CENTRO UNIVERSITÁRIO FAE
CAMPUS CURITIBA
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
DANIELE TERUMI MIYAZAKI
FABIO JUNIOR MANEIRA
MARCOS PAULO DE ASSIS
ESTUDO DE CASO: IMPLANTAÇÃO DO FMEA DE PROCESSO EM UMA LINHA
DE MONTAGEM DE CAIXA DE CÂMBIO
CURITIBA
2011
DANIELE TERUMI MIYAZAKI
FABIO JUNIOR MANEIRA
MARCOS PAULO DE ASSIS
ESTUDO DE CASO: IMPLANTAÇÃO DO FMEA DE PROCESSO EM UMA LINHA
DE MONTAGEM DE CAIXA DE CÂMBIO
Trabalho de graduação apresentado na
disciplina de Trabalho de Conclusão de
Curso,
Curso
de
Engenharia
de
Produção, da FAE Centro Universitário.
Orientadora: Profª Drª Marjorie Benegra
CURITIBA
2011
DANIELE TERUMI MIYAZAKI
FABIO JUNIOR MANEIRA
MARCOS PAULO DE ASSIS
ESTUDO DE CASO: IMPLANTAÇÃO DO FMEA DE PROCESSO EM UMA LINHA
DE MONTAGEM DE CAIXA DE CÂMBIO
Este trabalho foi julgado adequado para a obtenção do grau de Bacharel em
Engenharia de Produção e aprovado na sua forma final pela Banca Examinadora, da
FAE - Centro Universitário.
Curitiba, 16 de novembro de 2011.
BANCA EXAMINADORA
Profª Drª Marjorie Benegra
Orientadora
Profª Enga MSc Isabella Andreczevski Chaves
AGRADECIMENTOS
A empresa Volvo do Brasil veículos Ltda., que apoio e viabilizou a realização deste
trabalho.
A nossa orientadora, Profª Drª Marjorie Benegra, por nos direcionar e suportar em
todos os momentos necessários.
Aos colegas de trabalho da Volvo Powertrain que contribuíram com ricas idéias e
realizações que apoiaram o conteúdo deste trabalho.
Às pessoas que direta ou indiretamente contribuíram para o bom desenvolvimento
desse trabalho.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Principais partes da caixa de câmbio. ....................................................... 16
Figura 2 - Partes internas da caixa de câmbio. ......................................................... 17
Figura 3 – Caixa de câmbio eletrônica I-SHIFT produzida pela Volvo. ..................... 17
Figura 4 - Cabeçalho dos itens a serem preenchidos do formulário P-FMEA. .......... 20
Figura 5 – Custos de modificação do processo em relação ao tempo. ..................... 34
Figura 6 – Exemplo dos símbolos usados no diagrama de fluxograma. ................... 42
Figura 7 – Organograma equipe P-FMEA. ................................................................ 44
Figura 8 – Gráficos de definição das competências – Equipe P-FMEA da empresa.44
Figura 9 – Gráficos de definição das competências – Equipe TCC. ......................... 45
Figura 10 – Exemplo de Fluxograma de processo. ................................................... 46
Figura 11 – Fluxograma dos potenciais modos de falha. .......................................... 47
Figura 12 – Fluxograma dos efeitos para os potenciais modos de falha. .................. 48
Figura 13 – Fluxograma para as causas dos modos de falha. .................................. 49
Figura 14 – Layout da linha de montagem da caixa de câmbio. ............................... 52
Figura 15 – Estação modelo MT010. ........................................................................ 53
Figura 16 – Eixo principal e outros componentes...................................................... 53
Figura 17 - passo 1 da montagem do eixo principal. ................................................. 54
Figura 18 - passo 2 da montagem do Eixo principal. ................................................ 54
Figura 19 - passo 3 da montagem do eixo principal. ................................................. 55
Figura 20 - passo 4 da montagem do eixo principal. ................................................. 55
Figura 21 - passo 5 da montagem do eixo principal. ................................................. 56
Figura 22 - passo 6 da montagem do eixo principal. ................................................. 56
Figura 23 - passo 7 da montagem do eixo principal. ................................................. 57
Figura 24 - passo 8 da montagem do eixo principal. ................................................. 57
Figura 25 - passo 9 da montagem do eixo principal. ................................................. 58
Figura 26 – Passo 10 da montagem do eixo principal. .............................................. 58
Figura 27 - passo 11 da montagem do eixo principal. ............................................... 59
Figura 28 – passo 12 da montagem do eixo principal. .............................................. 59
Figura 29 - MT010 – Eixo principal montado. ............................................................ 60
Figura 30 – MT010 – Principais potenciais modos de falha. ..................................... 68
Figura 31 – Diagrama de Ishikawa e FTA. ................................................................ 71
Figura 32 – Poka-Yoke implementado para evitar a montagem incorreta. ................ 72
Figura 33 – Diagrama de Ishikawa e FTA. ................................................................ 73
Figura 34 – Poka-Yoke implementado. ..................................................................... 74
Figura 35 – Diagrama de Ishikawa e FTA. ................................................................ 75
Figura 36 – Poka-Yoke implementado. ..................................................................... 76
Figura 37 – Diagrama de Ishikawa e FTA. ................................................................ 77
Figura 38 – Gráfico de Pareto – RPN antes x RPN depois. ...................................... 83
Figura 39 – Novos potenciais modos de falha na estação. ....................................... 84
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Critério de pontuação para severidade. ................................................... 24
Tabela 2 – Critério de pontuação para ocorrência. ................................................... 25
Tabela 3 – Critério de pontuação para detecção de cada modo de falha ................. 27
Tabela 4 – Fluxograma de processo da estação modelo MT010. ............................. 62
Tabela 5 – Formulário P-FMEA da estação modelo MT010. .................................... 63
Tabela 6 – Formulário P-FMEA da estação modelo MT010 – continuação. ............. 64
Tabela 7 – Formulário P-FMEA da estação modelo MT010 – continuação .............. 65
Tabela 8 – Formulário P-FMEA da estação modelo MT010 – continuação. ............. 66
Tabela 9 – Formulário P-FMEA da estação modelo MT010 – continuação. ............. 67
Tabela 10 – Etapa 9 do formulário P-FMEA da estação modelo MT010. ................. 70
Tabela 11 – Plano de ação. ...................................................................................... 78
Tabela 12 – Plano de ação – continuação. ............................................................... 79
Tabela 13 – Plano de ação – continuação. ............................................................... 80
Tabela 14 – Plano de ação – continuação. ............................................................... 81
Tabela 15 – Plano de ação – continuação. ............................................................... 82
LISTA DE QUADROS
QUADRO 1 – ETAPAS PARA IMPLANTAÇÃO DO P-FMEA ................................... 21
QUADRO 2 – EM DIREÇÃO AO ZERO ERRO HUMANO ........................................ 31
QUADRO 3 – FASES DO CICLO PDCA ................................................................... 36
QUADRO 4 – RECOMENDAÇÕES DA LINHA DA SUÉCIA .................................... 60
QUADRO 5 – POTENCIAIS MODOS DE FALHA ..................................................... 69
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
FMEA
- Failure Mode and Effect Analysis
P-FMEA
- Process Failure Mode and Effect Analysis
VPT
- Volvo Powertrain
RPN
- Risk Priority Number.
FTA
- Fault Tree Analysis
WCM
- World Class Manufacturing
AIAG
- Automotive Industry Action Group
RESUMO
MIYAZAKI, Daniele; MANEIRA, Fabio; ASSIS, Marcos. Estudo de caso:
Implantação do FMEA de Processo em uma linha de montagem de caixa de
câmbio. 74p. Monografia (Engenharia de Produção) – FAE – Centro Universitário.
Curitiba, 2011.
Este trabalho propõe a implantação da ferramenta de Análise de Modos de
Falha e Efeitos no Processo (FMEA de Processo) em uma nova linha de montagem
de caixa de câmbio na empresa Volvo do Brasil Veículos Ltda, multinacional sediada
em Curitiba- PR. O objetivo foi evidenciar todas as possíveis falhas de montagem
ainda na fase de concepção do projeto, buscando agir preventivamente. Foram
apontados aproximadamente 400 potenciais modos de falha, sendo que 20% destes
foram tratados. Os resultados mostraram uma redução dos riscos de falha em
80,73% na estação modelo, o que representa que a empresa deixou de perder 500
mil reais, em estimativa realizada para o primeiro ano de produção, considerando
potenciais custos relacionados a reclamações dos clientes internos e externos,
custos de garantia, retrabalhos e refugos. Das 300 unidades montadas até o
presente momento foram auditadas oito unidades, dentre estas foi encontrado
apenas um defeito relacionado a falha humana indicando que a ferramenta é eficaz
para esta aplicação.
Palavras-Chave: FMEA de Processo, agir preventivamente e redução dos riscos.
ABSTRACT
MIYAZAKI, Daniele; MANEIRA, Fabio; ASSIS, Marcos. Estudo de caso:
Implantação do FMEA de Processo em uma linha de montagem de caixa de
câmbio. 93p. Monografia (Engenharia de Produção) – FAE – Centro Universitário.
Curitiba, 2011.
This paper proposes to implement a Failure Modes and Effects Analysis in the
Process (Process FMEA) in a new assembly line of gearboxes at Volvo do Brasil
Veículos Ltda, a multinational company in Curitiba-PR. The goal was to act
preventively, raising all possible assembly failures still in the design phase of the line
project. Were appointed approximately 400 potential failures, and 20% of these were
treated. The results shown 80.73% risks failure reduction in the model station, which
represents that the company avoids to spend 500 thousand Reais in the first running
year. This estimation considers potential costs related to internal and external
customers complaints, warranty costs, scrap and rework. Eight from 300 units have
been audited up to date, was found only one defect related to human error indicating
that this tool is effective for this application.
Key words:
Process FMEA,
act preventively and
risks failure
reduction.
SUMÁRIO
1
INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA .................................................................... 13
1.1
OBJETIVO ................................................................................................... 14
1.1.1 Objetivo Geral ........................................................................................... 14
1.1.2 Objetivos Específicos ................................................................................ 14
2
REFERENCIAL TEÓRICO ................................................................................. 15
2.1
HISTÓRICO DA EMPRESA VOLVO POWERTRAIN (VPT) ........................ 15
2.2
CAIXA DE CÂMBIO ELETRÔNICA (I-SHIFT).............................................. 15
2.3
ANÁLISE DE MODOS DE FALHA E EFEITOS (FMEA) .............................. 18
2.3.1 Análise de Modos de Falha e Efeitos no Processo (P-FMEA) .................. 18
2.3.2 Formulário P-FMEA .................................................................................. 19
2.3.3 Etapas para Implantação do FMEA de Processo (P-FMEA)..................... 21
2.3.4 A Equipe de FMEA ................................................................................... 29
2.3.5 O Fator erro humano ................................................................................ 30
2.3.6 Norma do Grupo Volvo para Aplicação do FMEA ..................................... 32
2.3.7 Projeto de Processo .................................................................................. 33
2.4
FERRAMENTAS QUE AUXILIARAM NA IMPLANTAÇÃO DO P-FMEA ..... 35
2.4.1 PDCA (Planejar, Executar, Verificar, Agir) ................................................ 35
2.4.2 Brainstorming ............................................................................................ 36
2.4.3 Diagrama de Causa e Efeito ..................................................................... 37
2.4.4 Os 5 W e 2H ............................................................................................. 38
2.4.5 Diagrama de Pareto .................................................................................. 38
2.4.6 Análise da Árvore de Falhas (Fault Tree Analysis - FTA) ......................... 39
2.4.7 Poka-Yoke ................................................................................................ 40
2.4.8 Fluxograma ............................................................................................... 41
2.4.9 Diagrama de Gantt .................................................................................... 42
3
METODOLOGIA................................................................................................. 43
4
RESULTADOS E DISCUSSÕES ....................................................................... 52
4.1
ESTAÇÃO MODELO – MT010 .................................................................... 52
5
CONCLUSÃO ..................................................................................................... 86
6
SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ................................................. 87
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 88
7
ANEXOS............................................................................................................. 92
13
1
INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA
Este trabalho foi realizado na empresa Volvo do Brasil Veículos Ltda.,
empresa localizada em um complexo industrial, na cidade de Curitiba, no estado do
Paraná, onde são produzidos caminhões pesados e semi-pesados, chassis de
ônibus, motores a diesel e cabines. Dentro deste complexo industrial encontra-se a
Volvo Powertrain, unidade da empresa responsável pela montagem dos motores,
caixa de câmbio e usinagem de blocos dos motores. A empresa está ampliando sua
capacidade de produção e inicia em 2012 a montagem da caixa de câmbio
automática I-Shift para caminhão e ônibus.
A caixa I-Shift, atualmente é usada em 80% dos caminhões e em 90% dos
ônibus produzidos no Brasil, era importada pela Volvo. A fábrica de Curitiba torna-se
a primeira planta a produzir caixas de câmbio fora da Suécia. A caixa I-Shift se
diferencia por possuir um software de transmissão que possibilita trocas de marchas
mais rápidas e precisas o que resulta na redução do consumo de combustível,
diminuição do gasto com pneus e aumento da vida útil da embreagem.
Para garantir que este produto tenha a qualidade esperada pelo cliente da
Volvo a empresa investe na implantação da ferramenta de qualidade FMEA, a
Análise de Modos de Falha e Efeitos, direcionando a aplicação ao processo, com
objetivo de evidenciar todas as possíveis falhas de montagem ainda na fase de
concepção do projeto, buscando agir preventivamente.
14
1.1
OBJETIVO
1.1.1 Objetivo Geral
O presente trabalho objetiva minimizar os potenciais modos de falha em uma
nova linha de montagem de caixas de câmbio e criar uma cultura de prevenção com
a aplicação da ferramenta de qualidade FMEA.
1.1.2 Objetivos Específicos
Para alcançar o objetivo pretendido será necessário definir os seguintes
objetivos específicos:
• Utilizar a metodologia FMEA.
• Analisar profundamente os riscos envolvidos no processo.
• Diminuir a probabilidade de ocorrência das falhas no novo processo.
• Diminuir os ricos de erros operacionais.
• Diminuir os custos através da prevenção de falhas.
• Criar uma forma sistemática para catalogar informações sobre o processo.
• Criar uma cultura de prevenção da qualidade nas pessoas envolvidas nos
projetos e processos.
• Desenvolver dentro da organização uma atitude de prevenção às falhas,
cooperação e trabalho em equipe, com a preocupação na satisfação dos
clientes.
• Avaliar os resultados.
15
2
REFERENCIAL TEÓRICO
2.1
HISTÓRICO DA EMPRESA VOLVO POWERTRAIN (VPT)
Uma das unidades de negócios do Grupo Volvo é a Volvo Powertrain,
responsável pelo desenvolvimento e fabricação de motores e caixa de câmbio.
Fundada em Curitiba, em 2001, a VPT possui entre seus principais processos:
usinagem de blocos de motor, montagem de motores, pintura e instalação de caixa
de câmbio.
Em 2012, a Volvo Powertrain tem como objetivo iniciar a produção de caixas
de câmbio eletrônica, utilizando nesse processo ferramentas de qualidade para que
o início das atividades aconteça sem desvios nos padrões de excelência (CHAGAS,
Newton. Volvo anuncia produção no Brasil de caixas de câmbio eletrônicas I-Shift.
Volvo
do
Brasil.
Brasil,
2011.
:<
http://www.volvogroup.com/group/brazil/pt/br/imprensa_revistaeurodo/pressreleases/
_layouts/CWP.Internet.VolvoCom/NewsItem.aspx?News.ItemId=96802&News.Langu
age=pt-br>).
2.2
CAIXA DE CÂMBIO ELETRÔNICA (I-SHIFT)
O produto conhecido como caixa de câmbio ou transmissão é um componente
fundamental do trem de força, pois serve para aumentar ou reduzir a rotação do
motor através da troca de marchas. As grandes vantagens e benefícios da caixa de
câmbio I-Shift da Volvo são: redução do consumo de combustível, diminuição do
gasto com pneus e o aumento da vida útil da embreagem, possui um software de
transmissão que possibilita trocas de marchas mais rápidas e precisas,
proporcionando
o
maior
conforto
ao
(<http://www.volvo.com.br/corp/eurodo/er108/er108bx0811.pdf.>).
motorista.
16
A caixa de câmbio é composta de três partes principais: a carcaça da
embreagem, a carcaça básica e uma carcaça do grupo redutor. A carcaça da
embreagem forma a placa dianteira da extremidade da caixa de câmbio.
Na carcaça básica contém os eixos da marcha ré, intermediário e principal
junto com a unidade seletora.
A carcaça do grupo redutor contém as engrenagens planetárias do grupo
redutor e o eixo de saída, conforme ilustra a Figura 1.
Figura 1 - Principais partes da caixa de câmbio.
1 - Carcaça da embreagem; 2 - Carcaça básica; 3 - Carcaça do grupo redutor.
FONTE: Manual técnico Volvo, 2011
Na Figura 2 pode-se ter a visualização do eixo primário, um eixo secundário,
um eixo de saída e várias engrenagens que se acoplam aos eixos. Quando se
deseja mudar a velocidade, as engrenagens se encaixam uma na outra alterando a
relação de torque e velocidade (RACHE, 2004).
17
Figura 2 - Partes internas da caixa de câmbio.
1 - Eixo principal; 2 - Eixo secundário; 3 - Engrenagens.
FONTE: Manual técnico Volvo, 2011.
A caixa de câmbio I-Shift produzida pela Volvo tem o tamanho conforme o
modelo, pesando aproximadamente 272 kg, numa extensão de 916 mm, com
capacidade para 13 litros de óleo, Figura 3.
Figura 3 – Caixa de câmbio eletrônica I-SHIFT produzida pela Volvo.
Fonte: www.mundotruck.com/montadoras/volvo/Reportagens/caracter.html (2011)
18
Este produto atualmente é montado somente pela empresa na Suécia e tem no
seu histórico problemas de qualidade relacionados à mão de obra, método de
trabalho, materiais e máquina.
Com o intuito de prevenir e/ou sanar essa problemática, seria de grande
contribuição a implantação correta de uma ferramenta de qualidade preventiva.
Atualmente existem algumas metodologias empregadas para esse fim. A análise dos
modos de falha e efeitos, conhecida como FMEA, tem sido empregada em grandes
montadoras com resultados satisfatórios, como por exemplo, Ford, GM e Chrysler.
Nas linhas que se seguem será descrita em detalhes esta metodologia.
2.3
ANÁLISE DE MODOS DE FALHA E EFEITOS (FMEA)
Os primeiros FMEAs foram realizados em 1960 na indústria aeroespacial e, ao
longo do tempo, eram abordados especificamente para questões de segurança. Nos
dias de hoje, a indústria automotiva adaptou a metodologia para utilizá-la nos
processos e produtos, aumentando o nível de qualidade (MCDERMOTT; MIKULAK e
BEAUREGARD, 2009).
Os FMEAs são aplicados no desenvolvimento de projeto de produtos e também
estão focados em prevenir defeitos, principalmente em processos de fabricação,
aumentando a segurança e satisfação do cliente, melhorias de processo e redução
de custos (MCDERMOTT; MIKULAK e BEAUREGARD, 2009).
2.3.1 Análise de Modos de Falha e Efeitos no Processo (P-FMEA)
O P-FMEA é direcionado para processo e tem como objetivo evidenciar todas
as possíveis falhas. Existem várias maneiras de um processo falhar e são chamadas
de modos de falha. Cada modo de falha tem um efeito potencial, sendo que alguns
são mais prováveis de ocorrer do que outros (MCDERMOTT; MIKULAK e
BEAUREGARD, 2009).
A avaliação dos riscos das falhas acontecerem é determinada por três fatores:
19

Gravidade: a consequência, caso a falha ocorra.

Ocorrência: a probabilidade de ocorrência da falha.

Detecção: a possibilidade de identificar a falha.
Usando os dados e conhecimento do processo, cada falha potencial e efeito
são avaliados em cada um destes três fatores em uma escala que varia de 1 a 10,
sendo respectivamente, baixa a alta. Multiplicando a classificação para os três
fatores (efeito x ocorrência x detecção), um número de prioridade de risco (RPN Risk Priority Number) será determinado para cada potencial modo de falha. O
número de prioridade de risco (varia de 1 a 1.000 para cada modo de falha) é usado
para classificar a necessidade de ações corretivas para eliminar ou reduzir os
potenciais modos de falha. Os modos de falha com maior RPN devem ser atendidos
em primeiro lugar, embora a atenção especial deva ser dada quando a gravidade da
pontuação é elevada (9 ou 10), independentemente do RPN. Uma vez que as ações
corretivas tenham sido tomadas, um novo RPN é determinado e reavaliado, sendo
chamado de "RPN resultante", que até estar em um nível aceitável, as ações de
melhoria
devem
continuar,
comparado-o
aos
demais
modos
de
falha
(MCDERMOTT; MIKULAK e BEAUREGARD, 2009).
2.3.2 Formulário P-FMEA
O grupo P-FMEA elabora um formulário próprio, onde as informações
discutidas pelo grupo são preenchidas, definindo conforme ilustrado na Figura 4:

Funções e características do produto ou processo representados na
coluna 1 e 2.

Tipos de falhas potenciais para cada função representados na coluna
3.

Efeitos do tipo de falha representados na coluna 4.

Causas possíveis da falha representadas na coluna 7.

Controles atuais representados na coluna 9.
20
Figura 4 - Cabeçalho dos itens a serem preenchidos do formulário P-FMEA.
FONTE: Formulário da empresa (2011)
21
Durante as reuniões este formulário pode ser impresso em formato A0 ou
projetado a partir de um computador, otimizando a visualização. (PALADY, 2007).
A utilização de uma identificação por números para controlar as revisões dos
FMEAs realizados é importante para a manutenção dos registros. As cópias de
todos os FMEAs devem ser mantidas em um local de fácil acesso para futuras
revisões ou auditorias dos processos internos (AIAG, 2008).
2.3.3 Etapas para Implantação do FMEA de Processo (P-FMEA)
Para a implantação do P-FMEA são utilizadas dez etapas conforme Quadro 1:
Quadro 1 – Etapas para implantação do P-FMEA.
ETAPAS
DESCRIÇÃO
1
Revisão do processo.
2
Reunião para levantar os potenciais modos de falha.
3
Listar os potenciais efeitos para cada modo de falha.
4
Atribuir uma pontuação para severidade de cada efeito.
5
Identificação das causa e atribuição de uma pontuação de ocorrência
para cada modo de falha.
6
Atribuir uma pontuação para detecção de cada modo de falha.
7
Calcular o Grau de Prioridade de Risco para cada modo de falha.
8
Priorizar os modos de falha para ação.
9
Tomar ações para eliminar ou reduzir os modos de falha de risco maior.
10
Calcular o resultado do novo RPN para verificar se o valor reduziu ou foi
eliminado.
FONTE: MCDERMOTT, MIKULAK e BEAUREGARD (2009)
Cada etapa será descrita de forma detalha nos parágrafos que seguem:
Etapa 1: Revisão do processo
Para garantir que a equipe de P-FMEA tenha o mesmo entendimento da
operação que está sendo analisada, é importante a confecção de um fluxograma,
22
descrevendo o fluxo do produto dentro do processo – da entrada até a saída.
Incluindo cada etapa do processo de montagem assim como as respectivas entradas
(característica do processo, fontes de variação, etc.) e saídas (características do
produto, requisitos, expedição, etc) (AIAG, 2008 ; STAMATIS, 2003).
O detalhamento do fluxograma dependerá do nível de desenvolvimento do
processo. No diagrama de fluxo inicial é considerado o processo de um ponto de
vista macro. O escopo deste diagrama de fluxo inicial deve conter todas as
operações de manufatura do processo, componentes para montagens, incluindo
entrega, recebimento, transporte dos materiais, armazenamento, transporte do
produto, etc. Uma avaliação preliminar usando estas informações deve ser feita para
identificar qual dessas operações ou etapa individual pode ter um impacto sobre o
produto montado, devendo ser incluído no P-FMEA (AIAG, 2008 ; STAMATIS, 2003)
O desenvolvimento do P-FMEA ocorre através da identificação dos
requisitos para cada função do processo, que são as saídas de cada etapa do
processo relatadas nos requisitos do produto. Os requisitos fornecem as
informações das metas que devem ser atingidas em cada etapa do processo,
promovendo a equipe o básico para que sejam identificados os potenciais modos de
falha (MCDERMOTT; MIKULAK ; BEAUREGARD, 2009).
Para assegurar a continuidade e eficiência da análise é recomendado que a
equipe do P-FMEA se mantenha estável durante o desenvolvimento do Fluxograma
de Processo, P-FEMA e Plano de Controle (AIAG, 2008 ; STAMATIS, 2003).
Etapa 2: Reunião para levantar os potenciais modos de falha.
Após o completo entendimento do processo por todos os membros do grupo
é iniciado o ciclo de Brainstorming para levantar os potenciais modos de falha em
cada etapa (MCDERMOTT; MIKULAK; BEAUREGARD, 2009).
As reuniões devem seguir a sequência de montagem da estação de análise
para, as informações são anotadas diretamente no formulário do P-FMEA. O objetivo
é gerar uma lista de ideias de melhorias (AIAG, 2008).
Etapa 3: Listar os potenciais efeitos para cada modo de falha.
Depois de listados no formulário de P-FEMA todos os potenciais modos de
falha para cada etapa do processo, a equipe identifica quais serão as consequências
23
se esta falha ocorrer. Essa etapa do preenchimento é extremamente importante,
pois é baseado nesta avaliação que é definido o índice de severidade
(MCDERMOTT; MIKULAK ;BEAUREGARD, 2009).
Etapa 4: Atribuir uma pontuação para severidade de cada efeito.
Essa pontuação é baseada em uma escala de 10 pontos, sendo 1 o índice
menor e 10 o maior, conforme a Tabela 1:
24
Tabela 1 – Critério de pontuação para severidade.
EFEITO
Perigoso
sem
advertência
Perigoso
com
advertência
Muito
Elevado
Elevada
Moderada
Baixa
Muito baixa
Menor
Muito menor
Nenhuma
CRITÉRIO
Pode colocar em perigo a máquina ou o operador de
montagem. Classificação de severidade muito elevada
quando o tipo de falha potencial afeta a segurança da
operação do veículo e/ou envolve não-atendimento à
regulamentação governamental. A falha ocorrerá sem
advertência.
Pode colocar em perigo a máquina ou o operador de
montagem. Classificação de severidade muito elevada
quando o tipo de falha potencial afeta a segurança da
operação do veículo e/ou envolve não-atendimento à
regulamentação governamental. A falha ocorrerá com
advertência.
Interrupção maior da linha de produção. 100% dos produtos
poderão ter que ser sucateados. Veículos/item foram de
operação, perda da função primária. Cliente muito
insatisfeito.
Interrupção menor da linha de produção. Os produtos
poderão ser selecionados e uma parte deles (menos de
100%), sucateada. Veículo em operação, mas com nível
reduzido de desempenho. Cliente insatisfeito.
Interrupção menor da linha de produção. Uma parte dos
produtos (menos de 100%) poderá ter de ser sucateada
(sem seleção). Veículos em operação, mas com alguns itens
de conforto/conveniência fora de operação. Cliente passa
por desconforto.
Interrupção menor da linha de produção. 100% dos produtos
poderão ter de ser retrabalhados. Veiculo/item em operação,
mas com algum tipo de conforto/conveniência operando em
um nível reduzido de performance. O cliente passa por
alguma insatisfação.
Interrupção menor da linha de produção. Os produtos
poderão ter que ser selecionados e uma parte deles (menor
100%),
retrabalhada.
Itens
de
acabamento
e
assentamento/redução de ruídos em não-conformidade.
Defeito notado pela maioria dos clientes.
Interrupção menor da linha de produção. Uma parte (menos
de 100%) dos produtos poderá ter de ser retrabalhada na
linha, porém fora da estação de trabalho. Itens de
acabamento/assentamento em não conformidade. Defeito da
nota é feita pela maioria dos clientes.
Interrupção menor da linha de produção. Uma parte (menos
de 100%) poderá ter de ser retrabalhados na linha, porém na
estação
de
trabalho.
Itens
de
acabamento
e
assentamento/redução de ruídos em não conformidade.
Defeito notado por determinados clientes.
Sem defeitos
FONTE: Manual de FMEA AIAG (2008).
NOTA
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
25
A pontuação para severidade deve ser estimada levando em consideração o
impacto negativo que o efeito pode causar para o cliente caso a falha ocorra.
É importante que cada modo de falha possa ter diversos efeitos, e cada efeito
possa ter diferentes graus de severidade. O efeito do modo de falha é que deve ser
avaliado e não o modo de falha isolado. Portanto, cada efeito deve ter sua
pontuação de severidade própria, mesmo que existam vários efeitos dentro de um
único modo de falha (MCDERMOTT; MIKULAK; BEAUREGARD, 2009).
Etapa 5: Identificação das causa e atribuição de uma pontuação de
ocorrência para cada modo de falha.
Nesta etapa são identificadas as possíveis causas para cada modo de falha,
podendo utilizar as ferramentas da qualidade para auxiliar, como por exemplo,
Diagrama de Ishikawa.
Posteriormente é atribuída uma pontuação para cada ocorrência que é
baseada em uma escala de 10 pontos, sendo 1 o índice menor e 10 o maior
demonstrado na Tabela 2.
Tabela 2 – Critério de pontuação para ocorrência.
Avaliação
Critérios para estimativa de
probabilidade de ocorrências (Po)
Po
PPM
1
Probabilidade remota de ocorrência, por
ex: processo ou design Poka-Yoke.
< 1 / 100,000
10
2-3
Muito baixa probabilidade de
ocorrências. Sem reclamações
anteriores.
< 1 / 10,000
100
4-5
Baixa probabilidade de ocorrência.
< 1 / 1,000
1000
6-7
Probabilidade de ocorrência moderada.
< 1 / 100
10.000
8-9
Probabilidade de ocorrência alta
< 1 / 10
100.000
10
Probabilidade de ocorrência muito alta.
<1/1
1.000.000
FONTE: Manual de FMEA AIAG (2008).
26
O melhor método para se determinar a pontuação de ocorrência é através de
dados históricos de falhas, no processo e no campo. Caso não exista uma base de
dados disponíveis, a equipe deve estimar a probabilidade das falhas ocorrerem
(MCDERMOTT; MIKULAK;BEAUREGARD, 2009).
Etapa 6: Atribuir uma pontuação para detecção de cada modo de falha.
A pontuação para detecção deve ser baseada em como o processo é capaz de
identificar a falha ou efeito, em uma escala de 10 pontos, porém, ao contrário das
anteriores, sendo 10 o índice de menor detecção e 1 o de maior detecção, conforme
ilustrado na Tabela 3:
27
Tabela 3 – Critério de pontuação para detecção de cada modo de falha
Detecção
Tipo de
Inspeção
A B C
CRITÉRIO
Quase
Certeza absoluta
Impossível da não detecção
Controles
Muito
provavelmente
Remota
não irão detectar
Controle tem
Remota
poucas chances
de detectar
Controle tem
Muito
poucas chances
Baixa
de detectar
Controles podem
Baixa
detectar
Moderada
Controles podem
detectar
Moderadamente Alta
Controles têm
boa chance de
detectar
X
X
X
X
Alta
Controle tem boa
chance de
X
detectar
X
Muito Alta
Quase certeza de
detecção pelos X
controles
X
Garantida
Certeza de
detecção pelos
controles
X
PROBALIDADE DE DETECÇÃO
"Meios e Métodos de Detecção"
Índice
X
Controle não pode detectar ou não é
realizado.
10
X
Controle realizado por meio
verificação indireta e aleatória.
9
X
Controle realizado apenas por meio de
Inspeção Visual.
8
X
Controle realizado apenas por meio de
Inspeção Visual dupla.
7
X
de
Controle realizado por meio de
métodos gráficos "CEP".
Controle realizado por meio de
sistemas de medição de variáveis,
após as peças terem saído da
estação, ou são usados dispositivos
PNP em 100% das peças após elas
terem saído da estação.
Detecção do erro em operações
subsequentes ou medição realizada
durante o setup e verificação da 1ª
peça (caso de setup).
Detecção do erro na estação ou em
operações subsequentes por múltiplos
níveis de aceitação: fornecimento,
seleção, instalação, verificação. Não
aceita peças discrepantes.
Detecção do erro é feita na estação de
trabalho através de sistemas de
medição automático com dispositivos
de parada automática. Peças não
conformes não passam adiante.
Detecção do erro é feita na estação de
trabalho através de dispositivos a
prova de falhas/erros (Poka-Yoke) no
projeto do processo ou produto. Peças
não conformes não são feitas.
Tipo de Inspeção
A
Prova de erro
B
Medição
Manual de
C
Inspeção
FONTE: Manual de FMEA AIAG (2008).
6
5
4
3
2
1
28
A análise começa identificando os controles atuais do processo, que pode ser
dividido em dois tipos:

Prevenção - Previne a ocorrência da causa da falha ou o modo de
falha, ou apenas reduz a taxa de ocorrência.

Detecção - Detecta a causa da falha ou o modo de falha, conduzindo
ao desenvolvimento de ações corretivas ou contramedidas (AIAG,
2008; MCDERMOTT; MIKULAK; BEAUREGARD, 2009).
Etapa 7: Cálculo do Grau de Prioridade de Risco para cada um dos modos
de falha.
O Grau de Prioridade de Risco (RPN) é calculado através da multiplicação das
pontuações de severidade, ocorrência e detecção para cada item.

Grau de Prioridade de Risco = Severidade x Ocorrência x Detecção
O número total de prioridade de risco pode ser calculado através da soma total
de todos os números de prioridade de risco. Porém, este número só tem sentido se
cada FMEA possuir sua própria quantidade de modos de falha dependendo do seu
grau de complexidade. Esse valor final pode servir para uma comparação futura
após os planos de ações terem sido implantados e passados por uma reavaliação
das suas pontuações (MCDERMOTT; MIKULAK; BEAUREGARD, 2009).
Etapa 8: Priorizar os modos de falha para ação.
Um dos métodos para se priorizar os modos de falha para ação é o gráfico de
Pareto. Onde os modos de falha são ordenados do maior número de prioridade de
risco para o menor utilizando a conceito de Pareto 80/20. Isso significa que 80 por
cento do total do RPN vêm de apenas 20 por cento dos potenciais modos de falha.
Recomenda-se que os modos de falha com pontuação 9 e 10 para severidade sejam
automaticamente
priorizados
independentemente
do
valor
final
do
RPN
(MCDERMOTT; MIKULAK; BEAUREGARD, 2009).
Etapa 9: Tomar ações para eliminar ou reduzir os RPNs mais altos.
Estabelecer um plano de ação para resolver os problemas, identificando e
programando as ações, com objetivo de eliminar ou reduzir os valores dos RPNs.
29
Recomenda-se que as ações tomadas para reduzir as pontuações sigam a
ordem de severidade, ocorrência e detecção (AIAG, 2008).
Etapa 10: Calcular o resultado do novo RPN
Para verificar se o valor reduziu ou foi eliminado. Após conclusão das ações
planejadas e acompanhamento dos resultados, as pontuações de severidade,
ocorrência e detecção devem ser reavaliadas para comprovar se foram eficazes, e
consequentemente o recálculo do novo RPN. Recomenda-se que a nova avaliação
do RPN seja organizada também em forma de Pareto e comparada com o Pareto
original. Depois de implementar as melhorias espera-se que os RPNs tenham
reduzido pelo menos 50 por cento do valor inicial. Se esse objetivo não for
alcançado inicia-se novamente a análise. O foco deve ser sempre a melhoria
contínua (MCDERMOTT; MIKULAK; BEAUREGARD, 2009).
2.3.4 A Equipe de FMEA
Para a coordenação de um FMEA, existe uma pessoa responsável para liderar
a equipe base para aplicação do método. O líder será escolhido através do gerente
dentre o time formado. O objetivo do grupo FMEA é trazer uma variedade de
perspectivas e experiências para o projeto, e o número de pessoas será ditado pelo
número de áreas que são afetadas pelo FMEA (AIAG, 2008).
Cada área (por exemplo, fabricação, engenharia, manutenção, materiais e
assistência técnica) deverá ter um participante. Recomenda-se ter pessoas de
diferentes níveis de familiaridades de conhecimento no processo ou produto para
trazer ideias imparciais para a equipe. Um ponto a ser debatido no FMEA é o papel
do especialista no processo, que estará em análise constante. O FMEA possui um
olhar crítico no processo ou produto, as pessoas da equipe que fazem parte do
processo em análise não podem permitir que seus egos influenciem o andamento do
FMEA (MCDERMOTT; MIKULAK ;BEAUREGARD, 2009).
30
2.3.5 O Fator erro humano
Apesar dos grandes avanços tecnológicos dos processos de produção, ainda
depende da atividade humana, que está envolvida em todas as etapas de
desenvolvimento do processo de montagem de um produto.
A confiabilidade humana é a probabilidade do operador ou de uma equipe
concluir uma atividade com sucesso no mínimo de tempo exigido (Swain e
Guttmann, 1983 citado por DROGUETT e MENÊZES,2007,p.163)
A preocupação decorre da certeza de que os erros humanos acontecem,
mesmo com um indivíduo treinado e motivado, esses erros, quando não detectados,
podem vir a causar grandes perdas.
O fator erro humano tem sido analisado em muitos processos de manufatura e
nos sistemas produtivos, para isto, todos os funcionários devem cooperar para
elevar a qualidade e fornecer aos clientes produtos livres de problemas. Baseado no
conceito fundamental de que a qualidade deve ser construída e verificada em cada
etapa do processo dos produtos (YAMASHINA, 2011).
Segundo (YAMASHINA, 2011), as falhas decorridas do homem devem atingir a
condição zero relacionado ao erro humano, o Quadro 2 descreve as etapas que
devem ser aplicadas em busca do zero erro humano.
31
Quadro 2 – Em direção ao zero erro humano.
1.
Gerenciamento para evitar erros
humanos.
2.
Desenvolver operadores capazes
de não cometerem erros
(Treinamento)
3.
Trabalho padronizado das
atividades (Instruções de trabalho
padrão).
4.
Inspeções no processo.
5.
Lições aprendidas com os
problemas ocorridos.
6.
Estudo da causa raiz.
Estabelecimento de um ambiente
agradável de trabalho.
Eliminar os erros humanos devido a
falta de conhecimento.
Eliminar erros humanos devido a falta
de habilidade.
Trabalho padronizado especificado para
todas as etapas do processo.
O trabalho padronizado deve garantir
100% de qualidade do operador.
O trabalho padronizado deve ser
continuamente revisto.
Inspeções em pontos estratégicos do
processo para não permitir defeitos
para o cliente.
Permitir que o operador aprenda com
os próprios erros.
Sempre verificar a garantia da
qualidade.
Eliminar o erro através da causa raiz.
FONTE: Material YAMASHINA (2011).
Os principais fatores do erro humano estão relacionados à falta de experiência
(insuficiente conhecimento e/ou habilidades), fadiga e caráter pessoal. Como
contramedidas deve-se elevar a competitividade das pessoas pela educação e
formação (nível de conhecimentos/competências, aumento da motivação, monitorar
o nível de fadiga e as condições físicas e controlá-las).
Existem 3 condições de amenizar o acontecimento dos erros humanos.
(Yamashina, 2011)
1.
Como ensinar tarefas executadas com frequência (trabalho repetitivo).
De modo geral, em média, uma pessoa pode lidar com uma sessão de treinamento
de aproximadamente 30 minutos de duração, que inclui a apresentação do trabalho
e a prática do trabalho pelo aluno. Recomenda-se uma pequena quantidade de
informação, pois são mais fáceis de serem armazenadas na memória. Sistemas de
aprendizagem interativa, com vídeos dos modos certo e errado de fazer as etapas
do trabalho, são muito eficazes (YAMASHINA, 2011).
32
2.
Estabelecimento
de
um
ambiente
amigável
de
trabalho.
As fontes de erros humanos devem ser eliminadas, sendo necessário melhorar o
ambiente de trabalho, tornando as tarefas facilmente compreensíveis. Utilizar cores
e desenhos de forma eficaz para identificação, dar informações concretas e
precisas, fazer operações fáceis de executar de tal forma que não exija uma boa
memória para realizá-la. (YAMASHINA, 2011).
3.
Melhorias no processo
Através da utilização de ferramentas que possam melhorar o processo, evitando os
erros humanos, padronizar peças e minimizar o número de variação, inspeção ao
final de cada processo, são importantes para garantir a qualidade do processo
anterior. Simplificar a operação e tornar o equipamento de mais fácil manipulação,
instalando sensores adequados para detectar anormalidades e implementando
meios de pará-lo de forma autônoma (YAMASHINA, 2011).
2.3.6 Norma do Grupo Volvo para Aplicação do FMEA
A normativa da Volvo descreve as regras básicas sobre como aplicar o método
de garantia da qualidade FMEA, cujo documento recebe o nome de Standard Volvo
Group STD 105-0005. O método pode sofrer algumas modificações dependendo do
tipo de processos como: planejamento de produtos, sistemas e plantas, concepção e
desenvolvimento,
aquisição
de
material
logística,
software,
processos
administrativos, processos de produção (VOLVO GROUP STD 105-0005, 2009).
O STD105-0005 é baseado nas Normas ISO TS 16949, que especifica o uso
do FMEA na prevenção e na detecção de possíveis erros de processo, tendo como
objetivo normatizar a documentação exigida pelos fabricantes de equipamentos
originais, sendo também fonte de subsídios para garantia da melhoria contínua. O
aumento do uso da ISO TS vem estabelecendo uma nova relação entre clientes e
fornecedores, tendo como consequência a redução no custo final do produto
(SOUZA, et. al,1998; SILVA,1997; GONZALES, 2003).
São utilizadas outras ferramentas de análise e métodos disponíveis para
avaliar, diminuir e controlar os riscos de falha:
33

Seleção no início de um projeto: identificar os riscos funcionais (que
pode representar quebra de segurança ou problemas de falha para o
cliente final);

Análise de confiabilidade (método) para as funções novas e complexas:
para ajudar a identificar, avaliar, controlar efeitos indesejáveis por
alterações no desenvolvimento do projeto e gestão de clientes
potenciais.

Revisões de projeto: para garantir que as soluções técnicas e as
informações trocadas com os fornecedores são de alta qualidade
suficiente (VOLVO GROUP STD 105-0005, 2009).
Para cada falha pode existir mais de uma causa, portanto, todas as causas,
independentemente da falha, devem ser dadas separadamente. Quando os modos
de falha ocorrerem e forem identificadas as possíveis causas de fracasso, ao
registrá-las, evitar os efeitos secundários de falha. Realizar testes para cada efeito
de falha em forma de ensaios, métodos para detectar a falha e em seguida formar o
grupo para aplicação da metodologia FMEA (VOLVO GROUP STD 105-0005, 2009).
Após
a
formação
do
grupo
é
necessário
ordenar
a
atividades
e
responsabilidades do plano. Nesta etapa elaboram-se as fases de planejamento
detalhadamente, relacionando as equipes e os estágios de implantação do FMEA
(VOLVO GROUP STD 105-0005, 2009).
2.3.7 Projeto de Processo
A definição para projeto de processo é uma atividade específica com objetivos
e metas a serem cumpridos, relacionados à qualidade de produto ou processo
(JURAN, 1994).
Após entender qual é o produto do projeto, devem-se definir as características
que delimitam o conteúdo das atividades, assim pode-se construir todo o
Planejamento do Escopo do Projeto. O escopo do projeto é detalhado passo a passo
através de um esquema contendo toda a estrutura de funções, podendo analisar,
34
definir e entender as atividades a serem relacionadas durante o projeto do processo
(ROZENFELD, et. al,2006).
No processo de desenvolvimento de projeto, todas as fases têm sua
importância. Nas primeiras etapas o número de incertezas é muito elevado e é
nesse momento que são tomadas decisões quanto a matérias, conceitos, processos
de fabricação, etc. É constatado que na fase de concepção do projeto é a hora certa
para mudanças, pois na medida em que o projeto avança no tempo, os custos das
modificações aumentam na fase de produção e assistência técnica pois o projeto já
está finalizado (ROZENFELD,et. al, 2006; JURAN, 1992). A Figura 5 ilustra os
custos de modificação do processo em relação ao tempo.
Figura 5 – Custos de modificação do processo em relação ao tempo.
FONTE: Autores (2011).
A utilização do FMEA de Processo ocorre na fase de Engenharia de Processo
da Produção, para que no início da produção, máquinas e ferramental atendam as
especificações do projeto (ROZENFELD, et. al, 2006; JURAN, 1992).
35
Na aplicação da metodologia P-FMEA é necessário o auxílio de ferramentas de
qualidade, conforme será descrito em detalhes na sequência.
2.4
FERRAMENTAS QUE AUXILIARAM NA IMPLANTAÇÃO DO P-FMEA
2.4.1 PDCA (Planejar, Executar, Verificar, Agir)
O PDCA é um método gerencial que contém em suas quatro fases a base da
filosofia da melhoria contínua, promovendo uma prática organizacional de busca
pela qualidade. Seguir as etapas do ciclo PDCA é importante para se chegar ao
sucesso no aprimoramento da qualidade e evitar desperdícios de recursos
(OLIVEIRA, 1996; CIERCO, 2003).
As etapas do método PDCA iniciam-se em Planejar (Plan - P), que define o que
será feito, as datas de início e fim do projeto e a disponibilidade de recursos
necessários. A etapa execução (Do - D) do plano segue obedecendo as linhas de
trabalho pré-definidas na etapa anterior, seguindo o cronograma das atividades,
conforme a disponibilidade de recursos. Na fase verificação (Check - C) do resultado
da execução é feita uma avaliação dos resultados para saber se houve ou não
sucesso no trabalho. Na fase de padronização (Action - A) no plano de resultados,
as informações são alinhadas para que sejam realizadas ações de padronização do
plano ou para uma reprogramação do ciclo PDCA (OISHI, 1995), conforme o Quadro
3 ilustra as quatro fases essenciais do ciclo PDCA.
36
Quadro 3 – Fases do ciclo PDCA.
Problema:
Identificar o problema.
Definir claramente o problema e reconhecer
sua importância.
Analisar o fenômeno:
Reconhecer as características do
P problema.
Análise das causas do
problema/análise do processo:
Investigar as características do problema e
descrevê-la de forma mais específica.
Descobrir as causas principais.
Elaboração do plano de ação:
Elaborar um plano de ação para bloquear a
causa raiz.
D Implementação do plano de ação.
Contramedidas à causa raiz. Executar o que
foi planejado para bloquear a causa raiz.
C Verificação da ação.
Verificar se o que foi planejado realmente foi
realizado.
Padronização da solução:
Prevenir contra o reaparecimento do
problema.
Registro das informações:
Registrar no formulário para trabalhos
futuros, o resumo das atividades juntamente
com toda a documentação utilizada para
solucionar o problema.
A
FONTE: CAMPOS (1995).
A busca por soluções aplica-se na eficácia da gestão dos processos
produtivos, quando o resultado não for conforme o esperado, realiza-se um novo
ciclo PDCA (RODRIGUES, 2006; CIERCO, 2003).
2.4.2 Brainstorming
O
Brainstorming
(do
inglês
tempestade
cerebral),
conhecido
como
“Tempestade de ideias”, é o método criado pelo publicitário norte americano Alex
Faickney Osborne, que consiste em produzir um número extenso de ideias
(DELLARETI FILHO, 1996).
Após a explicação do tema, as ideias são geradas espontaneamente ou por
sequência pré-definida, buscando sempre fatos que levem a identificação de
problemas (DELLARETI FILHO, 1996).
37
O processo faz com que seus participantes rompam seus paradigmas, gerando
novas ideias e soluções criativas (OLIVEIRA, 1996).
Os participantes do Brainstorming não são necessariamente especialistas no
assunto, o convite deve ser feito para pessoas diretamente e indiretamente
envolvidas ao tema, portanto, não existe hierarquia entre os participantes. Para o
sucesso de um Brainstorming não se deve rejeitar e nem criticar as ideias. No
momento das gerações das ideias o importante é registrar as sugestões
(DELLARETI FILHO, 1996), que devem ficar expostas, a fim de provocar novas
sugestões. O resultado é uma lista extensa de novas propostas para uso posterior
(DELLARETI FILHO, 1996).
2.4.3 Diagrama de Causa e Efeito
Conhecido como Diagrama Espinha de Peixe ou Diagrama de Ishikawa, criado
por Kaoni Ishikawa que o desenvolveu na universidade de Tóquio, em 1843, é
geralmente usado junto com o Brainstorming, facilitando a busca pela compreensão
de problemas e representando as possíveis causas que geram um efeito, uma falha
ou um erro (KOCK, 1999).
O Diagrama de Ishikawa organiza as informações por meio gráfico,
identificando prováveis causas de um específico problema ou efeito (OLIVEIRA,
1996).
O Diagrama facilita a identificação das causas de um determinado efeito,
podendo estar relacionadas às áreas de material, mão de obra, meio ambiente,
equipamento, medidas, métodos, operação, manutenção (PALADINI, 1994).
Após a conclusão, é feita uma coleta de dados e uma análise qualitativa das
informações, chegando-se às possíveis causas do efeito. Essa prática gera um nível
maior de compreensão do problema, estimulando um hábito proativo na busca das
causas por meios de levantamento de dados (ISHIKAWA, 1993).
38
2.4.4 Os 5 W e 2H
A ferramenta os 5W e 2H é utilizada na padronização de processos, servindo
para estabelecer procedimentos e contribuindo de maneira importante na confecção
de um plano de ação (SELL JUNIOR, 2008).
Derivada das expressões em inglês: What (Qual é), que determina qual será a
etapa do processo; Why (Por que), que busca uma tendência ou padrão observado
no problema; When (quando), em qual momento o problema ocorreu; Where (onde),
em qual lugar o problema foi observado; Who (quem), a pessoa que observou a
falha; How (Como), de que maneira o estado do produto ou componente se encontra
e quantas vezes ocorreram. Para completar esse método mais uma letra H foi
incorporada nos últimos tempos, seu significando vem da expressão em inglês How
much (quanto custa), assim o método 5W e 2H assegura os objetivos do
planejamento (SELL JUNIOR, 2008).
2.4.5 Diagrama de Pareto
Em 1897, o economista e sociólogo Vilfredo Pareto apresentou sua teoria
sobre a distribuição desigual de renda, e J. W. Juran adaptou-a no método para os
problemas da qualidade, nomeando-o de Diagrama de Pareto (WERKEMA, 1995).
O Diagrama de Pareto é uma ferramenta da qualidade que utiliza o impacto
gráfico visual, o que facilita a visualização de elementos críticos responsáveis pela
maior parte dos problemas que afetam as empresas como venda, defeitos, falhas,
reclamações e receita (PALADINI, 1994).
Os problemas relacionados à qualidade se traduzem na forma de custos, ou
seja, os poucos vitais, que acumulam grandes perdas para empresa, porém
representam poucos problemas. Os muitos triviais, embora em grande quantidade,
são perdas pouco significativas. Pareto estabelece uma relação de 80% para os
poucos vitais e 20% para os muitos triviais (WERKEMA, 1995).
39
A classificação das informações como causa das falhas ou perdas é feita no
eixo horizontal do gráfico, no sentido da esquerda para direita em ordem
decrescente segundo a sua importância, esse método destaca o primeiro elemento a
ser trabalhado. Nas linhas verticais estão as escalas de valores. Ao associar as
informações obtém-se uma curva de valores, geralmente percentuais, que
representa o acumulado dos resultados obtidos (PALADINI, 1994).
A visualização gráfica dos problemas com maior ocorrência indica onde devem
ser concentrados os esforços para ações corretivas e preventivas, podendo ser
novamente utilizada quando os elementos críticos de maior número estiverem
resolvidos (PALADINI, 1994).
Os problemas são resolvidos de maneira mais eficiente quando as ações são
concentradas sobre os poucos vitais, possibilitando uma eliminação maior de grande
parte das perdas do que se os muitos triviais fossem tratados por primeiro
(WERKEMA,1995).
2.4.6 Análise da Árvore de Falhas (Fault Tree Analysis - FTA)
O método FTA, criado por H. A. Watson em 1961, é usado para identificação
das causas primárias das falhas de processos industriais, administrativos e também
para projetos, identificando os aspectos mais relevantes de um sistema em relação
ao uma falha particular (HELMAN E ANDRERY, 1995).
A ferramenta FTA estuda a estrutura através de símbolos que unidos formam
uma árvore de decisões, um método sequencial, lógico, dedutivo e estruturado que
pode ser usado em qualquer processo ou projeto, para identificar falhas potenciais
(RODRIGUES, 2006).
A metodologia FTA estabelece uma padronização para o estudo de eventos
“falhas”, exigindo um maior detalhamento de informações e um profundo
conhecimento do processo de estudo (HELMAN E ANDRERY, 1995).
Rodrigues (2006) estabelece que na confecção de um FTA seja preciso:

Definir o processo ou evento;

Estruturar a árvore estabelecendo a relação efeito e causa;
40

Analisar qualitativamente e dedutivamente as informações levantadas.
A falha ou problema a ser solucionado é classificado como “evento de topo”,
que é desdobrado em eventos mais simples ligados por símbolos. O bloqueio
desses caminhos inviabiliza a continuação do estudo, e quando isso acontece, as
atenções são voltadas à compreensão de outro evento. O bloqueio de todos os
caminhos leva à função mais básica, conhecida como “limite de resolução” ou
“causa básica”. Esse raciocínio é conhecido como “Top Down” (HELMAN e
ANDRERY, 1995).
Um bom uso dos resultados de uma Análise da Árvore de Falhas fundamenta o
conhecimento real do fator agravante sobre o produto ou processo, indica os
componentes ou processos mais críticos e gera uma lista de recomendações e
providências a serem tomadas (HELMAN e ANDRERY, 1995).
2.4.7 Poka-Yoke
Dentro de um sistema produtivo, espera-se que uma tarefa seja feita com o
máximo de sucesso e dentro do prazo previsto, mas quando isso não ocorre, devese aos erros humanos, que podem ser decorrentes da concepção do sistema ou até
do modo de operação. Com frequência, grande parte dos estudos visa garantir o
funcionamento das máquinas e seus componentes, subestimando a importância do
método utilizado pelo homem (KEYWORDS, 2008).
Há várias origens para falhas humanas durante o processo produtivo, que são
geralmente motivadas por falta de atenção, fadiga, negligência, falta de capacidade
técnica, falta de treinamento e até erros premeditados. O método chamado PokaYoke utiliza dispositivos para prevenir possíveis falhas do homem (RODRIGUES,
2006).
O termo Poka-Yoke significa “à prova de erros”, tendo como uma das funções
básicas garantir que processos com algum tipo de erro não passem para a próxima
fase, através do desligamento automático do equipamento caso exista uma
operação com erro ou o simples fato do operador esquecê-lo ligado.
41
Existem duas maneiras de medir a regulagem do Poka-Yoke, usado para
corrigir erros (SHINGO,1996):

Método de Controle: Quando o Poka-Yoke é ativado, a máquina ou linha
de processamento pára, de forma que o problema possa ser corrigido,
geralmente se utilizam sensores e dispositivos de contatos;

Método de advertência: Quando o Poka-Yoke é ativado, um alarme soa ou
uma luz sinaliza, visando alertar o trabalhador.
Esse método tem melhorado significativamente as taxas de retrabalho e os
índices de acidentes de trabalho, contribuindo para as melhorias nos processos
(RODRIGUES, 2005).
2.4.8 Fluxograma
O fluxograma é uma importante ferramenta para descobrir os setores
impactados nas etapas dos fluxos, pois mostra passo a passo as operações de um
processo (JURAN, 1992 e PALADY, 1997).
O uso do diagrama de fluxograma aumenta a compreensão da equipe sobre o
processo, detalha o fluxo de produção, identificando caminhos repetitivos, gargalos e
ineficiências. É construído através das descrições de toda a operação de maneira
ordenada, tomando cuidado para que nenhuma etapa seja esquecida. Ao final desse
processo as notas devem ser listadas e ordenadas (MCDERMOTT; MIKULAK;
BEAUREGARD, 2009).
O fluxograma é constituído de poucos símbolos básicos: o retângulo, que
descreve previamente a atividade; o losango que define o ponto de decisão entre
dois ou mais caminho, contendo uma questão e a resposta define o caminho a ser
seguido; o retângulo com cantos arredondados indica o início ou fim de um
processo; o símbolo de documento identifica a presença de um documento referente
ao processo; e por fim o círculo, que indica a continuação do fluxograma (JURAN,
1982). A Figura 6 representa os símbolos usados no Diagrama de Fluxograma.
42
Figura 6 – Exemplo dos símbolos usados no diagrama de fluxograma.
Processo
Decisão
Documentos
Conector
Terminação
Linhas
Conectoras
FONTE: Definição, exemplos, figuras, fluxo, fluxograma, gestão, qualidade, representação, símbolos.
Brasil, 7 agosto 2009. Disponível em:<http://www.lugli.com.br/2009/08/fluxograma/>.
Na etapa final da confecção, o fluxograma deve ser testado, através de um
passeio pelas áreas mapeadas, se necessário correções devem ser feitas e uma
rotina
de
atualizações
deve
ser
implantada
(MCDERMOTT;
MIKULAK;
BEAUREGARD, 2009).
2.4.9 Diagrama de Gantt
Para ilustrar as diversas tarefas e os avanços no trabalho ao longo de um
intervalo de tempo, o Engenheiro norte americano Henry L. Gantt criou no início do
século XX um gráfico constituído por barras coloridas. Neste gráfico as tarefas que
serão executadas são incluídas no eixo vertical, assim como o responsável por cada
uma delas, as barras no eixo horizontal representam o início e o fim de cada tarefa.
Para montar esse diagrama é necessário decompor todo o trabalho em suas
menores partes (FACCIONI FILHO; BITTEMCOURT, 2007; PALADY, 1997).
O diagrama Gantt permite acompanhar o desenvolvimento da tarefa, pois a
barra é preenchida conforme a tarefa vai sendo cumprida, da mesma maneira é
possível acompanhar a proporção de atraso em relação ao tempo previsto. Assim, o
empenho de cada membro pode ser analisado de maneira isolada, permitindo ainda
analisar os custos de recursos para a conclusão de cada uma das tarefas do projeto
(FACCIONI FILHO E BITTEMCOURT, 2007; PALADY, 1997).
43
3 METODOLOGIA
A elaboração das etapas do FMEA de Processo (P-FMEA) se deu da
seguinte forma:
Etapa 1: Revisão do processo.
Esta etapa foi uma das principais cuja função foi realizar todo o
planejamento para implantação do P-FMEA. Antes de iniciar os trabalhos, o
responsável do projeto de instalação da nova linha de montagem de caixa de
câmbio definiu um líder para condução do P-FMEA, em conjunto os dois escolheram
os integrantes da equipe de trabalho para realização das análises dos potenciais
modos de falha. Esta equipe foi composta por:
 Engenheiro de Processo;
 Engenheiro de Qualidade;
 Engenheiro de Logística;
 Engenheiro de Desenvolvimento de Produto;
 Engenheiro de Projeto;
 Técnico de Processo;
 Técnico de Qualidade.
Foi realizado um organograma com as funções dos participantes da equipe PFMEA, mostrado na Figura 7.
Depois de definir a equipe o líder do P-FMEA verificou-se o nível de
habilidades e competências técnicas que cada um dos membros possuíam ou
poderiam adquirir, sendo mensurado no gráfico de radar, mostrados na Figura 8 e 9.
44
Figura 7 – Organograma equipe P-FMEA.
Gerente de
Projeto
Lider
P-FMEA
Engenheiro
de
Processos
Engenheiro
de
Qualidade
Engenheiro
de Logística
Eng. de
Desenvolvim
ento de
Produto
Engenheiro
de Projeto
Técnico de
Processos
Técnico de
Qualidade
FONTE: Autores (2011).
Figura 8 – Gráficos de definição das competências – Equipe P-FMEA da empresa.
FONTE: Autores (2011).
45
Figura 9 – Gráficos de definição das competências – Equipe TCC.
Fonte: Autores (2011).
O líder do P-FMEA pesquisou a existência de um histórico de falhas no
processo de montagem do modelo de caixa de câmbio na Suécia. Estes dados
serviram para auxiliar na determinação das probabilidades de ocorrência dos modos
de falha, visando preveni-los para o novo processo de montagem. Outro ponto
levado em consideração foram as recomendações de montagem indicadas pelo
responsável do processo na linha da Suécia.
Na sequência foi elaborado o fluxograma detalhado do processo, de acordo
com o exemplo da Figura 10, para cada estação de montagem, baseado no layout
da nova linha.
46
Figura 10 – Exemplo de Fluxograma de processo.
FONTE: Formulário da empresa, (2011).
Os fluxogramas de processo foram utilizados como base para realização das
análises do P-FMEA e também serviram para determinar quais eram as estações
mais críticas dentro do processo de montagem. Contendo as principais informações
que a equipe de P-FMEA precisava saber para executar as análises, como os
requisitos do produto e processo. Na coluna A foram colocadas as etapas de
montagem em sequência, na coluna B as etapas foram descritas graficamente
através da simbologia padrão do fluxograma, na coluna C foram colocados os
requisitos do produto e processo para cada etapa e na coluna D observações
quando relevante.
47
A líder do P-FMEA determinou um cronograma de trabalho priorizando as
estações por criticidade alta, média e baixa para aplicação da metodologia. Este
cronograma foi distribuído para todos os integrantes da equipe e então foram
iniciados os trabalhos, as reuniões aconteceram semanalmente e foram conduzidas
pelo líder do P-FMEA, que dentre suas atribuições estavam o agendamento,
planejamento e condução das reuniões.
Etapa 2: Brainstorming para levantar os potenciais modos de falha.
Nesta fase a equipe do P-FMEA iniciou os ciclos de brainstorming para levantar
os potencias modos de falha relacionados ao processo que poderiam ocorrer na
montagem da nova linha da caixa de câmbio.
Figura 11 – Fluxograma dos potenciais modos de falha.
FONTE: Autores (2011).
Os modos de falha eram apontados pelos participantes dentro das reuniões
seguindo o fluxograma do processo, a cada reunião era abordada uma estação de
montagem. Foram considerados os potenciais modos de falha que poderiam ocorrer
relativos à mão de obra e método de trabalho. Não foram levados em consideração
os potenciais modos de falha referentes ao material (componentes) proveniente do
48
fornecedor ou falhas decorrentes dos equipamentos automatizados, para estes
aspectos foram considerados que os mesmos deveriam cumprir as suas funções
sem afetar a qualidade final do produto.
As sugestões de possíveis modos de falha eram citadas pela equipe
durante a reunião e preenchidas no formulário na coluna de modos de falha pelo
líder do P-FMEA. Este trabalho foi realizado em detalhes para todas as estações de
montagem. Para cada estágio de montagem (requisito) os participantes da equipe
apontavam um ou mais potenciais modos de falha, exemplificado na Figura 11.
Etapa 3: Listagem dos potenciais efeitos para cada modo de falha.
Com os modos de falha levantados, a equipe iniciou o processo de
identificação dos potenciais efeitos para cada um dos modos de falha listados na
etapa anterior. Foram estimados os potenciais efeitos dos modos de falha para o
cliente final e também para o processo de montagem, para os casos em que os
modos de falha não tinham a possibilidade de chegar até o cliente eram anotados
somente os efeitos no processo de montagem. Os efeitos para cada um dos modos
de falha foram preenchidos no formulário de P-FMEA na coluna ao lado do
respectivo modo de falha, na Figura 12.
Figura 12 – Fluxograma dos efeitos para os potenciais modos de falha.
FONTE: Autores (2011).
49
Etapa 4: Atribuição de uma pontuação para severidade de cada efeito.
Nesta etapa a equipe pontuou a severidade baseada no grau do potencial
efeito, caso a falha ocorresse para o cliente externo ou interno. A pontuação foi
baseada em uma tabela de referência com os critérios correspondendo ao grau de
severidade para cada efeito. As pontuações dadas pela equipe de P-FMEA foram
registradas no formulário na coluna de severidade, que fica ao lado da coluna onde
foram preenchidos os efeito descritos na etapa 3.
Etapa 5: Identificação das causas e atribuição de uma pontuação de
ocorrência para cada modo de falha.
Para cada potencial modos de falha foram listadas todas as causas possíveis
que poderiam resultar neste modo de falha, na Figura 13.
Figura 13 – Fluxograma para as causas dos modos de falha.
FONTE: Autores (2011).
A pontuação para probabilidade de ocorrência foi baseada na pesquisa com o
histórico de falhas em processos similares de montagem e em estimativas,
considerando o volume de produção anual previsto. Foi utilizada a seguinte
50
abordagem para questionar a ocorrência: Com que frequência o potencial modo de
falha pode ocorrer?
As pontuações para detecção de cada modo de falha foram dadas conforme os
métodos de detecção do processo e preenchidas no formulário.
Etapa 6: Atribuir uma pontuação para detecção de cada modo de falha.
A pontuação de detecção foi baseada na capacidade do processo em
identificar a ocorrência dos modos de falha, ou seja, a eficácia dos métodos de
controle planejados pelos engenheiros responsáveis pelo projeto da nova linha. Esta
etapa serviu também para avaliar se existia algum modo de falha capaz de ocorrer
sem que os métodos de controle a detectassem até o cliente final. As pontuações
para detecção de cada modo de falha foram preenchidas no formulário.
Etapa 7: Cálculo do Grau de Prioridade de Risco (RPN) para cada um dos
modos de falha.
O número de prioridade de risco foi calculado multiplicando-se as pontuações
de severidade, de ocorrência e de detecção para cada um dos modos de falha.
Grau de Prioridade de Risco (RPN) = Severidade x Ocorrência x Detecção
Etapa 8: Priorização dos modos de falha para ação.
Foram priorizados para tomada de ação os modos de falha com RPN maior
que 120. Os que apresentaram severidade 9 e 10 ou 20% dos itens de maior RPN,
utilizando o conceito de Pareto 80/20.
Etapa 9: Tomada de ação para eliminar ou reduzir os RPN mais altos.
Nesta etapa foi estabelecido um plano de ação para tentar eliminar ou reduzir a
pontuação dos potenciais modos de falha selecionados. Para cada modo de falha foi
escolhido um responsável da equipe para resolvê-lo. Na resolução dos potenciais
modos de falha foram utilizadas outras metodologias de solução e prevenção de
problemas como: PDCA, Ishikawa, FTA, 5W e 2H e Poka-Yoke.
Etapa 10: Cálculo do resultado do novo RPN para verificar se o valor
reduziu ou foi eliminado.
51
Nesta última fase foi analisada a eficácia das ações tomadas. A equipe do PFMEA se reuniu novamente, após a implantação das melhorias, e reavaliou as
pontuações de severidade, ocorrência e detecção para cada modo de falha tratada,
baseando-se nas ações tomadas e verificando se os riscos foram eliminados ou
reduzidos efetivamente. Com essa nova pontuação, um novo diagrama de Pareto foi
definido e comparando com o da primeira pontuação.
52
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1
A LINHA DE MONTAGEM DA CAIXA DE CÂMBIO
A linha de montagem da caixa de câmbio é composta por 23 estações de
montagem,
dentre
elas
possui
estações
manuais
de
montagem,
robôs,
equipamentos de testes funcionais e prensas hidráulicas. A implantação da
metodologia P-FMEA foi realizada em 19 estações de montagem como indicado na
Figura 14.
Figura 14 – Layout da linha de montagem da caixa de câmbio.
FONTE: Figura da empresa (2011).
4.2
ESTAÇÃO MODELO – MT010
A estação MT010 (Figura 15) foi escolhida como modelo para detalhar a
implantação da metodologia do P-FMEA e a utilização de outras ferramentas da
qualidade na nova linha de montagem da caixa de câmbio.
53
Figura 15 – Estação modelo MT010.
FONTE: Figura da empresa (2011).
Esta estação é uma prensa hidráulica que é responsável por um dos
processos mais críticos, a montagem do eixo principal da caixa de câmbio Figura 16.
Figura 16 – Eixo principal e outros componentes
FONTE: Manual técnico da empresa (2011).
54
A sequência de montagem do eixo principal na estação MT010 está detalhada em 12 passos
nas Figuras 17 a 28. O eixo principal montado por completo é mostrado na Figura 29 ao final da
sequência.
Figura 17 - passo 1 da montagem do eixo principal.
FONTE: Autores (2011).
Figura 18 - passo 2 da montagem do Eixo principal.
FONTE: Autores (2011).
55
Figura 19 - passo 3 da montagem do eixo principal.
FONTE: Autores (2011).
Figura 20 - passo 4 da montagem do eixo principal.
FONTE: Autores (2011).
56
Figura 21 - passo 5 da montagem do eixo principal.
FONTE: Autores (2011).
Figura 22 - passo 6 da montagem do eixo principal.
FONTE: Autores (2011).
57
Figura 23 - passo 7 da montagem do eixo principal.
FONTE: Autores (2011).
Figura 24 - passo 8 da montagem do eixo principal.
FONTE: Autores (2011).
58
Figura 25 - passo 9 da montagem do eixo principal.
FONTE: Autores (2011).
Figura 26 – Passo 10 da montagem do eixo principal.
FONTE: Autores (2011).
59
Figura 27 - passo 11 da montagem do eixo principal.
FONTE: Autores (2011).
Figura 28 – passo 12 da montagem do eixo principal.
FONTE: Autores (2011).
60
Figura 29 - MT010 – Eixo principal montado.
FONTE: Figura da empresa (2011).
Os resultados e discussões da implantação do P-FMEA serão descritos nos
parágrafos que se seguem, de acordo com as etapas citadas na metodologia.
No início da implementação foi realizada uma pesquisa dos modos de falhas na
linha da Suécia. Para esta estação não foram encontrados registros de ocorrência,
porém, foram feitas algumas recomendações de itens importantes ao processo
descrito no Quadro 4.
Quadro 4 – Recomendações da linha da Suécia.
Descrição da operação
Recomendações
Montagem da engrenagem da ré
Posicionamento da luva de engate
Montagem da primeira engrenagem
Posicionamento do sensor de
velocidade e o anel interno sobre o
eixo
Montagem da segunda engrenagem
Posicionamento do cubo sobre o eixo
Existe um lado correto para posicionar a engrenagem
no eixo
Posicionar a luva com o chanfro voltado para o lado da
engrenagem da ré
Existe um lado correto para posicionar a engrenagem
no eixo
Posicionar o sensor de leitura de velocidade com as
ranhuras para cima
Existe um lado correto para posicionar a engrenagem
no eixo
Existe um lado correto para posicionar o cubo no eixo
FONTE: Dados da Suécia (2010).
61
Na sequência foi elaborado um Fluxograma da estação modelo como base
para iniciar a análise do P-FMEA. O resultado foi um detalhamento da montagem em
24 etapas, seguindo os requisitos do processo na Tabela 4.
Na análise P-FMEA da estação modelo através das 24 etapas de
montagem foram identificados cinquenta e dois potenciais modos de falha.
Para todos foram descritos os Efeitos e estimada a Severidade, isolando as
Causas, estimando a Ocorrência e a Detecção e avaliando os Controles de
Prevenção. Os resultados foram registrados no formulário do P-FMEA,
conforme as Tabelas 5 a 9.
62
Tabela 4 – Fluxograma de processo da estação modelo MT010.
FONTE: Formulário da empresa, (2011).
63
Tabela 5 – Formulário P-FMEA da estação modelo MT010.
FONTE: Formulário P-FMEA da empresa (2011).
64
Tabela 6 – Formulário P-FMEA da estação modelo MT010 – continuação.
FONTE: Formulário P-FMEA da empresa (2011).
65
Tabela 7 – Formulário P-FMEA da estação modelo MT010 – continuação
FONTE: Formulário P-FMEA da empresa (2011).
66
Tabela 8 – Formulário P-FMEA da estação modelo MT010 – continuação.
FONTE: Formulário P-FMEA da empresa (2011).
67
Tabela 9 – Formulário P-FMEA da estação modelo MT010 – continuação.
FONTE: Formulário P-FMEA da empresa (2011).
Para priorização dos RPNs e demonstração dos potenciais modos de falha
com maior representatividade, foi utilizado o gráfico de Pareto, de acordo com a
Figura 30.
68
Figura 30 – MT010 – Principais potenciais modos de falha.
FONTE: Autores (2011).
69
Os modos que apresentaram RPNs inferior a 48 foram desprezados, devido
aos seus baixos riscos. No eixo horizontal são listados os modos de falha, as barras
representam o grau do RPN para cada modo e o eixo vertical mostra a sua
representatividade, quanto mais alto mais representativo.
Para a tomada de ação foram selecionados os RPNs que apresentaram
valores maiores que 120. Foram encontrados 33 registros que atenderam este
requisito. No Pareto foi possível observar que esses 33 potenciais modos de falha
equivalem a 91,16% dos maiores RPNs. A verificação demonstrou que os modos de
falha se repetiam, sendo que se obtiveram 12 tipos de modos de falha diferentes,
como mostra no Quadro 5. É importante destacar que os modos de falha eram
iguais, porém, nem todos possuíam os mesmos efeitos e causas, dependendo da
criticidade dos componentes.
Quadro 5 – Potenciais modos de falha.
Quantidade
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Potenciais modos de falha
Prensagem com ferramenta incorreta
Montar componentes do lado incorreto
Carga de prensagem fora do especificado
Não puncionar / cravar componente
Falta de aperto
Montar componentes do lado incorreto
Torque alto
Não aplicar óleo no componente
Não montar componentes
Montar componentes incorreto (de maior diâmetro)
Não encaixar os componentes
Torque baixo
FONTE: Autores (2011).
Com a constatação da similaridade dos modos de falha, verificou-se que as
análises para resolver os problemas e as soluções aplicadas serviriam para os 33
modos de falha com RPN maior que 120.
Para cada potencial modo de falha foi tomada uma ação com o objetivo de
reduzir ou eliminar o grau de risco. No caso da Etapa 9 "Posicionar e prensar o
sensor de velocidade" no formulário P-FMEA, destacada na Tabela 10, observou-se
que os 4 modos de falha identificados resultaram em uma pontuação de RPN acima
70
de 120, portanto, este exemplo foi utilizado para demonstrar o suporte das
ferramentas da qualidade na implantação do P-FMEA neste projeto.
Tabela 10 – Etapa 9 do formulário P-FMEA da estação modelo MT010.
FONTE: Formulário P-FMEA da empresa (2011).
Os modos de falha encontrados na Etapa 9 "Posicionar e prensar o sensor de
velocidade" foram:
 Montar sensor do lado incorreto (Ranhuras para baixo);
 Prensagem com ferramenta incorreta;
 Não montar o sensor de velocidade;
 Carga de prensagem fora do especificado. Mín. 1 ton. / Máx. 5 ton.
Para os quatro modos de falha foram construídos um Ishikawa e uma árvore de
falhas para analisar as causas básicas.
Para o primeiro modo de falha "Montar o sensor do lado incorreto" as
pontuações iniciais do P-FMEA eram: Severidade 8, pois o impacto é "Falha na
leitura da velocidade ou danificar o sensor"; Ocorrência 8 para "Erro operacional"; e
Detecção 3, pois a falha é identificada na bancada de testes da linha. Nas análises
utilizando o Diagrama de Ishikawa e a Árvore de Falhas, mostrada na Figura 31, foi
constatado que a "Falta de atenção do operador" e o "Equipamento permitir a
71
montagem incorreta" eram as causas que mais contribuíam para o modo de falha
ocorrer.
Figura 31 – Diagrama de Ishikawa e FTA.
Método
Ishikawa
Material
Sensor de velocidade
possui os lados
semelhante
Operador realiza muitos
movimentos
Montagem do sensor
do lado incorreto
Falta de atenção do
operador
Mão de obra
O equipamento permite
a montagem incorreta
Máquina
Montagem do sensor
do lado incorreto
Operador realiza muitos
movimentos
Falta de
atenção do
operador
Equipamento não
possui sistema
automatizado
Sensor de velocidade
possui os lados
semelhante
Análise da Árvore de Falha
O método possibilita
o erro do operador
O equipamento
permite a
montagem
incorreta
FONTE: Autores (2011).
Para eliminar a ocorrência deste modo, a ação tomada foi a instalação de um
sensor que detecta a montagem do lado incorreto (Poka-Yoke). Após a implantação
da solução as pontuações foram revisadas: a Severidade manteve-se em 8 e a
Ocorrência e Detecção baixaram para 1, devido ao Poka-Yoke instalado, na Figura
32.
72
Figura 32 – Poka-Yoke implementado para evitar a montagem incorreta.
FONTE: Autores (2011).
.
Para o segundo modo de falha "Prensagem com ferramenta incorreta" as
pontuações iniciais do P-FMEA eram: Severidade 8, pois o impacto é "Refugo de
componentes ou Danificar o equipamento", Ocorrência 6 para "Utilizar ferramenta de
prensagem incorreta" e Detecção 8, pois o método de controle era Inspeção visual.
Na análise das causas, mostrada na Figura 33, foi constatado que a "Falta de
atenção do operador" e o "Semelhança entre as ferramentas" eram as causas que
mais contribuíam para o modo de falha ocorrer.
73
Figura 33 – Diagrama de Ishikawa e FTA.
Método
Máquina
Ishikawa
Prensagem com
ferramenta incorreta
Fata de atenção do
operador
Falta da
ferramenta correta
A semelhança
entre ferramentas
Mão de obra
Material
Prensagem com
ferramenta incorreta
Falta da
ferramenta correta
Ferramental
Análise da Árvore de Falha
Fata de
atenção do
operador
A semelhança
entre
ferramentas
FONTE: Autores (2011).
Para eliminar a ocorrência deste modo, a ação tomada foi a instalação de um
sensor, para verificar se a ferramenta de prensagem utilizada é a correta conforme a
sequência de montagem (Poka-Yoke).
Após a implantação da solução as pontuações foram revisadas: a Severidade,
manteve-se em 7, a ocorrência e a detecção baixaram para 1 devido ao Poka-Yoke
instalado, na Figura 34.
74
Figura 34 – Poka-Yoke implementado.
FONTE: Figura da empresa (2011).
Para o terceiro modo de falha "Não montar o sensor de velocidade" as
pontuações iniciais do P-FMEA eram: Severidade 8, pois o impacto é "Falha na
leitura da velocidade", Ocorrência 6 para "Erro operacional" e Detecção 3, pois a
falha é identificada na bancada de testes da linha. Na análise das causas, mostrada
na Figura 35, foi constatado que a "Falta de atenção do operador" e o "Equipamento
permite a continuação do processo sem a montagem do sensor" eram as causas
que mais contribuíam para o modo de falha ocorrer.
75
Figura 35 – Diagrama de Ishikawa e FTA.
FONTE: Autores (2011).
Para eliminar a ocorrência deste modo a ação tomada foi a instalação de um
sensor que detecta a não montagem do componente (Poka-Yoke). Após a
implantação da solução as pontuações foram revisadas: a Severidade manteve-se
em 8, a ocorrência e a detecção baixaram para 1 devido ao Poka-Yoke instalado, na
Figura 36.
76
Figura 36 – Poka-Yoke implementado.
FONTE: Figura da empresa (2011).
Para o quarto modo de falha "Carga de prensagem fora do especificado" as
pontuações iniciais do P-FMEA eram: Severidade 7, pois o impacto é "Refugo de
componentes", Ocorrência 5 para "Desalinhamento da peça antes da prensagem",
Ocorrência 3 para "Dimensional da peça fora da tolerância" e Detecção 8, pois o
método de controle era Inspeção visual. Na análise das causas, mostrada na Figura
37, foi constatado que a "Desalinhamento da peça antes da prensagem" e o "Perfil
da ferramenta não encaixa na peça" eram as causas que mais contribuíam para o
modo de falha ocorrer.
77
Figura 37 – Diagrama de Ishikawa e FTA.
Máquina
Método
Ishikawa
Equipamento
descalibrado
Perfil da não encaixa na
Ferramenta peça
Carga de prensagem fora
do especificado
Fata de atenção do
operador
Dimencional da peça
fora da tolerância
Desalinhamento da
peça antes da
prensagem
Mão de obra
Material
Carga de prensagem fora
do especificado
Desalinhamento da
peça antes da
prensagem
Ferramental
Falta de atenção do
operador
Perfil da Ferramenta
não encaixa na
peça
Equipamento
descalibrado
Análise da Árvore de Falha
Método não impede
o erro humano
FONTE: Autores (2011).
Para eliminar a ocorrência destes modos, decidiu-se pela implantação de um
controle automático no equipamento que monitora o curso e a carga durante a
prensagem, integrado à ferramenta de prensagem no perfil da peça, facilitando o
alinhamento e treinamento do operador para o correto posicionamento. Após à
instalação do controle automático, as pontuações foram revisadas: a Severidade
manteve-se em 7, as ocorrências baixaram para 2 e 3 e a detecção baixou para 2.
As ações e seus responsáveis de todos os modos de falha com RPNs acima
de 120 são mostrados no Plano de Ação, Tabela 11. Baseada na eficácia das ações
tomadas, a equipe P-FMEA reavaliou as pontuações de Severidade, Ocorrência e
Detecção e calculou o novo RPN, registrado também no Plano de Ação, Tabelas 11
a 15.
78
Tabela 11 – Plano de ação.
FONTE: Formulário da empresa (2011).
79
Tabela 12 – Plano de ação – continuação.
FONTE: Formulário da empresa (2011).
80
Tabela 13 – Plano de ação – continuação.
FONTE: Formulário da empresa (2011).
81
Tabela 14 – Plano de ação – continuação.
FONTE: Formulário da empresa (2011).
82
Tabela 15 – Plano de ação – continuação.
FONTE: Formulário da empresa (2011).
83
No gráfico da Figura 38 é possível verificar a eficácia da ações tomadas,
comparando os valores da primeira avaliação dos RPNs com a segunda avaliação,
após a verificação dos resultados das ações. Comparando a média percentual de
redução dos RPNs o valor encontrado foi de 80,73% entre o valor inicial e final.
Figura 38 – Gráfico de Pareto – RPN antes x RPN depois.
FONTE: Autores (2011).
84
No gráfico da Figura 39 são mostrados os potenciais modos de falha que
tiveram RPN menor que 120 na primeira análise do P-FMEA e devido aos baixos
riscos não foram tratados, e os modos tratados com seus novos valores de RPN.
Figura 39 – Novos potenciais modos de falha na estação.
FONTE: Autores (2011).
85
Um dos objetivos da metodologia FMEA é ser uma "ferramenta viva", ou
seja, mesmo solucionando os principais modos de falha da estação MT010 na fase
de projeto, ainda é possível continuar o trabalho de prevenção após o início da
produção buscando eliminar os potenciais modos de falha com maior RPN, como
por exemplo, a primeira coluna do gráfico da Figura 39 que representa o RPN do
modo de falha "Não montar", referente a etapa 16 "Posicionar o calço medido sobre
o rolamento" do formulário P-FMEA da estação MT010 (Tabelas 5 a 9).
86
5 CONCLUSÃO
Pode-se concluir que com a implantação do P-FMEA no estágio inicial do
projeto da estação MT010 a empresa conseguiu, minimizar os potenciais modos de
falha mais críticos do processo atingindo o objetivo do trabalho. Houve uma redução
dos riscos de falha em 80,73% na estação modelo.
Como já citado, a implantação do P-FMEA se deu de maneira análoga as
demais estações, gerando um levantamento de aproximadamente 400 potenciais
modos de falha, sendo que 20% destes foram tratados.
A implantação da metodologia representou um custo evitado de 500 mil reais,
em estimativa realizada para o primeiro ano de produção, considerando potenciais
custos relacionados a reclamações dos clientes internos e externos, custos de
garantia, retrabalhos e refugos. Das 300 unidades montadas até o presente
momento foram auditadas oito unidades, dentre estas foi encontrado apenas um
defeito relacionado a falha humana.
Foi possível observar que o P-FMEA iniciou dentro da empresa um processo
de consolidação para tornar-se uma “ferramenta viva” de análise dos projetos futuros
e atualização dos processos atuais.
87
6 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
A implantação da metodologia FMEA de Processo mostrou-se viável e
aplicável. Assim, sugere-se que possíveis trabalhos futuros relacionados a esta
metodologia foquem na aplicação prática dos conceitos aqui descritos.
Conclui-se que a metodologia P-FMEA pode ser aplicada também em outros
processos e não somente na indústria automobilística.
88
REFERÊNCIAS
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Cierco, Agliberto Alves, et al. Gestão da qualidade. Rio de Janeiro: FGV,2003.
CAMPOS, V. F..Gerenciamento pelas diretrizes. Belo Horizonte: Fundação
Christiano Ottoni 1995.
Chagas, Newton.Volvo anuncia produção no Brasil de caixas de câmbio
eletrônicas I-Shift. Volvo do Brasil. Brasil, 2 fev. 2011. Disponível
em:<http://www.volvogroup.com/group/brazil/pt/br/imprensa_revistaeurodo/pressrele
ases/_layouts/CWP.Internet.VolvoCom/NewsItem.aspx?News.ItemId=96802&News.
Language=pt-br. > Acesso em: 29 maio 2011.
Definição, exemplos, figuras, fluxo, fluxograma, gestão, qualidade, representação,
símbolos.
Brasil,
7
agosto
2009.
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92
7 ANEXOS
O artigo científico originado desse trabalho encontra-se alocado a partir da
próxima página, contendo numeração própria e independente.
ESTUDO DE CASO: IMPLANTAÇÃO DO FMEA DE PROCESSO
EM UMA LINHA DE MONTAGEM DE CAIXA DE CÂMBIO
Daniele Terumi Miyazaki (FAE) [email protected]
Fabio Junior Maneira (FAE) [email protected]
Marcos Paulo de Assis (FAE) [email protected]
Profª Drª Marjorie Benegra (FAE) [email protected]
Resumo: Este trabalho propõe a implantação da ferramenta de Análise de Modos
de Falha e Efeitos no Processo (FMEA de Processo) em uma nova linha de
montagem de caixa de câmbio na empresa Volvo do Brasil Veículos Ltda,
multinacional sediada em Curitiba- PR. O objetivo foi evidenciar todas as possíveis
falhas de montagem ainda na fase de concepção do projeto, buscando agir
preventivamente. Foram apontados aproximadamente 400 potenciais modos de
falha, sendo que 20% destes foram tratados. Os resultados mostraram uma redução
dos riscos de falha em 80,73% na estação modelo, o que representa que a empresa
deixou de perder 500 mil reais, em estimativa realizada para o primeiro ano de
produção, considerando potenciais custos relacionados a reclamações dos clientes
internos e externos, custos de garantia, retrabalhos e refugos. Das 300 unidades
montadas até o presente momento foram auditadas oito unidades, dentre estas foi
encontrado apenas um defeito relacionado a falha humana indicando que a
ferramenta é eficaz para esta aplicação.
Palavras-Chave: FMEA de Processo, agir preventivamente e redução dos riscos.
1. Introdução
Este trabalho foi realizado na empresa Volvo do Brasil Veículos Ltda,
multinacional sediada em Curitiba- PR, onde são produzidos caminhões pesados e
semi-pesados, chassis de ônibus, motores e cabines. A Volvo Powertrain é a
unidade da empresa responsável pela montagem dos motores, caixa de câmbio e
usinagem de blocos dos motores. A empresa está ampliando sua capacidade de
produção e inicia em 2012 a montagem da caixa de câmbio automática I-Shift para
caminhão e ônibus. A caixa I-Shift, atualmente é usada em 80% dos caminhões e
em 90% dos ônibus produzidos no Brasil, era importada pela Volvo. A fábrica de
Curitiba torna-se a primeira planta a produzir caixas de câmbio fora da Suécia. A
caixa I-Shift se diferencia por possuir um software de transmissão que possibilita
trocas de marchas mais rápidas e precisas o que resulta na redução do consumo de
combustível, diminuição do gasto com pneus e aumento da vida útil da embreagem.
Para garantir que este produto tenha a qualidade esperada pelo cliente da Volvo a
empresa investe na implantação da ferramenta de qualidade FMEA, a Análise de
Modos de Falha e Efeitos, direcionando a aplicação ao processo, com objetivo de
evidenciar todas as possíveis falhas de montagem ainda na fase de concepção do
projeto, buscando agir preventivamente.
2. Referencial
2.1 Histórico da empresa Volvo Powertrain (VPT)
Uma das unidades de negócio do Grupo Volvo é a Volvo Powertrain,
responsável pelo desenvolvimento e fabricação de motores e caixa de câmbio.
Fundada em Curitiba, em 2001, a VPT possui entre seus principais processos:
usinagem de blocos de motor, montagem de motores, pintura e instalação de caixa
de câmbio. (CHAGAS, 2011)
Em 2012 a Volvo Powertrain tem como objetivo iniciar a produção de caixas
de câmbio automatizada, utilizando nesse processo ferramentas de qualidade para
que o início das atividades aconteça sem desvios nos padrões de excelência.
2.2 Caixa de câmbio eletrônica (I-Shift)
O produto conhecido como caixa de câmbio ou transmissão, é um
componente fundamental do trem de força, pois serve para aumentar ou reduzir a
rotação do motor através da troca de marchas. As grandes vantagens e benefícios
da caixa de câmbio I-Shift da Volvo são: redução do consumo de combustível,
diminuição do gasto com pneus e o aumento da vida útil da embreagem, possui um
software de transmissão que possibilita trocas de marchas mais rápidas e precisas,
proporcionando
o
maior
conforto
ao
motorista.
(<http://www.volvo.com.br/corp/eurodo/er108/er108bx0811.pdf.>).
A caixa de câmbio é composta de três partes principais: a carcaça da
embreagem, a carcaça básica e uma carcaça do grupo redutor. A carcaça da
embreagem forma a placa dianteira da extremidade da caixa de câmbio.
Na carcaça básica contém os eixos da marcha ré, intermediário e principal junto com
a unidade seletora.
A carcaça do grupo redutor contém as engrenagens planetárias do grupo
redutor e o eixo de saída, conforme ilustra a figura 1.
Figura 1 - Partes principais da caixa de câmbio
1 - Carcaça da embreagem; 2 - Carcaça básica; 3 - Carcaças do grupo redutor.
A caixa de câmbio eletrônica I-Shift produzido pela Volvo tem o tamanho
conforme o modelo, pesando aproximadamente 272 kg, numa extensão de 916 mm,
com
capacidade
para
13
litros
de
óleo.
(www.mundotruck.com/montadoras/volvo/Reportagens/caracter.html).
Este produto atualmente é montado pela empresa na Suécia e tem no seu
histórico problemas de qualidade relacionados à mão de obra, método de trabalho,
materiais e máquina.
Com o intuito de prevenir e/ou sanar essa problemática é grande contribuição
a implantação correta de uma ferramenta de qualidade. A análise de Modo e Efeito
de Falha, conhecida como FMEA tem sido empregada com resultados satisfatórios.
2.3 Análise de modos e efeito de falha (FMEA)
Os primeiros FMEAs foram realizados em 1960 na indústria aeroespacial e,
ao longo do tempo, eram abordados especificamente para questões de segurança.
Nos dias de hoje, a indústria automotiva adaptou a metodologia para utilizá-la nos
processos e produtos, aumentando o nível de qualidade (MCDERMOTT; MIKULAK
e BEAUREGARD, 2009).
Os FMEAs são aplicados no desenvolvimento de projeto de produtos e
também estão focados em prevenir defeitos, principalmente em processos de
fabricação, aumentando a segurança e satisfação do cliente, melhorias de processo
e redução de custos (MCDERMOTT; MIKULAK e BEAUREGARD, 2009).
2.3.1 Análise do Modo e Efeito de Falha no Processo (P-FMEA)
O P-FMEA é direcionado para processo e tem como objetivo evidenciar
todas as possíveis falhas. Existem várias maneiras de um processo falhar e são
chamadas de modos de falha. Cada modo de falha tem um efeito potencial, sendo
que alguns são mais prováveis de ocorrer do que outros (MCDERMOTT; MIKULAK
e BEAUREGARD, 2009). A avaliação dos riscos das falhas acontecerem é
determinada por três fatores:
- Gravidade: A consequência caso a falha ocorra;
- Ocorrência: A probabilidade de ocorrência da falha;
- Detecção: A possibilidade de identificar a falha.
Usando os dados e conhecimento do processo, cada falha potencial e efeito
são avaliados em cada um destes três fatores em uma escala que varia de 1 a 10,
sendo respectivamente, baixa a alta. Multiplicando a classificação para os três
fatores (efeito x ocorrência x detecção), um número de prioridade de risco (RPN Risk Priority Number) será determinado para cada potencial modo de falha. O
número de prioridade de risco (varia de 1 a 1.000 para cada modo de falha) é usado
para classificar a necessidade de ações corretivas para eliminar ou reduzir os
potenciais modos de falha. Os modos de falha com maior RPN devem ser atendidos
em primeiro lugar, embora a atenção especial deva ser dada quando a gravidade da
pontuação é elevada (9 ou 10), independentemente do RPN. Uma vez que as ações
corretivas tenham sido tomadas, um novo RPN é determinado e reavaliado, sendo
chamado de "RPN resultante", que até estar em um nível aceitável, as ações de
melhoria devem continuar, comparado-o aos demais modos de falha
(MCDERMOTT; MIKULAK e BEAUREGARD, 2009).
3. Metodologia
Antes de iniciar os trabalhos, o responsável do projeto de instalação da nova
linha de montagem de caixa de câmbio definiu um líder para condução do P-FMEA,
em conjunto os dois escolheram os integrantes da equipe de trabalho e definiram a
equipe para realização das análises dos potenciais modos de falha mostrada na
figura 2. (STAMATIS, 2003)
Figura 2 - Organograma equipe P-FMEA
Depois de definir a equipe o líder do P-FMEA pesquisou se existia um
histórico de falhas referente ao processo de montagem deste modelo de caixa de
câmbio na Suécia e em linhas de montagem com produtos similares. Estes dados
serviram para auxiliar na determinação das probabilidades de ocorrência dos modos
de falha e na prevenção dos mesmos no novo processo de montagem. Outro ponto
levado em consideração foi às recomendações de montagem indicadas pelo
responsável do processo na linha Sueca. (STAMATIS, 2003)
Na sequência foi feito o fluxograma detalhado do processo para cada estação
de montagem, baseado no layout principal da nova linha, nesta fase já existia um
estudo preliminar com a definição de como seriam dividas as etapas do processo
para cada estação de montagem. (AIAG, 2008).
Os fluxogramas de processo foram utilizados como base para realização das
análises do P-FMEA e também serviram para determinar quais eram as estações
mais criticas dentro do processo de montagem. Nos fluxograma de processo
existiam as principais informações das quais a equipe de P-FMEA precisava saber
para executar as análises, como os requisitos do produto e processo. (AIAG, 2008).
Com a equipe de trabalho definida, mais a base de dados e sabendo em
quais estações realizar as análises, foi feito um cronograma de trabalho priorizando
as estações por criticidade. Este cronograma foi distribuído para todos os
integrantes da equipe e então foram iniciados os trabalhos. (STAMATIS, 2003)
Na próxima fase a equipe do P-FMEA iniciou os ciclos de brainstorming para
levantar os potencias modos de falha relacionados ao processo que poderiam
ocorrer na montagem da nova linha da caixa de câmbio (MCDERMOTT; MIKULAK;
BEAUREGARD, 2009).
Os modos de falha eram apontados pelos participantes dentro das reuniões
seguindo o fluxograma do processo. Foram considerados os potenciais modos de
falha que poderiam ocorrer relativos à mão de obra e método de trabalho, não foram
levados em consideração os potenciais modos de falha referentes aos materiais
(componentes) provenientes de fornecedores ou falhas decorrentes dos
equipamentos automatizados, para estes aspectos foi considerado que os mesmos
deveriam cumprir as suas funções sem afetar a qualidade final do produto.
(MCDERMOTT; MIKULAK; BEAUREGARD, 2009).
As sugestões de possíveis modos de falha eram preenchidas no formulário
na coluna de modos de falha. Este trabalho foi realizado em detalhes para todas as
estações de montagem. Para cada estágio de montagem (requisito) os participantes
da equipe apontavam um ou mais potenciais modos de falha, exemplificado na
figura 3.
Figura 3 – Fluxograma dos potenciais modos de falha
Com os modos de falha levantados a equipe iniciou o processo de
identificação dos potenciais efeitos para cada um dos modos de falha listados, não
só para o processo de montagem, mas também para o cliente final.
Os efeitos para cada um dos modos de falha foram preenchidos no
formulário de P-FMEA na coluna ao lado do respectivo modo de falha, mostrados na
Figura 4.
Figura 4 - Fluxograma dos efeitos para os potenciais modos de falha
Em seguida a equipe pontuou a severidade baseada no grau do potencial
efeito caso a falha ocorre-se para o cliente externo ou interno. As pontuações dadas
pela equipe de P-FMEA foram registradas no formulário na coluna de severidade,
que fica ao lado da coluna onde foram preenchidos os efeitos. Para cada potencial
modo de falha foi listado todas as causas possíveis, como na Figura 5, que
poderiam resultar neste modo de falha (MCDERMOTT; MIKULAK; BEAUREGARD,
2009).
Figura 5 – fluxograma para as causas dos modos de falha
A pontuação para probabilidade de ocorrência foi baseada na pesquisa com
o histórico de falhas em processos similares de montagem e em estimativas. Foi
utilizada a seguinte abordagem para questionar a ocorrência: Com que frequência o
potencial modo de falha pode ocorrer? (PALADY, 2007).
O próximo foi atribuir uma pontuação para detecção de cada modo de falha.
Esta pontuação de detecção foi baseada na capacidade do processo em identificar a
ocorrência dos modos de falha, ou seja, a eficácia dos métodos de controle. Esta
fase serviu também para avaliar se existia algum modo de falha capaz de chegar ao
cliente final sem que os métodos de controle pudessem detectá-lo (MCDERMOTT;
MIKULAK; BEAUREGARD, 2009).
Para determinar os principais modos de falhas foi calculado o Grau de
Prioridade de (RPN), multiplicando-se a pontuação de severidade vezes a
pontuação de ocorrência vezes a pontuação de detecção para cada um dos modos
de falha (MCDERMOTT; MIKULAK; BEAUREGARD, 2009).
Após serem conhecidos os RPNs dos modos de falhas, foram priorizados
para tomada de ação todos os que possuíam RPN acima de 120 e severidade 9 ou
10, buscando tratar no mínimo 20% dos potenciais modos de falha (AIAG, 2008).
Para tentar eliminar ou reduzir a pontuação dos potenciais modos de falha
selecionados foi estabelecido um plano de ação, tendo um responsavel pela
resolução de cada modo de falha. Na resolução dos potenciais modos de falha
foram utilizadas outras metodologias da qualidade para resolução e prevenção de
problemas como: Análise da Árvore de falha, PDCA, 5W2H, Ishikawa e Poka-Yoke.
Por fim, foi analisada a eficácia das ações tomadas, a equipe do P-FMEA se reuniu
novamente após a implantação das melhorias e reavaliou as pontuações de
severidade, ocorrência e detecção para cada um dos modos de falha tratados
baseado nas ações tomadas e verificando se os riscos foram realmente eliminados
ou reduzidos efetivamente, para isso foi calculado um novo RPN (RPN resultante).
Com essa nova pontuação foi feito um novo Pareto e comparando com o Pareto
original da primeira pontuação (MCDERMOTT; MIKULAK; BEAUREGARD, 2009).
4. Resultados e discussões
Para detalhar a implantação da metodologia P-FMEA e a utilização de outras
ferramentas da qualidade foi escolhida a estação MT010 (Figura 6) como estação
modelo por se tratar de um dos processos mais críticos, a montagem do eixo
principal da caixa de câmbio e outros componentes.
Figura 2 - Estação modelo MT010
No início da implementação foi realizado uma pesquisa dos modos de falhas
na linha da Suécia, para esta estação não foram encontrados registros de
ocorrência, porém, foram feitas algumas recomendações de itens importantes ao
processo no Quadro 1.
Quadro 1 - Recomendações da linha da Suécia
Descrição da operação
Montagem da engrenagem da ré
Posicionamento da luva de engate
Montagem da primeira engrenagem
Posicionamento do sensor de
velocidade e o anel interno sobre o
eixo
Montagem da segunda engrenagem
Posicionamento do cubo sobre o eixo
Recomendações
Existe um lado correto para posicionar a engrenagem
no eixo
Posicionar a luva com o chanfro voltado para o lado da
engrenagem da ré
Existe um lado correto para posicionar a engrenagem
no eixo
Posicionar o sensor de leitura de velocidade com as
ranhuras para cima
Existe um lado correto para posicionar a engrenagem
no eixo
Existe um lado correto para posicionar o cubo no eixo
Na sequência foi elaborado um fluxograma da estação modelo, após a
análise das 24 etapas de montagem foram identificados 52 potenciais modos de
falha. Para todos foram descritos os Efeitos e estimada a Severidade, isolando as
Causas, estimando a Ocorrência e a Detecção e avaliando os Controles de
Prevenção. Para priorização dos RPNs e demonstração dos potenciais modos de
falha com maior representatividade, foi utilizado o gráfico de Pareto, de acordo com
a Figura 7.
Figura 7 – MT010 - Principais potenciais modos de falha
Para a tomada de ação foram selecionados os RPNs que apresentaram
valores maiores que 120 e índice severidade 9 ou 10. Foram encontrados 33
registros que atenderam a estes requisitos. No Pareto dos RPNs foi possível
observar que esses 33 potenciais modos de falha equivalem a 91,16% dos maiores
RPNs. A verificação demonstrou que os modos de falha se repetiam, devido à
similaridade dos componentes da estação, sendo que se obtiveram 12 tipos de
modos de falha diferentes, como mostra no Quadro 2.
Quadro 2 – Potenciais modos de falha
Quantidade
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Potenciais modos de falha
Prensagem com ferramenta incorreta
Montar componentes do lado incorreto
Carga de prensagem fora do especificado
Não puncionar / cravar componente
Falta de aperto
Montar componentes do lado incorreto
Torque alto
Não aplicar óleo no componente
Não montar componentes
Montar componentes incorreto (de maior diâmetro)
Não encaixar os componentes
Torque baixo
Para cada potencial modo de falha foi tomado uma ação com o objetivo de
reduzir ou eliminar o grau de risco.
No caso da Etapa 9 "Posicionar e prensar o sensor de velocidade" no
formulário P-FMEA, destacado na Tabela 1, observou-se que os 4 modos de falha
identificados resultaram em uma pontuação de RPN acima de 120, portanto, este
exemplo foi utilizado para exemplificar a implantação do P-FMEA neste projeto com
o suporte das ferramentas da qualidade escolhidas.
Tabela 1 – Etapa 9: Posicionar e prensar o sensor de velocidade no eixo
Os modos de falha encontrados na Etapa 9, foram:
- Montar sensor do lado incorreto (Ranhuras para baixo);
- Prensagem com ferramenta incorreta;
- Não montar o sensor de velocidade;
- Carga de prensagem fora do especificado. Mín. 1 ton. / Máx. 5 ton.
Para o primeiro modo de falha "Montar o sensor do lado incorreto", na Tabela
1, as pontuações iniciais do P-FMEA foram: Severidade 8, pois o impacto é "Falha
na leitura da velocidade ou danificar o sensor"; Ocorrência 8 para "Erro operacional";
e Detecção 3, pois a falha é identificada na bancada de testes da linha. Na
investigação da causas utilizando o Diagrama de Ishikawa e a Árvore de Falhas,
mostrada na Figura 8, foi constatado que a "Falta de atenção do operador" e o
"Equipamento permitir a montagem incorreta" eram as causas que mais contribuíam
para o modo de falha ocorrer.
Figura 8 – Análise Ishikawa e da Árvore de Falhas do modo de falha
Método
Ishikawa
Material
Sensor de velocidade
possui os lados
semelhante
Operador realiza muitos
movimentos
Montagem do sensor
do lado incorreto
Falta de atenção do
operador
Mão de obra
O equipamento permite
a montagem incorreta
Máquina
Montagem do sensor
do lado incorreto
Operador realiza muitos
movimentos
Falta de
atenção do
operador
Equipamento não
possui sistema
automatizado
Sensor de velocidade
possui os lados
semelhante
O equipamento
permite a
montagem
incorreta
Análise da Árvore de Falha
O método possibilita
o erro do operador
Para eliminar a ocorrência deste modo a ação tomada foi à instalação de um
sensor que detecta a montagem do lado incorreto (Poka-Yoke). Após a implantação
da solução as pontuações foram revisadas: a Severidade manteve-se em 8 e a
Ocorrência e Detecção baixaram para 1, devido ao Poka-Yoke instalado, na Figura
9.
Figura 9 – Poka-Yoke implementado para evitar a montagem incorreta
Para os outros três modos de falha foram construídos um Ishikawa e uma
árvore de falhas para analisar as causas básicas.
No gráfico da Figura 10 é possível verificar a eficácia das ações tomadas,
comparando os valores da primeira avaliação dos RPNs com a segunda avaliação
após a verificação dos resultados das ações. Comparando a média percentual de
redução dos RPNs o valor encontrado foi de 80,73% entre o valor inicial e final.
Figura 10 – Gráfico de Pareto – RPN antes x RPN depois
5. Conclusão
Pode-se concluir que com a implantação do P-FMEA no estágio inicial do
projeto da estação MT010 a empresa conseguiu, minimizar os potenciais modos de
falha mais críticos do processo atingindo o objetivo do trabalho. Houve uma redução
dos riscos de falha em 80,73% na estação modelo.
Como já citado, a implantação do P-FMEA se deu de maneira análoga as
demais estações, gerando um levantamento de aproximadamente 400 potenciais
modos de falha, sendo que 20% destes foram tratados.
A implantação da metodologia representou um custo evitado de 500 mil reais,
em estimativa realizada para o primeiro ano de produção, considerando potenciais
custos relacionados a reclamações dos clientes internos e externos, custos de
garantia, retrabalhos e refugos. Das 300 unidades montadas até o presente
momento foram auditadas oito unidades, dentre estas foi encontrado apenas um
defeito relacionado a falha humana.
Foi possível observar que o P-FMEA iniciou dentro da empresa um processo
de consolidação para tornar-se uma “ferramenta viva” de análise dos projetos futuros
e atualização dos processos atuais.
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