CI-Aula 5b (18b e 20a-03-19) Árvore de Falhas e Análise Quantitativa

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Osva ldo Andrade Souza – UNIJORGE – Engenhar ia Mecân ica – Conf iab i l idade Indust r ia l
Dia Tema TURMA – B - Segundas Feiras
4/2 Alinhamento pedagógico
11/2 Contrato - Probabilidade - Equipes - AV3/FMECA - Modos de Falha - Conf. Componentes Taxas de Falhas
18/2 C. Banheira - MTTF - Conf. Sistema – D. Blocos - Cortes, Caminhos, Série, Paralelo, Standby, Pivot, K-de-N
25/2 Diagrama de Blocos - Disponibilidade Confiabilidade - Caminhos, Cortes e Quantificação
4/3 Carnaval
11/3 Árvore de Falhas Elaboração Análise dos Cortes Mínimos
18/3 Entrega da AV3-1 - Árvore de Falhas e Cortes Mínimos – Análise Quantitativa
25/3 AV1
1/4 Manutenibilidade - Terminologia Normatizada - Disponibilidade de sistemas reparáveis - Indicadores
8/4 Devolução da AV1 - (Portal até 13/4 e Estatística) - Acompanhamento da AV3
15/4 Disponibilidade de Componentes reservas testados ou monitorados
22/4 Disponibilidade de Componentes reservas testados ou monitorados
29/4 2ª AV1 – Devolução em horário especial até 6/5
6/5 Intervalo ótimo para testes - Eficiência Produtiva
13/5 Entrega/Apresentação da AV3-2 – Equipes de CI Nº IMPARES – Opção 22/5 na Mostra de Projetos
20/5 Entrega/Apresentação da AV3-2 – Equipes de CI Nº PARES – Opção 22/5 na Mostra de Projetos
27/5 AV2
3/6 2ª AV2 - Fora do Calendário UJ 6 a 11/6 OK? SIM
10/6 Devolução da AV2 e da 2ª AV2 - (Notas no Portal até 16/6)
17/6 Revisão geral para AV4, ou O Engenheiro de Confiabilidade
24/6 AV4 - Notas até 29/6
1/7 Finalização e Relatórios
Osva ldo Andrade Souza – UNIJORGE – Engenhar ia Mecân ica – Conf iab i l idade Indust r ia l
Dia Tema TURMA – A – Quartas Feiras
0/1 Alinhamento pedagógico
13/2 Contrato - Probabilidade - Equipes - AV3/FMECA - Modos de Falha - Conf. Componentes Taxas de Falhas
20/2 C. Banheira - MTTF - Conf. Sistema – D. Blocos - Cortes, Caminhos, Série, Paralelo, Standby, Pivot, K-de-N
27/2 Diagrama de Blocos - Disponibilidade Confiabilidade - Caminhos, Cortes e Quantificação
6/3 Carnaval
13/3 Árvore de Falhas Elaboração Análise dos Cortes Mínimos
20/3 Entrega da AV3-1 - Árvore de Falhas e Cortes Mínimos – Análise Quantitativa
27/3 AV1
3/4 Manutenibilidade - Terminologia Normatizada - Disponibilidade de sistemas reparáveis - Indicadores
10/4 Devolução da AV1 - (Portal até 13/4 e Estatística) - Acompanhamento da AV3
17/4 Disponibilidade de Componentes reservas testados ou monitorados
24/4 Provas Presenciais de EAD
1/5 2ª AV1 – Devolução em horário especial até 6/5
8/5 Intervalo ótimo para testes - Eficiência Produtiva
15/5 Entrega AV3-2 Equipes que não estão na Mostra - Notas da AV3 no Portal Até 29/5
22/5 Mostra de Projeto - Entrega da AV3-2 Equipes que estão na Mostra
29/5 AV2 (Notas no Portal até 16/6)
5/6 Provas Presenciais de EAD
12/6 2ª AV2 Fora do Calendário UJ 6 a 11/6
19/6 Devolução da AV2 e da 2ª AV2 - Revisão geral para AV4
26/6 AV4 - Notas até 29/6
3/7 Finalização e Relatórios
Validado Com a Turma OK?
Osva ldo Andrade Souza – UNIJORGE – Engenhar ia Mecân ica – Conf iab i l idade Indust r ia l
Projeto da AV3-1
O projeto em grupos de 5 a 7 alunos envolve duas etapas:
1ª Desenvolver o uso da técnica FMEA – VALOR 50% da nota
2ª Otimizar o plano de manutenção, reduzindo tarefas de itens de baixo risco e elevando a Confiabilidade e
Manutenabilidade, frente aos modos de falha de maior risco. – VALOR 50% da nota
Ações/Entregas da Etapa 1: [Entrega simples sem apresentação, pontualidade e completitude pontuam]
• Cada equipe combinará com o professor o Sistema do estudo, que poderá ser integrado com outra disciplina. É
Importante que seja um sistema simples e acessível.
• Elaborará uma listagem das participações de cada membro do grupo. Contendo: AV3-1, Nº da Equipe, Nome da
disciplina, Nome dos alunos igual ao do portal. Impresso e NÃO via E-mail ou similar.
• Realizar, imprimir e entregar a FMEA, contendo a informação básica sobre o sistema e suas funções, a lista dos seus
componentes e a tabela FMEA com os componentes, seus modos de falhas e as possíveis causas e consequências
destes. A criticidade será na 2ª etapa.
Ações/Entregas da Etapa 2: [Entrega com apresentação, pontualidade e completitude pontuam]
• Indicar o Nº da Equipe, se ocorreu alteração de componentes e esclarecer se o sistema já dispõe de um plano
de preventiva vigente, que será otimizado, ou se será desenvolvido um plano a partir do “zero”.
• Realizar, imprimir e entregar a FMECA, contendo a avaliação de criticidade dos modos de falhas de cada
componente, na qual as inclusões ou alterações das tarefas de manutenção serão evidenciadas. Evitar
recomendações excessivas para cenários de risco menor e assegurar clareza quanto ao que deve ser feito (O
que?, Quando? ...) para elevação da Confiabilidade e Manutenabilidade do sistema.
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T U R M A – B - S e g u n d a s F e i r a s
EQUIPE 1 EQUIPE 3 EQUIPE 5 EQUIPE 7
Análise crítica dos reparos em cordões de 
solda para equipamentos de transporte.
Compressor de ar Falha em uma Embaladora de Fralda. Trocador de calor.
Jorge Matheus Anderson Breno Valente Adailton Dias de Santana
Italo Santos João Rafael Emilio Santana Andre Farias
Felipe Miranda Tauan Santos Jasiel Santos Bianca Carvalho
Mauricio Meireles Thiago Oliveira Lucas Farias Gabriel Marques
Roniston Lima Ramon Góes Mateus Resente Luis Flávio
Gustavo Clemonini Helena Nascimento Raiane Montes Paulo Daniel
Nathália Kimberly Camilla N. Araujo Vitoria Fernanda Lorena Miranda
Filipe Oliveira Pedro Gregory Marcelo Santiago Flávio soares.
Vicente Murta
EQUIPE 2 EQUIPE 4 EQUIPE 6 EQUIPE 8
Compressor de ar ( Freio de caminhão ) Falha em Caldeira Bomba Centrífuga.
João Paulo Fraga Aristodemos Quelton Souza
Ricardo Falcão Aparecida Mateus Pinto
Elton Fernandes Gilciana Luciano Esperança
Vagner Ferreira Iasmim Caio Nogueira
Priscila Carvalho Danilo Ely Novaes
Jasminie Falcão Rodrigo Ferreira Andressa Santos
Paulo miquéias Luiz Oiticica Fabio Bernardo
Wilson carvalho Rogério Barroso Charles Santos
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T U R M A – A - Q u a r t a s F e i r a s
EQUIPE 1 EQUIPE 3 EQUIPE 5 EQUIPE 7
Tema: Análise de falha 
do Barco a vapor.
Análise de Falha em 
Bomba Centrífuga
Analíse de falha no Elevador Análise de falha em 
motogeradores
Thainá Santos Dayse Susie Daiane Marques José Vilmar
Hélio Henrique Lucas Mateus Mariana Queiroz Josimar Pereira
Jucimar Mendes Landoaldo Campos Weverton Brum Marcio Conceição
Italo Ferreira Felipe Bitencourt Luan Brito Reinaldo Araújo
Ueslei Victória Matheus Moreira Sam Ricardo Maria de Brito
Tiago José Caio Miranda Luana Araújo
Ueslei Britto Gabriel Almeida Sivoneide Chagas
Rebeca Serra
EQUIPE 2 EQUIPE 4 EQUIPE 6 EQUIPE 8
Tema: Solda por Ponto Sistema reator Plataforma elevatória Analise de falha de 
empacotadora
Kleber Carvalho Fabio Santos Jéssica Mila Tavares Lago Higo Vitor
Luis Daltro Sergio Ferreira Fernanda da Silva Santos Rayna Maralise
Pedro Victor Rodrigo Monteiro Tatiele Silva Moreira Gabriela Batista
Felipe Correia Matheus Vasconcellos Wesley dos Santos Pereira José Raimundo
Max Taquari Oliver Guimarães Eric Neves Brito Jean Souza
Jean Carlos João Victor dos Santos Victor Alberto Conceição de Jesus Costa Danilo Suzart
Jean Almeida Mariane Mendes Filipe Monteiro João Victor Fagundes
Carlos Júnior
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T U R M A – B - S e g u n d a s F e i r a s
DATA Campeão 2º 3º
18/02/2019 Meireles Helena e Roniston Luis Flávio e Lorena
25/02/2019 Jorge e Filipe Filipe e Italo Vagner
L i ga n d o o Ka h o o t
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T U R M A – A - Q u a r t a s F e i r a s
DATA Campeão 2º 3º
20/02/2019 Higo Vitor Gabriela Batista / Rayna José Raimundo e Jean Souza
27/02/2109Rodrigo Carlos Victor e Daian
L i ga n d o o Ka h o o t
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Confiabilidade de um Sistema
Diagrama em Blocos
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Temos um sistema especial onde o custo para elevarmos a
confiabilidade de quaisquer componente em 5% é o mesmo.
R1
R3 R4
R2
R5
R6
Tenho verba para melhorar
apenas um deles. Qual
é o componente que
melhorado maximiza a
confiabilidade do sistema?
0,90
0,97
0,49
0,70
0,90 0,90
0,60 0,60
0,70
0,94
0,80
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R1
R3 R4
R2
R5
R6
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Confiabi l idade de um Sistema
Árvore de Falhas
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Osvaldo Andrade Souza – UNIJORGE – Eng. Mec. – Confiabilidade
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FTA – Árvore de Falhas - Quais são os resultados da Análise
Resultados Diretos
• Levantamento dos Pontos Fracos do Sistema
• Determinação da probabilidade de ocorrência do evento Topo
• Avaliação relativa de custo / benefício de possíveis modificações
que se queira realizar no sistema.
Resultados Indiretos
• Aprofundamento do conhecimento sobre o sistema
• Possibilidade de aproveitamento do modelo em análises futuras
• Fonte de treinamento de técnicos da área.
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Disponibilidade e Manutenibilidade de Sistemas –
Considerações sobre Taxa de Falhas (λ):
Segundo a NBR 5462, falha é a incapacidade de um item desempenhar
a função requerida.
A falha pode resultar em:
• Interrupção da produção;
• Operação em regime instável;
• Queda na quantidade produzida;
• Deterioração ou perda da qualidade do produto.
Osvaldo Andrade Souza – UNIJORGE – Eng. Mec. – Confiabilidade
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FTA – Árvore de Falhas - Regras p/ a construção de uma Árvore de Falhas:
Quantificação - Cuidados com a quantificação
• Adequação das fontes de dados
• Valores na forma adequada para os cálculos
• ( Frequência X Probabilidade )
• Valores por demanda = Ver definição do ciclo
• Influencia de:
• Vibração;
• Ambiente;
• Temperatura;
• Umidade, etc.
• Dados locais = Específicos do próprio sistema
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FTA – Árvore de Falhas - Regras p/ a construção de uma Árvore de
Falhas: Quantificação:
Tipos de dados necessários para avaliações quantitativa de riscos de
estudos de confiabilidade de sistemas (RAM – Reliability, Availability and
Maintenability)
• Taxa de falhas;
• Tempo médio de reparo;
• Intervalo entre testes;
• Duração do teste;
• Frequência de manutenção preventiva;
• Duração média da manutenção preventiva;
• Probabilidade de erro humano.
l
m
tTt
q
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FTA – Árvore de Falhas - Quantificação - Cuidados com a Quantificação
Obtenção dos Dados
Os dados de falhas podem ser obtidos em bancos genéricos de dados; testes de
laboratório ou do registo das ocorrências ao longo da sua utilização.
É importante referir que um adequado registo histórico de falhas é fundamental
para o acompanhamento de um equipamento, bem como, ao correto desempenho
das atividades referentes à sua manutenção.
Para que os dados obtidos possam proporcionar indicadores válidos para a tomada
de decisões é necessário que a sua recolha seja feita de forma criteriosa e
homogénea.
Só assim, é possível obter resultados precisos e consistentes relativamente aos
eventos ocorridos no sistema.
Osvaldo Andrade Souza – UNIJORGE – Eng. Mec. – Confiabilidade
Osva ldo Andrade Souza – UNIJORGE – Engenhar ia Mecân ica – Conf iab i l idade Indust r ia l
FTA – Árvore de Falhas - Quantificação - Cuidados com a Quantificação
Obtenção dos Dados
O histórico de falhas é a melhor fonte de informação sobre o sistema em análise.
Quando esta informação não existe ou é inadequada, é possível utilizar a informação
existente em bancos de dados externos.
Esta informação é editada por diversos organismos e indicada para os componentes
mais comuns, geralmente, o MTTF e a intensidade de falha.
Porém, a utilização desta informação deve ser utilizada com algum cuidado, dado
que a obtenção dos dados baseia-se em condições especificas de funcionamento
que nem sempre se verificam.
Osvaldo Andrade Souza – UNIJORGE – Eng. Mec. – Confiabilidade
Osva ldo Andrade Souza – UNIJORGE – Engenhar ia Mecân ica – Conf iab i l idade Indust r ia l
FTA – Árvore de Falhas - Quantificação - Cuidados com a Quantificação
Obtenção dos Dados
Este grupo de trabalho desenvolveu uma base de dados com informações
proveniente de ações de manutenção de equipamentos de exploração e produção, a
partir de uma ampla variedade de áreas geográficas, instalações, tipos de
equipamentos e condições de funcionamento.
Os dados foram obtidos principalmente em equipamentos localizados em
plataformas industriais offshore do Mar do Norte e do Mar Mediterrânico.
Osvaldo Andrade Souza – UNIJORGE – Eng. Mec. – Confiabilidade
Uma das mais importantes fontes de dados de
confiabilidade é a base de dados da OREDA (Offshore
Reliability Database).
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FTA – Árvore de Falhas – Banco de Dados
• AIChE - American Institute of Chemical Engineers
- “Guidelines for Data Collection ...”
- Contém taxas de falhas de componentes utilizados em plantas de processos
• OREDA
- “Offshore Reliability Data”
- Contém taxas de falhas típicas de componentes utilizados em instalações “offshore”
• IEEE-500 - Institute of Electrical and Electronic Engineers
- “IEEE Standard 500”
- Contém taxas de falhas de componentes elétricos, de alguns eletrônicos e de instrumentação
• NPRD-95 - Reliability Analysis Center
- “Non Electronic Parts Reliability Data”
- Contém taxas de falhas de uma ampla variedade de componentes mecânicos e eletromecânicos, 
coletados de fontes comerciais e militares
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Soma e Multiplicação de 
Probabilidade e de Frequências
P x P = 
P x F =
F x P =
F x F =
P + P =
F + F =
P + F =
Como se resolve? 
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FTA – Árvore de Falhas – Frequência de Falha
Funcionamento do Sistema
- Em cada ciclo de 1 hora a bomba é acionada durante 10 minutos 
enchendo o tanque, sendo este tempo controlado pelo timer. Nos 50 
minutos restantes o conteúdo do tanque é enviado, por gravidade, para 
outras partes do sistema.
- Um alarme avisa ao operador sobre um excesso de nível, permitindo a 
abertura manual da chave e desligamento da bomba.
Evento a ser avaliado
- Transbordamento do Tanque
Probabilidades dos Eventos Básicos
- Alarme de nível: 2,18E -3 - Chave não abre: 6,00E -6
- Chave de nível: 2,45E -3 - Contato não abre: 1,68E -5
- Operador não atua: 1,00E -2 - Relé não opera: 6,72E-8
Objetivo: Calcular a frequência para o Evento
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FTA – Árvore de Falhas – Frequência de Falha
T
ALARME
TEMPORIZADOR
FONTE
CHAVE
CONTATOS
TANQUE
BOMBA
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FTA – Árvore de Falhas
Osva ldo Andrade Souza – UNIJORGE – Engenhar ia Mecân ica – Conf iab i l idade Indust r ia l
FTA – Árvore de Falhas
C o n s i d e r a r t e m p o s d e re p a r o d e s p r e z í v e i s
Osva ldo Andrade Souza – UNIJORGE – Engenhar ia Mecân ica – Conf iab i l idade Indust r ia l
FTA – Árvore de Falhas
C o n s i d e r a r t e m p o s d e r e p a r o d e s p r e z í v e i s
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Osva ldo Andrade Souza – UNIJORGE – Engenhar ia Mecân ica – Conf iab i l idade Indust r ia l
Árvore De Falhas
Quantificação
Osva ldo Andrade Souza – UNIJORGE – Engenhar ia Mecân ica – Conf iab i l idade Indust r ia l
Anamnese
Sobre a AV1 ...
O que vimos na aula 
de hoje ?
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Fim dos Assuntos da Aula do Dia
Boa Noite!
Obrigado a Todos
Osvaldo Andrade Souza
osvaldo.a.s@gmail.com