MODELO DE DEFESA TCC ENGENHA BACHARELADORIA MECÂNICA
Reestruturação dos métodos de gestão da manutenção através da aplicação dos conceitos do World Class Manufacturing
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Reestruturação dos métodos de gestão da manutenção através da aplicação dos
conceitos do World Class Manufacturing
Erikson Vinicius Pedro da Costa
(eriksoncosta01@gmail.com.br)
Orientador Técnico: Prof. Me. Paulo Sérgio Martins
Orientador Metodológico: Prof. Dr. Jose Guilherme Coelho Baeta
Centro Universitário UNA
Coordenação de curso de Engenharia Mecânica
RESUMO – A competitividade entre empresas fornecedoras
de componentes automotivos vem crescendo ao longo do
tempo. A busca pela excelência na gestão dos processos e a
adoção de métodos de trabalho mais eficazes são uma boa
saída para corporações que visam manter-se neste mercado
competitivo. A Maxion Structural Components através da
metodologia WCM (World Class Manufacturing) mapeou e
identificou suas principais deficiências, onde observou-se
perdas significativas referentes as quebras dos equipamentos.
Neste estudo foi proposto apresentar a reestruturação na
gestão das falhas e nos métodos de trabalho da mesma;
adotando a metodologia WCM como diretriz, visando o
alcance das melhores práticas.
Palavras-Chave — World Class Manufacturing, Manutenção
Profissional.
1. INTRODUÇÃO
O pilar técnico de Manutenção Profissional compreende as
atividades que visam construir um sistema capaz de reduzir a
zero os danos e as paradas dos equipamentos através da
utilização de práticas de manutenção baseadas na capacidade
de prorrogar a vida útil dos componentes. O presente estudo
tem como objetivo apresentar a aplicação dos quatro
primeiros passos existentes no Pilar de Manutenção
Profissional que visam identificar o equipamento crítico,
eliminar a degradação acelerada do mesmo, implementar o
conceito de análise de falhas e estabelecer os padrões de
manutenção preventiva.
A transformação nas estratégias de compras das indústrias
tem conduzido o complexo automotivo internacional para
uma organização cada vez mais globalizada; são carros
mundiais, produzidos com peças mundiais fornecidas por
empresas mundiais [1].
A globalização na indústria automobilística é uma
tendência resultante, da intensificação da concorrência no
âmbito dessa indústria e da consequente pressão por um
maior grau de coordenação das atividades produtivas e
organizacionais entre as matrizes e as redes de empresas
afiliadas [2].
A parceria entre cliente e fornecedor garante sempre um
produto com mais qualidade e confiabilidade, e a adoção de
ferramentas que auxiliam este processo estão sendo cada vez
mais utilizadas.
Dentre as várias técnicas e metodologias existentes, o
WCM (World Class Manufacturing ou Manufatura de Classe
Mundial) surge como uma metodologia eficaz na eliminação
de perdas e vêm ganhando cada vez mais espaço dentro das
organizações que buscam recursos cada vez mais eficientes
para obter um nível de excelência em seus negócios [3].
A metodologia WCM se baseia na difusão de seus
conceitos através da estratificação das áreas. O fundamento
deste programa é sustentado através de oito pilares técnicos.
Para cada pilar, há um líder que avalia o desempenho
operacional de sua área, orientando e auxiliando a equipe no
desenvolvimento das atividades.
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2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Passo 0 – Atividades preliminares de preparação
No passo zero propõem-se a criação de um sistema de
gestão da manutenção, onde deve ser mapeado e classificado
os equipamentos e máquinas; os procedimentos em caso de
falhas; a adoção de um sistema de coleta de informações e
documentação; a implantação da gestão de EWO (Emergency
Work Orders) que são as ordens de trabalho em caso de
falhas; a preparação da infraestrutura necessária para o box
de manutenção; a gestão de lubrificação e por fim o
monitoramento dos KPI”s (OEE – MTBF – MTTR) [4].
2.1.1 Classificação T.G.P.C.
Classificação das máquinas com a metodologia TGPC
estabelece a relação entre o Tempo médio de reparo, Grau de
influência no processo, a Probabilidade do defeito e a
Criticidade do equipamento para o processo.
Os equipamentos são classificados segundo o tempo médio
de reparo; o nível de influência sobre qualidade do produto,
sobre a segurança dos colaboradores, sobre o ambiente, sobre
as perdas de energia; a probabilidade da falha e o nível crítico
do equipamento relativo às subsequentes paradas de linha.
Utilizando os critérios citados acima, é obtida uma lista das
máquinas classificadas segundo os tipos AA, A, B e C, sendo
AA o mais crítico e C o menos crítico.
2.1.2 Gestão de peças de reposição e lubrificantes
Entre os métodos postos em prática neste passo estão a
gestão das peças de reposição, ou seja, a correta alocação e
identificação dos materiais em função da frequência crítica de
falhas. A gestão dos óleos e dos lubrificantes se baseia na
criação de uma zona onde são depositados e identificados
cada tipo de óleo/lubrificante.
A gestão das peças de reposição e lubrificantes
compreende também no gerenciamento de movimentação dos
materiais de manutenção e lubrificação; na conservação dos
óleos e na escolha dos tipos de óleos/lubrificantes que
possam ter desempenho superior àqueles utilizados.
2.1.3 EWO - Emergency Work Order
A Ordem Emergencial de Trabalho (EWO) é uma
ferramenta utilizada para registrar todos os detalhes relativos
a uma falha. É dotado de ferramentas como 5W1H e análise
dos 5 Porquês para auxiliar o manutentor na descoberta da
verdadeira causa raiz da falha.
2.1.4 O.E.E.- Overhaul Equipment Effectiveness
O O.E.E. (Overall Equipment Effectiveness) é um índice
que mede a eficácia produtiva da linha/máquina em um
período de tempo estabelecido.
O cálculo do O.E.E. é realizado pela medição de três
classes principais de perdas aos quais são desdobradas em
seis tipos principais [5]. As perdas podem ser definidas
como:
I. Disponibilidade
a. Paradas provocadas por falha de
equipamentos
b. Paradas por setup ou ajustes
II. Performance
a. Micro paradas
b. Redução de velocidade do equipamento
III. Qualidade
a. Defeitos/Retrabalho
b. Perdas de startup ou perdas ocasionadas
no início da produção devido aos ajustes
para estabilização do equipamento
O cálculo do O.E.E (1) pode ser entendido como uma
relação entre o tempo que houve agregação de valor ao
produto e o tempo de carregamento do equipamento,
descontando-se as perdas de disponibilidade (2), performance
(3) e qualidade (4) [5].
Onde,
Sendo,
TO = Tempo de Operação
TPP = Tempo de Produção Planejada
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2.1.5 M.T.B.F.- Mean Time Between Failures
M.T.B.F. significa Mean Time Between Failures em
inglês, ou seja, período médio entre falhas. O M.T.B.F. é um
indicador da confiabilidade de um produto ou um sistema
reparável. Ele mede o índice de falhas aleatórias excluindo
falhas sistemáticas, por exemplo, devido a erros de projeto ou
defeitos de fabricação (produtos no início da vida útil),
excluindo o desgaste do uso [6].
O cálculo do M.T.B.F. (5) é baseado na correlação entre
três indicadores:
I. Tempo total planejado de produção
II. Tempo total de falhas
III. Número de quebras
Onde,
Sendo,
∑ = Somatório
TPP = Tempo Planejado de Produção
TQ = Tempo de Quebra
NQ = Número de Quebras
A elevação nos valores do M.T.B.F. indica que o
equipamento está se tornando mais confiável, minimizando a
possibilidade de falhas aleatórias durante o processo.
2.1.6 M.T.R.R.- Mean Time To Repair
M.T.T.R. significa Mean Time To Repair em inglês, ou
seja, tempo médio para reparo. O M.T.T.R. diferentemente
do M.T.B.F. não é um indicador de confiabilidade e sim de
performance. Este índice mede o tempo médio necessário
para efetuar a intervenção de manutenção. O cálculo do
M.T.T.R. (6) pode ser descrito como:
A redução dos valores do M.T.T.R. indica melhora de
desempenho nas atividades de manutenção corretiva.
2.2 Passo 1 – Eliminação e prevenção do desgaste
acelerado
O passo hum da Manutenção Profissional visa a
eliminação e prevenção do desgaste acelerado. È proposto
inicialmente a estabilização do tempo médio entre as falhas,
MTBF, através da eliminação da deterioração e
restabelecimento das condições originais de funcionamento
do equipamento.
Os objetivos específicos da Manutenção Profissional para
este passo são a compreensão das condições atuais das
máquinas, através de uma série de atividades preparatórias de
análise das falhas (EWO), mapeamento e substituição dos
componentes críticos e o monitoramento das quebras através
do registro no livro máquina (Machine Ledger).
2.2.1 Machine Ledger
O livro máquina (Machine Ledger) é um documento que
lista, detalha e registra o histórico de todos os componentes
de um equipamento classificado como crítico. Nele são
relatados todos os elementos que servem para caracterizar e
classificar o equipamento até o nível dos componentes. O
livro máquina consiste na gestão das falhas por componentes
conforme apresentado na figura 1.
Figura 1 – Detalhe de um Machine Ledger. Fonte: Autor
2.3 Passo 2 – Análise das falhas
O passo dois tem o propósito de evitar a repetição de falhas
graves e reduzir a recorrência das micro paradas, melhorar o
rendimento do processo por perdas devido as falhas; reduzir
os defeitos e anomalias do produto devido ao estado dos
equipamentos e desenvolver técnicas de análise de falhas
(5W1H, DIAGRAMA DE CAUSA E EFEITO, PDCA) para
auxiliar à identificar e solucionar os problemas crônicos.
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Através da identificação da causa raiz da falha definem-se
as bases para a estabilização do tempo médio entre a
recorrência das falhas (M.T.B.F.).
2.3.1 5W1H
O 5W1H é um tipo de lista de verificação utilizada para
informar e assegurar o cumprimento de um conjunto de
planos de ação; diagnosticar um problema e planejar
soluções. Esta técnica consiste em equacionar o problema
descrevendo-o por escrito da forma como é sentido naquele
momento particular: como afeta o processo, as pessoas, e que
situação desagradável o problema causa. A tabela 1 resume
estas perguntas e suas variações para aplicá-las no
levantamento dos problemas ou em sua solução [8].
Tabela 1 – Técnica 5W1H. Fonte [8]
2.3.2 Diagrama de causa e efeito
O Diagrama de causa e efeito também conhecido como
Diagrama de Ishikawa ou Espinha de Peixe permite estruturar
hierarquicamente as causas de um determinado problema ou
oportunidade de melhoria.
As causas de um problema podem ser agrupadas, a partir
do conceito dos 6M, como decorrentes de falhas
em: materiais, métodos, mão de obra, máquinas, meio
ambiente, medidas [9]. Representado pela figura 2 está um
modelo de analise através do diagrama de Causa e Efeito.
Nele é possível entender de forma clara a análise 6M
realizada para a falha de um equipamento onde é
representado possíveis causas dos defeitos para cada “M”
estudado.
Figura 2 – Exemplo Diagrama de causa e efeito. Fonte [9]
2.3.3 PDCA
O Ciclo PDCA é uma metodologia que tem como função
básica o auxílio no diagnóstico, análise e prognóstico de
problemas organizacionais, sendo extremamente útil para a
solução de problemas [10]. Ele é dividido em quatro etapas
como observado na figura 3, onde:
Plan (planejamento): estabelecer missão, visão, objetivos
(metas), procedimentos e processos (metodologias)
necessárias para atingir os resultados.
Do (execução): realizar, executar as atividades.
Check (verificação): monitorar e avaliar periodicamente os
resultados, avaliar processos e resultados, confrontando-os
com o planejado, objetivos, especificações e estado
desejado.
Act (ação): Agir de acordo com o avaliado e de acordo
com os relatórios, eventualmente determinar e
confeccionar novos planos de ação, de forma a melhorar a
qualidade, eficiência e eficácia, aprimorando a execução e
corrigindo eventuais falhas [11].
Figura 3 – Ciclo PDCA. Fonte [12]
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2.4 Passo 3 – Definição dos padrões de manutenção
preventiva
O terceiro passo visa a definição dos padrões de
manutenção preventiva. A Manutenção Preventiva, como o
próprio nome sugere, consiste em um trabalho de prevenção
de defeitos que possam ocasionar a parada ou um baixo
rendimento dos equipamentos em operação [13].
Trata-se da atuação realizada de maneira a reduzir ou
evitar a falha ou a queda no desempenho do equipamento,
obedecendo a um plano de manutenção preventiva
previamente elaborado, baseado em intervalos definidos de
tempo [14].
Uma vez que as condições de base foram reestabelecidas
através dos passos anteriores, esse tipo de manutenção tem
um excelente resultado e constitui as premissas para a correta
gestão e aplicação da Manutenção de Classe Mundial.
3. MÉTODO EXPERIMENTAL
A pesquisa foi aplicada no departamento de manutenção de
uma indústria de autopeças durante cinco meses.
O presente estudo ainda está em processo de implantação,
mas através dos dados já disponíveis foi possível identificar
como e onde ocorreram as falhas e principalmente onde o
sistema de gestão da manutenção era ineficiente.
A escolha da forma de pesquisa se baseou na origem do
problema e nos objetivos propostos. Assim a estratégia de
pesquisa adotada foi o estudo de caso, que segundo o
Departamento de Contabilidade e Atuária da USP tem como
finalidade “Descrever e um contexto real a intervenção
ocorrida” [15].
Para uma melhor sinergia entre a aplicação prática e
teórica, através difusão de todo material de cunho teórico, foi
possível estabelecer conceitos e métodos de trabalho nunca
antes utilizados. O resultado deste trabalho pôde ser
comprovado através do monitoramento dos dados e
indicadores controlados pela equipe de manutenção.
3.1 Estudo de caso
O presente estudo de caso apresentará as atividades do
Pilar de Manutenção Profissional até o quarto passo,
demonstrado os conceitos e ferramentas utilizadas na
reestruturação dos métodos de gestão da manutenção através
da aplicação do World Class Manufacturing.
3.2 Caracterização da empresa
Atuando em Contagem/MG desde 1974, a empresa em
questão, transformou-se em uma divisão de componentes
automotivos em 1994 através da fusão realizada com outra
grande indústria de auto peças. A partir desta joint-venture, o
grupo acrescentou uma nova planta ao seu parque industrial,
ampliando seus negócios e conquistando novos clientes,
alcançando a liderança de mercado com vários de seus
produtos. Hoje a planta conta com quadro de funcionários de
aproximadamente mil e duzentas pessoas.
3.3 Processo estudado
Este estudo foi baseado no mapeamento e identificação das
falhas em uma estação de solda a ponto robotizada. O
equipamento descrito é composto por quatro robôs de solda a
ponto e um robô manipulador, que realiza a retirada das peças
de dentro da estação de trabalho. As figuras 4 e 5
representam o estado atual do equipamento modelo.
Figura 4 – Estação de solda a ponto. Fonte: Autor
Figura 5 – Robô de solda a ponto. Fonte: Autor
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O processo de soldagem a ponto, consiste na união de duas
chapas metálicas, sobrepostas e colocadas entre dois
eletrodos ligados que exercem um esforço de compressão nas
chapas como visto na figura 6. Este processo faz com que
ocorra a circulação de corrente elétrica e, consequentemente,
a geração de calor e a fusão das chapas [16].
Figura 6 – Solda a Ponto. Fonte [16]
3.4 Coleta de dados
Os dados apresentados foram coletados através dos
indicadores de performance já apresentados. Os mesmos
foram compilados através de formulários e registros
eletrônicos ao longo do período de desenvolvimento das
atividades. A evolução deste processo se deu da seguinte
forma:
1ª Etapa – Identificação do equipamento crítico: através da
classificação T.G.P.C foi definido o equipamento de maior
criticidade em relação às falhas na fábrica.
2ª Etapa – Adoção de um sistema de coleta de informações
através dos relatórios de manutenção e registros no
formulário de análise de falhas (EWO).
3ª Etapa – Implementação do Machine Ledger para
monitoramento das falhas até o nível de componentes.
4ª Etapa – Monitoramento da performance do equipamento
através dos indicadores de MTBF, MTTR e OEE.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
A implantação da metodologia WCM para o pilar de
manutenção trouxe ganhos consideráveis em termos de
rendimento e performance do equipamento modelo. Através
da classificação T.G.P.C. foi possível definir o equipamento
de maior criticidade. Foram avaliados para a construção deste
indicador todos os equipamentos da planta totalizando 487, a
ordem de atuação no processo de melhoria se baseou no
equipamento que apresentou maior grau de criticidade, na
figura 7 pode se observar os dez equipamentos mais críticos
classificados através do T.G.P.C. sendo a CL-18 a máquina
mais crítica de todo o processo.
Fig.7 – Classificação T.G.P.C. – Top 10. Fonte: Autor
A gestão de lubrificantes está em processo de implantação.
Esta gestão ficará sob responsabilidade da fornecedora
lubrificantes Petronas. A mesma irá mapear e identificar
todos os pontos de lubrificação e definir qual a periodicidade
e o tipo de lubrificante específico para cada equipamento.
Para auxilio nas atividade de manutenção realizou-se a
atividade de 5S em todo box de manutenção. Todo o material
desnecessário foi descartado. Todos os materiais e
ferramentas foram alocados em lugares adequados. Os
mesmos foram identificados diminuindo o tempo de procura
dos componentes de reposição e das ferramentas de trabalho.
As figuras 8 e 9 demonstram o antes e depois do box de
manutenção.
Fig.8 – Box de manutenção antes do 5S. Fonte: Autor
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Fig.9 – Box de manutenção depois do 5S. Fonte: Autor
O resultado desta ação impactou diretamente no tempo
médio de reparo. Como pode se observar nos indicadores
dispostos na tabela 2 o tempo gasto pelo manutentor para
executar as intervenções vem caindo de forma gradativa,
muito em reflexo da atividade de organização feita pela
equipe de manutenção. Estes dados podem ser interpretados
de maneira mais clara através do gráfico da figura 10.
Tabela 2 – Indicadores de Manutenção M.T.T.R. Fonte: Autor
Fig.10 – Gráfico dos Indicadores de M.T.T.R. Fonte: Autor
Conforme a proposta do passo hum do Pilar de
Manutenção Profissional que visa o reestabelecimento das
condições originais da máquina, houve nas semanas que
compreendem os dias 24/12/2013 à 05/01/2014 uma série de
atividades de manutenção preventiva e corretiva. Foram
substituídos grande parte dos componentes danificados e
restaurado outros tantos em condições de operação
ineficientes.
Outra atividade executada foi à limpeza e organização de
todo o conjunto realizada pela equipe de manutenção
conforme demonstrado na figura 11. Estas atividades em
conjunto com as intervenções realizadas, deixaram o
conjunto próximo das condições ideias de funcionamento
como pode ser observar nas figuras 12, 13, 14 e 15.
Fig.11 – Equipe de execução 5S. Fonte: Autor
Fig.12 – Robôs de Solda a Ponto antes do 5S. Fonte: Autor
Fig.13 – Robôs de Solda a Ponto após o 5S. Fonte: Autor
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Fig.14 – Dispositivo de Solda antes dos 5S. Fonte: Autor
Fig.15 – Dispositivo de Solda após o 5S. Fonte: Autor
O tempo médio entre as falhas foi mais um importante
indicador a ter seu desempenho melhorado. A tabela 3
demonstra a evolução das falhas durante o período de análise.
Tabela 3 – Indicadores de Manutenção M.T.B.F. Fonte: Autor
De acordo com a tabela 3 foi possível plotar o gráfico da
figura 16 que demonstra a melhora deste indicador. É
importante frisar que diferente dos demais indicadores o
aumento do M.T.B.F. significa melhora nas atividades de
manutenção, pois o tempo médio entre as falhas tem sempre
que evoluir de forma crescente e não decrescente conforme
de costume.
Fig.16 – Gráfico dos Indicadores de M.T.B.F. Fonte: Autor
O módulo de análise de falhas assim como as ferramentas
que o compõem, auxiliou a equipe de manutenção no
desenvolvimento de ações corretivas que foram de
fundamental importância para a resolução de problemas
crônicos de manutenção.
Na figura 17 é possível verificar o exemplo de melhoria
realizada através da correta análise da falha e registrado em
um formulário denominado Standard Kaizen. Com o auxílio
de ferramentas de análise de falhas como PDCA, 5W1H,
Diagrama de causa e efeito entre outros, foi possível
identificar e gerar ações de melhoria para resolução do
problema de deslocamento da peça no dispositivo de solda
onde o mesmo não permitia a montagem do conjunto. Para a
resolução do problema foi construído duas guias laterais para
manter o conjunto posicionado de forma correta.
Fig.17 – Formulário de ideias Standard Kaizen. Fonte: Autor
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A eficiência global do equipamento foi monitorada através
dos indicadores de disponibilidade, performance.
Como pode ser observado no gráfico representado pela
figura 18 O.E.E. vem evoluindo mês a mês. É importante
ressaltar que para este cálculo não foi levado em conta o
índice de qualidade, pois a empresa estudada define em 100%
a eficiência deste quesito. Isso ocorre porque existe um
departamento de retrabalho das peças refugadas. Sendo
assim, considerou-se apenas os índices de disponibilidade e
performance para o respectivo cálculo.
Fig.18 – Evolução Eficiência Global Equipamento O.E.E.
Fonte: Autor
5. CONCLUSÃO
O WCM vem sendo a algum tempo um sistema muito
eficiente para o alcance das melhores práticas, através de um
sistema aparentemente complexo é possível interligar todas
as atividades em prol de um objetivo comum; atacar as
maiores perdas.
Este estudo vislumbrou um conjunto de métodos e práticas
que estabeleceram um novo conceito na execução das
atividades de manutenção.
A escolha por este método de trabalho foi por algum tempo
questionada devido a sua complexidade e lentidão na
obtenção de resultados mais sólidos, porém com a evolução
das atividades de análise e a considerável melhora nos
indicadores de confiabilidade e performance dos
equipamentos, todos começaram a compreender a eficácia do
novo sistema.
Como resultado significativo obteve-se durante o período
de análise uma redução de 31 % no tempo médio de reparo
(M.T.T.R.). Desta forma podemos concluir que as atividades
de limpeza, organização, identificação e descarte de itens não
necessários realizadas no box de manutenção contribuíram
para a melhora deste indicador.
Através da correta análise das falhas foi possível mapear e
gerar ações corretivas para uma série de problemas crônicos
que afetava a confiabilidade do equipamento. Estas ações em
conjunto a correta execução dos trabalhos, proporcionou um
ganho de 95 % no tempo médio entre as falhas (M.T.B.F.).
Com a constante melhora nos indicadores de manutenção,
automaticamente, houve uma significativa evolução na
disponibilidade e performance. Estas evoluções fizeram com
que a eficiência global do equipamento (O.E.E.) crescesse
14% durante o período estudado.
Assim, o estudo de caso, de acordo com os resultados
obtidos pela empresa, vem a confirmar a eficácia do Sistema
de gestão WCM na redução das quebras e na eliminação
progressiva de todos os fatores crônicos de perdas existentes
no processo.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus por ter me dado a
possibilidade de poder cursar esta graduação e estar vivendo
este momento.
Aos professores Paulo Sérgio Martins e Jose Guilherme
Coelho Baeta pelos ensinamentos e direcionamentos para a
realização deste estudo.
A minha família e amigos pelo apoio incondicional dado
em todos os momentos e a equipe de manutenção da Maxion
Structural Componets por ter permitido demonstrar este novo
método de gestão.
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