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O que é uma Análise de Árvore de Falhas (FTA)? - O Guia do Iniciante

> Business Diagram Knowledge > O que é uma Análise de Árvore de Falhas (FTA)? - O Guia do Iniciante
Posted by Ana Sophia | 07/21/2020
Este é um guia para iniciantes que oferece uma explicação dos conceitos básicos sobre uma árvore de análise de falhas (FTA) incluindo definição, modelos, símbolos, como fazer, etc.

O que é uma Árvore de Análise de Falhas (FTA) - Definição

A árvore de análise de falhas é um processo dedutivo. Desenvolvedores ou engenheiros utilizam ela para descobrir a causa raiz ou erros humanos para diferentes tipos de software, recursos de engenharia ou hardware. Em geral, começa em um único ponto (o evento indesejado de nível superior) e depois vai para baixo na forma de uma árvore (a estrutura de cima para baixo) com vários blocos e símbolos para mostrar a relação entre os eventos (componentes mecânicos). Mais especificamente, a definição de "Falha" na árvore de análise de falhas indica a ocorrência de um estado indesejável para um componente ou sistema. Por exemplo, a luz é desligada devido à falha do interruptor, como mostrado abaixo.

Exemplo Árvore de Análise de Falhas

Além do mais, o termo "Falha" possui os três tipos principais tipos:

  • Falha Primária - Uma falha de componente que não pode ser mais definida em um nível inferior de um sistema;
  • Falha Secundária - Uma falha de componente que pode ser definida em um nível mais baixo, mas com detalhes limitados;
  • Falha de Comando - Um estado que é controlado por uma falha inicial.

Histórico da Árvore de Análise de Falhas

O desenvolvimento de uma árvore de análise de falhas tem as seguintes etapas principais:

  • Nos Anos Iniciais - em 1961, A Bell Labs desenvolveu o modelo para o uso do Sistema de Controle de Lançamento Minuteman da Força Aérea. Mais tarde, a empresa Boeing utilizou o modelo de árvore de análise de falhas para o projeto e avaliação tanto de aeronaves civis quanto comerciais. Por volta dos anos 70, engenheiros das indústrias aeroespacial e de energia nuclear passaram a adotar o modelo de árvore de análise de falhas para projetos complexos.
  • Nos Anos Intermediários - A teoria da árvore de análise de falhas se tornou popular entre diferentes países com a adoção de algoritmos e códigos técnicos. Por volta dos anos 90, a indústria de software e o setor químico também adotaram a árvore de análise de falhas.
  • Nos Anos Mais Recentes - Profissionais de todo o mundo desenvolveram mais códigos comerciais para o uso de projetos de engenharia de segurança e robótica. Agora, a árvore de análise de falhas é considerada como uma das ferramentas mais significativas de análise de segurança e confiabilidade do sistema.

Aqui está um exemplo de uma árvore de análise de falhas para descobrir a causa do acidente aéreo. Fique à vontade para clicar sobre ela para ver mais informações.

exemplo de árvore de análise de falhas de aeronaves

Por que Usar uma Árvore de Análise de Falhas?

De modo geral, ela oferece uma imagem bem estruturada, altamente visual e abrangente de seu sistema. Ela ajuda os usuários ou desenvolvedores a compreender rapidamente os resultados com base nas relações lógicas, a fim de identificar os inconvenientes e erros no processo do projeto. Alguns outros benefícios importantes são:

  • Fácil adoção - Os administradores podem fazer mudanças facilmente em seus sistemas, avaliar os possíveis efeitos, testar a qualidade do projeto e manter os procedimentos de acordo com seus diagramas de árvore de análise de falhas.
  • Aplicabilidade Ampla - Muitos setores e campos utilizam a árvore de análise de falhas, tais como organizações de hardware, software, álgebra, probabilidade, segurança, física, química e setores de engenharia, etc.
  • Estimativa de Risco - Engenheiros ou desenvolvedores podem identificar riscos antes do lançamento de um programa, utilizando o modelo de árvore de análise de falhas.
  • Para Sistemas Complexos - Ela pode ser usada para monitorar e gerenciar o desempenho de segurança de sistemas complexos de grande escala, por exemplo, o projeto de aeronaves e combustível.

Árvore de Análise de Falhas e outros Modelos Analíticos

Os desenvolvedores frequentemente comparam a árvore de análise de falhas com a Análise de modo e efeito de falha (FMEA) e o diagrama de blocos de confiabilidade (RBD):

Relacionamento com a FMEA

  • A árvore de análise de falhas está na forma de uma árvore que vai de cima para baixo, enquanto a FMEA geralmente tem uma estrutura matricial com todas as medidas chave (classificação de gravidade, classificação de ocorrência, controles de processo, classificação de detecção e número de prioridade de risco, etc.) logo na coluna superior.
  • Fault tree analysis can be used to show single or multiple initiating faults, but it could be hard to find all possible faults by using fault tree analysis. In contrast, FMEA does well in exhaustively cataloging initiating faults and identify effects, but not good at exploring multiple or single faults.
  • Em alguns casos, a FTA e a FMEA podem ser usadas ao mesmo tempo para um melhor desenvolvimento do sistema (por exemplo, a análise do espaço aéreo).

Relacionamento com o RBD

  • O RBD retrata um sistema utilizando caminhos em vez de portas como nos diagramas de árvore de análise de falhas.
  • O RBD foca na parte do sucesso enquanto a árvore de análise de falhas trabalha na parte das falhas.
  • Uma árvore de análise de falhas é normalmente utilizada para analisar as probabilidades fixas da ocorrência de cada evento. Os RBDs podem cobrir fatores variáveis de tempo durante o processo de análise.

exemplo de diagrama de blocos de confiabilidade

Símbolos do Diagrama da Árvore de Análise de Falhas

A árvore de análise de falhas tem dois tipos básicos de símbolos: símbolos de eventos e portas .

Eventos

Esta sub-categoria inclui as seguintes formas:

  • Evento Primário/Básico é normalmente mostrado como um círculo. É uma falha ou erro em um componente ou elemento do sistema.
  • Evento Externo é normalmente mostrado em forma de uma casa. É um evento que normalmente se esperava que ocorresse.
  • Evento Não Desenvolvido geralmente significa algum componente em um sistema que não precisa mais de investigação devido a informações limitadas.
  • Evento Com Condição é uma restrição em uma porta lógica.
  • Evento Intermediário é normalmente colocado acima de um evento primário para mostrar mais detalhes de descrição do evento.

símbolos de eventos fta

Portas

Estes símbolos demonstram principalmente a relação entre os eventos de saída e entrada, e os dois mais populares nesta subcategoria são a porta OR e a porta AND.

  • Porta OR - Ela ocorre desde que pelo menos um dos eventos de entrada ocorra.
  • Porta AND - Ela ocorre somente se todas as entradas (pelomenos duas) atendem aos requesitos.
  • Porta Exclusive OR - Ela ocorre se somente uma das condições de entrada for atendida, não ocorre no caso de todas as condições forem atendidas.
  • Porta Priority AND - Ela ocorre somente após uma ordem específica sob condições.
  • Inhibit gate - Ela só ocorre se todos os eventos de entrada ocorrerem e o que quer que seja definido em um evento condicional.

símbolos de portas fta

Mais Símbolos para o Diagrama de Árvore de Análise de Falhas

Aqui você pode visualizar mais símbolos padrão do diagrama de árvore de análise de falhas, incluindo o tipo de transferência e o tipo de linha, etc.

mais símbolos para diagramas fta

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.

O que Você Deve Considerar Mais ao Fazer uma Árvore de Análise de Falhas?

Se você quiser fazer ou melhorar eficientemente seu processo ou diagrama de árvore de análise de falhas, basta experimentar as seguintes dicas:

  • 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.

Mais Modelos de Árvores de Análise de Falhas Gratuitos

A melhor forma para aprender sobre um  modelo de árvore de análise de falhas é verificar alguns modelos de árvore de análise de falhas fáceis. Sinta-se à vontade para clicar em qualquer um desses modelos de árvore de análise de falhas abaixo para ver mais detalhes ou para baixar gratuitamente.

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Diagrama FTA Falha de Motor Diagrama FTA de Explosão de Reservatórios Diagrama FTA de Queima de Têmpera
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Diagrama FTA de Minas Diagrama FTA de Potência do Sinal Diagrama FTA de Cimbramento

Como criar um Diagrama de Árvore de Análise de Falhas?

Primeiramente, você precisa fazer o download do Software criador de diagramas poderoso.

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  • Permite criar facilmente mais de 280 tipos de diagramas;
  • Fornece vários modelos e símbolos para atender às suas necessidades;
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  • Compatível com uma variedade de formatos de arquivo, como MS Office, Visio, PDF, etc;
  • Sinta-se à vontade para exportar, imprimir e compartilhar os seus diagramas.

Criar um diagrama de árvore de análise de falhas é mais fácil do que você pensa. Basta seguir os seguintes passos:

Passo 1: Abra uma página em branco

Execute o software para criação de diagramas, vá até Diagrama para Empresas , depois clique duas vezes no ícone Árvore de Análise de Falhas para abrir uma página de desenho em branco. Como alternativa, você pode clicar diretamente em um modelo já pronto para iniciar seu trabalho.

abra uma página em branco para o diagrama fta

Passo 2: Adicione formas

Arraste e solte os símbolos padrão da árvore de análise de falhas na página de desenho, e edite elas em tamanhos apropriados  para se ajustar a sua estrutura de árvore. Você poderá também explorar a biblioteca integrada para mudar para outros tipos de diagramas de árvore de análise de falhas.

arraste e solte símbolos para o diagrama fta

Passo 3: Faça a conexão das formas

Selecione conectores adequados para conectar as formas. Também fique à vontade para adicionar mais pontos de conexão em suas formas.

conecte formas ao diagrama fta

Passo 4: Adicione texto

Abra um bloco de texto para adicionar detalhes or just double click shapes to add directly. You can also insert supportive materials such us hyperlinks or notes for your shapes.

adicione texto ao diagrama fta

Passo 5: Personalize Ainda Mais Suas Formas

Agora você pode fazer uma série de formatações para seu diagrama de árvore de análise de falhas, por exemplo, escolher um novo tema a partir dos temas já prontos, alterar o fundo do diagrama, personalizar a cor do texto e alinhar a forma clicando nos menus correspondentes.

customize formas no diagrama fta

Passo 6: Salve, Imprima e Exporte seu Trabalho

Clique em Salvar sob a Aba de Arquivo para salvar como formato padrão. Escolha Salvar como na Aba de Arquivo para salvar como outros formatos.  Você também pode optar por salvar em arquivos locais ou salvar no Edraw pessoal ou na nuvem. Clique em Exportar & Enviar para exportar seu trabalho para muitos formatos diferentes, incluindo PowerPoint, JPG, PDF e assim por diante.

exporte diagramas fta

Recomendação do Software de Diagrama FTA

Você não sabe por onde começar? Experimente o inteligente Edraw Max para desenhar seus diagramas de árvore de análise de falhas no Windows, Mac e Linux. Fique à vontade para usar os diagramas de árvore de falhas já prontos, símbolos e modelos padrão baseados no editor de arrastar e soltar e na interface simples do usuário. Você também pode personalizar seu diagrama de árvore de análise de falhas alterando os tamanhos e cores, substituindo o texto já existente pelo seu para obter um diagrama visualmente atraente. Experimente agora mesmo clicando no botão de download gratuito no final desta página!

Leia Mais:

Veja a Principal Diferença entre a Árvore de Análise de Falhas e Árvore de Análise de Eventos

Benefícios e Limitações da Árvore de Análise de Falhas

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