MATERIAS DE GESTAO DA MANUTENÇÃO

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CONFIABILIDADE 
DE SISTEMAS 
Aline Morais da Silveira
Fundamentos da engenharia 
da confiabilidade
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
  Definir confiabilidade.
  Relacionar a aplicação dos conceitos de confiabilidade com as ativi-
dades de engenharia.
  Descrever aplicações da engenharia de confiabilidade.
Introdução
A confiabilidade é considerada a habilidade que um item (sistema, equi-
pamento, produto, serviço, etc.) tem de desempenhar as suas funções de 
forma satisfatória, de acordo com o especificado, em um dado intervalo de 
tempo, sob condições preestabelecidas. Já a engenharia da confiabilidade 
é uma área de estudo com o objetivo principal de avaliar e otimizar a 
confiabilidade por meio de técnicas de probabilidade e estatística. 
Neste capítulo, você vai estudar sobre a confiabilidade, verificando 
a relação entre a aplicação dos conceitos de confiabilidade e as ativi-
dades de engenharia e identificando as aplicações da engenharia de 
confiabilidade.
Definição de confiabilidade
De acordo com a ABNT NBR 5462:1994 (ABNT, 1994, documento on-line), 
confi abilidade é a “[...] capacidade de um item desempenhar uma função 
requerida sob condições especifi cadas, durante um dado intervalo de tempo”. 
Para Fogliatto e Ribeiro (2009), a confi abilidade, de uma forma ampla, remete 
à operação bem-sucedida de um produto ou sistema, sem a presença de falhas.
Segundo Rodrigues (2014), para definir ou aumentar a confiabilidade de 
um processo, é necessário identificar, analisar e minimizar as falhas.
Falha é um desvio não previsto ou permitido de, pelo menos, uma característica ou 
critério do produto ou sistema, podendo ser causada por envelhecimento, agentes 
externos ou ação humana.
Avaliar a confiabilidade de um produto não é uma tarefa fácil, pois cada 
produto possui particularidades. Antigamente, os produtos eram superdimen-
sionados no seu desenvolvimento para alcançar uma confiabilidade adequada, 
mas, hoje, isso não é mais possível, devido à competitividade e à necessidade 
de redução de custos e tempo de desenvolvimento.
Conforme Fogliatto e Ribeiro (2009), o desenvolvimento de produtos 
pode ser dividido em três etapas:
1. projeto do produto;
2. projeto de processo;
3. manufatura.
Na primeira etapa, é o momento de concentrar esforços para a melhoria 
da confiabilidade.
Muitas vezes, os problemas relacionados à confiabilidade são atribuídos à 
manutenção, mas, segundo Kelly (1997), menos de 20% deles são realmente 
função da manutenção, o que mostra que os programas de confiabilidade não 
podem focar exclusivamente nessa área. De acordo com Barros Filho (2003), 
algumas funções que afetam a confiabilidade de sistemas e equipamentos 
são as seguintes.
  Produção: maneira como os equipamentos são operados, erro hu-
mano, inexistência de procedimentos, falta de treinamento, mão de 
obra desqualificada.
  Manutenção: filosofia de manutenção, erro humano, inexistência de 
procedimentos, falta de planejamento, mão de obra desqualificada.
  Planejamento e controle da produção: comunicação com vendas e 
marketing, operação, manutenção e compras, conhecimento das uni-
dades produtivas, controle de material e da confiabilidade dos equi-
pamentos e sistemas.
Fundamentos da engenharia da confiabilidade2
  Projeto e desenvolvimento: processo de especificação e seleção, mo-
dificações implementadas sem aderência às boas práticas de engenharia 
de projeto.
  Compras: aquisição de equipamentos e componentes sem considerar 
o custo do ciclo de vida.
Na Figura 1, de Lemes (2006), são apresentados alguns fatores que influen-
ciam a análise de confiabilidade e que, se levados em consideração, podem 
aumentar a lucratividade da empresa.
Figura 1. Fatores que influenciam uma análise de confiabilidade.
Fonte: Adaptada de Lemes (2006).
3Fundamentos da engenharia da confiabilidade
Confiabilidade humana
De acordo com Khan (2001), durante a vida útil dos equipamentos, cerca de 
80% das falhas são resultado de erros humanos e confi abilidade do processo, 
e apenas cerca de 20% das falhas se devem a propriedades inerentes dos 
materiais. O estudo da confi abilidade humana equivale basicamente à redução 
de erros humanos em uma operação.
Erro humano é qualquer ação humana (ou falta de ação) que excede as tolerâncias 
definidas pelo sistema com o qual o ser humano interage, conforme leciona Jordán (2016).
O erro humano pode ser subdividido conforme a seguir.
  Erro: algo intencional, quando se tenta e consegue fazer errado. Ser 
intencional não significa uma sabotagem, mas, sim, uma ação errada, 
muitas vezes por falta de conhecimento adequado.
  Deslize: algo não intencional, quando se tenta fazer correto, mas a 
execução é errada. É comum quando se tem experiência e formação.
De acordo com Jordán (2016), existem diversas situações que favorecem o 
erro humano, sendo algumas delas: procedimentos deficientes, conhecimento 
insuficiente, má comunicação, má distribuição dos equipamentos na planta, 
tarefas mentais excessivas, falta de limpeza e restrições físicas inadequadas.
Segundo Jordán (2016), algumas teorias utilizadas na indústria para análise 
do erro humano são as seguintes.
  Teoria de John Anderson: diz que a memória se divide em duas eta-
pas, a memória declarativa (recebe a informação na primeira fase de 
aprendizagem e é armazenada na memória a longo prazo) e a memória 
processual (converte a memória declarativa, levando a procedimentos 
e regulamentos de acionamento automático).
  Teoria de Norman e Shallice: dividem o comportamento humano 
em automático (a tarefa foi aprendida e registrada como modelo e 
resposta automática, não requer muita atenção) e supervisor (a tarefa 
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não foi aprendida e os modelos mentais existentes não respondem à 
necessidade).
  Teoria de Rasmussen: define três níveis de controle de ação, baseados 
em diferentes tipos de conhecimentos e interpretações do meio ambiente, 
sendo eles habilidades, regras e conhecimento.
Ainda conforme Jordán (2016), a análise adequada e contínua da con-
fiabilidade humana possibilita a eliminação de aproximadamente 90% dos 
erros humanos.
Confiabilidade do equipamento
Se o fabricante e/ou o comprador tentarem cortar custos nos momentos de 
desenvolvimento e aquisição dos equipamentos, não aplicando uma análise 
de confi abilidade adequada e a correta manutenção, muitas vezes os efeitos 
nocivos aparecerão somente no momento da aplicação real do equipamento.
O custo de incorporar aspectos de manutenção, confiabilidade ou segu-
rança posteriormente, se comparados aos custos de falhas durante a vida útil, 
muitas vezes são maiores. Por isso, é importante, dentro do possível, incluir os 
aspectos de confiabilidade, mantenabilidade e segurança durante os estágios 
de projeto e desenvolvimento do equipamento.
Confiabilidade de liderança
De acordo com Khan (2001), a chave para o sucesso ou para o fracasso de 
todo o ciclo de vida da confi abilidade depende da percepção de confi abilidade 
pela administração. A equipe de liderança deve considerar a confi abilidade 
como uma vantagem competitiva, que pode ajudar a reduzir o “tempo ocioso” 
da fábrica, os custos de manutenção e as perdas de produção, contribuindo 
diretamente para a lucratividade.
Para melhorar a confiabilidade de liderança, algumas áreas podem ser 
analisadas, além de ser importante alinhar a política de acordo com os requi-
sitos do cliente, a visão e os objetivos da empresa, os planos de negócios, o 
benchmarking, etc.
Confiabilidade de processo
Durante a vida útil do equipamento, algumas das principais causas de falhas 
são relacionadas a problemas de processo, segundo Khan (2001), e podem 
5Fundamentos da engenharia da confiabilidade
ser evitadas com projeto de processo, instruções de operação, controles de 
ambiente operacional e de processos, treinamento e conhecimento técnico, 
correto armazenamento de matéria-prima,entre outras práticas.
Relação entre os conceitos de confiabilidade 
e as atividades de engenharia
Dois conceitos que estão diretamente ligados à confi abilidade são o tempo 
médio entre falhas (MTBF, do inglês mean time between failure), aplicado a 
itens reparáveis, e o tempo médio até a falha (MTTF, do inglês mean time to 
failure), aplicado a itens não reparáveis. Para o cálculo desses dois conceitos, 
são utilizadas as seguintes equações:
onde N é a quantidade de equipamentos, tbf é o tempo entre falhas regis-
trado para cada equipamento e ttf é o tempo para falha registrado para cada 
equipamento.
Itens reparáveis são aqueles em que é possível realizar reparo após a falha, fazendo 
com que volte a funcionar. Por exemplo, um rolamento que falhou por falta de lubri-
ficação, o cilindro de um motor que necessita de retífica, entre outros. Já os itens não 
reparáveis necessitam ser substituídos após a falha, como uma junta de vedação que 
se rompeu, a resistência de um chuveiro que queimou, etc.
De acordo com Carpes Júnior (2015), um conceito que frequentemente 
é confundido com confiabilidade é a segurança. Muitas vezes, a confiabi-
lidade e a segurança estão ligadas, como em aviões, em que, quanto maior 
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for a confiabilidade, maior será a segurança, o que não significa que sejam 
sinônimas. Já em outros casos, a confiabilidade é inversamente proporcional 
à segurança, como no caso de lâminas de corte, em que, quanto mais cortante 
for o fio, maior é a confiabilidade e menor é a segurança.
Ainda conforme Carpes Júnior (2015), um termo associado à confiabi-
lidade é a robustez, que muitas vezes é confundida com o superdimensio-
namento. Na verdade, robustez se refere à capacidade de o equipamento 
não alterar seu desempenho em função de condições de uso ambientais 
ou externas.
Outros conceitos associados à confiabilidade são qualidade, mantenabi-
lidade e disponibilidade.
Qualidade
Os conceitos de confi abilidade e qualidade são muitas vezes confundidos, 
sendo que a principal diferença entre eles é que a confi abilidade engloba um 
intervalo de tempo, enquanto a qualidade é um conceito “estático”. A melhoria 
na qualidade de um produto resulta na melhoria da confi abilidade.
A qualidade representa todas as características e aspectos de um produto 
ou serviço que possibilitam a satisfação de necessidades, podendo também ser 
considerada como o cumprimento das especificações de projeto e manufatura 
com a menor variabilidade possível.
De acordo com Venanzi e Silva (2016), quando um produto entra em opera-
ção, a confiabilidade passa a ser associada ao tempo de uso em que o produto 
pode se manter de acordo com as especificações e condições iniciais para as 
quais foi projetado. Venanzi e Silva (2016) também citam que a confiabilidade 
é uma extensão da qualidade no tempo, não sendo possível separar esses dois 
termos, pois não é possível obter produtos confiáveis sem:
  qualidade de componente e matéria-prima;
  qualidade de pré-seleção;
  qualidade de procedimentos;
  qualidade de máquinas;
  qualidade de montagem;
  qualidade de mão de obra;
  qualidade de serviços;
  qualidade de auditoria.
7Fundamentos da engenharia da confiabilidade
Segundo Fogliatto e Ribeiro (2009), a definição de qualidade pode ser 
dividida em duas partes:
1. a qualidade está associada à capacidade de projetar produtos que in-
corporem características e atributos otimizados para atender a neces-
sidades e desejos dos usuários, sejam características qualitativas ou 
quantitativas;
2. a qualidade está associada à redução da variabilidade nas características 
de desempenho.
De qualquer forma, reduzindo fontes de variabilidade nos processos de ma-
nufatura e no ambiente de operação, bem como na deterioração do produto, é 
possível melhorar a qualidade do produto e, consequentemente, sua confiabilidade.
Mantenabilidade
A mantenabilidade, ou manutenabilidade, é a capacidade que um item tem 
de receber manutenção, dentro de um período de tempo determinado e com 
um custo preestabelecido. Segundo Venanzi e Silva (2016, p. 67), ela “[...] 
é a probabilidade de um equipamento voltar a operar dentro de um tempo 
predeterminado após a falha”.
De acordo com Dym et al. (2010), no projeto de mantenabilidade, é impor-
tante selecionar peças que sejam facilmente acessadas e reparadas, propor-
cionar redundância para que os sistemas continuem em operação enquanto a 
manutenção é realizada, especificar procedimentos de manutenção preventivos 
e preditivos, indicar a quantidade de peças sobressalentes que devem ser 
mantidas em estoque, entre outros aspectos.
Como a mantenabilidade avalia o tempo de reparo a partir de uma probabi-
lidade, é possível determinar o tempo padrão de reparo, ou seja, o tempo médio 
para reparo (MTTR, do inglês mean time to repair), que é dado pela equação:
Onde N é o número de intervenções efetuadas durante determinado período 
e TTR é o tempo para cada reparo.
Fundamentos da engenharia da confiabilidade8
Disponibilidade
A disponibilidade é quando um item está em condições de executar uma 
certa função em um determinado instante ou durante um intervalo de tempo 
pré-estabelecido, ou seja, é a relação entre o tempo produzindo e o tempo 
programado.
Conforme Venanzi e Silva (2016), a disponibilidade depende tanto da 
confiabilidade como da mantenabilidade, sendo um conceito aplicado apenas 
a sistemas reparáveis. O cálculo da disponibilidade (A, do inglês availability) 
pode ser realizado da seguinte forma:
Segundo Fogliatto e Ribeiro (2009), em itens não reparáveis, como uma 
lâmpada, os conceitos de disponibilidade e confiabilidade podem ser consi-
derados equivalentes. Já para itens reparáveis, eles podem ter dois diferentes 
estados: “funcionando” ou “em manutenção”.
Aplicações da engenharia de confiabilidade
De acordo com Souza (1999, documento on-line):
[...] a engenharia da confiabilidade consiste na aplicação de um programa 
de confiabilidade que é composto de várias etapas durante cada fase de seu 
desenvolvimento, do projeto conceitual ao programa de manutenção, com o 
propósito de oferecer um produto confiável ao seu cliente.
Segundo RioPress (2013), a engenharia da confiabilidade se baseia no ajuste 
de diferentes modelos estatísticos, a partir do registro dos tempos de vida e 
de outros resultados da máquina, resultando em informações que servem 
como subsídios para a tomada de decisão. Com essas informações, é possível 
estudar o ciclo de vida dos equipamentos e identificar quais são os sistemas, 
subsistemas ou equipamentos críticos no processo, traçando estratégias para 
aumentar a confiabilidade da linha de produção.
9Fundamentos da engenharia da confiabilidade
As principais funções da engenharia de confiabilidade, conforme o site 
Dynamox (ENGENHARIA..., [2018]), são:
  melhorar a disponibilidade e a capacidade produtiva de equipamentos 
críticos;
  aplicar tecnologias analíticas para melhorar a confiabilidade;
  obter e registrar melhorias nas atividades de manutenção;
  estabelecer planos proativos de manutenção que minimizem uso e 
custos da manutenção corretiva;
  maximizar benefícios de manutenção preventiva e preditiva;
  aumentar o ciclo de vida dos ativos.
De acordo com o site Dynamox (ENGENHARIA..., [2018]), a engenha-
ria de confiabilidade é relativamente recente, surgindo na década de 1960 
nos setores aeroespacial e militar, incorporando avanços tecnológicos e 
contribuindo para a gestão de ativos industriais. No Brasil, suas principais 
aplicações são nos setores petroquímico, de energia, de mineração e de 
papel e celulose.
A engenharia de confiabilidade está em constante expansão, podendo 
ser aplicada na previsão de consumo de energia elétrica em uma fábrica, 
na análise de falhas em sistemas computacionais, na análise da vida útil 
de componentes críticos de meios de transporte, na redução do tempo de 
troca de ferramentas, na simulação dos processos por meio da modelagemcomputacional, na manutenção programada de aeronaves, dentre as mais 
diversas aplicações.
De acordo com Venanzi e Silva (2016), para a correta aplicação da enge-
nharia de confiabilidade, é importante estar munido de informações, sendo 
que, quanto mais confiáveis forem essas informações, mais próximos da 
realidade operacional serão os indicadores que servem de embasamento para 
a tomada de decisões.
Dentro do conceito de confiabilidade, existem aspectos qualitativos e as-
pectos quantitativos, fazendo com que a confiabilidade de um item ou sistema 
seja a integração das avaliações obtidas por métodos qualitativos (Figura 2) 
e métodos quantitativos (Figura 3).
Fundamentos da engenharia da confiabilidade10
Figura 2. Processos de confiabilidade pelo método qualitativo.
Fonte: Venanzi e Silva (2016, p. 48).
Figura 3. Processos de confiabilidade pelo método quantitativo.
Fonte: Venanzi e Silva (2016, p. 48).
11Fundamentos da engenharia da confiabilidade
A análise quantitativa é caracterizada pela taxa de falha, permitindo 
uma previsão do tempo de vida restante para o equipamento ou sistema, além 
da probabilidade de falhas durante um período predeterminado. A taxa de 
falhas depende de uma base de dados confiável obtida a partir do histórico 
de manutenção.
Para um plano de confiabilidade eficiente, a RioPress (2013) cita que uma base de 
dados de muitos anos é bem-vinda, mas que um histórico confiável de seis meses é 
suficiente para a aplicação da engenharia de confiabilidade.
A análise quantitativa é realizada por meio de distribuições estatísticas 
específicas e modelamentos matemáticos, a partir de dados obtidos por meio 
de ensaios laboratoriais ou dados de campo, como tempo até a falha, tempo 
de operação, número de falhas, condições apresentadas no momento da falha, 
entre outros.
Como os dados de campo, na maioria das vezes, apresentam tempo até a 
falha muito longos, podem ser utilizados testes acelerados de confiabilidade 
para a obtenção de dados em um menor período de tempo. Segundo Fogliatto 
e Ribeiro (2009), esses testes encurtam a vida de produtos ou aceleram a 
degradação de características de desempenho, fornecendo informações sobre 
a vida e o desempenho do produto em condições normais de operação.
Para a análise de confiabilidade de novas instalações ou equipamentos da indústria 
bélica e da aeronáutica, os fornecedores são obrigados a fornecer dados de confia-
bilidade de seus produtos.
Conforme Antunes et al. (2009), a engenharia de confiabilidade define 
que as causas de falhas no equipamento mudam com o tempo. Quando o 
Fundamentos da engenharia da confiabilidade12
equipamento é novo, as taxas de falhas são altas incialmente (erros de projeto e 
fabricação), reduzindo com o tempo e estabilizando, permanecendo constantes 
por um longo período de tempo (erros de operação). Já na fase final, quando 
o desgaste é acelerado, as taxas de falhas voltam a aumentar rapidamente 
(final da vida útil).
A vida útil dos equipamentos pode ser aumentada com ações como a 
correta manutenção preventiva e ações de melhorias contínuas nas condições 
de mantenabilidade.
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