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01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 1 ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA DE SEGURANÇA DO TRABALHO GERÊNCIA DE RISCOS “LÓGICA – OPERAÇÕES E ARGUMENTOS” Prof. Me. Armando Paulo da Silva Home page: www.cp.utfpr.edu.br/armando e-mail: armando@utfpr.edu.br Telefone: (43) 3520-3907 - Celular: (43) 9960-5993 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 2 LÓGICA – Ciência que estuda as leis e regras estruturadoras da coerência interna de qualquer pensamento e de qualquer discurso. 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 3 A lógica clássica é governada por três princípios: •Princípio da Identidade: Todo objeto é idêntico a si mesmo. •Princípio da Contradição: Dadas duas proposições contraditórias (uma é negação da outra), uma delas é falsa. •Princípio do Terceiro Excluído: Dadas duas proposições contraditórias, uma delas é verdadeira. 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 4 Uma tabela-verdade é uma tabela em que constam todos os possíveis valores lógicos de uma proposição composta a partir dos valores lógicos de suas componentes e conectivos. Tomemos uma proposição composta p:(p1, p2, ...,pn) formada por n proposições simples. O valor lógico de p dependerá do valor lógico de suas componentes e das operações efetuadas entre elas. O valor lógico de p é expresso em sua tabela-verdade 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 5 PROCEDIMENTOS PARA CONSTRUÇÃO DA TABELA-VERDADE 1º Passo: Determinar o número de linhas da tabela-verdade que se vai construir. O número de linhas da tabela verdade é dado por 2 n onde n é o número de proposições simples que compõe p. Esta quantia de linhas nos permite escrever todas as possíveis combinações dos valores lógicos das proposições componentes. 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 6 PROCEDIMENTOS PARA CONSTRUÇÃO DA TABELA-VERDADE 2º Passo: Observar a precedência dos conectivos e escrever passo a passo em ordem a seqüência de operações efetuadas para obter P. A ordem de precedência das operações é a seguinte: 1) Negação (’) 2) Conjunção ( ou ) 3) Disjunção inclusiva ( ou ) ou disjunção exclusiva ( ) 4) Condicional ( ) 5) Bicondicional ( ) Ao efetuar as operações lógicas vale a mesma regra utilizada em expressões numéricas: “na presença de parênteses efetuam-se primeiro as operações no parênteses”. 3º Passo: Aplicar as definições das operações lógicas que o problema exigir. 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 7 OPERAÇÕES LÓGICAS 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 8 RESUMO DE PORTAS LÓGICAS 1) Porta Lógica AND ( E ): O módulo AND indica que todas as condições determinantes ou entradas devem ser verdadeiras para que uma proposição seja verdadeira. Se pelo menos uma das condições ou entradas for falsa, a proposição será falsa. A porta lógica AND assume valor lógico 1, se e somente se, todas as variáveis de entrada assumirem valor 1. A B S=A B 0 0 0 (falso) 0 1 0 (falso) 1 0 0 (falso) 1 1 1 (verdadeiro) Função: AND 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 9 2) Porta Lógica OR ( OU ) ): O módulo OR indica que todas as condições determinantes ou entradas devem ser falsas para que uma proposição seja falsa. Se pelo menos uma das condições ou entradas for verdadeira, a proposição será verdadeira. A porta lógica OR assume valor lógico 0, se e somente se, todas as variáveis de entrada assumirem valor 0. A B S=A+B 0 0 0 (falso) 0 1 1 (verdadeiro) 1 0 1 (verdadeiro) 1 1 1 (verdadeiro) Função: OR 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 10 3) Porta Lógica NAND ( NE ): O módulo NAND pode ser considerado um estado NO-AND (NÃO-E). Indica que, quando uma ou mais condições determinantes ou entradas for falsa, a proposição será verdadeira. Se todas as condições ou entradas forem verdadeiras, então a proposição será falsa. A porta lógica NAND assume valor lógico 0, se e somente se, todas as variáveis de entrada assumirem valor 1. Inverso da função AND Função: NAND A B S= BA 0 0 1 (verdadeiro) 0 1 1 (verdadeiro) 1 0 1 (verdadeiro) 1 1 0 (falso) 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 11 4) Porta Lógica NOR ( NOU ): O módulo NOR pode ser considerado um estado NO-OR (NÃO-OU). Indica que, quando uma ou mais condições determinantes ou entradas for verdadeira, a proposição será falsa. Se todas as condições ou entradas forem falsas, então a proposição será verdadeira. A porta lógica NOR assume valor lógico 1, se e somente se, todas as variáveis de entrada assumirem valor 0. Inverso da função OR Função: NOR A B S= BA 0 0 1 (verdadeiro) 0 1 0 (falso) 1 0 0 (falso) 1 1 0 (falso) 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 12 5) Porta Lógica XOR( OU-EXCLUSIVO ): O módulo XOR indica que, quando as condições determinantes ou entradas tiverem valores lógicos diferentes, a proposição será verdadeira. Se todas as condições determinantes ou entradas forem iguais, então a proposição será falsa. A porta lógica XOR assume valor lógico 0, se e somente se, todas as variáveis de entrada assumirem valor lógicos iguais. Função: XOR A B S=A B 0 0 0 (falso) 0 1 1 (verdadeiro) 1 0 1 (verdadeiro) 1 1 0 (falso) 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 13 6) Porta Lógica XNOR( COINCIDÊNCIA ): O módulo XNOR indica que, quando as condições determinantes ou entradas tiverem valores lógicos diferentes, a proposição será falsa. Se todas as condições determinantes ou entradas forem iguais, então a proposição será verdadeira. A porta lógica XNOR assume valor lógico 1, se e somente se, todas as variáveis de entrada assumirem valor lógicos iguais. Inverso da função NOR Função: XNOR A B S= BA 0 0 1 (verdadeiro) 0 1 0 (falso) 1 0 0 (falso) 1 1 1 (verdadeiro) 01/09/2012 14 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 15 Simbologia lógica A simbologia mais frequentemente usada nas Análises de Arvore de falhas está exposta na figura ao lado. 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 16 A análise controlando o blackout como evento-topo e buscando as causas, ou combinações de causas, que podem levar à sua ocorrência. Para fazer isso, vamos montar a arvore de falhas mostrada na figura 5.2. FIGURA 5.2 – Árvode de Falhas de um blackout Descrição de eventos intermediários Porta E Porta Ou I – Blackout II – Sistema III – Sistema de Energia IV – Monitor de voltagem V – Gerador a diesel 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 17 Ao examinar as causas, verificamos que, para ocorrer o evento-topo, devem falhar o sistema e o sistema de energia. Isto é representado por um comporta E (and) na Arvore de Falhas. Descendo para o segundo nível, vemos que o sistema de energia falha, se falhar o monitor de voltagem ou gerador a diesel, que esta representado por umacomporta OU (or). Assim, em resumo, a AF é uma estrutura de módulos ou comportas E e OU, com retângulos contendo a descrição de eventos intermediários. Se tivermos os valores das probabilidades de falha de cada componente, podemos então calcular a probabilidade de ocorrência do evento- topo. 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 18 As Arvores de falhas mais simples e diretas são aquelas, como a deste exemplo, em que todas as falhas de componentes. Nestes casos, podemos então obter a AF a partir do diagrama de blocos de confiabilidade, e vice-versa. 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 19 Observa-se que, para o sistema falhar, deve falhar o componente c ou os dois subsistemas (o superior e inferior) do diagrama. Assim, obtemos a Arvore de Falhas apresentada ao lado: 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 20 FIGURA – Comporta OU FIGURA – Comporta E 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 21 AVALIAÇÃO QUANTITATIVA Vamos considerar a Arvore de falhas da figura 5.11, na qual as falhas primárias estão designadas genericamente por letras de A a C, os eventos intermediários por E, e o evento-topo pela letra T. FIGURA 5.11 – Exemplo de uma AF 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 22 Para avaliar qualitativamente a AF, normalmente começamos pelo evento-topo e vamos descendo pelos vários níveis da arvore, substituindo as comportas pelos símbolos OU ou E correspondentes. Assim, obtemos de inicio: T=E1∩E2 (1) e E1=A U E3; E2= C U E4 (2) Substituindo as equações (2) em (1), temos T=(A U E3)U(C U E4) (3) Prosseguindo, verificamos que: E3=B U C e E4 = A ∩ B (4) Finalmente, substituindo as expressões (4) em (3),chegamos a: T= [A U (B U C)]∩ [C U (A ∩ B)] (5) 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 23 Para a maioria das AFs, particularmente, para aquelas com uma ou mais falhas primarias que ocorrem em mais de um ramo da Arvore devem ser usadas as regras da Álgebra de Booleana para simplificar a expressão lógica relativa ao evento-topo. Partindo das leis e identidades apresentadas na figura 5.9 podemos então simplificar a nossa expressão (5). Vejamos: Aplicando a lei associativa e logo em seguida a lei comulativa, temos: T=[CU(AUB)] ∩ [C U (A ∩ B)] (6) Agora, aplicando a lei distributiva, obtemos: T=CU[(AUB) ∩ (A ∩ B)] (7) 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 24 Por causa da lei associativa, nós podemos eliminar as parênteses da direita; e, uma vez que A ∩ B = B ∩ A, reescrevemos nossa expressão: T=CU[(AUB) ∩ B ∩ A] (8) Finalmente, aplicando a lei de absorção (A U B) ∩ B = B, obtemos: T=CU(B ∩ A) (9) Verificamos com esta expressão (9) que: - chegamos ao limite máximo de simplificação; - a falha do sistema, que corresponde ao evento-topo T, é causada pela falha C ou pela ocorrência simultânea das falhas A e B. 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 25 o evento-topo pode ocorrer por meio de dois modos de falha: M1 = C ou M2 = A ∩ B podemos traçar então a nossa AF simplificada, conforme o exposto na figura 5.12 a seguir. FIGURA 5.12 – AF Simplificada equivalente a figura 11 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 26 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 27 ARGUMENTOS DEFINIÇÃO: Argumentar é apresentar uma proposição como sendo consequência de uma ou mais proposições p1, p2 ...pn ( 1n ). As proposições P1, P2 ...Pn são chamadas de premissas do argumento e a proposição C é chamada de conclusão. Um argumento de premissas p1, p2, ...,pn e conclusão C, indica-se por: p1, p2, ...,pn C 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 28 ARGUMENTOS Exemplo: p1: Todos os homens são mortais. p2: Sócrates é homem. C: Logo Sócrates é mortal. 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 29 ARGUMENTOS Um argumento p1, p2,...,pn C é válido se, e somente se, a conclusão for verdadeira sempre que as premissas forem verdadeiras. Quando ocorrer de todas as premissas serem verdadeiras e a conclusão ser falsa, o argumento não é válido, sendo chamado de sofisma ou falácia. Exemplo: P1: Todos os tubarões são antropófagos. P2: Existem índios que são antropófagos. C: Existem índios que são tubarões. 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 30 CONDICIONAL ASSOCIADA A UM ARGUMENTO VÁLIDO 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 31 REGRA DE INFERÊNCIA (EQUIVALÊNCIAS TAUTOLÓGICAS) As regras de inferência são argumentos válidos simples: 1) União ( ): p, q p q 2) Modus Ponens (MP): p q, p q 3) Modus Tollens (MT): p q, q’ p’ 4) Adição (A): p p + q 5) Simplificação (S): p.q p ou p.q q 6) Silogismo hipotético (SH): p q , q r p r 7) Silogismo disjuntivo (SD): p + q , p’ q 8) Dupla negação (DN): (p’)’ p ou p (p’)’ 01/09/2012 Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho 32 DEMONSTRAÇÃO DIRETA PARA VERIFICAR A VALIDADE DE UMA PROPOSIÇÃO MEDIANTE REGRAS DE INFERÊNCIA OU EQUIVALÊNCIA
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