Confiabilidade

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Confiabilidade

Confiabilidade é a probabilidade de que um equipamento, célula de produção, planta ou qualquer sistema funcionar normalmente em condições de projeto, por um determinado período de tempo estabelecido A curva da banheira , exemplificada na figura 1, representa o modelo tradicional da relação entre o tempo e a taxa de falha de um equipamento ou parte dele. As taxas de falhas((i), que representam o número de falhas (Ni) num determinado período de tempo (T), se comportam de maneira diferente no decorrer da vida do equipamento. Basicamente há três períodos distintos:


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- Período da Falha Prematura: É caracterizado pelas elevadas taxas de falhas no início da utilização. Normalmente estas falhas são resultantes de deficiências de projeto, fabricação,erros de operação e outras causas. Algumas vezes é possível reduzir estes tipos de falha através da utilização de testes planejados antes da liberação final do equipamento.
- Período da Taxa de Falha Constante: Neste período as falhas resultam de limitações inerentes de projeto mais os acidentes causados por operação ou manutenção inadequadas. Estas falhas podem ser evitadas pela atuaçãocorreta da operação e manutenção dos equipamentos.
- Período do Desgaste Acelerado: Estas falhas ocorrem em função da própria idade dos componentes do equipamento. A Taxa de Falha aumenta progressivamente, colocando em risco a segurança e a produção. Os custos crescentes de manutenção e as perdas de produção podem definir o fim da vida útil. Com a velocidade da evolução da tecnologia oequipamento pode tornar-se obsoleto.
Existem três leis estatísticas que são utilizadas para a previsão da confiabilidade “ajustando”os fenômenos de aparição de falhas. A lei “normal” de Gauss, a lei exponencial e a lei de Weibull.
A Confiabilidade, definida em função da Taxa de Falha (, pode ser obtida na expressão da lei exponencial da seguinte forma:

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Sendo:
t =intervalo de tempo considerado.
e = logaritmo neperiano (2,718).

Para esta expressão a Taxa de Falha de cada componente é constante.
O Tempo Médio Entre Falhas (TMEF) é definido por:

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Para os demais modelos estatísticos recomenda-se consultar o livro “A Função Manutenção” de François Monchy.
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A Confiabilidade de uma instalação é influenciada pela taxa defalha individual dos componentes e pela configuração utilizada. Estas configurações podem associar os componentes em série, em paralelo ou com reserva (stand by).
A seguir é apresentado um exemplo para cada situação de associação dos equipamentos, considerando a lei exponencial.

Exemplo 1. Associação em Série:

Duas bombas diferentes são necessárias para o funcionamento de um sistema para ofluxo da produção. As bombas têm taxas de falha (1 = 0,0001 falhas/hora e (2 = 0,0002 falhas/hora.
Calcular a confiabilidade do sistema para 100 horas de operação e o TMEF.

Solução:

1. Confiabilidade em Série Cs(t):

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2. Cálculo do TMEF:

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Exemplo 2: Associação em Paralelo Cp(t):

Dois motores elétricos estão operando emuma configuração redundante, ou seja, em paralelo. Se um dos motores falhar o motor remanescente pode manter a instalação com a carga total. Considerando que os motores são idênticos, com taxas de falhas constantes e as falhas dos motores são estatísticamente independentes. Para os motores iniciando operação no tempo “t = 0”, determinar: confiabilidade do sistema para ( = 0,0005 falhas/hora e t =400 horas (tempo de operação).

Solução:

1. Cálculo da Confiabilidade para t = 400 horas.


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2. Cálculo do TMEF:


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Exemplo 3: Associação com Stand By:

Considerar uma instalação com três unidades idênticas onde uma esta operando e as outras duas estão em standby. Determinar a confiabilidade do sistema para...
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