FAILURE ANALYSIS AND PREDICTIVE MAINTENANCE IN INDUSTRY 4.0
REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.10205935
Antônio Santos Alves; Ewerton Santos Silva; Luis Felipe Caleffi Garcia
Orientador: Alexandre Iartelli
Resumo: A Indústria 4.0 representa a Quarta Revolução Industrial, caracterizada pela integração de tecnologias avançadas, como IoT, inteligência artificial e automação, para criar fábricas inteligentes e otimizar a produção. Parar uma máquina na produção pode ocorrer por várias razões, incluindo manutenção preventiva, troca de ferramentas, questões de segurança e falta de insumos. Minimizar paradas é essencial para a eficiência e a satisfação do cliente, exigindo manutenção preditiva. Paradas frequentes prejudicam a eficiência a longo prazo, tornando essencial evitar paradas não planejadas por meio de manutenção preditiva e sistemas de monitoramento avançados. A manutenção é crucial para garantir a disponibilidade de máquinas, a eficiência operacional, a segurança no trabalho e a qualidade do produto. A implementação da manutenção preditiva segue um cronograma que inclui avaliação inicial, implementação, monitoramento contínuo, avaliação e aperfeiçoamento, expansão e integração. A expectativa é melhorar a eficiência, reduzir custos, aumentar a segurança, manter a disponibilidade de ativos, prolongar a vida útil dos equipamentos, reduzir o impacto ambiental e melhorar a qualidade do produto.
Palavras-chave: Integração, Produção, Manutenção, Segurança.
Abstract: Industry 4.0 represents the Fourth Industrial Revolution, characterized by the integration of advanced technologies such as IoT, artificial intelligence, and automation to create smart factories and optimize production. Stopping a machine in production can occur for various reasons, including preventive maintenance, tool changes, safety issues, and lack of supplies. Minimizing downtime is essential for efficiency and customer satisfaction, requiring predictive maintenance. Frequent stoppages undermine long-term efficiency, making it crucial to prevent unplanned downtime through predictive maintenance and advanced monitoring systems. Maintenance is crucial to ensure machine availability, operational efficiency, workplace safety, and product quality. The implementation of predictive maintenance follows a schedule that includes initial assessment, implementation, continuous monitoring, evaluation and refinement, expansion, and integration. The expectation is to improve efficiency, reduce costs, enhance safety, maintain asset availability, extend equipment lifespan, reduce environmental impact, and improve product quality.
Keywords: Integration, Production, Maintenance, Security.
1 Introdução
A manutenção é reconhecida como uma função estratégica nas organizações, exercendo impacto direto nos resultados operacionais e, por consequência, na rentabilidade das empresas. Com o envelhecimento dos ativos industriais e as constantes interrupções na produção devido à má disponibilidade das máquinas, as empresas enfrentam um desafio significativo. Nesse cenário, a busca por uma gestão eficaz da manutenção torna-se imperativa para melhorar a disponibilidade operacional e manter a competitividade.
A pressão por agilidade nas decisões e as mudanças frequentes nas organizações tornam essencial a eficiência nas operações. Para alcançar a excelência e classe mundial, as empresas devem garantir que todas as funções, incluindo a manutenção, entreguem resultados excepcionais. Isso requer investimentos em gerenciamento de ativos, metodologias adequadas, ferramentas computacionais, treinamento e pesquisa direcionada às necessidades específicas das operações e da manutenção.
Neste sentido, a Confederação Nacional da Indústria CNI (2016), sinalizava:
…o conhecimento da indústria brasileira sobre tecnologias digitais e a sua incorporação à produção, pré-condições para o avanço da Indústria 4.0, ainda é pouco difundido: 42% das empresas desconhecem a importância das tecnologias digitais para a competitividade da indústria e mais da metade delas (52%) não utilizam nenhuma tecnologia digital…(CNI, 2016, pag. 19).
Nesse contexto, a eficácia da gestão da manutenção desempenha um papel fundamental na otimização dos processos e na obtenção de resultados operacionais superiores. A crescente importância da manutenção na indústria, destacando que sua função deixou de ser vista apenas como um custo, tornando-se essencial para a manutenção da competitividade das empresas. Com o passar do tempo, surgiram diversos tipos e técnicas de gestão da manutenção, proporcionando maior precisão e eficiência em sua aplicação.
A Indústria 4.0 desempenha um papel crucial nesse contexto de evolução da manutenção industrial e da busca por eficiência nas operações. A digitalização e a automação inerentes à Indústria 4.0 oferecem oportunidades significativas para melhorar a gestão de ativos e otimizar os processos de manutenção.
Com a adoção de tecnologias da Indústria 4.0, as empresas podem implementar sistemas de manutenção preditiva mais avançados. Sensores, análise de dados em tempo real e algoritmos de aprendizado de máquina permitem a monitorização contínua das condições das máquinas e dos equipamentos. Isso não apenas ajuda na detecção antecipada de falhas, como também permite a manutenção agendada no momento ideal, reduzindo custos e interrupções na produção.
No cenário econômico do Brasil, no qual enfrenta desafios como instabilidade, carga tributária elevada e questões relacionadas à infraestrutura. A busca por eficiência e produtividade, impulsionada pela Indústria 4.0, torna-se ainda mais crucial para as empresas que desejam se manter competitivas no mercado global.
Muitas empresas brasileiras operam com equipamentos antigos e enfrentam dificuldades na manutenção e na obtenção de peças de reposição. A Indústria 4.0 representa um avanço significativo na gestão da produção industrial, e o Brasil, diante de suas demandas crescentes, pode se beneficiar consideravelmente desse paradigma.
Essa capacidade de resposta é vital em um ambiente de negócios competitivo. Também contribui para a redução de estoques desnecessários e o desperdício, promovendo uma gestão mais sustentável. Onde a capacitação em tecnologias da Indústria 4.0 são fundamentais para que o Brasil possa efetivamente adotar esse novo paradigma. Com isso, ao delinear as práticas de controle de manutenção efetivas consideram as possibilidades de redução de paradas e diminuir as práticas corretivas pós falhas.
1.1 Justificativa
Diante do cenário da indústria no Brasil, onde a eficiência e a produtividade são fundamentais para o sucesso das empresas brasileiras. A Indústria 4.0 é uma realidade global, e o Brasil não pode ficar para trás. Para manter sua relevância no mercado internacional, é crucial adotar práticas e tecnologias alinhadas com os padrões globais.
A manutenção preditiva, com seu foco na prevenção de falhas e na otimização do tempo de máquina, possibilita uma produção mais eficiente. Isso é essencial para que as indústrias nacionais alcancem níveis de competitividade necessários para atender às demandas do mercado global.
Com a manutenção preditiva, as empresas podem reduzir significativamente os custos associados a paradas não programadas, substituição prematura de peças e desperdícios. No cenário econômico brasileiro, onde a eficiência na alocação de recursos é crítica, essa abordagem é essencial para aumentar a margem de lucro e sustentar operações saudáveis.
Neste sentido, justifica-se o estudo sobre manutenção preditiva na Indústria 4.0 implica no entendimento que o gerenciamento desse sistema pode criar oportunidades de redução de custos e aumentando a competitividade.
1.2 Objetivos
O objetivo geral do estudo, é analisar a importância da manutenção preditiva na Indústria 4.0 no cenário brasileiro que é essencial para promover a eficiência, a competitividade, o desenvolvimento econômico e a sustentabilidade do país. A adoção dessa abordagem é uma estratégia inteligente para enfrentar os desafios e explorar as oportunidades oferecidas pela revolução industrial em curso.
1.2.1. Objetivos específicos
– Analisar o contexto da indústria brasileira diante da prática 4.0;
– Investigar como a prática de manutenção industrial influencia no processo produtivo;
– Estudar a influência da manutenção preditiva no processo da indústria 4.0 no Brasil;
1.3 Formatação Geral
O estudo aborda a aplicação da manutenção preditiva no contexto da Indústria 4.0 no Brasil. A Indústria 4.0 representa uma revolução industrial que envolve a integração de tecnologias de ponta para otimizar a produção e tomar decisões mais inteligentes. Nesse cenário, a manutenção preditiva desempenha um papel crucial, permitindo às empresas antecipar falhas em máquinas e equipamentos por meio de sensores e análise de dados em tempo real. Isso resulta em uma produção mais eficiente, com menos paradas não planejadas, redução de custos e aumento da segurança no local de trabalho.
No Brasil, a implementação da manutenção preditiva segue um cronograma que envolve desde a avaliação inicial, seleção de tecnologias e formação da equipe até a implementação, monitoramento contínuo, avaliação de resultados e expansão do programa. Espera-se que essa abordagem leve a uma série de benefícios, incluindo maior eficiência operacional, redução de custos, manutenção da disponibilidade de ativos, prolongamento da vida útil dos equipamentos e redução do impacto ambiental. Além disso, a melhoria da qualidade do produto, o atendimento às regulamentações e a satisfação do cliente tornam as empresas mais competitivas em um ambiente industrial em constante evolução.
2 Revisão Bibliográfica
2.1 A indústria 4.0
A Indústria 4.0, também conhecida como Quarta Revolução Industrial, é um conceito que desempenha um papel fundamental na transformação da produção industrial em todo o mundo. Este paradigma representa a convergência de tecnologias avançadas para otimizar processos, aumentar a eficiência e melhorar a tomada de decisões em diversas áreas da indústria. Esta transformação é alimentada por uma série de tecnologias emergentes, como a Internet das Coisas (IoT), a inteligência artificial (IA), a manufatura aditiva, a realidade aumentada e a cibernética.
A Indústria 4.0 busca criar fábricas inteligentes, onde máquinas, sistemas e processos se comunicam e colaboram entre si, tomando decisões autonomamente e permitindo um alto grau de automação. Isso resulta em maior eficiência operacional, redução de custos e maior qualidade dos produtos finais.
Figura 1 O sistema
Fonte: Própria Autoria, (2023)
Uma das características-chave da Indústria 4.0 é a digitalização. Ela envolve a coleta massiva de dados em tempo real de sensores instalados em máquinas e equipamentos, bem como a integração de sistemas de TI e de produção. Esses dados são então analisados por algoritmos de IA para fornecer informações valiosas sobre o desempenho das máquinas e a eficiência dos processos.
A automação desempenha um papel central na Indústria 4.0, com a robótica desempenhando um papel cada vez mais importante em ambientes de produção. Robôs colaborativos, capazes de trabalhar lado a lado com os seres humanos, são usados para realizar tarefas repetitivas e perigosas, aumentando a segurança no local de trabalho e liberando os trabalhadores para tarefas mais criativas e estratégicas.
A conectividade é uma característica crítica da Indústria 4.0. A Internet das Coisas (IoT) permite que máquinas, dispositivos e sistemas de controle se comuniquem uns com os outros pela internet. Isso cria uma rede de informações que pode ser acessada remotamente, permitindo que os gestores monitorem o desempenho da fábrica em tempo real e tomem decisões com base em dados atualizados.
A análise de dados desempenha um papel crucial na Indústria 4.0. Os algoritmos de IA podem identificar tendências, prever falhas de equipamentos e otimizar processos de produção. Isso não apenas aumenta a eficiência, mas também reduz os custos operacionais, já que as intervenções de manutenção podem ser programadas com base em dados reais em vez de em cronogramas fixos.
A realidade aumentada (RA) é outra tecnologia que desempenha um papel importante na Indústria 4.0. Ela permite que os trabalhadores acessem informações contextuais em tempo real enquanto realizam tarefas. Isso pode melhorar a eficiência e a precisão, especialmente em tarefas de montagem e manutenção.
A manufatura aditiva, ou impressão 3D, é uma tecnologia que está ganhando destaque na Indústria 4.0. Ela permite a produção de peças complexas de forma mais eficiente e personalizada. Isso pode reduzir o desperdício de material e melhorar a flexibilidade de produção.
Neste sentido, o CNI (2016) destaca:
O aumento da flexibilidade das linhas de produção, por sua vez, viabiliza a customização em massa: a comunicação instantânea entre diferentes elos da cadeia produtiva e o desenvolvimento de sistemas de automação altamente flexíveis, possibilitando a produção de bens customizados de acordo com as preferências/necessidades de diferentes consumidores em um grau de eficiência que, até pouco tempo, só era possível com a fabricação massificada de bens (CNI, 2016, pag.13).
A cibernética é a ciência da comunicação e do controle em sistemas complexos. Na Indústria 4.0, a cibernética é usada para criar sistemas de produção autônomos e auto adaptativos. Isso permite que as fábricas se ajustem automaticamente a mudanças nas condições de produção, mantendo a eficiência e a qualidade.
A segurança é uma preocupação na Indústria 4.0. Com a crescente conectividade e automação, as empresas devem adotar medidas rigorosas de segurança cibernética para proteger seus sistemas e dados contra ameaças.
A Indústria 4.0 não se limita a um setor específico; ela é aplicável a uma ampla gama de indústrias, desde manufatura e automação até logística e agricultura. A capacidade de personalização e flexibilidade que a Indústria 4.0 oferece permite que as empresas se adaptem às necessidades específicas de seus setores e clientes.
Além disso, a Indústria 4.0 está impulsionando uma mudança cultural nas empresas, incentivando a inovação, o aprendizado contínuo e a colaboração entre departamentos. As empresas estão reconhecendo a importância de investir em treinamento e desenvolvimento de seus funcionários para aproveitar ao máximo as tecnologias da Indústria 4.0.
A Indústria 4.0 também tem implicações para a cadeia de suprimentos. A visibilidade e a conectividade em tempo real permitem uma gestão mais eficiente da cadeia de suprimentos, reduzindo o estoque e melhorando a previsão da demanda.
A produção sob demanda é uma característica da Indústria 4.0. Com a capacidade de personalizar produtos de acordo com as preferências do cliente, as empresas podem atender às demandas do mercado de forma mais eficaz e rápida.
Além disso, a Indústria 4.0 está contribuindo para a sustentabilidade. A otimização de processos e a redução de desperdício de recursos estão alinhadas com os objetivos de sustentabilidade, o que é uma preocupação crescente para empresas e consumidores.
2.2 A produção
O processo produtivo na indústria moderna é um sistema complexo e altamente interconectado que envolve diversas etapas, desde o design inicial do produto até a entrega ao cliente final. Esse processo evoluiu significativamente ao longo do tempo, influenciado pelo cenário tecnológico, logística avançada, e o crescente impacto do comércio eletrônico e do consumo na internet.
Neste contexto, alguns aspectos do processo produtivo na indústria, destacando sua complexidade e evolução no cenário atual.
Design e Desenvolvimento de Produtos: O processo começa com a concepção e o design de produtos. Nesta fase, a tecnologia desempenha um papel crucial, com ferramentas de modelagem 3D, simulação e prototipagem rápida.
Pesquisa de Mercado e Tendências: As empresas monitoram as tendências de mercado e as preferências dos consumidores por meio da análise de dados, com a crescente influência da análise de big data.
Cadeia de Suprimentos Global: Muitas empresas dependem de uma cadeia de suprimentos global para adquirir matérias-primas e componentes. A logística desempenha um papel crítico na gestão eficaz dessa cadeia.
Fabricação e Produção: A fabricação envolve automação avançada, robótica e máquinas controladas por computador, aumentando a eficiência e a precisão na produção.
Gestão de Qualidade: Controle de qualidade é uma etapa fundamental para garantir que os produtos atendam aos padrões estabelecidos.
Rastreamento e Rastreabilidade: Tecnologias como códigos de barras e RFID permitem o rastreamento de produtos ao longo de toda a cadeia de suprimentos.
Personalização e Produção Sob Demanda: A tecnologia permite a produção personalizada e sob demanda, atendendo às necessidades específicas dos clientes.
Integração de Dados: Sistemas de gerenciamento de produção e software ERP (Enterprise Resource Planning) integram dados em tempo real, melhorando a eficiência da produção.
Comércio Eletrônico e Vendas Online: Muitas empresas agora vendem seus produtos diretamente online, aproveitando a expansão do comércio eletrônico.
Distribuição Global: A logística global permite o envio eficiente de produtos para clientes em todo o mundo.
Sustentabilidade e Responsabilidade Social: A produção sustentável e a responsabilidade social corporativa tornaram-se preocupações importantes, com tecnologias que permitem a redução do impacto ambiental.
Manufatura Aditiva (Impressão 3D): A impressão 3D está revolucionando a manufatura, permitindo a produção de peças complexas com eficiência.
Internet das Coisas (IoT): A IoT conecta máquinas e equipamentos, permitindo monitoramento e manutenção preditiva.
Automação e Robótica Avançada: Robôs colaborativos e sistemas autônomos otimizam as operações de produção.
Análise de Dados Avançada: A análise de dados é fundamental para identificar ineficiências e melhorias na produção.
Tendências de Consumo na Internet: As empresas usam análises avançadas para entender as tendências de consumo online e ajustar suas estratégias de produção.
Inteligência Artificial (IA): A IA é aplicada na otimização da produção, previsão de demanda e automação de processos.
Estratégias de Entrega Rápida: Com o aumento das expectativas dos clientes, as empresas desenvolvem estratégias de entrega rápida, incluindo o uso de drones e veículos autônomos.
Treinamento de Mão de Obra Avançado: A tecnologia requer mão de obra qualificada, e as empresas investem em treinamento avançado.
Competitividade Global: A evolução tecnológica no processo produtivo torna as empresas mais competitivas globalmente, impulsionando a inovação e a eficiência.
O processo produtivo na indústria atual é caracterizado pela integração de tecnologias avançadas em todas as fases, desde o design até a entrega. A interconexão de dados, a automação e a eficiência tornaram-se os pilares do sucesso, permitindo às empresas atender às demandas dos consumidores e competir em escala global. À medida que a tecnologia continua a evoluir, é fundamental para as empresas adaptar-se e abraçar as mudanças para se manterem competitivas e atender às crescentes expectativas do mercado.
2.3 A parada de Máquina
A parada de máquina, na produção industrial, refere-se a uma situação em que a operação de uma máquina ou equipamento precisa ser interrompida devido a uma falha, mau funcionamento, manutenção programada ou outras razões operacionais. É um evento crítico que pode ter um impacto significativo na eficiência da produção, custos operacionais e, consequentemente, na capacidade da empresa de atender às demandas do mercado. Neste contexto, a parada de máquina é uma preocupação constante para as empresas, independentemente do setor em que atuam.
A necessidade de parar uma máquina pode ocorrer por várias razões, uma das mais comuns sendo a manutenção preventiva. As máquinas e equipamentos, mesmo quando bem cuidados, eventualmente requerem manutenção regular para evitar avarias graves. A parada programada para manutenção é uma estratégia crucial para garantir que as máquinas continuem operando com eficiência e segurança a longo prazo.
Outra razão para a parada de máquina é a manutenção corretiva, que ocorre quando uma falha ou avaria inesperada impede a operação. A manutenção corretiva é frequentemente vista como um mal necessário, pois pode resultar em tempo de inatividade não planejado e custos adicionais. Minimizar a ocorrência de manutenção corretiva é um objetivo importante para as empresas, e é aí que a manutenção preditiva, mencionada anteriormente, desempenha um papel fundamental, ajudando a prever e evitar falhas inesperadas.
A parada de máquina também pode ser necessária para a troca de ferramentas ou configuração de equipamentos. Em muitas indústrias, mudar de um produto para outro requer ajustes e configurações nas máquinas. Essas trocas podem ser demoradas, mas são essenciais para atender à demanda por uma variedade de produtos.
Além disso, questões de segurança podem levar à parada de máquina. Se uma máquina apresentar um risco para a segurança dos operadores, ela deve ser desligada imediatamente até que o problema seja resolvido. A segurança é uma prioridade máxima na indústria, e a parada de máquina é uma medida necessária para evitar acidentes.
A falta de matéria-prima ou suprimentos também pode forçar a parada de máquina. Se a produção depende de insumos específicos e esses insumos não estão disponíveis, a máquina deve ser parada até que os suprimentos sejam reabastecidos. Essa situação destaca a importância da gestão eficiente da cadeia de suprimentos.
A parada de máquina não afeta apenas o processo de produção, mas também pode ter impacto em toda a cadeia produtiva, afetando prazos de entrega, estoque de produtos acabados e a capacidade de atender às demandas dos clientes. Portanto, minimizar as paradas de máquina é uma prioridade para as empresas que desejam manter a eficiência e a competitividade.
Para gerenciar e minimizar as paradas de máquina, as empresas adotam uma série de estratégias. Uma delas é a manutenção preditiva, que mencionamos anteriormente. Além disso, programas de manutenção preventiva bem planejados são essenciais para garantir que as máquinas funcionem sem problemas. A capacitação da equipe de manutenção, com treinamento contínuo e acesso a ferramentas de diagnóstico avançadas, também desempenha um papel crucial na prevenção de falhas.
A automação e a robótica estão cada vez mais sendo utilizadas para minimizar as paradas de máquina. Máquinas autônomas podem realizar tarefas de manutenção leves enquanto continuam operando, ou mesmo prever falhas com base em dados em tempo real. Isso reduz a necessidade de intervenção humana e mantém a produção em andamento.
A gestão eficiente da cadeia de suprimentos também é fundamental. Garantir um fluxo contínuo de matéria-prima e insumos é essencial para evitar paradas não programadas.
A análise de dados desempenha um papel crescente na prevenção de paradas de máquina. A coleta e análise de dados em tempo real dos sensores das máquinas podem identificar tendências e padrões que indicam a necessidade de manutenção ou ajustes. Além disso, sistemas de monitoramento avançados podem fornecer alertas antecipados sobre possíveis falhas.
As empresas também adotam práticas de gestão de produção, como a metodologia Lean Manufacturing, que visa eliminar desperdícios e ineficiências no processo produtivo. Isso ajuda a reduzir a probabilidade de paradas de máquina causadas por problemas operacionais.
2.4 O custo da pausa na produção
O custo de uma parada na produção industrial é um fator crítico que afeta diretamente a rentabilidade e a competitividade de uma empresa. Esses custos podem ser divididos em várias categorias e têm impactos significativos em toda a operação.
A parada de uma máquina ou linha de produção resulta em uma interrupção direta na fabricação de produtos. Isso implica em perda de produção, que pode se traduzir em menos produtos disponíveis para venda e, portanto, em perda de receita.
Durante uma parada, os funcionários envolvidos na produção podem ficar ociosos, o que gera custos sem retorno direto. Ao mesmo tempo, as equipes de manutenção podem ser mobilizadas para corrigir o problema, aumentando os custos de mão de obra.
Se a parada for devido a uma manutenção preventiva, há custos associados aos reparos, substituição de peças e tempo necessário para que as máquinas voltem a funcionar. Isso inclui custos de peças de reposição e técnicos de manutenção.
A substituição de peças danificadas ou desgastadas durante uma parada é uma despesa significativa. Isso inclui não apenas o custo das peças em si, mas também o tempo e a mão de obra necessários para a substituição.
Mesmo quando uma parada é programada para manutenção preventiva, ainda há custos envolvidos, como peças sobressalentes, mão de obra de manutenção e custos associados à parada planejada da produção.
As máquinas paradas podem continuar consumindo energia, e esse custo ainda está presente durante a parada. É um custo que a empresa incorre sem produzir produtos.
A parada na produção pode afetar a cadeia de suprimentos, pois pode haver um descompasso entre a oferta e a demanda de matérias-primas e produtos acabados. Isso pode resultar em estoques excessivos ou falta de matérias-primas.
Quando a produção é retomada após uma parada, pode ser necessário realizar retrabalho em produtos inacabados ou defeituosos gerados durante a interrupção.
Paradas frequentes podem levar à insatisfação dos clientes devido a atrasos nas entregas. Isso pode resultar na perda de clientes e prejudicar a reputação da empresa.
Para atender às demandas acumuladas após uma parada, pode ser necessário aumentar a expedição e o transporte de produtos, o que gera custos adicionais.
A incapacidade de atender às demandas do mercado devido a paradas pode resultar na perda de oportunidades de vendas, especialmente em setores competitivos.
Paradas frequentes podem prejudicar a eficiência e a produtividade a longo prazo, tornando a empresa menos competitiva.
Para recuperar o tempo perdido durante uma parada, pode ser necessário trabalhar horas extras, o que gera custos adicionais de mão de obra.
Para evitar paradas frequentes, as empresas podem precisar investir em tecnologias de manutenção preditiva e sistemas de monitoramento avançados.
Paradas podem ocorrer devido a questões de segurança, como riscos de acidentes no local de trabalho. Isso pode resultar em custos associados a investigações e melhorias na segurança.
As empresas geralmente têm seguros para cobrir custos associados a paradas inesperadas, mas essas apólices também têm custos associados.
A gestão de uma parada envolve custos administrativos, como coordenação, comunicação com fornecedores e clientes, planejamento e controle de custos.
Durante uma parada, matérias-primas podem ficar ociosas e perder valor, resultando em desperdício.
Manter uma equipe qualificada durante as paradas é importante, o que pode envolver custos de retenção de pessoal.
Paradas frequentes podem resultar em perda de receita a longo prazo, afetando a capacidade da empresa de reinvestir em crescimento e inovação.
2.5 A manutenção
A manutenção é um componente crítico na indústria moderna, desempenhando um papel fundamental em garantir a eficiência, a segurança e a confiabilidade das operações. Sua importância não pode ser subestimada, pois afeta todos os aspectos da produção industrial, independentemente do setor em que uma empresa atua. Abaixo, exploraremos mais detalhadamente a relevância da manutenção na indústria atual:
Garantia de Disponibilidade: A manutenção é essencial para garantir que máquinas e equipamentos estejam disponíveis quando necessário. Paradas não programadas devido a problemas de manutenção podem interromper a produção, resultando em atrasos e perda de receita.
Aumento da Eficiência Operacional: A manutenção preventiva e preditiva ajuda a otimizar o desempenho das máquinas, reduzindo o tempo de inatividade não planejado e maximizando a produção. Isso é particularmente importante em um ambiente competitivo.
Segurança no Local de Trabalho: Máquinas mal mantidas podem ser perigosas, representando um risco significativo para os trabalhadores. A manutenção adequada é essencial para garantir um ambiente de trabalho seguro.
Prolongamento da Vida Útil dos Equipamentos: A manutenção regular e cuidadosa ajuda a prolongar a vida útil das máquinas e equipamentos, economizando custos de substituição.
Redução de Custos de Reparos de Emergência: Paradas não programadas e reparos de emergência são caros, tanto em termos de mão de obra como de peças de reposição. A manutenção preventiva evita esses custos.
Garantia da Qualidade do Produto: A manutenção eficaz contribui para a produção de produtos de alta qualidade, que são essenciais para a satisfação do cliente e a manutenção de uma boa reputação no mercado.
Promoção da Sustentabilidade Ambiental: Manter máquinas em bom estado de funcionamento reduz o desperdício de recursos e promove a sustentabilidade, atendendo às preocupações ambientais modernas.
Cumprimento de Regulamentações: Muitos setores industriais são regulamentados quanto à segurança e à manutenção. O não cumprimento dessas regulamentações pode resultar em penalidades significativas.
Atendimento aos Prazos de Entrega: Paradas não programadas podem atrasar a produção e impactar negativamente os prazos de entrega, prejudicando as relações com os clientes.
Estímulo à Melhoria Contínua: A manutenção eficaz incentiva a melhoria contínua dos processos e sistemas. Isso não apenas aumenta a eficiência a curto prazo, mas também sustenta a competitividade a longo prazo.
Prevenção de Acidentes de Trabalho: A manutenção adequada de máquinas e equipamentos reduz os riscos de acidentes no local de trabalho, garantindo a segurança dos funcionários.
Minimização de Paradas não Programadas: A manutenção preventiva ajuda a identificar problemas antes que se tornem críticos, evitando assim paradas não programadas que podem ser caras e prejudiciais à produção.
Alocação Eficiente de Recursos Financeiros: Ao investir em manutenção eficaz, as empresas podem alocar seus recursos financeiros de forma mais eficiente, evitando gastos excessivos com reparos não planejados.
Construção de Confiança dos Clientes: Clientes confiam em empresas que mantêm altos padrões de qualidade e eficiência. A manutenção é um componente crítico para manter essa confiança.
Melhoria da Imagem Corporativa: Empresas que se destacam em suas práticas de manutenção têm uma imagem corporativa mais forte, o que pode ser um diferencial competitivo.
Aumento da produtividade dos Funcionários: Máquinas confiáveis e bem mantidas permitem que os funcionários trabalhem de forma mais eficaz, sem interrupções constantes.
Estímulo à Inovação e Competitividade: Empresas que investem em tecnologias de manutenção preditiva e automação tendem a ser mais inovadoras e competitivas no mercado global.
Integração no Planejamento Estratégico: A manutenção é parte integrante do planejamento estratégico de uma empresa. Ela ajuda a evitar interrupções não planejadas que podem prejudicar metas e objetivos de longo prazo.
Gerenciamento dos Custos Totais de Propriedade: A manutenção eficaz é fundamental para gerenciar os custos totais de propriedade de máquinas e equipamentos, levando em consideração não apenas os custos de aquisição, mas também os de manutenção ao longo do tempo.
Suporte à Tomada de Decisão com Base em Dados: Os dados coletados por meio da manutenção podem ser usados para tomar decisões informadas sobre a substituição de equipamentos obsoletos, melhorias de processo e investimentos estratégicos.
Em resumo, a manutenção é um investimento estratégico essencial na indústria atual. Ela desempenha um papel multifacetado em garantir a eficiência operacional, a segurança, a qualidade do produto, a sustentabilidade e a competitividade de uma empresa. Empresas que reconhecem a importância da manutenção têm uma base sólida para prosperar em um ambiente industrial dinâmico.
2.6 A manutenção preditiva
A manutenção preditiva é uma abordagem avançada na gestão da manutenção, desempenhando um papel fundamental na indústria moderna. Ela se baseia na coleta e análise de dados para prever o momento em que uma máquina ou equipamento pode falhar, permitindo que a manutenção seja realizada no momento certo, maximizando a eficiência operacional e minimizando custos. Neste contexto, a manutenção preditiva desempenha um papel crucial na produção industrial, impactando positivamente diversos setores, desde a fabricação de automóveis até a produção de alimentos e produtos químicos.
A essência da manutenção preditiva reside na capacidade de antecipar problemas antes que ocorram. Para alcançar isso, os sensores são instalados em máquinas e equipamentos para monitorar constantemente seu desempenho. Esses sensores coletam uma vasta gama de dados, como temperatura, vibração, pressão e consumo de energia. Esses dados são então processados por algoritmos avançados que identificam tendências e anomalias.
O resultado desse processo é a capacidade de prever quando um equipamento pode falhar. Isso permite que as equipes de manutenção programem intervenções precisas no momento ideal, evitando paradas não planejadas e reduzindo o tempo de inatividade. Além disso, a manutenção preditiva ajuda a prolongar a vida útil dos equipamentos, economizando recursos e reduzindo o desperdício.
Outro aspecto importante da manutenção preditiva é a redução de custos. À medida que as intervenções de manutenção são programadas com antecedência e com base em dados reais, as empresas podem evitar gastos excessivos em manutenção preventiva e corretiva. Isso otimiza o uso de recursos, reduzindo os custos operacionais e aumentando a eficiência.
Além disso, a manutenção preditiva contribui para um ambiente de trabalho mais seguro. Ao antecipar falhas, as empresas podem tomar medidas para evitar acidentes que poderiam ocorrer devido a equipamentos defeituosos. Isso não apenas protege os funcionários, mas também evita custos associados a acidentes de trabalho, como licenças médicas e indenizações.
A produção industrial, muitas vezes, depende de uma variedade de máquinas interconectadas. A falha de uma única máquina pode desencadear um efeito cascata que afeta toda a linha de produção. Com a manutenção preditiva, as empresas podem mitigar esse risco, mantendo um controle mais preciso sobre o estado de suas máquinas.
A manutenção preditiva também está intimamente ligada à otimização de processos. Ao analisar constantemente o desempenho das máquinas, as empresas podem identificar ineficiências e fazer ajustes para maximizar a produtividade. Isso inclui ajustar velocidades de produção, otimizar o consumo de energia e reduzir o desperdício de matérias-primas.
Além disso, a manutenção preditiva desempenha um papel importante na redução do impacto ambiental. Ao evitar falhas não planejadas e otimizar o uso de recursos, as empresas podem reduzir seu consumo de energia e matérias-primas, contribuindo para uma produção mais sustentável.
A implementação da manutenção preditiva, no entanto, requer investimentos em tecnologia e treinamento de pessoal. Os sensores, equipamentos de monitoramento e sistemas de análise de dados são essenciais para o sucesso dessa abordagem. Além disso, as equipes de manutenção precisam ser treinadas para interpretar os dados e agir com base nas informações obtidas.
3. Materiais e Métodos
O estudo foi feito diante da pesquisa bibliográfica, no qual as práticas de revisão de literatura auxiliaram a construir elementos chave que contribuíram para a busca das publicações pertinentes ao tema proposto.
A coleta de dados foi exclusivamente feita via internet, no qual foram designadas palavras chave que puderam auxiliar na busca por contextos relevantes à proposta do tema. Tais palavras destacam-se: manutenção preditiva, manutenção na indústria, indústria 4.0, cenário das indústrias brasileiras, a indústria 4.0 no brasil, sistemas de manutenção industrial, projeto de manutenção industrial, normas de manutenção industrial, etc. Os locais de pesquisa são as plataformas do Google, Google Académico, portais de universidades, bibliotecas digitais de demais sites que disponibilizam publicações gratuitamente.
O período delimitado para publicações está disposto entre os anos de 1970 até 2023, neste sentido optou-se por uma construção histórica dos dados observados.
4. Resultados e Discussão
4.1 O cenário da Indústria 4.0 no Brasil
De acordo com a CNI (2016), os desafios da Indústria 4.0 no contexto brasileiro oferecem uma visão abrangente sobre a necessidade de o Brasil adotar e se adaptar a essa revolução tecnológica. A Indústria 4.0, marcada pela integração digital, automação avançada e interconexão de sistemas, é um fenômeno que já está sendo implementado em várias nações, especialmente nas principais potências econômicas.
Uma das principais observações do texto é a importância estratégica da Indústria 4.0 para a competitividade do Brasil no cenário global. Como a tecnologia avança rapidamente em outros lugares, o país precisa agir com agilidade para evitar uma crescente disparidade de competitividade em relação a seus concorrentes. A demora em adotar essas tecnologias pode resultar em perdas significativas em termos de produtividade e participação nas cadeias globais de valor.
Segundo o CNI, a difusão das tecnologias da Indústria 4.0 afetará diferentes setores de maneira desigual, exigindo a adaptação de políticas específicas para diversos segmentos da economia. A heterogeneidade da indústria brasileira requer uma abordagem flexível, capaz de atender a diferentes necessidades e condições de empresas e setores.
As sete dimensões prioritárias para o desenvolvimento da Indústria 4.0 no Brasil apresentadas, incluindo aplicações nas cadeias produtivas, mecanismos para induzir a adoção de tecnologias, desenvolvimento tecnológico, infraestrutura de banda larga, aspectos regulatórios, formação de recursos humanos e articulação institucional, são abordagens abrangentes e detalhadas que fornecem um guia sólido para a ação.
É especialmente relevante a abordagem da necessidade de identificar setores e empresas com maior potencial para adotar tecnologias relacionadas à Indústria 4.0, reconhecendo que a pressão competitiva global exigirá respostas rápidas e eficazes. Além disso, a promoção do desenvolvimento de fornecedores de tecnologias digitais no país é fundamental para aproveitar as oportunidades geradas pela transição para a Indústria 4.0.
A discussão sobre os mecanismos de indução à adoção de tecnologias da Indústria 4.0, a necessidade de disseminação de conhecimento sobre o tema e o papel do intercâmbio tecnológico e comercial com outros países são aspectos bem abordados, destacando a importância da colaboração internacional para a inovação.
O desenvolvimento tecnológico, juntamente com a ênfase na customização de soluções para diferentes setores e a melhoria da infraestrutura de banda larga, é vital para a adaptação do Brasil à Indústria 4.0. Além disso, a discussão sobre a regulamentação e a necessidade de coordenação institucional diferenciada para enfrentar os desafios da Indústria 4.0 é relevante, destacando a complexidade da governança das tecnologias digitais.
Figura 2 Articulação Institucional
Fonte: CNI (2016)
De acordo com o que sinaliza o CNI (2016), através de uma abordagem lógica e interconectada para enfrentar os desafios da Indústria 4.0 no Brasil. Ele destaca a dimensão “Aplicações nas cadeias produtivas e desenvolvimento de fornecedores” como fundamental, já que a seleção criteriosa de setores prioritários é essencial para direcionar esforços de desenvolvimento de maneira eficaz, levando em consideração as particularidades de cada segmento da economia. Além disso, a “Articulação Institucional” é identificada como a base necessária para sustentar e implementar as propostas, enfatizando a necessidade de uma colaboração coordenada entre os diversos atores públicos e privados, essencial para aproveitar todas as oportunidades relacionadas à Indústria 4.0 no país.
4.2 A Produção Brasileira
Segundo os dados do CNI (2022), os principais indicadores da indústria brasileira, com base nos dados fornecidos, apresentam o seguinte desempenho:
Produção Física: A produção física teve um leve aumento de 0,3% em março de 2022 em relação a fevereiro do mesmo ano. No entanto, houve uma queda de 2,1% em comparação a março de 2021. No acumulado dos últimos 12 meses até março, a produção física aumentou 1,8%.
Faturamento Real: O faturamento real da indústria teve uma diminuição de 0,4% em março de 2022 em relação a fevereiro. Em comparação a março de 2021, a queda foi mais significativa, atingindo 6,4%. No acumulado dos últimos 12 meses até março, o faturamento real cresceu 0,4%.
Emprego: O emprego na indústria permaneceu estável, com uma variação de 0,0% em março de 2022 em relação a fevereiro. No entanto, em comparação a março de 2021, houve um aumento de 2,7%. No acumulado dos últimos 12 meses até março, o emprego na indústria cresceu 4,7%.
Utilização da Capacidade Instalada (UCI): A UCI da indústria, sem efeito sazonal, manteve-se em 80,9% em março de 2022, pouco abaixo do valor registrado em fevereiro (81,0%) e acima do valor de março de 2021 (80,3%).
Estoque Efetivo-Planejado: O indicador de estoque efetivo-planejado, que varia de 0 a 100 pontos, atingiu 50,3 pontos em março de 2022, ligeiramente abaixo do valor de fevereiro (50,4) e acima do valor de março de 2021 (48,3). Valores acima de 50 pontos indicam estoque acima do planejado.
Exportações e Importações da Indústria: As exportações de bens e serviços da indústria atingiram US$ 18.530 milhões em fevereiro de 2022, um aumento em relação a janeiro de 2022 (US$ 16.397 milhões). No acumulado dos últimos 12 meses até fevereiro, as exportações totalizaram US$ 232.655 milhões. Por outro lado, as importações de bens e serviços da indústria foram de US$ 18.492 milhões em fevereiro, uma diminuição em relação a janeiro de 2022 (US$ 19.460 milhões). No acumulado dos últimos 12 meses até fevereiro, as importações somaram US$ 222.703 milhões.
Figura 3 Cenário Brasileiro
Fonte: CNI (2022)
Saldo Comercial de Bens e Serviços da Indústria: O saldo comercial da indústria, que é a diferença entre exportações e importações, foi positivo em US$ 38 milhões em fevereiro de 2022. Isso representa uma melhora significativa em relação a janeiro de 2022, quando houve um saldo negativo de US$ 3.063 milhões. No acumulado dos últimos 12 meses até fevereiro, o saldo comercial da indústria foi positivo em US$ 9.952 milhões.
Esses indicadores refletem o desempenho recente da indústria brasileira em vários aspectos, incluindo produção, faturamento, emprego e comércio exterior. O aumento na produção e no saldo comercial são aspectos positivos, mas a queda no faturamento e o aumento nas importações também indicam desafios enfrentados pelo setor industrial.
O perfil da indústria no Brasil, quantificados pela CNI (2022), e sua evolução ao longo de uma década (2011 a 2021):
PIB da Indústria: A participação da indústria no Produto Interno Bruto (PIB) brasileiro diminuiu de 27,2% em 2011 para 22,2% em 2021, indicando uma queda na contribuição do setor industrial para a economia do país.
Emprego na Indústria: O número de empregos na indústria também diminuiu, passando de 24,5% do emprego total em 2010 para 20,9% em 2020. Isso sugere uma redução na participação da indústria no mercado de trabalho.
Massa Salarial: A massa salarial da indústria teve uma redução de 24,5% em relação ao total em 2010 para 19,7% em 2020. Isso indica que a indústria contribuiu com uma parcela menor do total de salários pagos no país.
Esses dados refletem uma tendência de declínio da indústria no Brasil em termos de participação na economia, emprego e massa salarial. Isso pode ser resultado de mudanças estruturais na economia brasileira, como o crescimento do setor de serviços e a diminuição da competitividade da indústria.
4.3 O custo da Manutenção industrial no Brasil
De acordo com Xavier (2005) a importância fundamental da manutenção como uma função estratégica dentro das organizações. Para o autor, a busca incessante pelo lucro, frequentemente centrada na simplista análise de redução de custos e aumento da produção, é considerada uma abordagem que pode levar as empresas a desviar-se do verdadeiro caminho para garantir sua sobrevivência e crescimento nos mercados competitivos atuais. Eles ressaltam que a verdadeira via para se manterem competitivas e expandirem seus mercados reside na qualidade e na produtividade.
Ainda de acordo com Xavier, a manutenção é destacada como uma peça-chave nesse quebra-cabeça, fundamental para garantir a disponibilidade dos equipamentos e instalações de uma organização com confiabilidade e segurança, tudo isso dentro de custos adequados. O autor, sinaliza a relevância dessa abordagem, destacando que entender o tipo de manutenção apropriada para cada organização é crucial para o sucesso e o aumento da eficiência nos processos.
O diagnóstico da situação no Brasil, onde ainda predomina uma quantidade significativa de manutenção corretiva não planejada e manutenção preventiva em excesso. Esses números, referenciados a partir do Documento Nacional da Abraman (2003), demonstram que a manutenção preditiva está subutilizada no país. Essa realidade revelou a necessidade de promover uma mudança significativa e acelerada, priorizando a manutenção preditiva, que é vista como uma quebra de paradigma na área de manutenção.
De acordo com Nascif (2002), a manutenção preditiva é descrita como uma atuação baseada na modificação dos parâmetros de condição ou desempenho do equipamento, cujo acompanhamento segue uma sistemática. Ela é comparada a uma inspeção sistemática que monitora as condições dos equipamentos. Esse acompanhamento só demanda intervenção de manutenção quando os parâmetros indicam necessidade real de intervenção, proporcionando preparação prévia do serviço e permitindo decisões alternativas relacionadas à produção.
Para Nascif, a estruturação da manutenção preditiva é abordada de forma sistemática, com o desenvolvimento das tecnologias de diagnóstico em oito etapas bem definidas. Desde a pesquisa das necessidades e a seleção de componentes prioritários até o desenvolvimento de equipamentos e tecnologias de diagnóstico, os autores delineiam um processo que requer treinamento da equipe e a seleção de software e hardware apropriados. Essa estruturação visa a garantir que a manutenção preditiva seja realizada de forma eficaz.
Ao observar a necessidade do acompanhamento preditivo, de acordo com Nascif (2002) e com Xavier (2005), a avaliação do estado dos equipamentos por meio da medição, acompanhamento ou monitoramento de parâmetros. Ele pode ocorrer de três maneiras: monitoramento subjetiva, monitoramento objetiva em monitoramento contínuo. O monitoramento subjetiva é descrita como aquela realizada pelo pessoal de manutenção usando seus sentidos, como tato, olfato, audição e visão. No entanto, ela é considerada extremamente subjetiva e, portanto, não é uma base confiável para tomada de decisões.
O monitoramento objetiva, por outro lado, segundo Nascif (2002), é baseada em equipamentos ou instrumentos específicos que fornecem valores mensuráveis dos parâmetros, independentemente do operador do instrumento, desde que se siga o mesmo procedimento. Com isso, o monitoramento contínuo envolve o acompanhamento “on-line” das variáveis dos equipamentos por meio de sensores implantados neles, permitindo um controle constante.
No que diz respeito às técnicas de manutenção preditiva, os autores destacam que, na prática, essas técnicas devem atender a alguns requisitos. Em primeiro lugar, elas devem permitir a coleta de dados com o equipamento em funcionamento ou com o mínimo de interferência possível nos processos de produção. Além disso, devem possibilitar a coleta de dados que permitam análises de tendências.
As técnicas preditivas são categorizadas em diversas áreas, como análise de vibrações, análise de óleos lubrificantes ou isolantes, análise de temperatura, ensaios elétricos, inspeção visual e muitas outras. Cada uma dessas técnicas se aplica a situações específicas, dependendo do tipo de equipamento e de suas características. Assim, a escolha da técnica preditiva adequada é uma etapa fundamental na implantação de um programa de manutenção preditiva eficaz.
Os autores ainda abordam o tema dos custos da manutenção, enfatizando que a análise dos custos não deve ser isolada, mas sim considerada em relação aos benefícios que a manutenção preditiva pode proporcionar. Eles argumentam que o custo de implementar a manutenção preditiva é, muitas vezes, menor do que o custo da manutenção corretiva, que é realizada após uma falha ocorrer. No entanto, a implementação da manutenção preditiva requer comprometimento gerencial e organização para ser eficaz em termos de custo e produtividade.
Em relação à aplicação da manutenção preditiva, os autores enfatizam que ela não deve ser vista como uma solução isolada, mas sim como parte de um programa abrangente de gestão da manutenção. A manutenção preditiva deve ser integrada a um sistema de gestão que inclui a manutenção preventiva, a manutenção corretiva e outras estratégias de manutenção. A integração dessas abordagens permite um planejamento mais eficiente e uma gestão mais eficaz dos recursos de manutenção.
A implantação de um programa de manutenção preditiva requer treinamento e capacitação da equipe de manutenção, bem como investimentos em equipamentos de monitoramento e tecnologia. Além disso, os autores destacam que a manutenção preditiva requer comprometimento e envolvimento de toda a organização, desde a alta administração até os operadores de equipamentos.
Os autores ressaltam que a manutenção preditiva é uma abordagem proativa que visa evitar falhas e minimizar paradas não programadas. Ela contribui para a redução dos custos de manutenção e melhora a eficiência dos processos de produção. Além disso, permite uma gestão mais eficaz dos ativos da empresa, prolongando a vida útil dos equipamentos e reduzindo o desperdício de recursos.
No entanto, a implementação da manutenção preditiva requer um planejamento cuidadoso e uma abordagem estruturada. Os autores enfatizam a importância de identificar os equipamentos críticos, selecionar as técnicas de monitoramento apropriadas e estabelecer procedimentos de coleta e análise de dados. Além disso, destacam que a manutenção preditiva não é uma solução única para todos os tipos de equipamentos e que sua aplicação deve ser adaptada às necessidades específicas de cada organização.
Por fim, os autores concluem que a manutenção preditiva é uma abordagem poderosa para melhorar a confiabilidade e a disponibilidade dos equipamentos, reduzir os custos de manutenção e aumentar a eficiência dos processos de produção. Eles argumentam que, embora a implementação da manutenção preditiva exige investimentos iniciais, os benefícios a longo prazo superam os custos, tornando-a uma estratégia valiosa para as organizações que buscam maximizar o desempenho de seus ativos e manter-se competitivas em mercados desafiadores. Portanto, os autores fornecem uma visão abrangente e detalhada da manutenção preditiva, destacando sua importância e os passos necessários para sua implementação bem-sucedida.
4. 4 A Manutenção da Indústria no Brasil
A manutenção é uma parte fundamental do processo produtivo na indústria moderna, e sua importância é amplamente reconhecida por especialistas e pesquisadores na área. A globalização da economia, como apontam Brito e Pereira (2003), intensificou a competitividade das organizações, tornando a eficiência e a qualidade de produtos e serviços fatores essenciais para o sucesso. Nesse contexto, a manutenção desempenha um papel crítico, garantindo que os equipamentos estejam operando de maneira confiável e eficiente.
Conforme observado por Moubray (1996), as novas demandas do mercado destacaram as limitações dos sistemas de gestão de manutenção existentes. Isso levou as organizações a repensar suas abordagens e buscar métodos mais eficazes para gerenciar a manutenção de seus ativos.
Um dos principais objetivos da manutenção é garantir a disponibilidade dos equipamentos, conforme destacado por Xavier (2005). Para alcançar essa disponibilidade, é crucial entender os diferentes tipos de manutenção. Xavier (2003) classifica esses tipos em quatro categorias: corretiva não planejada, corretiva planejada, preventiva e preditiva. A escolha do tipo de manutenção a ser adotado depende das necessidades específicas da organização e dos equipamentos envolvidos.
A manutenção corretiva, seja planejada ou não, envolve a correção de falhas após sua ocorrência. A manutenção corretiva não planejada, como o próprio nome sugere, é realizada de maneira aleatória, muitas vezes após uma falha ter ocorrido, o que pode resultar em altos custos e perdas de produção significativas. Por outro lado, a manutenção corretiva planejada envolve a correção com base em monitoramento ou na decisão de operar até que ocorra a falha, o que tende a ser mais eficiente, econômica e segura.
A manutenção preventiva, como explicado por Xavier (2003), é realizada em intervalos predeterminados para reduzir a probabilidade de falha ou degradação do desempenho dos equipamentos. No entanto, a determinação dos intervalos de tempo adequados é crucial, uma vez que a tendência é ser mais conservador, o que pode resultar em paradas e substituições de peças desnecessárias.
A manutenção preditiva, ou manutenção baseada na condição (CBM), é uma abordagem que envolve o acompanhamento sistemático de parâmetros que indicam o desempenho dos equipamentos. Com base em dados e na análise de condições, as intervenções são realizadas apenas quando necessário. Isso permite uma operação contínua e reduz o desgaste dos equipamentos.
A norma da ABNT (NBR 5462-1994) fornece definições para os tipos de manutenção, incluindo a corretiva (após uma falha), a preventiva (em intervalos predeterminados) e a preditiva (baseada em análise de parâmetros). Esses tipos não se excluem mutuamente, e a combinação de abordagens pode trazer resultados positivos para a gestão da manutenção.
A adoção da manutenção preditiva, conforme aponta Vaz (1997), é um passo crucial na busca pela previsão de falhas com antecedência suficiente para desativar equipamentos com segurança, reduzindo riscos e interrupções na produção. Isso resulta em menor tempo e custo de manutenção, bem como em melhores condições operacionais.
No entanto, no Brasil, como observado no contexto, ainda é comum a prática de manutenção corretiva não planejada e manutenção preventiva em excesso. Xavier (2005) enfatiza a importância de aumentar a participação da manutenção preditiva, destacando que a manutenção preditiva é a quebra de paradigma na manutenção.
A manutenção preditiva privilegia a “disponibilidade” por meio da análise de parâmetros que indicam a necessidade de intervenção. A intervenção só ocorre quando os parâmetros indicam a necessidade, permitindo a preparação prévia do serviço e a tomada de decisões informadas.
As empresas que usam técnicas preditivas e engenharia de manutenção para garantir a disponibilidade de equipamentos com confiabilidade, segurança e custos adequados. A manutenção, portanto, é considerada estratégica para as organizações, contribuindo não apenas para sua sobrevivência, mas também para seu crescimento e expansão.
Neste sentido, as normas ISO relacionadas à manutenção industrial, que fornecem diretrizes e melhores práticas para a gestão eficaz da manutenção em ambientes industriais. Com isso, algumas possibilidades: ISO 55000 – Série de Gestão de Ativos: Composta pelas normas ISO 55000, ISO 55001 e ISO 55002, esta série estabelece os princípios e requisitos para a gestão de ativos, incluindo ativos usados na manutenção industrial.
ISO 9001 – Sistemas de Gestão da Qualidade: Embora não seja uma norma de manutenção específica, a ISO 9001 inclui requisitos relacionados à manutenção preventiva, garantindo que as organizações mantenham seus equipamentos em boas condições de funcionamento.
ISO 14224 – Coleta e troca de dados de falha em equipamentos: Esta norma fornece diretrizes para a coleta e análise de dados de falhas em equipamentos, o que é fundamental para a manutenção preditiva.
ISO 16247 – Terminologia e classificação de falhas, modos de falha e seus efeitos (FMEA/FMECA): Define termos relacionados a falhas em sistemas industriais, facilitando a comunicação e análise de modos de falha.
ISO 17359 – Manutenção: Terminologia: Esta norma estabelece os termos e definições relacionados à manutenção industrial.
ISO 18436 – Requisitos para a certificação de pessoal de análise de vibrações e diagnóstico de máquinas rotativas: Esta norma se concentra na manutenção preditiva, especificamente na análise de vibrações.
ISO 45001 – Sistemas de gestão de segurança e saúde ocupacional: A segurança é uma parte essencial da manutenção industrial. A ISO 45001 estabelece requisitos para a gestão da segurança ocupacional em ambientes industriais.
No Brasil, as normas técnicas utilizadas na manutenção industrial podem ser originárias da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) ou serem adaptações de normas internacionais. A seguir, algumas das normas brasileiras (NBRs) frequentemente relevantes na manutenção industrial:
NBR 5462 – Manutenção – Esta norma estabelece os princípios gerais da manutenção, terminologia, atividades e documentação associadas.
NBR 5419 – Proteção de Estruturas contra Descargas Atmosféricas – Embora não seja exclusiva para manutenção, esta norma é relevante para garantir a segurança das instalações elétricas.
NBR 5410 – Instalações Elétricas de Baixa Tensão – Define as normas para instalações elétricas, garantindo a segurança e confiabilidade dos sistemas elétricos.
NBR 13437 – Manutenção de Edificações – Estabelece diretrizes para a manutenção de edificações em geral.
NBR 13962 – Manutenção de Equipamentos Elétricos – Esta norma trata da manutenção de equipamentos elétricos em geral.
NBR 14280 – Cadastro de Obras e Serviços de Engenharia – Estabelece procedimentos para o cadastro de obras e serviços de engenharia, o que pode ser útil na gestão da manutenção.
NBR 5461 – Norma Básica de Manutenção – Fornece diretrizes para a elaboração de planos de manutenção, o que é fundamental na manutenção industrial.
NBR 12712 – Armazenamento de Resíduos Sólidos Perigosos – Define critérios para o armazenamento seguro de resíduos perigosos em ambientes industriais.
NBR ISO 9001 – Sistema de Gestão da Qualidade – Embora seja uma norma internacional, é frequentemente usada em processos de manutenção para garantir a qualidade dos serviços.
NBR ISO 14001 – Sistema de Gestão Ambiental – Importante para empresas que desejam integrar práticas de manutenção sustentável.
As Normas Regulamentadoras (NRs) são um conjunto de normas de segurança e saúde do trabalho estabelecidas pelo Ministério do Trabalho e Emprego do Brasil. Embora não sejam normas técnicas de manutenção industrial, elas são essenciais para garantir a segurança dos trabalhadores envolvidos na manutenção.
NRs são aplicáveis a ambientes industriais e impactam diretamente as operações de manutenção, neste sentido, podendo relacionar algumas:
NR 10 – Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade: Esta NR estabelece os requisitos e as condições mínimas para garantir a segurança dos trabalhadores que lidam com eletricidade. Isso é particularmente relevante em manutenção industrial, onde a eletricidade desempenha um papel fundamental.
NR 12 – Segurança no Trabalho em Máquinas e Equipamentos: Esta NR define requisitos para garantir a segurança dos trabalhadores que operam ou realizam manutenção em máquinas e equipamentos industriais.
NR 13 – Caldeiras e Vasos de Pressão: Aplicável a instalações com caldeiras e vasos de pressão, esta NR define critérios para garantir a segurança nas operações e manutenção desses equipamentos.
NR 33 – Segurança e Saúde nos Trabalhos em Espaços Confinados: Se a manutenção industrial envolver espaços confinados, esta NR é fundamental para garantir a segurança dos trabalhadores.
NR 35 – Trabalho em Altura: Para tarefas de manutenção que envolvam trabalho em altura, a NR 35 estabelece requisitos para garantir a segurança dos trabalhadores.
NR 6 – Equipamentos de Proteção Individual (EPI): Define os requisitos para seleção, fornecimento, uso, guarda, higienização e conservação dos EPIs, que são fundamentais em atividades de manutenção.
NR 15 – Atividades e Operações Insalubres: Esta NR estabelece critérios para a caracterização e classificação da insalubridade em atividades e operações insalubres, o que é relevante para a manutenção em ambientes industriais.
NR 20 – Segurança e Saúde no Trabalho com Inflamáveis e Combustíveis: Esta NR é aplicável a atividades de manutenção que envolvam inflamáveis e combustíveis.
Embora essas NRs não sejam normas técnicas de manutenção, elas são críticas para garantir a segurança dos trabalhadores e, por consequência, a eficácia das operações de manutenção industrial. Empresas e profissionais de manutenção devem estar cientes das NRs relevantes para o seu setor e cumprir seus requisitos para proteger a saúde e a segurança dos trabalhadores.
4.5 A implementação da Manutenção Preditiva nas Indústrias Brasileiras
Segundo Mirshawha (1993) destaca a importância da manutenção preditiva, onde o autor enfatiza, que apesar de demandar pessoal treinado dedicado exclusivamente a essa atividade, possui um custo operacional menor em comparação com a manutenção corretiva após uma falha. Essa abordagem se torna particularmente vantajosa quando aplicada a equipamentos de alta importância econômica, nos quais a disponibilidade é fundamental.
Mirshawka ressalta que a manutenção preditiva não é uma estratégia onerosa, sendo uma opção viável para evitar a manutenção corretiva. No entanto, para sua eficácia, requer um comprometimento gerencial significativo e organização eficiente. Além disso, a manutenção preditiva deve ser executada por especialistas altamente treinados e equipados, cuja única responsabilidade é realizar atividades de manutenção preditiva.
Ao observar o que destaca o autor, e discutindo isso ao cenário brasileiro, muitos departamentos de manutenção ainda não estão familiarizados com a manutenção preditiva, carecendo de compreensão sobre sua aplicação prática. Portanto, é fundamental promover a conscientização e o treinamento para sua adoção eficaz.
Mirshawka recomenda que equipamentos críticos, cujas falhas poderiam resultar na interrupção da produção, aumento dos custos de energia ou riscos para a segurança, devem ser cobertos por um programa de manutenção preditiva. Isso envolve a identificação dos equipamentos críticos, a escolha das técnicas preditivas apropriadas, a implementação do programa e a criação de uma base de dados para apoiar decisões futuras.
Dessa forma, Mirshawka destaca a manutenção preditiva como uma estratégia eficaz para otimizar a disponibilidade de equipamentos na indústria, desde que seja devidamente planejada e executada por profissionais capacitados.
Xavier (2005) enfatiza a manutenção como uma estratégia vital para as organizações, pois ela desempenha um papel fundamental na garantia da disponibilidade de equipamentos e instalações com confiabilidade, segurança e dentro de custos adequados. O autor salienta que, em consonância com a tendência mundial, compreender o tipo de manutenção apropriada para cada organização é um fator crítico para o sucesso, a otimização dos processos e, em última instância, a obtenção de lucros, não se restringindo à mera sobrevivência, mas permitindo crescimento e expansão.
No contexto brasileiro, existe uma prevalência significativa de manutenção corretiva não planejada e uma quantidade excessiva de manutenção preventiva, conforme os dados da Abraman (2003). Os autores destacam a necessidade de promover uma mudança significativa na abordagem da manutenção, aumentando rapidamente o nível de aplicação da manutenção preditiva. Isso implica na redução drástica da manutenção preventiva e na ampliação da participação da manutenção preditiva, com o objetivo de obter resultados mais favoráveis para as empresas brasileiras.
Segundo o autor Nascif (2002) a manutenção preditiva é apresentada como uma ruptura de paradigma na manutenção, representando a primeira quebra de padrões tradicionais, essa abordagem envolve a atuação com base na modificação de parâmetros de condição ou desempenho do equipamento, com um acompanhamento sistemático. Para o autor, a manutenção preditiva é comparada a uma inspeção sistemática para monitorar as condições dos equipamentos.
De acordo com Nascif (2002) a manutenção preditiva busca “predizer” ou “prever” falhas em equipamentos ou sistemas por meio do acompanhamento de diversos parâmetros, visando permitir a operação contínua pelo maior tempo possível. Ela prioriza a “disponibilidade” ao minimizar intervenções nos equipamentos em operação. A intervenção só é realizada quando os parâmetros acompanhados indicam sua real necessidade, contribuindo para uma preparação prévia dos serviços de manutenção e possibilitando decisões alternativas relacionadas à produção.
No contexto das ferramentas para o gerenciamento da manutenção, várias estratégias e abordagens são fundamentais para promover a eficiência e a redução de custos. Uma das ferramentas mais poderosas é a metodologia 5S, cuja origem japonesa envolve os processos de “seiri, seiton, seiso, seiketsu e shitsuke”, que se traduzem em eliminação de itens desnecessários, organização, limpeza, padronização e disciplina (Hirano, 1994). Segundo (Xavier, 2005), esses processos são essenciais para melhorar as condições operacionais, reduzindo o desperdício e diminuindo as falhas causadas por detritos e ou sujeira.
Além disso, a manutenção autônoma, que envolve a realização de tarefas de manutenção pelos próprios operadores, é uma ferramenta eficaz de manutenção preventiva e preditiva (Takahashi & Osada, 1993). Essa abordagem concentra-se em atividades como limpeza, lubrificação, reapertos e inspeções diárias, contribuindo para a redução dos custos de pessoal de manutenção e aumentando a vida útil do equipamento (Hartmann, 1992).
Outra abordagem valiosa é o RCM (Reliability-Centred Maintenance), que se concentra em um estudo de confiabilidade de cada sistema, tornando a manutenção mais científica (Moubray, 2000). O RCM identifica as ações necessárias para preservar as funções de cada equipamento no contexto operacional e permite uma aplicação mais racional dos recursos de manutenção. Isso leva à otimização do nível de disponibilidade das máquinas e à redução de intervenções periódicas, o que pode resultar em economias significativas (Garbatov & Soares, 2001; Deshpande & Modak, 2002).
A filosofia do TPM (Total Productive Maintenance), que envolve pilares como melhorias específicas, manutenção autônoma, manutenção planejada, manutenção da qualidade e treinamento, não só é uma ferramenta, mas uma missão da empresa na manutenção da produtividade (Fleming & França, 1997). O TPM reúne várias ferramentas em torno de uma filosofia de manutenção da produtividade e não entra em conflito com outras abordagens. Pelo contrário, ele as incorpora e tem como resultado a redução de custos de manutenção, ao permitir a redução de perdas e a manutenção do equipamento em condições ideais de operação (Fleming & França, 1997).
Ao observar o que destacam os autores, essas ferramentas, como o 5S, a manutenção autônoma, o RCM e o TPM, desempenham papéis fundamentais na gestão de manutenção, proporcionando a eficiência, a confiabilidade e a redução de custos necessárias para manter a competitividade das organizações. Cada uma dessas abordagens oferece uma perspectiva única e complementar sobre a manutenção, resultando em benefícios econômicos e operacionais significativos para as empresas. Portanto, a escolha e a combinação adequadas dessas ferramentas dependem das necessidades específicas de cada organização e das características de seus equipamentos (Xavier, 2005; Takahashi & Osada, 1993; Moubray, 2000; Fleming & França, 1997).
4.6 A Prática da Manutenção Preditiva
A implementação de um cronograma geral para manutenção preditiva na indústria brasileira é um processo complexo e deve ser adaptado às necessidades específicas de cada empresa e setor. No entanto, delimitamos um cronograma geral que pode servir como ponto de partida, incorporando normas técnicas, padrões ISO e NBR (normas brasileiras) relevantes:
Fase 1: Avaliação Inicial (Duração: 1 mês)
Identificação de Objetivos e Necessidades
Definir os objetivos da implementação da manutenção preditiva.
Identificar as máquinas e equipamentos críticos que necessitam de monitoramento preditivo.
Estabelecer metas de eficiência e redução de custos.
Formação de Equipe e Treinamento
Designar uma equipe de manutenção preditiva.
Fornecer treinamento em tecnologias de monitoramento e análise de dados.
Avaliação de Ativos e Tecnologia
Realizar uma auditoria técnica dos ativos existentes.
Selecionar as tecnologias de monitoramento adequadas, como sensores de vibração, termografia, análise de óleo, etc.
Considerar a conformidade com normas ISO 18436 (análise de vibração) e ISO 18434 (análise de óleo).
Fase 2: Implementação (Duração: 6-12 meses)
Instalação de Sensores e Equipamentos de Monitoramento
Instalar sensores e equipamentos nos ativos selecionados.
Configurar sistemas de aquisição de dados em tempo real.
Desenvolvimento de Algoritmos e Modelos Preditivos
Desenvolver algoritmos de análise de dados para identificar tendências e anomalias.
Integração de ferramentas de IA e aprendizado de máquina.
Conformidade com a norma ISO 13379 (diagnóstico de máquinas).
Planejamento de Manutenção Baseada em Condição
Desenvolver planos de manutenção preditiva com base nos dados coletados.
Integrar os procedimentos de acordo com a norma ISO 17359 (gestão de ativos).
Fase 3: Monitoramento Contínuo (Em andamento)
Monitoramento e Análise de Dados em Tempo Real
Implementar um sistema de monitoramento contínuo.
Acompanhar os dados em tempo real e analisar tendências.
Manutenção Preditiva e Preventiva Integradas
Integrar a manutenção preditiva com a manutenção preventiva programada, de acordo com a ISO 14224 (gestão de falhas).
Fase 4: Avaliação e Aperfeiçoamento (Em andamento)
Avaliação de Resultados
Avaliar o desempenho da manutenção preditiva em relação às metas estabelecidas.
Identificar áreas de melhoria.
Auditoria Interna e Conformidade
Realizar auditorias internas para garantir a conformidade com normas e padrões ISO, como ISO 55000 (gestão de ativos) e ISO 9001 (sistema de gestão da qualidade).
Treinamento Contínuo e Desenvolvimento da Equipe
Proporcionar treinamento contínuo para a equipe de manutenção preditiva.
Atualizar habilidades de acordo com as normas de qualificação, como ISO 18436.
Fase 5: Expansão e Integração (Em andamento)
Expansão para Novos Ativos
Considerar a expansão do programa de manutenção preditiva para novos ativos ou áreas de produção.
Integração com Sistemas de Gerenciamento de Ativos
Integração com sistemas de gerenciamento de ativos de acordo com a norma ISO 55001.
Melhoria Contínua e Inovação
Incentivar a melhoria contínua e a inovação, alinhadas às normas ISO 9004 (gestão para o sucesso sustentado da organização) e ISO 19600 (programas de conformidade).
Ao delimitar o cronograma de manutenção preditiva, onde tem como objetivo principal a melhoria dos processos industriais e a otimização da gestão de ativos. Espera-se que a adoção dessa abordagem leve a uma série de resultados positivos em vários aspectos da produção industrial.
A implementação da manutenção preditiva visa aprimorar a eficiência operacional. Ao antecipar falhas em máquinas e equipamentos, as empresas poderão programar intervenções precisas no momento ideal, reduzindo substancialmente o tempo de inatividade não planejado. Isso resultará em uma produção mais eficiente, economizando tempo e recursos.
Outra expectativa importante é a redução de custos. A manutenção preditiva permite evitar despesas excessivas com manutenção preventiva e corretiva. Ao identificar e resolver problemas antes que se tornem críticos, as empresas economizam em custos de reparo de emergência e peças de reposição, otimizando a utilização de recursos.
A segurança no local de trabalho é outra área de benefício. A manutenção preditiva contribuirá para a criação de um ambiente de trabalho mais seguro, ao evitar falhas inesperadas em máquinas, reduzindo o risco de acidentes e os custos associados a licenças médicas e indenizações.
A disponibilidade de ativos é fundamental para a produção industrial. Com a manutenção preditiva, espera-se que os ativos estejam disponíveis quando necessário, garantindo que a produção ocorra sem interrupções significativas.
Além disso, a implementação adequada da manutenção preditiva contribuirá para a prolongação da vida útil dos equipamentos. Isso reduzirá custos de substituição e melhora a eficiência no uso de recursos.
A redução do impacto ambiental é uma expectativa alinhada com as preocupações ambientais modernas. Com menos falhas não planejadas e a otimização de recursos, a manutenção preditiva contribuirá para uma produção mais sustentável.
A manutenção preditiva também promoverá a melhoria da qualidade do produto, o atendimento a regulamentações aplicáveis, a satisfação do cliente e a inovação, tornando as empresas mais competitivas no mercado global.
5. Considerações Finais
A compreensão manutenção preditiva, que observamos sua necessidade diante da Indústria 4.0, onde a produção, a parada de máquina, os custos associados a essas paradas, a manutenção e a manutenção preditiva, é de extrema importância para a indústria brasileira. Esses conceitos e práticas desempenham um papel fundamental na modernização e otimização da produção industrial do país. A Indústria 4.0 representa uma revolução que se estende por todos os setores industriais, com o potencial de remodelar o cenário econômico e competitivo. Portanto, é essencial que a indústria brasileira se adapte a essa nova realidade para permanecer relevante em um mercado global cada vez mais competitivo.
A Indústria 4.0 não é uma tendência passageira; é uma transformação duradoura que impulsiona a inovação, a eficiência e a qualidade. Ao adotar os princípios da Indústria 4.0, as empresas brasileiras podem melhorar seus processos de produção, reduzir custos operacionais e aprimorar a qualidade de seus produtos. Além disso, a automação, a análise de dados e a conectividade permitem uma produção sob demanda, atendendo às necessidades do mercado de maneira eficiente e personalizada, o que é essencial em um ambiente econômico em constante mudança.
A sustentabilidade é uma preocupação crescente, tanto globalmente quanto no Brasil. A otimização de processos e a redução de desperdício estão alinhadas com as preocupações ambientais e podem ajudar as empresas brasileiras a adotar práticas mais ecológicas e atender às regulamentações ambientais em constante evolução. A eficiência energética é uma parte crucial disso, e a Indústria 4.0 permite um uso mais eficiente da energia, reduzindo o impacto ambiental.
A compreensão da importância da produção na indústria moderna é vital para o Brasil. A produção eficaz envolve desde o design e desenvolvimento de produtos até a entrega aos clientes finais. A tecnologia é uma aliada poderosa em todas essas etapas, permitindo a criação de produtos inovadores e de alta qualidade. A análise de dados, incluindo o uso de big data, permite que as empresas entendam melhor as preferências dos consumidores e se adaptem rapidamente às mudanças no mercado. Além disso, a gestão da cadeia de suprimentos em escala global é fundamental para garantir o fornecimento de matérias-primas e componentes de maneira eficaz.
A parada de máquina é um desafio enfrentado pela indústria brasileira, e compreender as razões por trás dessas paradas é essencial para minimizá-las. A manutenção preditiva surge como uma solução fundamental para prevenir problemas e evitar interrupções não planejadas. Isso é crucial, pois a parada de máquina não afeta apenas a produção, mas também a cadeia produtiva, prazos de entrega, estoque e satisfação do cliente. Minimizar essas paradas contribui para a eficiência e a competitividade das empresas brasileiras.
Os custos associados à parada na produção também são um ponto crítico a ser compreendido. Perder tempo de produção, gastar recursos com mão de obra e peças de reposição, consumir energia desnecessariamente e desequilibrar a cadeia de suprimentos são questões que podem prejudicar significativamente a lucratividade das empresas. Portanto, o investimento em manutenção preditiva, sistemas de monitoramento avançados e práticas eficientes de gestão da produção é vital para evitar esses custos.
A manutenção é um componente central para o funcionamento suave da indústria brasileira. Ela assegura a disponibilidade das máquinas, a eficiência operacional e a segurança no local de trabalho. Além disso, a manutenção ajuda a reduzir os custos de reparos de emergência, garantir a qualidade dos produtos e contribuir para a sustentabilidade ambiental. Cumprir regulamentações, entregar produtos no prazo e buscar melhoria contínua são benefícios adicionais.
A manutenção preditiva, em particular, é uma abordagem avançada que oferece benefícios substanciais. Ela permite antecipar problemas, maximizar a eficiência, reduzir custos, melhorar a segurança, manter a produção contínua, otimizar processos e reduzir o impacto ambiental. A sua implementação exige investimentos em tecnologia e treinamento, mas esses investimentos são justificados pelos benefícios a longo prazo que oferecem.
A prática da gestão da manutenção preditiva na indústria brasileira, conforme delineada no cronograma geral, pode servir como um roteiro para empresas que desejam abraçar essa abordagem avançada. O desenvolvimento de uma equipe treinada, a escolha das tecnologias de monitoramento apropriadas e a integração com normas técnicas e regulamentações ISO são etapas cruciais nesse processo.
Diante desse processo de modernização, onde as demandas das novas práticas de consumo e necessidades mais sustentáveis, podem ser discutidas como essenciais para o crescimento econômico e a contribuição do Brasil para um mercado global em constante evolução.
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