RCM-FMEA-FTA

(1)

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Como podemos assegurar que a

manutenção conduzida é a correta e que ela

produza a confiabilidade necessária para o

equipamento?

Manutenção Centrada na Confiabilidade

(Reliability Centered Maintenance - RCM)

(2)

O RCM é uma técnica para revisão de falhas de

equipamentos e para determinação das tarefas

corretas de manutenção

Definição de RCM

Propriedades do RCM

O RCM assegura que toda manutenção realizada

tenha custo efetivo

• O RCM contradiz o conceito tradicional de que a

confiabilidade do equipamento é diretamente

relacionado à sua idade operacional

• O RCM é focado em em preservar as funções do

equipamento, e não preservar o equipamento

(3)

• Selecione o equipamento mais crítico • Determine as funções do equipamento • Estabeleça padrões de desempenho • Determine tipos de falhas

• Identifique causas de falhas • Defina efeitos de falhas

• Classifique os efeitos de falhas

• Identifique tarefas apropriadas de manutenção • Estabeleça um plano global de manutenção

(4)

• Operações

– identifica funções e padrões de desempenho

• Manutenção

– identifica os tipos de falhas

– define as técnicas mais apropriadas de monitoramento de condições

– gera um programa

• Manutenção e operações

– colabora para as consequências de falhas identificadas

– executa o programa

(5)

Período de Vida Útil ( useful life ) Período de desgaste, corrosão, fadiga, velhice ( wear out )

Tipos e Padrões de Falhas

- - ex: máquinas novas

Defeitos de fabricação e de instalação, erros do projeto ( burn in ) A (curva da banheira) < 10 % casos tx falhas decrescente tx falhas crescente tx falhas constante e aleatória

Taxa de Falha é a chance de um equipamento ou componente falhar na próxima e menor unidade de tempo, dado que o ítem funcionou até então.

(6)

6

Distribuição Exponencial

•O modelo da distribuição Exponencial ( pdf - probability density function) é o seguinte:

•onde  > 0 é uma constante ( ocorrências de um evento , o que faz com que seu uso seja indevido p/ muitos casos).

•É aplicada na região central da curva da banheira.

•A média da distribuição exponencial é calculada usando: •Função Confiabilidade Exponencial

•( cdf – cumulative distribution function )

0 ;

)

(

t



e



t



f



t







1

0 ;

)

(

t



e



t



R

t _t

(7)

7

•Por exemplo, suponha que uma máquina falhe em média uma vez a cada dois anos =1/2=0,5. Calcule a probabilidade da máquina falhar durante o próximo ano.

•A probabilidade de falhar no próximo ano é de 0,393 e de não falhar no próximo ano é de 1-0,393=0,607.

•Ou seja, se forem vendidos 100 máquinas 39,3% irão falhar no período de um ano.

•Conhecendo-se os tempos até a falha de um produto é possível definir os períodos de garantia.

0,393

0,607

-1

1 }

1 {

)

(

t



P

T







e

0,5x1



F

39,3 % t

(8)

8

A duração de certo tipo de condensador tem distribuição exponencial com média de 200 horas. Qual a proporção de condensadores que duram.

a) menos de 100 horas? P ( x k ) e k b) mais de 500 horas?

200 0,005

a) P(x 100) 1e0,005100 39,35%

(9)

Distribuição de Weibull

β < 1 falhas de mortalidade infantil. β = 1 falhas aleatórias

β > 1 falhas por desgaste

Walodi Weibull apresentou esta distribuição em meados do séc. passado após vários experimentos onde as taxas de falhas eram variáveis e foram adicionados 2 novos parâmetros de comportamento.

(10)

Distribuição Weibull – Exemplo

100 Bombas estão sendo testadas em bancada de testes até a sua falha. A distribução de freqüências é a seguinte:

h de operação Qtd 1000 => 1100 2 1100 => 1200 6 1200 => 1300 16 1300 => 1400 14 1400 => 1500 26 1500 => 1600 22 1600 => 1700 7 1700 => 1800 6 1800 => 1900 1 Pede-se:

1- O tempo onde não ocorrerá falha ( t0 ); 2- O fator de forma “ Beta “;

3- Causa provável das falhas; 4- A vida característica;

(11)

tempo até a falha freqüência absoluta freqüência acumulada freqüência relativa acumulada 1100 2 2 2.0% 1200 6 8 8.0% 1300 16 24 24.0% 1400 14 38 38.0% 1500 26 64 64.0% 1600 22 86 86.0% 1700 7 93 93.0% 1800 6 99 99.0% 1900 1 100 100.0%

(12)

t0 =900 h Gráfico de Weibull 1 -Plotagem da freqüência relativa acumulada 2 –Traçar a reta na intercecção dos pontos

(13)

X=Ln(t-to) to=900 h 1100 0.02 -3,9019 5,2983 1200 0.08 -2,4843 5,7038 1300 0.24 -1,2930 5,9915 1400 0.38 0,7381 6,2146 1500 0.64 0,0214 6,2146 1600 0.86 0,6761 6,3969 1700 0.93 0,9780 6,5511 1800 0.99 1,5272 6,6846 1900 1.00 --- ---Constroe-se a tabela: t F(t) Y=Ln{-Ln[1-F(t)]}

A fómula p/ o cálculo da função da distribuição é:

(14)

(15)

Distribuição de Weibull

(16)

Valores do Fator de Forma:

- p/ Beta entre 1 e 4 significa que ocorrem falhas de desgaste acima do esperado e vida abaixo da esperada.

- Causas prováveis:

1- Não existe programa de preventiva. Máquinas funcionam até quebrar.

2- Existe preventiva, mas é inadequada p/ as necessidades

-Contramedidas recomendadas

1- Implementar um plano de preventiva, com ações antecipadas as falhas, com substituição de componentes críticos

2- Avaliar a freqüência das intervenções programadas, pois devem estar muito espaçadas

(17)

Confiabilidade ( Reliability )

É a probabilidade que um item possa desempenhar sua função requerida, por um intervalo de tempo estabelecido, sob condições de uso definidas, segundo a expressão dada pela distribuição

exponencial: R ( t )

= taxa de falhas = nº total de falhas / nº de horas operação t = tempo previsto de operação

Importante: SÓ DEVE SER USADA QUANDO A TAXA DE FALHAS É CONSTANTE E ALEATÓRIA. Ex: Componentes Eletrônicos

0 ;

)

(

t



e



t



f



t

0 ;

)

(

t



e



t



f



t

(18)

Disponibilidade ( Availability )

É a relação entre o tempo em que o equipamento ou instalação ficou disponível para produção em relação ao tempo total:

Disponibilidade = ( somatório Tempos Disponíveis Produção ) A ( t ) ( soma T. Dispon. Produção + soma T. Reparo ) Este indicador resulta dos índices:

MTBF ( Mean Time Between Failure ) = T1 + T2 + ... + Tn = 1 n

MTTR ( Mean Time To Repair ) = t1 + t2 + ... + tn = 1 n

= nº de reparos por hora

= taxa de falhas

0 ;

)

(

t



e



t



f



t







1 





1

0 ;

)

(

t



e



t



f



t

(19)

(20)

(21)

(22)

B

- constante probabilidade de falha, terminando em uma

zona de desgaste

- exemplo: abrasão _C

- lenta probabilidade crescente de falha - idade não-identificável de desgaste - exemplo: fadiga

B

- constante probabilidade de falha, terminando em uma

zona de desgaste - exemplo: abrasão

C

- lenta probabilidade crescente de falha - idade não-identificável de desgaste - exemplo: fadiga

(23)

D

-baixa probabilidade de falha quando o item está novo

- rápido aumento para um nível constante E

- constante probabilidade de falha em todas as idades

- exemplo: elementos de rotação em mancais F

- inicia com alta probabilidade de falhas - cai para um nível constante

D

-baixa probabilidade de falha quando o item está novo

- rápido aumento para um nível constante

E

- constante probabilidade de falha em todas as idades

- exemplo: elementos de rotação em mancais

F

- inicia com alta probabilidade de falhas - cai para um nível constante

(24)

(25)

A estratégia mais apropriada de manutenção de equipamentos pode ser determinada pelo:

1 - Padrão de falhas que se aplica a determinado modo de falha

2 - Tempo Médio entre Falhas (MTBF): o número de falhas em determinado período dividido pelo tempo em que o equipamento esteve em operação no período

3 - FMEA (Análise do Modo de Falha e dos Efeitos): identifique todos os eventos que sejam razoavelmente prováveis causadores de cada falha.

4- FTA ( Árvore de Falhas ): correlações das falhas e as consequências decorrentes p/ todo o sistema

(26)

- Possíveis ações em P

- prevenir falha funcional

- evitar as consequências da falha Condição

Operacional

Falha começa a ocorrer

Falha pode ser detectada

.

Ocorrência de Falha P F A maioria das falhas não ocorre instantaneamente, mas se desenvolvem

(27)

• Ações de prevenção possíveis:

– Análise de Vibrações

– Análise de Lubrificações

– Termografia de infravermelho

– Testes de Ultra-som

– Análise de Óleo

– Análise do Arrefecedor

(28)

FMEA ( Failure Mode and Effect Analysis )

• O Modo e o Efeito da Falha e a Análise de sua Criticalidade

são ferramentas da Análise de Falhas

• Procedimento passo-a-passo para avaliação sistemática dos

efeitos de falhas e da criticalidade de potenciais modos de falhas de equipamentos e instalações

(29)

FTA ( Failure Tree Analysis )

• O FTA é uma ferramenta de Modelagem de

Confiabilidade

• O FTA especifica um evento maior (por ex., um

incêndio) para análise, seguido da identificação de todos os elementos que poderiam ter causado a ocorrência desse evento maior

• Um diagrama simbólico lógico com desvios E/OU é

(30)

Análise da Árvore de Falhas (FTA)

Evento Maior

Falha 1 Falha 2

OU

Falha 3 Falha 4

(31)

Implantação de um RCM

• 1. Defina o escopo e os objetivos do projeto • 2. Estabeleça grupos de revisão

– facilitador

– gerente de projeto – pessoal operacional

• padrões de funções e de desempenho – pessoal de manutenção

• tipos de falhas

• técnicas mais apropriadas de monitoramento das condições

– pessoal de manutenção e de operações • consequências da falha identificada

(32)

• 3. Instrua o grupo de revisão

• 4. Estime o montante de tempo para revisão equipamento selecionado

• 5. Reuniões de Planejamento – data

– hora – local

(33)

• 6. Planejar auditorias da gerência sênior • A Gerência Sênior deve concordar sobre

– definição dos padrões de funções e de desempenho – Identificação dos modos de falhas

– descrição dos efeitos de falhas

– avaliação das consequências de falhas – seleção de tarefas

• 7. Implantar as tarefas selecionadas

(34)

Benefícios de um RCM

• Economia de Custos

– mude de trabalho baseado no tempo para trabalho baseado na condição

• redução da carga de trabalho

• redução da utilização de peças de reposição – melhor desempenho operacional

• Racionalização

– eliminação do trabalho preventivo desnecessário • Maior segurança

(35)

• Uma base de dados de manutenção precisa e compreensiva

– Durante a análise, informações são coletadas de maneira coerente

• Instrução

– melhor nível geral de capacidades e conhecimentos técnicos

–

• Melhor trabalho em equipe

(36)

O forte do RCM é determinar qual a

manutenção a ser feita, enquanto o TPM é

todo voltado a melhoria em vez de

meramente manter seus processos