Effect Analysis)
A análise dos modos de falha e efeitos, Failure Modes and Effect Analysis (FMEA), é um estudo sistemático e estruturado das falhas potenciais que podem ocorrer num sistema. As análises FMEA são uma técnica de engenharia utilizada para definir, identificar e eliminar potenciais falhas de um sistema, projeto, processo ou serviço antes que estas ocorram, sendo exequível atingir a eficiência aquando da conceção de um
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23 Fiabilidade de Sistemas e Componentes de UAV produto e garantir que os pré-requisitos definidos foram alcançados, conforme se ilustra na Figura 3 (Stamatis, 2003).
Segundo Gascard e Simeu-Abazi (2015), as análises de modos de falhas e efeitos são um método proativo utilizado antes que qualquer falha aconteça, a fim de identificar todas as falhas possíveis e estudar as consequências dessas falhas na operacionalidade do sistema.
Esmaeilian et al (2015) desenvolveram um quadro geral para a manutenção preventiva de equipamentos sensíveis em empresas de fabrico com processos contínuos, tais como refinarias e petroquímicas. A abordagem práctica efetuada foi desenvolvida através da detecção das causas da falha em equipamentos sensíveis e da classificação executada utilizando as análises FMEA.
Figura 3 - Processo das análises FMEA. (Fonte: Adaptado de http://pixgood.com 29-01-15)
O desenvolvimento de novos produtos, serviços ou processos exige que exista a capacidade de análise, no sentido de verificar se os pré-requisitos definidos foram alcançados. Portanto, a sua não verificação dá origem à denominada falha no processo produtivo, seja este de um produto, serviço ou processo (Stamatis, 2003).
24 Fiabilidade de Sistemas e Componentes de UAV Para cada modo de falha é importante compreender as causas intrínsecas a esse acontecimento e as repercussões que este evento origina.
As análises FMEA são aplicáveis nas seguintes áreas: • Produtos e processos novos;
• Produtos e processos modificados; • Meios de produção;
• Produtos e processos e meios de produção actuando num ambiente diferente; • Serviços.
Esta metodologia pode-se dividir em dois tipos de análise, nomeadamente numa primeira fase a nível qualitativo e, posteriormente de uma forma mais quantitativa. Primeiramente é importante definir os limites do sistema e o nível de análise pretendido, sendo que este passo é realizado através da identificação e hierarquização dos seus diversos subsistemas e/ou componentes (Costa et al, 2006).
A análise concretiza-se geralmente com recurso à utilização de dados históricos, da investigação do processo em si por uma equipa in-loco, ou através da utilização de ferramentas como o brainstorming e/ou fluxogramas.
A análise qualitativa desta metodologia divide-se nas seguintes etapas: • Descrição hierárquica dos itens;
• Análise Funcional - sendo a primeira das etapas, consiste no ato de listar todas as funções a desempenhar pelos bens (Costa et al, 2006);
• Identificação dos modos potenciais de falha - conhecidas as funções, efetua-se a identificação dos modos potenciais de falha. Por outras palavras, Stamatis (2003), entende como sendo a identificação dos modos em que se possa verificar a incapacidade do sistema, processo ou serviço cumprir com o previamente estabelecido. Nesta fase pretende-se responder às questões: como pode falhar um produto ou componente, ou como pode falhar potencialmente um processo ou um serviço? (Costa et al, 2006);
• Identificação dos efeitos dos modos potenciais de avaria - descrição física do modo em que a falha se manifesta, isto é, das consequências desta no sistema (Stamatis, 2003). Para cada modo potencial de falha identificado, deve listar-se as consequências dos efeitos potenciais negativos no próprio componente, sistema, produtos, e os efeitos globais (Costa et al, 2006);
Capítulo 2 – No Data Problem
25 Fiabilidade de Sistemas e Componentes de UAV • Identificação das causas dos modos potenciais de avaria - a causa da avaria é a raiz do acontecimento pelo qual surgiu o modo de falha (Stamatis, 2003). Para cada modo de falha, deve identificar-se e descrever as causas mais prováveis que estiveram na origem do seu aparecimento. Dado que um modo de falha pode ter origem em várias causas, as causas independentes e mais prováveis para cada modo de falha devem ser identificadas e descritas (Costa et al, 2006).
A análise quantitativa desta metodologia pode ser iniciada após serem identificados os modos de falha, assinalados os efeitos associados e apreendidas todas as causas que as originaram (Costa et al, 2006). Nesta perspetiva, os modos de falha são classificados quanto à probabilidade de ocorrência das suas causas e quanto à gravidade ou severidade dos seus efeitos ou consequências.
Para a classificação da probabilidade de ocorrência (O) de cada modo de falha, normalmente recorre-se ao histórico com informação das falhas já ocorridas (Costa et al, 2006). Para cada modo de falha é então atribuída uma classificação, por exemplo numa escala de 1 a 10, onde 1 representa uma probabilidade muito remota, e 10 significa um acontecimento muito frequente, quase certo.
A classificação da severidade das consequências (S) deve ter sempre em consideração inúmeros fatores, nomeadamente, os efeitos possíveis sobre os utilizadores e sobre o meio envolvente ou o desempenho funcional do sistema ou processo (Costa et al, 2006). A escala utiliza-se no formato de 1 a 10, em que 1 corresponde a uma gravidade inexistente ou impercetível e a classificação máxima de 10 relata a pior possibilidade ao nível de consequências vindouras.
O valor referente ao produto destes dois índices (OxS) representa o risco alocado a cada modo de falha. Em algumas análises integra-se um terceiro fator, denominado detetabilidade (D), que representa o grau de facilidade de deteção da falha antes da sua potencial ocorrência.
Finalmente, os modos de falha são listados de uma forma hierarquizada, numa escala de risco decrescente, salientando-se os modos de falha mais críticos, apontando-se ações no sentido de minimizar os seus riscos, quer seja através da implementação de medidas que reduzam a probabilidade de ocorrência, ou que minimizem a severidade das consequências, ou que eventualmente tornem mais fácil a deteção precoce.
Na investigação, as análises de modos de falha e efeitos foram utilizadas na condução do processo de Safety Assessment do RPAS para verificação de que os
26 Fiabilidade de Sistemas e Componentes de UAV requisitos de segurança e instalação alocados aos sistemas que integram a arquitetura interna são cumpridos, assim como, no desenvolvimento do plano inicial de manutenção na identificação dos itens críticos para a manutenção e para a estrutura do RPAS.