Development of a multicriteria fuzzy model for criticality analysis: the case of the magnetic levitation train
DOI:
https://doi.org/10.5585/exactaep.2021.10333Keywords:
Criticality, Multicriteria analysis, Fuzzy, SAW, MagLev-Cobra.Abstract
This article aims to generate a multicriteria mathematical model, using the F-SAW method, hybrid between Fuzzy Theory and the Simple Additive Weighting (SAW) method, to determine the criticality of the elements that make up a complex system. It was used, initially, an exploratory bibliographical research on the need for a greater knowledge on the latest data and a model for critical evaluation. 182 criteria were identified that, after screening, were selected 25. As for the case study, which aims to exemplify and validate the procedures of the model, the descriptive research was developed as the basis for collecting data on the parts that make up the complex system, the MagLev-Cobra, developed at COPPE/UFRJ. With the criteria and 53 parts, the mathematical model is developed where the data processing is performed. As a result, it was possible to generate a hierarchical list by the criticality index of the components of the complex system. In this way, the component that needs greatest attention in maintenance activities is the Cryostat; in contrast, the least critical were the Voltmeter and Ammeter. It should be noted that the generated model can be used in complex systems of any areas, since the criteria used are generic. In addition, for the certification phase the system is undergoing, the existence of a precise model, which considers a broad approach of criteria, indicates greater confidence in the results of production with safety.Downloads
References
Andrade, M. R. S., & Turrioni, J. B. (2015). Uma metodologia de análise dos aspectos e impactos ambientais através da utilização do FMEA. Recuperado em 04 agosto, 2017, de https://www.researchgate.net/profile/Joao_Turrioni/publication/267694135_UMA_METODOLOGIA_DE_ANALISE_DOS_ASPECTOS_E_IMPACTOS_AMBIENTAIS_ATRAVES_DA_UTILIZACAO_DO_FMEA/links/551aa5590cf2f51a6fea91cd.pdf.
Azizi, A., & Fathi, K. (2014). Selection of optimum maintenance strategies based on a fuzzy analytic hierarchy process. Management Science Letters, 4(5), 893–898.
Baran, L. R. (2015). Proposta de um modelo multicritério para determinação da criticidade na gestão da manutenção industrial. Dissertação de mestrado, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Paraná, PR, Brasil. Disponível: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1450.
Ben, F. (2006, outubro). Utilização do método AHP em decisões de investimento ambiental. Encontro Nacional de Engenharia de Produção, Fortaleza, CE, Brasil, 26.
Bowles, J. B., & Peláez, C. E. (1995, June). Fuzzy logic prioritization of failures in a system failure mode, effects and criticality analysis. Reliability Engineering and System Safety, 50, 203-213.
British Standard Institution (1991). BS 5760: Reliability of Systems, Equipment and Components-Part 5. Guide to Failure Modes, Effects and Criticality Analysis (FMEA and FMECA) [Manual]. United Kingdom: British Standard Institution.
Brum, D. S., Do Carmo, S.C., & Moreira, T.C. (2017). Modelo matemático Fuzzy-multicritério para avaliar desempenho de tripulações de rebocadores. Trabalho de Conclusão do Curso, Universidade Estácio de Sá, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Bueno, P. M. S., Ikuno, F. S., De Araújo, A. S., Lima, J. N. O., Moreira, J. R. M., & De Melo, L. A. V. (2015). Uma iniciativa para aprimorar a gestão de riscos de segurança da informação na administração pública federal. Recuperado em 3 agosto, 2017, de https://siaiap34.univali.br/sbseg2015/anais/WRAC/artigoWRAC01.pdf.
Cavalcante, C. A. V., & De Almeida, A.T. (2005). Modelo multicritério de apoio a decisão para o planejamento de manutenção preventiva utilizando PROMETHEE II em situações de incerteza. Pesquisa Operacional, 25(2). Recuperado em 10 agosto, 2017, de http://dx.doi.org/10.1590/S0101-74382005000200007.
Cavalcante, C.A.V., & De Almeida, A.T. (2007). A multi-criteria decision-aiding model using PROMETHEE III for preventive maintenance planning under uncertain conditions. Journal of Quality in Maintenance Engineering, 13(4), 385-397. Retrieved May 17, 2017, from https://doi.org/10.1108/13552510710829470.
Cavalcante, C. A. V., Ferreira, R. J. P, Brito, A. J. M., & De Almeida, A.T. (2007, agosto). Modelo multicritério para priorização de causas de falha: uma crítica ao FMECA. Simpósio Brasileiro de Pesquisa Operacional, Fortaleza, CE, Brasil, 39.
Chareonsuk, C., Nagarur, N., & Tabucanon, M. T. (1997, March). A multicriteria approach to the selection of preventive maintenance intervals. International Journal Production Economics, 49, pp.55-64.
Chou, S.Y., Chang, Y. H., & Shen, C.Y. (2008, August 16). A fuzzy simple additive weighting system under group decision-making for facility location selection with objective/subjective attributes. European Journal of Operational Research, 189(1), 132–145.
Costa, F. S. (2017). Adequação do Projeto Maglev Cobra às Normas Internacionais de Segurança Ferroviária com Análise Aplicada aos Levitadores do Veículo. Dissertação de Mestrado, Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-graduação e Pesquisa de Engenharia – COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Da Silva, A. C. S., & Belderrain, M. C. N. (2009). O problema de seleção de fornecedores: abordagem AHP com uso de ratings. Simpósio Brasileiro de Pesquisa Operacional, Rio Grande do Sul, RS, Brasil, 42.
De Abreu, L. M., Granemann, S. R., Gartner, I., & Bernardes, R. S. (2000). Escolha de um programa de controle da qualidade da água para consumo humano: aplicação do Método AHP. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 4(2), 257-262.
De Almeida, A.T. (2001). Multicriteria decision making on maintenance: Spares and contracts planning. European Journal of Operational Research, 129(2), 235-241.
De Almeida, A. T. (2005). Modelagem multicritério para seleção de intervalos de manutenção preventiva baseada na teoria da utilidade multiatributo. Pesquisa Operacional, 25(1), 69-81.
De Almeida, L. N., Moré, J. D., & Villela, L. E. (2010). Avaliação Fuzzy da percepção de empresários do APL de moda intima de Nova Friburgo sobre o desempenho em relação à sustentabilidade ambiental. Recuperado em 5 setembro, 2017, de http://www.sucena.eng.br/eng_producao/2015/2015_1_m%C3%A9dia%20fuzzy%20triangular%202%20Jesus%20Detalhado.pdf.
De Oliveira, E. C. B., Alencar, L. H., & Costa, A. P. C. S. (2012). Modelo para classificação de projetos baseado no apoio multicritério a decisão. Congresso Latino-Iberoamericano de Investigación Operativa Simpósio Brasileiro de Pesquisa Operacional, Rio de Janeiro, RJ, Brasil, 1.
Department of Defense - United States of America. (1980). Military-Standard-1629A: Procedures for performing a failure mode, Effects and Criticality Analysis [Manual]. Washington, DC: Department of Defense - United States of America.
Department of Defense - United States of America. (2012). Military-Stdandart-882E: System Safety [Manual]. Washington, DC: Department of Defense - United States of America.
Ferraboli, R., Jr. (2006). Exercício real de decisão com a aplicação do método Analytic Hierarchy Process (AHP). Revista Integração, 12(46), 263-272.
Helmann, K. S., & Marçal, R. F. M. (2007). Método multicritério de apoio à decisão na gestão da manutenção: aplicação do método ELECTRE I na seleção de equipamentos críticos para processo. Revista Gestão Industrial, 3(1), 123-133.
Hijes, F. C. G. L., & Cartagena, J. J. R. (2006). Maintenance strategy based on a multicriterion classification of equipments. Reliability Engineering and System Safety, 91(4), 444–451.
Ilangkumaran, M., & Kumanan, S. (2009). Selection of maintenance policy for textile industry using hybrid multi-criteria decision making approach. Journal of Manufacturing Technology Management, 20(7), 1009-1022.
Jaderi, F., Ibrahim, Z. Z., Jaafarzadeh, N., Abdullah, R., Yavari, A. R., Shamsudin, M. N., & Nabavi, S. M. B. (2014). Criticality Analysis Using Risk Assessment-Based Maintenance of a Petrochemical Company. Polish Journal Environmental Studies, 23(6), 2033-2037.
Leal, I. C., Jr. (2010). Método de escolha modal para transporte de produtos perigosos com base em medidas de ecoeficiência. Tese de doutorado, Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Leal, F., De Pinho, A. F., & De Almeida, D. A. (2006). Análise de falhas através da aplicação do FMEA e da teoria Grey. Revista Gestão Industrial, 2(1), 78-88.
Lins, F. E. (2009). Modelo multicritério para priorização de equipamentos hospitalares para manutenção programada. Dissertação de mestrado, Universidade Federal de Pernambuco, Pernambuco, PE, Brasil.
Lins, P. H. C., Garcez, T. V., & De Almeida, A. T. (2011). Análise multicritério da criticidade de modos de falha definidos com o auxílio da abordagem MCC. Simpósio Brasileiro de Pesquisa Operacional, Ubatuba, SP, Brasil, 43.
Macedo, M. A. S. (2011). Contribuição metodológica para a determinação da criticidade de equipamentos na gestão da manutenção. Tese de mestrado, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, PR, Brasil.
Marins, C. S., Souza, D. O., & Barros, M. S. (2009). O uso do método de Análise Hierárquica (AHP) na tomada de decisões gerenciais – Um estudo de caso. Simpósio Brasileiro de Pesquisa Operacional, Porto Seguro, BA, Brasil, 41.
Mierau, D. J. (n.d.). Defining Holistic Asset Criticality to Manage Risk. Pharmaceutical Engineering Magazine. Retrieved August 21, 2017, from https://www.lce.com/Defining-Holistic-Asset-Criticality-to-Manage-Risk-1414.html.
MITRE Corporate Communications and Public Affairs. (2014). Systems Engineering Guide: Risk Impact Assessment and Prioritization [Manual]. Bedford, MA: The MITRE Corporation.
Montevechi, J. A. B., & De Pinho, A. F. (n.d.). Incertezas em algoritmos de programação de operações. Recuperado em 8 setembro, 2017, de http://www.abepro.org.br/biblioteca/ENEGEP1999_A0038.PDF.
Moreira, M. P. (2009). Priorização dos modos de falha de equipamentos utilizando os métodos de análise multicritério PROMETHEE e FUZZY PROMETHEE. Dissertação de mestrado, Pontífica Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Moteff, J. (2005). Risk Management and Critical Infrastructure Protection: Assessing, Integrating, and Managing Threats, Vulnerabilities and Consequences. Report for Congress, Document RL32561, Congressional Research Service, Library of Congress, Washington, DC, USA.
Nakajima, G. T., Da Silva, F. C., & Miranda, J. I. (2007). Avaliação de processos de compostagem em URC’s paulistas pela análise multicritério. International Conference on Engineering and Computer Education, São Paulo, SP, Brasil, 5.
Noronha, S. M. D. (1998). Um modelo multicritérios para apoiar a decisão da escolha do combustível para alimentação de caldeiras usadas na indústria têxtil. Dissertação de mestrado, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC, Brasil.
Olsen, C. (2015). Development and Execution of Asset Criticality Framework: A Study of Water and Wastewater Infrastructure at Toowoomba Regional Council. Dissertation for Bachelor of Civil Engineering, University of Southern Queensland, Queensland, Australia. Disponível: https://eprints.usq.edu.au/29291/.
Pamplona, E. O. (1999). Avaliação qualitativa de cost drivers pelo método AHP. Anais do Congresso Brasileiro de Custos, São Paulo, SP, Brasil, 6.
Prado, A. A. A., Souza, K., & Yoshizaki, H. (2009). Seleção de fornecedores de transporte utilizando análise de decisão multi-critério. Recuperado em 20 Julho, 2017, de https://www.researchgate.net/profile/Hugo_Yoshizaki/publication/228519894_SELECAO_DE_FORNECEDORES_DE_TRANSPORTE_UTILIZANDO_ANALISE_DE_DECISAO_MULTI-CRITERIO/links/00b49527b63b63c538000000/SELECAO-DE-FORNECEDORES-DE-TRANSPORTE-UTILIZANDO-ANALISE-DE-DECISAO-MULTI-CRITERIO.pdf.
Rossoni, C., & Meireles, M. (2011, agosto). Decisão multicritério: Uma análise dos resultados obtidos pelos métodos T-ODA e AHP. Simpósio de Administração da Produção, Logística e Operações Internacionais – SIMPOI, Piracicaba, SP, Brasil, 14.
Sachdeva, A., Kumar, D., & Kumar, P. (2009, January). Multi-factor failure mode critically analysis using TOPSIS. Journal of Industrial Engineering International, 8, pp. 1-9.
Sardinha, G. P., Claro, F. A. E., & Pereira, R. L. (2009). Uso combinado do AHP e do FMEA para análise de riscos em gerenciamento de projetos. Recuperado em 21 julho, 2017, de https://www.aedb.br/seget/arquivos/artigos09/548_SCP_SEGeT_reedit021009.pdf.
Secretaria de Logística e Tecnologia da Informação; Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação; Fundação de Apoio à Capacitação em Tecnologia da Informação. (2015). Metodologia de gestão de riscos de segurança da informação: Desenvolvimento de metodologia e ferramenta de software público de arquitetura aberta para gestão de riscos de segurança da informação na Administração Pública Federal (Relatório RM2/2015), Brasília, DF, Fundação de Apoio à Capacitação em TI.
Shaghaghia, M., & Rezaieb, K. (2012, February). Failure Mode and Effects Analysis Using Generalized Mixture Operators. Journal of Optimization in Industrial Engineering, 11, pp. 1-10.
Sheng-Hsien, G. T., & Shin-Yann, M. H. (1996). Failure mode and effects analysis: An integrated approach for product design and process control. International Journal of Quality & Reliability Management, 13, pp. 8-26.
Sucena, M. P. (2002). Subsídios para a alocação de recursos financeiros em sistemas de transportes urbanos sobre trilhos baseado em critérios técnicos. Dissertação de mestrado, Instituto Militar de Engenharia – IME, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Sucena, M. P. (2017). Apontamentos da disciplina Métodos Matemáticos Aplicados a Engenharia de Produção [Apostila de Métodos Matemáticos Aplicados à Engenharia de Produção]. Rio de Janeiro: UNESA.
Szajubok, N. K., Mota, C. M. M., & De Almeida, A. T. (2006). Uso do método multicritério electre tri para classificação de estoques na construção civil. Pesquisa Operacional, 26(3), 625-648. Recuperado em 20 junho, 2017 de http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0101-74382006000300010&script=sci_arttext&tlng=es.
Xu, K., Tang, L.C., Xie, M., HO, S.L., & Zhu, M.L. (2002, January). Fuzzy assessment of FMEA for engine systems. Reliability Engineering and System Safety, 75, pp. 17-19.
Zammori, F., & Gabbrielli, R. (2012, February). ANP/RPN: A Multi Criteria Evaluation of the Risk Priority Number. Quality and Reliability Engineering International, 28(1), pp. 85-104.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2021 Exacta
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Autores que tiverem artigos aceitos para publicação na Revista Exacta concordam com os seguintes termos:
- A Cessão dos Direitos Autorais da publicação do artigo à Revista Exacta;
- Os autores que tiverem seus trabalhos aceitos e publicados na Revista Exacta estão sujeitos a Política de Direitos Autorais CC BY NC SA https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/;
- A publicação do artigo pela Revista Exacta, em caráter de exclusividade e em meio eletrônico;
- A indexação do artigo em bases de dados nacionais e internacionais, diretórios, bibliotecas digitais e bases bibliométricas em que a Revista estiver e vir a estar indexada.
