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Département Pétrochimie et Génie des Procédés Skikda Youcef Zennir youcefzennir

Département Pétrochimie et Génie des Procédés Skikda Youcef Zennir youcefzennir@yahoo.com ; youcef.zennir@univ-skikda.dz Sûreté De Fonctionnement et Fiabilité des Systèmes de Production 3ème Année Licence Automatisation (LMD) 2 Plan • La Sûreté de Fonctionnement (SdF) • Historique • Les fondamentaux de la sûreté de fonctionnement • La Fiabilité • La Maintenabilité • La Disponibilité • La Sécurité • La Sécurité • Le but de la sûreté de fonctionnement • Quelques indicateurs • Le MTTF (Mean Time To [first] Failure) • Le MDT • Le MUT • Les études de sûreté de fonctionnement 3 Plan • Les études de sûreté de fonctionnement • Etape par étape • Etudes périphériques • En pratique • Les outils utilisés • SADT (system analysis and design technique) • BDF (blocs diagrammes fonctionnels) : • BDF (blocs diagrammes fonctionnels) : • Méthode MISME • l’analyse préliminaire des risques (APR), • l’AMDEC (analyse des modes de défaillance, de leurs effets et de leur criticité) • l’AEEL (analyse des effets des erreurs logicielles) : • Les arbres de défaillance • Les graphes de Markov • Les réseaux de Petri stochastiques • Les langages formels (LUSTRE, B) 4 Plan • Les données de fiabilité • Les recueils • Le retour d’expérience • Lexique de la sûreté de fonctionnement • Intérêts et enjeux de la S.d.F Références conseillées J.M. Fourneau Modélisation Quantitative de la Fiabilité D. Delahaye Cours de Sûreté de Fonctionnement S. LESECQ, B. RAISON Probabilités et statistiques dans le traitement de données expérimentales. Olivier De Smet Commande sûre de fonctionnement des 5 Olivier De Smet Commande sûre de fonctionnement des Systèmes à Evénements Discrets. D. Smith Fiabilité, maintenance et risque. P. Lyonnet La maintenance : mathématiques et méthodes Références conseillées 6 Alain Villemeur "Sûreté de Fonctionnement des systèmes industriels " . - Collection de la Direction des Etudes et Recherches d’Electricité de France, (Eyrolles, 1988). Robert Garnier "Une méthode efficace d’accélération de la simulation des réseaux de Petri stochastique " . - Thèse de 3ème cycle. Automatique/Productique,Université Bordeaux I, (Juin 1998). (Juin 1998). M.A. Boyd "What Markov Modeling can do for you : An Introduction ". - Annual Reliability and Maintainability Symposium – (Tutorial notes, 1994). Michel Prevost & Charles Waroquier "L’analyse du soutien logistique et son enregistrement". - Editions Lavoisier (TEC DOC, 1994). Fin des années 1940 Années 1950 Essor de la fiabilité Années 1960 Nouvelles méthodes : APR, Arbres de défaillances, AMDE, etc. Années 1980 Approche globale SdF Un peu d’histoire... Un peu d’histoire... 7 Fin du XIXème siècle Amélioration de la durée de vie d'équipements mécaniques 1930 Détermination de probabilités d'accidents d'avions 2nde Guerre Mondiale Missile allemand V1 objectifs de fiabilité Fin des années 1940 Loi de Murphy "If anything can go wrong, it will" 8 Les préoccupations dites de sécurité sont très présentes dans le monde des machines outils ou dans les procédés continus comme la pétrochimie. Dans les applications de type manufacturier ou batch, les préoccupations sont plutôt liées à la disponibilité. La sûreté de Fonctionnement (SDF) La sûreté de Fonctionnement (SDF) Dès lors que la sécurité ou la disponibilité d'un système est mise en défaut, on incrimine sa fiabilité. Enfin, en cas de dysfonctionnement, il convient de remettre le système en conditions de fonctionnement initial : c'est là qu'intervient la maintenabilité. Ces quatre caractéristiques constituent la sûreté de fonctionnement d'un dispositif. 9 Le terme "sûreté de fonctionnement", inventé voici trente ans pour englober plusieurs concepts, n’a pas d’équivalent exact en langue anglaise. La sûreté de fonctionnement regroupe quatre notions. Les fondamentaux de la SDF Les fondamentaux de la SDF La sûreté de fonctionnement des systèmes industriels est définie au sens large comme étant « la science des défaillances : analyse, mesure, traitement, modélisation, prévention... ». Elle comprend différents paramètres tels que : la fiabilité, la maintenabilité, la disponibilité, la La fiabilité : aptitude d’un système à rester constamment opérationnel pendant une durée donnée. Quelques définitions... Quelques définitions... paramètres tels que : la fiabilité, la maintenabilité, la disponibilité, la maintenance, la sécurité, la maintenance totale productive (TPM)... La sûreté de fonctionnement couvre toutes les étapes du cycle de vie d’un système : conception, fabrication, exploitation. FIABILITE Aptitude d'un système Norme AFNOR X 06-005 Norme UTE-C 20-31 D Aptitude d'un produit à accomplir une fonction requise, dans des conditions données, Norme AFNOR X 06-005 Norme UTE-C 20-31 D Aptitude d'un produit à accomplir une fonction requise, dans des conditions données, Quelques définitions... Quelques définitions... 10 à accomplir sa mission dans des conditions données. dans des conditions données, pendant un temps donné. dans des conditions données, pendant un temps donné. Exemples : o Ma voiture me permettra d'accomplir le trajet prévu dans les conditions prévues, compte tenu des conditions de circulation (elle n'aura pas de panne durant le trajet). o La machine ne doit pas interrompre la production par ses défaillances. La maintenabilité : c’est l’aptitude d’un système à être remis rapidement dans un état opérationnel. Quelques définitions... Quelques définitions... 11 à être remis rapidement dans un état opérationnel. Ainsi les systèmes dont les composants sont très facilement démontables peuvent bénéficier d’une meilleure maintenabilité que les autres. MAINTENABILITE Aptitude d'un système à être maintenu ou à reprendre Norme AFNOR X 60-010 Aptitude d'un produit à être maintenu ou rétabli, pendant un intervalle de temps donné, dans un Norme AFNOR X 60-010 Aptitude d'un produit à être maintenu ou rétabli, pendant un intervalle de temps donné, dans un Quelques définitions... Quelques définitions... 12 être maintenu ou à reprendre l'accomplissement de sa fonction après défaillance. pendant un intervalle de temps donné, dans un état dans lequel il peut accomplir une fonction requise, lorsque l'exploitation et la maintenance sont accomplies dans des conditions données, avec des procédures et des moyens prescrits. pendant un intervalle de temps donné, dans un état dans lequel il peut accomplir une fonction requise, lorsque l'exploitation et la maintenance sont accomplies dans des conditions données, avec des procédures et des moyens prescrits. Exemples : o Lorsque la voiture est chez le garagiste (pour entretien programmé ou réparation), la durée d'immobilisation et le coût doivent être les plus faibles possibles. o Prend en compte les durées de : détection des pannes, MAINTENABILITE Quelques définitions... Quelques définitions... 13 diagnostic, temps de réparation, temps de contrôle et de remise en service. La disponibilité : aptitude d’un système à être opérationnel au moment où il est sollicité. C’est une Quelques définitions... Quelques définitions... 14 être opérationnel au moment où il est sollicité. C’est une notion importante pour un appareil de sécurité tel qu'un disjoncteur par exemple. Une disponibilité importante est compatible avec une fiabilité faible, pour peu que l’appareil puisse être réparé très rapidement. DISPONIBILITE Aptitude d'un système Norme AFNOR X 60-010 Aptitude d'un bien, sous les aspects combinés de sa fiabilité, maintenabilité et de Norme AFNOR X 60-010 Aptitude d'un bien, sous les aspects combinés de sa fiabilité, maintenabilité et de Quelques définitions... Quelques définitions... 15 Aptitude d'un système à fonctionner quand on en a besoin. fiabilité, maintenabilité et de l'organisation de maintenance, à être en état d'accomplir une fonction requise dans des conditions de temps déterminées. fiabilité, maintenabilité et de l'organisation de maintenance, à être en état d'accomplir une fonction requise dans des conditions de temps déterminées. Exemples : o Ma voiture est "prête" lorsque je veux l'utiliser (elle n'est pas chez le garagiste, elle est en état de marche). 16 La sécurité : c’est l’aptitude d’un système à Quelques définitions... Quelques définitions... ne pas connaître de pannes considérées comme catastrophiques pendant une durée donnée. On trouvera aussi l’acronyme FMDS pour désigner la sûreté de fonctionnement (comme fiabilité, maintenabilité, disponibilité et sécurité). SECURITE Absence de circonstances liées au système susceptibles d’atteinte, avec un niveau inacceptable, à l’intégrité physique des personnes. RG Aéro 00026 Norme AFNOR X 03-100 Propriété d'un produit de présenter, pour son environnement et pour lui-même, un risque, RG Aéro 00026 Norme AFNOR X 03-100 Propriété d'un produit de présenter, pour son environnement et pour lui-même, un risque, Quelques définitions... Quelques définitions... 17 l’intégrité physique des personnes. environnement et pour lui-même, un risque, déterminé en fonction des dangers potentiels inhérents à sa réalisation et à sa mise en oeuvre, qui ne soit pas supérieur à un risque convenu. environnement et pour lui-même, un risque, déterminé en fonction des dangers potentiels inhérents à sa réalisation et à sa mise en oeuvre, qui ne soit pas supérieur à un risque convenu. Exemples : o Ma voiture ne portera pas atteinte à l'intégrité de ses occupants et de son environnement. o La machine ne doit pas agresser le personnel ou les visiteurs. 18 La sûreté de fonctionnement est une notion générique qui mesure la qualité de service délivré par un système, de manière à ce que l’utilisateur ait en lui une confiance justifiée. Cette confiance justifiée s’obtient à travers une analyse Le but de la S.D.F Le but de la S.D.F Cette confiance justifiée s’obtient à travers une analyse qualitative et quantitative des différentes propriétés du service délivré par le système, mesurée par les grandeurs probabilistes associées : fiabilité, maintenabilité, disponibilité, sécurité. Intérêts et uploads/Ingenierie_Lourd/ indpet3an-lessons-sdf-zennir.pdf