Uso da fmeca na análise de riscos em processo industrial de identificaçÃo e selagem fiscal de garrafas de bebidas thiago Leite da Silva (uff)



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USO DA FMECA NA ANÁLISE DE RISCOS EM PROCESSO INDUSTRIAL DE IDENTIFICAÇÃO E SELAGEM FISCAL DE GARRAFAS DE BEBIDAS

Thiago Leite da Silva (UFF)

thiago.silva1985@hotmail.com



Helton Luiz Santana Oliveira (UFF)

heltonsantana@id.uff.br


RESUMO
A pesquisa pelo método do estudo de caso aqui conduzida foi aplicada a um processo industrial de selagem fiscal de bebidas. O procedimento de análise dos riscos do processo estudado se deu através da técnica de análise de modos de falhas, efeitos e criticidade – FMECA. O estudo de caso se deu nas instalações de uma companhia multinacional com quase um século atuação global e com forte presença no Brasil. Por razões do caráter confidencial de seus negócios manteve-se o anonimato da empresa e de seus clientes. Foram comparados dois critérios de estimativa de criticidade de FMECA, a saber: o critério de classificação por RPN e o critério da matriz de Mc Collin. Foi verificado que apesar das diferenças entre os critérios, houve um alto grau de coincidência entre os componentes selecionados por criticidade de FMECA por estes diferentes critérios. Dentre os resultados encontrados, destacam-se os obtidos na análise de riscos dos trabalhadores durante a operação dos suprimentos industriais na linha de produção, onde durante o processo, encontraram-se risco ergonômico relativo à postura dos mesmos, além de riscos físicos correlacionados a possíveis acidentes durante o manuseio de forma inadequada dos suprimentos para instalações e reparos.

Palavras-chave: FMECA; Gerenciamento de Riscos; Critérios de Criticidade; Análise de Falhas; Eficiência Produtiva.
  1. Introdução

A selagem fiscal de produtos para os quais se deve exercer controle da produção para fins de fiscalização tributária é uma estratégia empregada há quase um século no Brasil e em diversos países pelo mundo afora. Este tipo de selagem é comumente empregado em mercadorias como cigarros e bebidas alcóolicas e muitos outros.


O presente estudo pretende demonstrar, por intermédio de um estudo de caso em uma empresa, o emprego da análise da criticidade para identificar pontos nevrálgicos em sistemática de segurança dos suprimentos industriais nas linhas de produção, identificando e caracterizando possíveis falhas e desvios, consequências, severidades e probabilidades de ocorrência de acidentes, assim como propor formas de mitigação das mesmas. O estudo se propõe a promover a identificação dos itens mais críticos da sistemática de segurança no manuseio, operação, aplicação e descarte dos suprimentos industriais nas linhas de produção, buscando uma solução padronizada no processo de segurança, mitigando a probabilidade de ocorrência de acidentes.

  1. Objetivos e metas do estudo

O presente trabalho pretende demonstrar, por intermédio de um estudo de caso em uma empresa, o emprego da análise da criticidade para identificar pontos nevrálgicos em sistemática de segurança dos suprimentos industriais nas linhas de produção, identificando e caracterizando possíveis falhas e desvios, consequências, severidades e probabilidades de ocorrência de acidentes, assim como propor formas de mitigação das mesmas.


O estudo tem a meta de efetuar a comparação de dois diferentes critérios de criticidade que podem ser utilizados para a seleção de componentes a serem implementadas medidas preventivas e mitigatórias que reduzam seu risco.

3. Métodos e Procedimentos de Pesquisa

O estudo aqui apresentado utilizou, conforme define Collis e Hussey (2005), um paradigma fenomenológico, tendo como método abordagem o estudo de caso, uma vez que se propõe a um exame extensivo de um fenômeno, que aqui se caracterizam como as falhas do processo estudado. Tem-se foco no entendimento da dinâmica do ambiente único de estudo.


Quando a sua natureza, será uma pesquisa aplicada com conhecimentos na prática, visando à solução de problemas específicos. Relacionado à forma de abordagem, a adoção de uma pesquisa qualitativa baseada em coleta de dados, se torna fundamental para uma interpretação e análise de forma descritiva. Perante aos objetivos, a pesquisa exploratória com realização de levantamento bibliográfico, entrevista com colaboradores atuantes no segmento do problema pesquisado e análises, são de suma importância para adotarem-se as formas de pesquisas bibliográficas e estudo de caso.
Segundo Yin (2001), as seguintes condições são requeridas a aplicação de uma pesquisa com base em estudo de caso: (a) a natureza da questão de pesquisa proposta; (b) a amplitude do controle que o pesquisador tem sobre eventos comportamentais efetivos; (c) o nível de enfoque em acontecimentos históricos em oposição a acontecimentos contemporâneos. O estudo de caso é o método adotado quando se determinam questões de pesquisa do tipo “como” e “por que” e se exploram eventos contemporâneos sem poder manipular comportamentos relevantes. Seu diferencial frente às outras metodologias está relacionado à capacidade de trabalhar com uma vasta variedade de evidências, como documentos, artefatos, entrevistas e observações.
Neste estudo especificamente empregou-se o método denominado estudo de caso descritivo e qualitativo baseado em análise prática acerca da análise de criticidade da segurança dos suprimentos industriais em linha de produção premeia o desenvolvimento deste estudo. Essa metodologia foi escolhida com o intuito de contemplar a existência de relações sobre os conceitos teóricos descritos na literatura e os resultados práticos e demonstrar ao leitor uma situação existente e que está em desenvolvimento na atualidade.
Para Lakatos e Marconi (2003) os métodos de procedimento são aqueles menos devotados a seus fundamentos filosóficos e bem mais relacionados aos problemas operacionais da pesquisa, orientando não apenas na investigação como na obtenção dos resultados da mesma. O método de procedimento aqui empregado foi a Análise de Modos de Falhas, Efeitos e Criticidade, FMECA.
As técnicas de coleta de dados aplicadas foram: a qualitativa indutiva com o intuito de descobrir as razões para determinados comportamentos, atitudes, motivações e características; e a entrevista em profundidade sobre os processos e procedimentos com o Técnico de Automação, Técnico em Mecânica, Técnico Industrial, Supervisor de Linha, Gerente Operacional, Supervisor Operacional e Inspetor de Qualidade, pois são os responsáveis pela operação e manutenção diária da selagem das garrafas de bebidas na linha de produção e pela realização da FMEA de processo. O conhecimento da equipe era essencialmente oriundo de experiências profissionais relacionadas à linha de produção de formulações sólidas, participações em outras análises de falhas e levantamento das reclamações de clientes associadas ao produto final comercializado.
Os dados secundários serviram como base de análise, pois tiveram papel fundamental nas informações pesquisadas. As fontes de pesquisa de dados secundários foram: dados internos, obtidos em todos os departamentos da empresa, através dos sistemas, arquivos e controles que auxiliam as atividades pertinentes à questão estudada, já os dados externos, foram obtidos através de publicações, sites, serviço de atendimento ao cliente (SAC) e Ouvidoria que tratem do assunto em questão.
Como coletas de dados secundários internos, foram utilizados relatórios da empresa, emitidos do sistema SAP (Systemanalyse and Programmentwicklung- Sistemas, Aplicações e Produtos para Processamento de Dados). O SAP é um sistema de Gestão Empresarial – ERP (software, aplicativo que automatiza, integra, compartilha, reproduz e utiliza informações em tempo real) sendo totalmente integrada nas diversas áreas, proporcionando consistência e visibilidade para todas as atividades inerentes ao processo da unidade e da companhia.
Através do sistema SAP, foi possível resgatar o histórico de operações, produções e desempenho de períodos anteriores, possibilitando assim, informações importantíssimas, que serviram como fonte de comparação às levantadas na pesquisa.
Outra fonte de coleta de dados que foi utilizada é a observação participante, uma vez que, o colaborador que autorizou a coleta de dados, por motivos profissionais, tem acesso e participa diretamente do processo de operação na linha de produção.

  1. Considerações sobre a técnica de análise

Há uma diversidade grande de técnicas consagradas e amplamente aceitas que podem ser utilizadas em estudos orientados à análise dos riscos, da confiabilidade e da segurança com enfoque em: identificação de riscos; análise de consequências, avaliação da probabilidade de ocorrência, estimação dos níveis de riscos, avaliação dos riscos (ABNT/ISO/IEC, 2012).


A norma internacional ISO-31010 (ABNT/ISO/IEC, 2012) apresenta em seu escopo um rol de 31 técnicas onde se nota que face aos objetivos deste estudo a FMEA, ou mais especificamente a sua variante a FMECA é a mais indicada.

Incialmente far-se-á uma explanação sobre a técnica da FMEA e sequencialmente sua expansão para a FMECA. A FMEA “Failure Mode and Effect Analysis” (Análise dos Modos de Falha e seus Efeitos) é um método indutivo que permite analisar para cada componente de um sistema de uma forma sistemática os vários modos de falha que poderão ocorrer, as suas causas e os seus efeitos no funcionamento e segurança do sistema.



A primeira referência sobre este método de análise tem suas origens em 1949 quando o exército norte-americano desenvolveu um procedimento militar MIL-P-1629 e intitulado Procedimentos para Realização de Análises de Modo da Falha, Efeitos e Criticidade (SMITH, 2014). A FMEA passou a ser utilizada em 1975 fora do âmbito militar, mais especificamente na tecnologia nuclear. A partir de 1977 a FMEA passou a ser utilizada de forma mais abrangente na indústria automobilística.
A análise de modos de falhas e efeitos (FMEA) é uma técnica estruturada do tipo qualitativa utilizada para identificar as formas segundo as quais os componentes, sistemas ou processos podem falhar quanto ao atendimento de seu propósito de projeto. A despeito de reconhecer que outros formatos sejam admissíveis, a norma americana ANSI/IEEE-STD-352 (ANSI-IEEE,1987) sugere uma planilha típica para FMEA, conforme representada no quadro 1.

Quadro 1: Formulário para análise de modos de falhas e efeitos (FMEA)

Fonte: Norma ANSI/IEEE-STD-352 (ANSI-IEEE, 1987)

Segundo a norma ISO 31.010 (ABNT-ISO-IEC, 2012), a análise de modos de falhas e efeitos – FMEA, possui como pontos fortes: amplitude aplicável a modos de falha humana equipamentos e sistemas; identificação de modos de falha e de componentes apresentando-os de forma facilmente legível; prevenção da necessidade de modificações muito dispendiosas; identificação de modos de falha pontuais e fornecimento de entrada para o desenvolvimento e programas.
A análise de modos de falhas e efeitos – FMEA – favorece que sejam detectadas as falhas no decorrer do processo de fabricação, possibilitando o impedimento das possíveis falhas que antes não seriam previstas na fase de desenvolvimento do produto.
A saída principal da FMEA é uma lista de modos de falha, os mecanismos de falha e os efeitos para cada componente ou etapa de um sistema ou processo (que podem incluir informações sobre a probabilidade de falha). Também são dadas informações sobre as causas da falha e as consequências ao sistema como um todo. 
As limitações da FMEA incluem:


  1. Não pode ser utilizada para analisar as combinações de modos de falha, mas para identificar modos de falha singulares;

  2. A menos que sejam adequadamente controlados e focados, os estudos podem ser demorados e onerosos;

  3. Pode ser difícil e tediosa para sistemas multicamadas complexos;

  4. Face à grande contribuição das falhas de componentes acaba sendo relativamente fácil esquecer-se de computar as contribuições das falhas humanas na análise.

Segundo Smith (2011), em que pese a técnica da FMEA não permitir que se leve em consideração qualquer redundância dentro da montagem que está sendo analisada, na prática, isso geralmente não é um grave problema, uma vez que pequenos elementos de redundância geralmente podem ser ignorados, uma vez que sua contribuição para os elementos da série é geralmente insignificante.


Uma técnica expandida a partir da FMEA é a FMECA - Análise de Modos de Falhas e Efeitos e Criticidade - que difere da primeira exatamente por esta última componente a Criticidade, a qual por sua vez, está relacionada ao grau com que a severidade do efeito de cada falha impacta em termos de desempenho, riscos à segurança e/ou perda total de função.
Numa FMECA, a grandeza denominada criticidade, tem várias formas de ser avaliada, e para este artigo se fará uma breve discussão de três dos mais frequentes critérios usados, a saber:

- Número de criticidade, segundo fórmula do item 50.6 na norma MIL-STD-1629 A;

- Classificação por RPN, isto é, número de prioridade de risco;

- Matriz de grau mínimo de detectabilidade de McCollin.


Em que pese a maior ou menor dificuldade intrínseca de cada um dos critérios, tem-se que o do número de criticidade da norma MIL-STD-1629 A, que atualmente está obsoleto. A despeito disso, esse o critério que requer o maior conhecimento a cerca do comportamento do sistema analisado, em especial a natureza e as estatísticas de cada modo de falha. Essa exigência torna esse critério menos frequentemente utilizado em novos projetos, podendo ser de grande valia na fase de operação. O critério do número de criticidade da norma MIL-STD-1629A (USDOD, 1980) é baseado na seguinte fórmula:
Cm = λp x α x β x t (Eq. 01)
Cm: Número de criticidade de um modo de falhas específico;

λp: Taxa básica de falhas do componente [falhas observadas/tempo];

α: Fração com que cada modo de falha específico contribui para o número de criticidade;

β: Probabilidade condicional de perda da função


Os outros dois critérios apresentam maior flexibilidade, devido à menor dependência por dados tratados e estruturados, por esta razão neste estudo se dá foco aos mesmos em detrimento do critério de número de criticidade.
O critério de classificação RPN se baseia na ideia de que o produto do coeficiente de ocorrência de determinado modo de falhas pela coeficiente de severidade e pelo coeficiente de detectabilidade resultam num número de priorização de risco, o RPN.
Os coeficientes de ocorrência (O), coeficientes de severidade (S) e coeficiente de detectabilidade (D) variam enormemente conforme as referências utilizadas. A título de exemplo, se apresenta nas tabelas 1, 2 e 3 os coeficientes publicados por Palady (1995):
Tabela 1 – Coeficientes de ocorrência utilizados em FMECA

Fonte: Palady, 1995



Tabela 2 – Coeficientes de Severidade utilizados em FMECA

Fonte: Palady, 1995


Tabela 3 – Coeficientes de Detectabilidade utilizados em FMECA

Fonte: Palady, 1995


No quadro 2, se apresenta um formulário típico para emprego da técnica FMECA – análise de modos de falhas e criticidade.
Quadro 2: Formulário para análise de modos de falhas, efeitos e criticidade (FMECA)

IDENTIFICAÇÃO DO COMPONENTE
[1]

FUNÇÃO


[2]

MODO DE FALHA
[3]

CAUSAS OU MECANISMOS DA FALHA
[4]

EFEITO NO SISTEMA
[5]

MÉTODO DE DETECÇÃO DA FALHA

[6]

O”

FREQUÊNCIA DE OCORRÊNCIA

[7]

S”

SEVERIDADE

[8]

D”

DETECTABILIDADE

[9]

RPN

=

O.S.D
[10]

OBSERVAÇÕES E RECOMENDAÇÕES

[11]




































































































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