CONFIABILIDADE
FTA e FMEA
Prof. Marcus Soeiro
CONFIABILIDADE
O MÉTODO FTA PARA ANÁLISE DE CONFIABILIDADE
O FTA assim como o FMEA são aplicáveis nas seguintes
situações:
Na melhoria de um produto já existente ou processo
já em operação, a partir da identificação das causas
das falhas ocorridas e seu posterior bloqueio.
Na detecção e bloqueio de causas de falhas
potenciais (antes que aconteçam) em produtos ou
processos já em operação.
Na detecção e bloqueio das causas de falhas
potenciais (antes que aconteçam) em produtos ou
processos, ainda em fase de projeto.
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UNIDADE III - O MÉTODO FTA PARA ANÁLISE DE CONFIABILIDADE
Metodologia aplicada pelas ferramentas:
No FTA parte-se do efeito e chega-se à causa. A falha
do sistema é denominada de evento de topo e é
decomposta a partir do nível superior para os inferiores,
como galhos de uma árvore.
EX: O consumo de óleo desta máquina está muito alto.
Qual a razão desse anormalidade?
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UNIDADE III - O MÉTODO FTA PARA ANÁLISE DE CONFIABILIDADE
A FTA ( Fault Tree Analysis – Análise da Árvore de Falhas)
A árvore de falha é um modelo gráfico que permite mostrar
de maneira mais simples o encadeamento dos diferentes
eventos que podem dar por resultado o evento do topo.
A FTA estabelece um método padronizado de análise de
falhas ou problemas, verificando como ocorrem em um
equipamento ou processo.
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UNIDADE III - O MÉTODO FTA PARA ANÁLISE DE CONFIABILIDADE
EVENTO DE TOPO
(EFEITO DA FALHA)
CAUSA
CAUSA
CAUSA
CAUSA
CAUSA
CAUSA
CAUSA
CAUSA
CAUSA
CAUSA
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Palady, Paul, 1997
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UNIDADE III - O MÉTODO FTA PARA ANÁLISE DE CONFIABILIDADE
Diagrama de bloco para um ferro elétrico
Cabo
elétrico
Conector
de
entrada
Dial de
controle
Resistência
Carcaça
Base
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Não aquece
Análise de FTA para um
ferro elétrico
Sistema
Elétrico
Sistema
de resistência
Sistema
Mecânico
Resistência
Fio
Elétrico
Conector
de entrada
Dial de
controle
Base
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Exercício aplicativo 11:
Elabore uma árvore de falha para um motor elétrico, considerando como evento
de topo a queima da motor elétrico, em razão de uma possível perda do entreferro.
(Rotor toca fisicamente no estator).
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Exercício aplicativo 12 :
Na figura abaixo temos o desenho de uma calha vibratória. Elabore uma árvore
de falha FTA, considerando como evento de topo que a calha não transporta.
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No FMEA o ponto problemático é enfocado a partir da
causa, raciocinando na direção do efeito (falhaproblema). Sua proposta é examinar a possibilidade de
falhas nas peças e componentes de nível mais
elementar, e quais as suas conseqüências nos níveis
hierárquicos superiores do sistema.
EX: De quais maneiras este parafuso poderia falhar?
Como isto afetaria a máquina?
É um método orientado para adoção de medidas
corretivas e preventivas (contramedidas)
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FMEA (Failure Modes and Effects Analysis – Análise dos
Modos e Efeitos das Falhas)
No FMEA raciocina-se de baixo para cima: procura-se
determinar os modos de falha dos componentes mais
simples, as suas causas e de que maneira eles afetam os
níveis superiores do sistema. Essa análise é basicamente
dedutiva e não necessita de cálculos mais sofisticados.
Questão central:
Entender de quais maneiras um componente pode falhar?
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Tipos de FMEAS:
 Projeto:
Usado na análise de produtos antes de sua
fabricação; Seu foco de análise esta nos modos
de falhas causados por deficiência de projeto.
 Processo:
Usado na análise de processos de fabricação e
montagem. Seu foco esta nos modos de falhas
causados por deficiências na fabricação ou
montagem.
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As perguntas básicas que são feitas em uma análise via
FMEA são:
Como pode falhar? (Ocorrência)
Por que falha? (Detecção)
O que acontece quando falha? (Severidade)
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Exercício aplicativo 13:
Responda as três perguntas do slide anterior para um chuveiro elétrico residencial,
considerando falhas possíveis. Considere a análise como potencial.
Dica: Faça um diagrama de blocos!!!!
Exercício aplicativo 14:
Responda as três perguntas do slide anterior para a calha do exercício aplicativo 12
Considere que a calha não pode operar em vazio e que qualquer parada da calha,
após 30 minutos irá para toda uma instalação de forno. Considere também todas as
possibilidade de falhas possíveis. Liste todas respostas na seqüência das questões.
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Efeito da Falha – Entende-se por “ efeitos das falhas “ as
formas como os modos de falha afetam o desempenho do
sistema, do ponto de vista do Cliente. É o que o Cliente
observa.
Vibração, Desgaste Prematuro, Funcionamento Ruidoso,
Aumento do Atrito, Fragilidade Mecânica, Baixa
Resistência,
Travamento,
Bloqueio,
Vazamentos,
Transbordamento, Perda das características dimensionais,
Baixo Rendimento, Consumo Excessivo, Aumento de
Temperatura, Queda da Temperatura, Aumento ou
Diminuição da Vazão, Queda da Pressão, Patinando,
Queda da velocidade.
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NIDADE IV - O MÉTODO FMEA PARA MELHORIA DA CONFIABILIDADE
Modo (tipo) da Falha – Entende-se por “ modos de falhas “ os
eventos que levam associados a eles uma diminuição parcial ou
total da função do produto e de suas metas de desempenho. Os
equipamentos podem apresentar os seguintes modos de falhas:
Desbalanceado,
Excêntrico,
Desalinhado,
Desajustado,
Empenado, Poroso, Rugoso, Aberto, Fechado, Encurtado,
Alongado, Deformado, Trincado, Quebra da Parede, Fraturado,
Furado, Ruptura, Rasgado, Desgastado, Rompido, Alimentação
Inadequada, Ressecado, Espanado, Contaminado, Mudança da
Freqüência Natural, Carregado (Sobrecarga), Enrijecido,
Desnivelado, Empenado, Brinelado, Queimado, perda de
isolação, Entupido, Mal Dimensionado, Mal posicionado.
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Causa da Falha – Entende-se por “ causas de falhas “ os
eventos que geram (provocam, induzem) o aparecimento
do modo de falha.
Folgas Inadequadas, Falta Lubrificação, Erro de Montagem,
Material Inadequado, Espessura Inadequada, Acúmulo de
Tensões,
Torque
Excessivo,
Raio
Inadequado,
Comprimento
Inadequado,
Tratamento
Térmico
Inadequado, Fabricação Inadequada, Desenho Incorreto,
Matéria Prima Inadequada, Operação Faltante, Falta de
Ventilação, Fadiga Natural (vida útil), Choque Mecânico
(impacto), Fixação Frouxa, Falta de Planicidade, Falta de
Limpeza, Operação Por Tempo Indeterminado, Excesso de
Partidas, Queda na Isolação.
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CONFIABILIDADE
Fluxograma de construção do FMEA.
MODELO TRADICIONAL
FALHA
POTENCIAL
MODOS DE
FALHA
CAUSAS
CONSEQUENCIAS
OCORRÊNCIAS
SEVERIDADE
DETECÇÃO
RPN
Palady, Paul, 1997
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Fluxograma de construção do FMEA.
MODELO PRÓ-ATIVO
FALHA
POTENCIAL
MODOS DE
FALHA
OCORRÊNCIA
CAUSAS
SEVERIDADE
CONSEQÜÊNCIAS
DETECÇÃO
Gráfico de área
No modelo Tradicional , estabelecemos as prioridades com base no risco (RPN) para o processo de
priorização e de decisões.
Prof. Marcus
Palady, Paul, 1997
Soeiro
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NIDADE IV - O MÉTODO FMEA PARA MELHORIA DA CONFIABILIDADE
A PLANILHA PADRÃO FMEA
FMEA – Analise de Efeitos e Modos de Falhas
Cabeçalho
Funções
Modos de Falha Efeitos S Causas O
Controles D Ações Recomendadas
Status
Primeiro, devemos tentar reduzir a ocorrência e a severidade. A grande
oportunidade de retorno estão nos dois primeiros parâmetros
.
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Palady, Paul, 1997
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A PLANILHA PADRÃO FMEA
 O Cabeçalho, que contem o objetivo do FMEA, a equipe responsável pelo
desenvolvimento do FMEA, o cliente que será influenciado pelo resultado do
FMEA , a data de inicio. A data da ultima revisão e o responsável pelas revisões.
 A Coluna para descrição das FUNÇÕES de cada componente, onde todas as
funções devem ali ser relacionadas. Fazer um descrição bem concisa e exata
como uma linguagem direta deve ser a preocupação da equipe FMEA
 A coluna MODOS DE FALHAS deve descrever como o componente da máquina
deixa de desempenhar suas funções, para qual foi projetado (Descrição negativa
da função).
 A coluna EFEITOS, permite descrever quais os impactos de cada modo de falha
para uma máquina, instalação, sistemas, pessoas, meio ambiente e etc. O efeito
é a forma como a falha pode ser vista na perspectiva do usuário.
 A coluna do Parâmetro SEVERIDADE, determina em uma escala crescente de 1
a 10 conforme sua escala descritiva mostrada abaixo, qual a gravidade das
conseqüências das falhas, para uma máquina, instalação, sistemas, pessoas,
meio ambiente. A Severidade diz respeito as características operacionais das
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instalações.
Palady, Paul, 1997
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A PLANILHA PADRÃO FMEA
 A coluna das CAUSAS, descreve as razões que possibilitam a ocorrência
do modo de falha. O esforço de equipe, pode ser amparado, se
necessário, por ferramentas específicas (Diagrama de espinha de peixe,
pareto , árvores de falhas), objetivando identificar as causas básicas, ou
as causas que tem contribuição de relevância para os modos de falhas
.Nem todos as causas contribuem igualmente para um modo de falha
potencial. Importante separar causas básicas das triviais!
 A coluna do Parâmetro OCORRÊNCIA, determina em uma escala
crescente de 0 a 10 conforme sua escala descritiva mostrada abaixo,
com qual freqüência a causa do modo de falha ocorrerá. A ocorrência
esta ligada a robustez dos projetos das máquinas permitindo a elas
estarem mais ou menos vulneráveis a falhas.
 A coluna FORMAS DE CONTROLES, identifica que tipos de controles
foram planejados ou estão estabelecidos para garantir que todos os
modos de falha sejam identificados e eliminados.
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Palady, Paul, 1997
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A PLANILHA PADRÃO FMEA
 A coluna do Parâmetro DETECÇÃO, determina em escala decrescente de 0 a 10
conforme escala descritiva mostrada abaixo, qual é a possibilidade de detectar a
falha potencial antes que a mesma aconteça. A ferramenta FMEA tem uma
conotação muito pró-ativa, mas o parâmetro detecção já detecta a falha iminente
portanto reativa. Neste aspecto os dois primeiros parâmetros SEVERIDADE e
OCORRÊNCIA dão um caráter mais pró-ativo ao FMEA.
 A coluna AÇÕES RECOMENDADAS, descreve as ações para PREVENIR
PROBLEMAS POTENCIAIS, REDUZIR AS CONSEQÜÊNCIAS DAS FALHAS e
AUMENTAR A CAPACIDADE DE DETECÇÃO de falhas. A estratégia comum
utilizado nas implantações do FMEA é baseado no RISCO que considera o
resultado da multiplicação dos três parâmetros. Outros aspectos que devem
nortear as ações é priorizar modos de falha com grau de severidade maior ou
igual a 9 e também modos de falhas com altos índices de severidade e ocorrência
.
 A coluna STATUS das recomendações, tem o propósito de permitir o
gerenciamento das implementações das ações economicamente viáveis com
retorno em confiabilidade.
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Palady, Paul, 1997
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A PLANILHA PADRÃO FMEA
Possibilidades de funções para um copo descartável
 Armazenar líquido
 Isolar termicamente
 Resistir ao esmagamento
 Resistir ao esmagamento
 Conter líquido
 Transferir líquido
 Ser segurado nas mãos
 Ser descartável
Importante é se perguntar de que forma os clientes usam
corretamente o objeto em discussão
Prof. Marcus Soeiro
Palady, Paul, 1997
CONFIABILIDADE
ABORDAGEM PROATIVA
Alta
prioridade
Primeiro devemos
buscar reduzir a
ocorrência e a
severidade, pois implica
em retorno na qualidade
e confiabilidade para o
cliente!!
Média
Baixa
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Palady, Paul, 1997
CONFIABILIDADE
Modo de Falha
Efeito
*Fratura da Resistência
elétrica do chuveiro.
* Água não Aquece
*Perda de ajuste na posição central do mancal de rolamento
* Travamento Eixo
*Atraso na emissão de
Nota Fiscal
Causa
* Oxidação
* Acúmulo Tolerância
* Pagamento Atrasado * Erro no Cadastro por
Falta de Treinamento.
OBS: Evite descrições genéricas que não acrescentam nenhuma informação
as pessoas envolvidas na análise, por exemplo:
Fratura da resistência elétrica do chuveiro
em vez de
Resistência não funciona
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Palady, Paul, 1997
CONFIABILIDADE
ESCALA DE SEVERIDADE
GRAU
Efeito não percebido
Índice de Severidade:
1
Efeito insignificante
2
Efeito insignificante que causa perturbação perceptível
3
Efeito que causa perturbação com efeitos razoavelmente perceptível
4
Efeito que causa perturbação com efeitos perda de performance
5
Efeito que causa perturbação com efeitos perdas importantes de
performance
Efeito de falha grave que pode impedir o equipamento e a
instalação cumprir sua função
6
Efeito significativo , resultando em falha grave, não colocando
porém a segurança de pessoas em riscos.
8
Efeito considerado critico com perturbações significativas e impõe
risco de segurança
Efeito perigoso, ameaçando a vida de pessoas , custos sginificativo
da falha colocando em risco a saúde da organização
É uma avaliação das
conseqüências assumindo-se que
o tipo de falha aconteceu.
7
9
10
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Palady, Paul, 1997
CONFIABILIDADE
ESCALA DE OCORRÊNCIA
GRAU
Extremamente remoto, altamente improvável
1
Remoto , improvável
2
Pequena chance de ocorrência
3
Pequeno número de ocorrências
4
Espera-se um número ocasional de falhas
5
Ocorrência moderada
6
Ocorrência frequente
7
8
Ocorrência elevada
Índice de ocorrência:
Avalia a freqüência com que a falha
poderia
apresentar-se
como
resultado de uma causa específica.
A determinação do índice de
ocorrência está baseada:
Nos métodos dos controles atuais
Em dados históricos de processos
similares
•No número e magnitude das
causas/fontes potenciais de variação.
•A avaliação deste parâmetro com
base no modo de falha fornece um
informação mais precisa.
9
Ocorrência muito elevada
10
Ocorrência extremamente elevada
Palady, Paul, 1997
Prof. Marcus Soeiro
CONFIABILIDADE
ESCALA
DE
DETECÇÃO
GRAU
É quase certo que será detectado
1
Probabilidade muito alta de detecção
2
Alta probabilidade de detecção
3
Chance moderada de detecção
4
5
Chance média de detecção
Alguma probabilidade de detecção
6
Baixa probabilidade de detecção
7
Probabilidade muito baixa de detecção
8
Probabilidade remota de detecção
9
10
Detecção quase impossível
Índice de detecção:
Qual a chance de detectar
o modo de falha ou das
causas que geram o modo
de falha?
Mede a probabilidade da causa
da falha ser detectada antes
que a mesma leve a quebra.
Cabe lembrar que a principal
meta é prever problemas ou
minimizar suas conseqüências
quando ocorrem.
Índice de Risco:
É calculado como o
produto dos índices de
ocorrência, gravidade e
detecção
ÍNDICE DE RISCO
É calculado como o produto dos índices de: Ocorrência X Gravidade X Detecção
R=OxGxD
Palady, Paul, 1997
Prof. Marcus Soeiro
CONFIABILIDADE
Planejamento gerencial para desenvolvimento do FMEA:
 Definição do líder do programa
 Eleição do grupo
 Tipo ou modelo de abordagem
 Critérios das escalas.
 Base de dados e informações para apoio à aplicação da
ferramenta (Estatística, Pareto, ROF´s, ICD´s).
 Modos de consenso (Padrão de escala, Classificação dos
modos de falhas etc).
 Programação e planejamento das atividades das equipes.
 Cronograma e orçamento e disponibilidade de pessoal
 Infraestrutura de apoio para as equipes (Local, recursos)
Prof. Marcus Soeiro
 Definição de um relator para o grupo.
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NIDADE IV - O MÉTODO FMEA PARA MELHORIA DA CONFIABILIDADE
Condução da equipe FMEA
 Selecionar a equipe
 Elaborar o diagrama funcional de blocos
 Priorizar os focos de análises (Definição gerencial)
 Coletar os dados necessários e construir planilha.
 Análisar e embasar os dados planilhados (FTA, Causa e
efeito, pareto, ROF´s)
 Quantificar os parâmetros ocorrência, severidade e
detecção.
 Fazer análise com base nos parâmetros de priorização
consensados.
 Determinar ações para reduzir os riscos ao padrão
aceitável pela equipe.
Prof. Marcus Soeiro
CONFIABILIDADE
NIDADE IV - O MÉTODO FMEA PARA MELHORIA DA CONFIABILIDADE
A experiência tem demonstrado que não existe uma única forma de
interação entre as ferramentas.
O FTA ao estabelecer de maneira lógica o encadeamento das falhas
de um sistema, facilita a elaboração da FMEA.
O FMEA poderá conduzir a obtenção de falhas mais básicas que as
relacionadas na árvore. Assim a partir da FMEA se elaborará uma
revisão da FTA, expandindo os galhos da árvore.
Conclui-se portanto que o uso conjunto das duas ferramentas resulta
num efeito sinérgico: uma beneficia-se com a utilização da outra.
COM A PRÁTICA AS EQUIPES RESPONSÁVEIS PELA CONDUÇÃO
DOS ESTUDOS VERÃO A MANEIRA MAIS VANTAJOSA DE
EMPREGAR AS DUAS FERRAMENTAS, NÃO DESCARTANDO
INCLUSIVE A POSSIBILIDADE DE ELABORAÇÃO SIMULTÂNEA.
Prof. Marcus Soeiro
CONFIABILIDADE
Exercício aplicativo 17
A figura abaixo apresenta uma válvula de segurança (PSV) na posição fechada.
Sua principal função é aliviar a pressão quando ultrapassa um limite considerado.
Elabore em grupo, uma análise FMEA para a válvula de segurança PSV.
Use as
orientações
Para a condução da
equipe FMEA
Prof. Marcus Soeiro
CONFIABILIDADE
 O seis sigma é uma estratégia gerencial disciplinada
e altamente quantitativa, que visa aumentar a
lucratividade das empresas através da otimização de
produtos e processos, com o consequente
incremento
da
satisfação
de
clientes
e
consumidores.
 Só funciona se for implementado com rigor e
disciplina.
 As decisões devem ser baseadas em dados e na
metodologia estruturada DMAIC e é imprescindível
um profundo comprometimento da alta administração
da organização.
Prof. Marcus Soeiro
WERKEMA, Cristina, - Criando a Cultura Seis Sigma, 2002
CONFIABILIDADE
 A meta dos seis sigma é chegar muito próximo a
zero defeito – 3,4 defeitos para cada milhão de
operações de operações realizadas.
O benchmark é utilizado para comparar o nível
de qualidade de produtos, operações e
processos.
A filosofia é da melhoria contínua dos processos
e da redução de variabilidade, na busca de zero
defeito.
Prof. Marcus Soeiro
WERKEMA, Cristina, - Criando a Cultura Seis Sigma, 2002
CONFIABILIDADE
Tradução do nível da qualidade para a linguagem financeira.
Nível da qualidade
Defeitos por milhão
(ppm)
Custo da não-qualidade
(percentual do
faturamento da
empresa)
Dois sigma
308.537
Não se aplica
Três sigma
66.807
25 a 40%
Quatro sigma
6.210
15 a 25%
Cinco sigma
Seis sigma
233
3,4
5 a 15%
< 1%
Prof. Marcus Soeiro
WERKEMA, Cristina, - Criando a Cultura Seis Sigma, 2002
CONFIABILIDADE
O método DMAIC:
Base para o desenvolvimento dos projetos seis sigma
 D- Define (Definir): Definir com precisão o escopo do
projeto.
 M- Measure (Medir): Determinar a localização ou foco
do problema.
 A- Analyze (Analisar): Determinar as causas de cada
problema prioritário
 I- Improve (Melhorar): Propor, avaliar e implementar
soluções e ferramentas para cada problema prioritário.
 C- Control (Controlar): Garantir que o alcance da meta
seja mantido a longo prazo.
Prof. Marcus Soeiro
WERKEMA, Cristina, - Criando a Cultura Seis Sigma, 2002
CONFIABILIDADE
Visão geral das etapas do DMAIC
DEFINE
MEASURE
ANALYZE
IMPROVE
CONTROL
Validar a
importância do
projeto.
Os dados existem
e são confiáveis?
Analisar o processo
gerador do
problema prioritário
Identificar
soluções
prioritárias.
Avaliar o alcance
da meta em larga
escala
Constituir a equipe
responsável pelo
projeto
Não: Coletar novos
dados
Identificar e
priorizar as causas
potenciais do P.P
Testar em pequena
escala as soluções
prioritárias
Meta alcançada?
Sim: Padronizar as
alterações.
Transmitir aos
novos padrões
Elaborar o Project
Charter.
Sim: Usar dados
existentes
Quantificar a
importância das
causas potenciais
prioritárias.
Meta alcançada?
Sim – Elaborar um
plano para
implementar as
soluções em larga
escala
Implementar um
plano para
monitoramento da
performance e
tomada de ações
corretivas, caso
surjam anomalias
Identificar as
principais
necessidades dos
clientes
Identificar os
problemas
prioritários.
Não: Então,
retornar a etapa M.
Sumarizar o
trabalho e fazer
recomendações.
Estabelecer a meta
de cada problema
prioritário
WERKEMA, Cristina, - Criando a Cultura Seis Sigma, 2002
Prof.
Marcus
Soeiro
Não:
Então, voltar
à etapa M.