IEC TR 63164-2: a confiabilidade de dispositivos e sistemas de automação industrial

Esse relatório técnico (Technical Report – TR), editado em 2020 pela International Electrotechnical Commission (IEC), fornece a orientação sobre o cálculo de dados de confiabilidade de sistemas de automação que podem ser simplificados como estrutura em série, paralela ou mista com base em dados de confiabilidade de dispositivos únicos e / ou subsistemas, e na forma de apresentar os dados.

A IEC TR 63164-2: 2020 – Reliability of industrial automation devices and systems – Part 2: System reliability fornece a orientação sobre o cálculo de dados de confiabilidade de sistemas de automação que podem ser simplificados como estrutura em série, paralela ou mista com base em dados de confiabilidade de dispositivos únicos e / ou subsistemas, e na forma de apresentar os dados. Esse procedimento é direcionado apenas à confiabilidade dos sistemas de automação, mas não aos sistemas que incorporam sistemas de automação, por exemplo, planta de processo.

A confiabilidade está incluída na segurança do equipamento e este documento se concentra principalmente nas falhas de hardware aleatórias que afetam a confiabilidade. Confiabilidade é usada como um termo coletivo para as características de qualidade relacionadas ao tempo de um item e inclui, adicionalmente, disponibilidade, recuperabilidade, capacidade de manutenção, desempenho de suporte de manutenção e, em alguns casos, outras características como durabilidade, proteção e segurança, que não são no âmbito deste relatório técnico.

Conteúdo da norma

PREFÁCIO………………….. 3

INTRODUÇÃO……………… 5

1 Escopo …………………… 6

2 Referências normativas…… 6

3 Termos, definições e termos abreviados ……6

3.1 Termos e definições……………………. 6

3.2 Termos abreviados…………………….. 9

4 Confiabilidade do sistema………… 9

5 Cálculo da confiabilidade do sistema…………………… 9

5.1 Geral…………….. 9

5.2 Forma para apresentar dados de confiabilidade……….. 10

5.3 Estruturas e cálculos…………………………… 10

5.3.1 Fórmulas básicas…………………………. 10

5.3.2 Estruturas em série……………………… 11

5.3.3 Estruturas paralelas…………………….. 12

5.3.4 Estruturas mistas………………………….. 13

5.3.5 Resumo…………………………….. ……. 14

Anexo A (informativo) Exemplos de sistemas de automação típicos…………………….15

A.1 Geral……………. …………….. 15

A.2 Exemplo para estrutura em série do sistema de automação de processo…………………… 15

A.3 Exemplo para estrutura mista de subsistema de automação de processo…………………… 16

Anexo B (informativo) Métodos para melhorar a confiabilidade do sistema……………….. … 18

B.1 Geral …………. …………….. 18

B.2 Métodos para reduzir a falha sistemática…………………. 18

B.2.1 Geral…………………………. ……… 18

B.2.2 Medidas para evitar falha sistemática…………… 18

B.2.3 Medidas para controlar a falha sistemática………. 18

B.3 Método de redução de falha aleatória de hardware……. 19

B.3.1 Projeto tolerante a falhas………………………………. 19

B.3.2 Projeto de prevenção de erros…………………….. 19

B.3.3 Projeto de desclassificação do sistema…………………. 19

Bibliografia…………….. ………………….. 21

Figura 1 – Diagrama de blocos de confiabilidade em série…………………………. 11

Figura 2 – Diagrama de blocos de confiabilidade paralela……………………… 12

Figura 3 – Diagrama de blocos de confiabilidade em série paralela geral (redundância)…………………. 13

Figura 4 – Reduzir a estrutura mista………………….. 13

Figura A.1 – Um sistema de automação de processo típico (fundição de alumínio) ……………….. 15

Figura A.2 – Diagrama de blocos para sistema de automação de fundição de alumínio……………………… 16

Figura A.3 – Processo de sedimentação e lavagem para sistema de automação da fundição de alumínio ………. 16

Figura A.4 – Diagrama de blocos para o processo de assentamento e lavagem………………………. ………. 17

No contexto da manufatura inteligente, novos modos de produção, como customização em massa com base em fábricas interconectadas, requerem interconexão em tempo real, comutação frequente e integração em diferentes níveis. Portanto, a confiabilidade é um requisito importante para os sistemas de automação nas fábricas. Dados de confiabilidade de sistemas de automação são a base para o planejamento de manutenção, por exemplo manutenção de estoque de peças de reposição de uma linha de produção.

Um sistema de automação geralmente consiste em vários dispositivos ou máquinas diferentes que são usados em série, em paralelo ou mistos. Este relatório técnico fornece orientação para o integrador de sistema sobre como avaliar a confiabilidade de tais sistemas inteiros. Este relatório é a segunda parte da série. Esta parte se concentra no cálculo das taxas de falha ou valores de confiabilidade para sistemas com base em taxas de falha ou valores de confiabilidade de dispositivos individuais, dependendo da estrutura do sistema.

Isso é necessário para que os integradores de sistema ou projetistas possam calcular a confiabilidade de um sistema inteiro a partir dos valores de confiabilidade de dispositivos individuais (consulte IEC TS 63164-1). As partes da série IEC 63164 são: Parte 1: Garantia de dados de confiabilidade de dispositivos de automação e especificação de sua fonte; Parte 2: Confiabilidade do sistema. As partes futuras poderão incluir os seguintes assuntos: coleta de dados de confiabilidade para dispositivos de automação em campo; e um guia do usuário.

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