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Fiabilité industrielle

De
176 pages
La fiabilité industrielle est impérieuse. C’est une étape clé de l’analyse des risques. Elle garantit la maîtrise des processus, impacte la maintenance et la sûreté des équipements.

Elle permet également de faciliter les évaluations et les contrôles.

Cet ouvrage indispensable avec une lecture simplifiée :

- propose une introduction aux concepts de la fiabilité dans le domaine industriel ;

- établit les liens avec les processus industriels, notamment la maintenance et le SAV ;

- accorde une large place aux problèmes d’erreurs et de fiabilité humaine ;

- propose une boîte à outils inégalée pour gérer au mieux sa fiabilité industrielle.

L’ensemble des professionnels du domaine trouveront dans cette publication les outils, méthodes et notions pour mieux concevoir, mieux prévenir et mieux maintenir !
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1.1
1 Introduction
Genèse de la Iabilité contemporaine
Il est raisonnable de construire ïable, mais les évaluations mesurées par des probabilités n’ont vu le jour que récemment, d’abord pour les systèmes militaire, spatial, nucléaire, automobile et, plus récemment, les biens d’équipement. On peut citer quelques grandes dates : 1763 : théorème de Bayes ; 1906 : début de la ïabilité électronique avec les constructeurs de tubes à vides américains ; 1937 : événement marquant pour la ïabilité mécanique, description d’un modèle hyperexponentiel par Waloddi Weibull, plus connu sous le nom de modèle de Weibull ; 1946 : description d’un guide de calcul des composants électroniques avec la « MIL-STD-441 » ; 1960 : début des analyses des modes de défaillances, de leurs effets et des criticités (AMDEC) aux États-Unis, dans les domaines aéronautique et militaire ; 1965 : apparition de la logique oue de L. A. Zadeh ; 1974 : création de l’indice de Hasofer et Lind en mécanique probabiliste ;
Fiabilité industrielle
1983 : début de la ïabilité humaine avec la méthode THERP (technique for human error rate prediction) de Swain et Guttmann ; 2004 : guide FIDES de calcul de la ïabilité prévisionnelle fondé sur la physique des défaillances initié par la Délégation générale pour l’armement (DGA) et les participants : Nexter, Airbus, Thales, Airborne Systems, MBDA, Eurocopter.
1.2
ProcessusindustrieletIabilité
La construction de la ïabilité des systèmes techniques s’organise sous quatre formes : prévisionnelle, expérimentale, opérationnelle et dynamique. Plus on agit en amont (ïabilité prévisionnelle), plus on est efïcace. Cependant, il n’est pas toujours possible d’obtenir des évaluations sufïsamment robustes dès les premières étapes de la conception. On doit alors introduire des essais de démonstration et de validation avec la ïabilité expérimentale. Plus en aval du processus industriel, la ïabilité opérationnelle est mise en application. LaIabilité prévisionnelleconsiste à prévoir la ïabilité dès le début du projet, à partir d’une analyse qualitative et/ou quantitative. Elle s’exécute dès la première phase du projet sous forme de prévisions succinctes (part count method), puis de façon plus détaillée lorsque la déïnition des composants est réalisée (part stress analysis method). Elle permet ainsi de prendre des orientations optimales en matière de conception.
Figure 1.1Fiabilité prévisionnelle à mettre en placedès les premières phases de conception
LaIabilité expérimentalepermet de quantiïer la ïabilité à partir d’essais ou calculs. Dès que l’on dispose de pièces prototypes, il est possible de réaliser des essais dits de robustesse pour connaître les faiblesses de
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Introduction
conception du produit. Lorsque le produit est sufïsamment robuste, des essais de quantiïcation ou de validation de la ïabilité sont réalisés.
Figure 1.2Le banc d’essai de Iabilité,élément clé de la Iabilité expérimentale
LaIabilité opérationnelleà évaluer la ïabilité en service à consiste partir de données du retour d’expérience (REX). Elle se pratique dès les premières mises en service et permet ainsi de corriger des défauts de conception et de process.R(t)représente la ïabilité au cours du temps.
Figure 1.3Fiabilité opérationnelle,évaluation sur les premiers produits
LaIabilité et la maintenance dynamiquecontribuent à évaluer en temps réel l’endommagement et à intégrer ces informations dans les calculs de ïabilité résiduelle et d’évaluation des périodes de changement préventif (time between overhaul[TBO]).
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Fiabilité industrielle
1.2.1 Processus industriel Il est constitué d’un ensemble de processus qui s’enchaînent. On les trouve en général dans l’ordre suivant : conception du système et déïnitions des composants, description de l’industrialisation et de la fabrication, fabrication et assemblage, distribution et maintien du système. Ces étapes sont parfois imbriquées pour gagner en temps et en efïcacité. Chacune de ces étapes est conditionnée par la précédente. Plus on introduit en amont des actions de ïabilité, plus celles-ci sont efïcaces. Ces actions doivent être réalisées dès le processus de conception et poursuivies jusqu’au service après-vente. Les outils, méthodes et concepts à mettre en œuvre pour le déploiement de la ïabilité doivent l’être tout au long du processus industriel.
1.3DéInitions Pour compléter l’approche du sujet, il convient de préciser le sens des termes suivants utilisés dans l’ouvrage : ïabilité : aptitude d’un dispositif à accomplir une fonction requise dans des conditions d’utilisation et pour une période de temps déterminée. Une des mesures populaires de la ïabilité est sa moyenne des temps de bon fonctionnement (MTBF) (voir chapitre 2) ; maintenabilité : dans des conditions d’utilisation, aptitude d’une entité à être maintenue, ce qui est mesuré par la moyenne des temps de réparation (MTTR) (voir chapitre 2) ; disponibilité : aptitude d’un bien, sous les aspects combinés de la ïabilité, maintenabilité et de l’organisation de maintenance, à être en état d’accomplir sa fonction. C’est une combinaison de la ïabilité et de la maintenabilité.
1.4Évaluation des performances L’évaluation des performances dans le domaine de la ïabilité nécessite des grandeurs et mesures quantiïables. Un certain nombre de documents normatifs traitent de ce sujet.
1.4.1Temps de maintenanced’après la norme NF EN 13306:2010 D’après cette norme, les temps de maintenance se décomposent ainsi : temps entre défaillances ;
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temps d’indisponibilité ; temps de disponibilité ; temps de maintenance corrective ; temps de maintenance préventive ; temps vacant ; temps d’attente ; temps de fonctionnement entre défaillances ; temps d’incapacité externe ; temps requis ; temps non requis.
1.4.2
Temps de maintenanced’après la norme NF EN 15341:2007
Introduction
Cette description représente l’articulation des divers temps lors des activités liées aux défaillances et à la maintenance. Ces temps sont en adéquation avec les diverses stratégies de maintenance : préventive systématique, conditionnelle et prévisionnelle d’une part, et corrective d’autre part.
La maintenance préventive comprend la maintenance systématique, la maintenance conditionnelle et la maintenance prévisionnelle.
La maintenance corrective est composée du temps actif (localisation de la défaillance, diagnostic, dépannage ou réparation, contrôle et essais) et des temps annexes (administratifs, logistiques, techniques et préparation).
Figure 1.4Analyser les temps pour évaluer les coûtset agir de manière adaptée
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