See a worldwide directory.

 

Volume 1, 2002

Reliability Edge Home

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:

Reliability Importance equation   Eqn. (1)

onde,

  • RS(t) é a confiabilidade do sistema, e

  • Ri(t) é a confiabilidade do componente.

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.

Reliability Importance graph

Figura 1: Gráfico da Importância da Confiabilidade Estática


Os valores de cada componente foram obtidos utilizando a Eqn. (1). A equacão da confiabilidade para este sistema em série é dada por:

Reliability equationEqn. (2)

 

Calculando a derivada parcial da Eqn. (2) com relação à R1 obtemos:

Reliability equation

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.

Reliability Importance vs. Time plot

Figura 2: Reliability Importance vs. Time


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).

System Reliability block diagram

Reliability Importance plot

Figura 3: Diagrama de Blocos de Confiabilidade do Sistema e Gráfico da Importância da Confiabilidade


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.

.