Análise da consistência do FMEA: Uma abordagem quantitativa à uma ferramenta qualitativa.

Atualmente é fundamental para as organizações classificar e priorizar seus projetos com relação aos níveis de risco, para focarem nos que necessitam de mais atenção e não comprometerem o desempenho dos negócios e principalmente a segurança dos projetos e funcionários. Para tanto, tem-se o FMEA (Análise dos Modos e Efeitos de Falha), que é a ferramenta mais utilizada nas indústrias para executar essa tarefa segundo diversos autores. O FMEA é uma ferramenta qualitativa que é desenvolvida por uma equipe de especialistas que atribuem notas para os modos de falha em termos da Severidade, Ocorrência e Detecção, onde o produto dessas notas formam o índice de prioridade de risco (RPN). Os projetos que apresentam os maiores valores de RPN devem ser priorizados. No entanto, durante esse processo de atribuição de notas ao FMEA, os avaliadores tendem a ser subjetivos. Sabendo da grande importância que tem o FMEA para as organizações como ferramenta para tomada de decisão e que depende diretamente da opinião dos especialistas que o desenvolvem, surgiu a motivação para o desenvolvimento dessa dissertação sob a perspectiva de estudar se o FMEA é uma ferramenta subjetiva. O estudo consistente em aplicar a Análise de Concordância por Atributos utilizando a análise por GR&R atributos junto ao FMEA, para verificar o nível de concordância entre os avaliadores quando o realizam. Por meio dos coeficientes de concordância de Fleiss’ Kappa e de Kendall, buscou-se abordar a ferramenta qualitativa FMEA de uma maneira quantitativa e, assim, verificar as habilidades de Repetitividade e Reprodutividade dos especialistas enquanto desenvolvem o FMEA. Para que essa análise estatística fosse possível, a pesquisa foi dividida em dois casos: Caso 1, onde um FMEA experimental foi desenvolvido para que possibilitasse a análise de Repetitividade e Reprodutividade do FMEA; e o Caso 2, cujo é dividido em dois FMEA’s que analisam os mesmos modos de falha, onde o primeiro é um FMEA tradicional e o outro um Fuzzy-FMEA, com o objetivo de analisar e comparar se a grande tendência nos últimos anos de se utilizar a lógica Fuzzy aliada ao FMEA traz benefícios com relação à concordância dos seus avaliadores. Como resultados dessa dissertação, podemos afirmar que a partir da análise do Caso 1, os especialistas não apresentaram concordância estatística significativa para a Repetitividade e Reprodutividade do FMEA, onde conclui-se que as avaliações dos especialista são subjetivas. A partir da análise do Caso 2, pode-se concluir que, se comparado o desempenho dos especialistas, levando em consideração a análise de concordância, o FMEA tradicional apresenta melhores resultados que o sistema Fuzzy-FMEA, ou seja, o Fuzzy-FMEA não agrega benefícios ao FMEA tradicional

Risk Assessment and Management of Petroleum Transportation Systems Operations

Petroleum Transportation Systems (PTSs) have a significant impact on the flow of crude oil within a Petroleum Supply Chain (PSC), due to the great demand on this natural product. Such systems are used for safe movement of crude and/or refined products from starting points (i.e. production sites or storage tanks), to their final destinations, via land or sea transportation. PTSs are vulnerable to several risks because they often operate in a dynamic environment. Due to this environment, many potential risks and uncertainties are involved. Not only having a direct effect on the product flow within PSC, PTSs accidents could also have severe consequences for the humans, businesses, and the environment. Therefore, safe operations of the key systems such as port, ship and pipeline, are vital for the success of PTSs. This research introduces an advanced approach to ensure safety of PTSs. This research proposes multiple network analysis, risk assessment, uncertainties treatment and decision making techniques for dealing with potential hazards and operational issues that are happening within the marine ports, ships, or pipeline transportation segments within one complete system. The main phases of the developed framework are formulated in six steps. In the first phase of the research, the hazards in PTSs operations that can lead to a crude oil spill are identified through conducting an extensive review of literature and experts’ knowledge. In the second phase, a Fuzzy Rule-Based Bayesian Reasoning (FRBBR) and Hugin software are applied in the new context of PTSs to assess and prioritise the local PTSs failures as one complete system. The third phase uses Analytic Hierarchy Process (AHP) in order to determine the weight of PTSs local factors. In the fourth phase, network analysis approach is used to measure the importance of petroleum ports, ships and pipelines systems globally within Petroleum Transportation Networks (PTNs). This approach can help decision makers to measure and detect the critical nodes (ports and transportation routes) within PTNs. The fifth phase uses an Evidential Reasoning (ER) approach and Intelligence Decision System (IDS) software, to assess hazards influencing on PTSs as one complete system. This research developed an advance risk-based framework applied ER approach due to its ability to combine the local/internal and global/external risk analysis results of the PTSs. To complete the cycle of this study, the best mitigating strategies are introduced and evaluated by incorporating VIseKriterijumska Optimizacija I Kompromisno Resenje (VIKOR) and AHP to rank the risk control options. The novelty of this framework provides decision makers with realistic and flexible results to ensure efficient and safe operations for PTSs

Uma abordagem para FMEA baseada em métodos quantitativos.

Esta Tese apresenta uma abordagem para FMEA baseada em métodos quantitativos, através da análise do sistema de medição por atributos de Repetitividade e Reprodutividade (R&R). Com base em uma revisão sistemática da literatura sobre o FMEA, observou-se que diversas pesquisas apontam que os seus resultados possuem viés de subjetividade, posto que são gerados segundo interpretação e conceito de pessoas, que são por sua própria natureza, tendenciosas. A partir desta premissa, desenvolveu-se esta pesquisa com o escopo dividido em duas partes, na qual a primeira tem o objetivo de avaliar quantitativamente a subjetividade presente no processo de atribuição das notas do FMEA para os índices de Severidade, Ocorrência, Detecção e o RPN. Assim, por meio dos índices R&R de concordância ICC (Interclass Correlation Coefficient), índice de Kappa e uma concepção de matriz de confiabilidade para o índice de Kendall, analisou-se quantitativamente quatro casos de FMEA, dos quais inferiu-se que seus resultados, do ponto de vista estatístico, apresentaram subjetividade no processo de atribuição de notas. A partir destes resultados, desenvolveu-se a segunda parte do escopo da pesquisa, onde efetuou-se uma análise crítica sobre o FMEA, estabelecendo-se quais fatores causam a subjetividade nesta ferramenta e impactam na sua confiabilidade. Em vista disso, com o propósito de minimizar a subjetividade da ferramenta, propõem-se um novo modelo, chamado de “FMEA R&R”, estabelecendo-se diretrizes e uma estrutura metodológica para corroborar estatisticamente o FMEA. A fim de validar o FMEA R&R, empregou-se o modelo em um caso real da indústria, concluindo-se que o modelo minimiza a subjetividade e aumenta a eficiência do FMEA, em termos de confiabilidade para tomada de decisão e gerenciamento de riscos

Connected-X-out-of-(m; n):F システムの信頼度評価と最適設計に関する研究

首都大学東

A Systematic Process for Assessing Human Spacecraft Designs in Terms of Relative Safety and Operational Characteristics

The research efforts in this dissertation are focused on reducing uncertainty in the conceptual design phase through a process of establishing a minimum functionality baseline before trading Safety and Operability in proposed spacecraft configurations. The challenge in human spacecraft development is how to combine the parts into a working design that complies with many requirements for top level mission objectives, safety, and mission success. The design methodologies presented here provides designers and decision makers with additional methods that provide an overall view of candidate design concepts. This work establishes a definition for a minimum functional design and is the first to group the fundamental mass parameters of a human spacecraft in the categories of Physics, Physiology, Safety, and Operability. The minimum functional baseline configuration described in this work is different from previous approaches because it eliminates the bias toward a minimum set of requirements. The amount of Safety in the spacecraft is the mass dedicated to safety through similar or dissimilar redundancy, safety components, margins, and dispersions. The amount of Operability in the spacecraft is the mass used to perform mission objectives and make functions easier or efficient. Because human spacecraft are highly coupled systems, the introduction of mass in one subsystem has downstream effects on other subsystems that are not easily recognized by designers and the use of rapidly reconfigurable prototypes allows designers and multidisciplinary teams to utilize Boundary Objects as a means of communication for maturing designs. The mass addition process coupled with the minimum functionality approach creates a tradespace of spacecraft configurations and provides designers with an overall view of how various levels of Safety or Operability will affect the overall spacecraft mass. The decisions made in the conceptual design phase are critical to the success of the program and uncertainty can lead to unnecessary redesign in later phases. The previous methods can be combined into a conceptual design process that couples easily with typical industry approaches to human spacecraft development. The use of minimum functionality as a precursor to more conventional approaches allows the spacecraft configuration to take shape before detailed CAD and higher fidelity analyses