Engenharia de Manutencao Módulo 03 Análise de falhas

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TEP00171 - Fundamentos de 
Engenharia de Manutenção 
Prof. Kimio 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
• Cada produto ou processo tem modos de 
falha. 
• Uma análise de falhas potenciais ajuda os 
projetistas a identificar e entender o impacto 
de processos ou potenciais riscos e falhas de 
produtos . 
• Diversas metodologias sistemáticas têm sido 
desenvolver para quantificar os efeitos e 
impactos das falhas. 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
• Por que fazer análise de falhas? 
– Desenvolvimento de Produtos: 
• Prevenir mau funcionamento do produto 
• Assegurar a vida do produto 
• Prevenir riscos de segurança ao usar o produto 
– Desenvolvimento de Processos: 
• Garantir a qualidade do produto 
• Assegurar a confiabilidade do processo 
• Evitar a insatisfação do cliente 
• Prevenir acidentes com segurança ou meio ambiente 
 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
 
• Falhas podem ser qualquer um dos seguintes: 
– Qualquer perda que interrompa a continuidade da 
produção 
– Perda de disponibilidade de ativos 
– Indisponibilidade de equipamentos 
– Desvio do status quo 
– Não atendimento às expectativas 
– Qualquer defeito secundário 
 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
 
• Falhas podem ser: 
– Bomba não funcionando 
– Fio partido 
– Válvula travada 
– Falha de software 
– Sistema apagado/desligado 
– Lâmpada queimada 
– Sem dinheiro em conta corrente 
 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
• Definir as possíveis (e relevantes) falhas é a 
chave para a análise de produzir resultados 
significativos. 
• Por exemplo, a análise de falhas que causam 
lesões ou morte seria muito diferente da 
análise de falhas que causam problemas 
econômicos. 
 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
• NBR 5462 – Confiabilidade e mantenabilidade 
– Defeito 
• Qualquer desvio de uma característica de um item em 
relação aos seus requisitos. 
• Notas: 
– Os requisitos podem, ou não, ser expressos na forma de uma 
especificação. 
– Um defeito pode, ou não, afetar a capacidade de um item em 
desempenhar uma função requerida 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
• NBR 5462 – Confiabilidade e mantenabilidade 
– Falha 
• Término da capacidade de um item desempenhar a 
função requerida. 
• Notas: 
– Depois da falha, o item tem uma pane. 
– A “falha” é um evento; diferente de “pane” que é um estado. 
– Este conceito, como definido, não se aplica a itens compostos 
somente por software . 
 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
• NBR 5462 – Confiabilidade e mantenabilidade 
– Pane 
• Estado de um item caracterizado pela incapacidade de 
desempenhar uma função requerida, excluindo a 
incapacidade durante a manutenção preventiva ou 
outras ações planejadas, ou pela falta de recursos 
externos. 
– Nota: Uma pane é geralmente o resultado de uma falha de 
um item, mas pode existir sem uma falha anterior. 
 
• FTA – Fault Tree Analysis – Análise de Árvore de Falhas 
– Técnica analítica, em que um estado indesejável do sistema é 
especificado (geralmente um estado crítico do ponto de vista de 
segurança ou confiabilidade), e o sistema é então analisado no 
contexto do seu ambiente e operação para encontrar todos 
os modos realistas em que o acontecimento indesejado pode ocorrer. 
– A árvore de falhas em si é um modelo gráfico das várias 
combinações paralelas e seqüenciais de falhas que vão resultar na 
ocorrência do acontecimento indesejado predefinida. 
– As falhas podem ser eventos que estão associados a componentes, 
falhas de hardware, erros humanos, erros de software, ou 
quaisquer outros eventos pertinentes que podem levar ao 
evento indesejado. 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
• FTA – Fault Tree Analysis – Análise de Árvore de Falhas 
– A árvore de falhas descreve as inter-relações lógicas de eventos básicos que levam para 
o o evento topo da árvore de falhas. 
– É importante entender que uma árvore de falhas não é um modelo de todas as 
possíveis falhas do sistema ou todos as causas possíveis para falha do sistema. 
– A árvore de falhas é feita sob medida para seu evento de topo que corresponde a 
algum modo de falha particular do sistema, e da árvore de falhas, portanto, inclui 
apenas as falhas que contribuem para este evento de topo. 
– Além disso, essas falhas não são exaustivas, só se destinam a falhas que são 
avaliadas como realistas pelo analista. 
– É importante ressaltar que uma árvore de falhas é um modelo qualitativo que pode ser 
avaliado quantitativamente 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
• Esquema de árvore de falhas 
– Exemplo de um diagrama FTA aplicado à 
uma falha em um motor de elétrico. 
• O evento inicial, que pode ser uma falha 
observada ou prevista, é chamado de 
evento de topo, e está indicado pela 
seta azul. 
• A partir desse evento são detalhadas 
outras falhas até chegar em eventos 
básicos que constituem o limite de 
resolução do diagrama. 
• As falhas mostradas em amarelo 
compõem o limite de resolução deste 
diagrama 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
• Esquema de árvore de falhas 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
• Simbologia booleana em árvore de falhas 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
• Árvore de falhas com portas booleanas 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
• FMEA - Failure Mode and Effect Analysis 
– É um método qualitativo que estuda os possíveis modos de falha dos componentes, sistemas, 
projetos e processos e os respectivos efeitos gerados por esses modos de falha. 
– Objetivo básico: detectar falhas antes que se produza uma peça e/ou produto. 
– Apesar de ter sido desenvolvida com um enfoque no projeto de novos produtos e 
processos, a metodologia FMEA, pela sua grande utilidade, passou a ser aplicada de 
diversas maneiras. Atualmente é utilizada para diminuir as falhas de produtos e 
processos existentes e para diminuir a probabilidade de falha em processos 
administrativos. 
– Tem sido empregada também em aplicações específicas tais como análises de fontes de 
risco em engenharia de segurança e na indústria de alimentos. 
– A norma QS 9000 adotada pela indústria automobilística especifica o FMEA como um 
dos documentos necessários para um fornecedor submeter uma peça/produto à 
aprovação da montadora. Este é um dos principais motivos pela divulgação desta 
técnica. 
 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
• FMEA – FAILURE MODES AND EFFECTS ANALYSIS 
– FMEA PERMITE: 
• Levantar as diversas falha que podem ocorrer; 
• Analisar a combinação de falhas; 
• Determinar o efeito das falhas; 
• Priorizar onde intervir. 
– IMPORTANTES BENEFÍCIOS DA FMEA 
• Completo e sistemático processo de reflexão e investigação; 
• Pontos fracos são identificados antes que índices quantitativos 
sejam computados (falha). 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
• FMEA 
– Tipos de FMEA 
• FMEA DE PRODUTO: na qual são consideradas as falhas que poderão ocorrer com o 
produto dentro das especificações do projeto. O objetivo desta análise é evitar 
falhas no produto ou no processo decorrentes do projeto. É comumente 
denominada também de FMEA de projeto. 
• FMEA DE PROCESSO: são consideradas as falhas no planejamento e execução do 
processo, ou seja, o objetivo desta análise é evitar falhas do processo, tendo como 
base as não conformidades do produto com as especificações do projeto. 
– Há ainda um terceiro tipo, menos comum, que é o FMEA de procedimentos 
administrativos. 
• Nele analisa-se as falhas potenciais de cada etapa do processo com o mesmo 
objetivo que as análises anteriores, ou seja, diminuir os riscos de falha. 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
• FMEA 
– Aplicação da FMEA 
• diminuir a probabilidade da ocorrência de falhas em projetos de novos 
produtos ou processos;• diminuir a probabilidade de falhas potenciais (ou seja, que ainda não 
tenham ocorrido) em produtos/processos já em operação; 
• aumentar a confiabilidade de produtos ou processos já em operação por 
meio da análise das falhas que já ocorreram; 
• diminuir os riscos de erros e aumentar a qualidade em procedimentos 
administrativos. 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
• FMEA 
– Vantagens 
• O conhecimento dos modos de falha dos itens, em qualquer fase do 
ciclo de vida do produto, permite tomar as providências técnicas, na 
fase do ciclo de vida que se está analisando, para evitar a 
manifestação daquele modo de falha. 
• O material gerado pode também servir em programas de capacitação, 
proporcionando um melhor entendimento dos componentes e do 
sistema. 
• Com isso, tem-se um maior conhecimento a respeito das falhas 
facilitando a escolha do tipo de manutenção (corretiva, preventiva, 
preditiva), garantindo maior disponibilidade do equipamento. 
 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
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• FMECA - Failure Modes, Effects and Criticality Analysis 
– A diferença entre FMEA e FMECA pode ser expressa da 
seguinte maneira: 
• FMECA = FMEA + C 
• C=criticalidade = (Ocorrência) x (Severidade) 
– No FMECA é calculado o Número de Prioridade de Risco 
(NPR) similar à expressão para o cálculo da criticalidade, 
diferenciando apenas pela parcela de detecção. 
• NPR = Ocorrência x Severidade x Detecção 
 
 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
Índice Ocorrência Proporção Cpk 
1 Remota 1:1.000.000 Cpk > 1,67 
2 
3 
Pequena 
1:20.000 
1:4.000 
Cpk > 1,00 
4 
5 
6 
Moderada 
1:1000 
1:400 
1:80 
Cpk <1,00 
7 
8 
Alta 
1:40 
1:20 
 
9 
10 
Muito Alta 
1:8 
1:2 
 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
Tabela de índice de ocorrências 
• Cpk 
– Índice de capacidade do processo 
– Considerando-se 
 LSE = Limite Superior de Especificação 
LIE = Limite Inferior de Especificação 
 = Média do processo 
 = Desvio-padrão estimado 
– A fórmula do índice Cpk é dada por: 
 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
X
ˆ
Índice Severidade Critério 
1 Mínima 
O cliente mal percebe que a 
falha ocorre 
2 
3 
Pequena 
Ligeira deterioração no 
desempenho com leve 
descontentamento do cliente 
4 
5 
6 
Moderada 
Deterioração significativa no 
desempenho de um sistema 
com descontentamento do 
cliente 
7 
8 
Alta 
Sistema deixa de funcionar e 
grande descontentamento do 
cliente 
9 
10 
Muito Alta 
Idem ao anterior porém afeta 
a segurança 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
Tabela de índice de severidade. 
Índice Detecção Critério 
1 
2 
Muito grande Certamente será detectado 
3 
4 
Grande Grande probabilidade de ser detectado 
5 
6 
Moderada Provavelmente será detectado 
7 
8 
Pequena Provavelmente não será detectado 
9 
10 
Muito pequena Certamente não será detectado 
MÉTODOS DE ANÁLISE DE FALHAS 
Tabela de índice de detecção 
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