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EXCELLENCE CONSULTING & SERVICES CONSULT

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Apresentação em tema: "EXCELLENCE CONSULTING & SERVICES CONSULT"— Transcrição da apresentação:

1 EXCELLENCE CONSULTING & SERVICES CONSULT Análise de Falhas FMEA e RCFA Análise dos Modos de Falha e Efeitos Análise da Causa Raiz da Falha S. Paulo - SP , 20 e 21 de Outubro de 2004 Sergio Kimimassa NAGAO Excellence Consulting & Services Tel/Fax: (0xx19)

2 Manutenção e Produção Confiabilidade Instalações Confiáveis:
Análise de Falhas Manutenção e Produção Confiabilidade Instalações Confiáveis: Continuidade Operacional Disponibilidade Minimização Riscos Acidentes e Danos ao Meio Ambiente Cultura Confiabilidade Utilização Ferramentas Confiabilidade: FMEA, RCFA, Árvore de Falhas, RCM, etc. Times de Confiabilidade: Ações de Melhoria

3 Confiabilidade: Confiança, Confiável Crença, Fé, Esperança, Acreditar
Análise de Falhas Confiabilidade: Confiança, Confiável Crença, Fé, Esperança, Acreditar Poder Contar, Sem Falhas Pronto para Operar Probabilidade de Sucesso

4 Análise de Falhas CONFIABILIDADE
É a probabilidade de que um equipamento opere com sucesso por um período de tempo especificado e sob condições de operação previamente especificados. T = T = t Probabilidade de chegar ao destino

5 MANUTENABILIDADE Análise de Falhas
É a probabilidade de restabelecer um sistema às suas condições de funcionamento especificadas, dentro de limites de tempo desejados. É a probabilidade de um sistema entrar em serviço no tempo “t” após a falha. Condições que afetam a manutenabilidade (facilidade de executar os serviços de manutenção): acessibilidade, facilidade diagnóstico, peças reserva, procedimentos operacionais, treinamento equipe, etc.

6 DISPONIBILIDADE Análise de Falhas
É a probabilidade de que o sistema esteja operacional no instante “t”. É a porcentagem do tempo de operação com sucesso da unidade dentro das condições pré-estabelecidas. Indisponibilidade manutenção Indisponibilidade produção Disponibilidade Global

7 Análise de Falhas FALHA Operação Manut. Operação Man. Operação
O sistema falha quando o sistema não cumpre a sua missão MTBF: Tempo médio entre falhas O cálculo simplificado poderia ser realizado, tomando-se em conta o período considerado o tempo de operação (por exemplo se o tempo de operação for 700 h), dividido pelo número de falhas no período. Se tivermos 10 falhas neste período, teríamos o MTBF de 70 horas. Isto quer dizer que em média a cada 70 horas tivemos uma parada com perda de produção. MTTR: Tempo médio para reparos Operação Manut Operação Man. Operação

8 TAXA DE FALHA: 1 / MTBF (falhas/tempo)
Análise de Falhas TAXA DE FALHA: 1 / MTBF (falhas/tempo) Representa a freqüência em que as falhas acontecem:  (t) Probabilidade de falha de um componente ou sistema no intervalo de tempo “t + dt”:  (t) dt TAXA DE REPARO: 1 / MTTR Representa a velocidade com que os reparos são realizados. Probabilidade de que um componente que está em estado falho em “t”, seja reparado entre “t”e ‘t+dt”.

9 Análise de Falhas – Falhas de Modo Comum
FALHA DE MODO COMUM: é uma falha na performance de um sistema redundante, oriunda da ocorrência de eventos que, por causa de dependên-cias, geram a coincidência de estados em falha em componentes de canais separados do sistema. CANAL 1 CANAL 3 CANAL 2 CAUSA COMUM FALHA

10 ÁRVORE DE FALHAS PORTÃO “e” TOPO PORTÃO “e” Falha Falha Falha P (Topo) = P (1) * P (2) * P (3)

11 ÁRVORE DE FALHAS PORTÃO “ou” TOPO PORTÃO “ou” Falha Falha P (Topo) = P (1) + P (2) - P (1) * P (2)

12 FLUXOGRAMA REALIZAÇÃO HAZOP
Selecione uma Linha Fluxo Outro desvio na mesma ou em outra variável Selecione uma Variável Processo e seus Desvios Existe Não existe Não existe Existe É possível ocorrer mais vazão? Considere outro desvio ou variável Siga para próximo desvio na mesma variável ou para outra variável Selecione Causa Excesso Vazão Não existe Existe A maior vazão vinda desta causa é perigosa ou prejudica eficiência ou eficácia operação? Considere outras cau- sas de maior vazão Não O operador tomará conhecimento de que está ocorrendo maior vazão? Que alteração na instalação é necessária para que ele tome conhecimento? Sim Sim Que alterações ou métodos trabalho poderão tornar desvio menos provável ou reduzir conseqüências? Concorda em aceitar risco? Selecione alteração mais adequada Não Custo alteração se justifica? Não Quem é o responsável pela ação correção? Acompanhamento ação

13 Descritivo Processo Exemplo Hazop - Figura 3
Propano líquido, bombeado de reservatório para fábrica consumidora através pipe classe 300: 15 km 2 Bombas centrífugas transferência: Vazão máx: 50 t/h p = 25,5 bar controle vazão mínima: 8 t/h Reservatório principal: T= - 45o C e p = 50 cm H2O Refluxo através válvula controle vazão Aquecedor propano /glicol: + 15o C / 70o C Reservatório intermediário: T=+ 15o C e p = 6,5 bar Controle nível através válvula controle Source: WCM - Rhodia

14 Reservat. Intermediário Propano Reservat. Principal Estocagem Propano
Exemplo Hazop - Figura 3 15 km + 15o C 25 bar TT Aquecedor Propano TIC Reservat. Intermediário Propano FT FIC - 45o C 50 cm H20 Vapor 3,5 bar 165o C Reservat. Principal Estocagem Propano + 70o C 4 bar Aquecedor Glicol Reservat. Glicol

15 Exemplo Hazop - Tabela II
Palavra Guia Desvio Causas Possíveis Conseqüencias Ações Requeridas Nenhum Ausência Perda nível reserv Sobreaqueciento Procedimento operac. Fluxo principal estoc Bomba manter reservat. Mín. 30 % 2.Duplicar transmissão nível reservatório com transmissor diferenc. Perda transferência 3.Operar com nível reser- propano consumidor vatório intermed. c/ estoque reserva 240 m3 Parada bomba transfe- As mesmas acima Instalar sistema sinali- rência zação bomba parada ou em funcionamento. Grande vazamento Formação grande Instalar bomba selo mecânico nuvem propano hermética/magnética Instalar bloqueio rápido automático na linha sucção bombas. Instalar detectores propano na área. Operação indevida Mesmas acima Válvula fechada com válvula ítem anterior falta ar/energia. Instalar back ar com N2 e proteção cabo elétrico 7.Bomba transferência c/ segurança fluxo mínimo. Válvula fluxo mínimo Mesmas acima Dimensionar somente bomba abre total para evitar sobre aquecimento. Verificar sistema alívio reservatório principal

16 Exemplo Hazop - Tabela II - cont.
Palavra Guia Desvio Causas Possíveis Conseqüências Ações Requeridas Nenhum Ausência Ruptura tubulação Formação grande Ter programa inspeção Fluxo ou tanque nvem propano com rigorosa tanque e tubos. risco população Ter programa emergên- Perda transferência. cia. Mais Pressão Fechamento súbito Golpe ariete com Dimensionamento válvula com golpe rompimento tubo Tubo para resistir golpe. ariete Idem acima Expansão do líquido Idem ítem Colocar válvula no pipe e válvulas’ alívio na linha com extremo fechadas Retorno flare. Menos Pressão Válvula segurança Propano líquido Alteração especif. abre e não fecha flasheia e queda tubulação. Programa temperatura pipe testes válvulas com possibilidade segurança no campo. fratura frágil. Vazamento sistema Ítem anterior Ítem 9. Evitar conexões flangeadas. Menos Tempera- Aquecimento inade Fratura frágil pipe Ítem anterior. tura quando propano de- vido falha sistema aquecimento. Queda pressão ítem Ítens anteriores Ítem anteriores. Mudança na Aumento Descarga propano Corrosão sistema Análise química composição do teor S elevado teor S propano recebido no reservatório antes transferência. principal.

17 FMEA - Failure Modes and Effects Analysis
INTRODUÇÃO: FMEA: Análise dos Modos de Falha e Efeitos O FMEA é uma metodologia sistemática para identificar problemas de produtos e processos antes que eles ocorram. Início na Indústria Aeronáutica: meados década 60 voltados aos aspectos de segurança Tornou-se uma ferramenta chave para melhoria da confiabilidade nas indústrias químicas e petroquímicas de processo: evitar acidentes e incidentes que afetem a segurança e meio ambiente A indústria automobilística adotou o FMEA para a melhoria de segurança e confiabilidade dos seus produtos e processos QS-9000 tem como requisito aos fornecedores da indústria automobilística a utilização do FMEA para eliminar ou minimizar falhas Utilizado no projeto e no processo de produção, reduz substancialmente os custos identificando antecipadamente melhorias dos produtos e processos.

18 FMEA - Failure Modes and Effects Analysis
12 PASSOS DO FMEA PASSO 1: Levantamento dos Dados do Sistema PASSO 2: Definição do Ítem e da Função PASSO 3: Levantamento dos Modos de Falha PASSO 4: Efeitos/Conseqüências dos Modos de Falha PASSO 5: Causa da Falha PASSO 6: Avaliação da Severidade da Falha PASSO 7: Ocorrência (Freqüência) da Falha PASSO 8: Detecção da Falha PASSO 9: Cálculo do RPN – Risk Priority Number - RISCO PASSO 10: Ações Recomendadas PASSO 11: Responsável/Prazo PASSO 12: Resultado das Ações

19 Severidade / Conseqüência da Falha
TABELA: Conseqüência da Falha Severidade / Conseqüência da Falha Grau Poluição Meio Ambiente de impacto máximo ou Causa morte ou parada total planta (produção/qualidade/cliente) por diversos dias 10 Poluição Meio Ambiente altíssimo impacto ou Causa ferimento ou parada total da planta (produção/qualidade/cliente) por 1 dia 9 Poluição Meio Ambiente alto impacto ou Causa pequeno ferimento ou parada parcial da planta (produção/qualidade/cliente) por 1 dia 8 Poluição Meio Ambiente impacto moderado ou Causa danos equipamento ou parada parcial da planta (produção / qualidade / cliente) algumas horas 7 Poluição Meio Ambiente baixo impacto ou Causa pequeno dano equi- pamento ou parada total linha (produção/qualidade/cliente) por 1 dia 6 Poluição Meio Ambiente baixíssimo impacto ou Causa dano compo- nente ou parada parcial linha (produção/qualidade/cliente) por 1 dia 5 Poluição Meio Ambiente quase nulo ou Causa pequeno dano componente ou parada parcial linha (produção/qualidade/cliente) por 6 horas 4 Parada parcial linha (produção/qualidade/cliente) por 1 hora 3 Parada parcial linha (produção/qualidade/cliente) por alguns minutos 2 Não ocasiona parada parcial linha 1

20 Ocorrência / Frequência da Falha
TABELA: Freqüência da Falha Ocorrência / Frequência da Falha Grau Freqüência máxima: várias vezes ao dia 10 Freqüência muito elevada: 1 vez ao dia 9 Freqüência elevada: algumas vezes por semana 8 Freqüênte: 1 vez por semana 7 Frequência moderada: 1 vez por mês 6 Freqüência ocasional: 1 vez por semestre 5 Freqüencia baixa: 1 vez por ano 4 Pouco freqüênte: 1 vez a cada 2 anos 3 Muito pouco freqüênte: 1 vez a cada 5 anos 2 Freqüência rara: extremamente remoto 1

21 Escala de Dificuldade de Detecção da Falha
TABELA: Escala de Detecção da Falha Escala de Dificuldade de Detecção da Falha Grau Detecção quase impossível 10 Probabilidade remota de detecção 9 Probabilidade muito baixa de detecção 8 Baixa probabilidade de detecção 7 Alguma probabilidade de detecção 6 Probabilidade média de detecção 5 Probabilidade moderada de detecção 4 Alta probabilidade de detecção 3 Probabilidade muito alta de detecção 2 Probabilidade certa de detecção 1

22 MCC - Manutenção Centrada em Confiabilidade
PLANILHA Processo: Transfer. Propano Planilha No.: Coord: Nagao Data: Análise Sistema: Bombeamento Revisão: Equipe: /03/ de Falhas Equipamento: Bomba BA Folha: 1/3 FMEA Descrição do Ítem: O sistema de bombeamento é composto de 2 bombas centrífugas, vazão 50 m3/h e pressão de 4,5 kgf/cm2 e acionado por motor elétrico, c/ selos mecânicos simples e acoplamento tipo grade metálica entre motor/bomba. Tem sistema de religamento automático através chave bóia no reservatório e no tanque envio. Ítem Função Modo de Efeito Causa da Ações Falha da Falha Falha Recomendadas Freqüência Da Tarefa Freqüên Detecção Conseq. Respons Risco Prazo BA Bombear Entupimento Nenhuma ou Sujeira Instalar filtro na Proje- Única dez Bomba produto sucção baixa vazao na linha sucção da bomba to c/ vazão mín. de m3/h E pressão mínima de 4, Kgf/cm Desgaste Baixa vazão Abrasão Acompanhamento Oper Turno Imed do rotor e pressão natural vazào e pressão Falha do Parada da Vida útil Análise vibração Pred mens Imed rolamento bomba c/ Falha de Procedimento Manut Única Set perda de montagem de montagem produçào Falha de lubrificação a. Baixo Verificação Oper Diária Set Nível Nível b. Degra Subst. por óleo Lubr único set dação óleo sintético c. Conta Análise óleo Lubr Mens Imed minação Utilização vedador mancal Manut Única Dez

23 RCFA - Root Cause Failure Analysis
Root Cause Failure Analysis – Análise da Causa Raiz da Falha – RCFA é uma investigação estruturada que ajuda a identificar a verdadeira causa do problema, e as ações necessárias para eliminá-la. Temos 2 abordagens: ANÁLISE APÓS A FALHA: A falha é analisada com profundidade, levantado todas as hipóteses, as hipóteses são verificadas, confirmadas as causas mais prováveis e tomadas ações para evitar a recorrência. A ação é pontual, e deverá eliminar a causa raiz da falha para este evento. ANÁLISE SISTÊMICA: As falhas do sistema são analisadas sistemicamente, e tomada de ações estruturadas para diminuição dos modos de falha com a aplicação de melhores práticas. Podemos analisar as falhas em equipamentos rotativos e definir a melhor política de manutenção para esta família de equipamentos.

24 RCFA - Root Cause Failure Analysis
RCFA - ANÁLISE DA CAUSA RAIZ DA FALHA “A Análise da Causa Raiz da Falha é uma investigação estruturada que busca identificar a verdadeira causa do problema ou da falha, e as ações necessárias para eliminá-la” Problema Visível Sintoma Causa de Primeiro Nível Causa de Nível Mais Alto Causa Raiz

25 RCFA - Root Cause Failure Analysis
RELAÇÃO DE CAUSA E EFEITO Causa Fonte de Ignição Efeito Causado por Explosão Material Inflamável Oxigênio

26 Pareto de Falhas: Bomba
Análise de Falhas Pareto de Falhas: Bomba

27 ESTRUTURA DA ÁRVORE DE FALHA
1. Descreva o Evento da Falha Descreva os Modos de Falha 3. Hipóteses 4. Verificação das Hipóteses 5. Determine as Causas Raízes Físicas 6. Determine as Causas Raízes Humanas 7. Determine as Causas Raízes Latentes

28 Análise “Porque-Porque”
Modo Falha Causa Causa Modo Falha Modo Falha Causa Exemplo: O pistão não opera. Porque? Resposta Ação Porque o pistão não opera? A válvula travou Revisar a válvula Porque a válvula travou? O óleo estava sujo Filtrar o óleo Porque o óleo está sujo? Sujeira entra no tanque Evite entrada sujeira Fornecimento óleo contaminado Aquisição óleo limpo Partículas de desgaste Instalar filtro absoluto Porque a sujeira entra? Entra pelo respiro Instale filtro respiro

29 Análise “Porque-Porque”
1o. Porque? o. Porque? o. Porque? o. Porque? o. Porque? Ação Porque a Porque não há Porque a bomba Porque o eixo Porque o rola Substituir temperatura vazão de água parou travou mento quebrou. rolamento. do reator de resfriamento (reativo) aumentou? Porque houve Porque o óleo Porque o selo Porque havia Porque conjunto . Trocar óleo falha de lu foi contamina mecânico da alto nível de moto-bomba Alinhar com brificação do com água bomba quebrou vibração estava desa relóg. comp. linhado (reativo) Porque não há Porque a bomba Porque não se Instalar veda- procedimento não tem vedador detectou o alto dor de mancal alinhamento de mancal nível vibração Alinhamento a laser. Porque o aco Porque o aco Porque não há Check list plamento não plamento é check list operacional e compensa o muito rígido operacional e anál. vibração desalinhamento análise vibração . Substituir acoplamento.

30 Método de Análise e Solução de Falhas
Passo Objetivo 1. Identificação da falha Levantamento dos modos de falha e suas conseqüências. 2. Observação Analisar a falha para estudar as suas causas. 3. Análise Descobrir as causas raiz da falha. 4. Plano de Ação Planejamento ações p/ eliminar causa raiz. 5. Ação Eliminar a causa raiz da falha. 6. Verificação Verificar se a ação foi efetiva. 7. Padronização Prevenir a recorrência da falha. 8. Conclusão Levantamento dos resultados alcançados e replicação horizontal da melhoria. P D C A

31 MCC - Manutenção Centrada em Confiabilidade
INTRODUÇÃO Reliability-Centred Maintenance - Stanley Nowlan & Howard Heap - United Airlines - DEZ/78 Indústria aeronáutica: década de 60, altos custos de manutenção RCMII - John Moubray – 1991 RCM – Smith – 1993 MCC Consideração sistemática funções sistema, modos falha e critérios priorização para definição de uma Política de Manutenção.

32 Análise de Falhas MCC - Falhas em Aeronaves
4 % A 2 % B C 5 % D 7 % E 14 % F 68 %

33 DIAGRAMA MCC SIMPLIFICADO Adaptação Moubray e Nowlan & Heap
CONSEQÜÊNCIAS CONSEQÜÊNCIAS CONSEQÜÊNCIAS FALHA OCULTA SEGURANÇA E MEIO OPERACIONAIS NÃO AMBIENTE OPERACIONAIS Falha é oculta? Segurança ou Produção ou (Não é evidente Meio Ambiente Qualidade para o operador ) Não Não Não Conseqüências Não Operacionais Sim Sim Sim F1: FILTRO DETECTIVO Tarefas de Detecção de Falhas Ocultas Tarefa Sim Detectiva Não Tarefa Sim Detectiva Não Tarefa Sim Detectiva Não F2: FILTRO PREDITIVO Tarefas de Manutenção sob Condição Tarefa sob Sim Condição Não ANÁLISE DA CAUSA RAIZ DA FALHA Elimine as Causa s Raiz da Falha. Tarefa Sim Preditiva Não Tarefa Sim Preditiva Não Tarefa Sim Preditiva Não TAXA DE FALHA/RISCO É ACEITÁVEL? Se não: reprojeto. F3: FILTRO PREVENTIVO Tarefa Preventiva de Recuperação ou de Descarte Tarefa Sim Preventiva Não Reprojeto Mandatório Tarefa Sim Preventiva Não Tarefa Sim Preventiva Não Nenhuma Manutenção Programada DIAGRAMA MCC SIMPLIFICADO Adaptação Moubray e Nowlan & Heap Reprojeto deve ser justificado

34 MCC - Manutenção Centrada em Confiabilidade
PLAN-A Processo: Transfer. Propano Planilha No.: 01A Coord: Nagao Data: Planilha de Sistema: Bombeamento Revisão: Equipe: /03/ Análise Equipamento: Bomba BA Folha: 1/3 MCC Descrição do Ítem: O sistema de transferência do Propano consiste em transferir o propano do reservatório de propano mantido a - 45o C 50 cm H20 para o reservatório intermediário a 15 km. Ele é bombeado e aquecido por um sistema de trocador de glicol para evitar temperaturas criogênicas na tubulação transferência. FUNÇÃO FALHA FUNCIONAL MODO FALHA CONSEQÜÊNCIA DA FALHA Descrição S MA O I Bombear A Nenhuma Vazão 1 Falha Sistema Não bombeamento N N S Propano com Acionam. Elétrico propano vazão mín a) Falta energia Não preenchimento N N S t/h e b) Curto cabo reservatório pressão aliment. Elétr Imtermediário mínima de c) Falha Caixa Falta produto N N S bar Conexão no cliente d) Queima fusível e) Atuação Relé Proteção f) Curto Painel Falha no Motor Idem acima N N S a) Queima estator Sobrecarga a. excesso partida b. Sub dimens Verniz Envelhecido b) Quebra barra rotor

35 MCC - Manutenção Centrada em Confiabilidade
PLAN-B Planilha de Processo:Transfer. Propano Planilha No.: 01B Coord: Nagao Data: Decisão MCC Equipamento: Bomba - BA Folha:01/03 Referência Informação Tarefa Proposta Freqüência Respon da sável F FF MF Tarefa Preventiva Detectiva Preditiva Reprojeto Freqüência Falha Conseq. Risco I A 1a N N N N Falta energia elétrica Será analisada a parte b N S N N Verificar condição cabo Sem Elét c N S N N Verificar condição caixa Anual Elétr d N N N N Queima fusível se aleatória. Nada fazer N N N S Se mal dimensionamento Ação Elétr redimensionar/substituir única e N N N N Se fora calibração, Ação Elétr recalibrar corretiva N N S N Verificar calibração Anual Elétr f N S N N Termografia Semestral Elétr Infrared Mensal

36 World Class Reliability - New Approach
Visão, Missão, Metas e Ações Maintenance Best Practices and Tools: Processos Sistemas Equipamentos Ferramentas FEMEA/RCFA Planejamento Estratégico Indicadores Performance Formação Treinamento Planejamento Implementação Priorização Implementação Sistemas e Processos Equipamentos e Sistemas Padrão Implementação Piloto Resultados Alcançados Replicação e Modularização Wide Plant Reliability Lançamento Programa Marketing e Divulgação

37 Análise de Falhas – FMEA e RCFA
CONCLUSÃO Menos discurso, mais ação: resultados Engajamento alta administração e continuidade propósito: colher resultados Velocidade mudança: contágio Foco poucos vitais: priorização Definir Políticas e Metodologias a aplicar Sucesso: depende pessoas Preparar profissionais: preparar área para os desafios de amanhã

38 EXCELLENCE CONSULTING & SERVICES
AGRADECIMENTOS Muito obrigado pela atenção de todos!!!! Consultoria: Análise, Diagnóstico e Propostas de Melhoria Manutenção Industrial Planejamento Estratégico 5 S TPM: Manutenção Produtiva Total World Class Maintenance: Workshop & Coaching RCM: Manutenção Centrada em Confiabilidade Planejamento e Engenharia Manutenção Manutenção Preditiva Animação Grupo Discussão: Família Manutenção

39 EXCELLENCE CONSULTING & SERVICES
CONTATOS Excellence Consulting & Services Sergio Kimimassa NAGAO Tel/Fax: (019) Campinas Celular: (019)


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