MELHORIA NA GESTÃO DA MANUTENÇÃO ELÉTRICA ATRAVÉS DA ANÁLISE,
DESENVOLVIMENTO E IMPLANTAÇÃO DE CONTROLE DE VARIÁVEIS CRITICAS
(Autor ) Roberto R. Sinohara. S. Sousa1
(Orientador) Prof. Doutor Luiz Octávio Mattos dos Reis2
Resumo
Este artigo apresenta o estudo de caso do sistema de gestão da manutenção aplicada
à uma empresa do ramo de bebidas de funcionamento ininterrupto, e propõe melhorias.
O sistema de gestão da manutenção aplicado nesta empresa é condizente com o que
sugere a literatura e apresenta resultados satisfatórios em vários setores. No entanto,
pode-se constatar algumas dificuldades e fatores negativos na gestão do sistema
elétrico da empresa que funciona em três turnos continuos; sem haver disponibilidade
para paradas de manutenção. As limitações impostas ao sistema de gestão da
manutenção limitam suas ações que implicariam em um nivel de indisponibilidade, por
energia elétrica.
O objetivo principal deste trabalho é apresentar a proposta, o desenvolvimento e a
implantação de uma nova ferramenta integrada ao sistema de gestão da empresa.
Esta nova ferramenta incorpora o monitoramento de variáveis criticas atribuídas ao
setor elétrico e foi inserida na rotina do chão de fabrica. A implantação desta nova
ferramenta foi realizada com sucesso. E assim por meio desta, pretende-se atingir
níveis futuros de indisponibilidade aceitáveis que garantam um aumento considerável
na eficiência produtiva da empresa.
Palavras-chave: Monitoramento de variáveis criticas; Gestão da manutenção;
manutenção do sistema elétrico; Ferramentas de gestão.
Abstract
This paper presents a case study of the maintenance management system applied to a
branch company of beverages that works seamlessly and proposes improvements.
The maintenance management system applied in this company is consistent with what
the literature suggests and provides satisfactory results in various sectors. However, we
can notice some difficulties and negative factors in the management of the electrical
system of the company that operates three shifts continuous, with no availability for
maintenance shutdowns. The limitations imposed on the maintenance management
system limit its action capability and implies a level of unavailability, for electricity,
inadequate.
The main objective of this paper is to present the proposition, the development and
implementation of a new tool integrated to the management system of the company.
1
2
Eng. Roberto Rennó Sinohara da Silva Sousa - UNITAU
Prof. Dr. Luiz Octávio Mattos dos Reis - UNITAU
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This new tool performs the monitoring of critical variables in the electricity sector and
has been incorporated into the operational level routine. The implementation of this new
tool was successfully performed and through this, it is intended to achieve future levels
of acceptable downtime and ensure a considerable increase in the productive efficiency
of the company.
Key Words: Critical variables tracking; Maintenance management, maintenance of the
electrical system; management tools.
1 INTRODUÇÃO
A competitividade industrial da atualidade é, sem duvida, um grande desafio que obriga
as indústrias dos mais variados ramos e portes a se modernizarem e a se inserirem no
modelo de produção global. Este modelo requer que os processos produtivos atinjam
altissimos níveis de eficiência. Neste contexto, fica evidente a necessidade da busca
pela produção continua e ininterrupta para que as linhas e produção consigam atingir a
eficiência requerida pela competitividade industrial contemporanea. Assim, a
indisponibilidade de qualquer utilidade dentro de uma indústria impacta negativamente
e significativamente nos seus resultados. A indisponibilidade de energia elétrica,
enquanto componente significativo da indisponibilidade por utilidades, é portanto um
elemento que influencia diretamente na eficiência da industria como um todo e
portanto, na industria do ramo de bebidas da qual tratamos neste trabalho. Embora o
sistema de gestão utilizado nesta empresa e suas ferramentas sejam bastante
reconhecidos e eficientes, os indices de indisponibilidades nos indicam que ainda
temos lacunas a serem preenchidas para a melhoria dos resultados e da
competitividade da empresa.
Na tentativa de solucionar o problema, ou ao menos minimizá-lo através de estudo
detalhado, observou-se que o indice de indisponibilidade por energia elétrica só pode
ser reduzido após o entendimento da(s) causa(s) fundamental(ais) dos problemas que
geram a indisponibilidade. Frente a valores elevados deste indice e ao
desconhecimento dos agentes causadores da indisponibilidade, faz-se necessário o
desenvolvimento de uma ferramenta que viabilize o diagnóstico de suas causas
fundamentais.
Assim, a partir da análise do modelo teórico e do modelo implantado verificou-se a
necessidade do monitoramento de variaveis, consideradas criticas para o sistema
elétrico, através do sistema de informação da empresa (MES – Manufacturing
Execution System) visando a tomada de decisões.
Neste trabalho, buscou-se definir quais eram estas variáveis e implementá-las, através
da ferramenta de controle e do sistema de informação. Para tanto, foram ainda
implantados novos procedimentos operacionais para medição destas grandezas.
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A ferramenta foi impantada com sucesso e, no futuro, os resultados serão monitorados
e mensurados.
2 MÉTODO
O trabalho de pesquisa foi motivado pela observação e diagnóstico dos indices
alarmantes de indisponibilidades apresentados. Em função desta observação, foi
realizada uma pesquisa bibliográfica sobre os conceitos de gestão da manutenção dos
sistemas de distribuição de energia elétrica.
Os conceitos verficados na bibliografia serviram de base para a implementação das
ferramentas descritas neste trabalho.
Este artigo apresenta uma pesquisa quantitativa aplicada, de estudo de caso, de
carater longitudinal e experimental.
3 O MODELO DE GESTÃO DA MANUTENÇÃO - TEÓRICO
A produtividade é um conceito muito difundido para medir a eficiência de uma empresa.
Ela pode ser descrita como taxa de valor agregado e pode ser calculada como o
quociente do valor produzido pela empresa pelo valor consumido (Falconi, Vicente,
2004). Ainda segundo Falconi, a melhoria da produtividade, desconsiderando as
influencias externas, só pode ser obtida pela melhoria dos equipamentos e materiais ou
pelo aporte de conhecimento ao processo (Falconi, Vicente, 2004).
A melhoria dos materiais pode ser obtida através da manutenção uma vez que a
manutenção está se adaptando para aumentar a disponibilidade dos equipamentos.
(MOUBRAY, J, 1997). Para que se possa fazer um bom planejamento e controle da
manutenção, é necessário que se sabia quais são os equipamentos a serem mantidos
(Branco Filho, Gil, 2008).
A indisponibilidade está diretamente relacionada às falhas em equipamentos. É
necessário se conhecer minuciosamente todo o sistema para que se possa prevenir as
falhas ou, em ultimo caso, reduzir ao maximo sua duração (da Costa Barbosa,
Alessandra, 2009).
As falhas são decorrentes do desgaste natural ou forçado de um sistema. Sendo
assim, no mínimo, qualquer sistema organizado, exposto à ação do tempo, irá se
deteriorar. O objetivo da manutenção é assegurar que esta deterioração não ultrapasse
o limite no qual o ativo deixa de desempenhar satisfatóriamente. (Norma SAE JA,
2012)
Assim, faz-se necessário identificar quais são os tipos de falhas e quantas vezes
acontecem para que se possa selecionar aquelas cujo impacto for mais representativo,
extratificá-las e minimizar os riscos de falha. Esta abordagem, conhecida por método
de análise de Pareto, nos permite resolver um problema grande através de um numero
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maior de problemas menores e ainda enfocar a solução nos pontos chaves que
solucionam a maior parte do problema com esforço e custo reduzidos ao minimo. Este
procedimento de seleção de pontos chaves se baseia no principio de Pareto e prioriza
os itens do problema quantitativamente. (Falconi, Vicente, 2004).
O controle estatístico de processo é uma ferramenta muito difundida na indústria por
apresentar resultados satisfatórios na análise de indices de processos. Através do
tratamento estatístico de dados históricos é possível se determinar a probabilidade de
ocorrência de falhas. Assim, se torna viável um melhor controle de estoque, registrar as
trocas de peças e estabelecer um plano de manutenção. (Ozório P., Érica C.; Hermann
erdmann, Rolf, 1998)
Desta forma, uma vez que se conhece minuciosamente o sistema, aplicando o controle
estatístico sobre as variáveis corretas, é possível reduzir o custo da manutenção,
reduzir a indisponibilidade e melhorar a eficiência produtiva do sistema. Este
conhecimento sobre o qual se poderá aplicar o controle estatistico de processo será
obtido à partir de um histórico das variáveis criticas coletado através da ferramenta
descrita neste trabalho.
4 DESCRIÇÃO DO MODELO DE GESTÃO DA MANUTENÇÃO APLICADO NA
EMPRESA
A seguir, será descrito o modelo de gestão da manutenção da empresa como um todo
e, posteriormente, como este modelo está aplicado para o sistema elétrico.
4.1 Visão geral
O modelo de gestão aplicado atualmente na empresa utiliza-se de tagueamento para
mapear os equipamentos disponíveis. O sistema de tagueamento, registrado através
da ferramenta SAP (SAP – Systems Applications and products in data Processing),
está dividido em quatro níveis. Os planos de manutenção são estabelecidos através da
ferramenta SAP e devem ser aplicados por cada unidade fabril aos locais de instalação
condizentes com o plano. A ferramenta SAP sinaliza ao PCM (PCM – Planejamento e
controle da manutenção) as ordens de manutenção sugeridas pelo plano de
manutenção. O PCM, por sua vez, atribui as ordens de acordo com a disponibilidade
de HH (HH – Homem Hora), libera as ordens de serviço para a realização e as entrega
ao operador ou técnico que irá executar a ordem. As ordens de serviço já contêm o
procedimento de manutenção, bem como o material que deverá ser utilizado nesta
manutenção. Qualquer desvio do procedimento ou alteração no material deve ser
registrada na ordem de manutenção. Outra ferramenta de manutenção disponível é a
manutenção autonoma, executada periódicamente pelo operador de cada maquina.
O tipo de manutenção que será realizado em cada equipamento depende da criticidade
de cada equipamento. Os equipamentos são classificados em criticos A, B ou C.
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As inspeções preditivas, analise de vibração, termografia, ferrografia e ultrassom, são
realizadas por empresa terceira. Os levantamentos das inspeções preditivas são
tratados internamente.
4.2 Aplicação deste modelo de gestão no setor elétrico
Apesar de o mesmo modelo ser aplicado ao setor elétrico, devido à características
intrinsecas da empresa e do setor elétrico, surgem algumas dificuldades adicionais
pois, não funcionam como os sistemas de produção continua tradicionais. Uma delas
advém do fato de o sistema elétrico não ser continuamente operado e, portanto, as
subestações permanecem, na maior parte do tempo, trancadas e sem supervisão
humana. Outro agente complicador reside na escassez de oportunidades de
desligamento para que sejam realizadas manutenções preventivas, preditivas e
corretivas. Além destes dois fatores principais, podemos realçar alguns outros, como a
dificuldade de acesso, devido à necessidade de abertura de PTR (PTR – Permissão de
trabalho de risco), a priorização de atendimento técnico ao processo, por impactar
diretamente nos resultados da empresa e ainda a necessidade de investimentos
maiores para a realização de manutenções corretivas.
Por estes motivos, percebemos que ferramentas como o sistema de identificação, por
exemplo, não estão totalmente funcionais. Os registros dos equipamentos encontramse incompletos e desatualizados. As inspeções preditivas são realizadas apenas
parcialmente e nem sempre as anomalias detectadas são tratadas. As manutenções
preventivas do setor elétrico por vezes deixam de ser executadas por falta de paradas
fabris para a sua realização. Algumas manutenções corretivas deixam de ser
realizadas por questão de priorização de investimentos. E, principalmente, não há
registro de informações a respeito do estado dos equipamentos instalados.
5 ANÁLISE DOS PROBLEMAS IDENTIFICADOS
Dentre as falhas identificadas, a não execução das pendencias apontadas pelos
relatórios das inspeções preditivas requer ações gerenciais no curto prazo. Estas ações
são simples e não requerem, de modo geral, grandes investimentos.
A falha nos registros dos equipamentos, assim como a não execução das pendências
dos relatórios das inspeções preditivas, pode ter tratamento gerencial e sua correção
depende mais de ferramentas de acompanhamento de execução de rotina do que de
conhecimento técnico. No entanto, a ferramenta proposta para resolver o problema do
monitoramento do estado dos equipamentos é capaz de executar simultaneamente o
papel de ferramenta de acompanhamento da rotina de atualização dos registros de
equipamentos. E por isso, resolvemos aproveitá-la também neste sentido.
A falta de informação a respeito do estado dos equipamentos é um problema um pouco
mais complexo de ser tratado por três motivos principais, que são: O estado dos
equipamentos varia continuamente ao longo do tempo; O numero de equipamentos
que a empresa possui em todas as suas unidades fabris é muito grande e; A
determinação de qual é o estado atual do equipamento é qualitativa e se faz necessário
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o estabelecimento de parâmetros a fim de que se definam quais equipamentos estão
em condições de operação e quais não estão.
6 FERRAMENTA DE MONITORAMENTO DE VARIÁVEIS CRITICAS
6.1 A ferramenta
Neste capitulo vamos propor a ferramenta que viabilizará a eliminação das duas falhas
descritas anteriormente, a saber: Falha no registro dos equipamentos do setor elétrico
e falta de informações a respeito das condições de operação de cada equipamento
neste sistema.
A ferramenta da qual estamos falando é uma ferramenta que se propõe a monitorar
algumas variáveis, ditas criticas. Este controle será realizado através do sistema MES,
no qual, as medições das variáveis criticas deverão ser inseridas para registro histórico
da variavel com uma periodicidade pré-determinada.
O sistema elétrico das plantas da referida empresa, é composto por uma subestação
de entrada por unidade fabril, alimentada pela concessionária local e por diversas
subestações secundárias. Dentre os equipamentos que compõe a subestação, foram
destacados os que apresentavam maior criticidade, seja confiabilidade do tipo do
equipamento, seja pelo impacto que a falha deste equipamento possa vir a causar em
caso de falha.
As variáveis criticas foram definidas por uma equipe de especialistas experientes e são
focadas nestes equipamentos considerados equipamentos chave para a confiabilidade
do sistema elétrico.
O funcionamento da ferramenta proposta é relativamente simples. Foi estabelecida
uma tabela com 13 itens. Cada item possui um código, o que deve ser medido, a faixa
de valores que é aceitável, como a grandeza deve ser medida e a frequencia de
medição. Os técnicos de cada unidade fabril deverão enviar uma planilha preenchida
com todas as características de cada equipamento que possua variáveis criticas para
que sejam atribuídos os respectivos campos para digitação no MES. Após efetuarem
os cadastros de cada equipamento, os eletricistas de cada unidade fabril deverão medir
e informar, de acordo com a periodicidade estabelecida, os valores de cada variável
critica. Assim, com o apoio do MES, teremos o registro histórico destas 13 variaveis
criticas ao longo do tempo. As periodicidades variam entre diário, semanal, mensal e
bimestral. Estes 13 itens ainda foram divididos em 3 grupos, Itens de controle, Itens de
controle liberatório e parametros de verificação. Na planilha, a relação entre estes itens
fica bem clara. Sendo que Itens de controle e Itens de controle liberatório diferem
apenas por os itens de controle liberatorio, caso saiam dos valores considerados
toleráveis, implicam em multa. Ambos são itens de controle, pois influem na qualidade
do produto (neste caso do produto interno energia elétrica entregue aos consumidores
internos). Os parametros de controle, por sua vez, são parametros que não afetam
diretamente a qualidade do produto, mas que no caso foram os limites estabelecidos, e
influenciam negativamente os itens de controle. Contudo, nem todos os Parametros de
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controle estão associados a um item de controle. O numero de variáveis que incluimos
na ferramenta foi também restrito pela disponibilidade dos eletricistas da fabrica e pelas
limitações intrinsecas às medições. Como exemplo, inserir a medição de temperatura
dentro de um cubiculo blindado, não seria viável, pois esta medição iria requerer o
desligamento do cubiculo o que, na maioria das vezes, é impossível. A frequencia de
medição das variáveis também teve de ser limitada devido a uma característica da
empresa. A rotina de trabalho dos eletricistas e o QLP (quador liquido de pessoal) são
reduzidos.
6.2 As variáveis criticas
Como mencionado anteriormente, foram definidas, por uma equipe de especialista em
elétrica, 13 variáveis criticas. A seguir, elas estão relacionadas especificando a razão
pela qual foi inclusa e a periodicidade com a qual deverá ser medida.
6.2.1 Fator de potencia controlado na subestação de entrada
Esta variável foi inclusa como um ICL (Item de controle liberatório), pois caso seu valor
esteja fora dos parametros estabelecidos, a concessionária irá multar a empresa por
excesso de consumo de energia reativa. A medição desta variável deverá ser realizada
diariamente. Existem registros de violação deste parametro e multa por parte da
concessionária de energia devido a estas violações.
6.2.2 Fator de potencia controlado em cada uma das subestações secundárias
Está variável foi inclusa, como um IC (Item de controle) para que se possa prevenir que
o fator de potencia na subestação de entrada (composição de todos estes fatores de
potencia) ultrapasse os seus valores limites. Além do mais, o controle do fator de
potencia nas subestações secundárias permite detectar excessos de cargas, falhas na
distribuição de cargas e problemas localizados em banco de capacitores. Como todos
estes fatores não se alteram abruptamente, a frequencia de medição desta grandeza é
semanal.
6.2.3 Variação das correntes entre as fases nos bancos de capacitores
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Este PC (Parametro de Controle) está associado ao IC e ICL citados anteriormentes
referentes a fator de potencia. O Banco de capacitores é o principal equipamento para
controlar o fator de potencia da planta. A variação das correntes entre as fases dos
bancos de capacitores é um indicativo de que o banco está com pelo menos uma
célula capacitiva em falha, o que prejudica o seu rendimento e indica que em breve
poderá vir a falhar por completo.
6.2.4 Demanda de energia elétrica na subestação de entrada
Assim como o fator de potencia controlado na subestação de entrada, este item é
fundamental e é um ICL, pois o não cumprimento dos limites estabelecidos para esta
variável implica em multa por parte da concessionária. A frequencia de medição desta
variável é diária. Novamente, existem registros que comprovam a ultrapassagem da
demanda contratada implicando em ônus extras.
6.2.5 Controlador de demanda funcionando e desligando cargas
Este PC está associado ao ICL demanda de energia elétrica na subestação de entrada.
Com uma frequencia de medição semanal, este item permite garantir que o controlador
de demandas está funcionando. Este equipamento é o responsável por desligar cargas
pré-determinadas sempre que o ICL de demanda de energia elétrica sair dos valores
permitidos.
6.2.6 Valor de tensão no neutro dos PGBTs
Este PC não está associado a nenhum IC ou ICL. A intenção desta medição é permitir
detectar a utilização de neutro como terra ou terra como neutro ou ainda fugas à terra
no sistema alimentado pelo PGBT (Painel Geral de Baixa Tensão). A fuga a terra pode
causar a queima de circuitos eletronicos, inclusive CLPs (Controlador Lógico
Programável), aumentando o indice de indisponibilidade. Por esta razão, a frequencia
de medição desta variável é Semanal.
6.2.7 Valor da maior corrente semanal de cada transformador de potencia
Este PC, foi incluso por dois motivos, o primeiro, mais critico, para garantir que as
correntes no transformador nunca ultrapassem os seus limites estabelecidos pelo
fabricante. Caso estes limites de correntes sejam ultrapassados o transformador irá
sofrer danos excessivos devido à sobrecarga com risco de perda total do equipamento.
O segundo é para ter-se uma visibilidade do carregamento do transformador e assim
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se poderem planejar as manutenções deste equipamento em função do desgate
estimado em função das cargas que vem suportando. A medição é semanal.
6.2.8 Nivel de tensão maxima nos barramentos de saída das subestações de
AT/MT e Nivel de tensão minima nos barramentos de saída das subestações de
AT/MT
Estes dois PC são complementares e foram inclusos para que tenhamos visibilidade
dos níveis de tensão entregues pelas subestações. Subtensões e sobretensões são
indicativos de problemas em transformador ou cabos ou ainda linhas de transmissão.
Estes problemas podem ocasionar desligamentos ou queima de equipamentos.
6.2.9 Temperatura interna de trabalho dos transformadores de potência
Este PC tem por finalidade montar uma base histórica da temperatura dos
transformadores de potencia. A elevação desta temperatura é um indicativo de
anomalia no equipamento. É de conhecimento que a temperatura destes equipamentos
varia conforme a temperatura ambiente e carregamento do transformador. Contudo,
através do registro histórico, a elevação da temperatura média ao longo de períodos
mais extensos poderá indicar com boa antecedência que o equipamento está com
algum problema. A medição desta variável é semanal.
6.2.10 Banco de baterias estacionárias utilizadas em sistemas auxiliares de
alimentação e/ou nobreak, dentro do prazo de validade
O banco de baterias é essencial para, na ocasião de um curto-circuito, grantir que haja
energia suficiente para alimentar o sistema de proteção e sistemas auxiliares para que
este possa interromper o curto-circuito. Desta forma, diminuem-se os danos causados
pelo curto-circuito e minimiza-se a indisponibildiade. Este item, PC, tem frequencia de
medição mensal e tem o objetivo de garantir que os bancos de baterias estejam dentro
do prazo de validade. Isto já é um indicativo de que ele esteja operacional.
6.2.11 Tensão normalizada dos bancos de baterias do sistema de proteção com o
retificador conectado; Tensão normalizada dos bancos de baterias do sistema de
proteção sem o retificador conectado e; Tensão das UPS do sistema de proteção
Estes três itens têm por finalidade garantir, em conjunto com o item anterior, que o
sistema de tensão auxiliar esteja funcional. A medição da tensão dos bancos de
baterias com o retificador conectado, mede se o retificador está funcionando
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corretamente. A medição da tensão dos bancos de baterias sem o retificador
conectado, mede se o banco de baterias estão matendo a tensão após a desconexão
do retificador, ou seja, se o banco de baterias está realmente carregado. E a medição
da tensão das UPS tem o mesmo propósito para os sistemas de tensão auxiliar que se
baseiam em UPS. Estas medições são todas semanais.
7 DISCUSSÃO E CONCLUSÃO
Existe uma necessidade real de monitoramento de variáveis criticas para que seja
possível se determinar as condições reais dos equipamentos do sistema elétrico. A
ferramenta descrita neste trabalho foi implantada no sistema de gestão da manutenção
da empresa do ramo de bebidas referenciada neste trabalho. A minusciosa definição
das variáveis criticas a serem mensuradas periodicamente nas subestações das
unidades fabris é fundamental para que a implantação da ferramenta seja bem
sucedida.
A forma de cadastro dos equipamentos para o monitoramento das variáveis criticas
através do sistema MES, trouxe ainda importante informação a respeito do
conhecimento dos equipamentos instalados nas subestações.
Assim, com a implementação desta ferramenta, obteve-se dois grandes benefícios
(Melhoria nos registros dos equipamentos e criação de um histórico de variáveis
criticas do sistema elétrico para identificação e prevenção de falhas) foram gerados.
Estes beneficios criam bases sólidas para a redução, no futuro, dos indices de
indisponibilidade e consequente aumento da eficiencia das fabricas.
Como trabalho futuro, fica proposto, a realização de um estudo estatístico das variáveis
monitoradas pela ferramenta implementada neste trabalho.
REFERÊNCIAS
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Moubray, J (1997). Reliability-centered Maintenance. New York – NY
Branco Filho, Gil (2008). A organização, o Planejamento e o Controle da manutenção.
Rio de Janeiro – RJ
Da Costa Barbosa, Alessandra (2009). Aplicação da manutenção centrada em
confiabilidade na função transmissão a fim de reduzir o tempo de indisponibilidade. Rio
de Janeiro – RJ
Norma SAE JA, (2012). Um Guia para o Padrão RCM – Manutenção centrada em
Confiabilidade.
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