Estudo Confiabilidade Pneus

ROGRIO DE JESUS HULTMANN

ESTUDO DE CONFIABILIDADE DE PNEUS DE RODAGEM

CURITIBA 2011

ROGRIO DE JESUS HULTMANN

ESTUDO DE CONFIABILIDADE DE PNEUS DE RODAGEM

Dissertao apresentada como requisito parcial obteno do grau de Mestre em Cincias no Programa de Ps-graduao em Mtodos Numricos em Engenharia, rea de concentrao em Programao Matemtica mantido pelo Setor de Cincias Exatas e pelo Setor de Tecnologia da Universidade Federal do Paran.

Orientador: Prof. Dr. Eng. Anselmo Chaves Neto

CURITIBA 2011

DEDICATRIA

A Deus, cuja infinita sabedoria contm toda a cincia conhecida e tambm aquela que ainda esta por ser revelada.

AGRADECIMENTOS

Ao professor Anselmo Chaves Neto por acreditar na realizao deste trabalho apoiando incondicionalmente a concluso do mesmo com sua elevada competncia e exemplo de tenacidade.

Ao estatstico Marco Antnio Bunesi pela cesso dos dados. Ao Rogrio de Jesus Hultmann Filho pelo apoio na digitao e

conferncia dos dados e digitalizao das imagens. A minha esposa Bernali Alessandra e filho Rogrio pela compreenso

pelos momentos de ausncia. Aos professores do Programa de Ps-graduao em Mtodos Numricos

em Engenharia que conferem a este programa a elevada qualidade com que ele distinguido.

Aos meus colegas sempre companheiros de jornada e scios nas dificuldades.

SUMRIO

1 Introduo .............................................................................................. 17 1.1 O Problema .............................................................................................. 17 1.2 Objetivo .................................................................................................. 23 1.3 Justificativa .............................................................................................. 24 1.4 Estrutura do Trabalho .............................................................................. 24 2 Reviso de Literatura ............................................................................ 25 2.1 Histrico .................................................................................................. 27 2.2 Conceitos ................................................................................................. 30 2.3 Definies ................................................................................................ 31 2.3.1 Probabilidade ........................................................................................... 34 2.4 Finalidade ................................................................................................ 35 2.5 Aplicaes ............................................................................................... 38 2.6 Desenvolvimento ..................................................................................... 40 2.7 Custos .................................................................................................. 41 2.8 Benefcios ................................................................................................ 43 2.9 Falha .................................................................................................. 44 2.9.1 Tipos de Falha ......................................................................................... 44 2.9.2 Custo de Falha ......................................................................................... 45 2.9.3 Deteco de Falhas ................................................................................. 45 2.9.4 Redundncia ............................................................................................ 49 2.9.5 Falha de Modo Comum ........................................................................... 50 2.10 Projeto Robusto ....................................................................................... 50 2.10.1 Presena de Rudo em Projeto Robusto ............................................. 51 2.10.2 Tipos de Rudos................................................................................... 51 2.11 Curva da Banheira ................................................................................... 52 2.12 Funo de Confiabilidade ........................................................................ 56 2.13 Funo Probabilidade de Falha ............................................................... 59 2.14 Funo de Risco ...................................................................................... 60 2.15 Relacionamento entre a Funo de Confiabilidade e a Funo de Risco 61 2.16 Tempo de Falha ....................................................................................... 62 2.17 Tempo de Falha ....................................................................................... 63 2.18 Censuras ................................................................................................. 63 2.19 Parmetros da Confiabilidade .................................................................. 64 2.19.1 Tempo Mdio Entre Falhas ................................................................. 64

2.19.2 Tempo Mdio At Falhar ..................................................................... 64 2.19.3 Tempo Mdio de Reparo ..................................................................... 64 2.19.4 Disponibilidade .................................................................................... 65 2.19.5 Mantenabilidade .................................................................................. 67 2.20 Anlise do Tempo de Falha ..................................................................... 68 2.21 Anlise paramtrica e Anlise no paramtrica ....................................... 68 2.22 Estimadores No Paramtricos da Funo de Confiabilidade ................. 70 2.22.1 Estimador da Tabela de Vida .............................................................. 71 2.22.2 Estimador de Kaplan-Meier ................................................................. 71 2.22.3 Comparao entre Estimador Tempo de Vida e Estimador de Kaplan-Meier ............................................................................................................. 73 2.22.4 Intervalo de Confiana Para o Estimador de Kaplan-Meier da Confiabilidade ................................................................................................... 74 2.22.5 Transformao Para Valores Extremos de R(t) ................................... 74 2.24 Mtodos Paramtricos Para Anlise de Tempo de falha ......................... 75 2.24.1 Mtodos Para Estimativa de Parmetros ............................................ 76 2.24.2 Testes de Aderncia ............................................................................ 80 2.24.3 Distribuio Normal de Probabilidade .................................................. 82 2.24.4 Distribuio Exponencial de Probabilidade .......................................... 87 2.24.5 Distribuio Weibull de Probabilidade ................................................. 90 2.24.6 Distribuio Log-normal de Probabilidade ........................................... 96 2.25 Modelos Para Dados Acelerados de Falha ............................................ 100 2.25.1 Suposies Comuns aos Modelos Para Dados Acelerados de Falha 100 2.26 Distribuies de Valores Extremos ........................................................ 101 2.26.1 Distribuio Gumbel (extremo valor) ................................................. 101 2.26.2 Distribuio de Extremo Valor Logaritmico ........................................ 104 2.26.3 Distribuio Weibull ........................................................................... 105 2.27 Testes Acelerados de Confiabilidade ..................................................... 105 2.27.1 Objetivos ............................................................................................ 107 2.27.2 Variveis de Estresse ........................................................................ 108 2.27.3 Aumento do Estresse ........................................................................ 109 2.27.4 Degradao ....................................................................................... 110 2.27.5 Modelo do Produto ............................................................................ 110 2.27.6 Forma de Aplicao do Teste Acelerado de Confiabilidade .............. 111 2.27.7 Modelos Para a Relao Estresse e Resposta ................................. 114 2.28 Teste log-rank ........................................................................................ 118 2.29 Pneus ................................................................................................ 120 2.30 Partes de um Pneu ................................................................................ 122

2.31 Estrutura de um Pneu ............................................................................ 123 2.32 Principais tamanhos de pneus e aplicaes .......................................... 126 2.33 Processo de fabricao do pneu ............................................................ 127 2.34 Relao entre presso e carga .............................................................. 129 2.35 Relao entre velocidade e calor ........................................................... 130 2.36 Modos de falha do pneu ........................................................................ 131 2.37 Testes em pneus ................................................................................... 133 3 Material e Mtodo................................................................................. 135 3.1 Material ................................................................................................ 135 3.2 Mtodo ................................................................................................ 137 4 Resultados e Discusso ...................................................................... 140 4.1 Valores estatsticos da quilometragem das marcas e modelos rodadas em cada vida pelos pneus estudados .................................................................. 140 4.2 Verificao do ajuste dos dados s distribuies de probabilidade ....... 140 4.3 Estatsticas Descritivas e Funo de Confiabilidade para pneus novos 141 4.4 Estatsticas Descritivas e Funo de Confiabilidade para pneus que sofreram uma recapagem .............................................................................. 144 4.5 Estatsticas Descritivas e Funo de Confiabilidade para pneus que sofreram duas recapagens ............................................................................. 147 4.6 Estatsticas Descritivas e Funo de Confiabilidade para pneus que sofreram trs recapagens............................................................................... 151 4.7 Estatsticas Descritivas e Funo de Confiabilidade para pneus que sofreram mais de trs recapagens ................................................................. 153 4.8 Estatsticas Descritivas e Funo de Confiabilidade para o pneu Goodyear G 291 3/06 ................................................................................................ 156 4.9 Estatsticas Descritivas e Funo de Confiabilidade para o pneu Goodyear G 291 7/06 ................................................................................................ 158 4.10 Estatsticas Descritivas e Funo de Confiabilidade para o pneu Goodyear G 358 5/06 ................................................................................................ 160 4.11 Estatsticas Descritivas e Funo de Confiabilidade para o pneu Goodyear G 358 7/06 ................................................................................................ 163 4.12 Estatsticas Descritivas e Funo de Confiabilidade para o pneu Goodyear G 359 3/06 ................................................................................................ 165 4.13 Estatsticas Descritivas e Funo de Confiabilidade para o pneu Goodyear G 359 7/06 ................................................................................................ 168 4.14 Estatsticas Descritivas e Funo de Confiabilidade para o pneu Michelin Xze 2 8/06 ................................................................................................ 170 4.15 Estatsticas Descritivas e Funo de Confiabilidade para o pneu Michelin Xzu 2 7/06 ................................................................................................ 172 4.16 Estatsticas Descritivas e Funo de Confiabilidade para todos os pneus ................................................................................................ 175

4.17 Estatsticas Descritivas e Funo de Confiabilidade para Quilometragem Total de Pneus Que Sofreram Trs Recapagens ........................................... 177 5 Concluso ............................................................................................ 181 6 Referncias Bibliogrficas ................................................................ 1813

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 DIAGRAMA DE ISHIKAWA: CAUSAS DA VARIABILIDADE .. 20 FIGURA 2 CUSTOS DE GARANTIA PARA TRANSMISSO E

DISTRIBUIO DE VALORES CRTICOS PARA TRANSMISSES ................................................................... 21

FIGURA 3 OS DIVERSOS ASPECTOS DA CONFIABILIDADE ............. 22 FIGURA 4 ETAPAS ONDE POSSVEL OCORRER FALHA ................. 37 FIGURA 5 ETAPAS DE APLICAO DA CONFIABILIDADE .................. 38 FIGURA 6 RELAO ENTRE CONFIABILIDADE E CUSTO .................. 42 FIGURA 7 CONFIABILIDADE X CUSTOS ............................................... 43 FIGURA 8 PROCESSO DE INVESTIGAO DE CAUSAS BSICAS

DE FALHA .............................................................................. 47 FIGURA 9 CURVA DA BANHEIRA TERICA ......................................... 54 FIGURA 10 CURVA DA BANHEIRA COM DADOS REAIS ....................... 55 FIGURA 11 CURVA DA BANHEIRA CARACTERSTICA PARA

SOFTWARE ............................................................................ 55 FIGURA 12 CURVA DA BANHEIRA CARACTERSTICA PARA

COMPONENTES ELETRNICOS ......................................... 56 FIGURA 13 CURVA DA BANHEIRA CARACTERSTICA PARA

EQUIPAMENTOS MECNICOS ............................................ 56 FIGURA 14 EXEMPLO DE FUNES DE CONFIABILIDADE ................. 57 FIGURA 15 FUNES DE CONFIABILIDADE PARA DOIS

PRODUTOS ............................................................................ 58 FIGURA 16 GRFICO DA FUNO DENSIDADE DA DISTRIBUIO

NORMAL ................................................................................. 83 FIGURA 17 GRFICO DA PROBABILIDADE ACUMULADA DA

DISTRIBUIO NORMAL ...................................................... 84 FIGURA 18 GRFICO DA FUNO DE CONFIABILIDADE DA

DISTRIBUIO NORMAL ...................................................... 86 FIGURA 19 GRFICO DA FUNO DE RISCO DA DISTRIBUIO

NORMAL ................................................................................. 86 FIGURA 20 GRFICO DA FUNO DENSIDADE DA DISTRIBUIO

EXPONENCIAL ...................................................................... 87

FIGURA 21 GRFICO DA PROBABILIDADE ACUMULADA DA DISTRIBUIO EXPONENCIAL ............................................ 88

FIGURA 22 GRFICO DA FUNO DE CONFIABILIDADE DA DISTRIBUIO EXPONENCIAL ............................................ 88

FIGURA 23 GRFICO DA FUNO DE RISCO DA DISTRIBUIO EXPONENCIAL ...................................................................... 89

FIGURA 24 RELAO DO PARMETRO DA DISTRIBUIO WEIBULL COM AS FASES DA CURVA DA BANHEIRA ....... 91

FIGURA 25 GRFICO DA FUNO DENSIDADE DA DISTRIBUIO WEIBULL ................................................................................ 92

FIGURA 26 GRFICO DA PROBABILIDADE ACUMULADA DA DISTRIBUIO WEIBULL ...................................................... 93

FIGURA 27 GRFICO DA FUNO CONFIABILIDADE DA DISTRIBUIO WEIBULL ...................................................... 94

FIGURA 28 GRFICO DA FUNO DE RISCO DA DISTRIBUIO WEIBULL ................................................................................ 94

FIGURA 29 GRFICO DA FUNO DENSIDADE DA DISTRIBUIO LOG-NORMAL ........................................................................ 97

FIGURA 30 GRFICO DA FUNO PROBABILIDADE ACUMULADA DA DISTRIBUIO LOG-NORMAL ............................................. 98

FIGURA 31 GRFICO DA FUNO DE CONFIABILIDADE DA DISTRIBUIO LOG- NORMAL ............................................ 99

FIGURA 32 GRFICO DA FUNO DE RISCO DA DISTRIBUIO LOG-NORMAL ........................................................................ 99

FIGURA 33 DISTRIBUIO DE VALOR EXTREMO ............................... 103 FIGURA 34 FUNO DISTRIBUIO DE EXTREMO VALOR COM

MXIMOS E MNIMOS E RESPECTIVOS PARMETROS . 104 FIGURA 35 FUNO DE CONFIABILIDADE DE UMA DISTRIBUIO

DE EXTREMO VALOR DE MXIMOS E MNIMOS ............. 104 FIGURA 36 ESTRESSE CONSTANTE .................................................... 112 FIGURA 37 ESTRESSE NA FORMA ESCADA ....................................... 113 FIGURA 38 ESTRESSE NA FORMA PROGRESSIVA ............................ 114 FIGURA 39 PARTES DE UM PNEU ........................................................ 122

FIGURA 40 DIFERENA DE ESTRUTURA ENTRE PNEUS RADIAIS E DIAGONAIS ....................................................................... 124

FIGURA 41 SEO DE PNEU RADIAL DE CARGA ............................... 125 FIGURA 42 FUNO DE CONFIABILIDADE PARA PNEUS NOVOS .... 142 FIGURA 43 FUNO RISCO ACUMULADO PARA PNEUS NOVOS ..... 144 FIGURA 44 FUNO DE CONFIABILIDADE PARA PNEUS QUE

SOFRERAM UMA RECAPAGEM ........................................ 145 FIGURA 45 FUNO RISCO ACUMULADO PARA PNEUS QUE

SOFRERAM UMA RECAPAGEM ......................................... 146 FIGURA 46 FUNO DE CONFIABILIDADE PARA PNEUS QUE

SOFRERAM DUAS RECAPAGENS .................................... 147 FIGURA 47 FUNO RISCO ACUMULADO PARA PNEUS QUE

SOFRERAM DUAS RECAPAGENS ..................................... 150 FIGURA 48 FUNO DE CONFIABILIDADE PARA PNEUS QUE

SOFRERAM TRS RECAPAGENS .................................... 151 FIGURA 49 FUNO RISCO ACUMULADO PARA PNEUS QUE

SOFRERAM TRS RECAPAGENS ..................................... 153 FIGURA 50 FUNO DE CONFIABILIDADE PARA PNEUS QUE

SOFRERAM MAIS DE TRS RECAPAGENS ..................... 154 FIGURA 51 FUNO RISCO ACUMULADO PARA PNEUS QUE

SOFRERAM MAIS DE TRS RECAPAGENS ...................... 155 FIGURA 52 FUNO DE CONFIABILIDADE PARA O PNEU

GOODYEAR G 291 3/06 ...................................................... 156 FIGURA 53 FUNO RISCO ACUMULADO PARA O PNEU

GOODYEAR G 291 3/06 ...................................................... 157 FIGURA 54 FUNO DE CONFIABILIDADE PARA O PNEU


GOODYEAR G 291 3/06 ...................................................... 159 FIGURA 56 FUNO DE CONFIABILIDADE PARA O PNEU


GOODYEAR G 358 5/06 ...................................................... 162

FIGURA 58 FUNO DE CONFIABILIDADE PARA O PNEU GOODYEAR G 358 7/06 ...................................................... 163

FIGURA 59 FUNO RISCO ACUMULADO PARA O PNEU GOODYEAR G 358 7/06 ...................................................... 165





FIGURA 64 FUNO DE CONFIABILIDADE PARA O PNEU MICHELIN Xze 2 8/06 ........................................................... 170

FIGURA 65 FUNO RISCO ACUMULADO PARA O PNEU MICHELIN Xze 2 8/06 ........................................................... 172

FIGURA 66 FUNO DE CONFIABILIDADE PARA O PNEU MICHELIN Xzu 2 7/06 ........................................................... 173

FIGURA 67 FUNO RISCO ACUMULADO PARA O PNEU MICHELIN Xzu 2 7/06 ........................................................... 174

FIGURA 68 FUNO DE CONFIABILIDADE PARA TODOS OS PNEUS ........................................................................... 175

FIGURA 69 FUNO RISCO ACUMULADO PARA TODOS OS PNEUS ........................................................................... 177

FIGURA 70 FUNO DE CONFIABILIDADE PARA QUILOMETRAGEM TOTAL DE PNEUS COM TRS RECAPAGENS ................. 178

FIGURA 71 FUNO RISCO ACUMULADO PARA PNEUS COM TRS RECAPAGENS .................................................................... 179

LISTA DE TABELAS

TABELA 1 FATORES AVALIADOS NA AQUISIO DE UM NOVO VECULO ................................................................................ 36

TABELA 2 DESCRIO DA ESCALA DE SEVERIDADE ........................ 46 TABELA 3 ESCALA DE AVALIAO DE OCORRNCIA ....................... 48 TABELA 4 ESCALA DE DETECO DE FALHA ..................................... 48 TABELA 5 DESCRIO DAS ETAPAS DA CURVA DA BANHEIRA ...... 54 TABELA 6 - COMPORTAMENTO DA FUNO TAXA DE FALHAS

COM O VALOR DE .............................................................. 95 TABELA 7 INTERPRETAO FSICA SOBRE OS PARMETROS DA

DISTRIBUIO WEIBULL ...................................................... 95 TABELA 8 MEDIDAS DE DESEMPENHO E FATOR DE ESTRESSE ... 109 TABELA 9 QUANTIDADE INICIAL DE UNIDADES NAS AMOSTRAS

CONFORME MARCA/MODELO DE PNEU .......................... 137 TABELA 10 MARCAS E MODELOS UTILIZADOS PARA OBTENO DAS

FUNES DE CONFIABILIDADE ........................................ 137 TABELA 11 ESTATSTICAS DESCRITIVAS DA QUILOMETRAGEM DOS

PNEUS UTILIZADOS NO ESTUDO ..................................... 140 TABELA 12 P-VALOR PARA VERIFICAO DO AJUSTAMENTO

DOS DADOS AOS MODELOS CLSSICOS DE PROBABILIDADE ................................................................. 141

TABELA 13 - VALORES DAS ESTATSTICAS DESCRITIVAS DA QUILOMETRAGEM RODADA POR CADA MODELO DE PNEU NOVO ....................................................................... 142

TABELA 14 P-VALOR DO TESTE LOG-RANK ENTRE CADA MODELO DE PNEU NOVO .................................................................. 143

TABELA 15 - VALORES DAS ESTATSTICAS DESCRITIVAS DA QUILOMETRAGEM RODADA POR CADA MODELO DE PNEU APS PRIMEIRA RECAPAGEM .............................. 145

TABELA 16 P-VALOR DO TESTE LOG-RANK ENTRE CADA MODELO DE PNEU APS PRIMEIRA RECAPAGEM ......................... 146

TABELA 17 - VALORES DAS ESTATSTICAS DESCRITIVAS DA QUILOMETRAGEM RODADA POR CADA MODELO DE PNEU APS SEGUNDA RECAPAGEM .............................. 148

TABELA 18 - P-VALOR DO TESTE LOG-RANK ENTRE CADA MODELO DE PNEU APS SEGUNDA RECAPAGEM ....... 149

TABELA 19 - VALORES DAS ESTATSTICAS DESCRITIVAS DA QUILOMETRAGEM RODADA POR CADA MODELO DE PNEU APS TERCEIRA RECAPAGEM ............................. 152

TABELA 20 - P-VALOR DO TESTE LOG-RANK ENTRE CADA MODELO DE PNEU APS TERCEIRA RECAPAGEM ........................ 152

TABELA 21 - VALORES DAS ESTATSTICAS DESCRITIVAS DA QUILOMETRAGEM RODADA POR CADA MODELO DE PNEU APS MAIS DE TRS RECAPAGENS ..................... 154

TABELA 22 - P-VALOR DO TESTE LOG-RANK ENTRE CADA MODELO DE PNEU APS MAIS DE TRS RECAPAGENS ............... 155

TABELA 23 - VALORES DAS ESTATSTICAS DESCRITIVAS DA QUILOMETRAGEM RODADA NAS FASES DE VIDA DO PNEU GOODYEAR G 291 3/06 ............................................ 157

TABELA 24 P-VALOR REFERENTE COMPARAO DA FUNO DE CONFIABILIDADE ENTRE AS FASES DE VIDA DO PNEU GOODYEAR G 291 3/06 ....................................................... 157











TABELA 35 - VALORES DAS ESTATSTICAS DESCRITIVAS DA QUILOMETRAGEM RODADA NAS FASES DE VIDA DO PNEU MICHELIN Xze 2 8/06 ................................................ 170

TABELA 36 P-VALOR REFERENTE COMPARAO DA FUNO DE CONFIABILIDADE ENTRE AS FASES DE VIDA DO PNEU MICHELIN Xze 2 8/06 ........................................................... 171

TABELA 37 - VALORES DAS ESTATSTICAS DESCRITIVAS DA QUILOMETRAGEM RODADA NAS FASES DE VIDA DO PNEU MICHELIN Xzu 2 7/06 ................................................ 173

TABELA 38 P-VALOR REFERENTE COMPARAO DA FUNO DE CONFIABILIDADE ENTRE AS FASES DE VIDA DO PNEU MICHELIN Xzu 2 7/06 ........................................................... 174

TABELA 39 - VALORES DAS ESTATSTICAS DESCRITIVAS DA QUILOMETRAGEM RODADA NAS FASES DE VIDA DE TODOS OS PNEUS ............................................................. 175

TABELA 40 P-VALOR REFERENTE COMPARAO DA FUNO DE CONFIABILIDADE ENTRE AS FASES DE VIDA DE TODOS OS PNEUS ........................................................................... 176

TABELA 41 - VALORES DAS ESTATSTICAS DESCRITIVAS DA QUILOMETRAGEM TOTAL RODADA NAS TRS PRIMEIRAS FASES DE VIDA DOS PNEUS ....................... 178

TABELA 42 P-VALOR REFERENTE COMPARAO DA FUNO DE CONFIABILIDADE ENTRE A QUILOMETRAGEM TOTAL DE PNEUS COM TRS RECAPAGENS ..................................................................... 179

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1 Introduo

1.1 O Problema

A evoluo da sociedade conseqncia do mpeto para o atendimento das necessidades do ser humano. No atendimento dessas necessidades o intelecto humano desenvolveu os mais diversos engenhos nas reas de atuao humana, tais como: agronomia, sade, engenharia, biologia, entre outras. Neste contexto foram desenvolvidos componentes eletro-eletrnicos cuja confiana de funcionamento depende em parte de fator aleatrio. Segundo Piazza (2000) alguns parmetros bsicos, tais como, massa, dimenses, coeficiente de atrito, resistncia a tenses, no so exatamente determinsticos, estando sujeitos variaes associadas ao processo, aos materiais, aos fatores humanos e s aplicaes, sendo que alguns parmetros tambm variam com o tempo.

Todos os elementos deste complexo conjunto precisam ter asseguradas caractersticas especficas que os qualificam para o uso. Uma das caractersticas mais importantes a confiabilidade que o elemento possui.

De acordo com Piazza (2000) o estudo de confiabilidade refere-se a ocorrncias aleatrias de eventos indesejveis. Atravs da confiabilidade possvel avaliar as questes de segurana e de durabilidade. Isto a base para se dimensionar a garantia do produto e, conseqentemente, se estimar os custos com essa garantia.

De acordo com Lafraia (2001) a Confiabilidade tem relao com a confiana que o consumidor tem em um produto, equipamento ou sistema de tal forma que no apresentem falhas durante sua utilizao.

Segundo Pugsley (1966) apud Chaves Neto (2005) o risco uma caracterstica implcita a todos os sistemas de engenharia.

Todos os produtos apresentam um grau de incerteza em seu funcionamento devido variabilidade presente no processo de fabricao por causas que podem ser resumidas como 6M, ou seja: matria prima, mo de obra, mtodo de trabalho, meio ambiente, meios de medio, mquinas. Pode ocorrer, ainda, alguma falha na concepo do projeto. De forma que sempre

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possvel ocorrerem imprevisibilidades no desenvolvimento e na produo de bens.

Conforme conceitua Paranhos Filho (2007), a mo de obra frequentemente indicada como a causa da maioria das falhas, contudo uma anlise mais profunda pode apontar a causa dos problemas relacionados a mo de obra: falta de treinamento, adaptao, tipo fsico, competncia e habilidade. Tambm a fadiga do operador ou o decrscimo da vigilncia podem contribuir negativamente no processo. Em relao ao material existem muitos aspectos a serem considerados como qualidade, especificao e condies de armazenagem entre outros. As falhas relacionadas s maquinas podem ser identificadas mais facilmente porque apresentam sinais visveis em situaes de problema, porm situaes como folgas e vibraes excessivas podem demorar a serem descobertas. Em relao s causas da variao nas mquinas necessrio verificar se:

atende s necessidades de tolerncia; atende capacidade do processo; est em perfeitas condies; possui folgas que precisam ser compensadas com

manobras do operador durante a operao; possui nvel de vibrao e de rudo; o layout adequado com espao suficiente para a

manuteno ser feita com facilidade.

Em relao ao mtodo um estudo bem feito pode ser fundamental para a qualidade de um processo e minimizao de falhas observando e respondendo s seguintes questes:

sequncia correta do mtodo; estabelecimento correto de padres; clareza de padres para os executores do processo; segurana do mtodo; correta especificao dos instrumentos;

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calibrao de instrumentos de acordo com as tolerncias exigidas;

garantia da qualidade do produto pelo mtodo; garantia da eficincia do processo pelo mtodo. layout adequado da rea de trabalho espao para operador,

materiais, ferramentas; existncia de instrumentos e dispositivos suficientes e

adequados para o trabalho.

O meio ambiente influi na operao, no aspecto fsico frio, calor, ventilao ou qualquer outra alterao fsica ambiental. E, tambm, quanto administrao do trabalho observa-se que o aspecto psicolgico recebe influncia do clima organizacional do local de trabalho.

Em relao aos meios de medio os mesmos so importantes para indicar se uma pea est dentro da tolerncia de projeto e, conseqentemente, os instrumentos de medio devem estar muito bem calibrados. Assim, em relao aos meios de medio importante avaliar:

se as instrues de medio esto corretas e feitas de forma que possam ser entendidas perfeitamente pelo operador;

se os instrumentos so adequados para as condies necessrias pea;

se os instrumentos esto calibrados adequadamente dentro da tolerncia projetada;

se existe um plano de calibrao peridica para os instrumentos e estes tm uma identificao clara das datas de calibrao de forma a assegurar a garantia do processo.

As indstrias de porte mdio ou grande, geralmente, possuem laboratrio de metrologia para calibrar todos os seus instrumentos. As outras empresas de menor porte costumam lev-los a algum laboratrio para serem calibrados. Em Curitiba, este trabalho costuma ser feito pelo Instituto de Tecnologia do Paran (TECPAR).

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O mtodo 6M pode ser representado pelo diagrama de Ishikawa, atravs do qual as verdadeiras causas de um problema podem ser identificadas. A figura 1, adiante, ilustra essa afirmao.

FIGURA 1 DIAGRAMA DE ISHIKAWA: CAUSAS DA VARIABILIDADE FONTE: adaptado de PARANHOS FILHO (2007)

As caractersticas construtivas dos produtos iro determinar sua durabilidade, que pode ser traduzida na quantidade de usos nas quais estes produtos desempenham satisfatoriamente as funes para as quais foram projetados.

Em uma sociedade competitiva necessrio propiciar uma durabilidade maior aos equipamentos, a fim de que seus produtores possam ampliar o prazo de garantia que oferecem aos compradores dos mesmos. Alm de garantir que os recursos utilizados na sua produo tenham um tempo de utilizao mais prolongado, evitando o sucateamento recente e tambm a ampliao de resduos industriais cuja reutilizao pode ser invivel ou extremamente onerosa. De acordo com Freitas e Colosimo (1997) o rpido desenvolvimento tecnolgico e a competio mundial implicaram na elevao dos padres de consumo e ampliao da quantidade de opes de compra pelos consumidores. Para Piazza (2000) a confiabilidade tem um grande efeito na determinao de vendas futuras para os fabricantes.

A confiabilidade de um produto interfere favoravelmente na satisfao do consumidor e influencia, ainda que inconscientemente nas decises de compra pelos consumidores. A idia de confiabilidade aparece naturalmente, embutida nos requisitos de qualidade intrnseca do produto, sobretudo os de uso domstico, em geral associada sua durabilidade. Uma empresa que objetiva a gerao de produtos deve ter a preocupao com a confiabilidade do produto, seja no aspecto da durabilidade, mantenabilidade ou segurana. (FREITAS; COLOSIMO, 1997).

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Muitas vezes, para muitos produtos, a segurana alcanada atravs de estruturas super dimensionadas, projetadas para suportar esforos muitas vezes muito superiores aos quais elas sero realmente submetidas. Este fato impacta em um maior custo para os produtos, alm do uso de insumos de forma exagerada. A confiabilidade obtida atravs de materiais mais espessos, maiores, melhores, mais nobres, e at mesmo pelo uso de equipamento reserva para atuar como substitutos no caso de falha do equipamento principal. (KARDEC; LAFRAIA, 2002)

Um projeto estrutural deve assegurar o desempenho do sistema observando as restries econmicas existentes. A primeira responsabilidade da engenharia a garantia do desempenho, incluindo a segurana. (CHAVES NETO, 2005).

Os processos de produo devem ser estatisticamente controlados e com as causas de variabilidade eliminadas a medida que as tcnicas estatsticas as apontam. Isto far com que os custos com desperdcio em retrabalho, sucata e produtos defeituosos variados sejam minimizados. O custo com a garantia de um produto fundamental para a produtividade de uma empresa. A figura 2, adiante, ilustra este argumento no caso da pea automobilstica de transmisso nos automveis. Observa-se, pelas curvas, que o produto japons possui um desvio padro muito menor que o produto americano, curva mais delgada, conseqentemente o custo japons com a garantia do produto muito menor.

FIGURA 2 CUSTOS DE GARANTIA PARA TRANSMISSO E DISTRIBUIO DE VALORES CRTICOS PARA TRANSMISSES

FONTE: MONTGOMERY (2001)

Kardec e Lafraia (2002) afirmam que a probabilidade de funcionamento de um componente aumenta conforme ele seja bem dimensionado, ou seja, de

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modo que a carga aplicada ao mesmo seja menor que a resistncia do material empregado no mesmo.

A Confiabilidade uma das tcnicas estatsticas empregadas com sucesso na Engenharia que permite a abordagem sistemtica dos problemas de funcionamento de produtos e estabelecendo bases comuns para estudo, discusso e terminologia apropriada para referncias ao assunto.

A busca por essa segurana conseqncia da aleatoriedade dos esforos e da aleatoriedade da resistncia dos materiais aos quais os produtos podem ser submetidos.

necessrio avaliar as incertezas inerentes s variveis de projeto, obtendo uma avaliao da probabilidade de falha da estrutura e a sensibilidade do projeto em relao estas variveis, para a finalizao dos projetos de engenharia. A falta de conhecimento dessas informaes impede que a garantia do desempenho seja completa na maioria das vezes dada a incerteza com que so tomadas as decises no processo de planejamento. Segundo FREUDENTHAL (1947), sob tais condies, no possvel (praticamente ou economicamente) assegurar absoluta segurana ou desempenho de sistemas de engenharia. (CHAVES NETO, 2005).

Segundo Lafraia (2001) a Confiabilidade serviria para definir a margem de segurana que deve ser usada para os produtos, pois no projeto original o coeficiente de segurana escolhido arbitrariamente em vista do desconhecimento de todas as variveis do projeto, exceto em produtos simples.

FIGURA 3 OS DIVERSOS ASPECTOS DA CONFIABILIDADE FONTE: adaptado de LAFRAIA (2001)

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Nesse contexto podem se includas estruturas de construo civil, estruturas mecnicas e, entre outras, pode-se citar o caso dos pneus de rodagem. Os pneus de rodagem so dimensionados, principalmente, visando as necessidades e tipos de performance desejada para os veculos.

Diversos so os produtos que fazem parte da composio de um pneu: borracha, leos, carbono preto, pigmentos, antioxidantes, silicone e outros aditivos alm de polister e ao. bem conhecido que a qualidade dos materiais utilizados, bem como a mo-de-obra aplicada, influenciam a confiabilidade que o pneu inspira ao usurio.

Nesta dissertao discute-se a aplicao dos conceitos de Confiabilidade aos pneus de diferentes marcas e modelos para avaliar as suas vrias respostas s condies de uso.

O pneu um importante item de segurana de um veculo. Segundo Gillespie (1992) apud Haviaras (2005) nos veculos modernos,

exceto no que se refere s foras aerodinmicas, todas as foras atuantes que determinam como o veculo efetua uma curva, freia ou acelera, so geradas pelo contato entre as pequenas reas do solo e os pneus.

De acordo com o citado pode-se concluir que os pneus afetam diretamente a estabilidade, o conforto, a capacidade de frenagem e segurana dos veculos.

Devido importncia deste componente, sua manuteno em condies de funcionamento necessria para que o veculo funcione de forma segura e eficaz.

Arago Costa (2000) apud Haviaras (2005) afirma que dos custos com combustvel e mo de obra, os custos relativos aos pneus o de maior importncia nas frotas de veculos de carga.

1.2 Objetivo O objetivo deste trabalho construir as funes de confiabilidade de

pneus de diferentes marcas e modelos e comparar sua durabilidade, ou melhor, a quilometragem rodada quando novos e aps os recapes sofridos, bem como verificar as funes de confiabilidade de cada um dos modelos de pneus estudados em cada uma de suas fases de vida.

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1.3 Justificativa

A construo de uma funo de confiabilidade servir para que as empresas que utilizam este produto de forma mais intensiva possam tomar decises que propiciem maior eficcia s suas operaes. Tais decises podero servir tanto para tomada de decises quando da realizao de futuras compras, atravs da comparao de sua durabilidade e custos de operao, bem como na programao das necessidades de manuteno e at mesmo da viabilidade econmica de faz-la.

1.4 Estrutura do Trabalho

Esta dissertao composta por esta introduo seguida pelo Captulo 2 onde feita uma reviso de literatura na qual so abordados os conceitos de Confiabilidade pertinentes realizao do trabalho e tambm da manufatura do pneu. Na sequncia da dissertao so descritos os materiais e os mtodos utilizados no Captulo 3, no captulo seguinte apresentam-se os resultados obtidos e se faz uma discusso. Finalmente apresenta-se a concluso do trabalho e as referncias bibliogrficas utilizadas.

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2 Reviso de Literatura

Segundo Inkotte (2003) melhorar incessantemente as operaes, processos, estratgias e produtos ou servios o mote do princpio da melhoria contnua.

H algum tempo as descobertas cientficas permitiam que se dessem saltos na evoluo tecnolgica de produtos e servios. A partir do estabelecimento de um patamar cientfico mais elaborado, as grandes descobertas - feitas esporadicamente - deram lugar ao desenvolvimento da cincia a passos menores, porm constantes e sua aplicabilidade na oferta de solues para as necessidades da sociedade.

A aplicao das novas conquistas tecnolgicas traz melhorias aos produtos ofertados pelas empresas que devem buscar a garantia de desempenho dos produtos, incluindo a a segurana, observando a existncia de restries econmicas que so impostas pela realidade do mercado, conforme conceitua Chaves Neto (2005). O princpio da melhoria contnua garante que, a partir das aes de correo e de preveno, as empresas sigam na busca da excelncia de seus processos e demonstrem, efetivamente, foco no atendimento s necessidades dos clientes ao entender, atender e superar as expectativas dos mesmos, sendo esta a principal estratgia para manterem-se competitivas dentro do mercado.

Aps o processo de globalizao as empresas passaram a produzir seus produtos em plantas industriais localizadas em lugares diferentes e tambm a venda destes produtos passou a ser feita para mercados com caractersticas bastante diversas em condies climticas e de usos diferentes e estes produtos devem ter assegurada a confiabilidade de seu uso em diferentes condies.

Conforme Freitas e Colosimo (1997) a deciso de compra resultado da ponderao dos seguintes fatores:

qualidade intrnseca: caracterstica dos bens ou servios que satisfazem s necessidades das pessoas que os recebem

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tais como qualidade de som, imagem, esttica e outras caractersticas;

custo: num primeiro momento, somente o preo de compra; entrega: condies de entrega (local, prazo, quantidade).

Em ltima anlise o que vai determinar a satisfao dos clientes e sua conseqente reteno o desempenho das caractersticas tcnicas do produto ao longo do seu perodo estimado de vida.

O primeiro passo para o estabelecimento deste processo o reconhecimento da existncia da probabilidade de falha dos produtos cuja produo sujeita condies de produo cada vez mais rgidas. A partir do reconhecimento de que os produtos podem falhar necessrio compreender as causas das falhas e estabelecer estratgias para a diminuio dos impactos interno e externo das mesmas aumentando a credibilidade das empresas.

Lafraia (2001) afirma que a maior parte das variveis que envolvem um projeto, tais como tolerncias, material, solicitaes, no so valores definidos pontualmente, mas sim podem variar. No desenvolvimento do produto, na fase de projeto, deve ser especificado um intervalo de variao com seus extremos denominados limites de especificao. Esses limites correspondem faixa de tolerncia, ou seja, dentro da qual o produto funcionar adequadamente. Estes limites so definidos pelos projetistas dependendo da variabilidade das caractersticas de qualidade do produto e da funcionabilidade do mesmo. Dessa forma as caractersticas de qualidade do produto so variveis aleatrias e modelos probabilsticos podem ser ajustados a observaes de valores dessas caractersticas. Portanto, comum na indstria o uso de procedimentos estatsticos para monitorar as ocorrncias de falhas. Segundo Lafraia (2001) esta maneira de tratar com o fenmeno deve ser considerada mais prxima realidade.

A relevncia deste processo se amplia com a incluso de conceitos estatsticos mais complexos aos problemas. So esses conceitos que permitiro estabelecer critrios para mensurar taxas de falha e tambm estabelecer condies de previsibilidade de funcionamento adequado.

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Muito j foi feito em prol do atendimento s necessidades do ser humano e atualmente a sociedade no tem sua evoluo ocorrendo aos solavancos, mas como resultado de um processo contnuo de melhoria. A Confiabilidade mais uma contribuio para que esse processo se refine cada vez mais. Segundo James R. Schesinger, Secretrio de Estado de Defesa dos Estados Unidos da Amrica, a Confiabilidade engenharia na sua forma mais prtica.

2.1 Histrico

Os esforos desenvolvidos durante a II Guerra Mundial ampliaram, por volta de 1940, maiores solicitaes para o uso de sistemas eletrnicos que se tornaram mais complexos implicando na necessidade de uma abordagem metdica para a soluo dos problemas operacionais, o que fez com que as foras armadas americanas criassem comits para a avaliao de problemas de confiabilidade. A evoluo dos esforos levou o Departamento de Defesa americano a criar, em 1952, o Advisory Group on Reliability of Electronic Equipment (AGREE). Segundo Piazza (2000) a influncia do AGREE foi determinante para toda a abordagem cientfica sobre confiabilidade atravs da publicao dos trabalhos realizados, especialmente os relacionados a equipamentos eletrnicos militares. De acordo com Lafraia (2001), HENLEY e KUMAMOTO foram os criadores da anlise de confiabilidade enquanto o desenvolvimento das teorias matemticas ocorreu na dcada de 1940 quando Robert Lusser desenvolveu uma equao associada Confiabilidade de um sistema em srie. Tambm os ingleses contriburam para a evoluo da teoria de Confiabilidade utilizando suas tcnicas no desenvolvimento do Colossus, que foi desenvolvido em 1943 por Tommy Flowers no Centro de Pesquisa dos Correios em Londres com a finalidade de analisar mensagens criptografadas pelos alemes.

O grande salto no desenvolvimento de metodologia de clculo e aplicaes da confiabilidade ocorreu na dcada de 1950 com o surgimento da indstria aeroespacial e eletrnica junto com a indstria nuclear, foi nesta poca que a necessidade da aplicao da Confiabilidade, especialmente na fase de projeto ao invs de concentrarem-se recursos para manuteno aps a ocorrncia de falhas. Ainda nesta poca foram publicados os primeiros artigos

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relacionados anlise de sistemas a trs estados (modo de operao normal, modo de falha aberto e modo de falha fechado de DHILLON e SINGH e iniciaram os estudos sobre a aplicao de Confiabilidade relacionada ao comportamento humano. Em seguida, na dcada de 1960, houveram avanos nos desenvolvimentos de natureza prtica e terica entre eles a teoria da Anlise de rvore de Falhas (1961) de H. A. Watson e os trabalhos de COX e LEWIS que divulgaram importantes conceitos como renovao, estacionariedade, tendncia, entre outros. Na mesma poca surgiram vrias publicaes relativas ao assunto com um grau maior de maturidade. No campo de aplicaes prticas foram estabelecidos os fundamentos da anlise de Confiabilidade em sistemas mecnicos (estruturas) baseados em modelos denominados esforos e resistncia e os estudos preliminares sobre confiabilidade em hardware computacional. A consolidao da anlise de Confiabilidade em diversas reas ocorreu a partir de 1970, com destaque para a rea nuclear. Foi nessa poca que R. Billinton publicou um texto voltado aplicaes especficas em sistemas eletroenergticos e os primeiros modelos de anlise de Confiabilidade em software computacional. A implantao definitiva das tcnicas de anlise de Confiabilidade ocorreu a partir de 1980 pelos pases que adotavam tecnologia de ponta em seus processos. Lafraia (2001).

A partir do desenvolvimento dos conceitos de qualidade, principalmente no Japo, ampliou-se a utilizao da confiabilidade tanto da indstria blica como na produo de bens e servios cuja produo cada vez mais se orientava na busca do atendimento s necessidades de operao, manuteno, assistncia tcnica e satisfao do cliente.

Atualmente a Confiabilidade um importante campo de estudo, especialmente aps a ocorrncia de desastres de vulto cujas conseqncias foram de grande impacto:

imploso, em 9 de abril de 1963, do submarino americano The USS Thresher, considerado poca como o mais avanado do mundo, causando a morte de 129 pessoas;

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exploso, em 1979, de um avio comercial DC-10, matando todos os passageiros, cuja causa diagnosticada foi a falta de manuteno;

falha na vlvula de um corao mecnico implantado em um cirurgia realizada em Salt Lake City, em 2 de dezembro de 1982;

retirada de mercado do corao Jarvik (primeiro corao artificial do mundo), em abril de 1990, pela Food and Drug Administration, devido deficincia na qualidade de fabricao que afetou a vida de 157 pacientes em um perodo de oito anos;

vazamento de 25 toneladas de isocianeto de metila devido defeito em uma vlvula em uma fbrica de defensivos agrcolas da UNION CARBIDE em Bhopal, na ndia, causando a morte de 2.500 pessoas e outras 25.000 vtimas com leses em 2 de dezembro de 1984;

duas exploses em um reator nuclear em uma usina em Chernobyl, Ucrnia-U.R.S.S., causando a morte de 310 trabalhadores e necessidade de evacuao de 300.000 pessoas causando perdas econmicas de 3 bilhes de dlares e 2.634 quilmetros quadrados de rea interditada, em 26 de abril de 1986;

exploso da nave espacial Challenger, em 1986, e perda de dois reservatrios externos da nave Columbia, com custo estimado em 25 bilhes de dlares. A avaliao da probabilidade de acidente com esse nibus espacial era perfeitamente possvel de ser realizada com os dados existentes em 24 lanamentos anteriores. O modelo estatstico para avaliar essa chance o logstico relacionando a temperatura (t) ambiental no momento do lanamento com a varivel resposta dicotmica, acidente (1) e sucesso (0), usando os referidos dados. A chance estimada de 99,6%.

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No Brasil, as aplicaes prticas de confiabilidade podem ser verificadas nos setores de telecomunicao, eltrico, militar, nuclear, automotivo, petrolfero e industrial em geral.

2.2 Conceitos

A argio do que seja Confiabilidade no leva a respostas exatas; os consumidores a requerem nos produtos, porm no conseguem definir precisamente seu significado. Alguns respondem que o produto deve operar sem falhas, ou que o produto dever funcionar sempre que os usurios quiserem utiliz-lo. De acordo com Piazza (2000), a Confiabilidade um conceito abstrato.

Todo produto tem atributos que so utilizados para determinar a deciso de sua utilizao. Assim o design, durabilidade, manuseabilidade, potncia, capacidade, entre outras, so caractersticas que, de acordo com as necessidades do usurio, levaro aquisio de um produto ou outro. A Confiabilidade mais um destes atributos, assim como a capacidade e a potncia, e buscada por projetistas e construtores de sistemas de todo o tipo, sendo seu nvel estabelecido na fase de projeto. A Confiabilidade est implicitamente includa no conceito de qualidade no sendo conveniente dissoci-los. Assim, existe a necessidade de se quantificar a Confiabilidade de um ou produto, tendncia que assumiu maiores propores a partir da Segunda Guerra Mundial. A Confiabilidade traduz de forma coletiva a confiana no equipamento, em seus operadores, no seu projeto, durabilidade e presteza em operar sem falhas.

A confiabilidade uma caracterstica historicamente buscada por projetistas e construtores de todos os tipos de sistemas. O que houve de novo na segunda metade do sculo XX o movimento para quantificar a Confiabilidade. um movimento similar, e provavelmente to importante quanto o movimento de sculos atrs para quantificar as propriedades dos materiais. (JURAN, apud LAFRAIA, 2001).

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Confiabilidade um conceito global, que se decompe nas seguintes variveis: fiabilidade, disponibilidade, reparabilidade, segurana contra acidentes e segurana contra acesso no autorizado.

Estas variveis so ameaadas por diversos impedimentos tais como: faltas, erros e falhas.

A Confiabilidade uma medida da qualidade e do desempenho dos produtos que depende do tempo. Um componente submetido a um esforo pode assumir um estado de falha. Se este componente foi posto sob condies de esforo durante um tempo a partir de um instante inicial, chamado t0, e observado at que pare de funcionar adequadamente sob o esforo aplicado em um instante chamado tf a durao at falhar (tempo de vida) T = tf - t0 pode ser considerada como uma varivel aleatria contnua com alguma funo densidade de probabilidade. Para Piazza (2000) as provas de que T pode ser previsto a partir de modelos determinsticos so empricas e o emprego de um modelo probabilstico, considerando T como uma varivel aleatria, constitui-se no nico tratamento realista do assunto. De acordo com Lafraia (2001) a Confiabilidade um aspecto da incerteza da engenharia associando a capacidade de trabalho de um item durante um intervalo de tempo uma questo probabilstica.

2.3 Definies

Segundo Kardec e Nascif (2010) o termo confiabilidade, do ingls Reliability, originrio das anlises de falha em equipamentos eletrnicos para uso militar e teria surgido durante a dcada de 50, nos Estados Unidos.

Bergamo Filho (1997) define a Confiabilidade como a probabilidade de um produto executar, sem falhas, uma determinada misso, sob certas condies, durante um determinado perodo de tempo.

Tal definio estende o conceito de Confiabilidade muito alm da simples idia de durabilidade: O meu Chevrolet 47 era um carro bom, pois era muito forte. (BERGAMO FILHO, 1997)

A ampliao deste conceito leva ao estabelecimento de uma misso para o produto e assumindo uma probabilidade de ele executar esta misso. Considerando a probabilidade total isto implica no reconhecimento da

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probabilidade de seu no funcionamento, e tambm enfoca a questo da funcionalidade do produto, ou seja: tem de atender s necessidades de seu usurio. Assim, a Confiabilidade se constitui em uma caracterstica importante para componentes, produtos e sistemas completos.

A Confiabilidade pode ser entendida como uma metodologia para avaliar a performance de vida de produtos associada a ferramentas estatsticas sofisticadas a fim assegurar que a funo destes produtos seja executada sem falhas durante um perodo de tempo sob condies estabelecidas. Conforme conceitua Lafraia (2001) a Anlise de Confiabilidade tem seu aspecto fundamental caracterizado pela avaliao probabilstica do risco/falha de um sistema ou produto.

De acordo com Chaves Neto (2005) a Confiabilidade a probabilidade de que um componente ou sistema exera com sucesso sua funo, ou seja, que o produto tenha um bom desempenho durante um perodo de tempo previsto, sob as condies de operao especificadas no seu projeto.

Na viso de Lafraia (2001) confiabilidade a probabilidade de que um componente ou sistema funcionando dentro dos limites especificados de projeto, no falhe durante o perodo de tempo previsto para a sua vida, dentro das condies de agressividade do meio.

De acordo com a NBR 5462-1994 apud Kardec e Nascif (2010) Confiabilidade, R(t), do ingls Reliability, capacidade de um item desempenhar uma funo requerida sob condies especificadas, durante um intervalo de tempo, sendo usada como uma medida de desempenho do produto.

Organismos internacionais apresentam definies para Confiabilidade entre as quais figuram trs definies bsicas para caracterizao da Confiabilidade.

Segundo a European Organization for Quality Control (1965) a Confiabilidade medida como uma probabilidade, e definida como a habilidade de um produto operar com sucesso, quando necessrio, por um perodo de tempo pr-determinado, sob condies ambientais especficas.

Na definio do US Military Handbook (1970) a Confiabilidade definida como a probabilidade de um produto executar a sua funo durante um

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determinado perodo de tempo, de acordo com condies pr-definidas de uso e manuteno.

O BS Institution (1970) e UK Army (1976) definem Confiabilidade como a habilidade de um item executar a sua funo sob determinadas condies especficas, por um perodo pr-determinado.

A BS 4778 (British Standard, apud Freitas e Colosimo, 1997) apresenta como definio para confiabilidade a capacidade de um item desempenhar satisfatoriamente a funo requerida, sob condies de operao estabelecidas, por um perodo de tempo predeterminado.

Confiabilidade de um sistema a probabilidade de que, quando em condies ambientais estabelecidas, o sistema apresentar uma performance desejada (sem falhas) para um intervalo de tempo especificado. (PIAZZA, 2000).

Das definies apresentadas, segundo Piazza (2000), possvel concluir que:

a Confiabilidade uma probabilidade e como tal deve ser admitida a existncia da possibilidade de falha, sendo quantificada atravs de um valor, que varia entre 0 e 1, assim como a probabilidade;

a Confiabilidade tem significado quando avaliada como funo do tempo em que se requer o desempenho dos produtos;

a Confiabilidade de um produto deve ser estabelecida considerando-se as condies ambientais especificadas para sua operao;

existe real necessidade de que engenheiros e projetistas conheam detalhadamente o ambiente de operao dos produtos.

A partir das definies apresentadas destacam-se quatro fatores bsicos:

quantificao de confiabilidade como uma probabilidade;

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definio do desempenho requisitado ao produto a partir da definio das especificaes de produto, das condies de operao e da preciso exigida do sistema;

definio de tempo de operao exigido entre falhas; definio das condies ambientais (umidade, vibraes,

temperatura, impurezas, incidncias de luz, choques, mo de obra) em que o produto deve funcionar.

Freitas e Colosimo (1997) afirmam que importante dar destaque a alguns dos elementos que so importantes na definio de confiabilidade, tais como:

definio das funes para as quais o produto foi projetado; definio do desempenho satisfatrio do produto

(especificao de desempenho, definio de falha); definio das condies de operao (temperatura,

vibrao, altitude, carga, alimentao e manuseio); definio do perodo de tempo durante o qual o produto

deve funcionar (nmero de horas, ciclos).

Assim importante citar que todo produto exerce sua funo durante um determinado perodo de tempo desde que seja utilizado dentro das especificaes segundo as quais foi projetado, de forma conveniente, mediante correta instalao e condies de uso propcias.

2.3.1 Probabilidade

De acordo com Walpole et al. (2009) Se um experimento pode resultar em qualquer um de N diferentes resultados equiprovveis, e se exatamente n desses resultados correspondem ao evento A, ento a probabilidade do evento A :

NnAP =)(

(1)

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Esta definio conhecida como definio frequentista de probabilidade. Conforme cita James (1981) o matemtico russo Andrei Nikolaevich Kolmogorov props uma definio que proporciona Teoria da Probabilidade uma base matemtica firme, baseada em trs axiomas matemticos:

1. 0)( AP onde A um evento de interesse em um experimento

2. 1)( =P onde o espao amostral do experimento 3. Se , onde uma sigma-lgebra, so disjuntos

ento:

=

=

=

11)(

n

n

n

n APAP U (2)

Esta definio conhecida como definio axiomtica de probabilidade.

2.4 Finalidade

A indstria atingiu um elevado nvel de sofisticao, a possibilidade de novas invenes se torna menor medida que novas descobertas so feitas. Atualmente a indstria necessita minorar seus custos tanto financeiros como ambientais.

Uma forma de avaliarmos o custo de um produto atravs de seu tempo de vida, o mesmo pode ser estendido para equipamentos e processos nas empresas.

O uso dessa informao (Confiabilidade) serve para mensurar o impacto financeiro e incrementar as finanas das organizaes maximizando a satisfao do consumidor e evitando a necessidade de efetuar retrabalho sobre os produtos e equipamentos produzidos.

Assael (1992) indica que uma das variveis que interferem nos benefcios buscados pelos consumidores so suas experincias passadas: se o consumidor tiver uma experincia positiva com um determinado produto, este produto estar mais propenso a ser includo entre as opes da prxima compra.

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De acordo com Polks Manufacturer Loyalty ExceleratorTM na primeira metade do ano 2000 a confiabilidade era um fator avaliado como de alta importncia em 94% dos casos.

TABELA 1 FATORES AVALIADOS NA AQUISIO DE UM NOVO VECULO Fatores Avaliados na

Aquisio de um Novo Veculo

Criticidade/Alta Importncia Experincia Alcanada/Expectativa

Superada Reputao da empresa 81,9% 96,0% Qualidade dos produtos 92,8% 92,9% Confiabilidade 94,0% 96,3% Inovaes no produto 59,9% 96,6% FONTE: RELIASOFT (2010)

O aumento do nvel de exigncia do consumidor est levando as empresas a encarar a Confiabilidade como estratgia de permanncia no mercado. Trata-se de uma varivel importantssima a ser considerada no mercado.

Acima da questo financeira est tambm a segurana da utilizao de produtos, especialmente em setores como indstria automobilstica, area e farmacutica. A responsabilidade por produtos no confiveis muito alta e pode trazer nus muito maiores que os lucros auferidos quando no se aplica a metodologia da confiabilidade aos produtos e servios produzidos.

De acordo com Lafraia (2001) os esforos tradicionais desenvolvidos nas atividades de projeto no estavam resultando em reduo do ndice de falhas de equipamentos cada vez mais complexos, assim a aplicao da Anlise de Confiabilidade visa proporcionar um bom desempenho funcional dos produtos aliado uma reduo do ndice de falhas.

A Confiabilidade uma tcnica a ser aplicada na fase de projeto de um produto, pois para produtos prontos pouco pode ser feito para a melhoria de sua confiabilidade. (LAFRAIA, 2001)

De acordo com Piazza (2000) o projetista precisa ter familiaridade com os princpios bsicos da Confiabilidade, pois quem est na melhor posio para aplicar a filosofia da mesma.

Durante a fase de projeto o projetista precisa identificar as necessidades do cliente com preciso evitando a seleo de materiais inadequados ao uso ou o dimensionamento inadequado de peas. Na fase de fabricao tambm

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podem existir falhas quando os processos de fabricao e montagem so feitos por pessoal incapacitado, equipamentos inadequados ou materiais de qualidade inferior. Tambm o uso incorreto do produto, inclusive manuteno inadequada, por falta de instruo do fabricante ou ento treinamento do cliente. (LAFRAIA, 2001).

FIGURA 4 ETAPAS ONDE POSSVEL OCORRER FALHA FONTE: LAFRAIA (2001)

Um produto, sistema ou equipamento pode ser estudado observando as suas partes ou componentes ou sendo analisado como um todo, fazendo-se, neste caso, a interao entre as diversas partes que o compem para a demonstrao de seu funcionamento de modo geral. A aplicao da confiabilidade fornece parmetros que subsidiam a tomada de decises mais coerente na soluo dos problemas existentes. Um programa de Confiabilidade formado por um conjunto de tarefas que precisam ser realizadas para se chegar a um determinado grau de confiabilidade. Entre estas etapas pode-se citar: coleta de dados e anlise, especificao, projeto & desenvolvimento, fabricao, operao & manuteno falhas, alienao.

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FIGURA 5 ETAPAS DE APLICAO DA CONFIABILIDADE FONTE: LAFRAIA (2001)

Alguns requisitos bsicos devem ser observados para a obteno da Confiabilidade nas diversas etapas da vida de um produto. Na fase de projeto deve-se buscar reduo da complexidade, redundncia para assegurar tolerncia falha, eliminao dos fatores de tenso, teste de qualificao e reviso do projeto, anlise de falhas. Na fase de produo necessrio observar o controle de materiais, mtodos e alteraes e o controle de mtodos de trabalho e especificaes. Existe tambm a necessidade de instrues adequadas de uso e manuteno, anlise de falhas em servio e estratgias de reposio e de apoio logstico.

2.5 Aplicaes

A expectativa de via dos componentes um dado importante no desenvolvimento de um produto, seja ele uma mquina, uma ferramenta ou qualquer outro tipo de equipamento. Com os dados de vida, pode-se calcular a confiabilidade dos conjuntos, individualmente, ou do equipamento todo, determinar o prazo de garantia, estimar os custos com reposio de peas em garantia, elaborar listas de materiais sobressalentes e fornecer informaes para a manuteno preventiva do equipamento, entre outras coisas. (SASSERON; ABACKERLI, 2003)

A Confiabilidade no pode ser adquirida ou mesmo conquistada pelas empresas, ela tem de ser desenvolvida e continuamente mantida pelas organizaes. A Confiabilidade deve fazer parte da estratgia da empresa desde o desenvolvimento do produto durante o qual devem ser elaborados testes de durabilidade sendo seu custo integrante do custo final dos produtos desenvolvidos.

Especificao Projeto e Desenvolvimento

Fabricao

Coleta de Dados e Anlise

Operao, Manuteno e

Alienao

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Tambm na manuteno de equipamentos, sistemas e produtos a Confiabilidade por propiciar condies para maximizar o tempo de funcionamento dos mesmos, minimizando custos e transtornos pelo no funcionamento ou pelo funcionamento inadequado.

De acordo com Piazza (2000) a Confiabilidade pode ser aplicada aos processos de FMEA (Failure Method Effect Analisys ou Anlise dos Modos de Falhas e Efeitos) e Anlises de Tempos de Falhas.

Segundo Freitas e Colosimo (1997) a Confiabilidade abrange quatro tcnicas: FMEA, FTA (Fault Tree Analysis ou Anlise de rvore de Falhas), Anlise de Tempo de Falha(Weibull Analysis) e Testes de Vida Acelerados. A FMEA tem por finalidade a identificao das falhas crticas em cada componente, suas causas e conseqncia no sistema e no produto como um todo bem como estabelecer a hierarquia das falhas. Atravs da FTA podem ser verificadas as possveis causas primrias das falhas permitindo a elaborao de uma relao lgica entre falhas primrias e a falha final do produto. A tcnica de Anlise de Tempo de Falha utiliza dados amostrais referentes a tempos de falha do produto (ou seus componentes) e os modela segundo a distribuio de probabilidade (Weibull, Log-normal ou outra) que melhor explicar o comportamento do tempo de falha do produto, atravs da qual ser possvel estimar percentis, fraes de falha, taxas de falha, etc. O uso de Testes de Vida Acelerados feito objetivando obter mais rapidamente falhas em testes de vida feitos com os produtos sendo seus resultados obtidos a partir da realizao sob condies de estressamento para a estimativa das principais figuras de mrito nas condies do projeto. (FREITAS; COLOSIMO, 1997).

De acordo com Lafraia (2001) a Confiabilidade fornece parmetros para subsidiar a tomada de decises mais coerentes. A anlise de Confiabilidade tem aplicao e campo de pesquisa em diversas reas:

controle de qualidade (equipamentos em geral, indstria mecnica, qumica e eletrnica).

sistemas eletroenergticos. sistema de telecomunicaes. centrais nucleares.

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sistemas aerovirios (aeroportos e ferrovias) sistemas mecnicos (estruturas) sistemas industriais (refinarias) sistemas computacionais (redes de processamento,

software, hardware). sistemas de defesa (aplicaes militares). comportamento humano.

2.6 Desenvolvimento

A adoo de um programa de Confiabilidade tarefa que deve concentrar os interesses de todos os segmentos da empresa a fim de assegurar o seu sucesso. Assim o envolvimento de todos no setor de produo, tcnicos, engenheiros, gerentes e executivos a forma de assegurar a qualidade de produtos e servios ao longo do ciclo de vida do produto. De acordo com Piazza (2000) o grupo dedicado Confiabilidade deve entender os conhecimentos da matemtica bsica da confiabilidade e possuir um bom conhecimento dos princpios e programas de projetos, problemas de interface, fatores humanos como ergonomia e capacidade de anlise da relao custo benefcio. Segundo o mesmo autor funo do grupo dedicado Confiabilidade fornecer assistncia na anlise, estabelecimento de objetivos, relatrios de desempenho para a tomada de deciso,

A Confiabilidade estuda o comportamento da taxa de falha ao longo do tempo, portanto pode ser entendida como a qualidade ao longo do tempo.

A fim de efetuar o clculo da Confiabilidade so necessrios dados, modelos, diagnstico para escolha do modelo apropriado e uma forma para comunicar seus resultados: grficos, informaes numricas, volume de custos. Para monitorar a performance do sistema de confiabilidade necessria uma coleo de dados eficiente e bem organizada, um sistema de relatrios e uma base de dados contendo dados de confiabilidade em configuraes e projetos passados, de sua experincia. (PIAZZA, 2000).

Os dados devem ser completos em relao ao tipo de estudo que estiver sendo desenvolvido, necessrio ter um conjunto completo dos relacionados com as variveis que interferem no processo em estudo. Os dados podem ser

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obtidos atravs de bancadas de prova de ensaios acelerados de vida ou no campo via amostras gerenciadas ao longo de um perodo, retornos em garantia e ordens de servio. Aps obter os dados necessrio qualific-los e tabul-los.

Os modelos so representaes matemticas dos dados dadas por uma funo contnua que permite interpolaes e algumas extrapolaes (com reservas), consistem em uma maneira de descrever adequadamente os dados, na maioria dos casos um modelo probabilstico que ir descrever a Confiabilidade. Atravs dos modelos estimada a probabilidade de falha ao longo do tempo e o comportamento da taxa de falha. Para a escolha do modelo so feitos testes estatsticos que verificam a aderncia dos dados ao modelo.

A partir da anlise do modelo pode ser estabelecido um resultado de interesse que a projeo do nmero de componentes em falha para os prximos perodos de tempo e estabelecer planos de manuteno preventiva com o objetivo de minorar os custos de manuteno. importante o conhecimento destes resultados a fim de determinar, ou no, a execuo da manuteno preventiva. De acordo com Palady (1997) as organizaes devem lanar mo de atividades que assegurem o cumprimento das metas de qualidade e confiabilidade, pois a realizao de manuteno preventiva programada pode ser muito cara e s vezes superar os lucros.

2.7 Custos

Confiabilidade sempre custa dinheiro, afirmam Kardec e Lafraia (2002). O uso dos coeficientes de segurana ainda mais prtico para aplicaes de baixo custo por serem mais baratos. Contudo quando se projetam equipamentos mais sofisticados e caros, tais como usinas nucleares, avies a jato, plataformas petrolferas, equipamentos automotivos, entre outros, o uso de coeficientes de segurana faria com que o custo destas aplicaes fosse excessivamente alto. No desenvolvimento destes sistemas complexos a Confiabilidade permite economia de materiais.

De acordo com Kardec e Lafraia (2002) o equipamento com menor custo de aquisio possui maiores custos de manuteno e perdas por lucro cessante implicando em nus maiores durante o ciclo de vida. Enquanto o

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equipamento com alta confiabilidade, e tambm alto custo de aquisio, possui baixo custo operacional e de manuteno, assim como baixas perdas por lucros cessantes. Alguns equipamentos representam uma combinao adequada entre custo de aquisio, custo de manuteno e lucro cessante implicando no menor custo de ciclo de vida.

FIGURA 6 RELAO ENTRE CONFIABILIDADE E CUSTO FONTE: LAFRAIA (2001)

A figura 7, adiante, ilustra um exemplo da relao entre confiabilidade e custos de produo e custos de manuteno. Quanto maior a confiabilidade de um equipamento, menores sero os custos de manuteno, relao que se verifica inversa no caso dos custos de produo. A figura mostra que com a reduo da Confiabilidade os custos de produo diminuem enquanto se verifica o aumento dos custos de manuteno.

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FIGURA 7 CONFIABILIDADE X CUSTOS FONTE: KARDEC e NASCIF (2002)

2.8 Benefcios

A adoo de uma ferramenta tecnolgica por uma empresa necessita ter seu custo justificado por algum benefcio trazido. avaliao positiva de resultados entre custos e benefcios que determinar o sucesso da adoo desta tecnologia. Para Lafraia (2001) a aplicao da Confiabilidade contribui de forma decisiva para a obteno de uma srie de benefcios relacionados a seguir:

menor quantidade de interrupes no programadas; custos menores com atividades de manuteno, operao e

apoio; perdas menores devido a lucros cessantes; menor incidncia de acidentes; aumento da produo de produtos mais lucrativos; flexibilidade nas cargas; mudanas rpidas nas especificaes dos produtos; cumprimento de normas legais de segurana, higiene e meio

ambiente; continuidade operacional; aumento da manutenabilidade das instalaes;

Cu

sto

($)

Confiabilidade(%)Custo de Manuteno Custo de Produo

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ampliao da possibilidade de determinao de causas bsicas de falhas;

preveno de falhas em equipamentos similares; determinao de fatores crticos para a manutenabilidade de

equipamentos.

2.9 Falha

A falha representa o fim da capacidade que um produto tem para a realizao da(s) funo(es) a que se destina. A norma americana MIL-STD-721C, de 1981, define oito tipos de falhas: catastrfica, crtica, dependente, intermitente, sem responsabilidade, irrelevante e aleatria. Em relao segurana as falhas so vinculadas aos nveis de probabilidade de ao dos riscos existente. Os nveis de gravidade destes riscos so estabelecidos pela norma americana MIL-STD-822A, de 1977. Piazza (2000). Para Lafraia (2001), as falhas devem sua origem a trs fatores bsicos: falha de projeto, falha na fabricao ou falha da utilizao.

So quatro as categorias em que as falhas se enquadram de acordo com a gravidade do risco associado.

categoria I catastrfica: pode causar morte ou perda do sistema; categoria II crtica: pode causar grave leso, grave doena

ocupacional ou dano secundrio ao sistema; categoria III marginal: pode causar leso secundria, molstia

ocupacional secundria ou dano secundrio ao sistema; categoria IV desprezvel: no resultar em leso, molstia

ocupacional ou dano ao sistema.

2.9.1 Tipos de Falha

Conforme Chaves Neto (2005), quanto sua ocorrncia, as falhas podem ser classificadas em 3 tipos: aleatrias, por deteriorao e catastrficas. Por falhas aleatrias podemos entender aquelas que ocorrem a qualquer momento, associadas a uma probabilidade de ocorrncia. As falhas por deteriorao

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ocorrem de forma crescente medida que o tempo evolui, causadas por agentes fsicos e qumicos. Falhas catastrficas so repentinas e no tm condies de serem monitoradas ou previstas e sua ocorrncia determina a incapacidade total de um produto desempenhar sua ao.

2.9.2 Custo de Falha Um fator importante nos resultados de uma empresa o custo de falha:

necessidades de mudana de engenharia baseada nas falhas ocorridas, custos adicionais resultantes de planejamento deficiente, classificao, sucata, retrabalho e demais custos resultantes de falha entre eles os mais dispendiosos, duradouros e prejudiciais como a insatisfao do cliente, a reputao da empresa e perda de fatia de mercado. (PALADY, 1997).

De acordo com Palady (1997) todas as organizaes que buscam eficincia e qualidade devem adotar ferramentas de anlises de falhas e seus efeitos, exigindo dos funcionrios e fornecedores esforos de previso dos problemas potenciais e implantao das melhores opes possveis para preveno e controle desses modos de falha potenciais.

2.9.3 Deteco de Falhas A conduo de um estudo acerca das falhas de um processo deve

considerar claramente trs questes:

1. de que forma a falha pode ocorrer? 2. qual(is) a(s) causa(s) da falha? 3. qual(is) a(s) conseqncia(s) da falha?

O projeto de um produto insensvel s variaes as quais o produto ser exposto durante sua vida denominado de Projeto Robusto. So exemplos de variaes s quais o produto submetido o ambiente, os hbitos do cliente e a variao descontrolada no processo de produo, em geral chamada de rudo.

Quando o rudo influencia significativamente o projeto distorcendo completamente o modelo ou as previses de desempenho os efeitos dessa variao devem ser eliminados pela incorporao de caractersticas que

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deixaro o projeto mais robusto a essas fontes de variao descontrolada. (PALADY, 1997).

Vrios so os critrios atravs dos quais a ocorrncia de falhas pode ser analisada. Entre eles esto a severidade, a ocorrncia e a deteco.

A severidade das falhas pode ser avaliada de acordo com a tabela 2, adiante:

TABELA 2 DESCRIO DA ESCALA DE SEVERIDADE

FONTE: PALADY (1997)

A investigao de causas bsicas de falhas deve considerar o custo associado sua realizao. De acordo com Bajaria and Copp (1991) apud Palady (1997) esta investigao pode ser conduzida a partir de um fluxograma que inicia com os mtodos mais rpidos e de custo menor at aqueles mais caros e que consomem mais tempo para esta investigao.

Descrio da escala de severidade Grau Efeito no percebido pelo cliente. 1 Efeito bastante insignificante percebido pelo cliente; entretanto, no faz com que o cliente procure o servio.

2

Efeito insignificante, que perturba o cliente, mas no faz com que procure pelo servio.

3

Efeito bastante insignificante, mas perturba o cliente, fazendo com que procure o servio.

4

Efeito menor, inconveniente para o cliente; entretanto, no faz com que o cliente procure o servio.

5

Efeito menor, inconveniente para o cliente; fazendo com que o cliente procure o servio.

6

Efeito moderado, que prejudica o desempenho do projeto levando a uma falha grave ou a uma falha que pode impedir a execuo das funes do projet.

7

Efeito significativo, resultando em falha grave; entretanto, no coloca a segurana do cliente em risco e no resulta em custo significativo de falha.

8

Efeito crtico que provoca a insatisfao do cliente, interrompe as funes do projeto, gera custo significativo da falha e impe um leve risco de segurana (no ameaa a vida nem provoca incapacidade permanente) ao cliente.

9

Perigoso, ameaa a vida ou pode provocar incapacidade permanente ou outro custo significativo da falha que coloca em risco a continuidade operacional da organizao.

10

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FIGURA 8 PROCESSO DE INVESTIGAO DE CAUSAS BSICAS DE FALHA FONTE: adaptado de PALADY (1997)

Em relao ocorrncia (frequncia com que a(s) falha(s) ocorre(m)) Palady(1997) cita duas abordagens com que se pode questionar a ocorrncia:

atravs da avaliao da frequncia em que o modo de falha ocorrer e;

atravs da avaliao da frequncia em que a causa do modo de falha ocorrer.

Utilizando a abordagem atravs da avaliao da ocorrncia do modo de falha obtm-se um valor estimado mais preciso da frequncia com que o modo

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de falha ocorre. Pode-se chegar a uma avaliao das causas bsicas quando se tenta obter uma reduo para esse nmero enquanto a avaliao da ocorrncia da causa bsica do modo de falha no implica necessariamente na ocorrncia estimada do modo de falha.

Uma vez compreendida a distino entre estas duas abordagens uma delas deve ser adotada. E, ela poder avaliar a ocorrncia ou selecionar um valor que corresponda s definies da Escala de Avaliao de Ocorrncia apresentada a seguir:

TABELA 3 ESCALA DE AVALIAO DE OCORRNCIA Escala de Avaliao de Ocorrncia Grau Extremamente remoto, altamente improvvel. 1 Remoto, improvvel. 2 Pequena chance de ocorrncia. 3 Pequeno nmero de ocorrncias. 4 Espera-se um nmero ocasional de falhas. 5 Ocorrncia moderada. 6 Ocorrncia freqente. 7 Ocorrncia elevada. 8 Ocorrncia muito elevada. 9 Ocorrncia certa. 10 FONTE: PALADY (1997)

Sob o ponto de vista da deteco de falhas questiona-se acerca da chance de se detectar o modo de falha ou das causas que resultam nesse modo de falha. A deteco pode acontecer antes do problema chegar ao cliente ou ser detectada pelo cliente antes que provoque uma falha catastrfica. De acordo com Palady (1997) a distino entre deteco do problema antes de chegar ao cliente e a deteco do problema pelo cliente pode ser feita pela tabela:

TABELA 4 ESCALA DE DETECO DE FALHA Escala de Deteco Grau quase certo que ser detectado. 1 Probabilidade muito alta de deteco. 2 Alta probabilidade de deteco. 3 Chance moderada de deteco. 4 Chance mdia de deteco. 5 Alguma probabilidade de deteco. 6 Baixa probabilidade de deteco. 7 Probabilidade muito baixa de deteco. 8 Probabilidade remota de deteco. 9 Deteco quase impossvel 10 FONTE: PALADY (1997)

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Segundo Palady (1997) a medida que os valores do grau da escala de deteco sobem, as chances da falha ser detectada antes de chegar ao cliente diminuem. Os valores mais altos na escala de deteco ampliam a possibilidade de que s se tome conhecimento das falhas atravs das reclamaes dos clientes. Normalmente o grau de deteco diretamente proporcional aos custos da falha, alguns de difcil mensurao como aqueles relacionados insatisfao do cliente ou perda de fatia de mercado.

Segundo Lafraia (2001) as tcnicas de Confiabilidade podem contribuir para a reduo das falhas fundamentadas em trs ramos:

Tcnicas de atividades para anlise de falhas:

investigao de acidentes, queixas e incidentes; confiabilidade do produto; FMEA (Anlise de Modo de Falha e Efeito); anlise de rvore de falhas.

Tcnicas para eliminar no projeto dos prontos de falha potenciais na operao:

construo de operaes com recursos crticos redundantes; tornar as atividades da operao prova de falhas; manuteno das instalaes fsicas das operaes. Tcnicas para melhorar a confiabilidade das operaes: eliminar no projeto os pontos de falha potenciais na

operao; construo de operaes com recursos crticos redundantes; tornar as atividades da operao prova de falhas; manuteno das instalaes fsicas das operaes.

2.9.4 Redundncia

Quando dois ou mais itens realizam funes semelhantes de forma que a falha de um deles, isoladamente, no provoca um determinado conjunto de falhas de desempenho que pode ser observado quando a falha de todos

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ocorre. Se a falha desse item no tem qualquer elemento de ligao com a falha de outro ento se diz que existe independncia absoluta. Contudo, pode surgir uma dependncia relativa medida que esta ligao aumenta. O uso de redundncias adotado mediante a anlise da relao entre a confiabilidade dos subsistemas para a do sistema como um todo. Quanto forma as redundncias podem ser ativas ou em stand by e tambm uniformes ou diversificadas. (LAFRAIA, 2001).

2.9.5 Falha de Modo Comum Um sistema uma combinao de ligaes em srie e em paralelo desde

as formas mais simples at as mais complexas. Sistemas que utilizam redundncias podem tolerar um determinado tipo ou quantidade de falhas internas independentes e ainda continuarem a desempenhar sua funo de forma adequada. Todavia, esses sistemas esto sujeitos falha de modo comum. Esta falha tem sua origem em um ponto comum aos canais redundantes e impede que o sistema continue a oferecer resultados adequados. (LAFRAIA, 2001).

2.10 Projeto Robusto Chaves Neto (2005) conceitua projeto robusto como um procedimento

aplicado durante as etapas de pesquisa e desenvolvimento de um produto para aumentar sua produtividade de forma a obter produtos com alta qualidade e custo mnimo. Para isto utilizam-se modelos prottipos e com planejamento de experimentos procura-se obter:

a reduo da variabilidade de uma funo do produto no ambiente para o produto foi projetado para funcionar;

a garantia de que os resultados de experimentos laboratoriais sejam confiveis para a fabricao e uso dos produtos;

a melhoria da qualidade de um produto atravs da reduo dos efeitos das causas de variabilidade.

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2.10.1 Presena de Rudo em Projeto Robusto As eventuais variaes de desempenho de um produto podem ter origem

em diversas fontes. Esta variabilidade o rudo e suas causas so chamadas de fatores de rudo. Estes fatores so qualquer evento que determine o desvio do objetivo de uma caracterstica funcional do produto, entre estes fatores de rudo podem ser citados alguns efeitos: presena de gua em combustveis de automveis, interferncia de linhas de transmisso em rdio AM, variaes extremas de temperatura em medicamentos e alimentos assim como a ao da luz solar. (CHAVES NETO, 2005)

Chaves Neto (2005) afirma que quando do desenvolvimento de um produto necessrio estabelecer para este um nvel de desempenho que deve resistir variabilidade e manter-se constante, para tanto necessrio clareza acerca do entendimento da natureza do rudo.

Usualmente o rudo caracteriza-se como um problema de confiabilidade que podem ocorrer no incio da vida de um produto, durante a vida til deste produto ou no final de sua vida.

2.10.2 Tipos de Rudos

Os fatores de rudo podem ser oriundos de fatores externos, de unidade para unidade ou de deteriorao.

2.10.2.1 Fatores de rudo externos

De acordo com Chaves Neto (2005) os fatores de rudo externo so aqueles que tm sua variabilidade motivada por uma fonte externa do produto. Entres estes fatores podem ser citados: temperatura e umidade mdia do ambiente de uso de um produto, cargas aleatrias que o produto esteja sujeito, entradas no intencionais de energia (calor, vibrao, radiao) s quais o sistema seja sensvel, erros humanos por mau uso dado desconhecimento ou por abuso intencional, presena de poeira no ambiente, variaes de voltagem, interferncia eletromagntica e luz ultravioleta, entre outros.

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2.10.2.2 Fatores de Rudo de Unidade Para Unidade

Os fatores de rudo de unidade para unidade so originados pela impossibilidade de serem reproduzidos dois itens exatamente iguais cuja variabilidade de unidade para unidade causada principalmente pelo processo de fabricao e pelos materiais. As fontes habituais deste tipo de variabilidade so processo de fabricao no uniforme ou ento processos sujeitos tendncias. Como exemplos podem ser relacionados: resistncia de resistores eltricos, dimenses de formas metlicas, concentrao de produtos qumicos em lotes diferentes, variao na espessura de tecidos, entre outros. (CHAVES NETO, 2005).

2.10.2.3 Fatores de Rudo de Deteriorao

Os fatores de deteriorao so definidos como fontes de variabilidade interna que causam mudanas dentro do produto. Fatores como tempo de uso ou de armazenagem podem levar deteriorao da performance de um produto. Entre estes fatores podem ser relacionados a perda de massa no filamento da lmpada incandescente, a corrente total produzida por uma bateria, o desgaste da pintura interna de uma casa, a quilometragem de um carro, etc. (CHAVES NETO, 2005)

2.11 Curva da Banheira

A curva da banheira a figura obtida a partir dos valores da taxa de falha acumulada. Pela curva da banheira podemos identificar trs fases distintas na vida de um produto: mortalidade infantil, vida til e velhice.

Na fase da mortalidade infantil ocorrem falhas prematuras que podem ter sido originadas por: mo de obra inadequada, controle de qualidade deficiente, amaciamento insuficiente, pr-teste inadequado, depurao insuficiente, processos imprprios de manufatura, manuseio e transporte inadequados, materiais fora de especificao, componentes no especificados, componentes no testados, peas de baixo padro, estocagem inadequada, embalagem defeituosa, transporte inadequado, contaminao, instalao inadequada, deficincias de projeto, part

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Estudo Confiabilidade Pneus