Introdução ao Fault Tree Analysis

Os objetivos primários de qualquer análise de confiabilidade, impacto ou segurança é reduzir a probabilidade de um incidente ocorrer. Entendendo os impactos, podemos entender o quanto estão suscetíveis aos riscos os recursos de TI e posteriormente entendendo os impactos e riscos da uma eminência de um incidente que possa provocar uma indisponibilidade e possível definir planos de disponibilidade de forma de mitigar os riscos associados e a capacidade de recuperar a qualidade do serviço indisponível ou degradado.

Fault Tree Analysis

A utilização prática da teoria da confiabilidade surgiu primeiramente na indústria aeronáutica após a primeira guerra mundial. No início da década de 60 os laboratórios Bell desenvolveram o conceito de FTA para um projeto da força aérea americana. Pouco tempo depois a Boeing utilizava extensivamente a metodologia FTA para o estudo de eliminação de falhas do sistema de trem de pouso de aeronaves. Devido aos excelentes resultados obtidos pela Boeing a metodologia FTA foi rapidamente absorvida por outros segmentos industriais (automobilística, petroquímicas, nucleares, etc).

Atualmente a metodologia FTA é reconhecida como uma das melhores ferramentas de abordagem sistêmica de falhas, sendo o seu uso amplamente utilizado para produtos complexos, tais como, aviões, alto-forno e automóveis, além de ser utilizada também para a abordagem sistêmica de problemas organizacionais das empresas.

FTA é uma ferramenta de análise de confiabilidade em que a técnica de análise de falhas pode ser do tipo qualitativa ou quantitativa. Na análise qualitativa, o objetivo reside na determinação das causas básicas que levaram um evento qualquer a falhar. Para a análise quantitativa, o objetivo é determinar a probabilidade de ocorrência de falhas para o evento estudado. Os itens abaixo apresentam as principais vantagens do uso de FTA:

•Fácil visualização do problema possibilitando um conhecimento aprofundado do sistema e de sua confiabilidade;

•Excelente ferramenta para o conhecimento sistêmico de processos complexos;

•Permite a determinação de falhas de difícil detecção;

•Identifica itens que necessitam ter um alto nível de confiabilidade;

•Possibilita uma análise qualitativa ou quantitativa visando a confiabilidade de um sistema;

•Possibilita introduzir reduções de custo no equipamento ou produto sem prejudicar o atual desempenho;

•Possibilita formular planos de manutenção centrados em confiabilidade;

•Permite identificar procedimentos de manutenção com o enfoque de diminuir a probabilidade de quebra.

Uma indisponibilidade ocorre quando um evento inicial ocorre, seguido pela falha dos sistemas.

Os três tipos de falhas dos eventos básicos são propostos por Kumamoto:

1.Eventos relacionados ao homem;

2.Eventos relacionados a equipamentos;

3.Eventos relacionados ao ambiente.

Um quarto tipo de falha deve ser adicionado, que são os eventos relacionados ao software, uma vez que a automação é generalizada nas indústrias atuais. Porém em eventos relacionados à falha de software têm como causa raiz o eventos relacionados ao homem (erro de codificação falta de procedimentos de testes de stress na aplicação).

Em geral a indisponibilidade ocorre devido à falha combinada de dois ou mais eventos, que pode ser: equipamento junto com o erro humano e (ou) falta ambiental.

Algumas políticas para reduzir estes riscos são:

1.Redundância de equipamentos;

2.Inspeção e manutenção;

3.Sistema e segurança;

4.Sistema com falha segura e projeto de falha suave.

A identificação do relacionamento causal entre eventos relacionados ao homem, ao equipamento, e ao ambiente, que pode conduzir a um evento indesejado, é um objetivo da Análise Probabilística do Risco (APR). Uma vez que esta análise é concluída, medidas de reengenharia contribuem para a melhoria da operacionalidade segura e (ou) confiável do sistema.

A análise árvore de falhas é uma técnica dedutiva (i.e., abordagem baseada na falha, iniciando a análise supondo a ocorrência da um evento indesejado, tal como perda de um poço de petróleo, e a partir deste evento determina [deduz] suas causas, utilizando um processo de análise para traz, identificando os eventos que poderiam ter ocorrido contribuindo para a ocorrência do evento analisado).

Figura 1. Método Dedutivo

Com o objetivo de determinar as causas, utilizamos à análise de árvore de falhas, nela existem eventos necessários e suficientes que resultam na ocorrência do evento indesejado, ou evento topo. A análise de árvore de falhas é também um modelo qualitativo que fornece informações importantes das causas do evento indesejado. Exemplo: Qual causa é mais relevante? Ou listar em nível de relevância todas as causas. Quando quantificada fornece informação sobre a probabilidade de ocorrência do evento topo e a importância de todas as causas e eventos intermediários modelados na árvore de falhas.

À análise de árvore falhas pode ser somada a métodos de abordagem indutiva que também são utilizadas em análise de segurança e risco, e análise de confiabilidade. Diferente da abordagem dedutiva usada em análise de árvore de falhas, métodos indutivos são processos de análise para frente (i.e., inicia na causa básica ou evento inicial, e a partir dele investiga [induz] os efeitos finais). Ambos, análise de árvore de falhas e métodos indutivos são baseados na falha.

Figura 2. Método Indutivo

A análise de árvore de falhas fornece informações críticas que pode ser usada para priorizar em grau de importância dos contribuidores do evento indesejado. A ordem hierárquica dos contribuidores do evento indesejado mostra as causas que são mais dominantes, no sentido de contribuir para a ocorrência deste evento.

Análise do risco / benefício pode também ser utilizada para definir de maneira mais precisa a alocação de recursos, com o objetivo de reduzir a alocação de recursos e a probabilidade de ocorrência de um evento indesejado de forma correlacionada.

Esta análise pode ajudar na tomada de decisão do desenvolvimento de tecnologia de monitoramento de poço ou completação inteligente, por exemplo. Comparando o investimento necessário e o beneficio de cada investimento na redução da probabilidade de falha de um componente ou missão, estas perguntas podem ser respondidas.

A análise de árvore de falhas pode também ser usada como um elemento importante no desenvolvimento de projetos baseados no desempenho, uma vez que as causas e conseqüências são analisadas tanto qualitativamente quanto quantitativamente.

Aplicando a análise de árvore de falhas em sistemas já existentes, ela pode ajudar na identificação de pontos fracos e na avaliação de possíveis aprimoramentos de sistemas, pode também ser usada para monitorar e predizer comportamento do sistema estudado.

No proximo artigo estarenmos abordando a metodologia do FTA utilziando ele na pratica....