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ENSAM Organisation et gestion industrielle Page 1 / 21 Gestion de Maintenance A

ENSAM Organisation et gestion industrielle Page 1 / 21 Gestion de Maintenance A INTRODUCTION A LA MAINTENANCE 1. Fiabilité – Maintenabilité – Disponibilité 2. La fonction Maintenance 3. Les différents types de maintenance B NOTION DE FIABILITE 1. Fiabilité - Défaillance 2. Principales fonctions utilisées en fiabilité 3. Principales lois de probabilité utilisées en fiabilité 4. Le modèle de Weibull 5. Courbe « en Baignoire » C NOTION DE MAINTENABILITE D NOTION DE DISPONIBILITE E GESTION DES OPERATIONS DE MAINTENANCE 1. Processus d’aide à la prise de décision en maintenance 2. Choix d'un type de maintenance 3. Gestion de maintenance, GMAO A Introduction à la Maintenance 1 Fiabilité – Maintenabilité - Disponibilité La disponibilité1 opérationnelle des équipements est fonction de leur fiabilité, de leur maintenabilité, du type de maintenance pratiqué et de l'organisation de cette maintenance. Maintenabilité (norme X 60-301): Caractéristique d'un système exprimée par la probabilité de réaliser une opération de maintenance dans un temps imparti et dans des conditions données. Ses composantes sont : • Accessibilité • • démontabilité • aptitude à la pose et à la dépose • interchangeabilité • aide à la détection de panne, au diagnostic • qualité de la documentation technique 1 caractéristique d'un système exprimée par la probabilité d'être opérationnel dans des conditions données à un instant donné ENSAM Organisation et gestion industrielle Page 2 / 21 2 La fonction Maintenance Maintenance Ensemble des activités destinées à maintenir ou à rétablir un bien dans un état ou dans des conditions données de sûreté de fonctionnement, pour accomplir une fonction requise. Ces activités sont une combinaison d'activités techniques, administratives et de management. ENSAM Organisation et gestion industrielle Page 3 / 21 3 Les différents types de maintenance Maintenance préventive Maintenance ayant pour objet de réduire la probabilité de défaillance ou de dégradation d'un bien ou d'un service rendu. Les activités correspondantes sont déclenchées selon un échéancier établi à partir d'un nombre prédéterminé d'unités d'usage (maintenance systématique), et/ou des critères prédéterminés significatifs de l'état de dégradation du bien ou du service (maintenance conditionnelle).. Maintenance prévisionnelle Maintenance préventive subordonnée à l'analyse de l'évolution surveillée de paramètres significatifs de la dégradation du bien permettant de retarder et de planifier les interventions. Maintenance corrective Ensemble des activités réalisées après la défaillance d'un bien, ou la dégradation de sa fonction pour lui permettre d'accomplir une fonction requise, au moins provisoirement ; ces activités comportent notamment la localisation de la défaillance et son diagnostic, la remise en état avec ou sans modification, le contrôle du bon fonctionnement. Maintenance palliative Activités de maintenance corrective destinées à permettre à un bien d'accomplir provisoirement tout ou partie d'une fonction requise. Appelée couramment dépannage, cette maintenance palliative est principalement constituée d'actions à caractère provisoire qui devront être suivies d'actions curatives. Maintenance curative Activités de maintenance corrective ayant pour objet de rétablir un bien dans un état spécifié ou de lui permettre d'accomplir une fonction requise, le résultat des activités réalisées doit présenter un caractère permanent. Ces activités peuvent être des réparations, de modifications ou aménagement ayant pour objet de supprimer la ou les défaillance(s) Le choix d'un type de maintenance se fera fonction du comportement du matériel, et des coûts de maintenance et d'indisponibilité du matériel. ENSAM Organisation et gestion industrielle Page 4 / 21 B Notion de Fiabilité 1 Fiabilité - Défaillance La fiabilité est l'aptitude d'un système à accomplir une fonction requise dans des conditions d'utilisation et pour une période de temps déterminée; le terme "fiabilité" est utilisé comme une caractéristique indiquant une probabilité ou une proportion de succès. Son estimation découlera généralement d'une double extrapolation : • à partir des résultats obtenus dans un intervalle de temps déterminé ou, suivant le type de dispositif, pendant un nombre de cycles déterminé, extrapolation sur la période de fonctionnement (durée de vie utile) qui intéresse l'utilisateur, • à partir des résultats obtenus sur un échantillon d'équipements, extrapolation sur l'ensemble de la population d'équipements dans laquelle a été prélevé l'échantillon. La défaillance est la cessation de l'aptitude d'un dispositif à accomplir une fonction requise. Un même équipement a généralement plusieurs types de défaillances. On distingue en particulier les défaillances : • progressive / soudaine • partielle / complète / intermittente • par dégradation / catalectique • due à une faiblesse inhérente / due à un mauvais emploi • première / seconde • critique / majeure / mineure Lors de chaque étude de fiabilité, il faut préciser à quelles défaillances on s'intéresse. Bien entendu, la valeur fiabilité trouvée dépendra des types de défaillances considérés. 2 Principales fonctions utilisées en fiabilité Un dispositif mis en marche pour la première fois, tombera inévitablement en panne à un instant T, non connu à priori. On peut donc se poser la question : « est-ce que le composant, sous-ensemble,.... neuf va tomber en panne avant l’age t » ? Cette probabilité d'avoir au moins une défaillance avant le temps t, est appelée fonction de répartition des premières défaillances et notée F(t). F(t) = P (T<t) ⇒ ∫ = t dt t f t F 0 ). ( ) ( avec f(t) : densité de probabilité de la variable aléatoire T On appelle R(t) la fonction de fiabilité qui répond à la question « est-ce que le composant, sous-ensemble,... neuf va tenir pendant la durée t » ? La réponse est la probabilité comprise entre 1 (ou 100%) et 0 de fonctionnement sans défaillance pendant un temps t. ENSAM Organisation et gestion industrielle Page 5 / 21 La fiabilité se dégrade de dR(t)/dt par unité de temps. On a R(t) = 1 - F(t). Le taux de défaillance instantanée ou taux de panne λ(t) est une caractéristique de fiabilité fréquemment utilisée. Il répond à la question « est-ce que le composant, sous-ensemble,... d'age t va être défaillant maintenant c'est à dire à l’age t » ? ( ) ) ( ) ( ) ( t R t F dt t F dt t − + = ⋅ λ ( ) ) ( 1 ) ( t F t dF dt t − = ⋅ λ ⇒ ( ) ∫ ∫ − = ⋅ t t t F t dF dt t 0 0 ) ( 1 ) ( λ ⇒ ( ) ∫ ∫ − − = ⋅ − t t t F t dF dt t 0 0 ) ( 1 ) ( λ ( ) [ ] t t t F dt t 0 0 )) ( 1 ln( − = ⋅ −∫λ ⇒ ( ) )) ( 1 ln( 0 t F dt t t − = ⋅ −∫λ ⇒ ) ( 1 0 ) ( t F e t dt t − = ∫ ⋅ − λ Remarque : λ(t) = f(t)/R(t) = -dR(t)/R(t) La Moyenne des Temps de Bon Fonctionnement, le MTBF, est le temps moyen de fonctionnement avant défaillance des composants, sous-ensembles,… considérés. ∫ = = dt t f t t E MTBF ) ( . ) ( On démontre qu'entre le MTBF et R(t) (en intégrant par partie) on a la relation : ∫ ∞ = 0 ). ( dt t R MTBF Remarques • lorsque le taux de défaillance λ(t)= constante , la fiabilité s'exprime ainsi: R(t) = e-λt et MTBF 1 = λ Exemple : Un composant électronique est caractérisé par λ(t)= 2.10-6 défaillance / heure Probabilité pour que le composant soit encore en fonctionnement au bout de 500 heures ? MTBF ? R(MTBF) ? • lorsque le taux de défaillance varie linéairement en fonction du temps, on peut définir un taux de défaillance moyen : λmoyen = 1/MTBF • On définit également la durée de vie Lα ou Bα qui est le temps t au bout duquel une majorité (99% pour α=1, 90% pour α=10, etc...) de composants, sous-ensembles,. ..sont encore en vie ∫ = ⋅ − t dt t e t R 0 ) ( ) ( λ ∫ − = ⋅ − t dt t e t F 0 ) ( 1 ) ( λ ∫ = ⋅ − t dt t e t t f 0 ) ( ). ( ) ( λ λ ENSAM Organisation et gestion industrielle Page 6 / 21 3 Principales lois de probabilité utilisées en fiabilité ENSAM Organisation et gestion industrielle Page 7 / 21 4 Le modèle de Weibull Le modèle probabiliste de Weibull est très souple, car la loi a trois paramètres qui permettent « d’ajuster » correctement toutes sortes de résultats expérimentaux opérationnels. Contrairement au modèle exponentiel, la loi de Weibull couvre les cas où le taux de défaillance λ est variable et permet donc de s’ajuster aux périodes de « jeunesse » et différentes formes de vieillissement. (Cf. courbe en baignoire) Les graphes de f(t) et de λ(t) montrent le polymorphisme de la loi de Weibull sous l’influence de son paramètre de forme β. Graphes f(t) et λ(t) avec η = 2 et γ = 0 Densité de probabilité f(t) : β η γ β η γ η β ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛− − − uploads/Management/ maintenance 1 .pdf