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Conceitos fundamentais

“ Capacidade de um item realizar uma funçãodeterminada, sob condições especificadas durante umperíodo de tempo especificado.O termo fiabilidade também é utilizado como umacaracterística indicando probabilidade de sucesso outaxa de sucesso. ” (CEI 1974)

FIABILIDADE

3 FEM - Joaquim Costa


“ É a característica de um dispositivo expressa pela

probabilidade que esse dispositivo tem de cumprir umafunção requerida em condições de utilização e por umperíodo de tempo determinado” (AFNOR X60-501,1977)

FIABILIDADE

“Por outras palavras, pode dizer -se que a fiabilidade é umaextensão da qualidade no tempo.”



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Conceitos fundamentais A probabilidade é dada pela razão:

1 _ _ _

_ _ _ possíveiscasosde Número

favoráveiscasosde Numero

Esta função probabilística, pode ser expressa pela

variável R(t) (do Inglês “ Reliability”) e expressa emfunção de t

R(t)=P(cumprir uma missão)=P(Bom funcionamento)5 FEM - Joaquim Costa


Cumprir uma função requerida: Significa “ cumprir umamissão” ou “realizar um serviço esperado”, implica umpatamar de aceitabilidade, abaixo do qual a função não émais satisfeita.

• Condições de utilização é a definição das condições deuso, ou seja, meio ambiente e suas variações, restrições anível mecânico, químico, físico, etc. (o mesmoequipamento colocado em dois contextos diferentes nãoterá a mesma fiabilidade).

• Período de tempo é a definição da duração da missão, emunidades de medida do serviço.



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PRODUTOS OU SISTEMAS

O conceito de fiabilidade aplica-se:

- Produto simples (lâmpada, rodadentada, …), também designado porcomponente.

- Sistemas complexos (automóvel,máquina, …)


Designações a utilizar

Componente - peça simples (por exemplo, vela de ignição, árvore deCames, transístor).

Órgão - vários componentes formando um dispositivo decomplexidade média (por exemplo, motor, caixa de velocidades).

Equipamento - vários órgãos formando um conjunto complexo (porexemplo, máquina ferramenta, máquina de produção, camião).

Sistema - vários equipamentos formando um conjunto complexo (porexemplo, central de produção de energia, captação e distribuição deágua, ou produção e distribuição de energia elétrica).



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Designações a utilizarSISTEMA COMPLEXO

EQUIPAMENTO 1 EQUIPAMENTO 2 EQUIPAMENTO N

ORGÃO 1 ORGÃO 2 ORGÃO N

COMPONENTE 1 COMPONENTE 2 COMPONENTE N


Unidades de medida

As unidades de medida do serviço dependem da natureza de funcionamento do equipamento considerado.

Podem ser:

Horas de funcionamento• Número de actuações (um relé, um interruptor, uma válvula

de segurança, um cilindro pneumático ou hidráulico, umaembraiagem)

• Número de rotações (uma centrífuga, um motor decombustão),Número de quilómetros (uma viatura),Outras. 10 FEM - Joaquim Costa


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Conceitos fundamentaisA fiabilidade exprime o grau de confiança que podemos depositar na

Acão de objetos falíveis

Um equipamento fiável é um equipamento “em que se pode confiar”

Se afirmarmos que a probabilidade de um equipamento operar semfalha é 75% em 1000 horas, estamos a prever que esse equipamentopossa funcionar: Sem falhas 75 vezes em cada 100 (ou durante 750 horas), ou

Falhar 25 vezes em cada 100 (ou durante 250 horas).O mesmo é dizer, que durante 1000 horas:

• a fiabilidade (R) é igual a 0.75 (ou 75% )• a infiabilidade (F) é igual a 0.25 (ou 25%).


Definição de falha

Falha da função requerida é a alteração ou cessação da capacidadede um equipamento realizar uma função requisitada.

Ou seja, a degradação de um parâmetro de funcionamento até um

nível considerado insatisfatório.NOTA:

Falha é o termo a aplicar a equipamentos não-reparáveis .

Avaria é o termo a aplicar a equipamentos reparáveis .



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Classificação de falhaA falha pode ser de um dos dois seguintes tipos:

- FALHA CATASTRÓFICA

- FALHA POR DEGRADAÇÃO OU POR DERIVA


Falha catastrófica

I n t e n s i

d a d e

d a p e r

t u r b a ç

ã o

Tempot N í v e l

d e p e r

f o r m a n c e

perda defunção

FALHA CATASTRÓFICA acontece súbita e brutalmente,devido a uma variação súbita de uma ou mais características

de um equipamento, inutilizando-o. A sua ocorrência é absolutamente

imprevisível. EXEMPLOS:Viatura - um furo devido a um pregoou a uma pedra.

Bomba – um motor pode gripardevido a uma fuga de óleo.



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Falha por degradação ou deriva

Tempot N

í v e l

d e p e r

f o r m a n c e

I n t e n s

i d a d e

d a p e r

t u r b a ç

ã o

perda defunção

FALHA POR DEGRADAÇÃO acontece lenta e progressivamentedevido a uma variação progressiva de uma ou mais característicasde um equipamento, para além dos seus limites de resistência.

FALHA POR DEGRADAÇÃO acontecelenta e progressivamente devido a umavariação progressiva de uma ou maiscaracterísticas de um equipamento, paraalém dos seus limites de resistência.EXEMPLOS:Viatura - desregulação do carburador.Bomba – débito de um caudal inferior aomínimo exigido. 15 FEM - Joaquim Costa


A fiabilidade resulta da:

• Conceção e da qualidade de fabricação do equipamento (características intrínsecas )

• Das condições de serviço em que decorre a sua operação

(características extrínsecas ).

Condições de serviço é o conjunto de "condições" sob as quais umequipamento é previsto funcionar. Divide-se em "condições decarga" e "condições ambientais

A fiabilidade é calculada para condições de serviço muito precisas, peloque quaisquer desvios das condições especificadas resultarãotambém em desvios da fiabilidade esperada.16 FEM - Joaquim Costa


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FIABILIDADE INTRÍNSECA E EXTRÍNSECAO conhecimento da fiabilidade não nos garante que um equipamento

funcionará sem falhar durante um determinado intervalo detempo, mas unicamente a probabilidade do equipamento nãofalhar nesse intervalo de tempo (ou que, em média, um certonúmero de avarias ocorrerá , durante esse intervalo).

Ou seja, o conhecimento da fiabilidade dá-nos o número de avarias que emmédia ocorrerá, durante um intervalo de tempo.

A informação necessária ao cálculo da fiabilidade pode obter-se a partir deduas fontes:

• os fabricantes Fiabilidade intrínsecaFiabilidade extrínseca• os utilizadores


Fiabilidade intrínseca

Os fabricantes podem determinar a fiabilidade de um equipamento a partir de ensaios normalizados. O resultado obtido éindependente da aplicação real.

Esta fiabilidade denomina-se:

- Fiabilidade inerente ou- Fiabilidade intrínseca ou- Fiabilidade à saída da fábrica

Esta fiabilidade resulta da qualidade intrínseca do projeto(determinante para o nível de desempenho da função objectivada).



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Fiabilidade extrínsecaOs utilizadores podem determinar a fiabilidade de umequipamento a partir da experiência da sua aplicação (oufornecer os dados ao fabricante, que os tratará estatisticamente).O resultado assim obtido depende inteiramente da aplicação real.

Esta fiabilidade denomina-se:fiabilidade demonstrada ou fiabilidade extrínseca .

Reveste-se de grande importância prática, pois constitui umamédia obtida a partir de grande número de aplicações diferentese durante um longo período.


Fiabilidade na concepção de sistemas

Qual será a utilização do sistema?

Quais os desejos do utilizador em matéria de fiabilidade?

Qual a fiabilidade que se pretende obter com uma ou outrasolução?

Qual a manutibilidade que se pode obter?

O objetivo inicial da análise de conceção é determinar possíveis pontosfracos, de forma a obter um produto homogéneo, dando ao utilizador omáximo que ele deseja obter desse equipamento



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Fiabilidade na concepção de sistemas

Avaliação da manutibilidade – Através da realização de testes sobre protótipos ou a partir

da experiência obtida com material antigo

Prever a fiabilidade do sistema no seu todo – Atuando sobre os blocos menos fiáveis de modo a obter um

sistema homogéneo.



Noção de fiabilidade operacional A fiabilidade operacional, é obtida após uma série de falhas

potenciais:

Falhas deconcepção Falhas decomponentesFiabilidade ideal _

Falhas devidoao desgaste

FiabilidadeOperacional

Falhas demontagem

Falhas defabrico



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Aspectos económicos da fiabilidade

Sob o ponto de vista do utilizador, o custo de posse de umequipamento, é o somatório de:

– despesas de aquisição – Despesas de exploração - Gastos para o fazer funcionar – Despesas de manutenção – Valor necessário para o

manter a funcionar



Por outro lado:

– Quanto mais reduzida for a fiabilidade, maiores são oscustos de manutenção

– Geralmente o preço de venda aumenta com a fiabilidade oucom a reputação de fiabilidade do construtor



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Aspectos económicos da fiabilidadeÈ por esta estas razões que:

O custo de posse mínimo corresponde geralmente a umafiabilidade intermédia, entre a fiabilidade muito elevada,adquirida a alto preço, e a fiabilidade medíocre que se toleramuitas vezes em produtos baratos



Variação do custo de posse com afiabilidade Variação do preço de

custo sob o ponto devista do fabricante


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