Des manœuvres inadéquates augmentent les coûts des récolteuses de canne à sucre

La chaîne de la canne à sucre est l'une des plus importantes du secteur agro-industriel brésilien, le Brésil étant le premier producteur mondial de sucre et le deuxième producteur mondial d'éthanol. Les usines de canne à sucre, cherchant à améliorer la rentabilité du secteur, ont choisi d'augmenter progressivement l'adoption de la mécanisation, en particulier la récolte, qui, d'un point de vue économique, se distingue par ses coûts élevés.

Face au défi actuel consistant à réduire les coûts pour accroître la compétitivité, le secteur cherche à adopter des pratiques de gestion qui vont au-delà de l'amélioration des taux de récolte mécanisée (en termes de kg/heure ou de tonnes/jour/machine). Des facteurs tels que : la qualité de la matière première qui approvisionnera l'industrie, le taux de perte, la formation d'un contingent de main-d'œuvre pertinent et les dépenses d'entretien des machines, notamment l'entretien imprévu, doivent également être pris en compte. et une usure accélérée des composants de la machine et qui provoque des arrêts intempestifs. 

Pour augmenter l'efficacité et la disponibilité mécanique, tout gestionnaire sait qu'une attention particulière doit être portée à l'élément responsable du support et du système de locomotion complexe d'une récolteuse, le convoyeur roulant. 

Le matériel roulant se compose essentiellement de chenilles, de patins, de rouleaux supérieurs et inférieurs, d'une roue de guidage, d'une roue motrice, de goupilles, de bagues, de maillons et d'un camion. Les coûts de maintenance de ces pièces représentent le plus grand pourcentage des coûts totaux de maintenance dans de nombreuses usines. 

Par conséquent, la spécialisation des mécaniciens qui s'occupent de ce poste est essentielle pour garantir un entretien de haut niveau et éviter des dépenses en réparations. La routine de ces professionnels comprend certaines inspections et procédures de réglage périodiques. La tension de la chaîne, par exemple, est la condition de réglage la plus délicate : si elle est trop tendue, elle entraînera une usure prématurée des bagues, entre autres composants, et, si elle est desserrée, elle endommagera les rouleaux, ce qui peut provoquer dommages et accidents lors de l’opération de récolte. 

De plus, toutes les récolteuses de l'usine sont surveillées en permanence et les informations concernant l'apparition de dommages, les réparations et l'usure de leurs composants sont envoyées à une station de maintenance centralisée.

Si le tapis roulant représente toujours le coût le plus élevé dans les tableaux de maintenance des machines et équipements de l'usine, la raison réside peut-être dans une pratique opérationnelle importante, mais rarement abordée dans la formation : la manœuvre de récolte. 

Les manœuvres de la machine sont considérées comme des inefficacités opérationnelles, car elles réduisent la capacité effective de récolte (kg/heure ou tonnes/jour), et il existe un consensus général selon lequel elles devraient être effectuées le plus tôt possible, afin de réduire les temps improductifs de récolte. opération. . 

Cependant, dans la récolte mécanisée de la canne à sucre, il existe un contraste puisque la coupe et le chargement sont simultanés, tout comme les manœuvres en tournière. Autrement dit, les moissonneuses fonctionnent accompagnées d'un tracteur qui tire un véhicule transportant une ou deux unités. Lorsque l'ensemble récolteuse et tracteur-transbordeur arrive à l'extrémité du coupe-feu (eito), le transbordement sort pour effectuer sa manœuvre d'abord en tête, et, en raison du rayon de braquage incompatible avec la taille du porteur, il entre dans le bordure du champ nouvellement récolté et retourne au rang adjacent à récolter. Ou encore, afin d'éviter de piétiner la frontière, il effectue sa manœuvre dans un espace libre, situé à proximité de la zone en cours de récolte. Parallèlement, la moissonneuse effectue également sa manœuvre au sein de l'espace porteur, et généralement dans le sens opposé au tracteur de transbordement. 

On constate alors que bien qu’elles soient réalisées de manière indépendante, les manœuvres de récolte et de transbordement sont concomitantes. Il est recommandé que, pendant que le transbordement commence sa manœuvre, l'opérateur de l'abatteuse ralentisse la machine (en réduisant la rotation du moteur), éteigne le coupe-herbe et soulève la partie avant de la machine, en libérant les disques de coupe de base du sol et en effectuant la manœuvre à l'aide des leviers de manche (jamais en sens inverse), et en au moins trois étapes, avant de se repositionner sur la ligne de canne suivante, évitant ainsi les dommages et l'usure du matériel roulant. 

Cette information peut paraître évidente, mais un test sur les temps de manœuvre d'ensembles de récolte mécanisés réalisé dans une usine située dans l'état de São Paulo a montré que dans cette unité 33,7% des manœuvres s'effectuent brusquement (« tourner sur le pied »). Et dans cette usine, la plus grosse dépense de maintenance correspond au matériel roulant.

Test

L'expérience a été réalisée dans une usine de canne à sucre située dans l'État de São Paulo, et le présent travail a été développé avec le soutien du Laboratoire de Machines Agricoles et Mécanisation – Lamma, de l'Unesp de Jaboticabal (SP). Les temps de manœuvres du tracteur-transbordement et les temps de manœuvres de la moissonneuse ont été collectés lors de la récolte dans différentes parcelles présentant des caractéristiques de relief similaires. 

L'ensemble mécanisé analysé était composé de récolteuses automotrices d'une puissance de 260 kW (358 ch), avec joystick pour le contrôle de la direction, et de 4x2 tracteurs TDA, d'une puissance de 172 kW (235 ch), qui tiraient deux unités de transbordement d'une capacité volumétrique de 33 m3 et chargeaient capacité de 14.000 XNUMX kg chacun.

Pour les manœuvres de la moissonneuse, les temps de manœuvre ont été calculés séparément, lorsque l'opérateur les effectuait correctement (en trois étapes), et les temps passés à exécuter des manœuvres brusques, où l'opérateur tourne autour de l'axe de la machine au moyen des leviers de commande situés sur le côté gauche de le siège de l'opérateur).

La complexité et le fonctionnement d'une récolteuse de canne à sucre, ainsi que les coûts d'exploitation élevés, justifient l'importance d'évaluer constamment les performances opérationnelles et la qualité de la récolte mécanisée, car qualité et coût vont de pair.

Ainsi, pour traiter les données de temps de manœuvre collectées et effectuer une analyse détaillée des variables qui interfèrent dans l'interaction de la machine et de l'opérateur, une méthode scientifique à grand potentiel d'applicabilité a été utilisée, appelée Contrôle Statistique de Qualité (CEQ).

Les outils CEQ, principalement les cartes de contrôle, sont largement utilisés dans les processus industriels, et leur utilisation est de plus en plus répandue dans les processus agricoles. En ce qui concerne les processus mécanisés, la carte de contrôle est sans aucun doute l'outil le plus utilisé dans les travaux de recherche, ce qui se justifie par le fait qu'elle permet de suivre les données de terrain dans le temps, en vérifiant la qualité et la performance d'une opération, car si le processus est surveillé régulièrement, son comportement sera connu, ce qui permettra d'identifier plus facilement quand il n'est pas stable et où il échoue. 

Selon Trindade et al (2007), ces points défectueux, qui peuvent provoquer une instabilité dans une opération, sont appelés causes spéciales de variation et surviennent en raison de facteurs appelés « 6M » (main-d'œuvre, machine, matière première, méthode, mesure et environnement).

Résultats

Les points sur la carte de contrôle (Figure 2) représentent les temps des manœuvres effectuées par l'abatteuse. La ligne verte centrale représente la valeur moyenne des points collectés, et la ligne rouge en pointillés, appelée Ligne de Référence, représente le temps moyen que met le tracteur de transbordement à exécuter la manœuvre de tournière. La ligne de référence a été insérée afin de pouvoir comparer les valeurs moyennes des temps de manœuvre de la moissonneuse et des temps de transbordement du tracteur.

La manœuvre correcte de la moissonneuse (effectuée en trois étapes) a pris en moyenne 38,5 secondes. Les manœuvres brusques, également appelées manœuvres « à pied », ont été réalisées en un temps moyen de 26 secondes, le temps de manœuvre le plus bas observé dans cette technique étant de 20 secondes.

Le temps moyen nécessaire à l'ensemble tracteur-transbordement pour effectuer la manœuvre en tournière est de 47,3 secondes, comme l'indique la ligne de référence sur la carte de contrôle. On constate que le tracteur de transbordement met presque deux fois plus de temps à effectuer les manœuvres par rapport à la moissonneuse. Ceci est évident sur les cartes de contrôle par la distance entre la ligne de référence et la ligne médiane centrale sur la deuxième carte de contrôle. Et même le temps de manœuvre le plus long observé dans cette lettre, 31 secondes, est encore immensément plus court que le temps de manœuvre tracteur-transbordement.

En observant la première carte de contrôle, on constate que, même pour des manœuvres de récolte effectuées correctement, le tracteur de transbordement met encore près de dix secondes de plus pour terminer sa manœuvre et se repositionner à côté de la récolteuse. Il convient également de noter que seulement 37 % des manœuvres en trois étapes ont été réalisées dans des délais supérieurs au temps moyen, comme le montre le plus grand nombre de points situés sous la ligne médiane de la première carte de contrôle. En d’autres termes, la majorité des opérateurs d’abatteuses ont manœuvré en moins de 38,5 secondes.

Par ailleurs, seules cinq manœuvres ont été réalisées dans un temps égal et/ou supérieur au temps de manœuvre tracteur-transbordement. Et parmi les cinq points, deux ont été identifiés par la carte de contrôle comme une cause particulière (points situés au-dessus du LSC - limite supérieure du contrôle qualité), éventuellement due à des facteurs de main-d'œuvre et environnementaux (conditions de relief à cet endroit spécifique).

En pratique, ces résultats indiquent que le temps de manœuvre de la moissonneuse peut être mieux utilisé, car conditionné par le temps de transbordement du tracteur. Même en manœuvrant rapidement, l’abatteuse devra attendre le retour du tracteur pour continuer la récolte. 

De plus, la manœuvre brusque (« à pied ») provoque une torsion des camions et un désalignement de l'ensemble du matériel roulant, en raison d'efforts de résistance et de frottement excessifs. Par conséquent, les axes et les bagues deviendront poussiéreux, endommageant la chaîne, car ils subiront les impacts directs des autres composants pendant le mouvement ; Ce mouvement supplémentaire va également accélérer l’usure des roues motrices, des roues de guidage et des rouleaux, réduisant ainsi la durabilité du matériel roulant et engendrant des coûts de réparation.

Les chiffres 1,2, 3 et 1 sur les cartes représentent des regroupements de points séquencés au même endroit : au-dessus de la moyenne (2), en dessous de la moyenne (3) et proche de la moyenne (XNUMX). Ces tendances sont détectées par un outil CEQ appelé runchart (graphiques séquentiels). Ces points peuvent être interprétés comme des manœuvres effectuées par le même opérateur au cours de son quart de travail et qui suivent le même schéma technique de manœuvre, indiquant la forte influence de l'expérience et de la compétence de l'opérateur dans un processus opérationnel, et l'importance d'effectuer une formation visant à l'interaction machine-opérateur, ainsi qu'à l'amélioration de la communication entre les opérateurs lors des manœuvres en fourrière. Car lorsqu'il s'agit du composant qui génère les coûts de maintenance les plus élevés, il vaut la peine d'orienter même les plus petits efforts vers des pratiques qui conduisent à obtenir le maximum de bénéfices et la durée de vie utile du matériel roulant.

*Par Lígia Negri Corrêa, Adam Felipe dos Santos, Aline Spaggiari Alcântara, Renata Fernandes de Queiroz, Carlos Eduardo Angeli Furlani e Rouverson Pereira da Silva, de Unesp/FCAV-Jaboticabal