FMEA DE PROJETO PARA O DIAGNÓSTICO DE FALHAS DE MÁQUINAS E IMPLEMENTOS AGRÍCOLAS Alessandro de Franceschi Vinicius Kaster Marini Leonardo Nabaes Romano
Introdução A agricultura conectada impõe desafios ao projeto e ao desenvolvimento de máquinas agrícolas na implementação de recursos de inteligência, comunicação e desempenho para a evolução da produtividade. Para assegurar vantagem competitiva a partir das novas soluções, é necessário evoluir as práticas de projeto e desenvolvimento de máquinas agrícolas incluindo considerações de qualidade e confiabilidade em seus aspectos técnicos e gerenciais. Nesse contexto, as empresas da indústria brasileira de máquinas e implementos agrícolas mostram grandes disparidades: enquanto algumas exercem liderança de mercado em qualidade e inovação, outras lutam para sair da posição de retardatárias pela adoção de boas práticas de engenharia. Em serviço à implementação de práticas de engenharia capazes de servir à garantia da qualidade no desempenho das operações, este capítulo objetiva discutir o projeto de máquinas e implementos agrícolas, com foco nos aspectos de qualidade e confiabilidade, partilhando um exemplo de prática em análise e predição de falhas com a técnica FMEA. Para evitar problemas que podem fazer com que a solução de cultivo agrícola seja um fracasso de mercado, a confiabilidade – a capacidade de um produto funcionar durante a maior parte do tempo em que é necessário – é o atributo central para fornecer um produto de qualidade. Segundo DIAS et al. (2013), as práticas de tratamento de falhas estabelecem quadro de trabalho composto de estruturas e técnicas que definem as modalidades de tratamento das falhas projetadas ou testemunhadas no desempenho dos sistemas técnicos7. No contexto de operação agrícola, é possível emitir a definição de sistemas de cultivo agrícola, considerando máquinas e implementos agrícolas que incluem funções embarcadas de sensoriamento, inteligência, comunicação e controle para além das funções básicas de mecânica, de energia e de estrutura. Uma vez que as operações agrícolas são prescritas para momentos determinados dos ciclos de cultivo8, e têm seu desempenho definido em cada um desses momentos pela operação mecanizada de uma área cultivada em certo intervalo de tempo9, as ocorrências de falha em sistemas de cultivo agrícola podem causar prejuízos significativos aos processos de negócio dos cultivos. Outro aspecto importante das operações agrícolas é o reconhecimento da variabilidade das propriedades dos cultivos em relação à localização10, que determina a necessidade de soluções capazes de adaptar seu funcionamento às necessidades localizadas de tratamento dos cultivos. Dessa forma, ganham particular relevância as práticas de projeto e desenvolvimento de sistemas de cultivo agrícola para mitigar a ocorrência de falhas ao longo do ciclo de vida. Neste cenário, a utilização de técnicas de projeto com foco em confiabilidade requer informações básicas com um nível mínimo de conhecimento técnico para o fim de tratar as ocorrências de falha a partir do projeto do sistema de cultivo agrícola. Esse nível deve ser considerado com base no ciclo de vida pretendido para os sistemas técnicos e refletindo embasamento suficiente nas reais condições de operação (DIAS et al., 2013): primeiramente, considerando o entendimento das funções implementadas no sistema técnico e de como estas são implementadas em subsistemas e grupos de componentes O termo ‘sistemas técnicos’ corresponde à combinação de funções e subsistemas em máquinas e equipamentos, implementados por grupos de componentes em vários domínios de especialidade, tais como mecânica, energia, estruturas, eletroeletrônica, algoritmos e interface de usuário, que executam transformações de energia, material e sinal combinadas para a satisfação de uma necessidade (HUBKA & EDER, 1992). 8 A prescrição de operações agrícolas para momentos determinados dos ciclos de cultivo determina uma característica sazonal para os sistemas de cultivo agrícola, majoritariamente operados em uso intermitente conforme sua concepção habilita à execução de um processo técnico específico para a operação (MIALHE, 1974; MARINI, 2007). 9 A operação mecanizada da área cultivada em certo intervalo de tempo determina uma característica de criticidade do tempo de operação, onde qualquer falha dos sistemas de cultivo agrícola em completar a área cultivada dentro de um tempo prescrito pode incorrer em prejuízos à produtividade dos cultivos. 10 A variabilidade das propriedades dos cultivos com relação à localização determina uma característica de adaptabilidade do sistema de cultivo agrícola mediante sensoriamento, processamento e ajuste autônomo dos parâmetros de funcionamento. 7
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