Presentacion Analisis Arbol de Fallas 2013
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Análisis de causa raíz
Subdirección de Generación
Mayo 2013
Subdirección de Generación
Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Básicas:
• Análisis de barreras • Análisis de cambios• Diagrama/análisis de eventos y factores causales• Análisis causa – raíz
Avanzadas:
• Análisis de árboles de fallas
Subdirección de Generación
Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de Árbol de Fallas
Introducción
El análisis de árbol de fallas, un método sistemático que ayuda a confirmar el diseño y la operación de instalaciones más seguras y confiables
Describe las secuencias de eventos de fallas que pudieran conducir finalmente a un evento cumbre indeseable y señala además combinaciones de fallas en los componentes.
Subdirección de Generación
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de Árbol de Fallas
La técnica de árbol de fallas forma parte de varias técnicas de acuerdo a diagrama adjunto
Subdirección de Generación
Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
El análisis de árbol de fallas(AAF) es una técnica deductiva para analizar sistemas complejos
El concepto fundamental del(AAF) es el modelado del sistema físico mediante un diagrama lógico o árbol de fallas
Análisis de Árbol de Fallas
Generalidades
Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Subdirección de Generación
Análisis de árbol de Fallas
Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Análisis de Árbol de Fallas
Generalidades
Representa posibles combinaciones de eventos que causan un evento indeseable o tope
Ejemplos de Eventos tope
Siniestro de un Transformador
Siniestro de un Tanque de almacenamiento
Falla en un Generador eléctrico
Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Subdirección de Generación
Ventajas
Tiene varias rutas que conducen al evento cumbre(relevante).
Cuantifica la probabilidad de llegar a los eventos cumbres.
Analiza combinaciones de eventos.
Analiza los errores humanos.
Análisis de Árbol de Fallas
Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Subdirección de Generación
Desventajas
No es fácilmente comprensible para el lector.
Se enfoca en los eventos y no en los procesos (campo de aplicación limitado).
Requiere de la experiencia de especialistas.
Árbol de Fallas
Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Subdirección de Generación
Análisis de árbol de Fallas
En su aplicación es necesario que el personal que interviene en la elaboración de árbol de fallas esté familiarizado con:
Los miembros del equipo deben contar con diagramas de flujo, procedimientos de operación y un paquete con la información pertinente antes descrita
El equipo y los procedimientos del proceso.
Las instalaciones de control y de emergencia.
Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Subdirección de Generación
Análisis de árbol de Fallas
Técnicas Analíticas Avanzadas
Donde lo podemos aplicar?
Nos ayuda a cuantificar la seguridad y confiabilidad de los sistemas electromecánicos
Localización de los puntos débiles de los sistemas
Determinar la mejor ubicación de sensores de diagnóstico
Conceptos Básicos
Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Subdirección de Generación
Técnicas Analíticas Avanzadas
Donde lo podemos aplicar?
Análisis de árbol de Fallas
Establecimiento de políticas de inspección y mantenimiento
Generación de Estrategias de localización de fallas
Conceptos Básicos
Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Subdirección de Generación
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Conceptos Básicos
Las fallas pueden ser originadas por:
Errores humanos
Fallas en el Equipo
Eventos de otra índole
Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Subdirección de Generación
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Conceptos Básicos
Clasificación de Fallas en el equipo por su tipo
Primarias
Secundarias
De comando
Cuando se opera en condiciones de diseño
Cuando se opera en condiciones fuera de diseño
Atribuibles al comando del componente
Subdirección de Generación
Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Conceptos Básicos
Importantes conceptos en la determinación de las interrelaciones de los eventos
Efectos de FallasConsecuencias de la Falla en el sistema
Modos de FallasEspecifica a que aspectos del componente se refiere la Falla
Mecanismos de FallasConsidera la forma en que un modo de Falla puede ocurrir
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Subdirección de Generación
Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Símbolos de Árbol de Fallas
En el desarrollo se usan los símbolos lógicos para relacionar todas las secuencias posibles que pudieran dar por resultados un evento indeseable.
Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Subdirección de Generación
Símbolos de Árbol de Fallas
En el desarrollo también se usan los símbolos de eventos.
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Subdirección de Generación
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Reglas para la construcción del Árbol de Fallas
Escribir dentro del símbolo del Evento el enunciado de manera precisa y concreta las causas que provocan la falla
Regla declaración del evento
Regla compuerta completa
Todas las entradas a una compuerta particular deben ser completamente definidas antes de realizar los análisis posteriores de otra compuerta
Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Reglas para la construcción del Árbol de Fallas
Regla no compuerta a compuerta
Subdirección de Generación
Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
Subdirección de Generación
Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
i) Definir el evento tope
Es un Evento específico indeseado
Está relacionado con una falla catastrófica
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Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
ii) Obtener información
Tener un entendimiento pleno del contexto
Contar con descripciones detalladas
• Diagramas de operación
• Manuales de operación
• Equipo de personal
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Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
iii) Construir el árbol de fallas
Se construye de acuerdo a un modo de falla especifico
Los mecanismos de fallas no son exhaustivos, incluyen fallas creíbles y basadas en evidencia
La construcción se realiza mediante el análisis de la causas inmediatas que ocasionan el evento
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Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
iii) Construir el árbol de fallas
Los eventos intermedios se unen mediante compuertas lógicas
Las modificaciones dependen de las revisiones durante la construcción
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Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
iii) Construir el árbol de fallas
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Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
iii) Construir el árbol de fallas
Subdirección de Generación
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
iii) Construir el árbol de fallas
Subdirección de Generación
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
iv) Evaluar el árbol de fallas
En esta etapa se obtienen los Conjuntos Mínimos de Corte (CMC)
Los CMC son combinaciones mínimas de eventos básicos que provocan la ocurrencia del evento tope
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Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
iv) Evaluar el árbol de fallas
Es un mecanismo de revisión entre los analistas y personal con experiencia operacional
Subdirección de Generación
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
iv) Evaluar el árbol de fallas
Existen varios métodos para obtener los Conjuntos Mínimos de Corte
Arriba-Abajo
Método Matricial
Algebra Booleana
Subdirección de Generación
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
CMC Aplicando el método de Arriba-Abajo
Subdirección de Generación
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
iv ) Evaluar el Arbol de Fallas
Reducción a dos niveles del Arbol de Fallas
Subdirección de Generación
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicacióniv ) Evaluar el Arbol de Fallas
CMC aplicando el Método Matricial
1.- Identificar las Compuertas (Eventos Intermedios), Eventos Básicos y eventos no desarrollados
2.- Resolver las compuertas aplicando la regla de la compuerta “O” y la regla de la Compuerta “Y”
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Subdirección de Generación
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
iv ) Evaluar el Arbol de Fallas
Regla de la Compuerta “O”
Sustituya la Compuerta por los Eventos agregando renglones a la matriz de solución
Esta compuerta aumenta el número de CMC
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Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
iv ) Evaluar el Arbol de Fallas
Regla de la Compuerta “Y”
Sustituya la Compuerta por los Eventos agregando columnas a la matriz de solución
Esta Compuerta aumenta el orden de los CMC
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
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Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
iv ) Evaluar el Arbol de Fallas
CMC aplicando el Método Matricial
3. Remover todos los eventos duplicados en los CMC
Algunos CMC pueden tener eventos “repetidos”:
La ocurrencia de un evento no implica el número de veces en que aparezca en el CMC
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
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Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
iv ) Evaluar el Arbol de Fallas
CMC aplicando el Método Matricial
4. Borrar todos los “superconjuntos”
Si se encuentran conjuntos de “orden mayor” que incluyan conjuntos de “orden menor” deben de eliminarse los de orden mayor
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
Técnicas Analíticas AvanzadasAnálisis de árbol de Fallas
iv ) Evaluar el Arbol de Fallas
Ejemplo de un Arbol de Fallas para obtener un CMC
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
iv ) Evaluar el Arbol de Fallas
CMC del Arbol de Fallas aplicando el Método Matricial
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
Dirección de Administración
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Análisis de árbol de Fallas
iv ) Evaluar el Arbol de Fallas
CMC del Arbol de Fallas aplicando el Método Matricial
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
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Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
iv ) Evaluar el Arbol de Fallas
CMC del Arbol de Fallas utilizando el Algebra Booleana
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Análisis de árbol de Fallas
CMC del Arbol de Fallas utilizando el Algebra Booleana
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
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Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
v ) Validar o adicionar nuevos datos
En esta etapa y basado en la experiencia de los expertos se determina si el o los conjuntos mínimos de corte explican la ocurrencia del accidente
En caso contrario se deben buscar nuevas evidencias de hechos o en su caso defecto postular las suposiciones necesarias para explicar el Evento
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Análisis de árbol de Fallas
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
v ) Validar o adicionar nuevos datos
Cuando el Arbol e Fallas se construye únicamente con base en evidencia solamente se obtendrá un CMC
Cuando el Arbol e Fallas se construye considerando todas las posibilidades se obtendrá más de un CMC
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Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
v ) Validar o adicionar nuevos datos
1) Los Conjuntos Mínimos de Corte se pueden agrupar de acuerdo con su orden (conjunto de orden1 es más importante que uno de orden 2.
2) Los Conjuntos Mínimos de Corte tienen una importancia de acuerdo al tipo de eventos que lo forman
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Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
v ) Validar o adicionar nuevos datos
Errores humanos
Fallas de Equipo Activo
Fallas de Equipo Inactivo
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
Para conjuntos de orden 1
vi ) Identificación de factores causales
Los eventos básicos que conforman los conjuntos mínimos de corte son los factores causales del evento tope postulado
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Técnicas Analíticas Avanzadas
Análisis de árbol de Fallas
Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación
Subdirección de Generación
GRACIAS