Probabilistic Risk Assessment (PRA)

Transcrição

1 Probabilistic Risk Assessment (PRA) 08 de Setembro de 2009 Renan Fernandes Vazquez

2 Objetivo Motivação Dificuldade Conceito Gerenciamento na NASA O PRA na NASA Esforços de Implantação PRA NASA Técnicas para Aplicação PRA FMEA FTA ETA Exemplo de Aplicação PRA

3 Frases: Probabilistic Risk Assessment (PRA) Over the years, NASA has been a leader in most of the technologies it has employed in its programs. One would think that PRA should be no exception.

4 Objetivo: Identificar e avaliar os riscos nos sistemas tecnológicos complexos afim de melhorar a sua segurança e performance

5 Será que todos os riscos podem ser mitigados?

6 Challenger (1985) Exxon Valdez (1989) Chernobyl (1986)

7 TAM Congonhas Jato Executivo Mamonas Assassinas Gol x Executivo Legacy

8 De quem é a culpa?

9 Erros humanos responderam por US$ 563 x 10 6 de prejuízos em acidentes maiores na indústria química até 1984; Fonte: Garrison, Large Property Damage Losses in the Hydrocarbon-Chemical Industries: A Thirty Year Review, 12th ed., Marsh & McLennan Protection Consultants, Chicago, IL, % de todos os acidentes na indústrias de processos químicos deveram-se a erros humanos; Fonte: H. I. Joschek, Risk Assessment in the Chemical Industry, ANS/ENS Topical Meeting on Probabilistic Risk Assessment, American Nuclear Society, La Grange Park, IL, Erros humanos responderam por 58% dos incêndios em refinarias. Fonte: Y. Uehara & H. Hasegawa, Analysis of Causes of Accidents at Factories dealing with Hazardous Materials, 5th International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries, 1, Ch. 23, Societé de Chimie Industriel, 1986.

10 Erros humanos responderam por US$ 563 x 106 de prejuízos em acidentes maiores na indústria química até 1984; Fonte: Garrison, Large Property Damage Losses in the Hydrocarbon-Chemical Industries: A Thirty Year Review, 12th ed., Marsh & McLennan Protection Consultants, Chicago, IL, % de todos os acidentes na indústrias de processos químicos deveram-se a erros humanos; Fonte: H. I. Joschek, Risk Assessment in the Chemical Industry, ANS/ENS Topical Meeting on Probabilistic Risk Assessment, American Nuclear Society, La Grange Park, IL, Erros humanos responderam por 58% dos incêndios em refinarias. Fonte: Y. Uehara & H. Hasegawa, Analysis of Causes of Accidents at Factories dealing with Hazardous Materials, 5th International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries, 1, Ch. 23, Societé de Chimie Industriel, 1986.

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13 É difícil Gerenciar todos os Riscos

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16 RISK MANAGEMENT

17 * Definição de Risco O risco do projeto é um evento ou condição incerta que, se ocorrer, terá um efeito positivo ou negativo sobre pelo menos um objetivo do projeto, como tempo, custo, escopo ou qualidade. Guia PMBOK, Terceira Edição, 2004.

18 * A NASA Integrated Action Team proveu a definição seguinte de risco aceitável: Risco aceitável é o risco que é compreendido de acordo pelo programa/projeto, enquanto Governing Program Management Council, e clientes são suficientes para alcançar critérios de sucesso definidos dentro do nível aprovado de recursos.

19 * Uma definição muito comum de risco é dada respondendo-se as perguntas: 1. O que pode dar errado? 2. Qual é a probabilidade? 3. Quais são as consequências?

20 * Alem da probabilidade e das conseqüências estas três perguntas enfatizam quais são os cenários que estão sujeitos a estes riscos. * Estes cenários são os resultados mais importantes de uma avaliação de riscos A figura a seguir demonstra a implementação deste conceito no PRA

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22 RISK MANAGEMENT AT NASA

23 * NASA adotou um processo de CRM para todos seus programas e projetos (NPG ). * CRM é uma prática de administração com processos, métodos, e ferramentas para administrar riscos em um projeto. * O CRM provê uma aproximação disciplinada e documentada do ciclo de vida de projeto para decisões proactive fazendo:

24 Avaliando o que poderia dar errado continuamente Determinado quais os riscos que devem ser gerenciados Implementando estratégias para lidar com estes riscos Assegurando a efetividade das estratégias implementadas * O CRM promove trabalho de equipe envolvendo pessoas de todos os níveis do projeto, e habilita o uso mais eficiente de recursos

25 * O processo continuo do CRM e demonstrado na figura

26 História do PRA na NASA

27 * Métodos para avaliação de riscos surgirão nos USA anos 60 para programas militares e aeroespaciais. (FTA) * O PRA era utilizado principalmente por industrias nucleares e petroquímicas e foi ganhando espaço e confiabilidade no meio cientifico pelos ótimos resultados obtidos ao longo dos anos * Com o tempo o PRA se tornou uma ferramenta usual e respeitada para a analise de riscos, por ser lógico, sistemático e de abordagem abrangente

28 * Enquanto isso na NASA os resultados Obtidos no Projeto Apollo desencorajaram técnicos e engenheiros da NASA para calculo de Risco * Acidente com a Challenger 1986 * Em 29 de Outubro de 1986 a investigação do acidente da Challenger feita pelo Committee on Science and Technology, House of Representatives. Afirmou que sem um meio de estimar o risco a NASA não saberia onde centralizar sua atenção

29 * Em Janeiro de 1988 o Slay Committee recomendou no seu relatório denominado Post-Challenger Evaluation of Space Shuttle Risk Assessment and Management que as abordagens do PRA deveriam ser aplicadas a gestão de risco do Shuttle o mais rápido possível * Com a recomendação Slay Committee a NASA começou a experimentar o PRA no modulo proof-of-concept * Em 29 de julho de 1996 foi feita uma solicitação a Office of Safety and Mission Assurance (OSMA), para desenvolvimento de uma ferramenta para suporte de

30 * Essa ferramenta foi solicitada pois a NASA gastava bilhões de dólares com upgrades do Space Shuttle, sem saber ao certo o quanto isso tornava o sistema mais seguro. * Essa solicitação deu origem ao Quantitative Risk Assessment System (QRAS), e sua última versão, 1.6, foi emitida em Abril de 2001

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34 Implantação do PRA na NASA

35 Um cenário PRA completo geralmente procede como segue abaixo: Definição de objetivo Familiarização com sistema. Identificação de eventos iniciais. Modelagem do Sucesso. Modelagem do Fracasso. Coleção de dados, Análise, e Desenvolvimento. Quantificação e Integração. Análise de incerteza. Análise de sensibilidade. Importância Ranking.

36 * Depois das recomendações do Post-Challenger Evaluation of Space Shuttle Risk Assessment and Management a NASA para dar inicio ao seu programa Risk Management Program começou dentro do ano de 2000 a desenvolver a capacidade da Agência em PRA. Os esforços da NASA para desenvolver o PRA in-house inclui: Contratação de peritos de PRA para a OSMA (Sede e Centros) Desenvolvimento de uma política de PRA na NASA

37 Treinamento de PRA para os gerentes Desenvolvimento de metodologia de PRA para treinamento dos practitioners Desenvolvimento de uma nova versão do Fault Tree Handbook com exemplos aeroespaciais

38 Desenvolvimento e distribuição de ferramentas de PRA (SAPHIRE) Desenvolvimento do treinamento para as ferramentas de PRA (SAPHIRE) Troca de informações sobre PRA dentro da NASA (PRArelated) Cooperação com outras agencias, dentro dos USA (NRC e outros) e estrangeiros (agência espacial japonesa, NASDA, e agência de espaço européia, ESA).

39 * Aquisição ou desenvolvimento in-house de dados para o PRA provaram ser a única maneira duradoura de desenvolvimento da capacidade do PRA, como visto da experiencia de varias industrias (Energia nuclear, armas nucleares e petroquímicas) durante as últimas duas décadas * Experiencias reais de PRA não são desenvolvidas do dia para a noite (overnight). Para a NASA alcança um nível adequado de PRA, precisou um numero elevado de aproximações. Um plano esta sendo desenvolvido atualmente pelo OSMA, para investigar e implementar opções que realize aumento dos conhecimentos de PRA

40 Técnicas para Aplicação do PRA

41 * PRA é uma disciplina sistemática, lógica e abrangente, que utiliza ferramentas como FMEA, FTA, Event Tree Analysis (ETA) para calculo de risco.

42 As técnicas para aplicação do PRA incluem: Failure Mode e Effects Analysis (FMEA) Fault Tree Analysis Event Tree Analysis

43 Failure Mode e Effects Analysis (FMEA)

44 Failure Mode e Effects Analysis (FMEA) FMEA é uma técnica de engenharia indutivas utilizadas no nível de componente para definir, identificar e eliminar as conhecidas e / ou potenciais falhas, problemas e erros do sistema, projeto, processo e / ou serviço antes de chegar ao cliente.

45 * Logica Indutiva * Identifica os modos de falha e os eventos envolvidos * FMECA - Classificação dos modos de falha por severidade e criticalidade * O que poderia dar errado?

46 Item Modo de Falha Causa da Falha Possível Evento Probabilidade Criticalidade Ações Corretivas Componente1 Modo Y Causa N Próximo evento N n.nnn n.nnn Ação

47 Item Modo de Falha Causa da Falha Possível Evento Probabilidade Criticalidade Ações Corretivas Componente1 Modo Y Causa N Próximo evento N n.nnn n.nnn Ação Sistema O que poderia dar errado?

48 Item Modo de Falha Causa da Falha Possível Evento Probabilidade Criticalidade Ações Corretivas Componente1 Modo Y Causa N Próximo evento N n.nnn n.nnn Ação Sistema Componente 1 Componente N O que poderia dar errado?

49 Item Modo de Falha Causa da Falha Possível Evento Probabilidade Criticalidade Ações Corretivas Componente1 Modo Y Causa N Próximo evento N n.nnn n.nnn Ação Sistema Componente 1 O que poderia dar errado? Modo de Falha 1 Modo de Falha N Componente N

50 Item Modo de Falha Causa da Falha Possível Evento Probabilidade Criticalidade Ações Corretivas Componente1 Modo Y Causa N Próximo evento N n.nnn n.nnn Ação Sistema Componente 1 O que poderia dar errado? Modo de Falha 1 Modo de Falha N Próximo Evento 1 Próximo Evento N Componente N

51 Fault Tree Analysis

52 Fault Tree Analysis * FTA é uma técnica dedutiva de análise de fiabilidade e de análises de segurança e geralmente é usado para sistemas complexos e dinâmicos * Primeiro desenvolvido pela Bell Telephone, em 1961, depois alterada pela Boeing para uso em larga escala * Dedução Logica * Qual a probabilidade?

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54 Evento Inicial Qual a probabilidade? Evento 1 Evento 2 Evento 3 Evento 4 G1 = E1 x E2 x E3 + E1 x E2 x E4

55 Event Tree Analysis

56 Event Tree Analysis * Visa melhorar a confiabilidade de produtos e processos através da análise sistemática de possíveis falhas e suas conseqüências, orientando na adoção de medidas corretivas ou preventivas. * Logica Indutiva * Quais são as consequências?

57 Quais são as consequência s?

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59 1. O que pode dar errado?

60 1. O que pode dar errado? 2. Qual é a

61 1. O que pode dar errado? 3. Quais são as consequências? 2. Qual é a

62 Aplicando o PRA

63 * O tema da análise é um módulo de distribuição de combustível. * Partes Relevantes Tanque de hidrazina Duas linhas principais de distribuição de combustível para os propulsores Um sensor de pressão em cada linha E os circuitos de controle

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65 * Quando o attitude control envia sinais para a operação do sistema propulsor, o controlador abre as válvulas solenóides para permitir o fluxo de hidrazina. Parte do objetivo do projeto deste sistema é que, no caso de vazamento nas linhas de distribuição, o vazamento deve ser detectada pela pressão sensores (o vazamento deve causar uma redução de pressão) e, posteriormente, deve ser isolado por encerramento das duas válvulas de isolamento

66 * Os cenários analisados neste exemplo são: (1) a perda do veículo (2) perda de dados científicos * Os cenários que conduzem à perda do veículo "são apresentados na Tabela abaixo, juntamente com as estimativas de suas freqüências (na verdade, por probabilidades-missão). Na segunda coluna, o cenários são especificados em termos de agregados ou funcional eventos de alto nível: O sucesso ou falha dos sistemas A ocorrência ou não ocorrência de fenômenos particulares

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68 vazamento de hidrazina (símbolo "IE", freqüência de 0,01) AND Local de vazamento é a montante das válvulas de isolamento (o que implica que o isolamento não pode êxito) símbolo ( "L", a probabilidade de 0,1) AND Danos físicos realmente ocorrendo a fiação como resultado do ataque de hidrazina (símbolo "/ A2," a probabilidade de 0,1) [levando à perda do veículo].

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75 Referencias Probabilistic Risk Assessment Procedures Guide for NASA Managers and Practitioners Version March 2002 Confiabilidade Humana --M.Sc. Eng. Celso Luiz S. Figueirôa Filho -- Salvador-BA 2007 Análise da Confiabilidade Humana (ACH) na AQRd 11o Congresso de Atuação Responsável, São Paulo, SP de Agosto de 2007 A-RISK : UM MÉTODO PARA IDENTIFICAR E QUANTIFICAR RISCO DE PRAZO EM PROJETOS DE DESENVOLVIMENTO DE SOFTWAREO -- CRISTINA ÂNGELA FILIPAK MACHADOF CURITIBA 2002 RISK MANAGEMENT -- Mateus C. F. Aguiar Outubro 2009 GESTÃO DE RISCOS LOGÍSTICOS -- Claudemir Gimenez e Oscar Salviano Silva Filho Sem referencias de data