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Comment conserver un niveau de risques acceptable dans un contexte de conceptio

Comment conserver un niveau de risques acceptable dans un contexte de conception / industrialisation de plus en plus rapide d’un produit de plus en plus complexe ? Vincent Ozouf To cite this version: Vincent Ozouf. Comment conserver un niveau de risques acceptable dans un contexte de conception / industrialisation de plus en plus rapide d’un produit de plus en plus complexe ?. Sciences de l’ing´ enieur [physics]. Universit´ e de Savoie, 2009. Fran¸ cais. <tel-00450032> HAL Id: tel-00450032 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00450032 Submitted on 25 Jan 2010 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entiﬁc research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destin´ ee au d´ epˆ ot et ` a la diﬀusion de documents scientiﬁques de niveau recherche, publi´ es ou non, ´ emanant des ´ etablissements d’enseignement et de recherche fran¸ cais ou ´ etrangers, des laboratoires publics ou priv´ es. THESE présentée par Vincent OZOUF Pour obtenir le diplôme de DOCTEUR DE L’UNIVERSITE DE SAVOIE (Arrêté ministériel du 30 mars 1992) Spécialité : génie Industriel C Co on nc ce ev vo oi ir r e et t p pr ro od du ui ir re e « « s sû ûr r d de e f fo on nc ct ti io on nn ne em me en nt t » » : : C C Co o om m mm m me e en n nt t t c c co o on n ns s se e er r rv v ve e er r r u u un n n n n ni i iv v ve e ea a au u u d d de e e r r ri i is s sq q qu u ue e es s s a a ac c cc c ce e ep p pt t ta a ab b bl l le e e d d da a an n ns s s u u un n n c c co o on n nt t te e ex x xt t te e e d d de e e c c co o on n nc c ce e ep p pt t ti i io o on n n / / / i i in n nd d du u us s st t tr r ri i ia a al l li i is s sa a at t ti i io o on n n d d de e e p p pl l lu u us s s e e en n n p p pl l lu u us s s r r ra a ap p pi i id d de e e d d d’ ’ ’u u un n n p p pr r ro o od d du u ui i it t t d d de e e p p pl l lu u us s s e e en n n p p pl l lu u us s s c c co o om m mp p pl l le e ex x xe e e Soutenue publiquement le 7 décembre 2009 devant un jury composé de Zohra CHERFI Rapporteur Professeur à l’université Technologique de Compiègne Alain BARREAU Rapporteur Professeur à l’Institut des Sciences et Techniques de l’Ingénieur d’Angers Jean-Pierre NADEAU Président Professeur à l’Ecole Nationale Supérieure des Arts et Métiers de Bordeaux Pierre MOREL Membre du jury Directeur Qualité du groupe SOMFY Maurice PILLET Directeur de thèse Professeur à l’université de Savoie Paul SCHIMMERLING Membre du jury Chef de la cellule d'expertise " Statistiques et Optimisation de la Conception" de l’ingénierie mécanique du groupe RENAULT Préparée au sein du laboratoire SYMME Système et Matériau pour la MEcatronique Table des matières Concevoir et produire « sûr de fonctionnement » Page 2/226 Sommaire Introduction 6 La maîtrise de risque en conception 10 1. Introduction 11 2. L’analyse fonctionnelle 13 2.1. Phase 1 : Définir les limites du système 14 2.2. Phase 2 : Validation du besoin du système 15 2.3. Phase 3 : Rechercher les différentes situations de vie 16 2.4. Phase 4 : Lister les environnants du système 17 2.5. Phase 5 : Rechercher les fonctions du systèmes 18 2.6. Phase 6 : libeller les fonctions 19 2.7. Phase 7 : Caractériser les fonctions 20 2.8. L’analyse fonctionnelle interne ou technique 22 2.8.1. Décomposition du système 23 2.8.2. Identification des flux à l’intérieur du système 23 3. L’Analyse Préliminaire de Risques 25 3.1. L’APR approche fonctionnelle 26 3.2. L’APR approche agressions 33 3.2.1. Agression du système vers l’extérieur 34 3.2.2. Agression du milieu extérieur sur le système 35 4. L’AMDEC Produit 36 4.1. L’AMDEC Produit : approche fonctionnelle 37 4.1.1. Analyse qualitative de l’AMDEC Produit approche fonctionnelle 38 4.1.2. Analyse quantitative de l’AMDEC Produit approche fonctionnelle 43 4.1.3. Etude comparative des grilles de cotation proposées par les constructeurs automobile 45 4.1.4. Nos propositions en termes de grilles de cotation d’AMDEC Produit 56 4.1.5. Actions correctives à mettre en œuvre suite à l’AMDEC Produit 61 4.1.6. Mise à jour des AMDEC Produit 64 4.2. L’AMDEC Produit : approche composant 65 4.3. Lien entre l’approche fonctionnelle et l’approche composant 68 4.4. Définition des caractéristiques spéciales du produit 70 5. L’arbre de défaillance 72 5.1. Arbre de défaillance, arbre des causes ou arbres d’événements 72 5.2. Construction de l’arbre de défaillance 73 5.2.1. Définition de l’événement redouté (sommet de l’arbre) 74 5.2.2. Les portes logiques 74 5.2.3. Déroulé de l’analyse 75 5.3. Evaluation de la robustesse de conception par le niveau de coupe 76 5.4. Evaluation de la probabilité d’apparition de l'événement redouté 77 5.5. Allocation fiabilité des différents composants du système 78 6. Conclusion du chapitre 79 Table des matières Concevoir et produire « sûr de fonctionnement » Page 3/226 La maîtrise de risque en fabrication 81 1. Introduction 82 2. Cartographie du processus 82 2.1. Descriptif du diagramme de flux 82 2.2. Recherche des paramètres par un plan d’expériences 86 3. AMDEC Processus 89 3.1. Constitution du groupe de travail 90 3.2. AMDEC Processus : Partie analyse qualitative 91 3.3. AMDEC Processus : Partie analyse quantitative 98 3.3.1. Cotation de l’occurrence 98 3.3.2. Cotation de la gravité 99 3.3.3. Cotation de la détection 100 3.3.4. Etude comparative des grilles de cotation proposées par les constructeurs automobile 100 3.3.5. Nos propositions en termes de grilles de cotation d’AMDEC Processus 112 3.3.6. Approche originale de cotation de l’AMDEC Processus : la cotation ppm 116 3.4. AMDEC Processus : Partie actions correctives 118 3.5. Mise à jour des AMDEC processus 122 4. Conclusion du chapitre 122 Vers une maîtrise de risque efficiente en conception 124 1. Introduction 125 2. Procédure de conception sûre et rapide 126 3. Apport au niveau de l’analyse fonctionnelle 127 4. Amélioration de l’efficience au niveau de l’APR fonction 127 4.1. Positionnement de chaque fonction dans notre matrice Importance / Maîtrise 128 4.2. Détermination du mode de définition du type de validation 130 5. Notre approche de validation des fonctions de type sécuritaire par arbre de défaillance 134 5.1. Détermination du niveau SIL des défaillances racine 135 5.2. Construction du plan de validation en fonction du niveau SIL des défaillances racine 138 6. Notre approche de détermination des validations fonctionnelles par l’AMDEC produit (approche fonctionnelle) 139 6.1. Problèmes relatifs à l’approche classique 140 6.1.1. Problème N°1 : Non primeur des approches de conception robuste sur les actions de validation 140 6.1.2. Problème N°2 : Sur-qualité potentielle 141 6.1.3. Problème N°3 : Perte de temps dans la réalisation des AMDEC par une recherche de causes parfois inutile 141 6.2. Notre approche pour réaliser les AMDEC Produit 142 6.2.1. Recherche des modes de défaillances potentiels, de leurs effets et coter les critères d’occurrence et de gravité 142 Table des matières Concevoir et produire « sûr de fonctionnement » Page 4/226 6.2.2. Recherche des Actions Correctives pour réduire les occurrences les plus élevées 143 6.2.3. Définition du plan de validation 145 7. Détermination de la relation fonction / caractéristique par la matrice d’impact 153 7.1. Cas où on dispose d’une relation Y = f(x1, …,xk) connue 154 7.1.1. Calcul des contributions dans le cas d’un tolérancement statistique 154 7.1.2. Calcul des contributions dans le cas d’un tolérancement au pire cas 154 7.2. Cas où on ne dispose pas d’une relation Y = f(x1, …,xk) connue 155 8. Amélioration de l’efficience au niveau de l’APR agression 157 8.1. Positionnement de chaque composant dans notre matrice Importance / Maîtrise 157 8.2. Détermination du mode de définition du type de validation 159 9. Notre approche de détermination des validations composants par l’AMDEC produit (approche composant) 162 9.1. Recherche des défaillances potentielles, et en coter l’occurrence 163 9.2. Recherche des effets et évaluation de la gravité de ces défaillances grâce à la matrice d’impact 164 9.2.1. Détermination la note de gravité des fonctionnalités client 165 9.2.2. uploads/Industriel/ these-vincent-ozouf.pdf