Modelos para apoio à avaliação de políticas de manutenção para sistemas de proteção
Sistemas de proteção frequentemente exercem um papel importante na redução de riscos, atuando na contenção de eventos críticos e de natureza estocástica, que podem levar a perdas severas caso não sejam contidos. Para que se exerça bem esse papel, é importante garantir um nível satisfatório de dispon...
| Main Author: | ALBERTI, Alexandre Ramalho |
|---|---|
| Other Authors: | CAVALCANTE, Cristiano Alexandre Virgínio |
| Format: | doctoralThesis |
| Language: | por |
| Published: |
Universidade Federal de Pernambuco
2020
|
| Subjects: | |
| Online Access: |
https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/37036 |
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ir-123456789-370362020-03-14T05:14:16Z Modelos para apoio à avaliação de políticas de manutenção para sistemas de proteção ALBERTI, Alexandre Ramalho CAVALCANTE, Cristiano Alexandre Virgínio http://lattes.cnpq.br/8602737708433011 http://lattes.cnpq.br/6312739422908628 Engenharia de Produção Manutenção Sistema de proteção Avaliação de custo Avaliação de risco Qualidade da manutenção Modelos de choque Sistemas de proteção frequentemente exercem um papel importante na redução de riscos, atuando na contenção de eventos críticos e de natureza estocástica, que podem levar a perdas severas caso não sejam contidos. Para que se exerça bem esse papel, é importante garantir um nível satisfatório de disponibilidade para sistemas dessa natureza; posto isso, é de grande importância o planejamento adequado das políticas de manutenção. A pesquisa operacional pode prover um suporte valioso para tal planejamento, por meio do uso de modelo matemáticos para a obtenção de orientações para a tomada de decisões. Nesse sentido, o presente trabalho apresenta contribuições para o estudo de políticas de manutenção para sistemas de proteção, que foram motivadas por estudos de caso sobre sistemas reais. Primeiro, são propostos um modelo e uma abordagem para otimização de uma política híbrida de inspeção e manutenção preventiva, motivados por um estudo de caso sobre manutenção de válvulas de fechamento utilizadas em redes urbanas de coleta e transporte de esgoto. O modelo, baseado no conceito delay-time, permite analisar o impacto de um amplo conjunto de aspectos de qualidade da manutenção que foram observados no estudo de caso, para estimar o desempenho de uma política em termos de taxa de custo e taxa de demandas não atendidas, sendo que esta última medida pode ser entendida como uma medida de risco. Para a definição de políticas de manutenção nesse contexto, é proposta uma abordagem de otimização de custo sob restrição de risco, que permite tratar de maneira mais adequada situações onde há preocupação com perdas em dimensões críticas de natureza não financeira. Em seguida, partindo da percepção de que o acionamento de um sistema de proteção para contenção de demanda pode agir como um choque sobre o mesmo, contribuindo para o aumento do seu nível de deterioração, é proposta uma nova política de manutenção que considera não apenas a idade do sistema, como também o número de demandas atendidas, como parâmetros para a tomada de decisões sobre manutenção. A referida política é modelada e analisada, tendo como base um modelo de falha baseado no conceito de processo shot-noise. Aplicações numéricas são apresentadas mostrando como os modelos propostos podem ser utilizados para obter orientações para a tomada de decisões. Vale destacar as vantagens da nova política proposta em comparação a suas variações mais simples, já exploradas na literatura, conforme verificado por meio de uma aplicação numérica. FACEPE Protection systems often play an important role in reducing risks, acting to contain critical and stochastic events, which can lead to severe losses, or even disaster, if not contained. In order to play this role well, it is important to guarantee a satisfactory level of availability for such systems; thereby, proper planning and the correct implementation of maintenance policies are very important. Operational research can provide valuable support for maintenance planning, through the use of mathematical models to obtain guidance for decision making. In this sense, this work presents some contributions to the study of maintenance policies for protection systems, which were motivated by case studies on maintenance of real systems. First, a model and approach are proposed to optimize a hybrid inspection and preventive maintenance policy, motivated by a case study on maintenance of shut-off valves used in urban sewage collection and transportation networks. The model, based on the delay-time concept, allows for considering a wide range of aspects of maintenance quality that were observed in the case study to estimate the performance of a policy in terms of cost rate and rate of unmet demands, the latter measure can be understood as a risk measure. For the definition of maintenance policies in this context, a risk constrained cost optimization approach is proposed, which allows for dealing more properly with situations where there is a concern on losses in non-financial critical dimensions such as, in the case studied, the environmental dimension. Following, a new maintenance policy is proposed that considers the system age and the number of demands met as parameters for decision making on preventive maintenance. The policy was motivated by the perception that the activation of a protection system for demand containment can act as a shock on it, contributing to the increase of its level of deterioration. This maintenance policy is modeled and analyzed, considering a failure model based on the shot-noise process concept. Numerical applications are presented throughout the work, showing how the proposed models can be used to obtain important guidelines for decision making in maintenance planning. It is worth to highlight the advantages of the proposed new policy in comparison to its simpler variations that have been already explored in the literature, as verified through a numerical application. 2020-03-13T11:26:16Z 2020-03-13T11:26:16Z 2020-02-03 doctoralThesis ALBERTI, Alexandre Ramalho. Modelos para apoio à avaliação de políticas de manutenção para sistemas de proteção. 2020. Tese (Doutorado em Engenharia de Produção) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2020. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/37036 por embargoedAccess Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal de Pernambuco UFPE Brasil Programa de Pos Graduacao em Engenharia de Producao |
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REPOSITORIO UFPE |
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Engenharia de Produção Manutenção Sistema de proteção Avaliação de custo Avaliação de risco Qualidade da manutenção Modelos de choque |
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Sistemas de proteção frequentemente exercem um papel importante na redução de riscos, atuando na contenção de eventos críticos e de natureza estocástica, que podem levar a perdas severas caso não sejam contidos. Para que se exerça bem esse papel, é importante garantir um nível satisfatório de disponibilidade para sistemas dessa natureza; posto isso, é de grande importância o planejamento adequado das políticas de manutenção. A pesquisa operacional pode prover um suporte valioso para tal planejamento, por meio do uso de modelo matemáticos para a obtenção de orientações para a tomada de decisões. Nesse sentido, o presente trabalho apresenta contribuições para o estudo de políticas de manutenção para sistemas de proteção, que foram motivadas por estudos de caso sobre sistemas reais. Primeiro, são propostos um modelo e uma abordagem para otimização de uma política híbrida de inspeção e manutenção preventiva, motivados por um estudo de caso sobre manutenção de válvulas de fechamento utilizadas em redes urbanas de coleta e transporte de esgoto. O modelo, baseado no conceito delay-time, permite analisar o impacto de um amplo conjunto de aspectos de qualidade da manutenção que foram observados no estudo de caso, para estimar o desempenho de uma política em termos de taxa de custo e taxa de demandas não atendidas, sendo que esta última medida pode ser entendida como uma medida de risco. Para a definição de políticas de manutenção nesse contexto, é proposta uma abordagem de otimização de custo sob restrição de risco, que permite tratar de maneira mais adequada situações onde há preocupação com perdas em dimensões críticas de natureza não financeira. Em seguida, partindo da percepção de que o acionamento de um sistema de proteção para contenção de demanda pode agir como um choque sobre o mesmo, contribuindo para o aumento do seu nível de deterioração, é proposta uma nova política de manutenção que considera não apenas a idade do sistema, como também o número de demandas atendidas, como parâmetros para a tomada de decisões sobre manutenção. A referida política é modelada e analisada, tendo como base um modelo de falha baseado no conceito de processo shot-noise. Aplicações numéricas são apresentadas mostrando como os modelos propostos podem ser utilizados para obter orientações para a tomada de decisões. Vale destacar as vantagens da nova política proposta em comparação a suas variações mais simples, já exploradas na literatura, conforme verificado por meio de uma aplicação numérica. |
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