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Confiabilidade de Sistemas DTMM IFBA Curso de Férias Prof. Antonio Carlos Peixoto Bitencourt MCC 1

Aula 10 MCC

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Manutenção centrada na confiabilidade

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  • Confiabilidade de Sistemas

    DTMM IFBA

    Curso de Frias

    Prof. Antonio Carlos Peixoto Bitencourt

    MCC1

  • Otimizao da Frequncia de

    Manuteno Preventiva2

    Ocorrncia de manuteno corretiva e

    preventiva MTBMA

    MTBM MTTC MTTP

    1

    1

    AMTTC MTTP

    MTBM MTBM

    1

    1 c c p pA

    MTTR MTTR

    1

    1pc

    c p

    A

  • Maximizao da Disponibilidade

    Estacionria3

  • Taxa de Falha Varivel e sem

    Preventiva4

    p=0 e c(t)

    Exemplo: taxa de falha linearmente crescente

    com o tempo. Determinar a disponibilidade com

    o tempo

    1( )

    ( )1 c

    c

    A tt

    0

    0

    ( )

    ( )

    c c c

    c

    c c c

    t t

    A tt

  • Taxa de Falha Varivel e sem

    Preventiva5

    Exemplo:0

    2

    50 reparos/ano

    2 taxas/ano

    2 taxas/ano

    c

    c

    c

    0,7

    0,75

    0,8

    0,85

    0,9

    0,95

    1

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    0 1 2 3 4 5

    A(t)(t)

  • Taxa de Falha Varivel e com

    Preventiva Perfeita6

  • Taxa de Falha Varivel e com

    Preventiva Perfeita7

    Disponibilidade Mdia

    Otimizao do tempo entre manuteno

    preventiva

    1

    1pcm

    c p

    A

    1

    0

    1( )

    1

    p

    cm c

    p

    t dt

    1 p

    1max

    1p pcm

    c p

    A

  • Caso Particular: taxa de falha

    constante

    Mxima

    disponibilidade

    quando no se

    realiza manuteno

    preventiva

    8

    1

    1pcm

    c p

    A

    0

    0

    ( )c c

    cm c

    t

    1

    max

    1p pcm

    c p

    A

    0p

  • Caso Particular: taxa de falha

    linearmente crescente

    Mxima

    disponibilidade

    quando no se

    realiza manuteno

    preventiva

    9

    2

    0

    2

    2 2 2

    c p p

    c p p p p c c c p c

    A

    0

    0

    ( )

    1

    2

    c c c

    ccm c

    p

    t t

    0p

    A

    d

    *

    2

    c p

    p

    c

  • Taxa de Falha Varivel e com

    Preventiva10

    Exemplo:

    Frequncia tima para maior disponibilidade

    Taxa mdia de falha

    Disponibilidade mdia

    0

    2

    2 taxas/ano 10 mp/ano

    50 reparos/ano2 taxas/ano

    c p

    cc

  • Taxa de Falha Varivel e com

    Preventiva11

    Exemplo:0

    2

    2 taxas/ano 10 mp/ano

    50 reparos/ano2 taxas/ano

    c p

    cc

    0,885

    0,99997

    0,970

    0,975

    0,980

    0,985

    0,990

    0,995

    1,000

    0,850

    0,855

    0,860

    0,865

    0,870

    0,875

    0,880

    0,885

    0,890

    0,250 0,447 0,500 0,750 1,000

    F(t)DM

    p

  • Minimizao do Custo Total da

    Manuteno12

  • Custo Total da Manuteno13

    Cm: custo mdio de manuteno

    Cc: custo mdio de reparo

    Cp: custo mdio de manuteno preventiva

    m cm c p pC C C

    min( ) min( )p p

    m cm c p pC C C

  • Otimizao do Custo14

    Taxa de falha constante

    Taxa de Falha Linearmente Crescente

    0( )c ct

    min( ) min( )p p

    m cm c p pC C C

    * 0p

    0

    1

    2

    ccm c

    p

    min( ) min( )p p

    m cm c p pC C C

    *2

    c rp

    p

    C

    C

  • Considerando Custo de Produo15

    Custo da Produo parada pela

    indisponibilidade do equipamento

    min( ) min( (1 ) )p p

    t prod m mC C A C

  • Determinao do perodo de

    manuteno por idade16

  • Otimizao dos Parmetros da Manuteno Preventiva por Intervalo

    17

    Substituio por intervalo constante

    Estabelece intervalo constante de tempo

    Substituio por Idade

    Determinao um intervalo de tempo no incio do

    desgaste

  • Custo Operacional na Manuteno

    Preventiva18

    Poltica de substituio depois de um tempo T

    Ocorrncia de falha num tf prxima substituio tf+T

    ou na ocorrncia de outra falha

    Custo de substituio do componente que no falhou (cp)

    Custo da falha do componente antes da substituio (cf)

    Custo operacional cop=nf.cf+np.cp

  • Substituio em Funo da Idade19

    n nmero total de substituies

    Tempo mdio para substituies (MTTS)

    tempo total de operao

    ( )

    T

    o

    MTTS R t dt ( )

    T

    o

    n

    R t dt

    nMTTS

  • Substituio em Funo da Idade20

    Nmero de componentes que no falharam

    Nmero de componentes que falharam

    ( ).pn R T n ( )

    ( )

    p T

    o

    n R T

    R t dt

    (1 ( )).fn R T n (1 ( ))

    ( )

    f T

    o

    n R T

    R t dt

  • Substituio em Funo da Idade21

    Otimizando o custo de operao C(T)

    ( ( ))0

    d C T

    dt

    ( ) ( ) ( )

    Tp

    f po

    cR T T R t dt

    c c

  • Substituio em Funo da Idade22

    Otimizando o custo de operao C(T)

    Tempo timo para interveno por idade para

    distribuio Weibull

    ( ( ))0

    d C T

    dt

    ( ) ( ) ( )

    Tp

    f po

    cR T T R t dt

    c c

    1

    * 1

    1

    p

    f

    cT

    c

  • Manuteno Centrada em

    Confiabilidade23

  • Evoluo da Manuteno XX24

    1a. Gerao: at a 2a. Guerra

    - Indstria pouco mecanizada

    - Equipamentos simples e superdimensionados

    Manuteno no

    era

    fundamental

    2a. Gerao: da 2a. Guerra aos anos 60

    - Aumento da mecanizao

    - Aumento da complexidade das instalaes

    Planejamento

    e

    Sistemas de Controle

    3a. Gerao: anos 70 em diante

    - Mudanas aceleradas

    Novas expectativas

    Nova viso das falhas

    Novas tcnicas de anlise

  • Aumento da Expectativa da

    Manuteno25

  • Manuteno Preventiva Tradicional26

    MP tradicional voltada para a manuteno

    equipamento

    Tarefas de MP tm sido identificadas na base

    do que pode ser feito e no do que deveria ser feito e por que

  • Manuteno Preventiva Tradicional

    Base de Planejamento27

    Experincia

    Julgamento

    Recomendao

    Fora

    Figuras: PRINCIPIA

  • Definio e Princpio28

    Programa que rene vrias tcnicas de engenharia

    para assegurar que os equipamentos de uma

    planta fabril continuaro realizando as funes

    especificadas

    I. amplo envolvimento de engenheiros, operadores

    e tcnicos

    II. nfase no estudo das consequncias da falhas

    III. abrangncia das anlises

    IV. nfase nas atividades pr-ativas

    V. combate s falhas escondidas

  • Histrio MCC29

    Desenvolvida no incio da dcada dos 70 pela indstria aeronutica americana

    Amplamente empregada pelas foras armadas americanas e de outros pases

    Atualmente sendo utilizada em larga escala pela indstria nuclear nos EUA e na Frana

    Indstria do petrleo, principalmente, na rea offshore

  • Manuteno Tradicional x MCC

    Focalizada no equipamento

    Manter o equipamento

    Tarefas identificadas com base no que pode ser feito

    No enfatiza a coleta e a utilizao de dados de falhas

    Focalizada no sistema

    Preservar a funo do sistema

    Tarefas identificadas com base no que deve ser feito e porque

    Prioriza fortemente a coleta e anlise contnua de dados de falhas

    30

    Manuteno Tradicional MCC

  • Elementos Exclusivos da MCC31

    Preservao da funo do sistema

    Identificao das falhas funcionais e dos modos

    de falhas dominantes

    Identificao dos tipos de tarefa de manuteno

    potencialmente adequados atravs de um

    diagrama de deciso

    Seleo de tarefas aplicveis e eficazes

  • Questes da MCC32

    Quais as funes e padres de desempenho esperados para os

    equipamentos?

    De que modo os equipamentos podem falhar em cumprir suas funes?

    O que causa cada falha funcional?

    O que acontece quando cada falha ocorre?

    De que forma cada falha interessa?

    O que pode ser feito para prevenir ou impedir cada falha?

    O que deve ser feito quando no pode ser estabelecida uma atividade pr-

    ativa pertinente?

  • Funes e Padres de

    Desempenho33

    Compreenso o que esperado de cada

    equipamento

    Funo que ele deve cumprir

    Padro de desempenho que devem manter

    durante a vida

    Funes Primrias e Secundrias

    Operacionais, meio ambiente, sade e segurana

  • Identificao dos Modos de Falhas34

    Como os equipamentos podem falhar

    Modos de falhas passveis

    j ocorreram em componentes similares

    ou se considera possvel

    Pessoal de operao e manuteno

  • Causas de cada falha funcional35

    Identificar causas base

    Detalhar suficiente para que aes no atuem

    em sintomas

    Pessoal de operao e tcnica

    Participao de fabricante recomendvel

  • Efeitos de cada falha36

    O que acontece quando cada falha ocorre?

    O que pode ser observado quando a falha ocorre.

    O tempo que o equipamento ir permanecer

    parado na eventualidade da ocorrncia da falha.

    Os danos que a falha pode acarretar.

    O que pode ser feito para reparar a falha.

    Pessoal de operao e manuteno

  • Interesse da falha37

    Normalmente, planta industrial possui centenas

    de modos de falha passveis de ocorrer

    Efeito de interesse so associados :

    Segurana

    Produtividade

    Qualidade

    Meio Ambiente

  • Prevenir ou Impedir cada Falha38

    Tarefas pr-ativas

    Recuperao ou substituio programada ou

    dependendo do estado

    Sempre prefervel

    Tarefas reativas

    Quando no possvel ou no vantajoso

    Proposio de reprojeto

  • Passos para Implantao da MCC39

    Etapa 0

    Comit e Equipes de Trabalho

    Produo, Manuteno, Projeto e Fornecedor

    Etapa 1

    Escolha do sistema

    Fronteiras Interfaces Modulariza

    o

    Etapa 2

    Anlise funcional

    Falhas funcionais

    Etapa 3

    Anlise de Modos

    e Efeitos das Falhas

    Funcionais (FMEA)

    Etapa 4

    Seleo de Tarefas

    Diagrama de Deciso

    Formulao e

    Implementao do

    Plano de Manuteno

    Baseado na MCC

  • Etapa 1: Seleo dos sistemas

    para implementao da MCC40

    Principais Candidatos: Alto custo de MP

    Muitas aes de MC nos ltimos anos

    Responsveis por parcela significativa da indisponibilidade da planta

    Implicaes de segurana

    Coleta de dados Fluxogramas de engenharia

    Memorial descritivo

    Manual de operao do sistema

    Manuais de vendedores dos equipamentos

    Registros histricos de ocorrncias

    Dados de falhas e reparo

    Plano de MP existente

  • Etapa 1:Definio das fronteiras e

    interfaces do sistema41

    Por que importante? Para que nada seja deixado de fora inadvertidamente

    Fronteiras so fundamentais para se poder estabelecer as interfaces de entrada e sada do sistema

    No h uma regra fixa para o estabelecimento das fronteiras

    Pode ser feito, delimitando-se as fronteiras sobre um fluxograma de engenharia

    As interfaces devem ser estabelecidas para se conhecer todos os fluxos de entrada e sada

  • Etapa 2: Anlise de falhas

    funcionais (AFF)42

    Princpio bsico da MCC: preservar a funo

    Importante: definir claramente todas as funes e no apenas aquelas que parecem mais importantes primeira vista

    Normalmente, os fluxos de sada esto associados a funes do sistema

    Uma vez definidas as funes, pode-se passar definio das falhas funcionais

  • Etapa 3: Anlise de Modos e

    Efeitos de Falhas (FMEA)43

    Definir para cada falha funcional, quais os

    modos de falhas relevantes dos componentes

    Estabelecer as causas de falhas para os modos

    de falhas

    Indicar os componentes que devero ser

    submetidos ao diagrama de deciso e quais os

    que sero colocados na lista de MC

  • Etapa 4: Diagrama de Deciso:

    Classificao dos Modos de Falhas44

  • Etapa 4:

    Diagrama de Deciso

    seleo de tarefas

    45

  • Etapa 5:

    Plano de Manuteno na MCC46

    Elaborar procedimentos para as tarefas

    selecionadas

    Treinar pessoal na realizao de tarefas novas

    Providenciar aquisio de novos equipamentos

    (monitorao de condio)

  • Comentrios Finais:

    Principais Benefcios da MCC47

    Fornece bases racionais para o Plano de

    Manuteno

    Reduo dos custos de manuteno,

    particularmente da manuteno preventiva

    Aumento da disponibilidade da instalao

    Prov uma base sistemtica para o processo

    de melhoria contnua