Introdução: Entendendo a análise de árvore de falhas
No mundo da manutenção e da fiabilidade, a análise da árvore de falhas (FTA) é uma ferramenta importante para identificar e atenuar os riscos associados a sistemas complexos. Os gestores de manutenção de várias indústrias utilizam esta técnica poderosa para melhorar a fiabilidade e a segurança globais dos seus activos.
Neste guia, vamos aprofundar os fundamentos da análise da árvore de falhas, os seus principais benefícios e como pode ser efetivamente integrada na sua estratégia de manutenção com a ajuda do software CMMS.
O que é a análise da árvore de falhas?
A análise da árvore de falhas é uma abordagem sistemática, de cima para baixo, para identificar e avaliar as causas potenciais de várias falhas do sistema. Envolve a utilização de um gráfico, conhecido como árvore de falhas, para mapear visualmente as relações que levam à falha. Trabalha de trás para a frente a partir de um evento de falha inicial colocado no topo da árvore. Os ramos são então construídos através da revelação das potenciais causas e factores contribuintes que conduzem ao evento de falha.
O seu objetivo é identificar todas as potenciais causas de falha do equipamento antes de estas ocorrerem. Ao decompor sistemas complexos nos seus componentes e ao analisar as interações entre eles, a análise da árvore de falhas ajuda os gestores de manutenção a identificar potenciais falhas antes de estas ocorrerem e a implementar medidas preventivas específicas.
Passos para efetuar a ACL
A Análise da Árvore de Falhas pode parecer assustadora, mas na sua essência, trata-se simplesmente de reunir ideias peça por peça. Seguir estes passos permitir-lhe-á realizar uma análise básica da árvore de falhas.
1. Definir a falha
O primeiro e, sem dúvida, o mais importante passo do processo é identificar o evento de falha que será analisado. O evento no topo da árvore será o que ditará todos os passos seguintes - como tal, precisa de ser bem definido para manter o resto do processo organizado. A falha também não significa explicitamente uma avaria catastrófica da maquinaria. A falha pode ser definida como qualquer ocorrência que não corresponda às expectativas. O tempo de inatividade não planeado, a rotatividade dos empregados ou mesmo os atrasos na manutenção podem ser analisados utilizando o processo de análise da árvore de falhas.
2. Identificar as causas
Uma vez definido o evento de falha, podem ser levantadas hipóteses de causas potenciais. Comece com as causas mais simples e trabalhe a partir daí. Esta etapa exigirá uma compreensão sólida do sistema que está a sofrer a falha e como deve funcionar quando não existem problemas. Identifique se o evento de falha é estritamente mecânico, relacionado ao software ou potencialmente uma combinação de ambos. Lembre-se de que o erro humano também pode resultar em problemas imprevistos. Depois de identificadas todas as causas, estas devem ser classificadas de acordo com a sua probabilidade de ocorrência.
3. Determinar os factores contribuintes
O último passo antes de criar o diagrama é descobrir os factores que contribuíram para a falha. Determinar se algo mais afectou o sistema e contribuiu para a falha garante que detalhes importantes não sejam esquecidos.
4. Criar um diagrama de árvore de falhas
Agora é altura de apresentar toda a informação que foi recolhida. Crie a Árvore de Falhas com o evento de falha no topo e as causas mapeadas abaixo. Avalie as relações entre as causas potenciais e os factores contribuintes, ligando-os conforme necessário até chegar à causa principal. Se as fases de identificação da falha e da causa forem exaustivas, esta etapa deve ser bastante simples, como completar um puzzle em que já colocou todas as peças por ordem.
5. Avaliar e gerir o risco
Uma das etapas mais cruciais do processo é produzir uma avaliação de risco para as causas-raiz identificadas. Para tal, é necessário reunir todos os dados disponíveis sobre falhas, de modo a poder determinar a probabilidade de cada um dos eventos e causas no seu diagrama FTA. Os dados históricos podem ser úteis neste caso, bem como as projecções futuras para determinar onde se situa o risco mais elevado.
Uma vez que isso tenha sido feito, são necessários passos para minimizar a possibilidade de falha. No entanto, também é importante lembrar que a análise da árvore de falhas é um processo iterativo. A sua avaliação de risco pode mudar à medida que recolhe mais dados ou faz alterações aos seus sistemas.
6. Monitorizar o desempenho e analisar os progressos
Após a análise inicial da árvore de falhas, é importante tomar medidas para minimizar o risco na sua operação. Continue a monitorizar o desempenho e a avaliar regularmente o seu progresso, para que possa determinar se conseguiu reduzir o risco. A FTA é um processo contínuo e é uma boa prática atualizar continuamente a sua árvore de falhas para refletir os dados mais recentes.
Que sectores utilizam a análise da árvore de falhas?
Devido à sua abordagem dedutiva e metódica, a FTA é amplamente utilizada para analisar sistemas complexos com múltiplos pontos de falha potenciais.
A análise da árvore de falhas é frequentemente utilizada na indústria transformadora, processamento químico, energia nuclear, petróleo e gás, transportes, cuidados de saúde, aeroespacial e automóvel, para citar apenas algumas indústrias.
A metodologia da FTA é inestimável para verificar a funcionalidade das medidas de segurança, acompanhar a eficiência e melhorar o processo de orçamentação.
Exemplos de ACL
Eis alguns exemplos em que a ACL é especialmente útil.
Conceção e instalação de novos equipamentos
A FTA pode ser útil sempre que se projecta uma nova peça de equipamento. A abordagem permite identificar e corrigir potenciais pontos de falha durante o processo de projeto. Uma FTA completa também deve ser efectuada antes da instalação para evitar quaisquer problemas imprevistos e reparações dispendiosas.
Manter uma fábrica segura
Saber se há acidentes potenciais à espera de acontecer nas suas instalações pode ajudar muito a manter os trabalhadores em segurança.
Otimização da manutenção
A identificação de problemas antes de o equipamento avariar permite um plano de manutenção preventiva que pode poupar custos e evitar períodos de inatividade.
Minimizar o insucesso da aviação
A FTA é extremamente importante no sector da aviação, onde uma única falha pode ter consequências catastróficas. Pode conduzir a melhores diretrizes de segurança e reduzir os atrasos mecânicos.
Manter a conformidade regulamentar
Identificar situações em que o equipamento ou os sistemas podem estar fora dos regulamentos é crucial; permite estabelecer prioridades antes que a conformidade se torne um problema real.
Deduzir a causa da rotação de trabalhadores
Cada trabalhador tem uma razão diferente para sair, mas a identificação dos aspectos comuns que levam os trabalhadores a sair pode ajudar a reduzir a rotatividade excessiva na força de trabalho.
Efetuar modificações em qualquer sistema existente
Não efectue alterações aos sistemas internos integrais antes de analisar os riscos. É melhor estar preparado para um problema do que ter de deduzir um problema no momento.
Integração da análise da árvore de falhas com o software CMMS
O software do sistema de gestão de manutenção informatizado (CMMS) é uma ferramenta poderosa que pode ajudar os gestores de manutenção a simplificar as suas operações e a melhorar a fiabilidade geral dos activos. Aumentar a análise da árvore de falhas com o seu software CMMS pode proporcionar vários benefícios adicionais, incluindo:
Insights baseados em dados
Ao tirar partido da riqueza de dados armazenados no seu CMMS, pode melhorar a sua análise da árvore de falhas com informações em tempo real sobre o desempenho dos activos, histórico de manutenção e tendências de falhas. Isto revelar-se-á benéfico durante o processo de avaliação de riscos, permitindo previsões mais inteligentes e decisões bem informadas.
A quantidade de dados já disponíveis num CMMS pode ser a diferença entre uma estimativa aproximada e uma análise exacta. É crucial para um processo de análise da árvore de falhas mais eficaz.
Fluxos de Trabalho Automatizados
O software CMMS pode ser configurado para acionar automaticamente tarefas de manutenção preventiva com base nos conhecimentos obtidos a partir da análise da árvore de falhas. Isto transforma imediatamente a sua análise numa verdadeira gestão do risco sem ter de lidar com a implementação manual. Ajuda a garantir intervenções atempadas e reduz a probabilidade de falhas críticas.
Acompanhamento do desempenho
Com a capacidade de monitorizar os indicadores-chave de desempenho (KPI) da manutenção relacionados com a fiabilidade dos activos, os gestores podem avaliar a eficácia dos seus esforços de análise da árvore de falhas. Podem então fazer melhorias contínuas no seu plano de manutenção, garantindo uma estratégia eficiente e económica.
Documentação e conformidade
O software CMMS fornece uma plataforma centralizada para armazenar e gerir a documentação, incluindo a análise da árvore de falhas, garantindo um acesso fácil. Sempre que um sistema é atualizado ou é adicionado um novo equipamento, a FTA existente pode ser consultada e adaptada para garantir a conformidade e evitar problemas de compatibilidade.
As origens e a evolução da análise da árvore de falhas
O conceito de análise da árvore de falhas remonta à década de 1960, quando foi desenvolvido pela Bell Telephone Laboratories para a Força Aérea dos EUA. O principal objetivo era melhorar a fiabilidade e a segurança do sistema de mísseis Minuteman. Desde então, a análise de árvores de falhas tem sido amplamente adoptada em várias indústrias.
Atualmente, a análise da árvore de falhas evoluiu para uma ferramenta sofisticada de gestão do risco, incorporando os avanços da tecnologia informática e beneficiando da investigação em curso no domínio da engenharia da fiabilidade.
Componentes principais da análise da árvore de falhas
Uma árvore de falhas típica consiste em vários componentes-chave que ajudam os gestores de manutenção a visualizar e analisar os possíveis cenários de falha num sistema. Estes componentes são apresentados como símbolos de eventos, símbolos de portas e símbolos de transferência. Alguns desses componentes incluem:
Evento principal
Representa o principal resultado indesejável ou falha que a análise pretende evitar. Normalmente, é colocado no topo do diagrama da árvore de falhas.
Eventos intermédios
Trata-se de eventos que contribuem para o evento principal e que podem ser decompostos em eventos de nível inferior ou causas principais.
Eventos básicos
Estes são os eventos de nível mais baixo na árvore de falhas, representando as causas de raiz da falha. Os eventos básicos não podem ser subdivididos. Podem ser falhas de hardware, erro humano ou qualquer tipo de falha do sistema.
Portões
Os operadores lógicos, como as portas AND e OR, são utilizados para ilustrar as relações entre os diferentes eventos na árvore de falhas. Estas portas ajudam a determinar a probabilidade de ocorrência do evento de topo com base nas probabilidades dos eventos contribuintes.
O que são símbolos de análise de árvore de falhas?
Os diagramas de análise de árvore de falhas utilizam símbolos em todos os sectores. Os símbolos e as convenções de nomenclatura são padronizados, facilitando a leitura de um diagrama FTA.
Os símbolos utilizados nos diagramas FTA dividem-se em 3 categorias básicas: símbolos de eventos, símbolos de portas e símbolos de transferência.
Símbolos de eventos
Os eventos indicam uma falha total ou parcial algures no sistema. Os diagramas de árvore de falhas utilizam símbolos diferentes para eventos de nível superior - a falha catastrófica de um sistema - e eventos intermédios ou básicos.
Tanto os eventos intermédios como os básicos contribuem para a falha de nível superior do sistema. A utilização de símbolos diferentes torna imediatamente claro quais os elementos do seu fluxo de trabalho de manutenção que devem ser abordados. Os símbolos também ilustram graficamente os níveis de gravidade de cada problema.
Símbolos do portão
Os símbolos de porta indicam a relação entre eventos. Ilustram as diferentes formas como os eventos básicos e intermédios podem contribuir para os eventos de nível superior.
Os símbolos de porta mais utilizados são AND e OR.
OU indica que qualquer um de uma série de eventos pode produzir um determinado resultado.
AND indica que ambos os acontecimentos têm de ocorrer para produzir o resultado.
Símbolos de transferência
Os símbolos de transferência são úteis em diagramas FTA maiores, onde os eventos se repetem.
Os símbolos de transferência indicam que um determinado evento é desenvolvido noutro ponto do diagrama.
Os símbolos de transferência indicam que um evento é repetido num ponto diferente mais adiante no diagrama.
Benefícios da análise da árvore de falhas
A análise da árvore de falhas oferece muitas vantagens aos gestores de manutenção que trabalham para aumentar a fiabilidade e a segurança dos seus activos. Alguns dos principais benefícios incluem:
Melhoria da identificação dos riscos
Ao decompor sistematicamente um sistema existente nos seus componentes, a FTA permite aos gestores de manutenção identificar e dar prioridade aos potenciais modos de falha de forma mais eficaz. Proporciona aos utilizadores uma melhor compreensão de todo o sistema e dá aos gestores uma visão holística dos seus processos.
Considera todos os métodos de falha
A FTA não se concentra apenas na avaria do equipamento ou no mau funcionamento do software - também considera o elemento humano que pode ser ignorado noutras análises. Os erros mecânicos, por si só, não podem explicar totalmente as falhas; se não tiver em conta o erro humano, não compreenderá totalmente os problemas que a sua fábrica enfrenta.
A análise da árvore de falhas tem em conta todos os tipos de causas, permitindo uma lista abrangente de medidas preventivas, incluindo uma atualização dos procedimentos operacionais normalizados.
Melhoria do processo de tomada de decisões
Com uma compreensão clara das potenciais causas de falha, os gestores de manutenção podem tomar decisões mais informadas relativamente à afetação de recursos, manutenção preventiva e estratégias de mitigação de riscos. Isto resulta numa melhor manutenção preventiva e em esforços de manutenção mais eficientes.
Melhor comunicação
A natureza visual dos diagramas de árvore de falhas facilita a comunicação e a colaboração entre os diferentes intervenientes, incluindo as equipas de manutenção, os engenheiros e a gestão. Ao ser fácil de compreender, permite uma discussão frutuosa e não apenas uma explicação.
Avaliação quantitativa dos riscos
A análise da árvore de falhas permite o cálculo das probabilidades de falha, que podem ser utilizadas para avaliar e comparar os riscos associados a diferentes cenários de falha. Estas probabilidades podem então ser classificadas e utilizadas para dar prioridade às tarefas de manutenção.
A análise da árvore de falhas é uma ferramenta valiosa para os gestores de manutenção que procuram melhorar a fiabilidade e a segurança dos seus activos. Ao tirar partido de um CMMS e ao fazer a análise de árvore de falhas, pode aproveitar o poder das informações baseadas em dados, automatizar fluxos de trabalho e otimizar continuamente a sua estratégia de manutenção. Aproveite o potencial da análise da árvore de falhas e eleve as suas operações de manutenção a novos níveis de eficiência e eficácia.
Desvantagens da análise da árvore de falhas
A análise da árvore de falhas é geralmente benéfica, mas tem algumas limitações. É uma boa ideia pensar na FTA como uma ferramenta na sua caixa de ferramentas, em vez de uma solução de manutenção de tamanho único.
A análise da árvore de falhas pode ser demasiado complicada, especialmente quando utilizada para analisar um sistema complexo. Construir e estudar um diagrama de árvore de falhas elaborado pode ser um processo exigente. Se já estiver sob pressão e os prazos estiverem a aproximar-se, a FTA pode ser um projeto excessivamente moroso.
A ACL também requer alguma experiência. É preciso tempo e formação para se sentir verdadeiramente à vontade com os símbolos, as convenções de nomenclatura e a abordagem dedutiva exigida pela FTA. Se estiver a operar com uma equipa de manutenção reduzida ou com falta de técnicos experientes, poderá não ter os recursos necessários para desenvolver uma análise eficaz da árvore de falhas.
A análise da árvore de falhas pode fornecer grandes informações, mas essas informações também podem ser limitadas. A FTA centra-se num único "evento principal" e nas suas causas principais. Esse conhecimento não ajuda as equipas de manutenção a planear antecipadamente outros possíveis problemas.
Finalmente, para algumas organizações, a falta de bons dados pode dificultar a realização de uma análise de árvore de falhas sólida. Tal como acontece com muitas métricas, a análise da árvore de falhas é tão boa quanto os dados que a compõem. Conjuntos de dados incompletos ou registos incorrectos podem distorcer os resultados, de modo a que a análise da árvore de falhas não seja exacta.
Felizmente, existe uma solução fácil para este problema. Um bom CMMS, como o eMaint, captura, armazena e organiza os dados da fábrica para que possa efetuar facilmente as análises necessárias.
O eMaint capta e armazena todos os dados sobre o estado dos seus activos, como os níveis de vibração, a temperatura e a qualidade do óleo. O software também regista os dados das ordens de trabalho e as tarefas de manutenção preventiva. Essencialmente, o eMaint CMMS actua como um repositório central dos dados necessários para realizar uma análise eficaz da árvore de falhas, identificando as causas principais das falhas dos activos e descobrindo exatamente como melhorar a sua gestão da manutenção. O resultado é uma maior eficiência e uma redução drástica do tempo de inatividade na sua organização.
Perguntas frequentes sobre a análise da árvore de falhas
Quando é que a análise da árvore de falhas deve ser utilizada?
A análise da árvore de falhas é frequentemente efectuada durante a fase de conceção para verificar os pontos fracos do sistema. As equipas de manutenção, no entanto, utilizam normalmente a análise da árvore de falhas durante o funcionamento de um sistema. É uma técnica poderosa de resolução de problemas que serve para identificar os componentes de um sistema que estão a causar falhas.
Qual é a diferença entre a análise da árvore de falhas e a análise dos modos e efeitos de falha (FMEA)?
Embora tanto a FTA como a FMEA sejam utilizadas para identificar e mitigar riscos em sistemas complexos, diferem nas suas abordagens. A análise da árvore de falhas é um método descendente que começa com um resultado indesejável específico e trabalha de trás para a frente para identificar os factores contribuintes. Por outro lado, a FMEA é uma abordagem de baixo para cima que começa por examinar os componentes individuais e os seus potenciais modos de falha, avaliando depois o impacto dessas falhas no sistema global.
Qual é a diferença entre a análise da árvore de falhas e a análise da árvore de eventos?
A análise da árvore de falhas e a análise da árvore de eventos são como duas faces da mesma moeda. A análise da árvore de falhas é uma abordagem descendente, que identifica uma falha (evento principal) e, em seguida, analisa os eventos que levaram a essa falha.
Em contrapartida, a análise da árvore de eventos começa com um evento e depois analisa os potenciais resultados desse evento.
Ambas as abordagens são úteis para compreender os modos de falha de um sistema e trabalhar para aumentar a fiabilidade.
A análise da árvore de falhas pode ser utilizada para o planeamento proactivo da manutenção?
Sim, a análise da árvore de falhas pode ser uma parte integrante do planeamento proactivo da manutenção. Ao identificar os potenciais modos de falha e as suas causas principais, os gestores de manutenção podem desenvolver estratégias de manutenção preventiva direccionadas para minimizar a probabilidade de falhas críticas, reduzir o tempo de inatividade e prolongar a vida útil dos seus activos. A integração das informações da FTA em acções no seu software CMMS pode melhorar ainda mais o planeamento proactivo da manutenção através de fluxos de trabalho automatizados e da tomada de decisões baseadas em dados.