The Mahalanobis-Taguchi system based on statistical modeling

早大学位記番号:新7809早稲田大

Manutenção baseada no estado de condição. Uma abordagem utilizando cartas de controlo modificadas

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia IndustrialNa Marinha, como na indústria, a manutenção condicionada é hoje em dia, a política de manutenção tendencialmente mais usada. Vários fatores contribuem para esse efeito, nomeadamente a necessidade imperiosa de evitar gastar recursos inutilmente, aplicando-os apenas e quando a manutenção é necessária para garantir as altas taxas de disponibilidade e segurança exigidas. Trata-se, pois, de uma forma de manutenção baseada essencialmente, em informação e, mais especificamente, no conhecimento preciso do estado dos equipamentos em cada instante. Isto significa a recolha contínua de dados acerca dos equipamentos e o seu tratamento em tempo real (online) por técnicas estatísticas adequadas aos processos de decisão nesta área. Só o atual estado de desenvolvimento tecnológico permite concretizar essas políticas com sucesso, o que explica que, sendo conhecidas há décadas, só agora se assista ao seu uso generalizado. Especificamente, a monitorização online, em detrimento da offline, pode contribuir significativamente para uma melhoria do conhecimento do estado ou condição dos equipamentos e contribuir para a definição do timing correto das intervenções de acordo com os fatores externos associados e exigidos pelos gestores de projeto das organizações. São assim minimizadas as intervenções associadas a falsos alarmes ou determinadas por planos desfasados da realidade. Podem, também, ser evitadas eventuais avarias catastróficas que conduzam a uma perda total do equipamento. A tese fundamental deste trabalho é a de que as Cartas de Controlo usadas para Controlo Estatístico de Processos (SPC) mas aplicadas agora a dados de funcionamento de equipamentos, podem ser um instrumento fundamental no diagnóstico e predição de avarias mecânicas num contexto de manutenção condicionada. Nesta investigação não só foi desenvolvida uma metodologia que incluiu a adaptação e desenvolvimento de algumas cartas de controlo neste domínio, como a respetiva validação experimental usando principalmente – mas não só – dados de vibração de equipamentos mecânicos recolhidos em condições experimentais (eletrobomba montada numa oficina da Escola Naval) como dados observacionais reais recolhidos de máquinas propulsoras Navais (turbinas a gás e motores diesel). Pretendeu-se criar um modelo que admita adaptações de acordo com as exigências de normativos em vigor, as definições do fabricante e os requisitos do utilizador, podendo assim haver ajustamento nas regras que impõem uma intervenção. Neste sentido, para amostras grandes, consideram-se duas fases na aplicação das cartas de controlo. Na primeira fase é testada a independência e normalidade das variáveis. Caso a independência, eventualmente, não se verifique, os dados podem ser modelados usando um modelo da família ARIMA (p, d, q), sendo calculados os resíduos do modelo ajustado, definindo assim os parâmetros de funcionamento dos equipamentos. Na segunda fase, calculam-se os erros de previsão do modelo ajustado de forma a permitir a monitorização online através de cartas especiais modificadas univariadas, e cartas tradicionais e especiais multivariadas. Para amostras pequenas - caso dos equipamentos propulsores - aplicam-se as cartas de controlo Short Run com uma só fase e em que a monitorização é efetuada a partir da quarta observação. O estudo experimental evidenciou resultados encorajadores - nomeadamente aplicabilidade, flexibilidade e adaptabilidade - que levam a admitir que a aplicação futura da metodologia proposta pode contribuir para uma manutenção mais eficaz e eficiente