aula 9 mantenabilidade

Confiabilidade de Sistemas

DTMM IFBA

Curso de Frias

Prof. Antonio Carlos Peixoto Bitencourt

Mantenabilidade e Disponibilidade1

Mantenabilidade

Mantenabilidade ou Manutenabilidade

Facilidade com que se efetuam reparos e outras

atividades de manuteno.

Probabilidade do equipamentos ser recolocado em

condies de operao dentro de um determinado

intervalo do tempo.

Caracterstica do projeto que define a facilidade de

manuteno, o tempo de manuteno e os custos

envolvidos.

2

Mantenabilidade3

Escopo da Mantenabilidade

Tempo mdio entre manuteno

Tempo mdio entre substituies

Tempo para manuteno

Hh de manuteno/Horas de operao

Custo de manuteno/Horas de operao

4

Objetivo da Mantenabilidade5

Otimizao dos tempos e custos de

manuteno

Estimar os tempos para manuteno em funo

da disponibilidade requerida

Estimar disponibilidade

Estimar recursos requeridos para a execuo

da manuteno

Composio do Tempo de Reparo

Tempo Administrativo:

Localizar pessoal

Deslocamento

Obteno de ferramental e equipamentos de teste

Planejamento da interveno

Tempo de manuteno ativa:

Estudo do diagrama do equipamento

Isolamento da falha

Realizao efetiva da manuteno (troca de componentes)

Testes

Recolocao em funcionamento.

6

Composio do Tempo de Reparo7

Parmetros da Manutenabilidade

Funo Distribuio para Reparo

Funo Densidade de Probabilidade de Reparo

Taxa de Reparo Instantnea

MTTR Tempo mdio para reparo

( ) ( )G t P t

( )( )

d G tg t

d t

( )( )

1 ( )

g tm t

G t

0

( )M T T R t g t d t

8

Parmetros da Manutenabilidade

Estimativa do MTTR

Ao de Reparo

Ao de Preveno

r r

r

tM T T R

pm m p

pm

tM T T R

9

Distribuio dos Tempos de

Manuteno

Varivel aleatria

Capacidade para diagnosticar a causa da falha

Disponibilidade de equipamento e pessoal

habilitado para os procedimentos de reparo.

Tipo e natureza da falha

Tipo e natureza do sistema

10

Distribuio dos Tempos de

Manuteno

Lognormal

Tendncia e esforos de reparo em tempos mais

curtos

Ocorrncia de atrasos

Exponencial

Aproximao razovel

Simplifica a anlise da disponibilidade MTTR

11

Log-normal

2

21

( )

2

z

z e

2

21

( )

2

z

z e

2

1

2

ln

1( )

2

t

g t e

t

ln( )

tG t

1 ( )( )

1 ( )

zm t

t z

2

2

M T T R e

12

Exponencial 13

( )t

g t e

( )m t ( ) 1t

G t e

1M T T F

Mantenabilidade e

Custo Ciclo de Vida14

Mantenabilidade e

Custo Ciclo de Vida15

Aes de Manuteno16

Manuteno Corretiva

Inclui todas as aes para retornar um sistema do

estado falho para o estado operacional ou

disponvel.

A freqncia determinada pela confiabilidade do

equipamento.

No pode ser planejada, ela normalmente ocorre

quando no se deseja.

Aes de Manuteno17

Manuteno Preventiva

Procura reter o sistema em estado operacional atravs da preveno de

ocorrncias de falhas.

efetuado por meio de:

Inspeo

Controle e

Servios

Atravs de:

Limpeza;

Lubrificao;

Calibrao;

Troca de componentes, etc.

Manuteno Preventiva e

Confiabilidade18

Tipos de Manuteno Preventiva

Depende da previso do comportamento do

equipamento (manuteno preventiva

baseada no tempo)

Depende da monitorao do estado do

equipamento (manuteno preventiva

baseada na condio)

Depende de uma oportunidade operacional

quando da parada do sistema (manuteno

preventiva sob oportunidade)

19

Manuteno Preventiva versus

Taxas de Falhas20


Taxas de Falhas21


Taxas de Falhas22

Manuteno Preventiva Baseada

no Tempo23

Manuteno Preventiva

Otimizao

Parmetro das distribuies dos principais modos de falha

Efeitos dos modos de falhas

Custos da falha e efeito

Custo da substituio programada

Efeito da manuteno na confiabilidade

Taxa de propagao de defeitos capaz de causar falha

Custo de inspeo ou ensaio

24

Paradas Administrativas

Paradas para as quais no existe motivo

tcnico, no houve falha fsica

Grupos de equipamentos ou equipamentos

individuais: 0,91 0,50,7 e diminui

Interpretao errnea falha prematura aes incorretas

25


na Condio

A condio de funcionamento dos componentes

periodicamente verificada.

Objetivo de se detectar alteraes nos seus

parmetros que possam indicar um princpio de

falhas.

A periodicidade depende do comportamento

dos parmetros.

26


na Condio

Exemplos de parmetros:

Temperatura

Rudo

Vibrao

Resistncia de isolamento

Umidade dissolvida

Gases dissolvidos em leo

Resistncia de aterramento

27


na Condio

Existem diversas tcnicas para medio de tais

parmetros:

Inspeo visual.

Sistemas de monitorao em tempo real.

Anlise fsico-qumica de leos isolantes.

Termografia

Ultrasom

Vibrometria

28

Efeito da Manuteno Preventiva29

Perfeita

Confiabilidade se mantm depois da interveno

to bom como novo

Imperfeita

Probabilidade da manuteno no restaurar a

condio anterior

Efeito da Manuteno Preventiva

Perfeita30

Considere

t tempo de operao

R(t) confiabilidade antes da interveno

RM(t) confiabilidade depois da manuteno

T intervalo entre MP

0 ( ) ( )M

t T R t R t

2 ( ) ( ) . ( )M

T t T R t R T R t T

2 3 ( ) ( ) . ( ) . ( 2 )M

T t T R t R T R T R t T

( 1) ( ) ( ) . ( . )N

MN T t N T R t R T R t N T


Perfeita31

Distribuio Exponencial

Sem Ganho!

( )t

R t e

.

( ) ( )N

t N TT

MR t e e R t


Perfeita32

Distribuio Weibull

Confiabilidade depois de N intervenes

Confiabilidade sem intervenes

( )

t

R t e

.

( )

N

T t N T

MR t e e

.

( )

T t N TN

MR t e

( )

TN

MR N T e

.

( )

N T

R N T e


Perfeita33

Ganho de confiabilidade

Condio de Ganho

0


Perfeita34


Imperfeita35

p probabilidade que falha da manuteno no restaurar a confiabilidade

Condio de Ganho

( ) ( ) ( . ) (1 ) , ( 1) , 0 ,1, 2 ...N N

MR t R T R t N T p N T t N T N

(1 )N N p

p e

( )

( )

T N TN N p

MR N T

eR N T

1( 1)

Tp N


Imperfeita36

p probabilidade que falha da manuteno no restaurar a confiabilidade

Condio de Ganho

T grande, tempo longo entre manuteno

Efeito de desgaste supera a falha da manuteno

1( 1)

Tp N

Disponibilidade

Requisitos de Operao

As mquinas falhem o menos possvel.

Caso haja falha que seja reparada no menor tempo possvel

Atributo do sistema que est associado ao seu estado operacional.

Representa a probabilidade do sistema estar disponvel em um

determinado intervalo de tempo

Probabilidade de um equipamento ou sistema estar em condies de

operar, dentro dos limites para o qual foi especificado, no instante em

que for solicitado

a relao entre o tempo em que o equipamento ou instalao ficou disponvel para produzir em relao ao tempo total.

37

Disponibilidade

A disponibilidade de um sistema ou

equipamento compromisso entre:

Confiabilidade

Mantenabilidade

M T T FA

M T T F M T T R

38

Disponibilidade

Com a competitividade mundial e busca pela

qualidade total:

Elevao da confiabilidade.

Com o aumento da qualidade intrnseca do

produto.

Diminuio da manutenabilidade.

Com a produo de equipamentos mais fceis de

manter .

Sem elevao dos custos de manuteno.

39

Requisitos x Tipos de Indstria40

Requisitos x Tipos de Indstria41

Parmetros da Disponibilidade42

Disponibilidade Mdia Amed(t)

Disponibilidade Assinttica ou Estacionria

Amed()

0

1( )

T

m dA D t d t

T

0

1lim ( )

T

T

A D t d tT

Parmetros da Disponibilidade43

Comportamento exponencial para falha e

reparo

M T T FA

M T T F M T T R

( )( )

tA t e

( )

2( ) 1

( )

T

m dA T e

T

Exemplo: Clculo Disponibilidade44

FalhaTempo de Ocorrncia

(dia)

Tempo at Falha

(dia)

Tempo at Reparo

(dia)

1 6 5,8 0,2

2 39 32,8 0,6

3 42 3,1 0,4

4 56 13,2 1,9

5 65 7,4 0,3

6 68 2,6 0,9

7 92 23,1 0,1

8 124 31,9 3,7

9 150 22,1 3,3

10 170 16,9 0,1

Nos ltimos seis meses, ocorreram dez falhas em uma mquina perfiladeira. Os dias em que ocorreram

as falhas, os tempos at falha e o tempo (em dias) para reparo do equipamento vm apresentados a

seguir. Suponha tempos at falha e tempos at reparo exponencialmente distribudos.

i. Estimativas de MTTF e MTTR

ii. Disponibilidade do equipamento em seis meses

iii. Disponibilidade Assinttica


FalhaTempo de Ocorrncia

(dia)

Tempo at Falha

(dia)

Tempo at Reparo

(dia)A(t) A

1 6 5,8 0,2 0,9328 0,9325

2 39 32,8 0,6 0,9325 0,9325

3 42 3,1 0,4 0,9325 0,9325

4 56 13,2 1,9 0,9325 0,9325

5 65 7,4 0,3 0,9325 0,9325

6 68 2,6 0,9 0,9325 0,9325

7 92 23,1 0,1 0,9325 0,9325

8 124 31,9 3,7 0,9325 0,9325

9 150 22,1 3,3 0,9325 0,9325

10 170 16,9 0,1 0,9325 0,9325

MTTF=15,89 MTTR=1,15














0,930

0,940

0,950

0,960

0,970

0,980

0,990

1,000

t(horas)

A(t) versus A

A(t)

A

Disponibilidade de Sistemas47

Sistemas em srie

Sistemas em paralelo

1

( ) ( )

n

i

i

A t A t

1

( ) 1 (1 ( ) )

n

i

i

A t A t

1

n

i

i i i

A

1

1 1

n

i

i i i

A

Nmero de Renovaes48

Ocorre sempre que o equipamento volta a

funcionar (falha+reparo)

N(0)=0

Incrementos independentes

Tempos at falhas e at reparos variveis aleatrias e independentes

Distribuies Exponenciais

( )

2 2

( )t

N t t e

( ) ( ) ( )

1 ( ) ( )

d N t f t g t

d t f t g t

Exerccios49

50

t(h) h(t) C(R$) No. Substituies Falhas Esperadas

100 0 25.000,00 50 0

150 0 16.666,67 33 0

200 0,0016 18.304,55 25 2

300 0,0035 30.410,62 17 5

400 0,0050 38.735,50 13 7

aula 9 mantenabilidade

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