RCM surgiu na indústria aeronáutica

Luis Cyrino
10 maio 2022
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RCM surgiu na indústria aeronáutica

A metodologia da RCM e o padrão de falhas que tanto ouvimos falar, hoje é muito aplicada na Confiabilidade de ativos. Mas você sabe como essa metodologia surgiu e como se chegou aos padrões de falha? Pois é, tem uma história que por conta de uma necessidade importante da aeronáutica americana onde tudo começou.

A introdução de frotas de aeronaves a jato fez com que o setor aéreo americano melhorasse os métodos de análise para melhorar a eficácia da manutenção do setor. Uma das razões implícitas no uso da preventiva é a crença de que a confiabilidade da máquina diminui com o uso.

Portanto com base nessa premissa, os primeiros esforços para melhorar esse tipo de manutenção foi examinar a relação entre confiabilidade e o tempo de uso.

Mais manutenção preventiva

Esforços para analisar profundamente a eficácia da manutenção preventiva como um processo para evitar falhas começou no final da década de 1950. No período entre as décadas de 1950 e 1970, a terceira geração de manutenção nasceu na indústria da aviação.

Após a Segunda Guerra Mundial, as viagens aéreas tornaram-se amplamente acessíveis. Em 1958, a Administração Federal de Aviação (FAA) ficou preocupada com a confiabilidade das aeronaves e segurança dos passageiros.

Na época, o pensamento dominante era que peças e componentes tinham uma vida específica. Tinha-se a ideia que esses itens importantes falhariam depois de atingir uma certa “idade”.

Com isso surge um pensamento lógico – substituindo peças e componentes antes de atingirem essa idade evitaria assim a falha/quebra. E trabalhando com uma preventiva pré-determinada no tempo, seria possível garantir a confiabilidade das aeronaves e segurança aos passageiros

Nas décadas de 1950 e 1960, a revisão típica de motores de aeronaves era a cada 8 mil horas. Assim, quando a indústria se deparou com um número crescente de falhas, a conclusão foi imediata e lógica.

Obviamente, a idade de peças e componentes deve ser inferior às 8 mil horas que estavam sendo consideradas. Assim, a manutenção preventiva foi realizada mais cedo, e o tempo entre revisões foi reduzido.

Redução dos intervalos entre preventivas não funciona

Com a redução dos intervalos de intervenção e aumentando assim a quantidade de preventiva teve três resultados muito inesperados.

  1. Primeiramente, a ocorrência de algumas falhas diminuiu, o que exatamente todos esperavam que acontecesse.
  2. O segundo resultado foi que um número maior de falhas ocorreu com a mesma frequência que antes. E claro, isso não era esperado e gerou muita controvérsia o porquê isso estava acontecendo.
  3. O terceiro resultado foi que a maioria das falhas ocorreu com mais frequência que antes. Em outras palavras, mais manutenção preventiva estava acarretando mais falhas.

Com certeza podemos imaginar que isso gerou muitos questionamentos e também decepção para os envolvidos. Não precisa nem dizer que os resultados com o menor intervalo entre as preventivas frustraram tanto a FAA quanto as companhias aéreas.

Surge a Manutenção Centrada na Confiabilidade – RCM

Devido a isso, a preocupação geral se instalou demasiadamente por conta de mais manutenção e menos resultados. Assim, durante a década de 1960, as companhias aéreas e a FAA estabeleceram uma força-tarefa conjunta para descobrir o que estava acontecendo.

Após analisar 12 anos de dados, a força-tarefa concluiu que as revisões tiveram pouco ou nenhum efeito na confiabilidade das aeronaves.

Por muitos anos os engenheiros pensaram que todos os equipamentos, peças e componentes tinham algum tipo de padrão de desgaste. Em outras palavras, à medida que o equipamento envelhece, a probabilidade de falha aumenta. Mas o estudo descobriu que esse conceito universalmente aceito não era totalmente verdade.

Em vez disso, a força-tarefa encontrou seis padrões que descrevem a relação entre idade e fracasso. E que a maioria das falhas ocorre aleatoriamente e não com base na idade.

Os resultados da força-tarefa foram usados para desenvolver uma série de diretrizes para companhias aéreas e fabricantes de aviões sobre o desenvolvimento de cronogramas de manutenção confiáveis.

A primeira medida intitulada “Avaliação de Manutenção e Desenvolvimento de Programas” foi lançada em 1967 pela United Airlines. Essa medida ou força tarefa é conhecida como MSG-1 – Maintenance Steering Group e foi escrito especificamente para o Boeing 747-100.

Essa força tarefa da indústria aérea aplicou pela primeira vez a lógica da árvore de decisão – uma série de perguntas que levam a uma decisão de tarefa de manutenção suportável – ao identificar as tarefas de manutenção preventiva necessárias.

Esse antecessor do RCM provou ser uma abordagem eficiente, pois focava diretamente no impacto da falta de confiabilidade nas operações e na segurança. No ano seguinte, a lógica da árvore de decisão formou a base para o projeto do programa inicial de manutenção do Boeing 747.

O cronograma de manutenção do 747-100 foi o primeiro a aplicar conceitos de Manutenção Centrada em Confiabilidade usando a diretriz da MSG-1. E obteve uma redução de 25% a 35% nos custos de manutenção em comparação com as práticas anteriores.

Como resultado, as companhias aéreas fizeram lobby para remover toda a terminologia 747-100 do MSG-1. Eles queriam os cronogramas de manutenção para todos os novos aviões comerciais projetados usando o mesmo processo.

O resultado foi o MSG-2, lançado em 1970 intitulado “Planejamento do Programa de Manutenção de Companhia Aérea/Fabricante”.

No início da década de 1970, esse trabalho atraiu a atenção do Gabinete do Secretário de Defesa, do Comando de Sistemas Aéreos Navais, da Força Aérea e do Exército. A Marinha foi a primeira a aplicar essa nova filosofia e uma metodologia aprimorada chamada Manutenção Centrada em Confiabilidade (RCM).

Departamento de Defesa dos EUA se envolve no RCM

Assim, em 1974, o Departamento de Defesa pediu à United Airlines que escrevesse um relatório sobre os processos usados para definir programas de manutenção confiáveis para aeronaves civis.

Em 1978, a United Airlines publicou um livro preparado sob contrato com o Gabinete do Secretário Adjunto de Defesa (Manpower, Reserve Affairs and Logistics) detalhando a metodologia RCM. Este livro, Reliability-Centered Maintenance, de Stanley Nowlan e Howard Heap formaram a base para a aplicação do Naval Sea Systems Command do RCM para manutenção de navios.

Desde então, muito mais trabalho foi feito para progredir na nesse novo método da Manutenção Centrada na Confiabilidade. A indústria aérea mudou para o MSG-3, um processo estruturado que tem em seu “DNA”, os conceitos da RCM.

E que através de um fluxo lógico de tomada de decisões, resultam nas tarefas de manutenção programadas para os diversos sistemas e sub‐ sistemas das aeronaves. John Moubray publicou seu livro RCM2 na década de 1990 introduzindo conceitos de Manutenção Centrada em Confiabilidade para a indústria em geral.

Atualmente, a manutenção do RCM é definida através de normas internacionais como a SAE JA 1012 e IEC 60-300-3-11. Mas é o trabalho feito nos anos 60 e 70 na indústria aérea americana que culminou no relatório Knowlan & Heap em 1978, ao qual todas as abordagens modernas de manutenção RCM podem ser vistas.

Padrão de falhas

O trabalho pioneiro em Manutenção Centrada em Confiabilidade realizado pela United Airlines começou com um estudo das características de confiabilidade da idade de peças e componentes.

Quando a United desmontou os motores para reparo, encontrou alguns motores cujos componentes internos estavam em boas condições e alguns motores cujos componentes internos estavam em más condições.

Além disso, quando a United começou a explorar a relação idade-confiabilidade, introduzindo esses motores de volta ao serviço após reparo mínimo, descobriu que alguns motores com componentes internos em boas condições exibiam menor confiabilidade em serviço do que motores com componentes em condições desgastadas.

A United Airlines percebeu que não tinha um controle tão firme sobre a relação entre tempo de serviço (ou “idade”) e confiabilidade quanto pensava. A degradação da confiabilidade é uma redução da resistência de um item à falha.

A empresa aplicou a mesma técnica usada por atuários de seguros ao desenvolver curvas de mortalidade para seres humanos. Esta técnica foi usada para explorar a relação entre a taxa de falha ou probabilidade condicional de falha e alguma medida de idade operacional para o hardware da aeronave.

A probabilidade condicional de falha é a taxa de falha do componente em relação ao tempo. Uma probabilidade condicional constante de falha significa que a taxa de falha não está aumentando ou diminuindo em relação ao tempo, significa que temos falhas aleatórias.

Os resultados da exploração inicial dessa relação pela United são mostrados na Figura 2.1 na coluna marcada UAL, que foram desenvolvidos a partir de um estudo de 139 componentes e equipamentos de aeronaves.

Esses resultados mostram tanto desgaste (falhas relacionadas à idade, curvas A, B e C) quanto falhas aleatórias (curvas D, E e F). A figura a seguir também inclui resultados semelhantes de estudos posteriores.

Nesse gráfico os dados da UAL – United Air Lines e Broberg são baseados em aeronaves, e MSDP e SSMD são baseados em embarcações da Marinha.

A análise mostrou que:

  1. Falhas aleatórias predominam em comparação com falhas relacionadas à idade. A mortalidade infantil (ou seja, alta probabilidade inicial de falha, diminuindo com a idade) é comum.
  2. A mortalidade infantil persiste (é necessário um tempo significativo para a transição da mortalidade infantil para a probabilidade condicional de insucesso em estado estacionário).
  3. A probabilidade condicional de falha nunca é zero.
  4. A forma da curva característica de confiabilidade de idade é altamente dependente da configuração.
  5. Itens simples tendem a apresentar desgaste (curvas A, B e C), enquanto itens complexos tendem a apresentar falhas aleatórias (curvas D, E e F).

Conclusão

Segundo esse estudo, não é necessário desenvolver curvas de características de confiabilidade de idade para cada item do equipamento. Na verdade, essas curvas devem ser limitadas a um pequeno conjunto de itens de alto valor.

Na manutenção em geral, acredito que podemos fazer isso em itens estratégicos, independentemente de valor, que se busca uma confiabilidade em seu funcionamento. Outro fator que merece destaque é sobre a imensa divulgação hoje em dia sobre a efetividade da preventiva ser de apenas 11%.

No meu ponto de vista não podemos generalizar sobre esse índice e digo porquê. Digo isso, pois essa probabilidade 11% de efetividade contra 89% de ineficiência é exclusivamente para esse estudo do padrão de falhas em aeronaves.

Não podemos generalizar para todo tipo de máquina ou equipamento que são totalmente distintos desse segmento. O que podemos disseminar tranquilamente é que esse estudo nos trouxe a RCM e o padrão de falhas como uma referência. Uma metodologia fantástica onde podemos evidenciar as melhores estratégias de manutenção para cada tipo de segmento de ativos.

 

 

Fonte:

https://www2.fab.mil.br/ila/index.php/downloads/category/40-2-encontro-de-confiabilidade?download=171:apresentacao

https://reliabilityanalyticstoolkit.appspot.com/static/S9081-AB-GIB-010_R1_RCM_Handbook.pdf

http://www.plant-maintenance.com/articles/SubmarineMaintenanceDataRCM.pdf

https://pt.scribd.com/document/455902858/John-Moubray-Manutencao-Centrada-em-Confiabilidade

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