Aplicação do método fmea ao processo de fabricação de caldeiras flamotubulares proposta de ações

XXXI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO
Inovação Tecnológica e Propriedade Intelectual: Desafios da Engenharia de Produção na Consolidação do Brasil no
Cenário Econômico Mundial
Belo Horizonte, MG, Brasil, 04 a 07 de outubro de 2011.

APLICAÇÃO DO MÉTODO FMEA AO
PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE
CALDEIRAS FLAMOTUBULARES:
PROPOSTA DE AÇÕES
Alessandro Tavares Brantes (UNIVERSO)
alessandrobrantes@gmail.com
Antonio Marcos Baptista (UNIVERSO)
ambap@uol.com.br
Douglas Ferreira Vidal (UNIVERSO)
vidaltst@hotmail.com
Gessilane Peixoto Fernandes (UNIVERSO)
gessilanefernandes@hotmail.com
Fabricio Espinato Ferreira (UNIVERSO)
fefespinato@hotmail.com

Este trabalho apresenta a aplicação do FMEA (Failure Mode and
Effects Analysis) em uma empresa do norte do estado do Rio de
Janeiro no processo produtivo de caldeiras flamotubulares. Para isso,
foi feito uma análise para identificação das ffalhas nos processos,
entendimento de seus efeitos, além do rastreamento e tratamento de
suas causas básicas. O estudo resultou em uma série de sugestões que
visam contribuir para a melhoria contínua do fluxo de produção,
objetivando oferecer aos clientes produtos confiáveis e livres de falhas.

Palavras-chaves: FMEA, risco, caldeiras flamotubulares, RPN,
melhoria contínua.


1. Introdução
No mercado atual, tangido pela competitividade acirrada entre as empresas, a busca
incessante pelo alto desempenho em quesitos apreciados pelos clientes, como eficácia,
eficiência, qualidade e segurança são de fundamental importância para a sobrevivência
empresarial. Vidal et al; (2010) afirmam que “clientes são cada vez mais exigentes em relação
a preço e qualidade, e menos fiéis as marcas”. Esses clientes cada vez mais exigentes buscam
produtos que não somente atendam suas expectativas, mas as superem. Tal busca faz com que
as empresas invistam em melhorias constantes em seus processos de produção, com vista a
atender a demanda do mercado consumidor.
A identificação das falhas nos processos, o entendimento de seus efeitos e o rastreamento e
tratamento de suas causas básicas consistem num importante sistema de melhoria contínua
que visa aperfeiçoar o fluxo de produção, objetivando oferecer aos clientes produtos
confiáveis e livres de falhas. A metodologia FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) é uma
importante ferramenta que é largamente utilizada em processos e produtos de diversos ramos
industriais, permitindo identificar as falhas, estudar seus efeitos, rastrear e tratar suas causas
básicas. Lafraia (2001) define falha como sendo “a perda da função” e afirma ainda que “as
falhas do projeto ocorrem quando o projetista não consegue identificar claramente as
necessidades do cliente, ou quando estas não estão adequadamente identificadas e não se
consegue aplicar os requisitos de engenharia corretos para a aplicação”.
O presente trabalho visa demonstrar a aplicação da metodologia FMEA ao processo de
fabricação de caldeiras geradoras de vapor do tipo flamotubulares, de maneira a identificar os
modos de falhas em suas etapas de fabricação, estudar os possíveis efeitos das falhas, bem
como explorar suas causas básicas, para posterior elaboração de medidas de melhorias.
Objetivando, com isso, garantir, como produto final, caldeiras flamotubulares livres de falhas
e em conformidade com o escopo do projeto.
A estrutura deste artigo, apresentada a seguir, contém o referencial teórico dos métodos
adotados, a metodologia com a qual os métodos de análise e detecção foram aplicados ao
estudo de caso, os resultados obtidos e a conquente conclusão com as sugestões de melhorias.
2. Referencial teórico
Lafraia (2001) afirma que “a fase de fabricação pode provocar falhas quando os processos de
fabricação e montagem são inadequados para o produto sendo processado”. Já Willians
(2001) e Rokembach et al.; (2002) defendem que “as falhas em um sistema operacional
ocorrem quando uma função pretendida não é completada com sucesso”.
Ainda segundo Lafraia (2001), probabilidade de ocorrência “é uma estimativa das
probabilidades combinadas de ocorrência de uma causa de falha, e dela resultar o tipo de falha
no produto / processo”. “Se a FMEA estiver sendo feita por ocasião de uma revisão do projeto
do produto ou processo, então poderão ser utilizados: relatórios de falhas, históricos de
manutenção ou outros dados obtidos do controle estatístico do processo”. Segundo Silva et al;
(2006), a probabilidade de detecção “consiste na medida da probabilidade do procedimento de
controle não detectar a causa da falha ou o modo de falha, antes de chegar ao cliente”.
Afinal, conforme Posso et al.; (2009), "a confiabilidade tem se tornado cada vez mais
importante para os consumidores, pois a falha de um produto, mesmo que prontamente
reparada pelo serviço de assistência técnica e totalmente coberta pelos termos de garantia,

2


causa, no mínimo, uma insatisfação ao consumidor ao privá-lo do uso do produto por
determinado tempo".
3. Metodologia
3.1 Estudo de caso
A DN Industrial é uma empresa situada na cidade de Quissamã, região norte do estado do Rio
de Janeiro, que atua na elaboração de projetos e fabricação de caldeiras geradoras de vapor,
trocadores de calor e outros vasos sob pressão. É administrada por quatro sócios que se
dividem entre as Diretorias Executiva, Comercial, Financeira e de Produção. Conta
atualmente com um quadro de 48 colaboradores e uma carteira composta de 264 clientes
espalhados por todo o país e pelo exterior.
O presente estudo de caso foi aplicado ao processo de fabricação de caldeiras flamotubulares,
que é composto pelas etapas de corte, viragem, calandragem, montagem, ensaio e teste
hidrostático, pintura e expedição, distribuídas conforme o fluxograma da figura 1.
As informações descritas na tabela 4, nos campos de componente, etapa, modo de falha, efeito
e causa foram colhidas por meio de avaliação in loco realizada pelos autores do trabalho, por
meio de entrevistas junto aos executores do processo de fabricação e que, após processadas e
alinhadas junto aos dados dos campos Ocorrência, Severidade e Detecção, alimentaram o
plano de ação estabelecido e proposto para implantação.

Figura 1 – Fluxograma de fabricação de caldeiras flamotubulares

O fluxograma descrito na figura 1 foi utilizado para a realização do sequenciamento das
atividades do processo. Após a identificação da sequência de atividades do processo, aplicou-
se a metodologia disposta no manual complementar FMEA da QS 9000, que estabelece
técnicas com o objetivo de:

3


a) reconhecer e avaliar a falha potencial do produto / processo e seus efeitos;
b) identificar ações que possam eliminar ou reduzir a probabilidade do modo de falha
potencial;
c) documentar o processo de análise.

Durante o processo de reconhecimento e avaliação das falhas potenciais do processo e seus
efeitos, a metodologia FMEA foi aplicada a todas as etapas da fabricação das caldeiras
flamotubulares, gerando informações sobre os modos de falha, suas causas e efeitos. Essas
informações alimentaram o processo de elaboração de um plano de ação, onde foram
estabelecidas medidas de controle aplicáveis a cada modo de falha e identificados seus
respectivos prazos e responsáveis por aplicar tais medidas. Por fim, foi gerada uma planilha
contendo todas as informações referentes ao método aplicado, que foi utilizada para
acompanhar o desenvolvimento do plano de ações e documentar o processo FMEA aplicado.
Ainda com base nas informações sobre os modos de falha, buscou-se adotar uma escala de
prioridade de implantação das ações a serem tomadas para gerenciamento dos modos de falha.
Para tanto, utilizou-se a pontuação referente às colunas de ocorrência, severidade e detecção,
para a definição do RPN (Risk Priority Number).
A pontuação foi distribuída entre os itens ocorrência, severidade e detecção, seguindo uma
escala de pontos variando de 1 a 10, conforme descrito nas tabelas 1, 2 e 3. Para a distribuição
da probabilidade de ocorrência, utilizou-se, como base, o histórico da taxa de falha de cada
item avaliado no processo de fabricação de caldeiras flamotubulares pela DN Industrial.

Tabela de Probabilidade de Ocorrência
Probabilidade de falhas Ranking Taxa de falhas
Remota: A falha é improvável. 1 1 em 106
2 1 em 20.000
Baixa: Relativamente poucas falhas.
3 1 em 4.000
4 1 em 1.000
Moderada: Falhas ocasionais. 5 1 em 400
6 1 em 80
7 1 em 40
Alta: Falhas repetitivas.
8 1 em 20
9 1 em 8
Muito Alta: Falhas quase que inevitáveis.
10 1 em 2
Tabela 1 - Probabilidade de ocorrência

Quanto à severidade das falhas, para a distribuição dos pontos, seguiu-se um viés qualitativo
com base na experiência adquirida pela empresa, combinado com um estudo dos efeitos dos
modos de falha ao produto final. A tabela 2 foi utilizada para definir a pontuação de cada
modo de falha identificado.

Tabela de Severidade
Severidade das consequencias Ranking
Marginal: A falha não teria efeito real no sistema. O cliente provavelmente nem notaria a falha. 1
Baixa: A falha causa apenas pequenos transtornos ao cliente. O cliente notará provavelmente 2
leves variações no desempenho do sistema. 3
4
Moderada: A falha ocasiona razoável insatisfação no cliente. O cliente ficará desconfortável e
5
irritado com a falha. O cliente notará razoável deterioração no desempenho do sistema.
6

4


Alta: Alto grau de insatisfação do cliente. O sistema se torna inoperável. A falha não envolve 7
riscos à segurança operacional ou descumprimento de requisitos legais. 8
Muito alta: A falha envolve riscos à operação segura do sistema e/ou descumprimento de 9
requisitos legais. 10
Tabela 2 - Tabela de severidade

A probabilidade de detecção consiste na facilidade ou dificuldade de se detectar os modos de
falha que podem estar contidos no processo. Para enquadramento dos itens à tabela 3, foram
observados os modos de falha – efeito e os controles que a DN Industrial emprega em seu
processo de detecção de falhas.

Tabela de Probalidade de Detecção
Probalidade de Detecção Ranking
Muito alta: A falha será certamente detectada durante o processo de 1
projeto/fabricação/montagem/operação. 2
3
Alta: Boa chance de determinar a falha.
4
5
Moderada: 50% de chance de determinar a falha.
6
7
Baixa: Não é provável que a falha seja detectável.
8
Muito baixa: A falha é muito improvávelmente detectável. 9
Absolutamente indetectável: A falha não será detectável com certeza. 10
Tabela 3 - Probabilidade de detecção

Após o enquadramento dos modos de falha nas tabelas 1, 2 e 3, calculou-se o RPN, que
consiste no produto da probabilidade de ocorrência, severidade e probabilidade de detecção.
RPN = O x S x D
De posse dos valores do RPN de cada modo de falha, estabeleceu-se uma escala de
prioridades para implantação de medidas de controle, de modo que quanto maior o RPN,
maior a prioridade de implementação das medidas.
4. Resultados
A tabela 4 demonstra os resultados obtidos com a aplicação do método FMEA ao processo de
fabricação de caldeiras flamotubulares. Verificou-se que foram identificados modos de falha
em todas as etapas do processo e que a probabilidade de ocorrência das falhas, em sua
maioria, varia nas escalas 1 (remota) e 2 (baixa), o que demonstra um alto grau de
confiabilidade do sistema de produção. Para o item severidade, verificou-se uma maior
variação na escala de pontuação entre os pontos 4 e 8, o que nos leva a concluir que as
possíveis falhas têm potencial de gerar consequências danosas ao cliente, que vão desde a
queda no desempenho das caldeiras até a sua inoperabilidade. A severidade das falhas é um
fator a ser gerenciado de modo incisivo por parte da DN Industrial, visto que afeta
diretamente o grau de satisfação do cliente, podendo culminar, por exemplo, na perda de
mercado para concorrentes. Já quanto à detecção dos modos de falha, existe uma distribuição
de pontos variando entre 1 e 3 nas etapas de corte de chapas, viragem de tubos, calandragem,
tratamento de pintura e entrega de produto ao cliente, o que demonstra a existência de um
sistema eficaz de inspeção que possibilita a detecção antecipada das falhas nessas etapas. Já
nas etapas de soldagem de raiz TIG (sigla em inglês de Tungsten Inert Gas), soldagem de
cobertura com eletrodo, ensaio com líquido penetrante e teste hidrostático, verificou-se uma

5

Modo de falha Efeito Causa Ocorrência Severidade Detecção RPN Ação Prazo Responsável
Não cumprido
Limpeza
prazo para a
Bico entupido Corte irregular 7 5 1 35 periódica com Imediato Maçariqueiro
limpeza
limas agulhas
periódica
Substituição 30 dias antes
Desgaste da Fluxo gás Utilização acima Supervisor de
2 5 1 10 conforme vida término vida
caneta desregulado da vida útil Manutenção
útil útil
Obstrução de
Ausência da
Válvula com parte da Substituição da Supervisor de
manutenção 2 4 5 40 Imediato
defeito alimentação de válvula Manutenção
preventiva
gás
Rugas na curva Inutilização dos Uso incorreto do Requalificação Supervisor de
2 8 1 16 Imediato
de dobragem tubos molde guia do profissional Produção
Angulação
Inutilização dos Falha do Requalificação Supervisor de
diferente do 2 8 2 32 Imediato
tubos operador do profissional Produção
projeto
Falha na
Falha na bomba Danificação Supervisor de
bomba de 2 7 2 28 Troca do reparo Imediato
de engrenagens do reparo Manutenção
engrenagens

Falha no motor Falha no motor
Queima no Substituição do Supervisor de
elétrico de elétrico do 1 7 2 14 Imediato
induzido motor Manutenção
acionamento acionamento

Calandragem
Inutilização da Falha do Requalificação Supervisor de
fora do 1 8 1 8 Imediato
chapa operador do profissional Produção
esquadro

Falha no
Falha
material Parada da Substituição do Supervisor de
O que demonstra necessidade de prioridade de implantação das ações de controle.

rodante da produção material rodante Manutenção
preventiva
calandra

Falha no motor
Motor não Queima no Substituição do Supervisor de
elétrico do 1 7 2 14 Imediato
funciona induzido motor Manutenção

soldagem de raiz TIG, soldagem de cobertura com eletrodo e ensaio com líquido penetrante.

por exemplo, que os maiores valores de RPN estão alocados em sua maioria nas etapas de

pontuação variando entre 5 e 9, contribuindo fortemente para o aumento do RPN. Verifica-se,

6
deficiência no sistema de detecção de falhas. Deficiência esta demonstrada por meio da

acionamento

Componente Etapa

Efeito Causa Ocorrência Severidade Detecção RPN Ação Prazo Responsável

Solda fora das
Remoção e Supervisor de
normas de 2 8 6 96 Imediato
resoldagem Produção Corte de
qualidade Maçarico
chapas

Requalificação
Reprovação do
nos ensaios de Soldador profissional; Supervisor de
qualidade 2 8 5 80 Imediato
desqualificado Controle de Produção
(Líquido qualidade do
penetrante e serviço
teste
hidrostático) Superfície Inspeção Supervisor de
2 5 6 60 Imediato
contaminada visual Produção

Controle da Viradeira de Viragem dos
Gases fora da Supervisor de
1 4 9 36 qualidade dos Imediato tubos tubos
especificação Produção
gases

Requalificação
do
Soldador profissional; Supervisor de
2 8 5 80 Imediato
desqualificado Controle de Produção
Reprovação qualidade do
nos ensaios de serviço
qualidade
(Líquido
penetrante e Superfície Supervisor de
teste 2 5 6 60 Inspeção visual Imediato
contaminada Produção Calandra Calandragem
hidrostático)

Controle da
Gases fora da Supervisor de
1 4 9 36 qualidade dos Imediato
especificação Produção
gases


7


Modo de falha

de raiz TIG continuidades

continuidades
Soldagem Trincas e não

Trincas e não
Soldagem

cobertura

eletrodo
Etapa

com
de
Componente

Montagem

8

Componente Etapa Modo de falha Efeito Causa Ocorrência Severidade Detecção RPN Ação Prazo Responsável
Falta dos
componentes Não realização Insumo não Compra do Supervisor de
1 3 4 12 Imediato
químicos do teste comprado insumo Suprimentos
necessários ao teste
Não percepção das
Líquido Equipamento com
trincas e/ou Imperícia do Requalificação Supervisor
penetrante grande risco de danos 1 7 6 42 Imediato
descontinuidades profissional do profissional de Produção
nas soldas quando operando
pelo inspetor
Remover
Não penetração do
Limpeza borras e outros
Superfície com líquido em eventuais
incorreta 2 3 4 24 resíduos da Imediato Soldador
impurezas trincas e/ou
após a solda superfície
descontinuidades
soldada

Imperícia do Requalificação Supervisor
Fadiga no material 1 6 3 18 Imediato
Elevação da profissional do profissional de Produção
Ensaios pressão além da
necessária para o
teste Falha
Substituir Supervisor de
Falha no manômetro manutenção 1 6 3 18 Imediato
manômetro Manutenção
preventiva

Teste
hidrostático Falta do nitrogênio Não realização Insumo não Compra do Supervisor de
1 3 2 6 Imediato
necessário do teste comprado insumo Suprimentos

Falha
Falha na bomba de Não realização Substituição da Supervisor de
alta pressão do teste bomba Manutenção
preventiva
Rompimento da
Falha
mangueira de Não realização Substituição da Supervisor de
condução do do teste mangueira Manutenção
preventiva
nitrogênio

Componente Etapa Modo de falha Efeito Causa Ocorrência Severidade Detecção RPN Ação Prazo Responsável

Contratar
profissional
Pistola Maior consumo Pintor
1 5 3 15 com no Imediato RH
desregulada de tinta desqualificado
mínimo 2 anos
de experiência

Pintura com Depósito de Efetuar
descontinuidade borra de tintas limpeza da
Pistola obstruída 2 5 2 20 Imediato Pintor
e acabamento no bico da pistola e filtro
Tratamento ruim pistola periodicamente
Pintura de pintura
na caldeira
Controlador Manutenção
Mistura de tinta Falha no Supervisor
(dosador) de preventiva no
e solvente fora misturador de 1 7 2 14 Imediato de
tintas com misturador de
da proporção tintas Manutenção
defeito tinta

Manômetro de
Ausência de Supervisor
Manômetro com regulagem de Substituição
fluxo de tinta na 1 6 2 12 Imediato de
defeito pressão com do motor
saída da pistola Manutenção
defeito

Não
Ausência da Supervisor
Grua elétrica funcionamento Reparo do
manutenção 1 7 4 28 Imediato de
inoperante do motor da motor
Preventiva Manutenção
ponte rolante
Atraso na
Entrega do Falta de madeira preparação de Falta de Compra do
Expedição produto ao para confecção embalagem do 1 4 1 4 Imediato Comprador
material material
cliente de caixa
produto

Não Manutenção

Tabela 4 - FMEA aplicado às etapas do processo de fabricação de caldeiras flamotubulares
funcionamento Não emissão da Falta de tinta preventiva e
1 5 3 15 Imediato TI
da impressora de nota fiscal de impressora manter reserva
nota fiscal em estoque


10

5. Conclusão
A partir do presente estudo, chegamos à ilação de que o método FMEA pode ser aplicado ao
processo, apresentando resultados satisfatórios, se executado por pessoal conhecedor do
processo, seguindo os procedimentos estabelecidos na literatura técnica e instruções
normativas. Verificou-se também que, no caso específico do processo de produção de
caldeiras flamotubulares na DN Industrial, várias das ações descritas no plano de ação da
tabela 4 são de caráter administrativo, o que demanda baixo investimento financeiro,
aumentando assim a viabilidade das mesmas. Conclui-se também que é necessário que seja
desenvolvida uma metodologia mais eficaz e efetiva de detecção de modos de falhas nas
etapas de soldagem de raiz TIG, soldagem de cobertura com eletrodo e ensaio com líquido
penetrante, visto que as mesmas apresentaram os mais elevados RPN, e que a contribuição da
pontuação estabelecida para detecção foi decisiva para tal ocorrência. Verificou-se ainda que
o plano de ação possui metas simples que podem ser implantadas de imediato. Sugere-se que
sejam realizadas reuniões periódicas para discussão da eficácia das ações implantadas e que
seja criada em cada etapa do processo uma comissão de FMEA, formada por pessoas que
operam o processo de fabricação das caldeiras flamotubulares, com a incumbência de
identificar de modo sistemático novos modos de falha e, posteriormente, realizar o estudo de
suas causas e efeitos, estabelecendo novas propostas de ações de controle.

Referências
FOGLIATTO, F. & ECHEVESTE, M. Confiabilidade. Material de Suporte. Engenharia de Produção.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Novembro 2001.
LAFRAIA, J.R.B. Manual de Confiabilidade, Mantenabilidade e Disponibilidade. Qualitymark, Rio de Janeiro,
Petrobrás, 2001.
LEAL, F.; PINHO, A.F. & ALMEIDA, D.A. Análise de Falhas Através da Aplicação do FMEA e da Teoria
Grey. Revista Gestão Industrial, v 02, n01, p.78-88, 2006.
MANUAIS DA QS 9000. Análise de Modo e Efeitos de Falha Potencial (FMEA): Manual de Referência. 1997.
POSSO, R. & ESTORILIO, C. Identificação dos Fatores de Influência na Aplicação do Método Failure Mode
and Effect Analysis - FMEA de Processo: um estudo em produtos estampados. Produto & Produção, vol. 10, n.
2, p.87 - 107, jun. 2009.
PUENTE, J.; PINO, R.; PRIORE, P. & LA FUENTE, D. de. A decision support system for applying failure
mode and effects analysis. International Journal of Quality & Reliability Management, n.2, v. 19, 2002.
ROKEMBACH, C.F.Q.; OLIVEIRA, C.A.V. & RIBEIRO. J.L.D. Aplicação da Técnica de FMEA na
Fabricação de comprimidos de Hidroclorotiazida em Uma Indústria Farmaceutica. XXII Encontro Nacional de
Engenharia de Produção (ENEGEP), Curitiba – PR, 23 a 25 de outubro de 2002.
SILVA, S.R.C.; FONSECA, M. & BRITO, J. Metodologia FMEA e sua Aplicação à Construção de Edifícios.
LNEC QIC 2006.
STAMATIS, D.H. Failure Mode and Effect Analysis: FMEA from theory to execution. Milwaukee,
Winsconsin: ASQ Quality Press, second edition, 2003.
VIDAL, D.F.; OLIVEIRA, R.C.M. & SOUZA, S.D.C. Alinhamento Estratégico em uma Escola de Idiomas:
Propostas de Ações XXX Encontro Nacional de Engenharia de Produção (ENEGEP), São Carlos – SP, 12 a 15
de outubro de 2010.
WILLIAMS, M. CONDUCTING A SUCCESSFUL FMEA. Pharmaceutical Technology. Cleveland.Setembro
2000.

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