Aplicação do Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) na demolição, movimento de terras e execução da estrutura em edifícios

Mestrado em Engenharia Civil - Ramo Tecnologia e gestão das Construções

Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) for confectionery manufacturing in developing countries: Turkish delight production as a case study

The Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) was applied for risk assessment of confectionary manufacturing, in whichthe traditional methods and equipment were intensively used in the production. Potential failure modes and effects as well as their possible causes were identified in the process flow. Processing stages that involve intensive handling of food by workers had the highest risk priority numbers (RPN = 216 and 189), followed by chemical contamination risks in different stages of the process. The application of corrective actions substantially reduced the RPN (risk priority number) values. Therefore, the implementation of FMEA (The Failure Mode and Effect Analysis) model in confectionary manufacturing improved the safety and quality of the final products.

Proposal on How To Conduct a Biopharmaceutical Process Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) as a Risk Assessment Tool

With the publication of the quality guideline ICH Q9 "Quality Risk Management" by the International Conference on Harmonization, risk management has already become a standard requirement during the life cycle of a pharmaceutical product. Failure mode and effect analysis (FMEA) is a powerful risk analysis tool that has been used for decades in mechanical and electrical industries. However, the adaptation of the FMEA methodology to biopharmaceutical processes brings about some difficulties. The proposal presented here is intended to serve as a brief but nevertheless comprehensive and detailed guideline on how to conduct a biopharmaceutical process FMEA. It includes a detailed 1-to-10-scale FMEA rating table for occurrence, severity, and detectability of failures that has been especially designed for typical biopharmaceutical processes. The application for such a biopharmaceutical process FMEA is widespread. It can be useful whenever a biopharmaceutical manufacturing process is developed or scaled-up, or when it is transferred to a different manufacturing site. It may also be conducted during substantial optimization of an existing process or the development of a second-generation process. According to their resulting risk ratings, process parameters can be ranked for importance and important variables for process development, characterization, or validation can be identified. LAY ABSTRACT: Health authorities around the world ask pharmaceutical companies to manage risk during development and manufacturing of pharmaceuticals. The so-called failure mode and effect analysis (FMEA) is an established risk analysis tool that has been used for decades in mechanical and electrical industries. However, the adaptation of the FMEA methodology to pharmaceutical processes that use modern biotechnology (biopharmaceutical processes) brings about some difficulties, because those biopharmaceutical processes differ from processes in mechanical and electrical industries. The proposal presented here explains how a biopharmaceutical process FMEA can be conducted. It includes a detailed 1-to-10-scale FMEA rating table for occurrence, severity, and detectability of failures that has been especially designed for typical biopharmaceutical processes. With the help of this guideline, different details of the manufacturing process can be ranked according to their potential risks, and this can help pharmaceutical companies to identify aspects with high potential risks and to react accordingly to improve the safety of medicines.

An automated failure mode and effect analysis based on high-level design specificication with behavior trees

Formal methods have significant benefits for developing safety critical systems, in that they allow for correctness proofs, model checking safety and liveness properties, deadlock checking, etc. However, formal methods do not scale very well and demand specialist skills, when developing real-world systems. For these reasons, development and analysis of large-scale safety critical systems will require effective integration of formal and informal methods. In this paper, we use such an integrative approach to automate Failure Modes and Effects Analysis (FMEA), a widely used system safety analysis technique, using a high-level graphical modelling notation (Behavior Trees) and model checking. We inject component failure modes into the Behavior Trees and translate the resulting Behavior Trees to SAL code. This enables us to model check if the system in the presence of these faults satisfies its safety properties, specified by temporal logic formulas. The benefit of this process is tool support that automates the tedious and error-prone aspects of FMEA.

Reliability Analysis in Reciprocating Compressors for Refrigeration Systems

The most-used refrigeration system is the vapor-compression system. In this cycle, the compressor is the most complex and expensive component, especially the reciprocating semihermetic type, which is often used in food product conservation. This component is very sensitive to variations in its operating conditions. If these conditions reach unacceptable levels, failures are practically inevitable. Therefore, maintenance actions should be taken in order to maintain good performance of such compressors and to avoid undesirable stops of the system. To achieve such a goal, one has to evaluate the reliability of the system and/or the components. In this case, reliability means the probability that some equipment cannot perform their requested functions for an established time period, under defined operating conditions. One of the tools used to improve component reliability is the failure mode and effect analysis (FMEA). This paper proposes that the methodology of FMEA be used as a tool to evaluate the main failures found in semihermetic reciprocating compressors used in refrigeration systems. Based on the results, some suggestions for maintenance are addressed.

Development and Effect Analysis of the Asteri Consultative Auditing Process - Safety and Security Management in Educational Institutions

The Finnish legislation requires for a safe and secure learning environment. However, the comprehensive, risk based safety and security management (SSM) and the management commitment in the implementation and development of the SSM are not mentioned in the legislation. Multiple institutions, operators and researchers have studied and developed safety and security in educational institutions over the past decade. Typically the approach has been fragmented and without bringing up the importance of the comprehensive SSM. The development needs of the safety and security operations in universities have been studied. However, in universities of applied sciences (UASs) and in elementary schools (ESs), the performance level, strengths and weaknesses of the comprehensive SSM have not been studied. The objective of this study was to develop the comprehensive, risk based SSM of educational institutions by developing the new Asteri consultative auditing process and study its effects on auditees. Furthermore, the performance level in the comprehensive SSM in UASs and ESs were studied using Asteri and the TUTOR model developed by the Keski-Uusimaa Department for Rescue Services. In addition, strengths, development needs and differences were identified. In total, 76 educational institutions were audited between the years 2011 and 2014. The study is based on logical empiricism, and an observational applied research design was used. Auditing, observation and an electronic survey were used for data collection. Statistical analysis was used to analyze the collected information. In addition, thematic analysis was used to analyze the development areas of the organizations mentioned by the respondents in the survey. As one of the main contributions, this research presents the new Asteri consultative auditing process. Organizations with low performance levels on the audited subject benefit the most from the Asteri consultative auditing process. Asteri may be usable in many different types of audits, not only in SSM audits. As a new result, this study provides new knowledge on attitudes related to auditing. According to the research findings, auditing may generate negative attitudes and the auditor should take them into account when planning and preparing for audits. Negative attitudes can be compensated by producing added value, objectivity and positivity for the audit and, thus, improve the positive effects of auditing on knowledge and skills. Moreover, as the results of this study shows, auditing safety and security issues do not increase feelings of insecurity, but rather increase feelings of safety and security when using the new Asteri consultative auditing process with the TUTOR model. The results showed that the SSM in the audited UASs was statistically significantly more advanced than that in the audited ESs. However, there is still room for improvement in the ESs and the UASs as the approach to the SSM was fragmented. It can be assumed that the majority of Finnish UASs and ESs do not likely meet the basic level of the comprehensive, risk based the SSM.

Inferring determinacy and mutual exclusion in logic programs using mode and type analysis.

We propose an analysis for detecting procedures and goals that are deterministic (i.e., that produce at most one solution at most once), or predicates whose clause tests are mutually exclusive (which implies that at most one of their clauses will succeed) even if they are not deterministic. The analysis takes advantage of the pruning operator in order to improve the detection of mutual exclusion and determinacy. It also supports arithmetic equations and disequations, as well as equations and disequations on terms, for which we give a complete satisfiability testing algorithm, w.r.t. available type information. We have implemented the analysis and integrated it in the CiaoPP system, which also infers automatically the mode and type information that our analysis takes as input. Experiments performed on this implementation show that the analysis is fairly accurate and efficient.

Evaluation and FMEA of Fabrication Techniques for Metallic Grating Couplers on Polymer Substrates with Low Glass Transition Temperatures

The main task is to analyze the state of the art of grating couplers production and low-cost polymer substrates. Then to provide a recommendation of a new or adapted process for the production of metallic gratings on polymer sheets, based on a Failure Mode and Effect Analysis (FMEA). In order to achieve that, this thesis is divided into four chapters. After the first introductory chapter, the second section provides details about the state-of-the-art in optical technology platforms with focus on polymers and their main features for the aimed application, such as flexibility, low cost and roll to roll compatibility. It defines then the diffraction gratings and their specifications and closes with the explanation of adhesion mechanisms of inorganic materials on polymer substrates. The third chapter discusses processing of grating couplers. It introduces the basic fabrication methods and details a selection of current fabrication schemes found in literature with an assessment of their potential use for the desired application. The last chapter is a FMEA analysis of the retained fabrication process, called Flip and Fuse, in order to check its capability to realize the grating structure.

Análise de fiabilidade de sistemas e componentes de helicópteros

Este trabalho ocorre face à necessidade da empresa Helisuporte ter uma perspectiva a nível de fiabilidade das suas aeronaves. Para isso, foram traçados como objectivos de estudo a criação de uma base de dados de anomalias; identificação de sistemas e componentes problemáticos; caracterização dos mesmos, avaliar a condição de falha e, com isto, apresentar soluções de controlo de anomalias. Assim, foi desenvolvida uma metodologia que proporciona tratamento de dados com recurso a uma análise não-paramétrica, tendo sido escolhida a estatística de amostra. Esta irá permitir a identificação dos sistemas problemáticos e seus componentes anómalos. Efectuado o tratamento de dados, passamos para a caracterização fiabilística desses componentes, assumindo o tempo de operação e a vida útil específica de cada um. Esta foi possível recorrendo ao cálculo do nível de fiabilidade, MTBF, MTBUR e taxa de avarias. De modo a identificar as diferentes anomalias e caracterizar o “know-how” da equipa de manutenção, implementou-se a análise de condição de falha, mais propriamente a análise dos modos e efeitos de falha. Tendo isso em atenção, foi construído um encadeamento lógico simples, claro e eficaz, face a uma frota complexa. Implementada essa metodologia e analisados os resultados podemos afirmar que os objectivos foram alcançados, concluindo-se que os valores de fiabilidade que caracterizam alguns dos componentes das aeronaves pertencentes à frota em estudo não correspondem ao esperado e idealizado como referência de desempenho dos mesmos. Assim, foram sugeridas alterações no manual de manutenção de forma a melhorar estes índices. Com isto conseguiu-se desenvolver, o que se poderá chamar de, “fiabilidade na óptica do utilizador”.

Análise dos modos de falha e seus efeitos (FMEA) aplicada a um secador industrial

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Análise e avaliação de riscos para a segurança e saúde no trabalho do processo frutícola pós-colheita

A presente dissertação propõe a realização de uma Análise e Avaliação de Risco para a Segurança e Saúde no Trabalho do processo frutícola pós-colheita. Este trabalho visa analisar e avaliar todos os perigos e riscos a que os trabalhadores estão sujeitos aquando da execução das seis atividades que constituem o processo. As atividades estudadas foram: a receção e pesagem da fruta vinda do campo, tratamento pós-colheita, armazenagem da fruta em câmaras de refrigeração de frio normal e atmosfera controlada, calibragem da fruta, embalamento da fruta e expedição da fruta. Neste estudo, a Análise e Avaliação de Risco foi realizada recorrendo à metodologia FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) abrangendo as diferentes atividades que fazem parte do processo frutícola pós-colheita, de modo a identificar os modos de falha, os efeitos e as suas causas. Foram detetados 14 modos de falha. Para auxiliar a deteção dos modos de falha mais críticos foi utilizado o Diagrama de Pareto. Após a análise do Diagrama de Pareto foram identificados os 6 modos de falha que necessitam de uma intervenção prioritária. Por fim, foram sugeridas ações de melhoria para todos os 14 modos de falha.

Hankintaprosessin suorituskyvyn arviointi ja kehittäminen

Tämän työn tarkoituksena oli tarkastella kohdeorganisaation hankintaprosessin suorituskykyä. Tutkimuksen päämääränä oli tuottaa yritykselle sellaista tietoa ja arviointikriteerejä, joiden avulla yritys voi kehittää valmiuksiaan oman suorituskyvyn tehokkaampaan arviointiin tulevaisuudessa. Tutkielma tehtiin Skanska Oy:n osto-osastolle Helsinkiin. Tutkimuksen kohteeksi valittiin kausisopimusten hankintaprosessi epäsuorissa hankinnoissa, kotimaisilla markkinoilla. Keskitetyn kausisopimusten hankintaprosessin tarkoituksena on tuottaa yritykselle kilpailukykyisiä sopimuksia sekä saavuttaa prosessin parempi hallinta ja läpinäkyvyys. Tietoa tutkimuksen kohteena olevasta prosessista kerättiin haastatteluilla ja keskustelutuokioilla sekä yrityksen dokumenteista. Aineiston keräämisen kautta pyrittiin saamaan syvempi kuva prosessin toiminnasta, sen ongelmakohdista sekä niiden syistä ja seurauksista. Toisen tarkastelunäkökulman prosessin arvioinnille tarjosi läpimenoajan mittaaminen. Saatua aineistoa luokiteltiin vika- ja vaikutusanalyysiin pohjautuvalla mallilla sekä Monte Carlo – simulaatiomenetelmään perustuvalla ohjelmalla. Työn tuloksena esitetään tutkimuksen kohteena olevalle prosessille sopivia kehitystoimenpiteitä sekä suositeltavia prosessin mittaamisalueita.

Identificação e avaliação de variáveis críticas no processo de produção da cana-de-açúcar

A cana-de-açúcar é uma das culturas mais importantes economicamente no Brasil, apresentando para os próximos anos perspectiva de expansão da área cultivada. Em razão do aumento da demanda, faz-se necessária a manutenção e o incremento da produtividade no campo, otimizando, assim, os recursos já disponibilizados. O aprimoramento das operações agrícolas envolvidas na produção é uma das alternativas para o aumento da produtividade. É necessário, por questões operacionais e custos envolvidos, identificar aquelas operações de maior importância e estabelecer os padrões a serem atendidos pelas mesmas. Para tanto, o objetivo deste trabalho foi identificar e avaliar as variáveis críticas presentes no processo de produção da cana-de-açúcar. O trabalho foi desenvolvido em duas etapas. A primeira constou da identificação das variáveis críticas por meio da FMEA "Failure Mode and Effect Analysis" - e a segunda da avaliação no campo da variável de maior criticidade, determinando a capacidade do processo por meio do índice Cpk. Dezessete variáveis foram identificadas, sendo o espaçamento irregular entre sulcos a mais crítica. Os sistemas de orientação da operação de sulcação, manual e automático, não são capazes de atender aos limites de tolerância do espaçamento entre sulcos adotados pela Usina. É necessário rever esses limites e/ou analisar alternativas para melhorar os sistemas, a fim de atender aos padrões desejados.

Uma metodologia para adaptação e melhoria de produtos a partir da engenharia reversa

O tema desta dissertação de mestrado é o estudo da Engenharia Reversa como ferramenta de suporte à melhoria e adaptação de produtos. A partir de conceitos teóricos sobre desenvolvimento de produtos e melhoria de processos, propõe-se uma metodologia para adaptação de produtos destinados à exportação. A metodologia proposta consiste de oito passos, contemplando etapas de identificação e priorização das demandas de adaptação de produtos e elencando ferramentas auxiliares no atingimento dos objetivos desejados. A etapa inicial deste trabalho consiste de uma revisão bibliográfica dividida em duas partes: (i) adaptação de produtos através da utilização da Engenharia Reversa e seus habilitadores, e (ii) ferramentas para melhoria de processos. Os tópicos contemplados em (ii) incluem ferramentas para o mapeamento de processos de manufatura e para a sua melhoria. Destaque especial é dado ao Desdobramento da Função Qualidade – QFD (Quality Function Deployment), a Análise de Modos e Efeitos de Falhas (FMEA – Failure Mode and Effect Analysis) e às Cartas de Processos. Na seqüência, apresentam-se os passos da metodologia proposta para a adaptação de produtos às demandas de mercado utilizando a Engenharia Reversa e seus habilitadores. Finalmente, os passos metodológicos são aplicados a um caso prático, cujo objetivo é a adaptação de um pincel, produzido por uma empresa gaúcha, às demandas de um distribuidor alemão de ferramentas manuais.

Avaliação da prevenção de falhas em processos utilizando métodos de tomada de decisão

Este trabalho apresenta uma investigação sobre o emprego de FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) de Processo com a exposição de irregularidades na sua utilização. O método AHP (Analytic Hierarchy Process) e os Conjuntos Fuzzy são aplicados no estudo das práticas atuais de utilização de FMEA. O AHP é aplicado para a priorização das irregularidades quanto à gravidade de sua ocorrência. Os Conjuntos Fuzzy são aplicados para avaliação do desempenho da utilização de FMEA em algumas empresas do ramo automotivo. Como resultado, tem-se a aceitação de oito e a não aceitação de três dos onze formulários de FMEA averiguados.