Fiabilité en exploitation 2° édition (2 volumes inséparables) , livre ebook

tom e
2
la fiabilité.
en
exploitation
organisation et traitement
des données
J.-C . L I G E R 0 N P. L Y 0 N N E T
e2 EDITIO N Jean-Claude LIGERON Patrick LYONNET
P D G du groupe SECTOR Professeur d'ENSAM à l'Enise
TOME 2
L A FIABILITE
EN EXPLOITATION
ORGANISATION
ET TRAITEMENT
DES DONNÉES
suivi de
L E CERCLE
DES FIABILISTES DISPARUS
parJ.-C. LIGERON
LAVOISIE R TE C & DO C
11, ru e Lavoisier
F 75384 Paris Cedex 0 8 © TEC & DOC - LAVOISIER, 1992
11 , rue Lavoisier - F 7538 4 Paris Cedex 08
Deux volumes inséparables
ISB N : 2-85206-648-3
Toute reproduction ou représentation Intégrale o u partielle, par quelque procédé qu e ce soit, des pages
publiées dans le présent ouvrage, faite sans l'autorisation de l'éditeur ou du Centre Français du
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autorisées, d'une part, les reproduction s strictement réservées A l'usage privé du copist e et non desti­
nées à un e utilisation collective, et, d'autre part, les analyses et courtes citations Justifiées par le caractère
scientifique ou d'Informatio n de l'oeuvre dans laquelle elles sont incorporées (Loi du 11 mar s 1957 - ar t
4 0 et 4 1 et Cod e Pénal ar t 425) . Avertissement sur les notations
Les auteurs ont volontairement conservé dans les diverses procédures les notations
américaines, lorsqu'il est fait référence à des documents US, notamment les MI L STD, les
notations françaises ont été conservées lorsqu'il est fait référence aux normes françaises
AFNOR. Dans les deux cas les correspondances sont signalées. AVANT-PROPOS
Lorsque l'ingénieur spécialiste en Sûreté de Fonctionnement ou en Assurance de la qualité
se trouve confronté au problème généralement posé par une direction générale ou par une
direction de projet consistant à traiter des renseignements de défaillances obtenus en
exploitation sur du matériel, il se trouve généralement en face de plusieurs problèmes qui
sont :
• Comment présenter les résultats de telle manière qu'ils soient facilement lisibles et
utilisables par des non-spécialistes ?
• Quels outils de calculs utiliser pour traiter les quantités généralement énormes de
fiches d'incidents obtenues en exploitation ?
• Quels outils statistiques utiliser pour juger de la significativité statistique des
données obtenues en exploitation ?
• Comment vont-ils pouvoir être utilisés comme outils d'optimisation.
Ce livre a donc pour but de présenter la "boîte à outils" des méthodes utilisables pour
traiter les renseignements obtenus en exploitation concernant la fiabilité, la maintenabilité,
la disponibilité, soit le comportement dans le temps des systèmes.
On ne trouvera pas dans cet ouvrage l'ensemble des techniques statistiques, mais seulement
celles classiques, adaptées à la Sûreté de Fonctionnement ; on pourra consulter (51) pour
plus de compléments.
Les différents "outils" sont présentés sous forme de "procédures* permettant à l'ingénieur
spécialiste en Sûreté de Fonctionnement de faire son choix quant à la méthode à utiliser
pour démontrer tel ou tel point particulier.
Les différentes méthodes ont été testées lors de la mise en place de systèmes les plus divers,
plus particulièrement pour le suivi en exploitation des incidents sur les matériels du Métro
de Caracas, ainsi quer des activités d'enseignement au CERESTA.
Pour des raisons pratiques cet ouvrage a été divisé en trois parties :
La partie 1 correspond aux généralités et notions statistiques
Lae 2d aux procédures de calcul
La partie 3d aux annexes et tables statistiques
Cette deuxième édition correspond à la volonté des auteurs et de l'éditeur compte tenu :
• du succès de la première édition
• des méthodes "en réserve" utilisées très souvent par les auteurs
• des extensions à des parties statistiques évoluées permettant une réelle optimisation
Enfin nous n'avons pas voulu parler de traitement informatique ou de progiciels particulier,
il en existe de nombreux STATITCF, STATGRAPHICS, MAGIC PLAN etc.
Mais nous pensons que rien ne vaut l'application pratique manuelle pour bien comprendre.
De même les aspects Plans d'expérience, Contrôle Statistique de Processus ont été laissés
sous silence nous renvoyons aux ouvrages spécialisés dans ce domaine.
V SOMMAIRE
TOME 1 Partie 1
1 - INTRODUCTION 4
1.0. PRÉAMBULE
1.1. QUELQUES DÉFINITIONS 7
1.2. LES INTERACTIONS ENTRE LES DIFFÉRENTES DISCIPLINES 10
1.3. PRINCIPES DE L'ÉTUDE DE L A FIABILITÉ EN EXPLOITATION3
1.4. PLACE DU TRAITEMEN T DES DONNÉES ENN
DANS LES CONCEPTS DE QUALITÉ TOTALE 14
1.4.1 Les outils de management de la qualité4
1.4.1.1 Relation entre les outils du management de la qualité
et les anciens outils de la qualité5
1.4.1.2. Évolution de la qualité totale et analyse de ce que peuvent
apporter les nouveaux outils6
1.4.1.3. Remarques sur l'utilisation des outils du management
de la qualité 16
1.4.1.4. Les outils du management9
1.4.2. La méthode ADEQUA (Aide à la Décision de la Qualité) 28
1.4.3. Les méthodes d'Aide à la Décision 28
1.4.4. Le traitement de l'Imprécis9
2 - RAPPELS DE STATISTIQUES 31
2.1. VARIABLE ALÉATOIRE, LO I DE PROBABILITÉ2
2.7.7. Notion de variable aléatoire (V.A.)2
2.7.2. Exemples2
2.7.5. Densité de probabilité2
2.1.4. Fréquence 33
2.7.5. Fonction de répartition3
2.7.6. Cas d'une V.A. discrète4
2.7.7. Fonction fiabilité 35
2.1.8. Taux de défaillance ou taux de hasard5
2.7.9. MTBF : Moyenne des temps entre défaillance9
VI 2.2. RELATIONS FONDAMENTALES EN HABILIT É 40
2.3. VALEURS CARACTÉRISTIQUES D'UNE LOI DE PROBABILITÉ 41
2.3.1. Espérance mathématique (ou moyenne)
2.3.2. Moments 42
2.3.3. Variance - Écart type ou écart quadratique moyen3
2.4. STATISTIQUE DESCRIPTIVE ET ESTIMATION 4
2.4.1. Histogramme4
2.4.2. Distribution cumulative et fonction de répartition empirique5
2.4.3. Caractéristiques de tendance centrale et de dispersion
2.5. JUGEMENT SUR ÉCHANTILLON 47
2.5.1. Échantillon8
2.5.2. Estimation
2.5.2.1. Méthodes d'estimation
2.5.2.2. Estimations linéaires sur données censurées simples 52
2.5.2.3. Compléments théoriques sur l'estimation
2.5.3. Notions sur les tests d'hypothèses 55
2.5.3.1. Applications des tests d'hypothèses à la vérification de la MTB F 5
2.5.3.2. Réflexions sur les spécifications de fiabilité 6
2.6. LES PRINCIPALES LOIS UTILISÉES 6
2.6.1. La loi Binômiale8
2.6.2. La loi exponentielle9
2.6.3. La loi normale
2.6.4. La loi log-normale (ou loi de Galton) 71
2.(5.5. La loi de Weibull2
2.6.6. La loi Gamma 74
2.6.7. La loi de Poisson6
2JÏ.8. La loi des valeurs extrêmes - Loi de GUMBEL 7
2.6.8.1. Les notations à l'Américaine
2.6.9. La loi d'Erlang 81
2.6.10. Les lois d'échantillonnage3
2.6.10.1. La loi du t de Student
22.6.10.2. La loi du x
2.6.10.3. La loi du F4
2.6.11. Les analyses multivariées6
2.6.11.1. Les méthodes d'analyse factorielle 8
2.6.11.2. Less de classification automatique
2.6.11.3. Les méthodes de moindres carrés7
2.6.11.4. Le traitement des séries chronologiques
VII - PRINCIPAUX RENSEIGNEMENTS RECHERCHÉS 92
4 - MO YENS À METTRE EN PLA CE POUR OBTENIR
DES RENSEIGNEMENTS EN EXPLOITATION6
4.1. PROCÉDURES 96
4.2. MÉTHODES À DÉVELOPPER6
4.3. LE SUIVI DE L'INFORMATION ET SON CODAGE 98
Partie 2
5 - LES OUTILS DE TRAITEMENT 102
5.1. GÉNÉRALITÉS2
5.2. L A BOÎTE À OUTILS STATISTIQUES2
6 - DESCRIPTION DES OUTILS ET PROCÉDURES 120
6.1. RECHERCHE DE MODÈLES ET DESCRIPTIONS MULTIVARIEES0
6.1.1. Régression 120
6.1.1.1. Régression linéaire2
6.1.1.2. Les régressions non linéaires7
6.1.1.3. Less pas à pas7
6.1.1.4. Les régressions polynomiales8
6.1.2. Les méthodes d'analyse multidimensionnelle 129
6.1.2.1. L'analyse en composante principale9
6.1.2.2.e des correspondances,9
6.1.2.3. L'analyse discriminante9
6.1.2