Simpósio Internacional de Confiabilidade São Paulo, 2015

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1 Simpósio Internacional de Confiabilidade São Paulo, 2015 IDENTIFICAÇÃO DO INTERVALO ÓTIMO COM DADOS HISTÓRICOS VERSUS DADOS ELICITADOS. Leandro Almeida Dutra 1 Shaney Gonçalves Mileipe 2 1 Mestre em engenharia mecânica, Engenheiro Especialista de Manutenção, Samarco Mineração. 2 Engenheiro de Controle e Automação, Engenheiro, Time Now Engenharia S/A Simpósio Internacional de Confiabilidade SIC 2015 Página 1

2 1. MOTIVAÇÃO A necessidade cada vez crescente de suportar a tomada de decisões de manutenção com dados confiáveis incorre na busca por dados que suportem as análises em questão. A obtenção de dados históricos nem sempre é possível ou é altamente custosa. Para esses casos recomenda-se a técnica da, entretanto a acurácia da técnica é alvo de questionamentos e divergências. Portanto, uma análise comparativa entre os dados históricos e dados elicitados foi elaborada a fim de avaliar a acurácia do método da na determinação de intervalos ótimos de manutenção em componentes de uma unidade industrial no ramo de mineração. 2. INTRODUÇÃO A obtenção desses dados usualmente é feita a partir dos registros históricos ou também chamados de retornos de experiências dos executantes de manutenção. A existência de informações confiáveis sempre foi um ponto de conflito dentro de diversas organizações independente do ramo de atuação. Em 1946, após a II Guerra Mundial, um mecanismo estruturado de obtenção de informações a partir da experiência de especialistas, a, começou a ser desenvolvido pela RAND (Research and Developement) Corporation of Santa Monica uma parceria entre a Força Aérea Americana e a empresa Douglas Aircraft. 1 No primeiro ano de operação, a RAND previu que o primeiro satélite espacial seria lançado em meados de 1957, fato validado pelo lançamento do Sputnik em 4 de Outubro de No ano seguinte a empresa desenvolveu dois métodos estruturados de denominados Delphi e Análise de cenários. A de especialistas teve seu apogeu em termo pesquisa e utilização durante a Guerra do Vietnam seguido por um declínio. Na década de 70 os métodos foram alvos de várias críticas que desacreditaram os questionários propostos pelo método Delphi. Sugeriu-se que o método fosse substituído por técnicas de questionários cientificamente mais rigorosas associadas a procedimentos experimentais 6. Recentemente há um renovo no interesse pelo método, fato atribuído em parte à necessidade de previsão de novas tecnologias, estudos de confiabilidade e de risco. 1 Na Samarco Mineração, a técnica da pode ser uma alternativa à ausência de dados históricos para a construção de modelos de confiabilidade a fim de identificar momentos de equilíbrio entre o custo e o risco nas estratégias de manutenção adotadas para os ativos físicos. A fim de acreditar o método internamente, uma análise comparativa entre o resultado obtidos via dados históricos e dados elicitados foi elaborada. O método, resultados bem como discussões são abordados nos próximos capítulos. A análise sugere que para fins de identificação do momento de equilíbrio entre custo e risco da estratégia de manutenção adotada para um componente os dados elicitados apresentam pouco desvio em relação aos dados históricos. Entretanto, os valores absolutos do custo bem como as curvas de confiabilidade apresentam uma variação significativa. 3. MÉTODO A fim de realizar uma análise comparativa, o seguinte procedimento foi aplicado: 1. Um modelo de será elaborado. Tal modelo deverá ser capaz de, a partir de uma entrevista com especialistas, plotar as curvas de confiabilidade (pdf, F(t), R(t), λ(t) e H(t)). 2. Dois componentes de manutenção serão selecionados aleatoriamente. 3. Especialistas nesse componente serão elicitados. Simpósio Internacional de Confiabilidade SIC 2015 Página 2

3 4. O histórico de manutenção presente no CMMS será coletado e tratado. 5. As curvas de confiabilidade segundo o histórico de manutenção serão plotadas. 6. As curvas de custo global (lucro cessante, custo da corretiva e custo da preventiva) dos dados elicitados e dos dados históricos serão comparadas quanto ao ponto de mínimo. 3.1 Elicitação Segundo Kadane 2, o princípio sobre o qual o método da se apoia é que o especialista terá condições de fazer julgamentos probabilísticos sobre percentis da distribuição que se deseja prever. Esses julgamentos podem ser usados para determinar os parâmetros da distribuição. Para lidar com os possíveis erros da, é recomendado realizar mais de uma e trabalhar com a média. Alguns consensos foram alcançados sobre como a deve ser conduzida (2): 1. A opinião do especialista é a que mais vale a pena ser elicitada. 2. Os especialistas devem ser questionados sobre temas quantificáveis. 3. Não deve ser solicitado ao especialista que quantifique momentos da distribuição em análise (exceto, se possível, o primeiro momento). Deve-se solicitar que eles forneçam probabilidades da distribuição. 4. Feedback frequente deve ser fornecido ao especialista durante o processo da. 5. Deve-se solicitar ao especialista que forneça dados hipotéticos tanto em cenários restritos por condições de contorno como em cenário sem condições de contorno. Para Keeney e Winterfeldt 3, o processo formal de de probabilidade de especialistas consiste de sete etapas: 1. Identificação e seleção de problemática. 2. Identificação e seleção de especialistas. 3. Discussão e refinamento da problemática. 4. Treinamento para. 5. Processo de. 6. Análise, agreagação e resolução de desacordos. 7. Documentação e divulgação dos resultados. A Tabela 1 apresenta um modelo de plano da proposto para esse trabalho. Tabela 1 - Modelo de plano para Etapas da Identificação e seleção da problemática Identificação e seleção de especialistas Discussão e refinamento da problemática Treinamento para Processo de Comentários Falha em casquilho dos ventiladores de processo das usinas de pelotização 1,2 e 3. Especialista 1. Especialista 2. As condições de contorno devem ser: 1. Uma vez montado, não haverá manutenção preventiva no casquilho. 2. Supõe-se que não haverá falhas nem na fabricação nem na montagem dos casquilhos. 3. As manutenções nos demais componentes dos ventiladores ocorrerão normalmente conforme prática atual. 4. As respostas do questionário deverão contemplar a família de casquilhos instalados nos ventiladores de processo e não casos especiais. 5. Os casquilhos serão expostos às condições de operação atuais dos ventiladores. O treinamento será verbal e informal nos minutos que antecedem da entrevista. O especialista será instruído do contexto geral do trabalho, sem detalhes do método. As condições de contorno serão explicadas ao especialista. Serão feitas 4 perguntas aos especialistas: 1. Quando as primeiras falhas começam a surgir, caso nenhuma manutenção preventiva seja executada? 2. Em média, no instante de tempo da resposta anterior, qual a probabilidade de um componente ter falhado? 3. Em média, quanto tempo dura este componente? 4. Qual foi o maior período de tempo que você já observou ou acredita que esse componente pode operar antes de falhar? As informações coletadas precisam ser transformadas em dados da distribuição de falhas. Respeitando as condições de contorno, as perguntas respondidas pelo especialista no processo de correspondem a momentos específicos Figura 1. Simpósio Internacional de Confiabilidade SIC 2015 Página 3

4 Figura 1 - Identificação dos pontos elicitados da pdf. A partir desses três pontos aproxima-se uma curva sendo possível construir a pdf elicitada. De posse da pdf, é possível obter a curva da taxa de falha acumulada, H(t) 5. (1) Figura 3 - Custo global para o componente cabeçote As curvas de confiabilidade apresentam comportamentos significativamente diferentes entre os dados elicitados e os dados históricos, vide Figura 4. (2) (3) (4). 4. RESULTADOS Para o componente casquilho a curva de custo global identifica um momento ideal de substituição entre 14 e 15 meses, vide Figura 2. Figura 4 - Curvas de confiabilidade Figura 2 - Custo global para o componente casquilho Para o componente cabeçote, o momento ideal é entre 6 e 8 meses, vide Figura DISCUSSÃO Os valores absolutos de custo global são significativamente diferente sendo isso resultado de curvas de confiabilidade bem distintas. Simpósio Internacional de Confiabilidade SIC 2015 Página 4

5 Entretanto, apesar das diferenças, a decisão final quanto ao intervalo ideal de manutenção tem oscilação aceitável para fins práticos. A análise dos resultados sugere que, para identificar o momento ideal de intervenção, os dados elicitados apresentam desvio aceitáveis em relação aos dados do histórico. REFERÊNCIAS 1. Ayyub, Bilal M. Elicitation of expert opinions for uncertainty and risks: CRC Press, ISBN Kadane, B. Joseph e Wolfson, J. Lara. Experience in elicitation. The Statistician. 47, 1998, pp Keeney, R.L. e Von Winterfeldt, D. Eliciting Probabilities from Experts in Complex Technical Problems. IEEE Transactions on Engineering Management. 38, 1991, Vol. 3, pp Flores, Cláudio Pereira. Dissertação de Mestrado: Elicitação do conhecimento tácito de distribuições contínuas de probabilidade: Universidade Federal de Santa Catarina, O Connor, Patrick e Kleyner, Andre. Practical Reliability Engineering: Wiley, ISBN Sackman, H. Delphi Assessment: Expert Opinion, Forecasting, and Group Process, 1974, R-1283-PR. 7. Brown, B. Delphi Process: A methodology used for the elicitation of opinion of experts, 1968, The RAND Corporation. 8. Lenert, L. A.; Sherbourne, C. D.; Reyna, V. Utility elicitation using single item questions compared with a computerized interview, 2007, The RAND Corporation. 9. Galway L. A. Subjective probability distribution elicitation in cost risk analysis: A Review; United States Air Force, 1950, ISBN Simpósio Internacional de Confiabilidade SIC 2015 Página 5