03_Fiabilidade_AP2

7/25/2019 03_Fiabilidade_AP2

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FIABILIDADE

MESTRADOEMENGENHARIAMECNICA 22

1

JosSobral

REA DEPARTAMENTAL DE ENGENHARIA MECNICA

SECO DE PROJECTO MECNICO, PRODUO E MANUTENO INDUSTRIAL

JosSobral

INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA 2015/2016

FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2

2FIABILIDADE

A QUALIDADE DE UM BEM (OU SERVIO) PODE ALTERARSE AO LONGO DO

TEMPO. AO DESEMPENHO DESSE BEM DURANTE UM DETERMINADO PERODO

DE TEMPO (OU OUTRO PARMETRO), SATISFAZENDO, CUMPRINDO OUFUNCIONANDO DE FORMA SATISFATRIA, QUE SE D O NOME DE

FIABILIDADE.

FIABILIDADE

=

QUALIDADE

AO

LONGO

DO

TEMPO

EM ENGENHARIA, A FIABILIDADE DEFINIDA DE UMA FORMA MAIS PRECISA

COMO A MEDIDA DA CAPACIDADE DE UM BEM FUNCIONAR SEM FALHAR,APRESENTANDOSE COMO UMAPROBABILIDADE DE SUCESSO.


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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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FACTORES QUE AFECTAM AFIABILIDADE:

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4

CONDIES DE FUNCIONAMENTO(CARGA)

POLITICA DE MANUTENO

CONDIES AMBIENTAIS(P, HUMIDADE, )

FALHA CATASTRFICA(SBITA)

FALHA POR DEGRADAO(PROGRESSIVA)

FALHA FUNCIONAL(FUNO)

FALHA POTENCIAL (INDICA A PROXIMIDADE DE UMA FALHA FUNCIONAL, QUE

QUANDO DETECTADA ATRAVS DO CONTROLO DA CONDIO, PODE SE EVITADA

OU MINIMIZADA)

FALHA OCULTA (NORMAL EM DISPOSITIVOS DE SEGURANA, DETECTVEL APENASEM INSPECES, TESTES E ENSAIOS)


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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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CAUSA DAS AVARIAS:

ERROS DE PROJECTO (DESCONHECIMENTO, CLCULO, );

M SELECO DO MATERIAL (PROPRIEDADES INADEQUADAS);

DEFEITOS DE FABRICO (POROS, TENSES, FISSURAS, APERTO, MONTAGEM, );

MANUTENO INADEQUADA OU OMISSA (SUBMANUTENO, OMISSO);

SOBRECARGAS EM SERVIO (CARGA, PRESSO, );

CONDIES AMBIENTAIS IMPREVISTAS (CHUVA, P, SALINIDADE, );

A FIABILIDADE, ENQUANTO PROBABILIDADE CONSTITUI UM ESTADO DO

CONHECIMENTO DAS COISAS E NO O ESTADO REAL OU INTRNSECO DAS

COISAS.

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6

A cincia no pode prever o que

vai acontecer. S pode prever aprobabilidade de algo acontecer

CsarLattes(FsicoBrasileiro)(Julhode1924 Marode2005)


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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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DESDE O INCIO DA HISTRIA, A HUMANIDADE TEM SEMPRE TENTADO PREVER O FUTURO.

ALGUNS DOS MTODOS USADOS PASSAVA POR VER O VO DAS AVES, O MOVIMENTO DAS

FOLHAS DAS RVORES OU A COR DO CU. HOJE EM DIA A ENGENHARIA J NO NECESSITA DETAIS MTODOS NEM DE BOLAS DE CRISTAL PARA PREVER O FUTURO DOS SEUS BENS.

ATRAVS DA ANLISE DE DADOS DE VIDA, OS ENGENHEIROS DE FIABILIDADE CONSEGUEM

DETERMINAR A PROBABILIDADE DOS COMPONENTES, UNIDADES, SISTEMAS E EQUIPAMENTOS

PODEREM REALIZAR AS SUAS FUNES PARA CERTOS PERODOS DE TEMPO, E SOB

DETERMINADAS CONDIES, SEM QUE OCORRAM AVARIAS.

NO FUNDO, PRETENDESE QUE OS BENS NO

FALHEM E CUMPRAM AS MISSES PARA QUE

FORAM PROJECTADOS E CONSTRUDOS.

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8

A FIABILIDADE DE COMPONENTES OU

SISTEMAS UM TEMA DE DEBATE COMUM

QUANDO SE ABORDAM QUESTES COMO

O CUSTO DO CICLO DE VIDA (LCC LIFE

CYCLE COST), A SEGURANA (SAFETY) E A

DISPONIBILIDADE DOS ACTIVOS

(AVAILABILITY), ETC.

O TERMO FIABILIDADE UTILIZADO NO QUOTIDIANO DE QUALQUER PESSOA,

MUITAS VEZES SEM O CONHECIMENTO DA SUA DEFINIO E O SEU

EQUACIONAMENTO MATEMTICO.


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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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O PROJECTO, CONCEPO E PRODUO DE UM BEM TEM EM CONTA UMA DETERMINADA VIDA

TIL, ADEQUADA S ASPIRAES DO CONSUMIDOR. IMPOSSVEL FABRICAR UM PRODUTO

COM VIDA INFINITA (OU PELO MENOS INCONVENIENTE) DEVIDO A ASPECTOS TCNICOS E

ECONMICOS, OU ENTO POR QUESTES DE OBSOLESCNCIA DEVIDO CONSTANTE

EVOLUO TECNOLGICA.

DEVESE ENTO CONSIDERAR QUE:

NENHUM BEM PROVA DE AVARIAS/FALHAS;

A FIABILIDADE PODE SER MATEMATICAMENTE PREVISTA E EQUACIONADA.

AFIABILIDADE UMA DAS DIMENSES DA QUALIDADE TOTAL. A QUALIDADE EM

FUNO DA DURABILIDADE, EXPRESSA POR UMA PROBABILIDADE, EM FUNO DE

UMA VARIVEL (TEMPO, KM, CICLOS, ETC.).

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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CONTROLO DE QUALIDADE

QUALIDADEDIMENSIONAL

QUALIDADEOPERACIONAL

QUALIDADETEMPORAL

QUALIDADECOMERCIAL

MATERIALDIMENSESPESOSARRANJO FSICO

FUNCIONALIDADEREPARABILIDADECUSTOS OPERACIONAISOBSOLESCNCIA

FIABILIDADEMANUTIBILIDADEDISPONIBILIDADE

PREOCONDIESPAGAMENTOASSISTNCIA TCNICAIMAGEM DO PRODUTOPRAZO ENTREGATRANSPORTECOMERCIALIZAO

A FIABILIDADE A QUALIDADE AO LONGO DO TEMPO.


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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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DESTA FORMA, A QUALIDADE TEMPORAL ENCONTRASE ASSOCIADA A ATRIBUTOS

MENSURVEIS:

PROBABILIDADE DE SOBREVIVNCIA (FIABILIDADE);

PROBABILIDADE DE RECOLOCAO OU REPARAO (MANUTIBILIDADE);

PROBABILIDADE DE USO EFECTIVO (DISPONIBILIDADE).

A DETERMINAO DESTAS CARACTERSTICAS

TEMPORAIS ENCONTRAMSE RELACIONADAS

COM MODELOS ESTATSTICOS OU

PROBABILSTICOS.

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

12

FIABILIDADE EM SENTIDO LATO, EST RELACIONADA COM OPERAO BEM

SUCEDIDA, COM A AUSNCIA DE AVARIAS OU ASSOCIADA DISPONIBILIDADEDOS

EQUIPAMENTOS.

FIABILIDADE (RELIABILITY) = PROBABILIDADE DE SUCESSO (R)

A PROBABILIDADE COMPLEMENTAR DA

PROBABILIDADE DE FALHA = PROBABILIDADE DE INSUCESSO (F)

MATEMATICAMENTE:

R(t)+F(t)=1 R(t)=1F(t)


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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

FIABILIDADE COMO UMA PROBABILIDADE

QUANDO ESTO EM JOGO PROBLEMAS QUE ENVOLVEM CARACTERSTICAS

DE ALEATORIEDADE O CONCEITO DE P R O B A B I L I D A D E TORNA-SE MUITO

IMPORTANTE.

DEIXAMOS DE TER A C E R T E Z ACOM VALORES DE

V A R I V EI S D E T ER M I N S T I CA S (VALORES

CERTOS E SEGUROS) E PASSAMOS A TRABALHAR

COM A P R O B A B I L I D A D E ONDE AS V A R I V E I S

SO A L E A T R I A S .

TRATA-SE DE SABER A MAIOR OU MENOR POSSIBILIDADE DE OCORRNCIA

DE UM DADO EVENTO, NUM CERTO CONTEXTO.13

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

PODEM SER ESTATSTICAMENTE ANALISADOS DOIS TIPOS DE FONTES DE

DADOS:

RESULTADOS DE VRIOS TESTES (ENSAIOS, PROTOTIPOS, ETC.);

REGISTOS DO HISTRICO DE UM DETERMINADO PERODO DE SERVIO.

QUANTO MAIOR FOR O NMERO DE TESTES OU O PERODO DO HISTRICO

ANALISADO, MAIS CREDVEIS SERO OS VALORES DA PROBABILIDADE DE

OCORRNCIA DA AVARIA.

ASSIM, A FIABILIDADE UMA PREVISO

PROBABILSTICA DOS ACONTECIMENTOS E NO

UMA INDICAO CERTA OU DETERMINSTICA

DOS MESMOS.14


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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

15

NUNCA PODEREMOS AFIRMAR QUE UM DADO BEM NO IR AVARIAR DURANTE UM

CERTO NMERO DE HORAS, PODEREMOS SIM PREVER UMA PROBABILIDADE PARA QUE

ESSA AVARIA NO OCORRA DURANTE ESSE PERODO(FIABILIDADE).

COMO FONTES DE INFORMAO ACERCA DA FIABILIDADE DE UM DADO BEM

PODEREMOS RECORRER AOS FABRICANTES OU AOS UTILIZADORES DESSE

BEM, OU DE BENS SEMELHANTES A FUNCIONAR EM CONDIES IDNTICAS.

PARA UM DADO BEM, AS DUAS FONTES DE INFORMAO FIABILISTICA DO-NOS

VALORES DIFERENTES.

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

NA MAIOR PARTE DA VEZES AS CONDIES DE ENSAIO NO SO TO

EXIGENTES (SEVERAS) COMO AS ENCONTRADAS EM SITUAES REAIS DE

SERVIO, O QUE LEVA A QUE NORMALMENTE A FIABILIDADE OPERACIONAL

TENHA VALORES MENORES QUE A FIABILIDADE PREVISIONAL.

FIABILIDADE INTRNSECA

TAMBM CHAMADA DE FIABILIDADEINERENTE,PREVISIONALOU SADA

DA FBRICA.

O VALOR DETERMINADO PELOS FABRICANTES A PARTIR DE VRIOS

ENSAIOS OU TESTES DE AMOSTRAGEM E INDEPENDENTE DA APLICAO

REAL DO BEM. RESULTA DA QUALIDADE INTRNSECA DO BEM (DESDE O SEU

PROJECTO AT AO SEU FABRICO). ESTA FIABILIDADE PODE SER MELHORADAAPERFEIOANDO O SEU PROJECTO OU OS MTODOS DE FABRICO.

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

FIABILIDADE EXTRNSECA

TAMBM CHAMADA DE FIABILIDADEDEMONSTRADA,OPERACIONALOUEM

SERVIO. O VALOR DETERMINADO PELOS UTILIZADORES A PARTIR DA EXPERINCIA

REAL, EM SERVIO E DEPENDE ASSIM DA SUA APLICAO REAL.

PROPORCIONA A OBTENO DE VALORES FIABILISTICOS COM MAIOR

CONFIANA ESTATSTICA DO RESULTADO UMA VEZ QUE REFLECTE AS

CONDIES REAIS DE OPERAO DE UMA GRANDE VARIEDADE DE

APLICAES DIFERENTES.

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

DEFINIO QUANTITATIVA DA FIABILIDADE

COMO J REFERIDO ANTERIORMENTE, A FIABILIDADE PODE SER

QUANTITATIVAMENTE TRADUZIDA POR UMA PROBABILIDADE.

t = VARIVELIDADE, SENDO tfO TEMPO PARA A AVARIA (ALEATRIO)

t0= 0 (ORIGEM DA CONTAGEM DO TEMPO)

A FIABILIDADE ENTRE 0 E t, A FIABILIDADE AT t OU, SIMPLESMENTE, A

FIABILIDADE EM t, -NOS DADA PELA PROBABILIDADE DA NO AVARIA DO

BEM ANTES DE SE ATINGIR O INSTANTE t.

R(t)=P(tf>t) FUNO FIABILIDADE18


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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

O DOMNIO DA FUNO FIABILIDADE TEM DOIS LIMITES:

R(0) = 1 O BEM NO SE ENCONTRA AVARIADO NO INCIO DA OPERAO (t0)

R(

) = 0 NENHUM BEM PODE OPERAR SEM AVARIAR INFINITAMENTE (t=)

ENTRE ESTES DOIS LIMITES A

FUNO FIABILIDADE UMA

FUNO GERALMENTE DECRESCENTE

(LEI DA DECADNCIA NATURAL).

CURVA CARACTERSTICA DO

COMPORTAMENTO DA FUNO

FIABILIDADE AO LONGO DO TEMPO.19

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

SE O INTERVALO CONSIDERADO CORRESPONDE A UMA MISSO DE

DURAO t, COM t=t2t1, ESTANDO O BEM OPERATIVO EM t=t1, A

FIABILIDADE DEFINIDA, MAIS GERALMENTE, PELA SEGUINTE EXPRESSO

(PROBABILIDADE CONDICIONAL):

R(t|t1)=P(tf>t2=t1+t|tf>t1) FIABILIDADE CONDICIONAL

PROBABILIDADE DE FALHA E FIABILIDADE. N MDIO DE AVARIAS.

CONSIDERANDO O ENSAIO DE UM GRANDE NMERO DE COMPONENTES

ESTATISTICAMENTE IGUAIS E INDEPENDENTES (N0), OPERANDO NUM

DETERMINADO INTERVALO DE TEMPO (t), NAS MESMAS CONDIES DE

SERVIO. A PROBABILIDADE DE AVARIA TEORICAMENTE IDNTICA EM

TODOS OS COMPONENTES. 20


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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

AT t DUAS SITUAES PODEM OCORRER:

OS COMPONENTES FALHAM

OS COMPONENTES NO FALHAM.

O CLCULO ESTIMADO DA PROBABILIDADE DE FALHA DADO POR:

0

)()(

N

tNtF

f

0

)()( N

tNtR

S

)()(

)()(

tNtN

tNtF

Sf

f

)()(

)(

)( tNtN

tN

tR Sf

S

F(t) = FUNO PROBABILIDADE DE FALHA

R(t) = FUNO PROBABILIDADE DE SOBREVIVNCIA =FIABILIDADE

O CLCULO ESTIMADO DA PROBABILIDADE DE SOBREVIVNCIA DADO POR:

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

SE AUMENTARMOS t (TEMPO DE ENSAIO OU TEMPO DE TESTE), TENDENCIALMENTE A

PROBABILIDADE DE SOBREVIVNCIA DIMINUI E A PROBABILIDADE DE FALHA

AUMENTAR, MANTENDO SEMPRE A RELAO DE COMPLEMENTARIDADE REFERIDA

ANTERIORMENTE.

PREVISIONALMENTE PODE-SE OBTER O N M E R O M D I O D E A V A R I A S OU

O N M E R O M D I O D E S O B R E V I V E N T E S NO FIM DO PERODO EM ANLISE

(t) OU NA MISSO ESTUDADA (t):

)(.)( 0 tFNtNf )](1.[)( 0 tRNtNf

)(.)( 0 tRNtNs 22


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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

FUNO DENSIDADE DE PROBABILIDADE DE FALHA

TRATA-SE DA FUNO DE PROBABILIDADE INSTANTNEA DE UMA VARIVEL ALEATRIA

CONTNUA. A FUNO D E N S I D A D E D E P RO B A B I L I D A D E D E F A LH A (fdp) OUD I S T R I B U I O D E P R O B A B I L I D A D E D E F A L H A .

EM TERMOS FSICOS A FUNO DENSIDADE DE PROBABILIDADE DE FALHA

D-NOS A PERCENTAGEM DE COMPONENTES QUE FALHAM NA UNIDADE DE

TEMPO, NO INSTANTE t, EM RELAO AO NMERO DE COMPONENTES

INICIAL DA AMOSTRA (N0). USUALMENTE CONSIDERADA UMA FUNO DE

MORTALIDADE DO COMPONENTE.

f(t)=P(t


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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

0

).()( dttfF 1)( F

t

dttfdttftR00

).().()(

t

dttftR ).()(

PARA O INTERVALO ENTRE 0 E O INTEGRAL TOTAL DA FUNO DENSIDADE DE

PROBABILIDADE DE FALHA RESULTA NUM ACONTECIMENTO CERTO DEFALHA, LOGO:

A FUNO FIABILIDADE PODE SER DADA POR:

0 t t

F (t)R (t)

f (t)

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

TAXA DE AVARIAS

PARTINDO DE ALGUMAS DAS EXPRESSES ANTERIORES, CHEGAMOS SEGUINTE

EQUAO:

dt

tdRN

dt

tdNf )()(0

A FUNO (t) TAMBM UMA DENSIDADE DE PROBABILIDADE MAS

REFERENTE AO NMERO DE COMPONENTES SOBREVIVENTES NO INSTANTE

t. UMAPROBABILIDADE CONDICIONAL.

REPRESENTA A T A X A D E A V A R I A S POR UNIDADE DE TEMPO, NO INSTANTE

t EM RELAO AOS COMPONENTES QUE SOBREVIVERAM AT ESSE

INSTANTE. TAMBM DESIGNADA COMO TAXA DE FALHA OU TAXA DE

RISCO.

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

dt

tdR

tN

N

tNdt

tdN

SS

f )(

)()(

1)( 0

dt

tdR

tN

N

t S

)(

)()(

0

DIVIDINDO AMBOS OS TERMOS POR NS(t), FICA:

RESULTANDO A EXPRESSO DE (t) RELACIONADA EXCLUSIVAMENTE COM R(t):

dt

tdR

tRt

)(

)(

1)(

)()()(tRtft

SUBSTITUINDO, FICAMOS COM UMA RELAO DE PROBABILIDADES:

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

FUNO DE FIABILIDADE GERAL

A PARTIR DA EXPRESSO DESCRITA NO DIAP. ANTERIOR:

)(

)()().(

tR

tdRtdt

)(

1

0

)]([ln).( tRt

tRdtt t

dtttR0

).()(ln

t

dtt

etR 0)(

)(

ESTA EXPRESSO D-NOS O CLCULO DA FIABILIDADE EM FUNO DA TAXA DE

AVARIAS INDEPENDENTEMENTE DA DISTRIBUIO DE AVARIA QUE ESTEJA EM ANLISE. A CHAMADA F U N O D E F I A B I L I D A D E G E R A L .

INTEGRANDO ENTRE0E t (NO ESQUECENDO QUE R(0)=1):

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

PROBABILIDADE CONDICIONAL DE FALHA. FIABILIDADE DE MISSO.

QUALQUER REA ABAIXO DA CURVA f(t) ENTRE t1 E t2 D UMA PROBABILIDADE

INCONDICIONAL DE FALHA (REFERIDA QUANTIDADE TOTAL DA AMOSTRA), COMO SENENHUM BEM TIVESSE AVARIADO ANTES DE t1. ESSA PROBABILIDADE DADA POR:

2

1

).()2,1(""t

t

dttfttF

)(),0(),0("" tFtFtF

E SE ALGUM ITEM AVARIOU ANTES DE t1? ENTO F(t1,t2) UMA FALSA

PROBABILIDADE DE FALHA. ASSIM, TRATA-SE ENTO DE UMA PROBABILIDADE

CONJUNTIVA DE FALHA ENTRE t1Et2EDE NO FALHA ENTRE0Et1(CONDICIONAL).

S QUANDO t1 COINCIDE COM 0 QUE A PROBABILIDADE INCONDICIONAL E A

CONDICIONAL SE CONFUNDEM, S ASSIM:

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ASSIM, A PROBABILIDADE CONDICIONAL DE FALHA PARA UMA MISSO t SER DADA

ATRAVS DA SEGUINTE EXPRESSO:

)(

)()|(

1

121112

ttP

tttttPttttttP

F

FFF

S ASSIM SE RESOLVE O CLCULO DA FIABILIDADE DE UM BEM NUMA

MISSO t=t2-t1QUANDO O BEM PARTE PARA ESSA MISSO J COM UMA

DETERMINADA IDADE T (TEMPO DE SERVIO ACUMULADO).

OUTRA EXPRESSO MAIS PRTICA PODE SER DEDUZIDA PARA O CLCULO DA

FIABILIDADE DE UMA MISSO:

)|(1)|( TtFTtR )(

)(""1)|(TR

tFTtR

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

T

tT

T

dttf

dttf

TtR).(

).(

1)|(

T

tT

dttf

dttf

TtR).(

).(

)|( )(

)(

)|( TR

tTR

TtR

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

0

).( dttRMTTFESTE IMPORTANTE INDICADOR DE FIABILIDADE TAMBM

PODE SER RELACIONADO COM R(t).

MTBF = MEAN TIME BETWEEN FAILURES - PARA COMPONENTESREPARVEIS.

O TEMPO MDIO ENTRE FALHAS TEM A MESMA DEFINIO ESTATSTICA QUE O

MTTF, POIS TRATA-SE DE UMA FORMA PARTICULAR DO MTTF.

TEMPO MDIO AT AVARIA vs TEMPO MDIO ENTRE AVARIAS.

MTTF = MEAN TIME TO FAILURE - PARA COMPONENTESNO REPARVEIS.

0

).(. dttftMTTF

O TEMPO MDIO PARA A FALHA DEFINIDO COMO A MDIA

ESTATSTICA (VALOR EXPECTVEL) DOS TEMPOS DE FALHA

DOS VRIOS COMPONENTES DA AMOSTRA OU DO ENSAIO

CONSIDERADO. DADO PELA SEGUINTE EXPRESSO:

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

VIDA DOS COMPONENTES E CURVAS DE MORTALIDADE.

AS FUNES ANTERIORMENTE DESCRITAS PODEM SER USADAS COMO LEIS

DE VIDA DOS COMPONENTES. TAMBM PODEM TER A DESIGNAO DE

CURVAS DE MORTALIDADE.

FUNO DENSIDADE DE PROBABILIDADE DE FALHA;

TAXA DE AVARIAS;

FIABILIDADE.

PARA UM COMPONENTE TPICO, AS REPRESENTAES GRFICAS DESTASCURVAS SO MOSTRADAS NA PRXIMA FIGURA.

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

DE NOTAR QUE DEVIDO SUA CONFIGURAO A CURVA DA TAXA DE

AVARIAS (t) POPULARMENTE CHAMADA DE CU R V A D A B A N H E I R A .

R(t)

(

t)

f(t)

1

tTmTuTi0

Vida til

Desgaste

Mortal.

Infantil

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

PERODO DE INFNCIA OUMORTALIDADE INFANTIL;

MATURIDADE OU PERODO DEVIDA TIL;

PERODO DE ENVELHECIMENTO OU PERODO DEDESGASTE.

OBSERVANDO A FIGURA ANTERIOR CONSEGUE-SE COM ALGUMA NITIDEZ

DISTINGUIR TRS ZONAS DISTINTAS ONDE O COMPORTAMENTO DOS

COMPONENTES DIFERENTE:

NO PRIMEIRO PERODO OS COMPONENTES

SO NOVOS E A TAXA DE AVARIAS ELEVADA

MAS QUE DECRESCE AT Ti. ESTA TAXA DE

AVARIAS ELEVADA DEVE-SE EM GRANDE PARTE

A DEFEITOS DE FABRICO, DE MONTAGEM OU

INSTALAO E POR VEZES A DEFEITO DE

PROJECTO (PODENDO SER MELHORADO ESTE

ASPECTO).

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

PARA MINIMIZAR A IMPORTNCIA NEGATIVA DESTE PERODO EFECTUAM-SE ENSAIOS

PRVIOS DOS PRODUTOS ANTES DA SUA ENTRADA EM SERVIO. POR EXEMPLO, NO

CASO DE COMPUTADORES FAZ-SE O BURN-IN QUE NO MAIS QUE SUBMETER O

EQUIPAMENTO A SOLICITAES MAIS SEVERAS QUE AS DE OPERAO NORMAL. O QUE

TIVER DE FALHAR DETECTADO NESTA FASE.

APS ESTABILIZAO DA TAXA DE AVARAS, OCORRERO APENAS ALGUMAS

FALHAS ALEATRIAS OU FORTUITAS. ENCONTRAMO-NOS NO PERODO DE

VIDA TIL.

ESTE PERODO TEMPORALMENTE O MAIOR DOS PERODOS EM ANLISE OCUPANDO

GRANDE PARTE DA VIDA DOS COMPONENTES. AS AVARIAS SO IMPREVISVEIS, S SE

CONSEGUINDO REDUZIR A TAXA DE AVARIAS A NVEL DO PROJECTO, INTRODUZINDO

MELHORIAS NA FIABILIDADE DO BEM.

NESTA FASE A TAXA DE AVARIAS TEORICAMENTE CONSTANTE

(MAIS VISVEL NOS COMPONENTES ELECTRNICOS).36


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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

QUANDO SE ATINGE A IDADE TuA TAXA DE AVARIAS AUMENTA CONSIDERAVELMENTE

DEVIDO AO APARECIMENTO DOS MODOS DE FALHA RELEVANTES, COMO O CASO DO

DESGASTE OU FADIGA DOS MATERIAIS.

QUANDO SE ATINGE O TEMPO TmCERCA DA METADE DA AMOSTRA TER AVARIADO.

CHAMADA A VIDA MEDIANA DO COMPONENTE EM PERODO DE DESGASTE E CONFUNDE-

SE COM A MDIA E MODA ESTATSTICAS NO CASO DA FUNO DENSIDADE DE FALHA

SER UMA DISTRIBUIO NORMAL OU DE GAUSS.

PARA SE EVITAR ESTA FASE DE ENVELHECIMENTO OU DESGASTE H QUE PROCEDER

SUBSTITUIO PREVENTIVA DO COMPONENTE ANTES DE SE ATINGIR TuOU ESTENDER

A VIDA TIL DO MESMO ATRAVS DE PROCEDIMENTOS DE MANUTENO PREVENTIVA

MAIS ADEQUADOS (EX. MUDANAS DE LEO).

TERICAMENTE, CADA UM DESTES PERODOS DA VIDA DOS COMPONENTES

TER UMA ABORDAGEM FIABILISTICA DISTINTA. 37

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

CAUSAS DE MORTALIDADEINFANTIL:Tcnicas de fabrico pobres, incluindoprocessos, manuseamento e prticasde montagem;Controlo da Qualidade pobre;Mo de obra fraca;Tempo de ensaio insuficiente;Materiais de fraca qualidade;Substituio de componentes poroutros no controlados;Bens que falharam armazenados;Contaminao;Erro humano;Instalao imprpria;Arranque mal executado.Etc.

_______________________________Fase caracterizada por uma taxa deavarias decrescente com a idade

CAUSAS DE FALHAS ALEATRIAS:Interferncia ou sobreposio entre ascargas admissveis e aplicadas;Factores de segurana mal projectados;Ocorrncia de aplicao de cargassuperiores s esperadas;Ocorrncia de resistncia cargainferior esperada;Defeitos que escaparam at s melhorestcnicas de deteco;Erro humano na utilizao;Aplicao incorrecta;Causas inexplicveis;Causas da natureza (relmpagos,terramotos, inundaes, tempestades,etc.)

_________________________________Fase caracterizada pela ocorrncia deavarias de forma aleatria (intervalosirregulares). A taxa de avarias ao fim delongos perodos de observao praticamente constante.

CAUSAS DE DESGASTE OUENVELHECIMENTO:Idade;Desgaste;Degradao da capacidade de suportede cargas;Fadiga;Fractura;Corroso;Deteriorao mecnica, elctrica,qumica ou hidrulica;Mau servio de manuteno, reparao,etc.Projectos de vida curta.

_________________________________Fase caracterizada por uma taxa deavarias crescente com a idade

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FIABILIDADE_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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