Metodologia para análise de confiabilidade no projeto de sistemas automáticos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Porciúncula, Gilson Simões
Data de Publicação: 2009
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/93014
Resumo: Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.
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spelling Universidade Federal de Santa CatarinaPorciúncula, Gilson SimõesDe Negri, Victor JulianoDias, Acires2012-10-24T15:16:23Z2012-10-24T15:16:23Z20092009264625http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/93014Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.Os sistemas automáticos caracterizam-se por incorporarem diferentes tecnologias e desempenharem múltiplas funções independentes. Esses sistemas são dotados de componentes mecânicos, elétricos, eletrônicos e de software. Tais características são estabelecidas durante o processo de projeto e documentadas por meio de modelos estruturais, funcionais e comportamentais. O processo de projeto de sistemas automáticos é revestido de dificuldades e requer, normalmente, profissionais com conhecimento específico em cada uma das tecnologias presentes nos mesmos. Por isso a análise do atributo confiabilidade dos sistemas automáticos, considerando todas as suas particularidades, pode se tornar uma tarefa complexa. Além disso, no caso dos sistemas hidráulicos e pneumáticos, deve-se considerar o grande número de componentes e a necessidade de troca de informações entre diferentes áreas tecnológicas. Este trabalho apresenta uma metodologia que resulta na geração dos modelos de confiabilidade e o cálculo da estimativa de confiabilidade de sistemas automáticos durante o processo de projeto, com o intuito de incorporar a estes sistemas maior competitividade em mercados que requerem precisão na atuação de dispositivos, garantia de funcionamento e facilidade de manutenção. Desta forma, o desenvolvimento deste trabalho se dá no espaço de projeto de sistemas automáticos, focado principalmente em sistemas hidráulicos e pneumáticos, com avaliação da confiabilidade na fase conceitual do processo de projeto. A metodologia proposta permite capturar informações dos modelos estruturais, funcionais e comportamentais, ainda nas fases iniciais do processo de projeto de sistemas automáticos. A Metodologia para Análise de Confiabilidade de Sistemas Automáticos (MACSA) considera a interação das diferentes áreas tecnológicas dos sistemas automáticos assim como as diferentes configurações operacionais definidas no sistema durante sua vida útil. A MACSA foi estruturada de forma sistemática e inserida na metodologia de projeto integrado de produto. Para a avaliação da MACSA foram analisados dois sistemas, uma unidade de potência e condicionamento hidráulico e uma bancada didática de dimensionamento de circuitos pneumáticos, ambos tomados como estudo de caso. Para implementar a metodologia foram utilizadas ferramentas de modelagem de sistemas automáticos e de análise de confiabilidade, tais como, Rede Canal/Agência, Grafcet, Rede de Petri, Árvore de Falha e Árvore de Sucesso. Os resultados obtidos na análise do estudo de caso demonstraram que o cálculo proposto pela MACSA considera situações mais realistas para a estimativa de confiabilidade de sistemas automáticos. Com isso demonstra-se que a aplicação da metodologia efetivamente contribui para melhorar a análise da confiabilidade de sistemas automáticos. Isso auxilia os agentes de projeto nas tomadas de decisões, sobre a melhor concepção para o seu projeto final, tornando os sistemas automáticos mais confiáveis, com menor tempo e custo de desenvolvimento. Automatic systems have as features the use of different technologies and the execution of multiple independent functions. These systems comprise mechanical, electric, electronic components and software as well. Such features are established during the design process and documented through structural, functional, behavioral models. An automatic system design process presents inherent difficulties and usually demands specialized professionals for each technology involved. Therefore, their reliability analysis, considering all the particularities involved, may become a complex task. Also, especially when it comes to hydraulic and pneumatic systems, the great number of components and the need for information exchange between different technological areas should be considered. This thesis present a methodology that results in the generation of the reliability model and the calculation of the reliability index of automatic systems during the design process, in order to improve the system#s competitiveness in markets demanding precision in the performance of devices, assured functioning and easy maintenance. In this fashion, this thesis is developed within the bounds of the design process of automatic systems, mainly focused on hydraulic and pneumatic systems, since it evaluates reliability during the conceptual phase of design process. The proposed methodology allows gathering information from structural, functional and behavioral models during the early phases of the design process. The Methodology for Analysis of Automatic Systems# Reliability (MACSA) which takes into account the interactions of different technological areas of automatic systems, as well as different functional arrangements defined in the system during its useful life. MACSA was structured in a systematic form and inserted in an integrated product design methodology. The proposed methodology was evaluated on two case studies: a hydraulic power and conditioning unit and a didactic pneumatic test bench applied for the sizing of general pneumatic systems. In order to implement the proposed methodology modeling and reliability analysis tools, such as Channel/Instance Net, Grafcet, Petri Nets, Fault Tree and Success Tree, were used. The case studies# practical results demonstrated that MACSA considers more realistic situations for automatic systems reliability evaluation. By so, the adoption of the presented methodology contributes for an improvement of reliability evaluation during the automatic systems# design process. These aid designers in making decisions about the best conception for their final design, making the resulting automatic systems more reliable, and yielding a faster and cheaper design process.162 p.| il., grafs., tabs.porFlorianópolis, SCEngenharia mecânicaSistemas hidráulicosConfiabilidade (Engenharia)Projetos de engenhariaControle automaticoMetodologia para análise de confiabilidade no projeto de sistemas automáticosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINAL264625.pdfapplication/pdf0https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/93014/1/264625.pdfd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD51123456789/930142013-07-16 17:27:08.585oai:repositorio.ufsc.br:123456789/93014Repositório de PublicaçõesPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732013-07-16T20:27:08Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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