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EXERCÍCIOS: Confiabilidade e Manutenção CONFIABILIDADE (TEORIA) A cada dia dependemos mais de máquinas que, por mais sofisticadas que sejam, também apresentam falhas ou mesmo quebram, deixando de operar. É necessário que tais equipamentos exerçam a função para a qual foram projetados e, na medida do possível ou, na forma como queremos tratá-los, sejam confiáveis, pelo menos durante um certo período de tempo. Confiabilidade (R = Reliability) é a probabilidade de um recurso (sistema) permanecer funcionando por determinado período de tempo e sob certas condições. Exemplo: quando entramos em nosso carro e damos a partida, esperamos que ele “pegue”. Quanto mais vezes ele pegar, em relação ao número de tentativas, mais confiável ele será (estamos nos referindo somente à partida). Assim, se em 1000 vezes que damos a partida ele pega em 995, dizemos que sua confiabilidade é de 0,995 ou 99,5%. Assim, os conceitos de confiabilidade e qualidade estão relacionados (na verdade, a confiabilidade é uma das “dimensões” da qualidade). Outro conceito importante é o de razão de falhas (FR = failure rate) ou taxa de falhas, isto é, a probabilidade de que um sistema (equipamento, componente, peça, pessoa humana, etc.) não dê como resposta aquilo que dele se espera. Seria, em nosso exemplo, o carro não pegar. Sua razão ou taxa de falha seria de 5 falhas em 1000 tentativas, ou seja, 5/1000 = 0,50%. Do exposto acima, decorre a seguinte relação lógica: Rt + FRt = 1 Sendo: Rt = confiabilidade do sistema no intervalo de tempo t FRt = razão ou taxa de falha do sistema no mesmo intervalo de tempo t Basicamente as falhas de um equipamento podem ocorrer do uso ou ser aleatórias. A figura abaixo apresenta um típico gráfico do número de falhas ocorridas em função do tempo, a conhecida curva da banheira: CONFIABILIDADE (EXERCÍCIOS) 1. Será resolvido na videoconferência de 09/06/2020 e deverá ser ENTREGUE pelo Moodle Você está pensando em adquirir uma TV-4K e, através de um amigo que trabalha na fábrica, verificou que a confiabilidade do equipamento, levantada em estudos efetuados, é de 0,9996. a) Determine e interprete o TMEF (Tempo Médio entre Falhas ou MTBF) do equipamento; R = Confiabilidade (Reliability) => probabilidade de permanecer funcionando = 0,9996 = 99,96% Taxa de falhas = FR = 1 – R = 1,0000 - 0,9996 = 0,0004 = 0,04% (probabilidade de falhar) TMEF = MTBF = 1 / FR = 1 / 0,0004 = 2.500 vezes Interpretação: significa que o equipamento apresenta defeito, em média, após ser ligado/desligado por 2500 vezes. b) Após decidir comprar a TV, você se dirige a uma loja e o vendedor, animadíssimo, oferece uma garantia estendida de um ano. Sabendo-se que, em sua residência, a TV é ligada/desligada 3 vezes por dia, em média, vale a pena aceitar tal “oferta”, sob o ponto de vista da Teoria da Confiabilidade ? Se o equipamento for ligado 3 vezes por dia, apresentará, em média, um defeito a cada 834 dias [= 2500 / 3, ou 2,283 anos (834/365 = 2,283 anos = 2 anos + 0,283 x 12 = 3,40 meses= 2 anos e 3 meses, aproximadamente]. Portanto, não vale a pena adquirir a garantia estendida oferecida, pois, estatisticamente (i.e., pela Teoria da Confiabilidade), a TV vai falhar após o prazo da garantia estendida. 2. RESOLVER Você está pensando em adquirir um celular de última geração e, através de um amigo que trabalha na área, verificou que a confiabilidade do equipamento, levantada em estudos efetuados, é de 0,99997. a) Determine e interprete o TMEF (Tempo Médio entre Falhas ou MTBF = Mean Time Between Failures) do equipamento; R = Confiabilidade (Reliability) => probabilidade de permanecer funcionando = 0,99997 = 99,997% Taxa de falhas = FR = 1 – R = 1,0000 - 0,99997 = 0,00003 = 0,003% (probabilidade de falhar) TMEF = MTBF = 1 / FR = 1 / 0,00003 = 33.333 vezes Interpretação: significa que o equipamento apresenta defeito, em média, após ser ativado por 33.333 vezes. b) Após decidir comprar o celular você se dirige a uma loja e o vendedor oferece uma garantia estendida de um ano, além da garantia do fabricante (que também é de um ano). Sabendo-se que você ativa/desativa o celular 40 vezes ao dia, em média, vale a pena aceitar tal garantia estendida, sob o ponto de vista da Teoria da Confiabilidade ? DADOS: R = Confiabilidade (Reliability) = probabilidade de permanecer funcionando Taxa de falhas (failure rate)= FR = 1 – R e TMEF (Tempo Médio Entre Falhas) = 1 / FR Se o celular for ativado 40 vezes ao dia, apresentará, em média, um defeito a cada 833 dias [= 33.333 / 40, ou 2,282 anos (833/365 = 2,282 anos = 2 anos + 0,282 x 12 = 3,384 meses= 2 anos e 3 meses, aproximadamente]. Portanto, não vale a pena adquirir a garantia estendida oferecida, pois, estatisticamente (pela Teoria da Confiabilidade), o celular vai falhar após o prazo da garantia estendida. MANUTENÇÃO (TEORIA) Falhas nos recursos físicos podem resultar em consequências que vão de um simples desconforto a perdas financeiras, de imagem, de vidas humanas e mesmo ao comprometimento de um ecossistema. Um caixa eletrônico fora de operação, um semáforo apagado, uma fissura no casco de um navio petroleiro, um avião que não pode decolar (ou que decolou sem que se percebesse o problema...) são exemplos de falhas de recursos físicos. Historicamente a manutenção é classificada em preventiva e corretiva. Mais recentemente surgiram os conceitos de manutenção preditiva e produtiva total (TPM = Total Productive Maintenance). Vejamos esses conceitos: a) manutenção corretiva: a intervenção é realizada somente após a ocorrência da falha b) manutenção preventiva: as ações de manutenção são realizadas preventivamente, tendo por objetivo eliminar ou reduzir as probabilidades de falhas c) manutenção preditiva: consiste em monitorar certos parâmetros ou condições de equipamentos e instalações de modo a antecipar a identificação de um futuro problema d) manutenção produtiva total (TPM = Total Productive Maintenance): é muito mais uma filosofia gerencial, objetivando a atingir que se chama de “zero falha” ou “zero quebra”. Se apóia em três princípios fundamentais: melhoria das pessoas, melhoria dos equipamentos e qualidade total (TQM = Total Quality Management). As figuras a seguir resumem o tema abordado. MANUTENÇÃO (EXERCÍCIO) 3. RESOLVER Preencha a 2ª. coluna do quadro abaixo com pelo menos UM EXEMPLO de cada tipo de manutenção: Tipo de Manutenção EXEMPLO(S) Corretiva Corrigir um vazamento de óleo no motor de um automóvel Preventiva Calibrar a pressão em um pneu de um carro Preditiva Monitorar o servidor dos arquivos de uma empresa, a fim de identificar erros de conexão