CONFIABILIDADE. FTA e FMEA CONFIABILIDADE

Prof. Marcus Soeiro

FTA e FMEA

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CONFIABILIDADE

O MÉTODO FTA PARA ANÁLISE DE CONFIABILIDADE

O FTA assim como o FMEA são aplicáveis nas seguintes situações:

•Na melhoria de um produto já existente ou processo já em operação, a partir da identificação das causas das falhas ocorridas e seu posterior bloqueio.

•Na detecção e bloqueio de causas de falhas potenciais (antes que aconteçam) em produtos ou processos já em operação.

•Na detecção e bloqueio das causas de falhas potenciais (antes que aconteçam) em produtos ou processos, ainda em fase de projeto.

Prof. Marcus Soeiro UNIDADE III - O MÉTODO FTA PARA ANÁLISE DE CONFIABILIDADE

Metodologia aplicada pelas ferramentas:

•No FTA parte-se do efeito e chega-se à causa. A falha do sistema é denominada de evento de topo e é decomposta a partir do nível superior para os inferiores, como galhos de uma árvore.

EX: O consumo de óleo desta máquina está muito alto.

Qual a razão desse anormalidade?

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UNIDADE III - O MÉTODO FTA PARA ANÁLISE DE CONFIABILIDADE

A FTA ( Fault Tree Analysis – Análise da Árvore de Falhas) A árvore de falha é um modelo gráfico que permite mostrar de maneira mais simples o encadeamento dos diferentes eventos que podem dar por resultado o evento do topo.

A FTA estabelece um método padronizado de análise de falhas ou problemas, verificando como ocorrem em um equipamento ou processo.

Prof. Marcus Soeiro UNIDADE III - O MÉTODO FTA PARA ANÁLISE DE CONFIABILIDADE

EVENTO DE TOPO (EFEITO DA FALHA)

CAUSA CAUSA CAUSA

CAUSA

CAUSA CAUSA CAUSA

CAUSA CAUSA

CAUSA

Palady, Paul, 1997

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UNIDADE III - O MÉTODO FTA PARA ANÁLISE DE CONFIABILIDADE

Cabo

elétrico Dial de

controle Carcaça Base

Conector de

entrada Resistência

Diagrama de bloco para um ferro elétrico

Prof. Marcus Soeiro Análise de FTA para um

ferro elétrico

Não aquece

Sistema

Elétrico Sistema

de resistência Sistema

Mecânico

Fio Elétrico

Conector de entrada

Resistência

Dial de

controle Base

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Exercício aplicativo 11:

Elabore uma árvore de falha para um motor elétrico, considerando como evento de topo a queima da motor elétrico, em razão de uma possível perda do entreferro.

(Rotor toca fisicamente no estator).

Prof. Marcus Soeiro Exercício aplicativo 12 :

Na figura abaixo temos o desenho de uma calha vibratória. Elabore uma árvore de falha FTA, considerando como evento de topo que a calha não transporta.

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•No FMEA o ponto problemático é enfocado a partir da causa, raciocinando na direção do efeito (falha- problema). Sua proposta é examinar a possibilidade de falhas nas peças e componentes de nível mais elementar, e quais as suas conseqüências nos níveis hierárquicos superiores do sistema.

EX: De quais maneiras este parafuso poderia falhar?

Como isto afetaria a máquina?

É um método orientado para adoção de medidas corretivas e preventivas (contramedidas)

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FMEA (Failure Modes and Effects Analysis – Análise dos Modos e Efeitos das Falhas)

No FMEA raciocina-se de baixo para cima: procura-se determinar os modos de falha dos componentes mais simples, as suas causas e de que maneira eles afetam os níveis superiores do sistema. Essa análise é basicamente dedutiva e não necessita de cálculos mais sofisticados.

Questão central:

Entender de quais maneiras um componente pode falhar?

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Projeto:

Usado na análise de produtos antes de sua fabricação; Seu foco de análise esta nos modos de falhas causados por deficiência de projeto.

Processo:

Usado na análise de processos de fabricação e montagem. Seu foco esta nos modos de falhas causados por deficiências na fabricação ou montagem.

Tipos de FMEAS:

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As perguntas básicas que são feitas em uma análise via FMEA são:

Como pode falhar? (Ocorrência)

Por que falha? (Detecção)

O que acontece quando falha? (Severidade)

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Exercício aplicativo 13:

Responda as três perguntas do slide anterior para um chuveiro elétrico residencial, considerando falhas possíveis. Considere a análise como potencial.

Dica: Faça um diagrama de blocos!!!!

Exercício aplicativo 14:

Responda as três perguntas do slide anterior para a calha do exercício aplicativo 12 Considere que a calha não pode operar em vazio e que qualquer parada da calha,

após 30 minutos irá para toda uma instalação de forno. Considere também todas as possibilidade de falhas possíveis. Liste todas respostas na seqüência das questões.

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Efeito da Falha – Entende-se por “ efeitos das falhas “ as formas como os modos de falha afetam o desempenho do sistema, do ponto de vista do Cliente. É o que o Cliente observa.

Vibração, Desgaste Prematuro, Funcionamento Ruidoso, Aumento do Atrito, Fragilidade Mecânica, Baixa Resistência, Travamento, Bloqueio, Vazamentos, Transbordamento, Perda das características dimensionais, Baixo Rendimento, Consumo Excessivo, Aumento de Temperatura, Queda da Temperatura, Aumento ou Diminuição da Vazão, Queda da Pressão, Patinando, Queda da velocidade.

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Modo (tipo) da Falha – Entende-se por “ modos de falhas “ os eventos que levam associados a eles uma diminuição parcial ou total da função do produto e de suas metas de desempenho. Os equipamentos podem apresentar os seguintes modos de falhas:

Desbalanceado, Excêntrico, Desalinhado, Desajustado, Empenado, Poroso, Rugoso, Aberto, Fechado, Encurtado, Alongado, Deformado, Trincado, Quebra da Parede, Fraturado, Furado, Ruptura, Rasgado, Desgastado, Rompido, Alimentação Inadequada, Ressecado, Espanado, Contaminado, Mudança da Freqüência Natural, Carregado (Sobrecarga), Enrijecido, Desnivelado, Empenado, Brinelado, Queimado, perda de isolação, Entupido, Mal Dimensionado, Mal posicionado.

UNIDADE IV - O MÉTODO FMEA PARA MELHORIA DA CONFIABILIDADE

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Causa da Falha – Entende-se por “ causas de falhas “ os eventos que geram (provocam, induzem) o aparecimento do modo de falha.

Folgas Inadequadas, Falta Lubrificação, Erro de Montagem, Material Inadequado, Espessura Inadequada, Acúmulo de Tensões, Torque Excessivo, Raio Inadequado, Comprimento Inadequado, Tratamento Térmico Inadequado, Fabricação Inadequada, Desenho Incorreto, Matéria Prima Inadequada, Operação Faltante, Falta de Ventilação, Fadiga Natural (vida útil), Choque Mecânico (impacto), Fixação Frouxa, Falta de Planicidade, Falta de Limpeza, Operação Por Tempo Indeterminado, Excesso de Partidas, Queda na Isolação.

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Palady, Paul, 1997

MODELO TRADICIONAL

MODOS DE FALHA

FALHA POTENCIAL

CAUSAS CONSEQUENCIAS

DETECÇÃO SEVERIDADE

OCORRÊNCIAS

RPN

Fluxograma de construção do FMEA.

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Palady, Paul, 1997

Fluxograma de construção do FMEA.

MODELO PRÓ-ATIVO

Gráfico de área

No modelo Tradicional , estabelecemos as prioridades com base no risco (RPN) para o processo de priorização e de decisões.

FALHA POTENCIAL

MODOS DE

FALHA CAUSAS CONSEQÜÊNCIAS

OCORRÊNCIA SEVERIDADE DETECÇÃO

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A PLANILHA PADRÃO FMEA

FMEA – Analise de Efeitos e Modos de Falhas

Cabeçalho

Funções Modos de Falha Efeitos S Causas O Controles D Ações Recomendadas Status

Primeiro, devemos tentar reduzir a ocorrência e a severidade. A grande UNIDADE IV - O MÉTODO FMEA PARA MELHORIA DA CONFIABILIDADE

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Palady, Paul, 1997

A PLANILHA PADRÃO FMEA

O Cabeçalho, que contem o objetivo do FMEA, a equipe responsável pelo desenvolvimento do FMEA, o cliente que será influenciado pelo resultado do FMEA , a data de inicio. A data da ultima revisão e o responsável pelas revisões.

A Coluna para descrição das FUNÇÕES de cada componente, onde todas as funções devem ali ser relacionadas. Fazer um descrição bem concisa e exata como uma linguagem direta deve ser a preocupação da equipe FMEA

A coluna MODOS DE FALHAS deve descrever como o componente da máquina deixa de desempenhar suas funções, para qual foi projetado (Descrição negativa da função).

A coluna EFEITOS, permite descrever quais os impactos de cada modo de falha para uma máquina, instalação, sistemas, pessoas, meio ambiente e etc. O efeito é a forma como a falha pode ser vista na perspectiva do usuário.

A coluna do Parâmetro SEVERIDADE, determina em uma escala crescente de 1 a 10 conforme sua escala descritiva mostrada abaixo, qual a gravidade das conseqüências das falhas, para uma máquina, instalação, sistemas, pessoas, meio ambiente. A Severidade diz respeito as características operacionais das instalações.

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Palady, Paul, 1997

A PLANILHA PADRÃO FMEA

A coluna das CAUSAS, descreve as razões que possibilitam a ocorrência do modo de falha. O esforço de equipe, pode ser amparado, se necessário, por ferramentas específicas (Diagrama de espinha de peixe, pareto , árvores de falhas), objetivando identificar as causas básicas, ou as causas que tem contribuição de relevância para os modos de falhas .Nem todos as causas contribuem igualmente para um modo de falha potencial. Importante separar causas básicas das triviais!

A coluna do Parâmetro OCORRÊNCIA, determina em uma escala crescente de 0 a 10 conforme sua escala descritiva mostrada abaixo, com qual freqüência a causa do modo de falha ocorrerá. A ocorrência esta ligada a robustez dos projetos das máquinas permitindo a elas estarem mais ou menos vulneráveis a falhas.

A coluna FORMAS DE CONTROLES, identifica que tipos de controles foram planejados ou estão estabelecidos para garantir que todos os modos de falha sejam identificados e eliminados.

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Palady, Paul, 1997

A PLANILHA PADRÃO FMEA

A coluna do Parâmetro DETECÇÃO, determina em escala decrescente de 0 a 10 conforme escala descritiva mostrada abaixo, qual é a possibilidade de detectar a falha potencial antes que a mesma aconteça. A ferramenta FMEA tem uma conotação muito pró-ativa, mas o parâmetro detecção já detecta a falha iminente portanto reativa. Neste aspecto os dois primeiros parâmetros SEVERIDADE e OCORRÊNCIA dão um caráter mais pró-ativo ao FMEA.

A coluna AÇÕES RECOMENDADAS, descreve as ações para PREVENIR PROBLEMAS POTENCIAIS, REDUZIR AS CONSEQÜÊNCIAS DAS FALHAS e AUMENTAR A CAPACIDADE DE DETECÇÃO de falhas. A estratégia comum utilizado nas implantações do FMEA é baseado no RISCO que considera o resultado da multiplicação dos três parâmetros. Outros aspectos que devem nortear as ações é priorizar modos de falha com grau de severidade maior ou igual a 9 e também modos de falhas com altos índices de severidade e ocorrência .

A coluna STATUS das recomendações, tem o propósito de permitir o gerenciamento das implementações das ações economicamente viáveis com retorno em confiabilidade.

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A PLANILHA PADRÃO FMEA

Possibilidades de funções para um copo descartável

Armazenar líquido Isolar termicamente Resistir ao esmagamento Resistir ao esmagamento Conter líquido

Transferir líquido

Ser segurado nas mãos Ser descartável

Importante é se perguntar de que forma os clientes usam corretamente o objeto em discussão

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Palady, Paul, 1997

Primeiro devemos buscar reduzir a ocorrência e a

severidade, pois implica em retorno na qualidade e confiabilidade para o cliente!!

Alta prioridade

Média

Baixa

ABORDAGEM PROATIVA

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Modo de Falha Efeito Causa

*Fratura da Resistência * Água não Aquece * Oxidação elétrica do chuveiro.

*Perda de ajuste na po- * Travamento Eixo * Acúmulo Tolerância sição central do man-

cal de rolamento

*Atraso na emissão de * Pagamento Atrasado * Erro no Cadastro por

Nota Fiscal Falta de Treinamento.

OBS: Evite descrições genéricas que não acrescentam nenhuma informação as pessoas envolvidas na análise, por exemplo:

Fratura da resistência elétrica do chuveiro em vez de

Resistência não funciona

Palady, Paul, 1997

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Palady, Paul, 1997 ESCALA DE SEVERIDADE GRAU

Efeito não percebido Efeito insignificante

Efeito insignificante que causa perturbação perceptível

Efeito que causa perturbação com efeitos razoavelmente perceptível Efeito que causa perturbação com efeitos perda de performance

Efeito que causa perturbação com efeitos perdas importantes de performance

Efeito de falha grave que pode impedir o equipamento e a instalação cumprir sua função

Efeito significativo , resultando em falha grave, não colocando porém a segurança de pessoas em riscos.

Efeito considerado critico com perturbações significativas e impõe risco de segurança

Efeito perigoso, ameaçando a vida de pessoas , custos sginificativo da falha colocando em risco a saúde da organização

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Índice de Severidade: É uma avaliação das conseqüências assumindo-se que o tipo de falha aconteceu.

CONFIABILIDADE

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Índice de ocorrência:

•Avalia a freqüência com que a falha poderia apresentar-se como resultado de uma causa específica.

•A determinação do índice de ocorrência está baseada:

Nos métodos dos controles atuais Em dados históricos de processos similares

•No número e magnitude das causas/fontes potenciais de variação.

•A avaliação deste parâmetro com base no modo de falha fornece um informação mais precisa.

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Palady, Paul, 1997

Índice de detecção:

Qual a chance de detectar o modo de falha ou das causas que geram o modo de falha?

Mede a probabilidade da causa da falha ser detectada antes que a mesma leve a quebra.

Cabe lembrar que a principal meta é prever problemas ou minimizar suas conseqüências quando ocorrem.

Índice de Risco:

•É calculado como o produto dos índices de ocorrência, gravidade e detecção

ÍNDICE DE RISCO

É calculado como o produto dos índices de: Ocorrência X Gravidade X Detecção R = O x G x D

ESCALA DE DETECÇÃO GRAU

É quase certo que será detectado Probabilidade muito alta de detecção Alta probabilidade de detecção

Chance moderada de detecção

Chance média de detecção Alguma probabilidade de detecção Baixa probabilidade de detecção Probabilidade muito baixa de detecção Probabilidade remota de detecção Detecção quase impossível

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Planejamento gerencial para desenvolvimento do FMEA:

Definição do líder do programa Eleição do grupo

Tipo ou modelo de abordagem Critérios das escalas.

Base de dados e informações para apoio à aplicação da ferramenta (Estatística, Pareto, ROF´s, ICD´s).

Modos de consenso (Padrão de escala, Classificação dos modos de falhas etc).

Programação e planejamento das atividades das equipes.

Cronograma e orçamento e disponibilidade de pessoal Infraestrutura de apoio para as equipes (Local, recursos) Definição de um relator para o grupo.

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Condução da equipe FMEA Selecionar a equipe

Elaborar o diagrama funcional de blocos

Priorizar os focos de análises (Definição gerencial) Coletar os dados necessários e construir planilha.

Análisar e embasar os dados planilhados (FTA, Causa e efeito, pareto, ROF´s)

Quantificar os parâmetros ocorrência, severidade e detecção.

Fazer análise com base nos parâmetros de priorização consensados.

Determinar ações para reduzir os riscos ao padrão aceitável pela equipe.

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A experiência tem demonstrado que não existe uma única forma de interação entre as ferramentas.

O FTA ao estabelecer de maneira lógica o encadeamento das falhas de um sistema, facilita a elaboração da FMEA.

O FMEA poderá conduzir a obtenção de falhas mais básicas que as relacionadas na árvore. Assim a partir da FMEA se elaborará uma revisão da FTA, expandindo os galhos da árvore.

Conclui-se portanto que o uso conjunto das duas ferramentas resulta num efeito sinérgico: uma beneficia-se com a utilização da outra.

COM A PRÁTICA AS EQUIPES RESPONSÁVEIS PELA CONDUÇÃO DOS ESTUDOS VERÃO A MANEIRA MAIS VANTAJOSA DE EMPREGAR AS DUAS FERRAMENTAS, NÃO DESCARTANDO INCLUSIVE A POSSIBILIDADE DE ELABORAÇÃO SIMULTÂNEA.

UNIDADE IV - O MÉTODO FMEA PARA MELHORIA DA CONFIABILIDADE

Prof. Marcus Soeiro Exercício aplicativo 17

A figura abaixo apresenta uma válvula de segurança (PSV) na posição fechada.

Sua principal função é aliviar a pressão quando ultrapassa um limite considerado.

Elabore em grupo, uma análise FMEA para a válvula de segurança PSV.

Use as orientações Para a condução da

equipe FMEA

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CONFIABILIDADE

O seis sigma é uma estratégia gerencial disciplinada e altamente quantitativa, que visa aumentar a lucratividade das empresas através da otimização de produtos e processos, com o consequente incremento da satisfação de clientes e consumidores.

Só funciona se for implementado com rigor e disciplina.

As decisões devem ser baseadas em dados e na metodologia estruturada

e é imprescindível um profundo comprometimento da alta administração da organização .

WERKEMA, Cristina, - Criando a Cultura Seis Sigma, 2002

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A meta dos seis sigma é chegar muito próximo a zero defeito – 3,4 defeitos para cada milhão de operações de operações realizadas.

O benchmark é utilizado para comparar o nível de qualidade de produtos, operações e processos.

A filosofia é da melhoria contínua dos processos e da redução de variabilidade, na busca de zero defeito.

WERKEMA, Cristina, - Criando a Cultura Seis Sigma, 2002

CONFIABILIDADE

Nível da qualidade Defeitos por milhão

(ppm) Custo da não-qualidade (percentual do

faturamento da empresa)

Dois sigma 308.537 Não se aplica

Três sigma 66.807 25 a 40%

Quatro sigma 6.210 15 a 25%

Cinco sigma 233 5 a 15%

Seis sigma 3,4 < 1%

Tradução do nível da qualidade para a linguagem financeira.

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WERKEMA, Cristina, - Criando a Cultura Seis Sigma, 2002

O métodoDMAIC:

Base para o desenvolvimento dos projetos seis sigma D- Define (Definir): Definir com precisão o escopo do

projeto.

M- Measure (Medir): Determinar a localização ou foco do problema.

A- Analyze (Analisar): Determinar as causas de cada problema prioritário

I- Improve (Melhorar): Propor, avaliar e implementar soluções e ferramentas para cada problema prioritário.

C- Control (Controlar): Garantir que o alcance da meta seja mantido a longo prazo.

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WERKEMA, Cristina, - Criando a Cultura Seis Sigma, 2002

DEFINE MEASURE ANALYZE IMPROVE CONTROL

Validar a importância do projeto.

Os dados existem

e são confiáveis? Analisar o processo gerador do problema prioritário

Identificar soluções prioritárias.

Avaliar o alcance da meta em larga escala

Constituir a equipe responsável pelo projeto

Não: Coletar novos dados

Identificar e priorizar as causas potenciais do P.P

Testar em pequena escala as soluções prioritárias

Meta alcançada?

Sim: Padronizar as alterações.

Transmitir aos novos padrões Elaborar o Project

Charter.

Sim: Usar dados existentes

Quantificar a importância das causas potenciais prioritárias.

Meta alcançada?

Sim – Elaborar um plano para implementar as soluções em larga escala

Implementar um plano para monitoramento da performance e tomada de ações corretivas, caso surjam anomalias Identificar as

principais necessidades dos clientes

Identificar os problemas prioritários.

Não: Então, retornar a etapa M.

Sumarizar o trabalho e fazer recomendações.

Estabelecer a meta de cada problema prioritário

Não: Então, voltar à etapaM.

Visão geral das etapas doDMAIC