Aula 10 MCC
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Confiabilidade de Sistemas
DTMM IFBA
Curso de Frias
Prof. Antonio Carlos Peixoto Bitencourt
MCC1
-
Otimizao da Frequncia de
Manuteno Preventiva2
Ocorrncia de manuteno corretiva e
preventiva MTBMA
MTBM MTTC MTTP
1
1
AMTTC MTTP
MTBM MTBM
1
1 c c p pA
MTTR MTTR
1
1pc
c p
A
-
Maximizao da Disponibilidade
Estacionria3
-
Taxa de Falha Varivel e sem
Preventiva4
p=0 e c(t)
Exemplo: taxa de falha linearmente crescente
com o tempo. Determinar a disponibilidade com
o tempo
1( )
( )1 c
c
A tt
0
0
( )
( )
c c c
c
c c c
t t
A tt
-
Taxa de Falha Varivel e sem
Preventiva5
Exemplo:0
2
50 reparos/ano
2 taxas/ano
2 taxas/ano
c
c
c
0,7
0,75
0,8
0,85
0,9
0,95
1
0
2
4
6
8
10
12
14
0 1 2 3 4 5
A(t)(t)
-
Taxa de Falha Varivel e com
Preventiva Perfeita6
-
Taxa de Falha Varivel e com
Preventiva Perfeita7
Disponibilidade Mdia
Otimizao do tempo entre manuteno
preventiva
1
1pcm
c p
A
1
0
1( )
1
p
cm c
p
t dt
1 p
1max
1p pcm
c p
A
-
Caso Particular: taxa de falha
constante
Mxima
disponibilidade
quando no se
realiza manuteno
preventiva
8
1
1pcm
c p
A
0
0
( )c c
cm c
t
1
max
1p pcm
c p
A
0p
-
Caso Particular: taxa de falha
linearmente crescente
Mxima
disponibilidade
quando no se
realiza manuteno
preventiva
9
2
0
2
2 2 2
c p p
c p p p p c c c p c
A
0
0
( )
1
2
c c c
ccm c
p
t t
0p
A
d
*
2
c p
p
c
-
Taxa de Falha Varivel e com
Preventiva10
Exemplo:
Frequncia tima para maior disponibilidade
Taxa mdia de falha
Disponibilidade mdia
0
2
2 taxas/ano 10 mp/ano
50 reparos/ano2 taxas/ano
c p
cc
-
Taxa de Falha Varivel e com
Preventiva11
Exemplo:0
2
2 taxas/ano 10 mp/ano
50 reparos/ano2 taxas/ano
c p
cc
0,885
0,99997
0,970
0,975
0,980
0,985
0,990
0,995
1,000
0,850
0,855
0,860
0,865
0,870
0,875
0,880
0,885
0,890
0,250 0,447 0,500 0,750 1,000
F(t)DM
p
-
Minimizao do Custo Total da
Manuteno12
-
Custo Total da Manuteno13
Cm: custo mdio de manuteno
Cc: custo mdio de reparo
Cp: custo mdio de manuteno preventiva
m cm c p pC C C
min( ) min( )p p
m cm c p pC C C
-
Otimizao do Custo14
Taxa de falha constante
Taxa de Falha Linearmente Crescente
0( )c ct
min( ) min( )p p
m cm c p pC C C
* 0p
0
1
2
ccm c
p
min( ) min( )p p
m cm c p pC C C
*2
c rp
p
C
C
-
Considerando Custo de Produo15
Custo da Produo parada pela
indisponibilidade do equipamento
min( ) min( (1 ) )p p
t prod m mC C A C
-
Determinao do perodo de
manuteno por idade16
-
Otimizao dos Parmetros da Manuteno Preventiva por Intervalo
17
Substituio por intervalo constante
Estabelece intervalo constante de tempo
Substituio por Idade
Determinao um intervalo de tempo no incio do
desgaste
-
Custo Operacional na Manuteno
Preventiva18
Poltica de substituio depois de um tempo T
Ocorrncia de falha num tf prxima substituio tf+T
ou na ocorrncia de outra falha
Custo de substituio do componente que no falhou (cp)
Custo da falha do componente antes da substituio (cf)
Custo operacional cop=nf.cf+np.cp
-
Substituio em Funo da Idade19
n nmero total de substituies
Tempo mdio para substituies (MTTS)
tempo total de operao
( )
T
o
MTTS R t dt ( )
T
o
n
R t dt
nMTTS
-
Substituio em Funo da Idade20
Nmero de componentes que no falharam
Nmero de componentes que falharam
( ).pn R T n ( )
( )
p T
o
n R T
R t dt
(1 ( )).fn R T n (1 ( ))
( )
f T
o
n R T
R t dt
-
Substituio em Funo da Idade21
Otimizando o custo de operao C(T)
( ( ))0
d C T
dt
( ) ( ) ( )
Tp
f po
cR T T R t dt
c c
-
Substituio em Funo da Idade22
Otimizando o custo de operao C(T)
Tempo timo para interveno por idade para
distribuio Weibull
( ( ))0
d C T
dt
( ) ( ) ( )
Tp
f po
cR T T R t dt
c c
1
* 1
1
p
f
cT
c
-
Manuteno Centrada em
Confiabilidade23
-
Evoluo da Manuteno XX24
1a. Gerao: at a 2a. Guerra
- Indstria pouco mecanizada
- Equipamentos simples e superdimensionados
Manuteno no
era
fundamental
2a. Gerao: da 2a. Guerra aos anos 60
- Aumento da mecanizao
- Aumento da complexidade das instalaes
Planejamento
e
Sistemas de Controle
3a. Gerao: anos 70 em diante
- Mudanas aceleradas
Novas expectativas
Nova viso das falhas
Novas tcnicas de anlise
-
Aumento da Expectativa da
Manuteno25
-
Manuteno Preventiva Tradicional26
MP tradicional voltada para a manuteno
equipamento
Tarefas de MP tm sido identificadas na base
do que pode ser feito e no do que deveria ser feito e por que
-
Manuteno Preventiva Tradicional
Base de Planejamento27
Experincia
Julgamento
Recomendao
Fora
Figuras: PRINCIPIA
-
Definio e Princpio28
Programa que rene vrias tcnicas de engenharia
para assegurar que os equipamentos de uma
planta fabril continuaro realizando as funes
especificadas
I. amplo envolvimento de engenheiros, operadores
e tcnicos
II. nfase no estudo das consequncias da falhas
III. abrangncia das anlises
IV. nfase nas atividades pr-ativas
V. combate s falhas escondidas
-
Histrio MCC29
Desenvolvida no incio da dcada dos 70 pela indstria aeronutica americana
Amplamente empregada pelas foras armadas americanas e de outros pases
Atualmente sendo utilizada em larga escala pela indstria nuclear nos EUA e na Frana
Indstria do petrleo, principalmente, na rea offshore
-
Manuteno Tradicional x MCC
Focalizada no equipamento
Manter o equipamento
Tarefas identificadas com base no que pode ser feito
No enfatiza a coleta e a utilizao de dados de falhas
Focalizada no sistema
Preservar a funo do sistema
Tarefas identificadas com base no que deve ser feito e porque
Prioriza fortemente a coleta e anlise contnua de dados de falhas
30
Manuteno Tradicional MCC
-
Elementos Exclusivos da MCC31
Preservao da funo do sistema
Identificao das falhas funcionais e dos modos
de falhas dominantes
Identificao dos tipos de tarefa de manuteno
potencialmente adequados atravs de um
diagrama de deciso
Seleo de tarefas aplicveis e eficazes
-
Questes da MCC32
Quais as funes e padres de desempenho esperados para os
equipamentos?
De que modo os equipamentos podem falhar em cumprir suas funes?
O que causa cada falha funcional?
O que acontece quando cada falha ocorre?
De que forma cada falha interessa?
O que pode ser feito para prevenir ou impedir cada falha?
O que deve ser feito quando no pode ser estabelecida uma atividade pr-
ativa pertinente?
-
Funes e Padres de
Desempenho33
Compreenso o que esperado de cada
equipamento
Funo que ele deve cumprir
Padro de desempenho que devem manter
durante a vida
Funes Primrias e Secundrias
Operacionais, meio ambiente, sade e segurana
-
Identificao dos Modos de Falhas34
Como os equipamentos podem falhar
Modos de falhas passveis
j ocorreram em componentes similares
ou se considera possvel
Pessoal de operao e manuteno
-
Causas de cada falha funcional35
Identificar causas base
Detalhar suficiente para que aes no atuem
em sintomas
Pessoal de operao e tcnica
Participao de fabricante recomendvel
-
Efeitos de cada falha36
O que acontece quando cada falha ocorre?
O que pode ser observado quando a falha ocorre.
O tempo que o equipamento ir permanecer
parado na eventualidade da ocorrncia da falha.
Os danos que a falha pode acarretar.
O que pode ser feito para reparar a falha.
Pessoal de operao e manuteno
-
Interesse da falha37
Normalmente, planta industrial possui centenas
de modos de falha passveis de ocorrer
Efeito de interesse so associados :
Segurana
Produtividade
Qualidade
Meio Ambiente
-
Prevenir ou Impedir cada Falha38
Tarefas pr-ativas
Recuperao ou substituio programada ou
dependendo do estado
Sempre prefervel
Tarefas reativas
Quando no possvel ou no vantajoso
Proposio de reprojeto
-
Passos para Implantao da MCC39
Etapa 0
Comit e Equipes de Trabalho
Produo, Manuteno, Projeto e Fornecedor
Etapa 1
Escolha do sistema
Fronteiras Interfaces Modulariza
o
Etapa 2
Anlise funcional
Falhas funcionais
Etapa 3
Anlise de Modos
e Efeitos das Falhas
Funcionais (FMEA)
Etapa 4
Seleo de Tarefas
Diagrama de Deciso
Formulao e
Implementao do
Plano de Manuteno
Baseado na MCC
-
Etapa 1: Seleo dos sistemas
para implementao da MCC40
Principais Candidatos: Alto custo de MP
Muitas aes de MC nos ltimos anos
Responsveis por parcela significativa da indisponibilidade da planta
Implicaes de segurana
Coleta de dados Fluxogramas de engenharia
Memorial descritivo
Manual de operao do sistema
Manuais de vendedores dos equipamentos
Registros histricos de ocorrncias
Dados de falhas e reparo
Plano de MP existente
-
Etapa 1:Definio das fronteiras e
interfaces do sistema41
Por que importante? Para que nada seja deixado de fora inadvertidamente
Fronteiras so fundamentais para se poder estabelecer as interfaces de entrada e sada do sistema
No h uma regra fixa para o estabelecimento das fronteiras
Pode ser feito, delimitando-se as fronteiras sobre um fluxograma de engenharia
As interfaces devem ser estabelecidas para se conhecer todos os fluxos de entrada e sada
-
Etapa 2: Anlise de falhas
funcionais (AFF)42
Princpio bsico da MCC: preservar a funo
Importante: definir claramente todas as funes e no apenas aquelas que parecem mais importantes primeira vista
Normalmente, os fluxos de sada esto associados a funes do sistema
Uma vez definidas as funes, pode-se passar definio das falhas funcionais
-
Etapa 3: Anlise de Modos e
Efeitos de Falhas (FMEA)43
Definir para cada falha funcional, quais os
modos de falhas relevantes dos componentes
Estabelecer as causas de falhas para os modos
de falhas
Indicar os componentes que devero ser
submetidos ao diagrama de deciso e quais os
que sero colocados na lista de MC
-
Etapa 4: Diagrama de Deciso:
Classificao dos Modos de Falhas44
-
Etapa 4:
Diagrama de Deciso
seleo de tarefas
45
-
Etapa 5:
Plano de Manuteno na MCC46
Elaborar procedimentos para as tarefas
selecionadas
Treinar pessoal na realizao de tarefas novas
Providenciar aquisio de novos equipamentos
(monitorao de condio)
-
Comentrios Finais:
Principais Benefcios da MCC47
Fornece bases racionais para o Plano de
Manuteno
Reduo dos custos de manuteno,
particularmente da manuteno preventiva
Aumento da disponibilidade da instalao
Prov uma base sistemtica para o processo
de melhoria contnua