confiabilidade aula 1

Confiabilidade

Conceito Intuitivo de Confiabilidade

Registro encontrado no antigo Egito em uma tábua de argila em 429 a.C.:

“No que diz respeito ao conjunto anel de ouro com esmeralda, nós garantimos durante 20 anos que a esmeralda não sairá do anel de ouro. Se a esmeralda sair do anel de ouro antes de 20 anos, nós pagaremos junto ao Bel-Nadin-Shumu a indenização de 10 manas de prata”.

Confiabilidade

O cavaleiro medieval que dependia do desempenho de sua espada para garantir suas propriedades e privilégios devia ficar profundamente desapontado se sua espada nova falhasse (quebrasse ou perdesse o corte) já na primeira batalha.

Sem dúvida, a sua expectativa era de que a espada duraria várias batalhas, ou seja, ele esperava não ter que adquirir outra espada senão após um longo período de tempo, mesmo porque, dependendo do tipo e do momento da falha, ele talvez não sobrevivesse para mandar fazer outra espada, OLIVEIRA [11].

Confiabilidade

O gerenciamento de riscos e de confiabilidade tem sido um importante fator de preocupação e desafio para a indústria e sociedade nas últimas décadas.

Isto tem sido motivado tanto pela melhoria das exigências impostas pela sociedade com relação à segurança das pessoas envolvidas e do patrimônio e à preservação do meio ambiente como pela melhoria de eficiência,

produtividade e competitividade na indústria.

Confiabilidade

As técnicas de análise de riscos e confiabilidade têm-se mostrado poderoso instrumento para a tomada de decisões gerenciais.

Estas técnicas auxiliam no gerenciamento das atividades relativas ao ciclo de vida do projeto, possibilitando a implementação das políticas que minimizem os custos de operação, manutenção e inspeção de sistemas industriais, mantendo os níveis de segurança demandados pela sociedade, como na escolha da melhor opção de configuração de um projeto quando da sua aquisição.

Confiabilidade

É a probabilidade de um item desempenhar uma função, sob condições especificas, de forma adequada, como previsto no projeto, durante um período de tempo pré-determinado.

Confiabilidade também está associada a garantia de execução de funcionalidades sistêmicas para atender requisitos não-funcionais.

Confiabilidade de Produto

O desejo de ausência de falhas durante o ciclo de vida esteve sempre presente nas relações de mercado informal, produtor-consumidor.

–Telefone: menor que 2 horas de falha no chaveamento em 40 anos.

–Sistema de iluminação guia de submarino (TAT - 8): menor que 3 falhas exigindo reparo de navio em 25 anos.

–Para um AT&T PC (1987): MTBF no mínimo de 2500 horas.


Relações de mercado formal - Código de Defesa do Consumidor (CDC) Brasileiro - LEI Nº 8.078, de 11 de setembro de 1990, estabelece normas de proteção e defesa do consumidor.

• No caso de falha do produto dentro do prazo hábil, o produtor assegura uma obrigação chamada de garantia ao consumidor, o consumidor normalmente é recompensado pelo produtor por um novo produto ou pelo produto reparado em perfeito estado de funcionamento.

• Na venda do produto é fornecido um documento expedido pelo fabricante que estabelece os limites da garantia de qualidade, funcionamento e eficiência de cada produto colocado no mercado, sempre condicionados a uma determinada forma de utilização e manutenção do produto.


Para o produtor pode ser um fator estimulante melhorar sempre o projeto do produto, com isso aumentar a garantia fornecida ao consumidor, ganhando mercado e servindo de instrumento de competitividade e melhoria contínua.

Algumas citações na mídia:

• Televisores Mitsubish: garantia de 5 anos.

• Televisores SEMP TOSHIBA: garantia de 50 meses

• Automóveis Mercedes-Benz: garantia de 2 anos.


A noção de “confiabilidade” de um produto, associada à ausência de falhas durante a utilização do mesmo está presente na relação produtor-consumidor à muito tempo.

Definições

O estudo de confiabilidade basicamente pode ser abordado de duas formas:

•Qualitativa, pelo estudo dos modos de falha e suas consequências para o sistema. É a abordagem utilizada na manutenção centrada na confiabilidade.

•Quantitativa, pela medição de número de falhas, tempo de parada e custos associados em manutenção e perda de produção. É a abordagem estatística, no qual o sistema é modelado por distribuição de probabilidade de falha,

Em ambas as formas o sistema é descrito por blocos, representando subsistemas, e atribuindo um grau de confiabilidade. Através desta modelagem pode-se detectar subsistemas críticos, estipular redundâncias e prever sobressalentes, dentre outras ações.

Estimativa de tempo

A confiabilidade procura o tempo no qual um sistema estará disponível. A escala de tempo irá alimentar a distribuição de probabilidade do equipamento. Porém, a noção de "tempo" pode variar para cada sistema.Por exemplo, ao estudar um automóvel, estima-se como vida útil a distância percorrida, logo a escala de "tempo" do automóvel será em "quilômetros" ou "milhas".

Outra definição importante é o conceito de "um sistema parado não se degrada". Na verdade, podem ocorrer processos de degradação que comprometem a vida útil, antes mesmo do equipamento ser posto em operação.

Engenharia de confiabilidade

A engenharia de confiabilidade é o ramo da engenharia voltado para o estudo confiabilidade de sistemas de forma geral, durante o seu ciclo de vida. O profissional da área possui uma visão geral dos campos da engenharia, vendo o sistema como um todo.


Evolução da Engenharia da Confiabilidade:

Déc. 30:Na indústria aeronáutica, com o aumento do número de aviões em operação (voe-conserte-voe);

Década dos 40:Desenvolvimento dos mísseis V1 e V2, durante a Segunda Guerra Mundial (“uma corrente é tão forte quanto seu elo mais fraco” – Lasser);

Década dos 50:Ainda durante Guerra da Coréia, um relatório do Pentágono, reportou que as taxas de falhas dos equipamentos eletrônicos da época eram altas, que cerca de 2 dólares por ano eram gastos para manter operacional cada dólar de equipamento eletrônico.



Déc. 50:•Equipamentos eletrônicos usados na guerra estavam em condições de operação apenas cerca de 30% do tempo,(baixa disponibilidade);

•Em 1951, Weibull publicou uma função estatística;

•Final da década dos 50, criação da Análise de Modos e Efeitos de Falhas- Failure Modes and Effects Analysis (FMEA).



Déc. 60:•Taxa de acidentes registrados durante pousos foi de 1 em 1 millhão nos EUA, sendo determinada a exigência de que não fosse maior do que 1 a cada 10 milhões de pousos (para aviões equipados com o sistema automático);

• A corrida espacial americana dependente da confiabilidade dos componentes dos foguetes;

•Setor eletrônico, buscavam fundamentalmente fornecer aos usuários um produto mais confiável, visando com isto, aumentar as suas vendas.

•Indústria nuclear, procuravam através de análises de confiabilidade de seus sistemas de segurança, diminuir o risco de acidentes em suas instalações.



Déc. 60:•Análise de Míssil Balístico Intercontinental (Army Missile Command);

• Programa Espacial Americano - Programa Apollo (Marshall Space Flight Center e criação da NASA em 1958) ;

• Criação da Análise de FT - Fault Tree Analysis (O Bell Telephone Laboratories desenvolveu o conceito em 1961 para a U.S. Air Force visando o uso no sistema do míssil Minuteman, mais tarde adotada e amplamente aplicada pela Boeing Company)



Déc. 70:• Indústrias químicas e petroquímicas;• Livro de Nowlan and Heap sobre Manutenção Centrada em Confiabilidade – Reliability Centered Maintenance (RCM);• Análise de Custo do Ciclo de Vida no Departamento de Defesa Americano - DoD, Life Cycle Costing (LCCA);

Déc. 80:• Amplamente empregada nos vários setores industriais;• Manutenção Centrada em Confiabilidade - Reliability Centered Maintenance;• Custo do Ciclo de Vida nas indústrias indústrias químicas e petroquímicas - Life Cycle Cost (LCC)



Déc. 90:• softwares de Confiabilidade após o advento do Sistema Operacional Windows 95;• ISO-20815 (Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries - Production Assurance and Reliability Management);• API-17N (Recommended Practice for the Achievement of Subsea Production System Reliability);• ISO-14224 (Petroleum and Natural Gas Industries - Collection and Exchange of Reliability and Maintenance Data for Equipment);• ISO-15663 (Petroleum and Natural Gas Industries - Life Cycle Costing)

Conceitos

Item (Item) - Qualquer parte, componente, dispositivo, subsistema, unidade funcional, equipamento ou sistema que possa ser considerado individualmente.

Dependabilidade (Dependability): termo coletivo usado para descrever o desempenho da disponibilidade e seus fatores de influência: confiabilidade, mantenabilidade e suporte logístico de manutenção.

Capabilidade (Capability): capacidade de um item atender a uma demanda de serviço de determinadas características quantitativas, sob dadas condições internas.

Conceitos

Disponibilidade (Availability): capacidade de um item estar em condições de executar uma certa função em um dado instante ou durante um intervalo de tempo determinado, levando-se em conta os aspectos combinados de sua confiabilidade, mantenabilidade e suporte de manutenção, supondo que os recursos externos requeridos estejam assegurados.

Confiabilidade (Reliability): capacidade de um item desempenhar uma função requerida sob condições especificadas, durante um dado intervalo de tempo.

Mantenabilidade (Maintainability): capacidade de um item ser mantido ou relocado em condições de executar suas funções requeridas, sob condições de uso especificadas, quando a manutenção é executada sob condições determinadas e mediante procedimentos e meios prescritos.

Conceitos

Falha (Failure) - Término da capacidade de um item desempenhar a função requerida.

Critério de Falha (Failure Criteria) - Conjunto de regras aplicáveis ao julgamento de tipos e gravidade de falhas, para determinação dos limites de aceitação de um item.

Falha Crítica (Critical Failure) - Falha que provavelmente resultará em condições perigosas e inseguras para pessoas, danos materiais significativos ou outras conseqüências inaceitáveis.

Causa de Falha (Failure Cause) - Circunstâncias relativas ao projeto, fabricação ou uso que conduzem a uma falha.

Conceitos

Mecanismo de Falha (Failure Mechanism) - Conjunto de processos físicos, químicos ou outros que conduzem a uma falha.

Vida Útil (Useful Life) - Sob dadas condições, é o intervalo de tempo desde o instante em que um item é colocado pela primeira vez em estado de disponibilidade, até oinstante em que a intensidade de falha torna-se inaceitável ou até que o item seja considerado irrecuperável depois de uma pane.

Vida Média (Mean Life) - Média dos tempos até falha de um grupo de itens não reparados e de características semelhantes.

Vida de Projeto (Design Life - ISO-20815) - Tempo de uso planejado para o sistema total.

Conceitos

Confiabilidade (Reliability):

Probabilidade de um item poder desempenhar uma função requerida, sob dadas condições, durante um dado intervalo de tempo (t1,t2). (NBR-5462)

Para itens não-reparáveis, a confiabilidade R (t1,t2) para um dado intervalo (t1,t2), 0<t1<t2, é equivalente a confiabilidade R (0,t2) para o intervalo (0,t2) e, portanto, não é freqüentemente utilizada.

Mais utilizadas são as funções de confiabilidade R (t) = R (0,t) e a condicional R (t,t +x/ t).

Conceitos

Taxa de Falha Média (Mean Failure Rate):

Média da taxa de falha instantânea em um dado intervalo de tempo (t1, t2). (NBR-5462)

Nota: A taxa da falha média se relaciona com a taxa de falha instantânea, pela equação:

Conceitos

Tempo Médio Até Falha (Mean Time to Failure): MTTF (NBR-5462)

Conceitos

Mantenabilidade (Maintainability):

Probabilidade de uma dada ação de manutenção efetiva, para um item sob dadas condições de uso, poder ser efetuada dentro de um intervalo de tempo determinado, quando a manutenção é feita sob condições estabelecidas e usando procedimentos e recursos prescritos. (NBR-5462).

É a probabilidade de restabelecer a um item suas condições de funcionamento específicas, em limites de tempo desejados, quando a manutenção é conseguida nas condições e com meios prescritos. Ou melhor, probabilidade de um componente falho no tempo t=0 esteja em serviço no tempo “t”.

Conceitos

Taxa de Reparo Média (Em Inglês Mean Repair Rate):

Média da taxa de reparo instantânea em um dado intervalo de tempo (t1,t2). (NBR-5462)

Nota: A taxa de reparo média se relaciona com a taxa de reparo instantânea, pela equação:

Conceitos

Tempo Médio de Reparo (Em Inglês Mean Time to Repair):

Tempo Médio entre Falhas (Em Inglês Mean Time Between Failure): MTBF (NBR-5462)

Valor médio do tempo entre duas falhas consecutivas. É um parâmetro fornecido pelos bancos de dados.

Conceitos

Confiabilidade:

Uma máquina automática de produção de pizza em uma fábrica de alimentos tem cinco componentes principais, com confiabilidades individuais (probabilidade de o componente não falhar) como segue:

Misturador de massa – confiabilidade = 0,95Rolo e cortador de massa – confiabilidade = 0,99Aplicador de massa de tomate – confiabilidade = 0,97Aplicador de queijo – confiabilidade = 0,90Forno – confiabilidade = 0,98

Se uma dessas partes do sistema de produção falhar, todo o sistema parará de funcionar. Logo a confiabilidade de todo o sistema é:

Rs = 0,95 x 0,99 x 0,97 x 0,90 x 0,90 x 0,98 = 0,805

Conceitos

Disponibilidade:

É o grau em que a produção está pronta para funcionar. Uma produção não está disponível se ela acabou de falhar (MTBF) ou se esta sendo consertada após uma falha (MTTR).

Disponibilidade (D) = MTBFMTBF + MTTR

Conceitos

Disponibilidade:

- Uma empresa que concebe e produz cartazes para exposições e eventos de promoção de vendas compete fortemente com base em sua rapidez de entrega. Uma peça específica do equipamento que a empresa usa está causando alguns problemas. É sua impressora colorida a laser de mesa grande. Atualmente, o tempo médio entre falhas da impressora é de 70 horas e o tempo médio para consertá-la é de seis horas. Assim:

Disponibilidade = 70 / (70+6) = 0,92Disponibilidade = 70 / (70+6) = 0,92

Conceitos

Disponibilidade:

A empresa discutiu o seu problema com o fornecedor da impressora, que ofereceu duas propostas alterantivas para o serviço.

Uma opção seria adquirir manutenção preventiva via terceirização, que seria realizada a cada final de semana. Isso aumentaria o MTBF da impressora para 90 horas.

Outra opção seria contratar um serviço de reparos mais rápido, o que reduziria o MTTR para quatro horas.

Considerando-se que as duas opções custariam o mesmo, qual daria maior disponibilidade para a empresa?

Com MTBF de 90 horasD = 90 / (90+6) = 0,938

Com MTTR de 4 horasD = 70 / (70+4) = 0,946

confiabilidade aula 1

Documents