MISSION ABORT POLICY FOR TWO-COMPONENT MANUFACTURING SYSTEMS UNDER INTERDEPENDENT DEGRADATION WITH AVAILABILITY CONSTRAINTS
Política de aborto de missão, Sistema multicomponente, Sobrevivência do sistema, Manutenção, Sistema de manufatura, Programação de inspeções, Restrição de disponibilidade.
Esta dissertação desenvolve e otimiza uma estrutura de política de aborto de missão (MAP, na sigla em inglês) para sistemas de manufatura, visando equilibrar o desempenho operacional com a confiabilidade do sistema em ambientes industriais de alto risco. A pesquisa concentra-se em um sistema de dois componentes com degradação interdependente, onde uma falha no Componente A induz defeitos no Componente B. Uma metodologia abrangente de otimização de manutenção é apresentada, integrando inspeções programadas, operações de resgate e interdependências entre os componentes em um modelo matemático unificado baseado no conceito de tempo de atraso. O modelo utiliza distribuições de Weibull para caracterizar a chegada e a progressão dos defeitos, com as inspeções desencadeando decisões de aborto e resgate com base no tempo restante da missão. Para garantir a cobertura completa de todos os estados possíveis do sistema, a pesquisa desenvolve um modelo baseado em cenários que abrange um conjunto completo de cenários mutuamente exclusivos e coletivamente exaustivos, capturando todos os caminhos potenciais de progressão de defeitos e resultados de resgate. Isso permite a avaliação precisa da Probabilidade de Sucesso da Missão (MSP, na sigla em inglês) e da Probabilidade de Sobrevivência do Sistema (SSP, na sigla em inglês). Uma inovação crucial é a integração das restrições de disponibilidade do sistema na estrutura de otimização, abordando uma lacuna importante na literatura existente sobre MAP. Reconhecendo que as inspeções acarretam tempo de inatividade, o modelo incorpora um requisito mínimo de disponibilidade (Amin), garantindo que as políticas sejam implementáveis na prática. Algoritmos de otimização determinam o intervalo de inspeção (Δ) e o número de inspeções (K) que maximizam o MSP (Índice de Segurança de Programa) enquanto satisfazem os limites do SSP (Índice de Segurança de Programa) e o Amin. Estudos numéricos revelam que negligenciar a disponibilidade leva a políticas ótimas com frequências de inspeção impraticavelmente altas. A modelagem explícita das restrições de disponibilidade gera políticas fundamentalmente diferentes e operacionalmente viáveis, quantificando a relação crítica entre confiabilidade e produtividade. A pesquisa é ainda traduzida em um protótipo interativo de apoio à decisão, demonstrando um caminho para a implementação prática. Este trabalho contribui diretamente para o desenvolvimento de processos industriais mais seguros, sustentáveis e inteligentes. Ele permite que as empresas minimizem o tempo de inatividade não programado, evitem falhas catastróficas e aumentem a eficiência dos recursos, oferecendo uma abordagem rigorosa, porém prática, para otimizar as decisões de interrupção. Isso melhora tanto a resiliência operacional quanto o desempenho econômico em setores de missão crítica. Ao combinar a modelagem teórica de confiabilidade com as restrições operacionais do mundo real, este trabalho fornece uma base sólida para aprimorar a segurança e a eficácia em sistemas de manufatura de missão crítica.