Quantificando
a Importância da Confiabilidade para Priorizar Esforços
de Melhoria
A
medida importância da confiabilidade é um índice que
demonstra quanto um componente individual contribui (muito
ou pouco) na confiabilidade de um sistema. É fundamental a
obtenção do valor da importância da confiabilidade para cada
componente de um sistema para que se possa priorizar os recursos
na investigação e aplicação de ações de melhoria. Isto
é feito para determinar onde devemos focar nossos recursos
de forma otimizada. A importãncia da confiabilidade de um
componente pode ser determinada baseando-se em suas características
de falha e sua posição no sistema.
Uma
vez que a confiabilidade do sistema foi determinada, os engenheiros,
com o objetivo de aumentar a confiabilidade do sistema, se
deparam com a tarefa de identificar qual é o componente de
menor confiabilidade. Por exemplo, em um sistema em série,
a componente de menor confiabilidade tem o maior efeito na
confiabilidade do sistema. Se a confiabilidade do sistema
necessita ser aumentada, então os esforços devem ser
primeiramente concentrados na melhoria da confiabilidade do
componenete de maior efeito na confiabilidade global. (Neste
artigo os custos envolvidos na ação de melhoria não serão
considerados. Entretanto, os custos podem ser levados em consiseração
utilizando algorítimos mais complexos disponíveis no software BlockSim). Em um sistema simples tal
como o sistema em série, é fácil identificar o componente
mais fraco. Entretanto, isto pode se tornar mais difícel para
sistemas complexos. Portanto, para se identificar e quantificar
a importância da confiabilidade de cada componente devemos
utilizar cálculos matemáticos.
Calculando
a Importância da Confiabilidade
A importância da confiabilidade, I,
de um componete i em um sistema de n
componentes é dada por:
Eqn. (1)
onde,
O
valor da importância da confiabilidade dado por esta equação
depende da confiabilidade do componente e a sua posição correspondente
no sistema.
Importância
da Confiabilidade Estática
Considere um sistema com três componetes em série,
com confiabilidades de 0,7, 0,8, e 0,9 para um dado tempo,
t. Utilizando a Eqn. (1), a importância da confiabilidade
pode ser obtida para cada componete. O valor da importância
da confiabilidade para estes componentes pode ser calculada
utilizando o software BlockSim. Selecionando "Static
Reliability Importance Plot" na opção de gráficos do
BlockSim, o gráfico da Figura 1 pode ser obtido.
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Figura 1: Gráfico da
Importância da Confiabilidade Estática
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Os
valores de cada componente foram obtidos utilizando a Eqn.
(1). A equacão da confiabilidade para este sistema em série
é dada por:
Eqn. (2)
Calculando
a derivada parcial da Eqn. (2) com relação à R1
obtemos:
Portanto
a importância da confiabilidade do Componente 1 é 0,72. O
valor da importância da confiabilidade para os Componentes
2 e 3 são obtidas de maneira similar.
A importância da Confiabilidade
Dependente do Tempo
A importância da confiabilidade de um componente
pode ser calculada para um ponto específico no tempo
ou para um intervalo de tempo. No exemplo anterior, a importância
da confiabilidade não era dependente do tempo. Entretanto,
como demonstrado na Eqn. (1), a importância da confiabilidade
de um componente é uma função dependente do tempo. Uma
outra forma de visualizar a importância da confiabilidade
é gerar um gráfico de Importância da Confiabilidade vs. Tempo.
Com este gráfico, podemos observar a importância da confiabilidade
do componente através de todo o comportamento da distribuição
de falha e não a um único ponto. Por exemplo, a Figura 2 ilustra
a importância da confiabilidade para quatro componentes de
um sistema. Nesta figura, podemos observar que para 400
horas, o Componente 4 tem a maior importância do que o Componete
1 e em 1200 horas este quadro se reverte. Portanto, a medida
da importância da confiabilidade irá variar dependendo
do tempo.
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Figura 2: Reliability
Importance vs. Time
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Aplicando
para Sistemas Complexos
Conside o sistema ilustrado na Figura 3. Todos
os componentes possuem a mesma confiabilidade a um dado tempo.
A equação da confiabilidade do sistema, obtida pelo BlockSim,
é dada pela Eqn. (3).
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Figura 3: Diagrama
de Blocos de Confiabilidade do Sistema e Gráfico da
Importância da Confiabilidade
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Utilizando
a Eqn. (1), a importância da confiabilidade foi calculada
e os resultados foram plotados na Figura 3. Apesar da confiabilidade
dos componentes serem idênticas a importância da confiabilidade
são diferentes. Isto ocorre devido a posição do componente
no sistema. Quando calculamos a importância da confiabilidade dos
componentes, as propriedades de falha, bem como, as propriedades
do sistema são levadas em consideração.
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