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Flavien Peysson flavien.peysson@polytech.univ-mrs.fr http://sites.polytech.univ

Flavien Peysson flavien.peysson@polytech.univ-mrs.fr http://sites.polytech.univ-mrs.fr/flavien.peysson Génie Industriel et Informatique C 942 DIAGNOSTIC DES SYSTÈMES Module 94 – Aide au diagnostic D’après le support de cours de Hassan Noura C 942 - Diagnostic des Systèmes - Flavien Peysson - GII Contenu I. Généralités & Définitions II. Méthodes de Diagnostic III. Génération de résidus par Observateur d’état IV. Génération d’équation de redondance analytique V. Analyse des résidus 2 Flavien Peysson flavien.peysson@polytech.univ-mrs.fr http://sites.polytech.univ-mrs.fr/flavien.peysson Génie Industriel et Informatique PARTIE I GÉNÉRALITÉS & DÉFINITION C942 - Diagnostic des Systèmes C 942 - Diagnostic des Systèmes - Flavien Peysson - GII Eau Echangeur Ventilateur HNx refroidi HNx chaud tôle PC Moyenne TC TT 1 PT 2 PT 1 TT 2 TT 3 TT 4 TT 6 M TC FI 1 FI 2 M TT 5 TC TT 7 Zinc Exemple : ligne de galvanisation 4 Surveillance de la température de la tôle avant son immersion dans le bain de zinc C 942 - Diagnostic des Systèmes - Flavien Peysson - GII Autre exemples 5 ! Détection de défauts et diagnostic en vue de l’amélioration de la maintenance ! Défauts d’engrenage, ! Défauts moteurs, ! Défauts de mesure, ! Perte d’efficacité … C 942 - Diagnostic des Systèmes - Flavien Peysson - GII But de l’automatisation 6 ! Le but général de l’automatisation d’un procédé est l’amélioration de la productivité qui peut être obtenue de différentes manières : ! maximisation de la production, ! diminution des coûts de main d’œuvre, ! minimisation des consommations auxiliaires et des pertes (économie d’énergie et de matières premières, diminution de la pollution, etc.), ! amélioration de la qualité C 942 - Diagnostic des Systèmes - Flavien Peysson - GII Choix et implantation des capteurs et actionneurs Commande logique, régulation, optimisation Suivi de l’état du processus, visualisation Processus Instrumentation Régulation Monitoring Supervision Aide à la conduite, planification, diagnostic, IHM Entrées Sorties Décisions Observations Niveau 0 Niveau 1 Niveau 2 Niveau 3 Automatisation intégrée 7 ! L’automatisation intégrée a pour objectif de concevoir une structure hiérarchisée afin d’améliorer la fiabilité, la disponibilité et la sûreté de fonctionnement du système. C 942 - Diagnostic des Systèmes - Flavien Peysson - GII L’automatisation ! L’automatisation implique l’application d’une solution (quasi-) optimale en fonction des différents niveaux hiérarchiques : ! détermination de l’ordonnancement des différents types de production ! réglage des paramètres « optimaux » ! application des lois de commande ! acquisition, transmission et centralisation des mesures ! mise en œuvre des actions au niveau matériel. 8 C 942 - Diagnostic des Systèmes - Flavien Peysson - GII L’automatisation et la Maintenance ! Ce raisonnement d’ensemble est cohérent, mais il suppose la “validité” des processus mis en jeu et des modèles correspondant aux différents niveaux : ! bon fonctionnement des capteurs et des actionneurs, des chaînes d’acquisition, de mise en forme ! bon fonctionnement des chaînes de transmission et de centralisation ! bon fonctionnement des dispositifs de régulation ! justesse des modèles globaux de fonctionnement : pas de variation des paramètres descripteurs des processus de fabrication (vieillissement, dérive...) ! bonne connaissance des caractéristiques des produits en entrée... 9 C 942 - Diagnostic des Systèmes - Flavien Peysson - GII total ment fonctionne de temps effectif ment fonctionne bon de temps ité disponibil ! L’automatisation et la Maintenance ! L’automatisation suppose implicitement une disponibilité idéale de 100%. ! L’automatisation a mis en évidence ce problème, car précédemment l’opérateur humain réalisait implicitement un certain nombre d’opérations de maintenance. ! La disponibilité est une des composantes de la SDF qui se décline en termes de : ! Fiabilité : l’aptitude d’un système à accomplir sa mission dans des conditions données d’utilisation ! Disponibilité : l’aptitude d’un système à fonctionner lorsqu’on le sollicite ! Maintenabilité : l’aptitude d’un système à être entretenu ou remis en marche ! Sûreté : l’aptitude d’un système à respecter l’utilisateur et son environnement 10 C 942 - Diagnostic des Systèmes - Flavien Peysson - GII L’automatisation et la Maintenance ! A l’automatisation, doit donc être associée une stratégie de maintenance qui permet d’assurer un certain niveau de disponibilité. Il faut : ! soit prévoir le temps de bon fonctionnement moyen (MTBF), ! soit détecter, diagnostiquer, puis réparer ou reconfigurer, ! Soit anticiper le futur… ! Ces approches donnent lieu à différentes stratégies de maintenance : ! la maintenance programmée : maintenance systématique, ! la maintenance selon état : maintenance corrective, maintenance conditionnelle, maintenance proactive, maintenance intelligente. ! Hiérarchie des stratégies de maintenance 11 C 942 - Diagnostic des Systèmes - Flavien Peysson - GII L’automatisation et la Maintenance ! La maintenance corrective : réalise la détection, la localisation, la signalisation des défauts et fournit une aide au diagnostic. Elle s’applique plus particulièrement aux défauts aléatoires soudains. ! Palliative : remise en état à caractère provisoire ! Curative : remise en état à caractère permanent ! La maintenance préventive : réalise la surveillance des caractéristiques du processus de production, pour prédire et identifier les pannes potentielles : ! Systématique : « surveillance statique » utilisation du MTBF, intervention à intervalle régulier, (inconvénients : remplacement prématuré et n’évite pas les pannes) ! Conditionnelle : intervention planifiée lorsque des paramètres significatifs du de l’état du système dépasse un seuil critique. ! Prévisionnelle : extrapolation de l’évolution des paramètres significatifs pour retarder ou avancer les interventions ! Proactive : on ne surveille plus les paramètres significatifs du systèmes mais les causes qui font dévier ces paramètres. 12 Maintenance Corrective Maintenance Systématique Maintenance Conditionnelle Maintenance Proactive Maintenance Intelligente Années 70 Années 80 Années 90 Années 2000 C 942 - Diagnostic des Systèmes - Flavien Peysson - GII L’automatisation et la Maintenance ! La maintenance optimale est le juste milieu entre maintenance préventive et maintenance corrective. ! L’évolution des stratégies de maintenance et des technologies de l’information de la communication ont engendrer un changement sur la gestion de la maintenance. Maintenance locale " Télémaintenance " E-maintenance ! Changement des mentalités : externalisation de la maintenance, achat de disponibilité… ! La maintenance ce n’est pas que de l’entretien d’un parc de machines! 13 C 942 - Diagnostic des Systèmes - Flavien Peysson - GII L’automatisation et la Maintenance ! La force de la maintenance intelligente réside dans l’analyse et le suivi de la santé des équipements aux travers d’un ensemble de données issues de l’ERP, de la GPAO, de la GMAO ou encore des systèmes de surveillance basés sur la mesure de grandeurs physiques à partir de capteurs. ! La maintenance a vocation à intervenir dans tout le cycle d’exploitation d’un système de la construction à la destruction " Prognostic and Health Management 14 C 942 - Diagnostic des Systèmes - Flavien Peysson - GII Définition de « Diagnostic » ! Le dictionnaire : « action de déterminer une maladie d’après ses symptômes » et fait référence à sa racine grecque (Dia : par, Gnosis : connaissance). ! Les instances nationales et internationales de normalisation (AFNOR, CEI) : « Le diagnostic est l’identification de la cause probable de la (ou des) défaillance(s) à l’aide d’un raisonnement logique fondé sur un ensemble d’informations provenant d’une inspection, d’un contrôle ou d’un test. » ! Cette définition résume les deux tâches essentielles en diagnostic : ! Observer les symptômes de la défaillance. ! Identifier la cause de la défaillance à l’aide d’un raisonnement logique fondé sur des observations. 15 Surveillance Détermination de l’état courant Pronostic Des causes aux conséquences Diagnostic Des conséquences aux causes C 942 - Diagnostic des Systèmes - Flavien Peysson - GII Etapes de Diagnostic ! La sélection de la méthode de diagnostic la plus appropriée à un système industriel donné ne peut se faire qu’après un recensement des besoins et des connaissances disponibles. ! L’inventaire des éléments à étudier est le suivant : ! nature des causes de défaillance à localiser, ! connaissance des symptômes associés aux défaillances induites par les causes, ! maîtrise des moyens de mesure des symptômes, ! maîtrise des moyens de traitement des symptômes, ! connaissance des mécanismes physiques entre les causes et les effets, ! inventaire du retour d’expérience, ! recensement des expertises disponibles, ! définition du niveau de confiance dans le diagnostic, ! identification des utilisateurs finaux du diagnostic. 42 16 C 942 - Diagnostic des Systèmes - Flavien Peysson - GII Etapes de Diagnostic ! La procédure de diagnostic de défaillances et de dégradations susceptibles d’affecter les différentes entités d’un processus industriel s’articule autour des étapes suivantes : ! l’extraction des informations à partir de moyens de mesures appropriées ou d’observations réalisées lors des rondes par les personnels de surveillance ! l’élaboration des caractéristiques et signatures associées à des symptômes ! la détection d’un dysfonctionnement ! la mise en œuvre d’une méthode de diagnostic de la défaillance ou de la dégradation à partir de l’utilisation des connaissances sur les relations de cause à effet, ! la prise de décision (arrêt de l’installation ou reconfiguration). 17 C 942 - Diagnostic des Systèmes - Flavien Peysson - GII Mesures et connaissances Consignes Maintenance Décision Identification de la cause Localisation Détection Caractérisation du fonctionnement Validation des mesures uploads/Sante/ diagnostic-presentation 1 .pdf