Engenharia da ConfiabilidadeEstudo da Confiabilidade - Custos de Manuteno - Complexidade dos Equipamentos - Mudana de Tecnologia Razes Bsicas do Estudo- Complexidade (aumento das falhas intrnsecas) - Produo em Massa (maior grau de controle) - Custos e Tolerncias (requisitos do projeto) - Manuteno (reduo da taxa de falhas)

R&M 2000 (Double "R" - Half "M")Programa da Fora Area dos Estados Unidos para o Ano 2000

Conceitos FundamentaisConfiabilidadeA probabilidade de que um equipamento opere com sucesso por um perodo de tempo especificado e sob condies tambm especificadas.

Aspectos Importantes da Confiabilidade de um Equipamento ou Sistema- Sua natureza probabilstica - Sua dependncia temporal - O que constitue "sucesso" ou "insucesso" - Especificao das condies operacionais

Confiabilidade

Tcnicas de Avaliao daMTODOS DE ANLISE DA CONFIABILIDADE

ANALTICO

SIMULAO

Transio de Estados

Redes

rvore de Falhas

Teoria da Renovao

Reduo da Rede

Decomposio

Conjunto de Cortes Mnimo

Disponibilidade e ConfiabilidadeDisponibilidade Instantnea

Probabilidade que o equipamento funcione com sucesso em qualquer instante do tempo que for requerido.Disponibilidade Mdia

a frao do perodo de tempo durante o qual o equipamento funciona com sucesso.Atributos Bsicos da Confiabilidade

Tempo Mdio Para Falhar (TMPF) Mean Time To Failure (MTTF) Tempo Mdio Entre Falhas (TMEF) Mean Time Between Failures (MTBF)

Avaliao QuantitativaParmetros:

" " " TMEF " " TMPF " ( )( Estimada )

Taxa de Falha Observada

=K TK T

Vlida se todos os "n" itens sob observao falharam

Nmero de falhas no perodo Tempo (perodo de observao)

Representao de

8500 x 10 -9 8500 FIT (1 FIT = 10 9 ) 0,85 % x 10 12 0,074 / Ano

Avaliao Quantitativa Tempo Mdio Observado Entre Falhas

()

= TMEF ou TMPF T = K Vlido somente para " taxa de falha" constante A diferena entre " TMPF" e " TMEF" est no seu usoTMPF ( Itens que no sofrem reparo) Rolamentos, Resistores, Lmpadas, Fusveis, Capacitores, Transistores, Mangueiras, ... . TMEF ( Itens que sofrem reparo) Motores Eltricos, Transformadores, Turbos, Mdulos Eletrnicos, Telefones, ... .

Critrios MatemticosProbabilidade de um item falhar no intervalo de tempo "t" e "t + dt": (t ) dt (t) Taxa de Falhas f (t ) dt f (t ) Funo Densidade de Probabili dade de Falhas

Taxa de Falhas (t ) = f (t ) R (t )t

Probabilidade de Falhas F(t ) = 1 R (t ) = f (t ) dt0

Confiabilidade t R (t ) = Exp (t ) dt 0 Tempo Mdio Entre Falhas TMEF = R (t ) dt0

Diagrama de Blocos da ConfiabilidadeUTILIZAO DE MODELOS ESTTICOS PARA AVALIAO DA CONFIABILIDADE

Diagrama de Blocos e suas possveis Subdivises 5 1 A 2 B 3 C 4 D E VI VII V VIII

III I II

IV

f a b d e g

h j

DETERMINAO QUANTITATIVA DA CONFIABILIDADE DE SISTEMASConfigurao Srie R1 R2 R3 Rn-1 Rn

n Ri

nmero de componentes em srie Confiabilidade do i-nsimo componente

R SS = R ii =1Configurao Paralelo R1 R2 R3 Rn

n

R sp = 1 (1 R i )i =1

n

n Ri

nmero de componentes em paralelo Confiabilidade do i-nsimo componente

MODELO DE FALHAS CONSTANTE Seguem uma distribuio exponencial negativa Configurao Srie TMEF = 1

f ( t ) = e t F (t ) = 1 e t R (t ) = e t

i =1

n

i

(t ) cte

Configurao Paralela

1 n 1 TMEF = i =1 i

1 TMEF =

REDUNDNCIA "STAND BY"Confiabilidade do Sistema

1 2 3

R rsb = i =0

n

(t ) ei

t

i!

n = m - 1 (nmero de unidades em "stand by") m

Vlido quando: A unidade de chaveamento perfeita As unidades so idnticas A taxa de falha constante As unidades "stand by" esto to boas quanto novas. As falhas so estatisticamente independentes

CONFIGURAO "K" de "N"Confiabilidade do Sistema 1 2 3K/N

Rk / n

i i ni = R (1 R ) i=k n n

Tempo Mdio Para Falhar

nk +1 TMEF = k

n

CONFIGURAO EM PONTE

1

4

2

3

5

Rb = 2R1R2R3R4R5 R2R3R4R5 R1R3R4R5 R1R2R4R5 R1R2R3R5 R1R2R3R4 R1R3R5 R2R3R4 + R1R4 + R2R5Tempo Mdio Para Falhar

TMPF = R b (t ) dt0

TMPF =

49 1 60

COMBINAO DE SISTEMAS SRIE E PARALELO Paralelo-SrieR R R R R R

R ps = 1 1 R

(

n

)

m

m = 2 caminhos paralelos n = 3 elementos em cada caminho

Srie-ParaleloR R R R R R

R sp = 1 (1 R )

[

m n

]

m = 2 elementos paralelo n = 3 estgios em srie

CAMINHOS MNIMOS E CORTES MNIMOS Caminho de um Sistema Conjunto de componentes, tal que o funcionamento de todos eles garante o funcionamento do sistema. Caminho Mnimo Todos os componentes so essenciais para garantir o funcionamento do sistema Corte de um Sistema Conjunto de componentes, tal que o no funcionamento (falha) de todos eles, implica no no funcionamento do sistema. Corte Mnimo Quando todos os seus componentes so essenciais para garantir o "no" funcionamento do sistema

CAMINHOS MNIMOS E CORTES MNIMOSSeja o sistema representado pelo Diagrama de Blocos

1 2 3 5

4 6

Uma cuidadosa inspeo deste sistema fornece

Caminhos Mnimos {1,4} {1,5,6} {2,3,4} {2,3,5,6}

Cortes Mnimos {1,2} {1,3} {4,5} {4,6}

REPRESENTAO Representao por Caminhos Mnimos 1 1 2 2 4 5 3 3 6 4 5 6

Representao por Cortes Mnimos 1 2 1 3 4 5 4 6

CONFIABILIDADE DE SISTEMAS REPARVEISEFEITO DA MANUTENO SOBRE AS CONDIES DO EQUIPAMENTO

Condio do Equipamento

Tempo

substituio

reviso

reviso

reparo

reparo

EFEITO DA MANUTENO PREVENTIVA SOBRE A TAXA DE FALHAS DO SISTEMA

Taxa de Falha do Sistema

Manuteno Corretiva Somente Manuteno Preventiva

Tempo