Tutorial do diagrama de árvore de falhas

A Análise de Árvore de Falhas  foi introduzida em 1962 pela Bell Laboratories e é uma das mais amplamente utilizadas para resolver uma ampla variedade de problemas, desde questões de segurança até questões de gerenciamento.

A análise de árvore de falhas (FTA) é uma análise dedutiva de falhas de cima para baixo na qual a lógica booleana é usada em conjunto com uma série de eventos de baixo nível para analisar os estados inesperados do sistema. Este método de análise é usado principalmente em engenharia de segurança e engenharia de confiabilidade para entender como os sistemas falham, determinar a melhor maneira de reduzir o risco e determinar (ou sentir) a taxa de eventos de incidentes de segurança ou falhas específicas no nível do sistema (funcionais).

Finalidade da Análise da Árvore de Falhas?

O principal objetivo da análise da árvore de falhas é ajudar a identificar as causas potenciais das falhas do sistema antes que as falhas ocorram. Você também pode usar métodos analíticos ou estatísticos para avaliar a probabilidade dos principais eventos. Esses cálculos incluem informações quantitativas de confiabilidade e manutenção do sistema, como probabilidade de falha, taxa de falha e taxa de reparo. Depois de concluir o FTA, você pode se concentrar em melhorar a segurança e a confiabilidade do sistema.

A análise típica da árvore de falhas começa com uma falha potencial e, em seguida, funciona de trás para frente por meio de uma representação visual chamada diagrama de árvore de falhas para determinar os possíveis fatores de influência. A árvore de falhas adota uma abordagem de cima para baixo, começa com o resultado (uma condição de falha potencial) e então avalia os fatores que podem levar à falha.

Quem falha a análise da árvore

O FTA é aplicado às indústrias aeroespacial, nuclear, química, farmacêutica, petroquímica e outras indústrias de alto risco; Também é usado para fins de depuração em engenharia de software, que está intimamente relacionado à tecnologia de eliminação de causa usada para detectar bugs.

Notação FTA

Uma Análise de Árvore de Falhas usa alguns símbolos básicos para delinear vários pontos, causas e efeitos em um processo. Existem muitos símbolos, mas aqui estão alguns dos princípios básicos para ajudá-lo a começar a projetar um diagrama de árvore de falhas.

Os símbolos são usados ​​para representar vários eventos e descrever relacionamentos:

Símbolos de portão

E gate  — representa uma condição na qual todos os eventos mostrados abaixo do portão (portão de entrada) devem estar presentes para que o evento mostrado acima do portão (evento de saída) ocorra. Isso significa que o evento de saída ocorrerá somente se todos os eventos de entrada existirem simultaneamente.

Ou portão  — representa uma situação em que qualquer um dos eventos mostrados abaixo do portão (portão de entrada) levará ao evento mostrado acima do portão (evento de saída). O evento ocorrerá se existir apenas um ou qualquer combinação dos eventos de entrada.

Símbolos de eventos

Existem cinco tipos de símbolos de eventos:

Retângulo  — O retângulo é o principal bloco de construção da árvore analítica. Ele representa o evento negativo e está localizado no topo da árvore e pode ser localizado em toda a árvore para indicar outros eventos que podem ser decompostos ainda mais. Este é o único símbolo que terá uma porta lógica e eventos de entrada abaixo dela.

Círculo  — Um círculo representa um evento base na árvore. Estes são encontrados nas camadas inferiores da árvore e não requerem mais desenvolvimento ou divisão. Não há portões ou eventos abaixo do evento base.

Diamante  — O diamante identifica um evento terminal não desenvolvido. Tal evento não é totalmente desenvolvido por falta de informação ou significância. Um galho de árvore de falhas pode terminar com um diamante. Por exemplo, a maioria dos projetos requer pessoal, procedimentos e hardware. O desenvolvedor da árvore pode decidir se concentrar no aspecto pessoal do procedimento e não no hardware ou nos aspectos processuais. Nesse caso, o desenvolvedor usaria diamantes para mostrar “procedimentos” e “hardware” como eventos de terminal não desenvolvidos.

Oval  — Um símbolo oval representa uma situação especial que só pode acontecer se ocorrerem certas circunstâncias. Isso está escrito no símbolo oval. Um exemplo disso pode ser se os interruptores devem ser acionados em uma sequência específica antes que uma ação ocorra.

Triângulo  — O triângulo significa uma transferência de um galho de árvore de falha para outro local dentro da árvore. Onde um triângulo se conecta à árvore com uma seta, tudo mostrado abaixo do ponto de conexão é transferido para outra área da árvore. Esta área é identificada por um triângulo correspondente que está conectado à árvore com uma linha vertical. Letras, números ou figuras identificam um conjunto de símbolos de transferência de outro. Para manter a simplicidade da árvore analítica, o símbolo de transferência deve ser usado com moderação.

Ilustração do diagrama de árvore de falhas genéricas

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Etapas de desenvolvimento da árvore de falhas

Para fazer um FTA abrangente, siga estas etapas:

1. Defina o sistema . Isso inclui o escopo da análise, incluindo a definição do que é considerado uma falha. Isso se torna importante quando um sistema pode ter um elemento com falha ou uma única função falha e o restante do sistema ainda opera.
2. Definir falhas de nível superior . Defina a condição de falha e anote a falha de nível superior.
3. Identifique as causas da falha de nível superior . Usando informações técnicas e julgamentos profissionais, determine as possíveis razões para a falha ocorrer. Lembre-se, esses são elementos de nível dois porque eles ficam logo abaixo da falha de nível superior na árvore.
4. Identifique o próximo nível de eventos . Continue a quebrar cada elemento com portões adicionais para níveis mais baixos. Considere as relações entre os elementos para ajudá-lo a decidir se deve usar uma porta lógica “e” ou “ou”.
5. Adicione probabilidades a eventos . Se possível, avalie a probabilidade de ocorrência para cada um dos elementos de nível mais baixo e calcule as probabilidades estatísticas de baixo para cima.
6. Finalize e revise o diagrama completo . A cadeia só pode ser encerrada em uma falha básica: humana, hardware ou software.

Exemplo de diagrama de árvore de falhas — a luz não pode acender

Vejamos um exemplo de uma análise básica de árvore de falhas: você aperta um interruptor para acender uma luz, mas a luz não acende. A condição de falha é “Sem luz na sala”, então esse é o início do diagrama

Em seguida, quais são as possíveis razões pelas quais a luz não acendeu?

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Exemplo de árvore de falhas – Modelo sem sistema de aviso

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