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1. Curso: Técnico em
Automação Industrial
Alunos:
Diego Lima
Fabiano Mariano
Matheus Vieira
Vagner
Tema: PROFINET

2. FTA
(Fault Tree Analysis)
Análise da Árvore de Falhas

3. Definição
de
falha
Segundo a Norma NBR 5462-1994 (Confiabilidade e
Mantenabilidade), “a falha é o término da capacidade de um
item de desempenhar a função requerida. É a diminuição
total ou parcial da capacidade de uma peça, componente ou
máquina de desempenhar a sua função durante um período
de tempo, quando o item deverá ser reparado ou substituído. A
falha leva o item a um estado de indisponibilidade”.

4. Por que
ocorrem as
falhas?
Existem várias causas possíveis para que a falhas ocorram
nos equipamentos de acordo com Xenos (2014), são divididas
em três categorias de causas, sendo elas:
 Falta de resistência: é uma característica do próprio
equipamento e resulta de deficiências de projeto, erros na
especificação de materiais, deficiências nos processos de
fabricação e montagem.
 Uso inadequado: significa aplicação de esforços que estão
fora da capacidade do equipamento e pode resultar de erros
durante sua operação.
 Manutenção inadequada: significa que as ações
preventivas para evitar a deterioração dos equipamentos são
insuficientes ou não estão sendo corretamente tomadas.

5. Modos
de
falhas
É a forma ou maneira de ocorrer a falha, ou seja, uma maneira possível pela
qual um sistema pode falhar. A frequência de ocorrência de falhas para um
equipamento pode variar de três maneiras diferentes. Esta frequência pode
ser:
 Frequência decrescente: é característica de equipamentos cuja
confiabilidade intrínseca aumenta com o tempo, como no caso da introdução
de melhorias nos equipamentos, implicando a substituição dos componentes
e peças por outros mais confiáveis.
 Frequência constante: é característica de equipamentos cujas falhas são
causadas por eventos aleatórios, resultado na aplicação de esforços que
excedem a resistência intrínseca do equipamento. Por exemplo, esforços
excessivos devido a sobrecargas acidentais, erros de manutenção e
operação.
 Frequência crescente: é típica de situações de fadiga de materiais,
corrosão ou desgaste. Ou seja, a probabilidade de ocorrência de falhas
aumenta à medida que o equipamento envelhece.

6. Modos
de
falhas

7. As causas
fundamentais
das falhas
As falhas nos equipamentos raramente têm uma única causa
fundamental. Pelo contrário, as falhas são geralmente
causadas pela interação de várias causas menores. As que
são encontradas num grande número de empresas são:
 Lubrificação inadequada;
 Operação incorreta;
 Sujeira, objetos estranhos e condições ambientais
desfavoráveis;
 Folgas.

8. O que
é o
FTA
A Análise da Árvore de Falhas (FTA) é uma ferramenta gráfica
para explorar as causas das falhas no nível do sistema. Ela usa
a lógica booleana para combinar uma série de eventos de nível
inferior e é basicamente uma abordagem de cima para baixo (top-
down) para identificar as falhas no nível do componente (evento
básico) que causam a falha no nível do sistema (evento principal).

9. O que
é o
FTA
A Análise da Árvore de Falhas (AFF) é um método mais fácil
do que a Análise de Modo e Efeitos de Falha (FMEA), pois
se concentra em todas as falhas possíveis do sistema de um
evento principal indesejado. Considerando
que FMEA realiza análises para encontrar todos os modos de
falha do sistema possíveis, independentemente de sua
gravidade.
A análise da árvore de falhas consiste em dois elementos:
“eventos” e “portas lógicas” que conectam os eventos para
identificar a causa do principal evento indesejado.
Estrutura de uma
Árvore de Falhas.

10. Religião dos Índios
A Análise da Árvore de Falhas foi originalmente desenvolvida
nos laboratórios da Bell Telephone por H. Watson e A.
Mearns para a Força Aérea dos Estados Unidos no ano de
1962 (através de um contrato para estudar o sistema de
controle de lançamento de mísseis). Este conceito foi então
adotado pela Boeing (“a primeira aplicação foi focada na
eliminação de falhas do sistema de trem de pouso, com o uso
dessa técnica se conseguiu obter na época uma taxa de falha
no sistema do trem de pouso, menor que 1 aterrissagem por
107 aterrissagens efetuadas”) e hoje é amplamente utilizado
na indústria aeroespacial, automotiva, química, nuclear e
indústrias de software, especialmente eventos relacionados
à confiabilidade e segurança.
Origem
do
FTA

11. Metodologia
A Análise por Árvore de Falhas é uma ferramenta da
confiabilidade e recebe este nome devido à aparência de
sua representação gráfica semelhante a uma árvore.
Fundamentalmente o método busca traduzir um item
(sistema/ equipamento/ serviço) físico em um diagrama lógico
estruturado em que certas causas especificadas (eventos
básicos e eventos intermediários) levam a um evento topo pré-
definido.

12. Estrutura
da
Árvore
de
Falhas
O FTA é construído de cima para baixo e em termos de
eventos, em vez de blocos. Ele usa um “modelo” gráfico das
vias dentro de um sistema que pode levar a um evento de
perda indesejável (ou falha) previsível.

13. Estrutura
da
Árvore
de
Falhas
 Evento Básico / Primário - falha ou erro em um componente ou elemento do sistema
(exemplo: interruptor travado na posição aberta).
 Estado do sistema ou subsistema - são os estados que o sistema assume durante o
processo.
 Evento secundário / Não desenvolvido - um evento sobre o qual não há informações
suficientes disponíveis, ou que não tem consequências. Pode ser explorado mais.
 Evento de condicionamento - condições que restringem ou afetam portas lógicas
(exemplo: modo de operação em vigor).
 Evento externo - normalmente esperado que ocorra (não por si só uma falha).
 Evento intermediário - pode ser usado imediatamente acima de um evento principal
para fornecer mais espaço para digitar a descrição do evento.
 Símbolos de transferência são usados ​​para conectar as entradas e saídas das
árvores de falhas relacionadas, como a árvore de falhas de um subsistema ao seu
sistema.

14. Estrutura
da
Árvore
de
Falhas
 As portas lógicas funcionam da seguinte forma:
 Porta AND (“E”) – a saída ocorre apenas se todas as entradas ocorrerem (as entradas
são independentes).
 Porta OR (“OU”) – a saída ocorre se ocorrer alguma das entradas acontecer.
 Porta AND prioritária – a saída ocorre se as entradas ocorrem em uma sequência
específica especificada por um evento de condicionamento.
 Porta OR exclusiva (XOR) – a saída ocorre se ocorrer exatamente uma entrada.
 Porta de inibição – a saída ocorre se a entrada ocorrer sob uma condição de
habilitação especificada por um evento de condicionamento.

17. QUAIS
SÃO
OS GANHOS
DESSA
METODOLOGIA?
 Auxilia a identificação dos modos de falha.
 Aponta os aspectos importantes do sistema para a falha de
interesse.
 Fornece opções para análise de confiabilidade quantitativa e
qualitativa.
 Facilita o entendimento do comportamento do sistema.
 Permite calcular a frequência de ocorrência de uma
determinada hipótese acidental.
 Identificação das causas básicas de um evento acidental e
das falhas mais prováveis que contribuem para a ocorrência
de um acidente maior.
 Tomada de decisão quanto ao controle dos riscos associados
à ocorrência de um determinado acidente.

18. Quais
as suas
desvantagens
 Não garante a precisão da especificação.
 É totalmente dependente das probabilidades definidas para
cada evento, exigindo banco de dados confiáveis, caso
contrário a análise pode ficar comprometida, indicando
probabilidades que não representam a realidade.
 São métodos que não fornecem resultados detalhados da
segurança de sistemas , falhas de causa comum e
redundâncias.
 Pouco empregada, no contexto de software.

19. Como fazer
uma
Árvore de
Análise de
Falhas
Apesar da natureza do evento indesejável possa ser um pouco diferente, uma
árvore de análise de falhas possui o mesmo procedimento para qualquer tipo
de evento indesejável. Para fazer uma árvore de análise de falhas abrangente,
basta seguir o processo abaixo:
1. Defina e identifique a condição de falha (risco) o mais preciso possível com
base nos aspectos tais como quantidade, duração, impactos relacionados, etc.
2. Usando habilidades técnicas e detalhes das instalações existentes para
listar e decidir todas as razões possíveis para a ocorrência da falha.
3. Divida a árvore a partir do nível mais alto, de acordo com a relação entre os
diferentes componentes até que se trabalhe até a causa raiz possível. A
estrutura de seu diagrama de árvore de análise de falhas deve ser baseada
nos níveis superior, médio (subsistemas) e inferior (eventos básicos, falhas de
componentes).
4. Se sua análise envolver a parte quantitativa, avalie a probabilidade de
ocorrência para cada um dos componentes e calcule as probabilidades
estatísticas para a árvore inteira.
5. Verifique duas vezes seu diagrama geral da árvore de análise de falhas e
implemente modificações no processo, se necessário.
6. Reúna dados, avalie seus resultados em todos os detalhes usando
gerenciamento de risco, análise qualitativa e quantitativa para melhorar seu
sistema.

20. Considerações
ao fazer uma
Árvore de
Análise de
Falhas
• Deixe mais espaço para outras expansões de árvores ou para
possíveis mudanças em seu diagrama de árvore de análise de
falhas.
• Assegure-se de que seu evento não desejado seja razoável. Neste
caso, você pode testar os resultados potenciais contra o problema
original, ou fazer uma revisão por pares para fazer um ajuste.
• Usar símbolos corretos de acordo com seus significados
específicos.
• Ofereça uma descrição detalhada do texto de seu evento e evite
palavras genéricas tais como "defeito" ou "falha" ao explicar o
problema de seu componente.
• Sua equipe de análise deve envolver o engenheiro de projeto do
sistema, o engenheiro de confiabilidade e o analista de dados do
sistema com experiência em engenharia para o estudo de seu
sistema.
• Um diagrama de árvore de análise de falhas só pode ser usado
para solicitar uma análise de eventos indesejáveis.
• Faça etiquetas das suas causas em diferentes códigos de cores
para identificar facilmente os níveis de risco: vermelho para risco
crítico, laranja ou amarelo para risco alto, e verde para risco baixo,
etc.

21. Cases
de
sucesso
De acordo com Scapin (2013) às seguintes empresas aplicaram a técnica da FTA:
 Boeing;
 Electromotive Division da General Motors Corporation;
 TAM (Planejamento; Lean Manufacturing);
 EMBRAER (Desenvolvimento de novos produtos);
 GERDAU / BRASIL (Confiabilidade; Análise de risco)
Aços Finos (Porto Alegre)
Usiba (Salvador)
Cosigua (Rio de Janeiro)
Aço Minas (Ouro Branco)
 CSN (Confiabilidade);
 VALE (Confiabilidade; planejamento de manutenção; análise de risco) ;
 U&M (Implantação do sistema integrado de manutenção) ;
 MERCEDES-BENZ DO BRASIL (Confiabilidade; Kaizen;TPM) ;
 SADIA (Desenvolvimento de novos produtos; confiabilidade; sistema integrado de gestão da
manutenção) ;
 AMBEV (Confiabilidade) ;
 VOLKSWAGEN DO BRASIL (Controle de processo; confiabilidade) ;

22. Fonte
XENOS, H. G. Gerenciando a manutenção produtiva. Nova Lima: Falconi, 2014.
SCAPIN, C. A. Análise sistêmica de falhas. Nova Lima: Falconi, 2013.
Infraspeak. Análise de Árvore de Falhas: Definição e Aplicação. Disponível em: <
https://blog.infraspeak.com/pt-br/analise-arvore-de-
falhas/#:~:text=O%20que%20%C3%A9%20a%20an%C3%A1lise,falha%20atrav%C3%A9s%20de
%20um%20diagrama.>.Acesso em: 27 Julho 2022.
Henrique Carvalho. Gestão de Produto. Análise de causa raiz: Análise da Árvores de Falhas.
Disponível em: < https://vidadeproduto.com.br/analise-da-arvores-de-falhas/>. Acesso em: 27
Julho 2022.
Ana Sophia. O que é uma Análise de Árvore de Falhas (FTA)? - O Guia do Iniciante. Disponível em:
< https://www.edrawsoft.com/pt/what-is-fault-tree-analysis.html>. Acesso em: 27 Julho 2022.