UDESC – Universidade do Estado de Santa CatarinaFEJ – Faculdade de Engenharia de Joinville
Falhas
DEPS – Departamento de Engenharia de Produção e Sistemas 1
Tópicos
• Definições• Taxa de falhas• Disponibilidade• Mantenabilidade• Indicações
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• Indicações
Falha
• Definição de falha:
Falta de capacidade de um componente, equipamento, sistema ou subsistema de realizar a
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função especificada.
Fonte: ISO/CD 10303-226
Porque as coisas falham?
Falhas noCliente
Falhas desuprimento
Falhas de projeto
Falhas das instalações:
• Máquinas
Falhas na Produção
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• Máquinas
• Equipamentos
• Edifícios
• Acessórios
Falhas de pessoal
Problemas em materiais e/ou informaçõesfornecidos à operação
Problemas causados por
ações dos clientes
Tipos de Falhas
• Falha Parcial:– Desvios de características, além de limites estabelecidos,
mas que não causam perda completa da função requerida.
• Falha Completa:
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• Falha Completa:– Desvios além de limites estabelecidos, causando perda
total da função requerida.
Desenvolvimento de Falhas
• Falha Gradual:– Ocorrência pode ser prevista através de inspeção e/ou
acompanhamento
• Falha Súbita:
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• Falha Súbita:– Ocorrência imprevisível– Falha aleatória
Ocorrência de Falhas
Desenvolv.
TipoSúbita Gradual
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CompletaFalha
catastrófica “Descaso”
ParcialFalha
marginal Degradação
A “Curva da Banheira”
• Padrão Geral de Falhas:
MortalidadeInfantil Desgaste
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tempo
Taxa de falhas(Tf)
Operação Normal
“Burn – in”
• Operação do sistema por um período equivalente à mortalidade infantil, antes da entrega para uso normal
Desgaste
9tempo
Tf Operação Normal
Desgaste
Burn-inQueima
Manutenção Preventiva
• Substituição de componentes entrando na fase de desgaste, mesmo que não apresentem falhas
Adiamento
Manutenção Preventiva
10tempo
Tf
AdiamentoDesgaste
Tópicos
•• DefiniçõesDefinições• Taxa de falhas• Disponibilidade• Mantenabilidade• Indicações
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• Indicações
Taxa de falhas (Tf) ou (λ)
• Base de cálculo:
ou
falhas de númeroT =
unidade da operação de horas de número
falhas de númeroTf =
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• Fontes de dados:– Análise de dados reais– Testes
operação de horas unidades de número
falhas de númeroTf ×
=
Exemplos de taxas de falhas (Tf) em componentes elétricos
Componente T f (falhas/10 9h)
Resistência 1,5
Potenciômetro 200
Capacitor cerâmico 6
Diodo de Si 3
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Diodo de Si 3
Transistor de Si 5
Circuito integrado (SSI) 100
Circuito integrado (MSI/LSI) 200
Relê 200
Conexão por Plug 10
Conexão soldada 1
Medidas de Taxa de Falhas
• 1 FIT (Failure In Time) = 1 falha por dispositivo em 1 bilhão de horas
5 - 500Resistores
λλλλ (FIT)Componente
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50 - 100Conectores (por pino)
30 - 1000Relês
5 - 50Circuitos Integrados CMOS LSI
50Diodos de sinal
200 - 2000Capacitores Eletrolíticos
5 - 500Resistores
Exercício 1 – Iluminação Industrial
• 100 lâmpadas foram testadas durante 1000h, sendo obtido os resultados da Tabela abaixo.
• Calcular a Taxa de Falhas (Tf)para o caso estudado.
Quantidade de Falhas Tempo em que ocorrem as falhas (horas de teste)
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1 100
1 210
1 320
1 440
1 560
1 670
1 780
1 920
Exercício 1 – Iluminação Industrial (solução)
Oito lâmpadas falharam durante o teste de 1000h, portanto:
Quantidade de falhas = 8
Quantidade de unidades e horas em operação:
Quantidade de unidades x horas em operação =
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Quantidade de unidades x horas em operação = = 92 . 1000 + 100 + 210 + 320 + 440 + 560 + 670 + 780 + 920
= 96000
==h
falhas0,00008333
96000
8Tf
operação de horas unidades de quantidade
falhas de quantidadeTf ×
=
Tópicos
•• DefiniçõesDefinições•• Taxa de falhasTaxa de falhas• Disponibilidade• Manutebilidade• Indicações
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• Indicações
Disponibilidade (D)
• Availability - Disponibilidade
• Recursos disponíveis = recursos prontos para uso
• Definição: relação entre o tempo em que o recurso
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• Definição: relação entre o tempo em que o recurso está efetivamente disponível e o tempo total para sua operação, ou seja:
total
disponível
Tempo
Tempo D =
Disponibilidade
TEMPO TOTAL
Tempo Disponível para Tempo em
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Tempo Disponível para Produção
Tempo em Manutenção
Em ReparoTempo em
FuncionamentoTempo de não Funcionamento
Disponibilidade
• Tempo Disponível:– Definição: tempo entre duas falhas sucessivas– TMEF (Tempo Médio Entre Falhas) ou– MTBF (Mean Time Between Failures)
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• Tempo Total (previsto para operação):– Definição: soma entre o tempo disponível e o tempo em
que o equipamento encontra-se em manutenção– TMPR (Tempo Médio Para Reparação) ou– MTTR (Mean Time To Repair)
Tempo Médio Entre Falhas (TMEF)
• Obtido, normalmente, por ensaios sobre uma amostra dos recursos ou suas partes
• Definido a partir da taxa de falhas (Tf) - quantidade de falhas em determinado período de tempo de operação
1TMEF =
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fT
1TMEF =
Tempo Médio Para Reparação (TMPR)
• É o tempo gasto para a reparação de uma falha ou numa manutenção preventiva
Aguardando Análise eObtenção decomponentes
Manutenção Testes e
TMPR
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Aguardandomanutenção
Análise ediagnóstico
componentesde reposição
Manutençãofísica
Testes eliberação
Operaçãonormal
Operaçãonormal
Disponibilidade
TMPRTMEF
TMEF D
+=
Maximizar
Minimizar
COMO?Ações de confiabilidade
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COMO? Melhoria de capacidade e velocidade de reparação (mantenabilidade)
Aguardandomanutenção
Análise ediagnóstico
Obtenção decomponentesde reposição
Manutençãofísica
Testes eliberação
Operaçãonormal
Operaçãonormal
TMPR
Exercício 2 – Iluminação Industrial
• Para as 100 lâmpadas testadas no Exercício 1, calcular o TMEF para o caso estudado.
• Solução:
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h 120000,00008333
1
T
1TMEF
f
===
Aumentando a Disponibilidade
Caso 1 – Não gargalo alimenta gargalo75% 100%
Caso 2 – Gargalo alimenta não-gargalo75%100%
25Disponibilidade = 200h/mêsDemanda = 200h/mês
GARGALO
Disponibilidade = 200h/mêsDemanda = 150h/mês
NÃO-GARGALO
Caso 3 – Um gargalo e um não-gargalo alimentam uma montagem
75%
100%MONTAGEM
Os recursos gargalos determinam a disponibilidade dos não-gargalos
Disponibilidade
• Influência de variações no TMPR em recursos não-gargalos:
Tempo Total
NÃO-GARGALODisponibilidade = 200h/mêsDemanda = 150h/mês
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Diminuir TMPRNão tem efeito
sobre a produção
Disponibilidade = 200 horas
TMPR
ManutençãoOciosidadeDemanda = 150 horas
Aumentar TMPREm até 50 horasnão tem efeito
sobre a produção
Disponibilidade
• Influência de variações no TMPR em recursos gargalos:
Tempo Total
GARGALODisponibilidade = 200h/mêsDemanda = 200h/mês
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Diminuir TMPRAumenta aprodução
Disponibilidade = 200 horas
TMPR
ManutençãoDemanda = 200 horas
Aumentar TMPRDiminui aprodução
Tópicos
•• DefiniçõesDefinições•• Taxa de falhasTaxa de falhas•• DisponibilidadeDisponibilidade• Mantenabilidade• Indicações
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• Indicações
Mantenabilidade
• Maintainability: Mantenabilidade ou Manutebilidade• Definição 1:
– Característica de um equipamento ou instalação quepossa permitir um maior ou menor grau de facilidade naexecução dos serviços de manutenção
• Definição 2:
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• Definição 2:– É a probabilidade de restabelecer a um sistema suas
condições de funcionamento específicas, em limites de tempos desejados, quando a manutenção é conseguida nas condições e meios prescritos
• Ligado ao parâmetro TMPR (Tempo Médio Para Reparo)
Tempos relacionados à Mantenabilidade
T0 Instante em que se verifica a falha
1 Tempo para localização do defeito
2 Tempo para diagnóstico
3 Tempo para desmontagem (acesso)
1 2 3 4 5 6 7 8T0 Tf
30
3 Tempo para desmontagem (acesso)
4 Tempo para remoção
5 Tempo de espera de sobressalentes (logístico)
6 Tempo para substituição de peças
7 Tempo para remontagem
8 Tempo para ajustes e testes
Tf Instante de retorno do equipamento à operação
Melhorando a Mantenabilidade
• Momento mais adequado: PROJETO!!!!• 60% dos custos de manutenção durante a vida de
um equipamento poderiam ter sido evitados no projeto
• Aspectos que podem ser considerados:
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• Aspectos que podem ser considerados:– Qualitativos– Quantitativos– Suporte Logístico– Capacitação da equipe
Mantenabilidade: aspectos qualitativos
• Acessibilidade (facilidade de acesso)• Modularidade• Padronização• Intercambiabilidade• Manobrabilidade• Possibilidade de regulagem e ajustes
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• Possibilidade de regulagem e ajustes• Simplicidade de operação• Necessidade de ferramentas, dispositivos e instrumentos
especiais• Visibilidade das partes que terão manutenção• Peças e componentes commodities
Mantenabilidade: aspectos quantitativos
• Tempo médio para intervenções do tipo corretivo, preventivo e preditivo
• Tempos máximos admissíveis para os trabalhos de manutenção
• Disponibilidade de recursos para manutenção
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• Número médio e máximo de recursos técnicos necessários para intervenções
• Tempos médio e máximo de indisponibilidade (histórico)
• Tempo de manutenção por produto novo
• Expectativa de consumo de componentes
• Quantidade recomendada de estoque
Mantenabilidade: suporte logístico
• Conjunto dos meios que devem ser colocados à disposição para o cumprimento da missão da manutenção. São considerados meios:– Ferramental
– Sobressalentes
– Materiais de consumo
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– Materiais de consumo
– Meios de levantamento de carga
– Transporte e movimentação de carga
– Pessoal
– Materiais
• Suporte logístico é providenciar os meios necessários, no momento adequado, no local apropriado.
Mantenabilidade: capacitação da equipe
• A capacitação é essencial à:– Qualidade do serviço prestado– Redução do tempo de execução do serviço– Observação de oportunidades de melhoria
• O mantenedor deve:
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• O mantenedor deve:– Conhecer detalhadamente os equipamentos, sistemas e
o seu funcionamento– Conhecer detalhes de operação– Ser capaz de definir e utilizar instrumentos necessários,
além de emitir diagnósticos– Ser capaz de transmitir conhecimentos aos seus pares
Tópicos
•• DefiniçõesDefinições•• Taxa de falhasTaxa de falhas•• DisponibilidadeDisponibilidade•• MantenabilidadeMantenabilidade• Indicações
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• Indicações
Indicações
• Leituras e entrega do resumo dia 23/09/11:– Kardec & Nascif (p.95 a 109)– Slack (p.619 a 625)
– Corrêa & Corrêa (p.642 a 650)
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• Exercícios:– Slack � p.648 � 3 e 4
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