Author(s): Martins, Ricardo João Carolino
Date: 2017
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.21/7969
Origin: Repositório Científico do Instituto Politécnico de Lisboa
Subject(s): Análise de vibrações; Ativos físicos; Degradação; Fiabilidade; Manutenção; Vibration analysis; Physical assets; Degradation; Reliability; Maintenance
Trabalho final de mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica
O atual desenvolvimento tecnológico, a competitividade entre as organizações e o preço excessivo dos produtos são fatores que obrigam as organizações a repensar os seus ativos físicos, ganhando consciência que os mesmos (instalações e equipamentos), resultantes de vultosos investimentos, devem ser melhor rentabilizados, isto é, que os custos ao longo dos seus ciclos de vida (aquisição, operação, manutenção e abate) devem ser minimizados, de um modo sustentável, causando o mínimo prejuízo na qualidade do produto ou serviço prestado, tal como na segurança de pessoas e bens. A fiabilidade do ativo é um fator marcante na qualidade do produto. Um sistema ou equipamento é considerado fiável quando é capaz de executar a sua função com o nível de qualidade previamente definido. As análises de fiabilidade podem ser realizadas através de ensaios realizados pelos fabricantes (normais ou acelerados) ou através de dados de campo, sendo em ambos os casos normalmente referentes a tempos registados até à falha. No entanto, em ambiente industrial, quando se trata de equipamentos críticos, o objetivo é evitar a ocorrência de avarias. Em resposta a este cenário, surge a análise de degradação, como técnica alternativa aos clássicos métodos de estudo da fiabilidade, apresentando a vantagem de não ser necessário que nenhuma falha ocorra, para se obter informação sobre a fiabilidade do ativo, beneficiando ainda de uma redução no tempo de duração dos testes. O presente trabalho, começa por abordar os fundamentos da teoria da manutenção e da fiabilidade, da sua aplicação no ciclo de vida dos ativos, fazendo referência às distribuições estatísticas de fiabilidade que mais se adaptam às várias fases de vida de um ativo, nomeadamente a distribuição de Weibull, a distribuição Normal e a distribuição Exponencial. De seguida, é feita uma proposta de metodologia para acompanhamento e análise da degradação mecânica de ativos físicos, analisando parâmetros dos ativos de maneira a estimar a sua fiabilidade e realizando as intervenções da manutenção apenas quando se encontrarem no seu limite de vida útil, que corresponderá ao tempo até à falha. Por fim, é apresentado um caso de estudo onde, através da recolha de dados dos ativos dinâmicos de uma empresa produtora de fertilizantes, é estimada a fiabilidade e identificado em que período da vida dos ativos deverá ser realizada a intervenção, pelo facto dos seus parâmetros terem atingido os valores limite previamente definidos.
The current technological developments, the competitiveness between organizations and the excessive price of products are factors that make organizations rethink their physical assets, gaining consciousness that these (installations and equipment), which are the result of big investments, should be better monetized, which means that the costs throughout their life cycles (acquisition, operation, maintenance and slaughter) should be minimized, in a sustainable way, causing minimal loss in the quality of the product or the service, as well as in the security of people and assets. The reliability of the asset is a striking factor in the product’s quality. A system or an equipment is considered to be reliable when it is capable of executing its function with the previously defined level of quality. The reliability analysis can be made by the manufacturer’s testing (normal or accelerated) or through field data, being in both cases usually referred to time until failure. However, in an industrial environment, when it comes to critical equipment, the point is to avoid the occurrence of malfunction. As a response to this scenario, comes the degradation analysis, as an alternative technique to the classic methods of reliability study, having the advantage that there is no failure necessary in order to obtain information about the asset’s reliability, having yet another benefit, which is the reduction of the test’s duration. This study starts out by addressing the fundamentals of the maintenance and reliability theory, its application in the assets’ life cycle, making a reference to the statistical distributions of reliability that adapt the most to the multiple life phases of an asset, in particular the distribution of Weibull, the Normal distribution and the Exponential distribution. This is followed by a proposal of methodology in order to accompany and analyze the mechanical degradation of the physical assets, analyzing the parameters of the assets in order to evaluate its reliability and making the maintenance interventions only when they’re on their lifespan limit, which will correspond to the time to failure. Finally, there’s the introduction of a study case where, through data retrieved from the dynamic assets of a company that produces fertilizers, we have the estimation of the reliability and the identification of in what life period the assets will need an intervention, because their parameters will have reached the limit values which were previously defined.
