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COURS 8- Sûreté de fonctionnement TSMI 157/158 Sûreté de fonctionnement La maît

COURS 8- Sûreté de fonctionnement TSMI 157/158 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 FIABILITÉ MAINTENABILITÉ DISPONIBILITÉ SÛRETÉ DE FONCTIONNEMENT COURS 8- Sûreté de fonctionnement TSMI 157/158 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 : Remarques : - Ce schéma s’applique pour le cas de système réparable, où une remise en état permet à nouveau le fonctionnement de l’entité. Dans le cas de système non réparable, la fiabilité sera le seul indicateur du comportement de ce matériel. Sachant que la fiabilité est une probabilité de bon fonctionnement sur un intervalle de temps donné. - Un système réparable est constitué à son tour de composants réparables et non réparables - Pour un système non-réparable, la fiabilité sera l’aptitude à fonctionner le plus longtemps possible MUT : Mean Up Time MDT : Mean Down Time MTBF : Mean Time Between Failure MTTR : Mean Time To Repair Si MTTR « MTBf alors MUT = MTBF Dans la suite du texte MUT ou MTBF seront employés indifféremment. Ceci suppose donc comme hypothèse que : MTTR  MDT « MTBF Remarque : pour les matériels non réparables on utilise le terme de MTTF (Mean Time To Failure) COURS 8- Sûreté de fonctionnement TSMI 157/158 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 manœuvres 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. COURS 8- Sûreté de fonctionnement TSMI 157/158 Calcul de la disponibilité intrinsèque Di (les temps sont exprimés en heures) : temps d’ouverture : 1 mois = 400 heures 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. Tps fct réparation Tps fct Chgt fab Tps fct préventif Tps fct Temps d´ouverture : 1 mois = 400h 160 4 127 6 50 3 50 COURS 8- Sûreté de fonctionnement TSMI 157/158 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. temps total temps requis temps non requis temps effectif de disponibilite temps d'incapacite temps de disponibilite temps d'indisponibilite fonctionnement attente incapacite pour causes exterieures maintenance preventive contraintes d'exploitation indisponibilite apres defaillance temps potentiel de disponibilite temps potentiel d'indisponibilite materiel accomplissant une fonction requise materiel non sollicite manque d'alimentation (energie) manque de main d'oeuvre manque ou saturation de pieces piece en amont non comformes entretien preventif niveaux 1 et 2 inspection - controle visite changement d'outil programme changement de fabrication controle produit fabrique temps de reparation remise en condition non detection appel a la maintenance approvisionnement en outillage approvisionnement en pieces de rechange non besoin de production travaux lourds de maintenance 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 : DI 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 MAINTENANCE : DM Conforme à la définition de la norme, seule la carence des moyens de maintenance est prise en compte. DISPONIBILITÉ OPÉRATIONNELLE : DO Caractérise les conditions réelles d’exploitation et de maintenance DISPONIBILITÉ GLOBALE : DG Caractérise le taux global d’utilisation de l’entité COURS 8- Sûreté de fonctionnement TSMI 157/158 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 uploads/Industriel/ 08-surete-de-fonctionnement.pdf