Probabilistic Risk Assessment (PRA) - Inpe
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<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong><strong>Assessment</strong>(<strong>PRA</strong>)08 de Setembro de 2009Renan Fernandes Vazquezrenan.vazquez@tmktbrasil.com.br
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)ObjetivoMotivaçãoDificuldadeConceitoGerenciamento na NASAO <strong>PRA</strong> na NASAEsforços de Implantação <strong>PRA</strong> NASATécnicas para Aplicação <strong>PRA</strong>FMEAFTAETAExemplo de Aplicação <strong>PRA</strong>
Frases:<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)“Over the years, NASA has been a leader in most of the technologies it hasemployed in its programs. One would think that <strong>PRA</strong> should be no exception.”
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)Objetivo:Identificar e avaliar os riscos nos sistemastecnológicos complexos afim de melhorara sua segurança e performance
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)Será que todos osriscos podem sermitigados?
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)Challenger (1985)Exxon Valdez (1989)Chernobyl(1986)
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)• TAM – CongonhasJato Executivo – Mamonas AssassinasGol x Executivo Legacy
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)De quem é a culpa ?
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)• Erros humanos responderam por US$ 563 x 10 6 deprejuízos em acidentes maiores na indústria química até1984;Fonte: Garrison, Large Property Damage Losses in the Hydrocarbon-Chemical Industries: A Thirty Year Review, 12thed., Marsh & McLennan Protection Consultants, Chicago, IL, 1984• 80 – 90% de todos os acidentes na indústrias deprocessos químicos deveram-se a erros humanos;Fonte: H. I. Joschek, <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> in the Chemical Industry, ANS/ENS Topical Meeting on <strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong><strong>Assessment</strong>, American Nuclear Society, La Grange Park, IL, 1981.• Erros humanos responderam por 58% dos incêndios emrefinarias.Fonte: Y. Uehara & H. Hasegawa, Analysis of Causes of Accidents at Factories dealing with Hazardous Materials,5thInternational Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries, 1, Ch. 23, Societé deChimie Industriel, 1986.
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)• Erros humanos responderam por US$ 563 x 106 deprejuízos em acidentes maiores na indústria química até1984;Fonte: Garrison, Large Property Damage Losses in the Hydrocarbon-Chemical Industries: A Thirty Year Review, 12thed., Marsh & McLennan Protection Consultants, Chicago, IL, 1984• 80 – 90% de todos os acidentes na indústrias deprocessos químicos deveram-se a erros humanos;Fonte: H. I. Joschek, <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> in the Chemical Industry, ANS/ENS Topical Meeting on <strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong><strong>Assessment</strong>, American Nuclear Society, La Grange Park, IL, 1981.• Erros humanos responderam por 58% dos incêndios emrefinarias.Fonte: Y. Uehara & H. Hasegawa, Analysis of Causes of Accidents at Factories dealing with Hazardous Materials,5thInternational Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries, 1, Ch. 23, Societé deChimie Industriel, 1986.
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)É difícil Gerenciartodos os Riscos
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)RISKMANAGEMENT
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)* Definição de RiscoO risco do projeto é um evento ou condição incerta que,se ocorrer, terá um efeito positivo ou negativo sobrepelo menos um objetivo do projeto, como tempo, custo,escopo ou qualidade.Guia PMBOK®, Terceira Edição, 2004.
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)* A NASA Integrated Action Team proveu a definição seguinte derisco aceitável:“Risco aceitável é o risco que é compreendido de acordo peloprograma/projeto, enquanto “Governing Program ManagementCouncil”, e clientes são suficientes para alcançar critérios desucesso definidos dentro do nível aprovado de recursos.”
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)* Uma definição muito comum de risco é dadarespondendo-se as perguntas:1. O que pode dar errado?2. Qual é a probabilidade?3. Quais são as consequências?
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)* Alem da probabilidade e das conseqüências estastrês perguntas enfatizam quais são os cenários queestão sujeitos a estes riscos.* Estes cenários são os resultados mais importantes deuma avaliação de riscosA figura a seguir demonstra a implementação desteconceito no <strong>PRA</strong>
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)RISKMANAGEMENTAT NASA
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)* NASA adotou um processo de CRM para todos seusprogramas e projetos (NPG 7120.5).* CRM é uma prática de administração com processos,métodos, e ferramentas para administrar riscos em um projeto.* O CRM provê uma aproximação disciplinada e documentadado ciclo de vida de projeto para decisões “proactive” fazendo:
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)● Avaliando o que poderia dar errado continuamente● Determinado quais os riscos que devem ser gerenciados● Implementando estratégias para lidar com estes riscos● Assegurando a efetividade das estratégias implementadas* O CRM promove trabalho de equipe envolvendo pessoas detodos os níveis do projeto, e habilita o uso mais eficiente derecursos
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)* O processo continuo do CRM e demonstrado na figura
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)História do <strong>PRA</strong>na NASA
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)* Métodos para avaliação de riscos surgirão nos USAanos 60 para programas militares e aeroespaciais. (FTA)* O <strong>PRA</strong> era utilizado principalmente por industriasnucleares e petroquímicas e foi ganhando espaço econfiabilidade no meio cientifico pelos ótimos resultadosobtidos ao longo dos anos* Com o tempo o <strong>PRA</strong> se tornou uma ferramenta usual erespeitada para a analise de riscos, por ser lógico,sistemático e de abordagem abrangente
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)* Enquanto isso na NASA os resultados Obtidos no ProjetoApollo desencorajaram técnicos e engenheiros da NASApara calculo de Risco* Acidente com a Challenger 1986* Em 29 de Outubro de 1986 a investigação do acidente daChallenger feita pelo “Committee on Science andTechnology, House of Representatives”. Afirmou que semum meio de estimar o risco a NASA não saberia ondecentralizar sua atenção
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)* Em Janeiro de 1988 o “Slay Committee” recomendou noseu relatório denominado “Post-Challenger Evaluation ofSpace Shuttle <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> and Management” que asabordagens do <strong>PRA</strong> deveriam ser aplicadas a gestão derisco do Shuttle o mais rápido possível* Com a recomendação Slay Committee a NASA começoua experimentar o <strong>PRA</strong> no modulo “proof-of-concept”* Em 29 de julho de 1996 foi feita uma solicitação a OfficeofSafety and Mission Assurance (OSMA), paradesenvolvimento de uma ferramenta para suporte de
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)* Essa ferramenta foi solicitada pois a NASA gastavabilhões de dólares com upgrades do Space Shuttle, semsaber ao certo o quanto isso tornava o sistema maisseguro.* Essa solicitação deu origem ao Quantitative <strong>Risk</strong><strong>Assessment</strong> System (QRAS), e sua última versão, 1.6, foiemitida em Abril de 2001
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)Implantação do<strong>PRA</strong> na NASA
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)Um cenário <strong>PRA</strong> completo geralmente procede como segueabaixo:● Definição de objetivo● Familiarização com sistema.● Identificação de eventos iniciais.● Modelagem do Sucesso.● Modelagem do Fracasso.● Coleção de dados, Análise, e Desenvolvimento.● Quantificação e Integração.● Análise de incerteza.● Análise de sensibilidade.● Importância Ranking.
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)* Depois das recomendações do “Post-ChallengerEvaluation of Space Shuttle <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> andManagement” a NASA para dar inicio ao seu programa“<strong>Risk</strong> Management Program” começou dentro do ano de2000 a desenvolver a capacidade da Agência em <strong>PRA</strong>.Os esforços da NASA para desenvolver o <strong>PRA</strong> “in-house”inclui:● Contratação de peritos de <strong>PRA</strong> para a OSMA (Sede eCentros)● Desenvolvimento de uma política de <strong>PRA</strong> na NASA
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)● Treinamento de <strong>PRA</strong> para os gerentes● Desenvolvimento de metodologia de <strong>PRA</strong> paratreinamento dos “practitioners”● Desenvolvimento de uma nova versão do “Fault TreeHandbook” com exemplos aeroespaciais
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)● Desenvolvimento e distribuição de ferramentas de <strong>PRA</strong>(SAPHIRE)● Desenvolvimento do treinamento para as ferramentasde <strong>PRA</strong> (SAPHIRE)● Troca de informações sobre <strong>PRA</strong> dentro da NASA (<strong>PRA</strong>related)● Cooperação com outras agencias, dentro dos USA(NRC e outros) e estrangeiros (agência espacialjaponesa, NASDA, e agência de espaço européia, ESA).
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)* Aquisição ou desenvolvimento “in-house” de dados parao <strong>PRA</strong> provaram ser a única maneira duradoura dedesenvolvimento da capacidade do <strong>PRA</strong>, como visto daexperiencia de varias industrias (Energia nuclear, armasnucleares e petroquímicas) durante as últimas duasdécadas* Experiencias reais de <strong>PRA</strong> não são desenvolvidas do“dia para a noite” (overnight). Para a NASA alcança umnível adequado de <strong>PRA</strong>, precisou um numero elevado deaproximações. Um plano esta sendo desenvolvidoatualmente pelo OSMA, para investigar e implementaropções que realize aumento dos conhecimentos de <strong>PRA</strong>
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)Técnicas paraAplicação do <strong>PRA</strong>
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)* <strong>PRA</strong> é uma disciplina sistemática,lógica e abrangente, que utilizaferramentas como FMEA, FTA, EventTree Analysis (ETA) para calculo derisco.
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)As técnicas para aplicação do <strong>PRA</strong> incluem:Failure Mode e Effects Analysis (FMEA)Fault Tree AnalysisEvent Tree Analysis
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)Failure Mode eEffects Analysis(FMEA)
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)Failure Mode e Effects Analysis (FMEA)FMEA é uma técnica de engenharia indutivas utilizadas nonível de componente para definir, identificar e eliminar asconhecidas e / ou potenciais falhas, problemas e erros dosistema, projeto, processo e / ou serviço antes de chegar aocliente.
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)* Logica Indutiva* Identifica os modos de falha e os eventos envolvidos* FMECA- Classificação dos modos de falha por severidade ecriticalidade* O que poderia dar errado?
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)Item Modo de Falha Causa da Falha Possível Evento Probabilidade Criticalidade Ações CorretivasComponente1 Modo Y Causa N Próximo evento N n.nnn n.nnn Ação
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)Item Modo de Falha Causa da Falha Possível Evento Probabilidade Criticalidade Ações CorretivasComponente1 Modo Y Causa N Próximo evento N n.nnn n.nnn AçãoSistemaO que poderia darerrado?
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)Item Modo de Falha Causa da Falha Possível Evento Probabilidade Criticalidade Ações CorretivasComponente1 Modo Y Causa N Próximo evento N n.nnn n.nnn AçãoSistemaComponente 1Componente NO que poderia darerrado?
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)Item Modo de Falha Causa da Falha Possível Evento Probabilidade Criticalidade Ações CorretivasComponente1 Modo Y Causa N Próximo evento N n.nnn n.nnn AçãoSistemaComponente 1O que poderia darerrado?Modo de Falha 1Modo de Falha NComponente N
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)Item Modo de Falha Causa da Falha Possível Evento Probabilidade Criticalidade Ações CorretivasComponente1 Modo Y Causa N Próximo evento N n.nnn n.nnn AçãoSistemaComponente 1O que poderia darerrado?Modo de Falha 1Modo de Falha NPróximo Evento 1Próximo Evento NComponente N
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)Fault TreeAnalysis
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)Fault Tree Analysis* FTA é uma técnica dedutiva de análise de fiabilidade e deanálises de segurança e geralmente é usado para sistemascomplexos e dinâmicos* Primeiro desenvolvido pela Bell Telephone, em 1961,depois alterada pela Boeing para uso em larga escala* Dedução Logica* Qual a probabilidade ?
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)EventoInicialQual aprobabilidade ?Evento 1 Evento 2 Evento 3 Evento 4G1 = E1 x E2 x E3 + E1 x E2 x E4
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)Event TreeAnalysis
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)Event Tree Analysis* Visa melhorar a confiabilidade de produtos e processosatravés da análise sistemática de possíveis falhas e suasconseqüências, orientando na adoção de medidas corretivasou preventivas.* Logica Indutiva* Quais são as consequências?
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)Quais são asconsequências?
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)1. O que pode darerrado?
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)1. O que pode dar errado?2. Qual é a
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)1. O que pode dar errado?3. Quais são asconsequências?2. Qual é a
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)Aplicando o <strong>PRA</strong>
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)* O tema da análise é um módulo de distribuição decombustível.* Partes Relevantes● Tanque de hidrazina● Duas linhas principais de distribuição de combustível paraos propulsores● Um sensor de pressão em cada linha● E os circuitos de controle
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)* Quando o “attitude control” envia sinais para a operação dosistema propulsor, o controlador abre as válvulas solenóidespara permitir o fluxo de hidrazina. Parte do objetivo doprojeto deste sistema é que, no caso de vazamento nas linhasde distribuição, o vazamento deve ser detectada pela pressãosensores (o vazamento deve causar uma redução de pressão)e, posteriormente, deve ser isolado por encerramento das duasválvulas de isolamento
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)* Os cenários analisados neste exemplo são:(1) a perda do veículo(2) perda de dados científicos* Os cenários que conduzem à perda do veículo "sãoapresentados na Tabela abaixo, juntamente com as estimativas desuas freqüências (na verdade, por probabilidades-missão). Nasegunda coluna, o cenários são especificados em termos deagregados ou funcional eventos de alto nível:● O sucesso ou falha dos sistemas● A ocorrência ou não ocorrência de fenômenos particulares
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)
<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)• vazamento de hidrazina (símbolo "IE", freqüência de0,01) AND• Local de vazamento é a montante das válvulas deisolamento (o que implica que o isolamento não podeêxito) símbolo ( "L", a probabilidade de 0,1) AND• Danos físicos realmente ocorrendo a fiação comoresultado do ataque de hidrazina (símbolo "/ A2," aprobabilidade de 0,1) [levando à perda do veículo].
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<strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> (<strong>PRA</strong>)Referencias• <strong>Probabilistic</strong> <strong>Risk</strong> <strong>Assessment</strong> Procedures Guide for NASA Managers and PractitionersVersion 1.0 -- 31 March 2002• Confiabilidade Humana --M.Sc. Eng. Celso Luiz S. Figueirôa Filho -- Salvador-BA 2007• Análise da Confiabilidade Humana (ACH) na AQRd 11o Congresso de AtuaçãoResponsável, São Paulo, SP 28-29 de Agosto de 2007• A-RISK : UM MÉTODO PARA IDENTIFICAR E QUANTIFICAR RISCO DE <strong>PRA</strong>ZO EMPROJETOS DE DESENVOLVIMENTO DE SOFTWAREO -- CRISTINA ÂNGELA FILIPAKMACHADOF – CURITIBA 2002• RISK MANAGEMENT -- Mateus C. F. Aguiar – Outubro 2009• GESTÃO DE RISCOS LOGÍSTICOS -- Claudemir Gimenez e Oscar Salviano Silva Filho –Sem referencias de data
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