Confiabilidade - Árvore de Falhas
• Parâmetros de Confiabilidade
– O termo Confiabilidade é bastante amplo e pode significar:
• Frequência de Ocorrência
– Número provável de paradas numa campanha
• Disponibilidade Momentânea
– Disponibilidade do Grupo Diesel de reserva
• Disponibilidade Média
– Fração do tempo que o sistema está operacional
CONFIABILIDADE
Probabilidade da missão ter
sucesso numa missão
definida
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Confiabilidade - Árvore de Falhas
• DEFINIÇÕES
• Confiabilidade
– É a probabilidade de que o SISTEMA funcione satisfatoriamente por um período
de tempo determinado e sob condições de carga e ambiente pré-definidas.
• Disponibilidade
– É a probabilidade de que o sistema funcione quando demandado dentro de um
período de tempo* determinado e sob condições ambiente pré-definidas. *
campanha ou intervalo entre testes
•
Frequência de Falhas
– A Frequência de Falhas de um sistema é a quantidade de vezes, num período de
tempo determinado e sob condições ambiente pré-definidas, que a falha de
algum dos seus componente leva à perda de função do sistema como um todo.
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A definição da confiabilidade de um componente ou sistema
R(t) é dada por:
“Probabilidade de que o componente ou sistema que funciona em
t = 0, funcione ininterruptamente até o tempo t.”
R(t)
R (t) = e-t
t
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Significado de Alguns Termos do Cotidiano
MTTF = Mean Time To Failure
Tempo Médio até Falhar .
MTBF = Mean Time Between Failure
Tempo Médio entre Falhas
MTTR = Mean Time To Repair
Tempo Médio de Reparo .
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Fatores de Influência na Confiabilidade dos Componentes
• Tipo da Operação: “On Line” ou “Stand By”
• Duração da Campanha
• Afastamento das Condições de Projeto
• Freqüência de Testes ou Ciclo de Monitoração
• Possibilidade de Reparo durante a Campanha
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Banco de Dados
• Da Própria Organização
• Fornecedor do Equipamento
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• Regras p/ a construção de uma Árvore de Falhas
– O primeiro evento, denominado evento topo, é sempre um evento
que retrata o não funcionamento do sistema.
– Neste evento definimos o objetivo da análise, através da
indicação detalhada do parâmetro de confiabilidade selecionado.
• Ex.: Probabilidade de falha do grupo Diesel de Emergência, da nossa fábrica,
quando operando nas 4 horas após um Apagão, dado que houve sucesso na
entrada em operação.
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Confiabilidade - Árvore de Falhas
• Regras p/ a construção de uma Árvore de Falhas
– A árvore é construída de cima para baixo, partindo-se do evento
topo.
– A cada evento devemos questionar “como” ele poderia ter ocorrido, e
os eventos respostas são colocadas num nível logo abaixo.
– Quando encontramos eventos para os quais os parâmetros de
confiabilidade são conhecidos, paramos de detalhar a arvore naquele
ponto.
• Estes eventos finais são denominados eventos básicos
– A ligação entre eventos é feita através dos portões lógicos, que são
responsáveis pela parte operacional da lógica da árvore.
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• Simbologia Básica
Caixa dos Eventos
Intermediários
Caixa do
Evento Topo
Caixa de Transferência
“Para”
Pág. 5
Pág.
11
Caixa dos
Eventos Básicos
Pág.
5
Caixa dos Eventos
não Desenvolvidos
Caixa de Transferência
“De”
Pág. 11
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• Simbologia Básica
B
A
+
Portão “E”
X
Y
Z
O Portão A ocorre apenas se todos
os eventos X, Y e Z ocorrerem.
Portão “OU”
K
L
I
O Portão B ocorre se qualquer um
dos eventos K, L ou I ocorrerem.
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• Exemplo para Comentários
V5
V2
Tanque
V1
V4
V6
Mangueira 5
Mangueira 6
B
A
V3
Bombas
Evento Topo
Indisponibilidade de água, para combate, nas duas
mangueira
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• Modos de Falhas
“Maneira como a Falha é Observada”
– Válvula de Bloqueio
•
•
•
•
•
•
Emperra Fechada
Falha em Abrir Totalmente
Emperra Aberta
Vazamento Interno = Passagem
Vazamento para o Exterior
Flange Danificado
– Bomba
•
•
•
•
Baixo Rendimento
Falha na Partida
Parada Durante Operação
Vazamento para o Exterior
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Confiabilidade - Árvore de Falhas
• Modos de Falhas = “Maneira como a Falha é Observada”
– Alarmes / Chaves Automáticas / Detectores
• Falha em Operar
• Operação Espúria
– Controlador
•
•
•
•
•
Saída Maior
Saída Menor
Saída Congelada
Saída Nula
Saída Máxima
– Tubulação
•
•
•
•
Obstrução Total
Obstrução Parcial
Vazamento Externo
Ruptura
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Confiabilidade - Árvore de Falhas
• Regras p/ a construção de uma Árvore de Falhas
– Sempre que formos construir uma Árvore de Falhas devemos
considerar que outras pessoas irão ter a necessidade de seguir o
processo lógico da mesma, e assim a árvore deve ser tão mais
bem elaborada quanto maior for a complexidade do sistema em
estudo.
– Devemos também ser sistemáticos para evitar que ramos
importantes sejam esquecidos, o que comprometeria o resultado
da análise.
– As próximas regras atuam neste sentido
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Confiabilidade - Árvore de Falhas
• Regras p/ a construção de uma Árvore de Falhas
– Cada retângulo deve conter com clareza a informação completa do evento que
representa.
Falha da Válvula
Válvula V1 falha, Emperrada Fechada,
quando sua operação é demandada
– Após a colocação de um portão (E ou OU) devemos incluir todas as suas entradas
antes de seguir adiante.
– Um ramo deve ser levado até seus eventos básicos e só então um outro deve ser
analisado.
– Abordar o sistema no sentido inverso ao do fluxo. Pergunta-se então: Porque
aquele ponto está falho?
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Confiabilidade - Árvore de Falhas
• Cuidados com a quantificação
– Adequação das fontes de dados
– Valores na forma adequada para os cálculos ( Frequência X Probabilidade )
– Valores por demanda = Ver definição do ciclo
– Influencia de
Vibração;
Ambiente;
Temperatura;
Umidade, etc
– Dados locais = Específicos do próprio sistema
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Confiabilidade - Árvore de Falhas
• Quais são os resultados da Análise
– Resultados Diretos
• Levantamento dos Pontos Fracos do Sistema
• Determinação da probabilidadede ocorrência do evento Topo
• Avaliação relativa de custo / benefício de possíveis modificações que se
queira realizar no sistema.
– Resultados Indiretos
• Aprofundamento do conhecimento sobre o sistema
• Possibilidade de aproveitamento do modelo em análises futuras
• Fonte de treinamento de técnicos da área.
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