A confiabilidade é um campo de estudo relativamente novo que surgiu na década de 1930. Já na década de 1940, a análise de confiabilidade passou a ser utilizada para aplicações militares devido a que as pressões durante a guerra demandaram uma enorme melhoria na indústria.
O ser humano começava a depender cada vez mais dos equipamentos eletromecânicos, e de que estes funcionassem corretamente sem que se produzissem falhas. Ninguém queria que um equipamento de guerra deixasse de funcionar em meio a uma batalha ou que um avião tivesse uma avaria durante o voo por não ser possível realizar ações de manutenção.
Para que serve a engenharia de confiabilidade?
A confiabilidade pode ser definida como a capacidade de um sistema de realizar suas funções quando solicitado sob condições ambientais e operacionais preestabelecidos e durante um período de tempo específico. Ou seja, a confiabilidade expressa a possibilidade de que um equipamento funcione corretamente dentro de um período de tempo específico, sem apresentar falhas e paradas para o manutenção corretiva.
Na engenharia, a confiabilidade é calculada como uma probabilidade.
Parâmetros de confiabilidade para a taxa de falhas constantes:
- Confiabilidade (R): R = e^ (- ƛt)
- Probabilidade de falhas (P): P = 1 - R
- Taxa de falhas: = 1 / MTBF
- ƛ = número de falhas / número total de horas de operação
- t = tempo de missão
O cálculo da confiabilidade utiliza fórmulas estatísticas, probabilísticas e registros de falhas. Com base nas características das falhas constatadas em um equipamento ao longo do tempo, se determina uma distribuição de probabilidade mais adequada para realizar um modelo do comportamento dessas falhas.
A partir de então, se calcula a probabilidade de que o equipamento funcione sem apresentar falhas durante um determinado período de tempo, ou seja, se calcula sua confiabilidade. Entre as diferentes distribuições de probabilidade existentes, destacam-se duas distribuições que são utilizadas normalmente na engenharia de confiabilidade: Distância exponencial e Weibull.
A primeira é muito utilizada graças à sua facilidade de formulação e a segunda por representar todas as fases de um equipamento (morte infantil, vida útil e obsolescência).
A engenharia de confiabilidade aplicada em segmentos críticos (aviação, setor aeroespacial, usinas nucleares) é de fundamental importância para evitar que se produzam falhas críticas com consequências catastróficas.
Exemplo de cálculo de confiabilidade (com taxa de falha constante):
- Equipamento (modelo): Avião modelo XYZ;
- Contexto operacional: rota São Paulo - Boston;
- Tempo de missão: 1.000 horas;
- Taxa de falhas: 0,00002 falhas;
- Confiabilidade: R (1000) = eˆ(-0,00002 * 1000) = 98%.
A probabilidade de que o avião modelo XYZ realize a rota São Paulo-Boston sem apresentar falhas durante as próximas 1.000 horas é de 98%.
O emprego da confiabilidade na gestão de manutenção de ativos contribui a reduzir as paradas não programadas e a otimizar as paradas programadas. Em consequência, diminuem as perdas por benefício cessante, aumenta a segurança operacional e se garante a qualidade produtiva.
Por outro lado, calcular corretamente a confiabilidade de ativos através da obtenção de dados históricos e de fórmulas matemáticas é muito complexo. O uso de análises simples não expressa na realidade o comportamento do equipamento e não é uma fonte confiável de informação para a tomada de decisões.