelecer novas políticas para o estudo da falha humana na manutenção de aeronaves.
Foram elas:
−
−
−
−
−
−
Identificar os eventos mais comuns e suas causas criando bancos de dados
Melhoria da Qualidade dos procedimentos escritos – adequação ao usuário
Avaliações sobre as necessidades para formação de mecânicos e inspetores
Avaliação do ambiente de trabalho – cultura de segurança
Desenvolvimento de interfaces homem-máquina de auxílio à manutenção.
Desenvolvimento do MRM – Gerenciamento dos Recursos de Manutenção
4. CARACTERÍSTICAS DAS TAREFAS DE MANUTENÇÃO
Como dito anteriormente, as abordagens para reduzir falhas e aumentar o desempenho humano devem
ser diferentes para cada função/ tarefa, e assim será com as atividades de manutenção.
Tarefas Originais de
Manutenção
Inspeção
Serviço
Preservação da condição
nominal da aplicação
Avaliação e estimativa
da condição atual
técnica dos sistemas
da aplicação técnica
Recondicionamento
Restauração da condição
nominal da aplicação
Técnica de um sistema
do sistema
-> limpeza
-> lubrificação
-> reajuste
-> suprimento
-> preservação
-> Avaliação da condição atual
-> Analisando Informações
-> Estimativa da condição atual
-> Início da Medidas
-> reparando
-> Recondicionamento
-> Substituição por
Recondicionamento
-> Substituição
Figura 2. Tarefas Típicas de Manutenção em equipamentos
Podemos ver na tabela acima as tarefas típicas da manutenção de equipamentos independentemente do
segmento a qual se referem estes equipamentos.
O Reparo de um equipamento passa por tarefas conhecidas quanto a possíveis pontos de falha e
oportunidades de melhoria do desempenho humano. Em um reparo de um equipamento, independente
de ser uma ação preventiva ou corretiva, temos a sequencia abaixo:
3
Remoção – desmontagem – diagnóstico – inspeção – medição – reparos – inspeção –
montagem – instalação – teste
A adequação do humano a esta sequencia de tarefas determina a qualidade do reparo realizado. É no
desenvolvimento destas tarefas que podemos perceber fragilidades que induzem os executantes a
cometerem erros.
Sabemos por referência a várias pesquisas [2] [3] em áreas distintas que a montagem e a instalação
são os momentos mais críticos, e parece ser o natural já que após estas etapas só serão percebidas as
falhas no teste de aceitação que nem sempre consegue ser suficiente para cobrir todas as situações. O
que passou desapercebido nestas etapas terá custos significativos, mesmo que sejam percebidos no
teste de aceitação.
Abre-se oportunidade para a análise de risco, mas principalmente para que se tomem ações de redução
e melhoria do desempenho, nos pontos críticos conhecidos.
5. SOLUÇÕES PARA AUMENTAR A CONFIABILIDADE HUMANA
Além das linhas de ação desenvolvidas na aviação citadas anteriormente, no segmento de petróleo
existe a referência da API 770 (versão Fev 2001) [4], e da combinação delas e de ações que são
reconhecidas como capazes de gerar bons resultados, pode-se resumir em uma sequencia de Ações a
serem tomadas:
• ANÁLISE DA TAREFA
• MELHORIA PROCEDIMENTOS
• SINALIZAÇÃO
• AUDITORIA SITUAÇÕES PROPENSAS A ERROS
• PROJETO CONSIDERANDO O HUMANO
• MELHORIA DA EQUIPE
Em comum o redesenho de procedimentos adequado aos usuários é percebido nas duas análises como
importante fator no desempenho de tarefas na manutenção de equipamentos.
5.1 Análise da Tarefa – “A Realidade da Tarefa”
Antes de estabelecermos padrões para uso na manutenção adequados ao humano, precisamos entender
como a atividade realmente ocorre. A Tarefa é momento em que se encontram os Sistemas Técnicos
com o Humano e a Organização. A associação destes sistemas é dinâmica, cada um influencia e é
influenciado pelo outro. São influenciados pela cultura, sistema sócio-econômico em que se insere e
pelas suas histórias.
Durante a Análise de Tarefa perceberemos a necessidade de mudar o processo para adequar ao
desempenho humano, se buscamos o aumento da confiabilidade humana.
5.2 Desenvolvendo Procedimentos
4
Após conhecer a tarefa e estabelecer os seus referenciais de risco, desenvolvem-se processos
adequados ao executante da tarefa real.
5.2.1 Procedimento Centrado no Humano - Princípios de Falha Humana e Usabilidade no
Projeto
Os autores que tratam o assunto projeto [5] [6] [7] [8] [9] [10] considerando a relação com o humano e
como reduzir falhas nesta interface identificam as suas idéias com nomes distintos, porém têm em
comum as sete linhas de orientação apresentadas abaixo.
1. Simplifique a Tarefa - Ex.: Troca de Óleo do Motor do Carro – é fácil para um mecânico, mas
complexo para um motorista iniciante;
2. Use Contexto para Conduzir Execução da tarefa – Ex. Suportes de equipamentos se bem
projetados induzem a montar sempre de uma única maneira.
3. Considere Sempre o Erro Humano – O Homem é um ser racional, mas com grande
Criatividade – soluções de Cobertura de outros profissionais
4. Use Restrições para Montagem/conexão – Ex.: o Lego é complexo, mas bem projetado;
5. Torne Visível – Feedback Adequado – Ex.: Alarmes;
6. Torne Recuperável o Erro – Ex.: Crie um teste de aceitação antes de liberar o equipamento
para operar.
O projeto define a forma de executar uma tarefa, então os mesmos princípios devem ser usados
quando analisamos as tarefas de manutenção. Caso o projeto não esteja adequado à tarefa do humano
qualificado para ela, o projeto deve ser modificado. Caso não seja possível a modificação, o que é a
situação mais comum na indústria, precisaremos criar um ambiente para tarefa que será a organização
que irá suprir as demandas necessárias, usando os mesmo critérios.
5.2.2 Melhoria dos Procedimentos Escritos
É uma característica da tarefa de manutenção a possibilidade de usar um procedimento escrito
enquanto da sua execução. [9]
Em seu trabalho sobre procedimentos escritos em ambientes de alto risco, Embrey [12] aborda um
aspecto que trata sobre a dificuldade nos métodos de traduzir a realidade da tarefa, que ele conclui ser
a razão pela qual os procedimentos escritos não são usados.
Para tratar o problema sobre qual o tipo e formato de documento escrito o executante da tarefa deve
usar, D. Embrey (2000) propõe um método, chamado de CARMAN (Consensus based Approach to
Risk Management), levando as práticas de trabalho, as tarefas reais, como base para alimentar o
gerenciamento dos riscos. Os grupos de trabalho buscam escrever um procedimento com as melhores
práticas, trazendo a experiência do campo para análise e desenvolvimento de procedimentos da tarefa.
Os padrões de trabalho ou instruções devem seguir regras gerais de auxiliar o executante, conforme
check-list existentes nos diversos livros Confiabilidade Humana [11], Manutenabilidade [2][13] e
Ergonomia [14]. Desenvolva padrões de trabalho que sirvam de auxílio ao executante e não para
atender ao sistema de controle ou arquivamento da empresa.
5
6.
APLICAÇÃO DOS CONCEITOS DE CONFIABILIDADE HUMANA NA
MANUTENÇÃO NA INDÚSTRIA
Como estudo de caso neste trabalho é apresentado o resultado das conclusões de um grupo de
especialistas em manutenção da indústria de refino de Petróleo, o qual necessitou desenvolver várias
abordagens de análise para reduzir as quebras e aumentar a disponibilidade das bombas, o seu
equipamento mais numeroso.
Entre as saídas do trabalho que foram transformadas em ações, o sucesso nos resultados em
Confiabilidade Humana já são significativos e representam uma nova filosofia de reparar os
equipamentos nesta planta.
6.1 O Desenvolvimento do Modelo
Na primeira abordagem o fundamento teve como centro o equipamento, a bomba, e dele partiram as
interpretações dos processos e tarefas envolvidos. Este enfoque permitiu vislumbrar os aspectos de
Confiabilidade Humana em várias áreas distintas, e demandou uma abordagem específica. Com a nova
abordagem percebeu-se que o centro dos questionamentos era falha, não o equipamento, e na
perspectiva de se identificar quais os fatores, técnicos e humanos, que possuem influência na
recorrência de falhas das bombas centrifugas, explicitado na figura 3.
Figura 3 – Modelo abordagem Interação das Falhas
6
Pode-se perceber que os fatores identificados no lado direito abordam os aspectos da interação
homem-máquina da operação e da manutenção do equipamento. Aspectos como competência,
procedimentos e ferramentas que garantem a qualidade da interação homem-máquina foram alvo de
avaliação do grupo. No outro extremo da figura estão explicitados os fatores que definem a qualidade
do ambiente em que a operação e manutenção destes equipamentos são realizadas, isto é, determinam
o quão este ambiente é propicio ou não a introdução de erros pelos atores.
Algumas ações que já haviam sido tratadas:
Projeto. Nesta dimensão foi identificado os projetos dos equipamentos e sistemas com grande
potencial de induzir os oficiais de manutenção ao erro. As atividades abaixo explicitam a análise,
porém devido à necessidade de investimentos as soluções são de médio e longo prazo.
• Selos mecânicos tipo componente. Este tipo de selo exige do mecânico a realização de uma
quantidade excessiva de medidas para que seja montado corretamente, ambiente suscetível a
erros na seqüência de montagem dos componentes do selo e na medição dos espaços entre
estes. A opção foi adotar um programa de modernização de selagem com selos tipo cartucho
em que a montagem ocorre independente do equipamento propiciando testes de aceitação.
• Requalificação de estoque. Foi desenvolvido um programa de requalificação de 6000
sobressalentes com os principais fabricantes de bombas e acionadores. Esta ação visa
disponibilizar sobressalentes originais minimizando a carga de análise e correção de itens a
serem substituídos durante o reparo.
Entre as orientações algumas coincidiram com as linhas de ação de correção propostas pelo governo
Americano. Este fato reforçou a adoção da confiabilidade humana principalmente nos seguintes temas:
•
Redesenho dos procedimentos;
•
Identificação das necessidades da formação dos mecânicos;
•
Redefinição dos papeis dos executantes e técnicos de manutenção.
6.2. Metodologia
Visando abordar os três temas acima identificados adotou-se um estudo completo da tarefa, reparo de
bombas, colocando no centro o executante. Para tanto foram adotadas as seguintes técnicas:
•
Análise de Tarefa (“Task Analisys”) com foco na identificação dos requisitos necessários a
bom desempenho da tarefa pelo executante;
•
CARMAN (Consensus based Approach to Risk Management) com foco no desenvolvimento
de procedimentos compatíveis com os executantes. [11]
6.3 A realidade da Tarefa
Um dos primeiros diferenciais foi a avaliação, presencial e por entrevista, das tarefas desenvolvidas
pelos mecânicos nas unidades e nas oficinas. Nesta avaliação foi possível identificar as condições de
realização das tarefas, os instrumentos e os procedimentos, como também os conhecimentos e as
habilidades necessárias.
Já nesta avaliação foi possível identificar uma incompatibilidade entre o nível de precisão das
medidas, centésimo de milímetro, com as posições de medição, principalmente as executadas no
campo.
7
Outro ganho desta etapa foi o aumento significativo da relação de confiança entre os executantes e
supervisores com o GT, já que o tratamento do assunto estava se dando no nível e com os atores que
efetivamente participam do processo.
Os aspectos observados nesta etapa forem:
• Análise baseada na MEDIÇÃO - 83 PONTOS de Medição
• Uso de vários TIPOS de Instrumentos, com escalas diferentes;
• Métodos de Medição inadequados para garantir Repetitibilidade e Exatidão;
• Erros evidentes de uso do instrumento de medida;
• Registro das medidas muitas vezes feito posteriormente;
• Muitas dúvidas entre executantes do local exato de medição.
6.4 O mapeamento das tarefas e seus requisitos
A aplicação da análise de tarefa, “Task Analisys”, permitiu uma avaliação profunda dos requisitos
necessários para a realização da tarefa com qualidade. O reparo de uma bomba centrífuga pode ser
resumido nos passos descritos na Figura 4.
Durante as discussões, nas primeiras reuniões e entrevistas ficou claro que a Cultura de trabalho nesta
indústria tinha um foco no DIAGNÓSTICO e REPARO. A preocupação era garantir que não
houvessem erros durante a montagem, fazendo com que se perdesse tempo nesta etapa. Isto era devido
a toda a tramitação burocrática para compra de materiais e pagamento de serviços a contratada.
O tempo e a energia envolvidas nestas etapas colocava menos foco em etapas onde geralmente
aparecem falhas humanas, MONTAGEM e INSTALAÇÃO.
REMOÇÃO
DESMONTAGEM
Equipamento na
Oficina
DIAGNÓSTICO
REPARO
MONTAGEM
Processual com
Contratada consumindo
energia
INSTALAÇÃO
TESTE
Etapas reconhecidas
Maior Índice de Falhas
Humanas
Figura 4. Principais passos para reparo de uma bomba centrífuga.
6.5 Soluções
Um novo modelo de trabalho com enfoque para as etapas de maior possibilidade de falhas foi
proposto, associado a um novo formato de documento de registro e auxílio à memória para uso do
executante. O quadro de medidas a serem realizadas no processo de diagnóstico foi reduzido
drasticamente.
8
A forma de comunicar as demandas para o reparo também evoluíram, passando a equipe de assistência
técnica a ter uma nova postura de participação e a equipe de Preditiva a detalhar mais os elementos
que devem ser verificados ou substituídos. É importante ressaltar que os recursos tecnológicos já
existiam, e de última geração tanto para acompanhamento preditivo como lubrificação e softwares,
mas as práticas não conseguiam ser estabelecidas.
Também se transformou em um curso teórico de bombas, com o conteúdo voltado para os conceitos
utilizados nas tarefas, para executantes e assistência técnica; e num curso prático de aperfeiçoamento e
avaliação das habilidades envolvidas na execução do reparo.
Ocorreu um ganho significativo referente ao entendimento das tarefas humanas e seus pontos críticos,
como a sobrecarga mental nas atividades, pelos profissionais da engenharia de manutenção
envolvidos, o que permitiu a extensão do programa para outras áreas da empresa, como lubrificação e
operação, e para outros equipamentos.
6.6 Resultados
Na unidade em que foi aplicada a abordagem pela confiabilidade humana as bombas chegaram a
representar 15,51 % do total das perdas de processamento nos últimos 4 anos e 60,05% no orçamento
da gerência de Equipamentos Dinâmicos do ano de 2008. A adoção de uma nova metodologia de
reparo destes equipamentos contribuiu para a redução das bombas críticas indisponíveis de 19
(set/2008) para 8 (fev/2009); nas perdas de processamento , que caíram para 1,85% em 2009; na
redução de 48% dos custos de manutenção associado ao reparo quando comparado os meses de
Janeiro/2009 e Janeiro/2008.
• Tempo Médio Para Reparo (TMPR). Redução do TMPR devido a minimização dos escopos de
serviços e racionalização das tarefas de medição. O gráfico 1 representa a media mensal e acumulado
de 12 meses.
Gráfico 1. TMPR após aplicação da nova metodologia.
9
• Consumo de mancais. A precisão da definição do escopo de serviço permitiu intervenções
recuperando apenas as regiões que realmente deixaram de desempenhar suas funções. Com isso a
abertura completa do equipamento deixou de ser um padrão de serviço. No gráfico 2 é representado o
consumo médio mensal e acumulado de 12 meses de mancais por intervenção.
Gráfico 2. Consumo de mancais por intervenção após aplicação da metodologia.
• Perdas de Processamento. Tomando como referência o ano de 2005, o gráfico 4 representa a
evolução em percentuais das perdas nos anos de 2006 a 2008 e a projeção de 2009. Os valores de
projeção de 2009 demonstram que o nível atual de perda é o melhor dos últimos 4 anos.
Perdas de Processamento devido a Bombas
Referência Ano de 2006
200%
180%
160%
140%
120%
100%
80%
60%
40%
20%
0%
BBA/Acumulado
2.005
2.006
2.007
2.008
2.009
100%
124%
187%
151%
29%
Gráfico 3. Perdas de processamento devido a indisponibilidade de bombas centrifugas.
10
• Custo de Intervenção. A racionalização do escopo de serviço, associado com outras ações de
correção, reduziu do consumo de sobressalentes com impacto direto nos custos de manutenção. Como
base o ano de 2007, o gráfico 5 representa a evolução da média mensal do custo de manutenção.
Média Mensal de Custo de Manutenção de Bombas
Referência Ano 2007
140,00%
120,00%
100,00%
80,00%
60,00%
40,00%
20,00%
0,00%
Média Mensal
2007
2008
2009
100,00%
122,09%
78,56%
Gráfico 4. Custo Mensal de Intervenção
7. CONCLUSÕES
Muito se fala sobre o assunto Confiabilidade Humana, mas no mercado nacional as aplicações na
manutenção de equipamentos não são muito conhecidas. A compreensão de que o domínio deste
conhecimento e de suas metodologias de implantação pode melhorar o desempenho dos equipamentos
traz uma nova dimensão às análises das tarefas de manutenção.
Nesta nova abordagem, onde sai do centro o equipamento e entra a falha, a perspectiva de envolver os
fatores técnicos, humanos e organizacionais demonstrou identificar os caminhos das ações nos
sistemas industriais complexos atuais.
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12