Passer au contenu principal
Mettre en ligneLangue (FR)Assistance clientèle
BusinessMobileMédias sociauxMarketingTechnologieArt & PhotosCarrièreDesignFormationPrésentations et discours publicsGouvernement et associations à but non lucratifSantéInternetDroitDirection et managementIndustrie automobileIngénierieLogicielsRecrutement & RHCommerce de détailVentesServicesSciencesPetites entreprises & entrepreunariatAlimentationEnvironnementÉconomie & financeDonnées & analysesRelations avec les actionnairesSportsSpirituelActualités & PolitiqueVoyagesDéveloppement personnelImmobilierDivertissement et humourSanté & MédecinePériphériques & matérielMode de vie
ibtissam el hassani, profile picture
Téléchargé paribtissam el hassani
11,603 vues

Sureté de fonctionnement - mis à jours 2017 - Ibtissam EL HASSANI

Le document traite de la sûreté de fonctionnement, définissant des concepts clés tels que la fiabilité, la maintenabilité et la disponibilité dans les systèmes. Il aborde également les méthodes d'évaluation des défaillances, comme l'arbre de défaillance et l'analyse des modes de défaillance et de leurs effets (AMDEC), pour améliorer la qualité et la fiabilité des produits. Enfin, il met en lumière l'importance de la confiance justifiée dans la performance des systèmes et de l'évaluation des risques associés.

Formation◦
Sûreté de Fonctionnement Ibtissam EL HASSANI 1
2
3
4
5
Sûreté de fonctionnement }  A quel point on peut avoir « confiance » en ces systèmes ? 6
Chapitre 1 : Concepts de Bases et Définitions Ibtissam EL HASSANI 7
Concepts de la Sûreté de Fonctionnement }  Sûreté de Fonctionnement ? }  Dependability = Placer une confiance justifiée dans la qualité du service délivrée La sûreté de fonctionnement est l'aptitude d'une entité à remplir une ou plusieurs fonctions requises dans des conditions données. Définition selon la norme CEI 50 (191). 8
Concepts de la Sûreté de Fonctionnement }  Entité ? Elément Composant Sous système Unité fonctionnelle Équipement Système 9
10
Concepts de la Sûreté de Fonctionnement }  Fonction Requise ? Fonction ou ensemble de fonctions d’une entité dont l’accomplissement est considéré comme nécessaire pour la fourniture d’un service donné. }  = mission 11
12 La Sûreté de fonctionnement peut être vue comme étant composée des trois éléments suivants : – Attributs : points de vue pour évaluer la sûreté de fonctionnement ; – Entraves : événements qui peuvent affecter la sûreté de fonctionnement du système ; – Moyens : moyens pour améliorer la sûreté de fonctionnement.
Attributs de la Sûreté de Fonctionnement 13 Les attributs de la sûreté de fonctionnement sont parfois appelés FDMS pour Fiabilité, Disponibilité, Maintenabilité et Sécurité. (RAMSS pour Reliability, Availability, Maintainability, Safety, Security).
+ DisponibilitéFiabilité Sécurité innocuité Sécurité Immunité Maintenabilité Intégrité Testabilité Diagnosticabilté Survivabilité Attributs de la Sûreté de Fonctionnement Confidentialité
Entraves de la Sûreté de Fonctionnement Faute Erreur Défaillances Déviation de l’accomplissement de la fonction du système Susceptible de créer une défaillance Cause de l’erreur 15
Entraves de la Sûreté de Fonctionnement 16
Moyens de la Sûreté de Fonctionnement 17
Questions 18 La sûreté de fonctionnement est l'aptitude d'un 1……………. à remplir une ou plusieurs 2………….. requises dans des 3…………. données ; elle englobe principalement quatre composantes : la 4………….., la ……………, la ………….. et ……………. La connaissance de cette aptitude à remplir une ou plusieurs fonctions permet aux utilisateurs du système de placer une 5………………. dans le service qu'il leur assure. 1.  Système 2.  Fonctions 3.  Conditions 4.  la fiabilité, la maintenabilité, la disponibilité et la sécurité 5.  Confiance justifiée
Questions 19 }  L'aptitude d'un composant ou d'un système à être en état de marche à un instant donné. }  La disponibilité }  L'aptitude d'une entité à ne pas conduire à des accidents inacceptables. }  La sécurité innocuité }  L'aptitude d'un composant ou d'un système à être maintenu ou remis en état de fonctionnement. }  La maintenabilité }  L'aptitude d'un composant ou d'un système à fonctionner pendant un intervalle de temps. }  La fiabilité }  Points de vue pour évaluer la sûreté de fonctionnement ; }  Attributs }  événements qui peuvent affecter la sûreté de fonctionnement du système ; }  Entraves
Questions 20 Tolérance aux fautes Prévention des fautes Prévision des fautes Elimination de fautes comment empêcher l’occurrence ou l’introduction de fautes; comment fournir un service capable de remplir la fonction du système en dépit des fautes; comment réduire la présence (nombre, sévérité) des fautes ; comment estimer la présence, le taux futur, et les Possibles conséquences des fautes.
Fiabilité, Disponibilité et Maintenabilité Ibtissam EL HASSANI 21
Autre Grandeurs Caractéristiques de la Fiabilité }  T : VA durée de fonctionnement de l’entité avant défaillance }  Fonction de répartition de T : F(t) = P[T<t] }  R(t) = P[T>t] }  F(t) = 1 – R(t) 22
Loi exponentielle 23
Loi de Weibull (forme) 24
Loi de Weibull (échelle) 25
Loi de Weibull (position) 26
Temps Caractéristiques pour la Sdf TempsMise en service TTF DT UT TBF TBF TTR TTR Détection Répartition Panne Remise en service 27
Application On s'intéresse au temps de bon fonctionnement de la presse TBF. A chaque panne, on associe le nombre de bon fonctionnement ayant précédé de cette panne. Observation : ça se déroule sur une période de 4 ans du 01/09/20011 au 01/09/2015, et a donné les résultats du tableau. Calculer au jour près par défaut, le temps moyen de bon fonctionnement entre deux pannes. En déduire la loi de fiabilité de la presse. 28
Application 29 Un moteur peut être vu comme un système réparable, les brosses en carbone doivent être changées après un certain nombre d'heures en opération. Durant une année, le moteur doit être réparé 3 fois. La première réparation a lieu après 98 jours et dure 10h, la deuxième après 100 autres jours et dure 9h, la troisième après 105 autres jours et ce pendant 11 heures. }  Calculer le temps moyen en opération MUT et le temps moyen de réparation MDT du moteur.
Exercice 2 30 Le fabriquant d'un composant électronique affirme que le taux de défaillance d'un composant est de 4,7.10-7 h-1. Un client souhaite acheter 20000 pièces de ce composant et souhaite mettre en stock une quantité de composants suffisante pour assurer 5000 heures de fonctionnement (1 an environ). }  a. Justifier l'emploi du modèle exponentiel }  b. Calculer la fiabilité à t=5000 heures }  c. Combien de composants fonctionneront encore à t=5000h sur les 2000 mis en service à t=0 }  d. Quel stock sera nécessaire pour tenir en stock le composant pendant 1 an.
Exercice 3 31 Sur une unité d'intervention, on a extrait de l'historique les défaillances concernant un roulement à billes. On a recensé la durée de vie de 9 dispositifs en exploitation : On vous donne le Ttf de chaque composant en fonction du rang i de la défaillance. •  Calculer le MTTF expérimental. •  Calculer le nbr des Survivants N (t=450 h), N (t=850 h). •  Calculer les fiabilités R(t=450 h), R(t=850 h).
Exercice 1 1)  Calculer le MTBF de chaque élément. 2)  Calculer le Taux de défaillance  de chaque élément/ 3) Déterminer •  la fiabilité R de la station par heure de fonctionnement •  La probabilité pour que la station fonctionne sans panne pendant 1 semaine •  La probabilité pour que la station fonctionne sans panne pendant 4 semaines. 32
Exercice 4 33
Exercice 4 34
35
Chronologie des temps des activités de maintenance 36
37 Calculer le MTBFi, MTTRi, en déduire la disponibilité
Diagramme de Fiabilité Ibtissam EL HASSANI 38
39 }  Considérant un système composé d'un tronçon d'autoroute (un sens de circulation), de deux stations de péage, d'une aire d'autoroute avec une station essence, de panneaux signalétiques et d'une automobile, réalisez : }  l'analyse fonctionnelle de ce système (définition des environnements et des fonctions assurées par chaque composant), }  le diagramme de fiabilité de ce système. (On se limite à une automobile et on ne s'intéresse pas ici aux causes liées au conducteur).
Arbre de Défaillance Ibtissam EL HASSANI 40
+ 1. Arbre de défaillance- Généralités }  L'arbre de défaillances (FaultTree) : permet de représenter graphiquement les combinaisons possibles d’événements qui permettent la réalisation d’un événement indésirable prédéfini. 28/04/17Management des Risques - Ibtissam EL HASSANI 41 ²  1962 ²  BELL Laboratories ²  Sur une demande de l’U.S.Air Force ²  évaluer le Système de commande de Lancement du Minuteman.
+ 2. Représentation (1) }  Un arbre de défaillance est généralement présenté de haut en bas. 28/04/17Management des Risques - Ibtissam EL HASSANI 42
+ 2. Représentation (2) }  La ligne la plus haute ne comporte que l'évènement dont on cherche à décrire comment il peut se produire. 28/04/17Management des Risques - Ibtissam EL HASSANI 43 L’ampoule ne s’allume pas Événement redouté
+ 2. Représentation (3) Chaque ligne détaille la ligne supérieure en présentant la combinaison ou les combinaisons susceptibles de produire l'évènement de la ligne supérieure auquel elles sont rattachées. 28/04/17Management des Risques - Ibtissam EL HASSANI 44 L’ampoule ne s’allume pas Événement redouté Défaillance au niveau du bouton poussoir Défaillance des batteries A et B Défaillance de l’ampoule
+ 2. Représentation (4) 28/04/17Management des Risques - Ibtissam EL HASSANI 45 L’ampoule ne s’allume pas Événement redouté Défaillance au niveau du bouton poussoir Défaillance des batteries A et B Défaillance de l’ampoule ?
+ 2. Représentation (5) }  2ème niveau 28/04/17Management des Risques - Ibtissam EL HASSANI 46 L’ampoule ne s’allume pas Événement redouté Défaillance au niveau du bouton poussoir Défaillance des batteries A et B Défaillance de l’ampoule
+2. Représentation (6) Symboles des portes dans les arbres de défaillances }  Ces relations sont représentées par des liens logiques, dont la plupart sont des « ou » et « et » ; on emploie généralement le terme de « porte OU » et de « porte ET ». 28/04/17Management des Risques - Ibtissam EL HASSANI 47 OU (OR) ET (AND) NON (NOT) OU Exclusif (XOR) VOTE MAJORITAIRE
+ 2. Représentation (7) Second niveau : ⇒ Événements pouvant être à l’origine de l’indisponibilité du bouton poussoir : - Erreur de l’opérateur (pression trop forte sur le bouton) ; - Dégradation des fils au niveau de l’interrupteur ; - Blocage du mécanisme. ⇒ Événements pouvant être à l’origine de l’indisponibilité d'une batterie : - Décharge complète de la batterie. ⇒ Événements pouvant être à l’origine de la défaillance de l’ampoule : - Agression mécanique de l’ampoule ; - Défaillance de l’ampoule elle-même. 28/04/17Management des Risques - Ibtissam EL HASSANI 48 Faire la suite !
+2. Représentation (8) Symboles des événements dans les arbres de défaillances Événement de Base 28/04/17Management des Risques - Ibtissam EL HASSANI 49 Événement maison Événement non développé Événement du plus bas niveau pour lequel la probabilité d'apparition ou d'information de fiabilité est disponible. Événement non- probabilisé, que l'on doit choisir de mettre à 1 ou à 0 avant tout traitement de l'arbre. Le développement de cet événement n'est pas terminé : ses conséquences sont négligeables ou par manque d'information.
+ Règles importantes }  Partir de l'événement redouté (sommet de l'arbre) }  Imaginer les événements intermédiaires possibles expliquant l'événement sommet }  Considérer chaque événement intermédiaire comme un nouvel événement sommet }  Imaginer les causes possibles de chaque événement au niveau considéré }  Descendre progressivement dans l'arbre jusqu'aux événements de base 28/04/17Management des Risques - Ibtissam EL HASSANI 50
+ Application }  Tracer l’arbre de défaillance de l’événement Redouté ER sachant que : }  L’événement redouté (ER) ne se produit que si les événements E1 et E2 se produisent. }  L’événement E1 se produit si l’un des événements A et E3 s’est produit }  L’événement E3 se produit si l’un des événements B ou C se produisent. }  L’événement E2 se produit si l’un des événement C ou E4 se produit. }  L’événement E4 se produit si les deux événement A ou B se produisent. 28/04/17Management des Risques - Ibtissam EL HASSANI 51
+ Exemple d'analyse }  L’événement redouté de cet exemple est l’impossibilité, pour une personne à vélo, de se rendre au travail. 28/04/17Management des Risques - Ibtissam EL HASSANI 52
+ Nœud de Papillon 53
+ Nœud de Papillon 54
AMDEC Analyse des Modes de Défaillance de leurs Effets et de leur Criticité Ibtissam EL HASSANI 55
Démarche de l’AMDEC (1) 1. Initialisation: Définition du système et des objectifs à atteindre 2. Constitution du groupe de travail 3. Mise au point des supports de l’étude 4. Découpage et analyse fonctionnelle 6. Evaluation de la criticité : - Evaluation de la gravité - Evaluation de la fréquence - Evaluation de la non-détection - Calcul de la criticité 5. Analyse des mécanismes de défaillance potentiels -  Mode de défaillance -  Cause -  Effet -  Détection 7. Classement des défaillance 8. Proposer des améliorations Recherche d’actions correctives. Calcul de la nouvelle criticité 56
57
58
59
60
AMDEC « Fonctionnelle » Fonctions Effet Mode Cause Gravité … au niveau du système Fp1 EI 1 Pas Fp1 -Rupture de l’ensemble A … AMDEC au niveau des Sous système Effet Mode Cause Gravité Fréquence … différents sous- système du système Ensemble A Pas Fp1 Rupture - Mauvais dimensionnement de la pièce X … AMDEC au niveau des Composant Effet Mode Cause Gravité Fréquence … composants d’un sous- système Pièce X - Jeu E1 insuffisant … Découpage 61
+ }  Représentation arborescente d ’une ressource : Décomposition fonctionnelle: Interne
+ Décomposition fonctionnelle : externe
+ Exemple }  En Séance de Cours 64
Maintenance Basée sur la Fiabilité Ibtissam EL HASSANI 65
Illustration du principe de sélectivité 66
Illustration du principe de Subordination 67
68 Les 5 étapes de la MBF
Logigramme 69
AMDEC Analyse des Modes de Défaillance de leurs Effets et de leur Criticité Ibtissam EL HASSANI 70
+ AMDEC pour : }  l'analyse prévisionnelle de la fiabilité des produits }  l ’optimisation de la fiabilité des équipements de production }  la prise en compte de la maintenabilité dès la conception }  la maîtrise de la disponibilité opérationnelle des machines AMDEC dans l'industrie
+ - Méthode de construction ou d'amélioration de la qualité. Utilisateurs : * service Qualité * service Maintenance * Bureau d'Etudes - Réclamée au niveau du cahier des charges Un outil au service de la qualité
+ }  AMDEC produit (analyse de la conception d'un produit pour améliorer sa qualité et sa fiabilité) }  AMDEC processus (analyse des opérations de production pour améliorer la qualité de fabrication du produit) }  AMDEC procédé (analyse de la conception et/ou de l'exploitation d'un moyen ou équipement de production pour améliorer sa disponibilité et sa sécurité AMDEC – FMECA ( les types )
+ L'étude AMDEC vise à : }  réduire le nombre de défaillances : }  prévention des pannes, }  fiabilisation de la conception, }  amélioration de la fabrication, du montage et de l'installation, }  optimisation de l'utilisation et de la conduite, }  amélioration de la surveillance et des tests, }  amélioration de la maintenance préventive, }  détection précoce des dégradations AMDEC procédé : Objectif
+ réduire les temps d'indisponibilité après défaillance : }  prise en compte de la maintenabilité dès la conception, }  amélioration de la testabilité, }  aide au diagnostic, }  amélioration de la maintenance corrective; améliorer la sécurité. AMDEC procédé : Objectif
+ }  Méthode inductive / systématique - Risques -> Origines -> Conséquences - Mise en évidence des points critiques et proposition de solutions correctives ou préventives. }  Méthode participative (groupe de travail) - pour les constructeurs (AMDEC prévisionnelle) - pour les utilisateurs (AMDEC opérationnelle) AMDEC : Principes de base
+ En phase de conception pour : }  améliorer un système }  valider une solution technique /cahier des charges }  mettre en place une démarche d’assurance qualité }  préparer un plan de maintenance AMDEC prévisionnelle
+ - En période d'exploitation pour : }  améliorer le comportement d'un matériel critique, }  mettre en œuvre un plan de maintenance, }  optimiser des actions de maintien (choix, procédures, stocks) - Ne pas systématiser la méthode sur l'ensemble des machines (coût) - Sélectionner les équipements sensibles sur le plan économique et/ou de la sécurité. AMDEC opérationnelle
Exploitation de l’AMDE(C) q L’AMDE(C) permet de générer une base d’informations de référence tout au long de la vie du produit. q L’exploitation se traduit par une liste de synthèses : Ø Liste des effets de défaillances, Ø Liste des articles critiques, Ø Liste des symptômes observables, Ø Liste des points de panne unique, Ø Liste des défaillances non détectées, Ø … 79
Démarche de l’AMDEC (1) 1. Initialisation: Définition du système et des objectifs à atteindre 2. Constitution du groupe de travail 3. Mise au point des supports de l’étude 4. Découpage et analyse fonctionnelle 6. Evaluation de la criticité : - Evaluation de la gravité - Evaluation de la fréquence - Evaluation de la non-détection - Calcul de la criticité 5. Analyse des mécanismes de défaillance potentiels -  Mode de défaillance -  Cause -  Effet -  Détection 7. Classement des défaillance 8. Proposer des améliorations Recherche d’actions correctives. Calcul de la nouvelle criticité 80
+ BUT : poser le problème, définir les objectifs, le contenu et les limites de l'étude à mener et réunir les documents et les acteurs concernés. définition du système à étudier }  Définir le système à étudier et ses limites matérielles : § machine complète, § sous-ensemble. * Regrouper la documentation technique : – plans d'ensembles, – plans détaillés, – descriptif du processus de fabrication – notices techniques de fonctionnement – nomenclature des composants, – procédures d'utilisation et de maintenance Etape 1 : Initialisation
+ Définition de la phase de fonctionnement }  Déterminer la phase de fonctionnement de la machine pour laquelle l'étude sera menée (phase la plus pénalisante) Définition des objectifs a atteindre }  Fixer : § les objectifs (économiques, fiabilité, disponibilité, maintenabilité, sécurité,...), § les limites techniques de remise en question du système, § le champ possible des interventions à proposer. Etape 1 : Initialisation
Démarche de l’AMDEC (2) 1. Définition du système et des objectifs à atteindre 2. Constitution du groupe de travail Valider le besoin, délimiter l’étude et constituer un groupe de travail pluridisciplinaire : •  localisé (avec plusieurs personnes, un animateur, en un lieu unique et pendant un temps donné) •  ou délocalisé (audit par animateur, synthèses, examen critique) 83
Démarche de l’AMDEC (3) 1. Définition du système et des objectifs à atteindre 2. Constitution du groupe de travail 3. Mise au point des supports de l’étude q Préparer un dossier d’étude et recenser la documentation existante. q Définir le niveau de détail de l’analyse. q Pour la réalisation d’une AMDE(C) « produit », réaliser une analyse fonctionnelle. q Définir le tableau d’analyse et le valider : 84
85
86
87
88
Démarche de l’AMDEC (5) 1. Définition du système et des objectifs à atteindre 2. Constitution du groupe de travail 3. Mise au point des supports de l’étude 4. Découpage et analyse fonctionnelle Découpage == > Préciser jusqu’à quel niveau de l’élément va porter l’étude. Analyse fonctionnelle == > identifier la fonction de chaque élément étudié pour prévoir les modes de défaillance possible. 89
AMDEC « Fonctionnelle » Fonctions Effet Mode Cause Gravité … au niveau du système Fp1 EI 1 Pas Fp1 -Rupture de l’ensemble A … AMDEC au niveau des Sous système Effet Mode Cause Gravité Fréquence … différents sous- système du système Ensemble A Pas Fp1 Rupture - Mauvais dimensionnement de la pièce X … AMDEC au niveau des Composant Effet Mode Cause Gravité Fréquence … composants d’un sous- système Pièce X - Jeu E1 insuffisant … Démarche de l’AMDEC (6) 90
+ }  Représentation arborescente d ’une ressource : Etape 2 : Décomposition fonctionnelle
+ Décomposition fonctionnelle
Démarche de l’AMDEC (7) 1. Définition du système et des objectifs à atteindre 2. Constitution du groupe de travail 3. Mise au point des supports de l’étude 4. Découpage et analyse fonctionnelle 5. Analyse des mécanismes de défaillance potentiels -  Mode de défaillance -  Cause -  Effet -  Détection 93
Démarche de l’AMDEC (8) 1. Définition du système et des objectifs à atteindre 2. Constitution du groupe de travail 3. Mise au point des supports de l’étude 4. Découpage et analyse fonctionnelle 6. Evaluation de la criticité : - Evaluation de la gravité - Evaluation de la fréquence - Evaluation de la non-détection - Calcul de la criticité 5. Analyse des mécanismes de défaillance potentiels -  Mode de défaillance -  Cause -  Effet -  Détection IPR = G x O x N (G : Gravité, O : probabilité d'occurrence, N : non détection) Calcul de la criticité IPR (Indice de Priorisation du Risque) 94
Démarche de l’AMDEC (9) 1. Définition du système et des objectifs à atteindre 2. Constitution du groupe de travail 3. Mise au point des supports de l’étude 4. Découpage et analyse fonctionnelle 6. Evaluation de la criticité : - Evaluation de la gravité - Evaluation de la fréquence - Evaluation de la non-détection - Calcul de la criticité 5. Analyse des mécanismes de défaillance potentiels -  Mode de défaillance -  Cause -  Effet -  Détection 95
Démarche de l’AMDEC (1) 1. Définition du système et des objectifs à atteindre 2. Constitution du groupe de travail 3. Mise au point des supports de l’étude 4. Découpage et analyse fonctionnelle 6. Evaluation de la criticité : - Evaluation de la gravité - Evaluation de la fréquence - Evaluation de la non-détection - Calcul de la criticité 5. Analyse des mécanismes de défaillance potentiels -  Mode de défaillance -  Cause -  Effet -  Détection 7. Classement des défaillance 8. Proposer des améliorations Recherche d’actions correctives. Calcul de la nouvelle criticité 96
+ LES ACTIONS La finalité de l'analyse AMDEC, après la mise en évidence des défaillances critiques, est de définir des actions de nature à traiter le problème identifié. Les actions sont de 3 types : Actions préventives : on agit pour prévenir la défaillance avant qu'elle ne se produise, pour l'empêcher de se produire. Ces actions sont planifiées. La période d'application d'une action résulte de l'évaluation de la fréquence. Actions correctives : lorsque le problème n'est pas considéré comme critique, on agit au moment où il se présente. L'action doit alors être la plus courte possible pour une remise aux normes rapide. Actions amélioratives : il s'agit en général de modifications de procédé ou de modifications technologiques du moyen de production destinées à faire disparaître totalement le problème. Le coût de ce type d'action n'est pas négligeable et on le traite comme un investissement.
+ Les actions, pour être efficaces, doivent faire l'objet d'un suivi : · plan d'action · désignation d'un responsable de l'action · détermination d'un délai · détermination d'un budget · révision de l'évaluation après mise en place de l'action et retours des résultats
+ Calcul de la nouvelle criticité Calculer la nouvelle criticité pour chaque combinaison cause - mode – effet -  Après proposition et analyse des mesures à engager, le groupe peut évaluer la nouvelle criticité pour juger de l ’efficacité des actions correctives retenues. - Les mécanismes de défaillance ont été modifiés voire éliminés par la nouvelle conception=>analyse des nouveaux modes de dysfonctionnements
+ Etudes de cas 100