Aula 3 - FTA

02/04/2015

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EME 904 Manutenção Mecânica - Prof. Fabio Favaretto

Universidade Federal de Itajubá

EME 904 – Manutenção Mecânica

Prof. Fabio Favaretto([email protected])


Aula passada

• Método para priorização de modos de falha (FMEA). Critérios:

– Ocorrência

– Severidade

– Detecção

• Atividade de aplicação do FMEA no equipamento escolhido


Hierarquia de falhas

Falha

Falha

Causa

Falha

Causa

Causa


Hierarquia de falhas

• Método para encontrar a causa “mãe” de todas as falhas

• FTA: Fault Tree Analysis

• Este conceito originou-se em 1961, desenvolvido por H. A. Watson, do Bell Telephone Laboratories

• A árvore de falhas é um modelo que permite mostrar o encadeamento dos diferentes eventos que podem dar por resultado o evento do topo.


FTA

• Passos para aplicação do método:

– Conhecer a principal falha, a mais sentida – falha

de topo

– Conhecer todo os eventos (causa/falha) relacionados com a falha de topo

– Encontrar as relações causa-efeito entre os eventos

– Definir a lógica das relações (E, OU, OU Exclusivo)

– Definir o alcance das ações


Representa a falha (evento de topo) ou o eventocom dualidade (falha/causa).

FTA - Simbologia

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FTA - SimbologiaRepresenta eventos associados a causas básicas.


FTA - SimbologiaPorta lógica E: evento de saída só ocorre se todos os deentrada ocorrerem

As causas A1, A2 e A3 devem ocorrer para existir a Falha A

Saída

Entrada


FTA - SimbologiaPorta lógica OU: evento de saída só ocorre se pelo menosum dos de entrada ocorrer

Saída

Entrada

A falha A ocorre mediante ocorrência da causa A1, A2 ou A3.

(A1); (A2); (A3); (A1A2); (A1A3); (A2A3); (A1A2A3).


FTA - SimbologiaPorta lógica de inibição (condicional): evento de entrada só conduz ao de saída se o condicional ocorrer

Saída

Entrada

A falha C só ocorre mediante a ocorrência da causa C1, sob ação do Evento X


FTA - Simbologia• Qual a diferenças entre as duas árvores?


FTA - SimbologiaOU exclusivo: evento de saída ocorre se um, mas nãomais que um, evento de entrada ocorrer.

Falha A ocorre mediante ação das causas A1 ou A2. Caso A1 e A2 ocorram, a Falha A não ocorre.

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FTA - Simbologia

• Exemplo

É utilizado da mesma forma que o círculo, masneste caso o evento apresenta outras causas quenão serão consideradas na árvore.

O analista sabe que existem outras causasassociadas, mas pretende parar o estudo nesteponto.


FTA - Exercício

• Construir uma FTA para a situação descrita a seguir, baseada em entrevistas

• Em uma pizzaria, diversos clientes começaram a reclamar que as pizzas estavam sendo entregues com a borda queimada. Algo precisa ser feito. Vamos às entrevistas realizadas com os funcionários da pizzaria.– João: “a borda da pizza queima porque o forno está

muito quente, ou porque a pizza ficou tempo demais no forno. Às vezes acontece até as duas coisas. Mas eu não sei por que isto ocorre. Só sei que é assim...”


FTA - Exercício

– Benedito: “eu sei por que o forno fica muito quente. O indicador de temperatura pode estar desregulado, marcando uma temperatura errada. Aí, a gente acha que está a 120 graus e na verdade pode estar a 200! Ou também o João pode ajustar a temperatura errada no forno. Para mais informações o Zé, da manutenção, pode ajudar. Além dele, a Maria, do RH, pode ajudar também.

– Zé: “o indicador de temperatura pode estar desregulado por dois motivos. O primeiro motivo é que o termômetro pode dar defeito. Aí o indicador desregula mesmo! Mas tem um sensor que dispara um alarme se o termômetro der defeito. Se o sensor não disparar o alarme quando o termômetro der defeito, o indicador de temperatura desregula mesmo! O segundo motivo do indicador de temperatura desregular é quando o módulo do display apresenta defeito. Aí o oito vira zero, o quatro vira cinco, bagunça tudo!!


FTA - Exercício– Maria: “O João pode ajustar a temperatura errada no forno por

dois motivos: primeiro, se o procedimento que ele está seguindo estiver errado. Aí o coitado não pode fazer nada. Ele segue o que está escrito. Segundo, se o João realmente errar na hora de ajustar a temperatura. Aí, meu amigo, ou é porque ele se descuidou, ou porque fez por querer mesmo, sabotou!!

– Luiz: Eu sei por que às vezes a pizza fica tempo demais no forno. Três coisas podem ocorrer: o João pode errar na hora de programar o timer. O RH diz que ele erra porque se descuidou, ou porque quis sabotar mesmo. Outro motivo do excesso de tempo da pizza no forno é o procedimento que pode estar errado. Neste caso, o João não tem culpa, ele apenas segue o que está escrito. Outro motivo é que o timer do forno pode não apitar quando o tempo programado estiver esgotado. E eu sei por que o timer não apita. Ele têm dois módulos de comando, chamados de módulo 1 e módulo 2. Se ambos queimarem, o timer não apita. Se apenas um queimar, o outro trabalha sozinho de maneira normal.


FTA - Probabilidades

• Uma vez reunidos os dados referentes à probabilidade de ocorrência das causas básicas, a probabilidade de ocorrência dos eventos resultantes pode ser calculada matematicamente.

Para a regra E

P(O) = probab. de ocorr. do evento resultante (output)

P(E) = probab. de ocorr. das causas resultantes (hierarquia inferior)



Para regra OU

Criticidade

Matematicamente corresponde ao produto da probabilidade de ocorrênciada causa básica pela probabilidade condicional de ocorrência do evento detopo, dado que a causa básica tenha ocorrido.

Criticidade = P(Ei) . P(H/Ei)

As ações de melhoria devem se dirigir às causas com maior criticidade

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FTA - Probabilidades• Calcular as probabilidades para todos os eventos da árvore:



Evento 9

P(9) = P(11) * P(12)

P(9) = 0,0004

Evento 10

P(10) = P(13) * P(14)

P(10) = 0,0009

Evento 7

P(7) = 1 – [(1 - P(9)) * (1 - P(10))]

P(7) = 0,0013





• Vamos aproveitar o exercício 4.2 para calcular algumas criticidades das causas básicas.

• No caso da bomba, a probabilidade de falha é de 2%. Como há duas bombas em paralelo, a falha de uma delas não altera substancialmente a probabilidade de falha no sistema (evento de topo).

• Perceba na figura a seguir que a probabilidade de falha do sistema sobe para 4,15%.

• Portanto, a criticidade da bomba é de 0,02 x 0,0415 = 0,00083



Eventoocorreu

Se o evento 11 já ocorreu, o evento 9 ocorre se o evento 12 ocorrer



• Vamos calcular a criticidade da turbina. Note que sua probabilidade de falha é a mesma da bomba (2%).

• No entanto, a turbina não possui redundância, e se ela falhar o sistema falha. Logo a probabilidade condicional de falha do sistema dado que a turbina falhou é de 100%.

• Portanto a criticidade da turbina é de 0,02 x 1 = 0,02; muito maior que a criticidade da bomba.

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Se o evento 8 já ocorreu, a probabilidade do evento 3 ocorrer é de 100%, independente da probabilidade do evento 7.


Segunda parte da avaliação

• Para o dia 16/4/2015

• Fazer um FMEA para o equipamento escolhido. Usar pelo menos 6 modos de falha

• Fazer uma FTA para o equipamento escolhido e considerando uma falha de topo que tenha pelo menos dois níveis de causas/efeitos. Não é necessário calcular as probabilidades

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