Métodos para aumento da disponibilidade de um sistema

1. Métodos para aumento da disponibilidade de um sistema • Dado que D(t) = MTBF/(MTBF+MTTR), duas abordagens são possíveis: • Redução do MTTR através do projeto voltado à manutenibilidade; • Aumento do MTBF através do projeto voltado à confiabilidade.

2. Projeto voltado à manutenibilidade • A manutebilidade de um sistema é afetada pela facilidade com que seus componentes são repostos em caso de falha; • A manutebilidade de um sistema pode ser aumentada através de: • Arranjos físicos: chegar fácil ao local do reparo; • Arranjos lógicos: método fácil para o reparo; • Um indicador para a manutenibilidade é o MTTR; • O MTTR é modelável pela distribuição lognormal: o logaritmo dos dados seguem uma distribuição normal

3. Arranjos físicos para reduzir o MTTR • Acesso universal: • Menores distâncias, menores alturas, menos obstáculos, menos esforços para abrir o equipamento; • Reserva instalada • Ferramentas e peças no local de uso; • Diagnóstico remoto, via modem; • Redundância automática.

4. Projeto voltado à confiabilidade • A confiabilidade de um sistema é afetada pela confiabilidade dos seus componentes e pelo tipo de interligação; • A interligação entre componentes pode ser serial, paralela, k entre n ou outra , não-classificável; • Para que se saiba qual componente reforçar, é necessário medir a importância de cada componente do sistema: o mais importante é prioritário para receber o reforço.

5. Projeto voltado à confiabilidade • Algumas configurações intrinsecamente aumentam a confiabilidade: • Paralelismo: o último componente a falhar causa a falha; • Redundância: dois componentes tem a mesma função, porém um deles está apenas ativado, não está operacional; • Residente ou stand-by: dois componentes tem a mesma função, porém um deles só é ativado quando o outro falha; • Exemplos: • Lâmpadas: são ligadas em paralelo; • Alimentação elétrica e No-break são redundantes: o no-break está ativo, mas só entra em operação se a alimentação falha; • Alimentação elétrica e gerador: o gerador só é ativado e só entra em operação se a alimentação elétrica falha.

6. R(t) tempo Configuração paralela: ambos os componentes têm a mesma R(t) Curvas de confiabilidade

7. Componente redundante R(t) Componente ativo tempo Configuração redundante: um dos componentes têm a sua R(t) retardada, pois a ativação contribui menos do que a operação para a queda na confiabilidade. Curvas de confiabilidade

8. Componente stand-by R(t) Componente ativo tempo Configuração residente: um dos componentes têm a sua R(t) retardada, pois só se degrada quando entra em operação. Curvas de confiabilidade

9. Cálculo de confiabilidade de configurações aumentantes • Paralelismo: • R total = {1 – (1 – R1).(1 – R2)}; • Redundância: • R total = {1 – (1 – R1).(1 – R2 red.)}; • Residente ou stand-by: • R total = {1 – (1 – R1).(1 – R2 res.)}.

10. Cálculos e exemplos • R1 (1 ano) = 0,95; R2 (1 ano) = 0,9; • R2 (1 ano só ativo) = 0,95; • R2 (1 ano residente) = 0,99; • R1 em paralelo com R2: • R total = 1 – (1-0,95).(1-0,9) = 0,995; • R1 em redundância com R2: • R total = 1 – (1-0,95).(1-0,95) = 0,9975; • R1 com R2 residente: • R total = 1 – (1-0,95).(1-0,99) = 0,9995.

11. Importância estrutural de componentes • A importância estrutural de um componente depende: • Localização do componente no sistema; • Confiabilidade individual do componente; • Conhecendo-se a importância de um componente é possível: • Focalizar os esforços de melhoria naqueles componentes que aumentarão mais rapidamente a confiabilidades total; • Fazer inspeções e intervenções preventivas só nos componentes de maior importância.

12. Importância estrutural de componentes • Diversos critérios de medição foram propostos por estudiosos do tema: • Medida de Birnbaum; • Medida de importância crítica; • Medida de Vesely-Fussell; e • Medida do potencial de melhoria; • A medida de Birnbaum é importante pois facilita o cálculo de outras medidas.

13. Medida de Birnbaum

14. Medida de Birnbaum: exemplo • Sistema série: R1 = 0,98; R2 = 0,96; • O mais fraco é mais importante.

15. Medida de Birnbaum: exemplo • Sistema paralelo: R1 = 0,98; R2 = 0,96; • O mais forte é mais importante.

16. Medida de potencial de melhoria • O i-ésimo componente é substituído por um componente perfeito, ou seja, Ri(t) = 1; • A medida de potencial de melhoria é dada pela diferença entre R(t) com o i-ésimo componente perfeito e R(t) normal.

17. Medida de potencial de melhoria: exemplo • Sistema série: R1 = 0,98; R2 = 0,96; • O mais fraco é mais importante.

18. Medida de potencial de melhoria: exemplo • Sistema paralelo: R1 = 0,98; R2 = 0,96; • Mesma importância.

19. Calcular a confiabilidade do sistema R 6 = 0,8 R 4 = 0,8 R 1 = 0,8 R 5 = 0,9 R 3 = 0,9 R 7 = 0,95 R 2 = 0,9 R 8 = 0,9 As redundâncias são acionadas por dispositivos cuja chance de não funcionar é de 1 em 200.

20. Calcular a importância de R1, R3 e R7 pelas medidas de Birnbaum e de potencial de melhoria R 6 = 0,8 R 4 = 0,8 R 1 = 0,8 R 5 = 0,9 R 3 = 0,9 R 7 = 0,95 R 2 = 0,9 R 8 = 0,9 As redundâncias são acionadas por dispositivos cuja chance de não funcionar é de 1 em 200.