Este trabalho foi apresentado no Congresso WCM 2009 e descreve o trabalho da equipe de Confiabilidade da VALE na Estrada de Ferro Carajás.

1. Engenharia de confiabilidade aplicada nas
máquinas de chave da EFC
SIC Vale 2009
GASAG / GEGIG Interno de Confiabilidade Vale 2009
0 SIC Vale – Simpósio / DILN

2. Pauta
Introdução
Estrada de Ferro Carajás e a Eletroeletrônica
Máquina de Chave
Engenharia de confiabilidade
Metodologia
Desenvolvimento
Planos de ação
Considerações finais e Conclusão

3. Introdução
• A implantação da engenharia de confiabilidade nas máquinas de chave da EFC é
justificada por alguns fatores:
– Primeiro projeto que utiliza a engenharia de confiabilidade na área devido
– Necessidade de uma melhor gestão da manutenção das máquinas de chave; e
– Redução do número de eventos das máquinas de chave.
• O objetivo principal deste trabalho é a busca da otimização do equipamento máquina
de chave através da:
– Identificação da periodicidade ótima das preventivas;
– Identificação dos componentes mais críticos;
– Comparação entre modelos de MCH;
– Identificação de necessidades de cada sede de manutenção;
– Mensurar a eficiência das MP e MC; e
– Estimativa do número de falhas para o ano de 2009.
2 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

4. Estrada de Ferro Carajás
Visão Geral
Fonte: EFC
3 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

5. Estrada de Ferro Carajás
Pátios de cruzamento
56 pátios de cruzamento;
Terminal Ferroviário Ponta da Madeira – TFPM; e
Terminal Ferroviário de Carajás – TFCJ.
Fonte: EFC
4 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

6. Estrada de Ferro Carajás
Sedes de Manutenção Eletroeletrônica
GASAG
SUP. SUP. SUP. SUP. SUP.
SÃO LUÍS SANTA INÊS AÇAILÂNDIA MARABÁ CARAJÁS
5 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

7. Máquina de Chave
Definição
• Localizada na bifurcação entre duas linhas ferroviárias;
• Altera a trajetória do trem de uma linha para outra adjacente;
• Equipamento de alta criticidade; e
• Manutenção preventiva e corretiva.
MCH
6 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

8. Máquina de Chave
Modelos
M3: 77 unidades
JEA – 73: 91 unidades
JEA -73
M3
Fonte: EFC
Fonte: EFC
Fonte: EFC
7 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

9. Desenvolvimento
Engenharia de confiabilidade
Fonte: EFC
8 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

10. Engenharia de confiabilidade
Definição
Conceito
Confiabilidade é a probabilidade que um produto ou serviço esteja operando em um
determinado período de tempo sob condições especificas de uso sem falha.
Objetivo
Dar suporte à decisão através da análise estatística dos eventos, buscando a
melhoria da confiabilidade dos equipamentos/processos e por conseguinte reduzir o
número de falhas. Sua aplicação tem impacto direto na performance das empresas!
• Todas as análises são realizadas com
base no histórico do processo.
ReliaSo ft Weibull++ 7 - www.Relia Soft.com.br
F unçã o De nsida de de Proba b ilida de
0,0 10
Pd f
Da do s 1
Lo gnormal-2 P
RRX SRM MED F M
F=79 /S=1
Linha d a Pdf
0,0 08
• Estudos de confiabilidade devem 0,0 06
ser aplicados em todo o ciclo de
f( t)
0,0 04
vida do equipamento/processo. 0,0 02
29 /01/20 09
18 :03:58
0,0 00
0 ,0 00 6 0,000 12 0,000 180 ,0 00 24 0,000 300 ,0 00
Tempo, ( t)
µ=4 ,2 353 , σ=1,12 32, ρ=0 ,9 915
9 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

11. Metodologia de trabalho
Passo a passo
Definição do
Trabalho
Modelagem e
Coleta de •Inserção dos dados nos softwares;
Dados •Definir indicador e periodicidade dee
as curvas de confiabilidade
•Elaborar plano de ação;
mantenabilidade;
•Definir período e critérios de banco de
verificação;
•Estudar melhor estratégia de trabalho
Análise da •Verificar nível de complexidade de
•Interpretar/Validar resultados; Inserir
confiabilidade para a medição
dados;área; e conforme técnica do
•Fazer
implantação; no Diagrama de blocos do
informações
e Simulação •Definir relação aconfiabilidade; e
•Elaborar o Diagrama de Blocos;
crescimento da serem estudados
•Fazer pontos custo X beneficio;
sistema;
(Escopo depriorizare Plano de Ação da e
• Coleta do dados;
•Comparações (Esperado x Realizado);
• Validar e Trabalho). e Validar
o
Plano de ação: •ElaborarSituaçãorelatórios gerenciais
•Simular e dos Atual
•Tratamentoemitirdados.
área.
Resultados;
Elaboração conclusivos.
•Simular novos cenários; e
e Aplicação
•Elaborar relatório.
Medição dos
resultados
10 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

12. Definição do trabalho
Estratégia para a área / escopo
Escopo
Objetivos e Resultados
Fonte de
Justificativa resultados financeiros
dados
esperados esperados
•• Determinaraoperiodicidade ótima de preventiva;
Identificar comportamento de vida das máquinas de chave
Necessidade de uma melhor gestão da manutenção das
• Ganhos financeiros pela redução de custos de manutenção e
• Máximo: os componentes mais manutenção e sua base de
(Confiabilidade, Probabilidade de Falha, Taxa de Falha, etc), dados.
• Identificar sistema de gestão da chave;
máquinas de chave; máquinas de críticos;e
indisponibilidade dase
•• Reduçãodas ocorrênciastomadacirculaçãocirculação de trens.
orientando deagilizando a com confiabilidade entre modelos;
Impacto ea performance dena de decisão; etrens.
Comparar falhas de MCH impacto na de
•Gerar plano de ação para melhorias dos componentes do sistema.
11 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

13. Análise da confiabilidade e simulação
Nova abordagem
MCH
Sede
Modelo/Fabricante
Modelo Processo
Definição dos sistemas e 1.1 Layout
Banco de Dados
1.1.1 VP
componentes
ReliaSoft BlockSim 7 - w ww.ReliaSoft.com.br AMV Matemático
Equipamento Probabilidade de Falha vs Tempo Rolete
1º Nível Lastro
1, 000 2º Nível Trilho Probabilidade de Falha
3º Nível Dormente
80 74
SEDE CONF. P/ 42 DIAS
4º Nível
5º Nível
6º Nível
Lança / Ponta de lança
1.1.2 Tirantes/Barras
Barra de Conjugação
Barra de Travamento
1. SEDE SLS
2. SEDE SIS
3. SEDE ACD
4. SEDE MBA
5. SEDE CJS
Conj. De Frente
69
70
0, 800
SLS 74,6% Tirante de Operação
Tirante Bitolador
Tirante COM CESTA
Tirantes de indicação
100%
Buxa Isolante
86%
60 SIS 74,9% 1.1.3 Chapas
Chapa de Apoio
Probabilidade de Falha, F(t)=1-R(t)
Chapa Soleira
0, 600 1.2 Controle
1.2.1 Conexões
Anteriormente Hoje
50 Weibull
ACD 46
76,3% β
Bornes
Fiação Interna
Cabos Controles
54% β−1  t  38
39 1.2.2 Contatos
71%
1.2.3 Indicação
 t  η
40
MBA 73,4% −  Indicação e Controle
β
0, 400
Tampa
1.2.4 Circuito Indicação
β, η
 
Relé Controle
CJS f (t) = ⋅68,2% e  
30 1.2.5 Outros
Cames
η
1.3 Força
28% 1.3.1 Conexões
0, 200 Bornes
20
η 
Cabo Externo
Cabo de Força
1.3.2 Engrenagem
Cx de Engrenagem
10 1.3.3 Motor
1.3.4 Embreagem Mecanica
LUCIO DIAS
VALE
03/08/2009
1.3.5 Circuito Alimentação 23:24:31
0, 000
0, 000 2, 000 4, 000 6, 000 Contatos 10, 000
8, 000 12, 000 14, 000
Relé de Alimentação (A1 e KD)
0 Tempo, (t) Externas
1.4 Interferencias
1.4.1 Descargas Atmosféricas
STA INÊS AÇAILÂNDIA MARABA
1.4.2 Vandalismo SÃO LUIS CARAJÁS
1.4.3 Falha operação/manutenção
12 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009 1.4.4 Falha de outros equipamentos
1.4.5 Proteções

14. Probabilidade de falha de MCH nas locações para 42 dias Probabilidade de falha de MCH nas locações para 42 dias Probabilidade de falha de MCH nas locações para 42 dias
Loc 1
Loc 25
SLS SIS ACD
100,00%
100,00%
Loc 12
90,00% 100,00% Loc 38
90,00%
Loc 26
Loc 11 Loc 2
80,00% Loc 24 90,00% Loc 13
80,00%
70,00% 80,00%
70,00%
Loc 37 Loc 27
60,00% 70,00%
60,00%
Loc 23 60,00% Loc 14
50,00% 50,00%
Loc 10 Loc 3 50,00%
40,00% 40,00%
40,00%
30,00% 30,00%
30,00%
Loc 36 Loc 28
20,00% 20,00%
20,00%
10,00% Loc 22 Loc 15 10,00%
10,00%
0,00% 0,00%
0,00%
Loc 4
Loc 35 Loc 29
Loc 2 1 Loc 16
Loc 34 Loc 30
Loc 8 Loc 5
Loc 20 Loc 17
Loc 33 Loc 31
Loc 19 Loc 18
Loc 7 Loc 6
Comparação da probabilidade de falha para as MCH’s nos anos de 2008 e 2009. A seguir é apresentada a
sugestão para tempo de preventiva para as sedes com base em uma confiabilidade de 80% para a sede.
Probabilidade de falha de MCH nas locações para 42 dias Probabilidade de falha de MCH nas locações para 42 dias
Loc 51
Loc 39 100,00%
MBA 100,00% CJS 90,00%
Loc 50 90,00% Loc 40 80,00%
80,00% Loc 58 70,00%
Loc 52
SEDE DIAS (R=80%)
70,00% 60,00%
60,00% 50,00% SLS 31
Loc 49 50,00% Loc 41
40,00%
40,00%
30,00%
SIS 33
30,00%
20,00%
2008 20,00%
10,00%
ACD 35
2009
Loc 48
10,00%
0,00% Loc 42
Loc 57 0,00% Loc 53 MBA 29
CJS 25
Loc 47 Loc 43
Loc 56 Loc 54
Loc 46 Loc 44
13 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009
Loc 45 Loc 55

15. Análise de confiabilidade e simulação
Panorama atual – MCH`s críticas
Resumos Individuais dos Blocos
Prioridade MCH's críticas em 2009 RS FCI MCH's críticas em 2008 RS FCI
1 EJE00040-B {Loc 32} 3,04% EJE00079-C {Loc 42} 2,80%
2 EM300088-B {Loc 51} 3,01% EJE00004-B {Loc 03} 2,72%
3 EM300094-B {Loc 56} 2,14% EJE00001-B {Loc 02} 2,65%
4 EJE00074-C {Loc 40} 2,06% EM300057-C {Loc 33} 2,54%
5 EJE00109-C {Loc 11} 2,05% EJE00051-B {Loc 51} 2,54%
6 EM300001-C {Loc 01} 2,01% EM300033-C {Loc 20} 2,44%
7 EJE00100-C {Loc 14} 1,85% EJE00067-B {Loc 37} 2,13%
8 EJE00017-B {Loc 10} 1,75% EJE00103-C {Loc 07} 2,06%
9 EM300081-C {Loc 47} 1,67% EM300070-B {Loc 42} 1,97%
10 EM300029-C {Loc 18} 1,61% EJE00046-B {Loc 42} 1,90%
RS FCI - nº de falhas do item / nº de falhas do sistema (sede
Máquinas de chave mais críticas da EFC em 2009
14 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

16. Análise de confiabilidade e simulação
Falha prematura (retrabalho)
ReliaSoft BlockSim 7 - w ww .ReliaSoft.c om.br
ReliaSoft BlockSim 7 - www.ReliaSoft.com.br Probabilidade de Falha vs Tempo
Taxa de Falha vs Tempo
1, 000 Probabilidade de Falha
1,000
Taxa de Falha
1. SEDE SLS
2.4. SEDE MBA
SEDE SIS
Marabá e 3.5. SEDE CJS
SEDE ACD
4. SEDE MBA
5. SEDE CJS
0, 800
0,800
Carajás
Probabilidade de Falha, F(t)=1-R(t)
Taxa de Falha, f(t)/R(t)
0,600
0, 600
Vida Útil
0,400
0, 400
0,200
0, 200
LUCIO DIAS
VALE
27/10/2009
LUCIO DIAS
17:00:35
0,000 VALE
0,000 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,00003/08/2009
Tempo, (t) 23:24:31
0, 000
0, 000 2, 000 4, 000 6, 000 8, 000 10, 000 12, 000 14, 000
Tempo, (t)
15 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

17. Análise de confiabilidade e simulação
Panorama atual – Disponibilidade
Disponibilidade das sedes relacionado a MCH
95,00% 94,65%
94,05%
94,00% 93,67%
93,05%
93,00%
92,00% 91,51%
91,37%
91,00%
90,00%
89,00%
EFC SÃO LUIS SANTA INÊS AÇAILÂNDIA MARABÁ CARAJÁS
16 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

18. Análise de confiabilidade e simulação
Panorama atual – Tempo gasto com manutenção
• Horas Extras;
• Exposição maior à riscos na MC do que na MP; e
• Impacto à circulação de trens.
Tempo gasto com manutenção
600 539
500 427
400
300
200
5,3 h/MC 2,09 h/MP
100
0
Corretiva Preventiva
Quantidade de eventos no ano
17 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

19. Análise de confiabilidade e simulação
Panorama atual – Comparativo M3 versus JEA 73
100,00%
95,00%
90,00%
85,00%
80,00%
75,00%
70,00%
7 dias 14 dias 21 dias 30 dias 42 dias
JEA M3
Curva de confiabilidade das máquinas de chave JEA 73 e M3 da EFC no tempo
18 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

20. Análise de confiabilidade e simulação
Sistema e conjunto – Probabilidade de Falha
PROBABILIDADE DE FALHA x TEMPO
JEA
M3
LAYOUT
LAYOUT 1d
1d 7d
7d 15d
15d 30d
30d 42d
42d
TIRANTES/BARRAS
TIRANTES/BARRAS 25,60% 52,80% 82,80%
8,20% 73,20% 90,60% 98,20%
97,80% 99,50%
99,70%
VP
VP 13,00% 38,20% 59,70%
9,10% 48,10% 70,10% 87,80%
80,30% 93,60%
88,40%
CHAPAS
CHAPAS 13,00% 33,50% 46,20%
0,20% 1,50% 3,10% 59,80%
6,00% 66,60%
8,30%
CONTROLE
CONTROLE 1d
1d 7d
7d 15d
15d 30d
30d 42d
42d
INDICAÇÃO
CONTATOS 5,50% 46,60% 69,40%
9,00% 37,30% 53,10% 85,30%
67,00% 90,50%
73,20%
CONEXÕES
CONEXÕES 2,40% 15,40% 30,10%
11,10% 34,70% 50,60% 51,10%
67,30% 63,30%
75,30%
CIRCUITO INDICAÇÃO
INDICAÇÃO 0,70% 4,80% 9,90%
7,90% 37,90% 55,00% 18,90%
69,80% 25,40%
76,10%
CONTATOS
CIRCUITO INDICAÇÃO 0,00% 1,60% 19,30%
1,20% 26,10% 50,10% 61,50%
72,10% 80,40%
80,80%
CAMES
CAMES 11,90% 30,50% 42,40%
0,30% 1,60% 3,30% 55,30%
6,40% 61,90%
8,80%
FORÇA
FORÇA 1d
1d 7d
7d 15d
15d 30d
30d 42d
42d
CONEXÕES
CONEXÕES 1,80% 11,20% 21,90%
6,80% 32,00% 52,90% 38,30%
74,90% 48,80%
84,40%
MOTOR ALIMENTAÇÃO
CIRCUITO 0,80% 5,00% 10,30%
0,20% 3,30% 10,30% 19,60%
27,10% 26,30%
41,10%
MOTOR
ENGRENAGEM 0,70% 4,20%
0,30% 1,60% 8,80%
3,30% 16,80%
6,40% 22,70%
8,80%
EMBREAGEM MECANICA
CIRCUITO ALIMENTAÇÃO 0,40% 2,50%
0,30% 1,60% 5,20%
3,30% 10,20%
6,40% 13,90%
8,80%
ENGRENAGEM
EMBREAGEM MECANICA 0,20% 1,50%
0,30% 1,60% 3,10%
3,30% 6,00%
6,40% 8,30%
8,80%
INT. EXTERNAS
INT. EXTERNAS 1d
1d 7d
7d 15d
15d 30d
30d 42d
42d
VANDALISMO
VANDALISMO 3,00% 26,60% 44,80%
0,00% 2,70% 15,80% 62,50%
43,70% 70,50%
59,90%
FALHA DE OPERAÇÃO/MANUTENÇÃO 1,00% 6,30% 13,00%
PROTEÇÕES 0,10% 3,80% 14,50% 24,20%
34,40% 32,20%
46,70%
FALHA DE OPERAÇÃO/MANUTENÇÃO 0,90% 6,10% 12,50%
DESCARGAS ATMOSFERICA 0,30% 1,60% 3,30% 23,40%
6,40% 31,20%
8,80%
PROTEÇÕES ATMOSFERICA
DESCARGAS 0,20% 1,50%
0,20% 1,50% 3,10%
3,10% 6,00%
6,00% 8,30%
8,30%
19 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

21. Planos de Ação
Principais Ações
Mudanças na Manutenção Preventiva SEDE DIAS (R=80%)
SLS 31
Mudar o tempo de preventivas de acordo com a
SIS 33
sugestão do trabalho de modo que a confiabilidade
ACD 35
das MCH estejam no mínimo com 80% de
MBA 29
confiabilidade.
CJS 25
• Plano que vai na direção do topo da pirâmide do
SGM Gestão Dinâmica de Ativos.
Atualização do procedimento
- Atualização do procedimento de manutenção preventiva no workshop
de máquinas de chave com um técnico especializado de cada sede e
especialistas da área.
20 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

22. Planos de Ação
Workshop de máquinas de chave
Novas Ações
O que? Quem? Data Limite
Levantar a força do motor da M3 e da JEA para tirar uma comparação. Juvenal Bezerra setembro-09
Trocar os tirantes da JEA pelo tirante ajustável da M3 que é independente. Layout da MCH JEA 73. Deodato Ramos. outubro-09
Estudo em conjunto da EE com a VP sobre os AMV padrões Juvenal Bezerra outubro-09
Helio Godinho, Deyvison
Manutenção conjunta do AMV. A cada 12 semanas. VP - 4 semanas EE - 6 semanas. Conversar com PCM's para realizar essa
Araujo, André Ramos, dezembro-09
manutenção integrada para que a EE desmonte as agulhas (ferragens) e a VP faça a socaria.
Jorge Falcão
Quantificar o tempo que seria utilizado para a realização da manutenção em conjunto com a VP Juvenal Bezerra outubro-09
Levantado a quantidade de tempo gasto com a chegada da equipe da EE chegar no local da manutenção. Deve haver o consenso
Fabricio Frade e
que dependendo do local de manutenção deve haver uma prioridade para liberação da boa jornada para se chegar antes na novembro-09
Supervisores
manutenção
Instalação de um sistema de AMV para testes e treinamentos Fabricio Frade outubro-09
Segundo os especialistas para 2010 se as ações forem cumpridas
e com esse novo plano de manutenção espera-se uma melhora
de 30% na confiabilidade das MCH’s.
21 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

23. Considerações Finais
Qualidade do dados
O banco de dados é
Foi verificado algumas dificuldades que existem éna de e
melhorado de acordo que
os colaboradores
Com um bom banco
dados melhor a análise
inserção dos dados do tipo:
identificam ganhos através
dos dados
mais fácil ela se torna.
• Descrição de custos;
Banco de dados Análise dos dados
• Causa raiz; e
• Classe de falha (sistema, conjunto e item).
Resultados
Com uma melhor análise
os resultados serão mais
eficazes na melhora do
ativo.
22 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

24. Conclusão
• Este trabalho piloto apresentou para a área de Eletroeletrônica
que as análises para a tomada de decisão podem ser mais
robustas, mais assertivas e com mais informações.
• Após o trabalho espera-se que as ações sejam cumpridas e os
resultados verificados e medidos. Para isso existe uma outra
ferramenta de engenharia de confiabilidade conhecida como
RGA (Análise do crescimento da confiabilidade), uma
ferramenta que analisa a evolução da confiabilidade.
23 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

25. Perguntas
24 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

26. Muito obrigado!
Francisco José Sousa
francisco.jose.sousa@vale.com
Edson Castilho
edson.castilho@vale.com
Nathanael Amorim
nathanael.amorim@vale.com
Edinardo Nascimento
edinardo.nascimento@vale.com
GERÊNCIA DE ELETROELETRÔNICA - GASAG
GERÊNCIA DE MANUTENÇÃO DA EFC - GEMEG
Diretoria de Operações Logística Norte - DILN
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Estrada de Ferro Carajás - Vale
SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009

27. 26 SIC Vale – Simpósio Interno de Confiabilidade Vale 2009