Árvores de Falhas - Análise Causa Raiz

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GESTÃO DE PRODUTO
Análise de causa raiz: Análise
da Árvores de Falhas
Por Henrique Carvalho 01/10/2020 17 mins read
A Análise da Árvore de Falhas (em inglês: Fault Tree
Analysis – FTA) é uma análise dedutiva de cima para
baixo (top-down) que representa visualmente um
caminho de falha ou cadeia de falha. Ela usa a lógica
booleana para combinar uma série de eventos para
identi�car as falhas no nível do componente (evento
básico) que causam a falha no nível do sistema (evento
principal)
No desenvolvimento de um novo produto é de
responsabilidade do gerente de produto e do time de
desenvolvimento de prever as falhas com bastante
antecedência de um produto para chegar ao
consumidor. 
A falha potencial deve ser identi�cada no início do ciclo
de desenvolvimento do produto para mitigar o risco
com sucesso. Essa atividade de prevenção de falhas
tem como objetivo proteger o consumidor de uma
experiência inaceitável. 
Existem muitas ferramentas usadas para identi�car
falhas potenciais e suas causas / mecanismos. Uma
dessas ferramentas é a Análise da Árvore de Falhas ( em
inglês: Fault Tree Analysis -FTA). FTA é uma análise
dedutiva que descreve um caminho visual de falha. 
À medida que a tecnologia de produto e processo se
torna mais complexa, a abordagem FTA visual provou
 Vida de Produto 
https://vidadeproduto.com.br/category/gestao-produto/
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https://pt.wikipedia.org/wiki/Boolean
https://vidadeproduto.com.br/gerente-de-produto/
https://vidadeproduto.com.br/
ser inestimável como uma técnica de risco
independente ou um suplemento para Modo de Falha e
Análise de Efeitos (FMEA) .
Nota: existem diversos frameworks para
análise de causa raiz, como o Diagrama de
Ishikawa, a análise de 5 porquês, o Diagrama
de Dispersão, Analise de Pareto, e muitas
outras. Cada um com sua vantagem e
desvantagem.
O que você vai ver [ ocultar ]
O que é a Análise da Árvores de Falhas
A Árvore de Falhas
• A estrutura da Árvore de Falhas
• Os símbolos da Árvore de Falhas
1. Símbolos de eventos
2. Símbolos de porta
Quando utilizar a Análise da Árvores de Falhas
Vantagens e Desvantagens da Análise da Árvore
de Falhas
• Vantagens
• Desvantagens
Como fazer uma a Análise da Árvores de Falhas
Etapa 1 – De�na a falha primária
Etapa 2 – De�na o escopo do sistema
Etapa 3 – Construa a árvore de falhas
Etapa 4 – Avalie a árvore de falhas
Conclusão
O que é a Análise da
Árvores de Falhas
A Análise da Árvore de Falhas (FTA) é uma ferramenta
grá�ca para explorar as causas das falhas no nível do
sistema. Ele usa a lógica booleana para combinar uma
série de eventos de nível inferior e é basicamente uma
abordagem de cima para baixo (top-down) para
identi�car as falhas no nível do componente (evento
básico) que causam a falha no nível do sistema (evento
principal). 
A análise da árvore de falhas consiste em dois
elementos “eventos” e “portas lógicas” que conectam
https://vidadeproduto.com.br/diagrama-de-ishikawa/
https://vidadeproduto.com.br/5-porques-2/
https://vidadeproduto.com.br/analise-de-pareto/
os eventos para identi�car a causa do principal evento
indesejado.
Os eventos estão relacionados a componentes
mecânicos, software e / ou eletrônicos usados no
projeto do produto. Eventos indesejados de nível
superior são o principal tópico estudado no FTA. A
classi�cação de gravidade do evento de nível superior
geralmente é determinada em uma análise de perigo de
nível de sistema.
A Análise da Árvore de falhas é um método mais fácil
do que a Análise de Modo e Efeitos de Falha
(FMEA), pois se concentra em todas as falhas possíveis
do sistema de um evento principal
indesejado. Considerando que FMEA realiza análises
para encontrar todos os modos de falha do sistema
possíveis, independentemente de sua gravidade.
Estrutura de uma Árvore de Falhas
A análise da árvore de falhas foi originalmente
desenvolvida nos laboratórios da Bell Telephone por H.
Waston e A. Mearns para a Força Aérea no ano de 1962.
Este conceito foi então adotado pela Boeing e hoje é
amplamente utilizado na indústria aeroespacial,
automotiva, química, nuclear e indústrias de software,
especialmente eventos relacionados à con�abilidade e
segurança.
A Árvore de Falhas
• A estrutura da Árvore de Falhas
Um FTD é construído de cima para baixo e em termos
de eventos, em vez de blocos. Ele usa um “modelo”
grá�co das vias dentro de um sistema que pode levar a
um evento de perda indesejável (ou falha) previsível.
https://sixsigmastudyguide.com/failure-mode-effects-analysis-fmea/
https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Telephone_Company
https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Telephone_Company
Falha Primária X Falha Secundário
Uma falha pode ser melhor dividida em uma falha
primaria ou numa falha secundaria, sendo que uma
falha primaria é uma falha em ambientes de projeto e
uma falha secundaria é uma falha fora dos ambientes
de projeto
Geralmente falhas secundarias nao são incluídas a
menos que condições anormais sejam modeladas, se
forem incluídas falhas secundarias, a falha secundaria é
resolvida para a condição anormal existente e a falha
ocorre
Para modelar falhas secundarias:
1. Incluir uma falha secundaria quando um ambiente
anormal é de foco especí�co;
2. Incluir uma falha secundaria quando um ambiente
anormal pode ter uma probabilidade expressiva de
existir;
3. Caso contrario, a regra geral é não incluir falhas
secundarias na arvore de falhas, uma vez que elas
podem aumentar a complexidade dela.
• Os símbolos da Árvore de Falhas
A Árvore de Falhas usa portas lógicas para realizar a
análise. Existem vários símbolos FTA, mas eles são
amplamente divididos em duas categorias, símbolos de
eventos e símbolos de portão.
1. Símbolos de eventos
Os símbolos de eventos são usados para eventos
primários e intermediários. Os eventos primários não
são desenvolvidos posteriormente na árvore de
falhas. Os eventos intermediários são encontrados na
saída de uma porta. Os símbolos do evento são
mostrados abaixo:
Os símbolos de eventos primários são normalmente
usados da seguinte maneira:
1. Evento Básico / Primário – falha ou erro em um
componente ou elemento do sistema (exemplo:
interruptor travado na posição aberta)
2. Estado do sistema ou subsistema. são os estados
que o sistema assume durante o processo.
3. Evento secundário / Não desenvolvido – um
evento sobre o qual não há informações
su�cientes disponíveis, ou que não tem
consequências. Pode ser explorado mais.
4. Evento de condicionamento – condições que
restringem ou afetam portas lógicas (exemplo:
modo de operação em vigor)
5. Evento externo – normalmente esperado que
ocorra (não por si só uma falha).
�. Evento intermediário – pode ser usado
imediatamente acima de um evento principal para
fornecer mais espaço para digitar a descrição do
evento.
7. Símbolos de transferência são usados para
conectar as entradas e saídas das árvores de
falhas relacionadas, como a árvore de falhas de
um subsistema ao seu sistema.
2. Símbolos de porta
Os símbolos de porta descrevem a relação entre
eventos de entrada e saída. Os símbolos são derivados
dos símbolos da lógica booleana:
Os portões funcionam da seguinte forma:
Porta AND – a saída ocorre apenas se todas as
entradas ocorrerem (as entradas são
independentes).
Porta OR – a saída ocorre se ocorrer alguma das
entradas acontecer;
Porta AND prioritária – a saída ocorre se as
entradas ocorrem em uma sequência especí�ca
especi�cada por um evento de condicionamento.
Porta OR exclusiva – a saída ocorre se ocorrer
exatamente uma entrada.
Porta de inibição – a saída ocorre se a entrada
ocorrer sob uma condição de habilitação
especi�cada por um evento de condicionamento.
Quando utilizar a Análise
da Árvores de Falhas
A análise da árvore de falhas pode ser usada para
executar todos os tipos de processo de avaliação de
risco no nível do sistema. O objetivo do FTA é identi�car
efetivamente a(s) causa(s) da falha do sistema e
mitigar os riscos antes que ocorram
A análise da árvore de falhas pode ser usada para:Compreender a lógica que leva ao evento
principal / estado indesejado. Como vamos
construindo a arvore de cima para baixo, e depois
colocando a conexão dos eventos para que eles
gerem o evento principal, conseguimos ver a
lógica e dependência entre esses eventos.
Mostrar conformidade com os requisitos de
segurança / con�abilidade do sistema (de
entrada).
Priorizar os contribuidores que levam ao evento
principal. Isso é possível criando as listas de
equipamentos / peças / eventos críticos para
diferentes medidas de importância
Monitorar e controlar o desempenho de
segurança do sistema complexo. Por exemplo,
uma aeronave em particular é segura para voar
quando a válvula de combustível x não funciona?
Por quanto tempo ela pode voar com a válvula
defeituosa?.
Auxiliar na concepção de um sistema. O FTA pode
ser usado como uma ferramenta de design que
ajuda a criar requisitos (de saída / nível inferior.
Funcionam como uma ferramenta de diagnóstico
para identi�car e corrigir as causas do evento
principal.
Vantagens e
Desvantagens da Análise
da Árvore de Falhas
• Vantagens
A árvore de falhas representa visualmente a
análise. Essa visualização ajudará a equipe a
trabalhar na causa do evento de forma lógica que
leva à falha primária.
Destaca os componentes críticos relacionados à
falha do sistema. Ao listar todos os eventos, e
criar a conexão entre eles, �ca claro identi�car
quais deles foram diretamente relacionados ao
problema.
Fornece um método e�ciente para analisar o
sistema. Como você cria um mapa do sistema
antes de analisa-lo, sua utilização é e�ciente ao
mostrar todas as dependências e problemas
encontrados.
Ao contrário de outros métodos de análise, os
erros humanos também são incluídos na análise.
Ponto muito importante da Análise da Árvore de
Falhas é levar em consideração o fator humano e
não somente funcionamento do sistema /
maquinas.
Ajuda a priorizar os itens de ação para resolver o
problema. Um dos principais trabalhos do gerente
de produto / projeto é a priorização do que precisa
ser desenvolvido alinhado com as necessidades
da empresa. No caso de um erro que aconteceu, a
árvore de falhas te ajuda a identi�car e priorizar o
que precisa ser resolvido com urgência a�m de
solucionar esse problema raiz.
Fornece análises qualitativas e quantitativas.
Como citado anteriormente, a arvore de falhar
permite adicionar problemas / causas com dados
estatísticos de acontecer, assim como a opinião
subjetiva das pessoas que interagem com o
sistema. Essa �exibilidade torna a análise mais
completa por levar em consideração fatores
quantitativos e qualitativos.
• Desvantagens
https://vidadeproduto.com.br/priorizar-features/
Muitos portões e eventos a serem considerados
para análise de grande sistema. Dependendo do
sistema, a análise das possibilidades de falha
pode se tornar inviável.
A desvantagem básica é que ele examina apenas
um evento principal. A análise começa de�nido a
falha primaria. E não é recomendável de�nir mais
de uma quando aplicando a metodologia.
Falhas de causa comum nem sempre são óbvias.
É preciso uma investigação maior de todas as
variaveis que podem interferir na falha primaria, e
se o sistema for complexo, o processo pode
tomar muito tempo.
Difícil de capturar fatores relacionados ao tempo
e outros atrasos. Gargalos no sistema são mais
difíceis ser encontrados e é preciso fazer uma
analise quantitativa de cada etapa / fator, levando
em consideração valores quantitativos.
Precisa de pessoas experientes para entender as
portas lógicas. Como fazemos uso da análise
booleano, sua utilização exige que pessoas com
conhecimento técnico (ou pelo menos experiência
em sua utilização) durante o processo..
Como fazer uma a
Análise da Árvores de
Falhas
Muitas abordagens diferentes podem ser usadas para
modelar uma Árvore de Falhas, mas a forma mais
comum e popular pode ser resumida em algumas
etapas. Uma única árvore de falhas é usada para
analisar um e apenas um evento indesejado, que pode
ser posteriormente alimentado em outra árvore de
falhas como um evento básico. 
Nota: Embora a natureza do evento indesejado possa
variar dramaticamente, um FTA segue o mesmo
procedimento para qualquer evento indesejado
Etapa 1 – Defina a falha primária
A de�nição do evento indesejado ou falha pode ser
muito difícil de descobrir, embora alguns dos eventos
sejam muito fáceis e óbvios de observar. Um
engenheiro com amplo conhecimento do projeto do
sistema é a melhor pessoa para ajudar a de�nir e
numerar os eventos indesejados. 
Por isso, antes de começar, chame os stakeholders
principais, engenheiros / especialistas no processo e
não se esqueça das pessoas que primeiro identi�caram
o problema. Com todos reunidos, de�na a falha primaria
que vai ser analisada na Árvore de Falhas.
Nota: Cada FTA é limitado a um evento indesejado.
Etapa 2 – Defina o escopo do sistema
Uma vez que o evento indesejado é selecionado, todas
as causas com probabilidade de afetar o evento
indesejado de 0 ou mais são estudadas e
analisadas. Obter números exatos para as
probabilidades que levam ao evento geralmente é
impossível, pois pode ser muito caro e demorado fazer
isso. 
Para melhorar a análise, os analistas de sistema podem
ajudar a compreender o sistema geral. Os projetistas de
sistemas têm pleno conhecimento do sistema e esse
conhecimento é muito importante para não perder
nenhuma causa que afete o evento indesejado. 
Para o evento selecionado, todas as causas são então
numeradas e sequenciadas na ordem de ocorrência e
então são usadas para a próxima etapa que é desenhar
ou construir a árvore de falhas.
Etapa 3 – Construa a árvore de falhas
Depois de selecionar o evento indesejado/falha e ter
analisado o sistema para que saibamos todos os
efeitos causadores (e se possível suas probabilidades),
podemos agora construir a árvore de falhas. A árvore de
falhas é baseada nas portas AND e OR que de�nem as
principais características da árvore de falhas.
Por exemplo: Um incêndio aconteceu na
unidade 1 da empresa de fabricação de cabos
XYZ, apesar do sistema de segurança
instalado. O gerente geral �cou muito
preocupado com o acidente e solicita que o
responsável pela segurança avalie o sistema. 
No entanto, como parte da análise inicial do
sistema existente, a equipe de segurança usa a
FTA para identi�car as diferentes causas do
acidente. Como podemos ver no exemplo
abaixo, depois de mapear todas as possíveis
causas e suas dependências, utilizamos as
portas para conectar os estados.
No exemplo, o fogo acidental na unidade 1
aconteceu porque (1) teve uma fonte de
material in�amável, E (2) um curto circuito –
sendo que esse motivo precisa de uma
investigação maior, E (3) um uso de
equipamento improprio.
Aprofundando mais, no “uso do equipamento
improprio”, o evento básico primário pode ter
sido: uma conexão errada OU o acendedor.
Etapa 4 – Avalie a árvore de falhas
Depois de montada a árvore de falhas para um
determinado evento indesejado, ela é avaliada e
analisada para qualquer possível melhoria, ou seja,
estudar a gestão de riscos e encontrar caminhos para a
melhoria do sistema. Uma ampla gama de métodos de
análise qualitativa e quantitativa pode ser aplicada. 
Esta etapa é uma introdução para a etapa �nal que será
o controle dos perigos identi�cados. Em suma, nesta
etapa identi�camos todos os possíveis perigos que
afetam o sistema de forma direta ou indireta.
Conclusão
A análise da árvore de falhas é uma ferramenta
poderosa no campo de gerenciamento de manutenção.
Ele fornece um processo de descoberta escalável e
repetível que é bastante fácil de aprender e
implementar. Quando usado com outros métodos
analíticos, como FMEA e análise de árvore de eventos,
sua e�cácia pode aumentar rapidamente.
No entanto, ele depende de dados precisos e previsões
inteligentes. Se o início do processo for apressado ou
apressado, todo o sistema pode desmoronar. Se as
empresas não podem dedicar tempo ou recursos
adequados para isso, pode ser melhor não tentar
implementar um processo de análise de árvore de
falhas.Mas para as empresas que investem nisso, elas podem
descobrir a verdadeira raiz dos desa�os que estão
enfrentando.
Frameworks Gestão Pesquisa Qualidade
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Henrique Carvalho
Trabalho com desenvolvimento de produtos há mais de
10 anos! Durante toda minha carreira meu objetivo foi
me especializar em todas as disciplinas de um bom
gerente de produto: design, desenvolvimento de
software, marketing, vendas. Meu objetivo com o "vida
de produto" é conseguir compartilhar todo o
conhecimento que adquiri ao longo de minha carreira!
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