CONFIABILIDADE
Árvore de Falhas
Prof. Marcus Soeiro
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Esta técnica foi desenvolvida em 1960 por H. A. Watson da Bell Telephone
Laboratories para analisar o desempenho do sistema de controle de lançamento do
“Minuteman”. Mais tarde, esta técnica foi melhorada por uma equipe de estudos da
“Bell Laboratories”. Trabalhos futuros sobre a técnica de “Árvore de Falhas” foram
conduzidas pela “Boeing Corporation”, no qual foram estabelecidas as regras para
seu uso. Em 1965 vários trabalhos sobre a técnica foram apresentados num
simpósio de segurança na Universidade de Washington (Seatle). Desde então, a
técnica vem sendo melhorada por diversos especialistas
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A árvore de falhas é uma técnica a qual muitos eventos interagem para produzir
outros eventos que podem ser relacionados através de operadores lógicos simples
(AND, OR, ...), essas relações permitem a construção metódica de uma estrutura
que representa o sistema considerado.
Somente depois que o funcionamento de um sistema está totalmente entendido é
que o analista deverá partir para a construção da Árvore de Falhas.
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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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SÍMBOLOS E DEFINIÇÕES MAIS COMUNS DAS ÁRVORES DE FALHAS
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SÍMBOLOS E DEFINIÇÕES MAIS COMUNS DAS ÁRVORES DE FALHAS
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A primeira parte a ser considerada na construção das árvores de falha, está na seleção
do Evento Superior, que é o sujeito da análise. Cada evento seguinte será considerado
em termos do seu efeito sobre aquele Evento Superior.
A próxima parte é identificar os eventos contribuintes que podem diretamente causar a
ocorrência do Evento Superior. Pelo menos “quatro” possibilidades existem:
1- O equipamento não recebe nenhuma entrada, tal como um sinal para operar;
2- O equipamento se encontra em falha, de modo que não pode operar;
3- Houve um erro humano, tal como uma falha ao operar uma chave ou de instalação
do equipamento; e
4- Algum evento externo pode ter ocorrido que impede a operação, tal como uma falha
de causa comum.
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O MÉTODO FMEA 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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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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Exemplo 01: A Árvore de Falhas de um sistema elétrico para o qual o evento é a falha
de disparo de um disjuntor, está exemplificada abaixo:
Uma
Evento
Topo
vez
que
os
eventos
contribuintes do primeiro nível
Disjuntor
Não Dispara
tenham sido estabelecidos, cada
ramo deve ser examinado para
Porta
OU
decidir se eles podem ou não ter
seqüência. A seguinte pergunta
devem ser respondida:
Disjuntor
em Falha
Falha
Randômica
Sem Sinal
de Disparo
Danificado
por Fogo
Falha de
Causa
Comum
· O Evento Entrada pode ser
tratado como uma Falha Básica
ou
pode
ser
subdividido em
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outros modos de falha para seus
componentes?
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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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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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Construir uma árvore de falhas de um sistema simples, com relação a um
quarto contendo uma chave elétrica e uma lâmpada. Assumir que a chave
somente falha ao fechar. Em adição, o evento não desejado é o quarto no
escuro.
Diagrama funcional:
Fusível
Chave
I
L
Lâmpada
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Solução
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Construir uma árvore de falhas do seguinte sistema:
Fusível
Fonte
F
Resistência da
Fiação
Chave
M
Motor
Considerar que o evento falha indesejável (evento topo) é “motor
inoperante”.
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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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