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Sûreté de fonctionnement La maîtrise du comportement du matériel passe par la connaissance de la
F.M.D.S : Ces 4 termes sont étroitement liés entre eux par leur définition mais aussi
par leur interprétation mathématique. Composantes de la sûreté de fonctionnement : Le besoin de sûreté :
Les sociétés modernes sont caractérisées par une exigence croissante de
sûreté pour les systèmes qui y participent. Cette exigence a pour origines
:
. Une dimension humaine
La constatation d'un écart croissant entre la qualification requise pour
utiliser un système et celle requise pour maîtriser la compréhension de son
fonctionnement conduit à le concevoir de plus en plus sûr.
. Une dimension technico-économique
La complexité et l'interdépendance croissante des systèmes techniques
engendrent des risques parfois catastrophiques en cas de défaillance :
- risques sur les personnes ou sur l'environnement, de par le danger,
d'un procédé des secteurs nucléaire ou chimique, du transport de matières
dangereuses...
- risques économiques en cas d'arrêt de production, fatal au produit
fabriqué ou aux équipements, en cas d'interruption de service de réseaux
d'énergie ou d'informations...
. Une dimension sociale
Le niveau de sûreté perçu comme "admissible " est subjectif et évolutif, et
fonction de l'évolution des sociétés et des mentalités. Un regard
historique, sur l'apparition puis l'évolution de la législation du travail,
ou sur l'évolution des connaissances relatives à la disponibilité des
systèmes complexes, est éloquent. La comparaison avec la situation de pays
encore en voie de développement ne fait que renforcer ce caractère
subjectif.
8.1 - DÉFAILLANCES, PANNES ET RÉPARATIONS. TEMPS D'ÉTATS : |Définitions (projet de norme X 60-500 |
|Défaillance : cessation aléatoire de l'aptitude d'une entité à |
|accomplir une fonction requise. |
|Panne : état d'une entité inapte à accomplir une fonction requise. |
|- après défaillance d'une entité, celle-ci est en état de panne. |
|- une défaillance est un passage d'un état à un autre, par |
|opposition à une panne qui est un état. |
8.2 - QUELQUES PRÉCISIONS AU SUJET DU MTBF - MUT - MDT - MTTR :
Il est nécessaire au préalable de donner quelques indications sur les
termes employés, en particulier, pour les MTBF, MUT, MTTR, MDT qui souvent
sont confondus, suite à une mauvaise traduction de MTBF, qui se comprend
facilement.
Pour les matériels réparables, on a le chronogramme suivant : 8.3 - DISPONIBILITÉ INTRINSÈQUE ET DISPONIBILITÉ OPÉRATIONNELLE : Suivant la norme NF X 60 010 la disponibilité est « aptitude d'un bien,
sous les aspects combinés de la fiabilité, maintenabilité et de
l'organisation de maintenance, à être en état d'accomplir une fonction
requise dans des conditions de temps déterminées ». La disponibilité (D) sur un intervalle de temps donné put être évaluée par
le rapport :
D = TEMPS DE DISPONIBILITÉ / (TEMPS DE DISPONIBILITÉ + TEMPS
D'INDISPONIBILITÉ
D = MUT / (MUT + MDT)
D = MTBF / (MTBF + MTTR)
8.3.1 - DISPONIBILITÉ INTRINSÈQUE :
Elle exprime le point de vue du constructeur. Ce dernier a conçu et
fabriqué le produit en lui conférant un certain nombre de caractéristiques
intrinsèques, c'est à dire des caractéristiques qui prennent en compte les
conditions d'installation, d'utilisation, de maintenance et
d'environnement, supposées être idéales. 8.3.2 - DISPONIBILITÉ OPÉRATIONNELLE :
Il s'agit de prendre en compte les conditions réelles d'exploitation et de
maintenance. C'est la disponibilité d'un point de vue utilisateur. Exemples : 1- un fabricant de contacteurs indique que tel type de contacteur peut
supporter un million de cycles de man?uvres dans des conditions
d'utilisation bien spécifiées.Le constructeur d'un onduleur électronique
précise que le temps moyen de fonctionnement entre défaillances, MTBF, est
0,5.105 heures et que le temps moyen avant remise en service, MTTR, est de
10 heures. D'où une disponibilité intrinsèque Di de : Di = 0,5.105 / ( 0,5.105+ 10) = 0.998 (99.8%)
2- Un fabricant de machines outils prévoit en accord avec son client la
disponibilité intrinsèque d'une machine en prenant en compte des conditions
idéales d'exploitation et de maintenance :
. 1 changement de fabrication par mois, temps moyen du
changement : 6 heures.
. maintenance corrective :
- taux de défaillance : 1 panne/mois
- temps moyen de réparation : 4 heures
. 3 heures de maintenance préventive par mois.
Calcul de la disponibilité intrinsèque Di (les temps sont exprimés en
heures) : temps d'ouverture : 1 mois = 400 heures
[pic]
Di = (160 + 127 + 50 + 50) / ( (160 + 127 + 50 + 50) + (4 + 6 + 3) ) = 0.97
(97%)
La machine de l'application précédente a fait l'objet d'une étude en
exploitation qui a conduit à l'historique suivant :
Do = (60 + 80 + 120 + 60 + 60) / ( (60 + 80 + 120 + 60 + 60) + (3 + 5 + 3 +
6 + 3) = 0.95 (95%) Soit une différence de 2% par rapport à la disponibilité intrinsèque de la
même machine.
8.3.3 - DÉCOMPOSITION TEMPORELLE ET DÉFINITION DES
DISPONIBILITÉS ASSOCIÉES :
La norme NF X 60-500 définit avec précision les différents types d'arrêts
associés aux états d'une entité. [pic]
1 2
3
4
5 Disponibilité intrinsèque : Di = 1/(1+2).
Caractérise les qualités intrinsèques d'une entité. La carence des
moyens extérieurs et des moyens de maintenance ne sont pas pris en compte.
Disponibilité du point de vue de la maintenance : Dm = 1/(1+3).
Conforme à la définition de la norme, seule la carence des moyens de
maintenance est prise en compte.
Disponibilité opérationnelle : Do = 1/(1+4).
Caractérise les conditions réelles d'exploitation et de maintenance.
Disponibilité globale : Dg = 1/(1+5).
Caractérise le taux global d'utilisation de l'entité.
|DISPONIBILITÉ INTRINSÈQUE :|Caractérise les qualités intrinsèques d'une entité.|
|DI |La carence des moyens extérieurs et des moyens de |
| |maintenance ne sont pas pris en compte. |
|DISPONIBILITÉ DU POINT DE |Conforme à la définition de la norme, seule la |
|VUE MAINTENANCE : DM |carence des moyens de maintenance est prise en |
| |compte. |
|DISPONIBILITÉ |Caractérise les conditions réelles d'exploitation |
|OPÉRATIONNELLE : DO |et de maintenance |
|DISPONIBILITÉ GLOBALE : DG |Caractérise le taux global d'utilisation de |
| |l'entité |
8.3.4 - AMÉLIORATION DE LA DISPONIBILITÉ :
Une entité (processus, système matériel, sous-système ou composant)
présente des caractéristiques intrinsèques : d'utilisation, de maintenance,
de fiabilité et de maintenabilité.
Exemple : 15 secondes de changement d'outil pour son utilisation, un
graissage par mois pour sa maintenance, une panne par mois pour sa
fiabilité et un temps moyen avant remise en service de 2 heures pou sa
maintenabilité.
Toutes ces caractéristiques confèrent à l'entité une certaine disponibilité
intrinsèque à partir de laquelle :
- le service production peut prévoir des conditions d'utilisation,
- le service maintenance peut établir le planning des interventions
toutes ces conditions sont considérées idéales. Dans la réalité de
l'exploitation, certains aléas risquent de se produire :
- aléas de production : manque de pièces, pièces non conformes, casse
d'outillage,...
- aléas de maintenance : indisponibilité du personnel de maintenance,
manque de pièces de rechange,...
- aléas d'environnement : absence du personnel pour grève, manque
d'énergie,...
Ces différents aléas confèrent à l'entité la disponibilité opérationnelle
que le service de maintenance doit améliorer au moindre coût (voir modèle
de Wilson). A partir de la mesure des différentes disponibilités, il doit être
recherché des solutions d'améliorations de la disponibilité opérationnelle.
Exemples d'améliorations : 8.4 - LA DISPONIBILITÉ OPÉRATIONNELLE :
8.4.1 - ANALYSE DE LA DISPONIBILITÉ :
La mise en ?uvre d'une analyse type AMDEC en maintenance nécessite
l'utilisation d'un historique de défaillance afin que le groupe puisse
déterminer avec le maximum de précision les indices de criticité. En effet,
l'utilisation exclusive de l'expérience des membres du groupe ne paraît pas
être suffisante dans la détermination des indices de gravité et de
fréquence. De plus, l'utilisation de banques de données formalisées (type
CNET, MILL MDBK, AVCO) est assez lourde de mise en ?uvre dans la mesure où
les critères standard doivent être personnalisés aux conditions
d'exploitation des matériels propres à l'entreprise. La plupart des services de maintenance ont maintenant intégré dans leur
gestion technique la notion d'historique de pannes ; toutefois l'expérience
a souvent montré que ces historiques ne possèdent pas de caractéristiques
suffisamment détaillées pour être exploitées par l'AMDEC. L'utilisation de l'informatique dans le domaine du recueil de données
d'exploitation des matériels permet, aujourd'hui, de pouvoir constituer
rapidement des historiques techniques pour une utilisation en AMDEC. Pour
ce faire, la méthode consiste à surveiller le moyen à fiabiliser