Fta - Fault Tree Analysis 1ag3a

Fundamentos de Confiabilidade

Faculdade Atenas Maranhense – FAMA Curso de Especialização em Gestão Estratégica da Qualidade

FTA – Análise de Árvore de Falhas Prof. MSc. Gerisval Alves Pessoa Abril de 2009  Gerisval Pessoa

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Fundamentos de Confiabilidade Instrutor  Mestre em Gestão Empresarial (FGV)  Especialista em Engenharia da Qualidade (UEMA)  Químico Industrial (UFMA)  Especialista em TQC (Total Quality Control - Japão)  Professor de Graduação e Pós-graduação  Coordenador dos Cursos de Pós-Graduação (FAMA) Gestão Estratégica da Qualidade Gestão Estratégica de Pessoas Gestão Estratégica de Serviços Gestão Ambiental Empresarial  Auditor Líder ISO 9001 e 14001 e Auditor OHAS 18001  Instrutor Internacional de TPM (Total Productivity Maintenance)  Examinador Prêmio Nacional da Qualidade: Ciclos 2000, 2001 e 2002 Analista da Qualidade Máster (Vale)  24 anos de experiência profissional  Gerisval Pessoa

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UNIDADE I

CONCEITO DE FALHA

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Falha - Definição • É o término da capacidade de um item desempenhar a função requerida • É a diminuição total ou parcial da capacidade de uma peça, componente ou máquina de desempenhar a sua função durante um período de tempo, quando o item deverá ser reparado ou substituído. • É a “inabilidade” de um sistema/componente em cumprir uma de suas funções de projeto. Efeitos Ambientais Falhas do Sistema Causada por ...

Falha(s) de Subsistema(s) ou interface(s) Causada(s) por ...

Falha(s) de Componente(s) Causada(s) por ...

Erro Humano  Gerisval Pessoa

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Modo de Falha

• Maneira pela qual a falha é observada (Mil-Std 1629A) • Efeito pelo qual se percebe que a falha ocorreu (IEEE Std 500)

FA-005f-0  Gerisval Pessoa

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Modo de Falha (Exemplos) • Falha em partir • Entupimento • Falha em permanecer em uma posição • Vazamento interno • Vazamento externo • Falha em fechar / Falha aberta • Falha em abrir / Falha fechada • Indicação errada • Operação inadvertida • Fluxo • Falha em parar • Falha em conectar • Curto (elétrico) • Fuga (elétrica)

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Modo de Falha Em geral, os modos de falha estão relacionados com as seguintes situações: • Operação prematura • Falha em operar num tempo especificado • Falha em parar de operar num tempo especificado • Falha durante a operação

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Causas Possíveis mecanismos físicos ou químicos, erros de projeto, defeitos de qualidade, ou outros processos que são a razão básica para a ocorrência do modo de falha • Sobretensão • Corrosão • Falta de lubrificação

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Efeitos

Conseqüências que um modo de falha impões na operação, função ou estado de um componente ou sistema. • Ruído excessivo • Perda de potência • Vazamento (sistema)

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Terno da Falha (Causa – Modo de Falha – Efeito) Efeitos

Componente

Perda de performance do freio

Modo de Falha

Cilindro

Selo Danificado

Causas

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Vazamento de fluido

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UNIDADE II

FERRAMENTA BÁSICA APLICADA À CONFIABILIDADE

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Fundamentos de Confiabilidade Ferramentas Básicas Aplicadas à Confiabilidade As duas ferramentas básicas aplicadas à confiabilidade são FMEA e FTA que têm suas principais aplicações para a:  Melhoria de um produto ou processo já em operação. A partir da identificação das causas das falhas ocorridas e seu posterior bloqueio.  Detecção e bloqueio das causas de falhas potenciais (antes que aconteçam) em produtos ou processos já em operação.  Detecção e bloqueio das causas de falhas potenciais (antes que aconteçam) em produtos ou processos, ainda na fase de projeto.

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Fundamentos de Confiabilidade FMEA e FTA: Dois Tipos de Raciocínio

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Fundamentos de Confiabilidade FTA

A ferramenta FTA - Análise de Árvore de Falhas (Fault Tree Analysis) é um método padronizado de análise de falhas ou problemas, verificando como os mesmos ocorrem em um equipamento ou processo.

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Fundamentos de Confiabilidade FTA (Fault Tree Analysis) A Análise de Árvores de Falha (FTA) é um método sistemático e padronizado, capaz de fornecer bases objetivas para funções diversas tais como a análise dos modos comuns de falhas em sistemas, análise do projeto do sistema, para justificar mudanças e demonstrar atendimento a requisitos (de segurança) regulamentadores e/ou contratuais.

A FTA é uma análise dedutiva detalhada que usualmente requer considerável volume de informações sobre o sistema. Particular

A FTA é uma representação gráfica, associada ao desenvolvimento de uma falha particular do sistema (efeito), chamada de evento de topo, e às falhas básicas (causas), denominadas de eventos primários. Por esse motivo, é considerada como uma ferramenta top down (de cima pra baixo).  Gerisval Pessoa

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Fundamentos de Confiabilidade Árvore de Falha É um processo lógico dedutivo que parte de um evento indesejado, buscando todas as combinações de “causas básicas” que podem levar à ocorrência desse evento.  Evento indesejado = EVENTO TOPO  Causas básicas

= EVENTOS BÁSICOS

 Aplicável para projetos/plantas em operação  Indica claramente os pontos fracos do Sistema Observações: - É interessante fazer o FMEA antes da Árvore de Falha - Funciona do Sistema / Fronteira / FMEA / Eventos / Árvore de Falha  Gerisval Pessoa

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Fundamentos de Confiabilidade Árvore de Falhas

É uma representação gráfica da relação lógica entre falhas (eventos básicos e eventos intermediários)que levam a uma ocorrência do evento de topo

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Fundamentos de Confiabilidade Uso da FTA  Estabelecer um método padronizado de análise de falhas ou problemas, verificando como ocorre em um equipamento ou processo.  Análise da confiabilidade de um produto ou processo  Compreensão dos modos de falha de um sistema de maneira dedutiva.  Priorização das ações corretivas que serão tomadas.  Análise e projeto de sistemas de segurança ou sistemas alternativos.  Compilação de informações para manutenção de sistemas alternativos de procedimentos de manutenção.  Indicação clara e precisa de componentes mais críticos ou condições críticas de operação.  Compilação de informações par treinamento na operação de equipamentos  Compilação de informações para planejamento de testes e inspeção.  Simplificação e otimização de equipamentos.

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Fundamentos de Confiabilidade Etapas da FTA Definir o evento de TOPO Entender o Sistema Construir a Árvore Avaliar a Árvore Implementar ações corretivas  Gerisval Pessoa

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Fundamentos de Confiabilidade Fluxograma da Sequência de Procedimentos para a FTA          

Definir a equipe responsável pela execução Selecionar o evento topo para análise Coleta de dados Definir quais são as interfaces ou fronteiras do sistema Análise detalhada do sistema Montagem preliminar da árvore de falhas Revisão da árvore de falhas Cálculo da probabilidade do evento de topo Análise de recomendações Reflexão sobre o processo

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Fundamentos de Confiabilidade Estrutura da Árvore de Falhas

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Fundamentos de Confiabilidade Símbolos de Eventos

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Fundamentos de Confiabilidade Árvore de Falhas - Simbologia

Eventos

EVENTO BÁSICO (Modo de falha com dados conhecidos) EVENTO NÃO CONHECIDO (Intermediário, pode já ter sido analisado ou não, dispõe-se de dados, ou não interessa, ou não faz parte da fronteira do sistema) TRANSFERÊNCIA (Para mudar de página – referência para evitar repetir trechos da árvore de falhas  Gerisval Pessoa

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Fundamentos de Confiabilidade Portas Lógicas - Simbologia Porta tipo “OU”

Porta tipo “E”

TOPO

TOPO

PORT 001

PORT 002

Falha 1

Falha 2

Falha 3

Falha 1

Falha 2

Falha 3

EVEN 001

EVEN 002

EVEN 003

EVEN 001

EVEN 002

EVEN 003

Qualquer dos eventos leva ao evento TOPO. Soma-se as probabilidades de ocorrência  Gerisval Pessoa

Só ocorrerá o evento TOPO se todas as falhas ocorrerem. Multiplica-se as probabilidades de ocorrência das falhas Revisão 04

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Fundamentos de Confiabilidade Símbolos de Portas Lógicas

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Fundamentos de Confiabilidade Árvore de Falhas – Exercícios de Portas Lógicas Avião monomotor é forçado a aterrissar

PORT 001

Ocorrência de péssimas condições do tempo

Motor não funciona

EVEN 003

PORT 002

Piloto não consegue religar o motor

Motor para durante o voo

EVEN 002

EVEN 001

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Fundamentos de Confiabilidade Árvore de Falhas – Exercícios de Portas Lógicas Torrada sai queimada da torradeira

PORT 001

O dono da torradeira está distraído, não notando a demora no preparo da mesma

Falha no mecanismo de controle da torradeira

EVEN 003

PORT 002

Controle de temperatura elevado (erro humano) EVEN 002  Gerisval Pessoa

Dispositivo de desligamento automático não atua EVEN 001 Revisão 04

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Fundamentos de Confiabilidade Árvore de Falhas – Exemplo Sistema de Energia Elétrica de um Hospital

Energia Elétrica Rede Pública

Monitor de Tensão

Efeito Indesejável

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Bl ac ko ut

Gerador Diesel

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Fundamentos de Confiabilidade Sistema de Energia Elétrica de um Hospital Perda total de energia elétrica (Blackout)

Evento topo

PORT 001

Evento intermediário

Perda de Energia da Rede Pública

Falha do Sistema de Energia Interna

PORT 002

Falha do monitor de tensão

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Gerador diesel falha na partida Evento básico Revisão 04

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Fundamentos de Confiabilidade Árvore de Falhas – Exemplo Sistema CD Player Automotivo Auto-falante A

Auto-falante B

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Fundamentos de Confiabilidade Árvore de Falhas – Exemplo – Sistema CD Player Evento topo: Falta de som Componentes: CD player Auto-falantes A e B

Falta de Som no Ambiente

PORT 001

Falha dos autofalantes

CD player não funciona

PORT 002

Falha do auto-falante A  Gerisval Pessoa

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Falha do auto-falante B 31

Fundamentos de Confiabilidade Diagrama de Causa e Efeito (Parcial) Circuito Elétrico Bobina

Velas

Cabos

Distribuidor

Bateria

Ignição eletrônica

Chave de ignição

Motor não dá partida Mangueira Filtro

Operacionais

Nível Gasolina

Bomba de combustível

Circuito Combustível CAUSAS

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Fundamentos de Confiabilidade Exemplo de uma Árvore de Falha

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Fundamentos de Confiabilidade Exemplo de um Processo istrativo (Emissão/Recebimento por Nota Fiscal) 1. Departamento de engenharia industrial emite ordem de serviço: valor e características do serviço são especificados 2. Ordem de serviço é enviada ao setor de faturamento 3. Funcionário levanta cadastro da empresa faturada 4. Funcionário calcula impostos a serem recolhidos 5. Nota fiscal é emitida 6. Nota fiscal é conferida e enviada ao cliente 7. Cliente acusa o recebimento 8. Nota fiscal é enviada ao setor de contas a receber 9. Contas a receber verifica pagamento e dá baixa na nota 10. Nota fiscal e ordem de serviços são arquivadas  Gerisval Pessoa

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Fundamentos de Confiabilidade Árvore de Falhas (Processo istrativo) Atraso no pagamento

Faturamento emite NF com atraso

Cliente Atrasa pagamento

Atraso no cadastro

Nota fiscal tem de ser refeita Cadastro não existe

Dificuldade no levantamento dos dados

Treinamento inadequado

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Erro do funcionário

Erro no Cadastro

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Erro no cálculo dos impostos

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