Surete De Fonctionnement

Sûreté de Fonctionnement

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Chapitre I Introduction à la Sûreté de Fonctionnement

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Années 1980 Approche globale SdF

I.1 - Un peu d’histoire...

Années 1960 Nouvelles méthodes : APR, Arbres de défaillances, AMDE, etc.

Années 1950 Essor de la fiabilité

Fin des années 1940 Loi de Murphy "If anything can go wrong, it will" 2nde Guerre Mondiale Missile allemand V1 objectifs de fiabilité

1930 Détermination de probabilités d'accidents d'avions Fin du XIXème siècle Amélioration de la durée de vie d'équipements mécaniques F. LAURENT – TECRIS - 2012

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I.1 - Un peu d’histoire... Loi de Murphy… • Plus un changement de conception paraît anodin, plus son influence est prépondérante. La nécessité d'introduire des modifications importantes dans un nouveau produit augmente au fur et à mesure que la fabrication approche de la phase finale • Si une erreur est susceptible de s'introduire dans un calcul, le phénomène se produira. Et toujours dans le sens qui provoquera les résultats les plus catastrophiques • La probabilité d'absence d'une dimension sur un plan ou un dessin est directement proportionnelle à son importance. • Des équipements identiques contrôlés dans des conditions identiques ne sont jamais identiques à l'utilisation. • Tout fil coupé à la bonne longueur se révélera trop court. F. LAURENT – TECRIS - 2012

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I.1 - Un peu d’histoire... Evolution des années 70 à 90 •

Les industriels comprennent que les « accidents » et le curatif coûtent cher !

• •

Des analyses de défaillances se réalisent tout au long de la conception Les concepts : Fiabilité – Maintenabilité – Disponibilité – Sécurité (FMDS) se fédèrent autour du terme « sûreté de fonctionnement » Mais : – Technologie classique – Evolution lente de la conception – Savoir faire de l’artisanat – Unique repère : la Réglementation – La sur-qualité Et les outils sont encore trop découplés du processus de conception

•

•

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I.2 - Intérêts et enjeux de la SdF Le changement de la société mondiale depuis les années 90 • Le marketing : – Une avalanche d’innovations pour être concurrentiel – Des évolutions technologiques de plus en plus importantes – Une complexité des systèmes au service des clients • Les coûts directs et les délais : – Des délais raccourcis, des coûts réduits : faire bon du premier coup, réduire les couts de garanties,… • Le consumérisme et le juridique : – Les exigences des clients qui n’acceptent plus les défauts, même les défauts mineurs – Les clients sont moins fidèles devant une offre grandissante – Les attaques juridiques et médiatiques pouvant mettre en péril une entreprise F. LAURENT – TECRIS - 2012

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I.2 - Intérêts et enjeux de la SdF Des responsabilités de plus en plus recherchées Procès Concorde : les réquisitoires … le parquet a requis deux ans de prison contre Henri Perrier, d'abord directeur des essais en vol puis dirigeant du programme Concorde chez Aérospatiale.

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Une peine de 18 mois de prison avec sursis a par ailleurs été requise contre deux employés de la compagnie: John Taylor, un chaudronnier qui a, selon le procureur, mal fixé la lamelle, et son chef d'équipe Stanley Ford, qui n'a pas contrôlé son travail.

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I.3 – Problématique de conception 100 % problèmes à maîtriser

Innovation / nouveauté ? innovation

La SdF n’est pas une solution unique dans l’entreprise.

Gravité = 4 ?

Conception sûre

Fabrication sûre

RR

Standards métiers / Rex

Standards métiers / Rex

Gravité 4

100 % pb maîtrisés F. LAURENT – TECRIS - 2012

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I.3 – Problématique de conception Intervenir au bon moment…

Kick-Off Meeting

Recherche

Mise en service

Conception

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Industrialisation

Essais / validation

Vie série

Temps

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I.3 – Problématique de conception Quoi faire

SGP SdF

Dossier de sécurité,…

Safety Case, Safety concept, Proven In use… ISO 26262

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Séc uri t

é

F Pannes

M

D

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I.3 – Problématique de conception Projet AF Doc d’exigences

Exigence

Identification des ER

Dossier Conception

Conception sûre

Dossier Fabrication

Fabrication sûre

Mise en Oeuvre

Menaces et agressions

Produit

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livrables SdF 11/121

Chapitre II Quelques définitions...

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II - Quelques définitions... démarche SdF

Activité

Performances

Boîte à outils

F AF AF LCC LCC Stock Stock

Objectifs M D

S

APR APR AMDEC AMDEC

Essais Essais Rex Rex

DOS DOS

LRU/SRU LRU/SRU

comparaison

estimations justifiées & quantifiées F. LAURENT – TECRIS - 2012

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II - Quelques définitions...

FIABILITE Aptitude d'un système à accomplir sa mission dans des conditions données.

Norme NormeAFNOR AFNORXX06-005 06-005 Norme NormeUTE-C UTE-C20-31 20-31DD Aptitude Aptituded'un d'unproduit produitààaccomplir accomplir:: une unefonction fonctionrequise, requise, dans dansdes desconditions conditionsdonnées, données, pendant pendantun untemps tempsdonné. donné.

Exemples :
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).
La machine ne doit pas interrompre la production par ses défaillances. F. LAURENT – TECRIS - 2012

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II - Quelques définitions...

MAINTENABILITE Aptitude d'un système à être maintenu ou à reprendre l'accomplissement de sa fonction après défaillance.

Norme NormeAFNOR AFNORXX60-010 60-010 Aptitude Aptituded'un d'unproduit produitààêtre êtremaintenu maintenuou ou rétabli, rétabli,pendant pendantun unintervalle intervallede detemps temps donné, donné,dans dansun unétat étatdans danslequel lequelililpeut peut accomplir accomplirune unefonction fonctionrequise, requise,lorsque lorsque l'exploitation l'exploitationetetlalamaintenance maintenancesont sont accomplies accompliesdans dansdes desconditions conditionsdonnées, données, avec avecdes desprocédures procéduresetetdes desmoyens moyensprescrits. prescrits.

Exemples :
Lorsque la voiture est chez le garagiste (pour entretien programmé ou réparation), la durée d'immobilisation et le coût doivent être le plus faibles possible. F. LAURENT – TECRIS - 2012

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II - Quelques définitions...

DISPONIBILITE Aptitude d'un système à fonctionner quand on en a besoin.

Norme NormeAFNOR AFNORXX60-010 60-010 Aptitude Aptituded'un d'unbien, bien,sous sousles les aspects aspectscombinés combinésde desa sa fiabilité, fiabilité,maintenabilité maintenabilitéetetde de l'organisation l'organisationde demaintenance, maintenance, ààêtre êtreen enétat étatd'accomplir d'accomplirune une fonction fonctionrequise requisedans dansdes des conditions conditionsde detemps tempsdéterminées. déterminées.

Exemples :
Ma voiture est "prête" lorsque je veux l'utiliser (elle n'est pas chez le garagiste, elle est en état de marche). F. LAURENT – TECRIS - 2012

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II - Quelques définitions...

SECURITE Absence de circonstances liées au système susceptibles d’atteinte, avec un niveau inacceptable, à l’intégrité physique des personnes.

Absence Absencede decirconstances circonstances susceptibles susceptiblesd'occasionner, d'occasionner, avec avecune uneprobabilité probabilité inacceptable, inacceptable,soit soitaccident accidentou ou mort mortde depersonne, personne,soit soit dégradation dégradationou ouperte pertede debien. bien.

Exemples :
Ma voiture ne portera pas atteinte à l'intégrité de ses occupants et de son environnement.
La machine ne doit pas agresser le personnel ou les visiteurs. F. LAURENT – TECRIS - 2012

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II - Quelques définitions...

λ : taux de défaillance

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II - Quelques définitions... OCCURRENCE

SECURITE ?

C

IV

III

D II

III

B

FIABILITE ?

A

II

I 1

2

3

4 GRAVITE

A380 Safety/Reliability Common Data Document Incendie moteur : 3,5.10-6 (par heure de vol) Amerrissage forcé : 10-8 (par heure de vol) F. LAURENT – TECRIS - 2012

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Chapitre III Analyse Fonctionnelle

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III.1 - Analyse fonctionnelle - introduction Promotion de ceux qui n’ont pas trempé dans l’affaire

Euphorie

Punition des innocents

Inquiétude

1

2

Panique

Recherche des coupables

3

4

Développement

Études Cahier de charges fonctionnel F. LAURENT – TECRIS - 2012

Essais

Production 5 Mise en œuvre

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III.1 - Analyse fonctionnelle - introduction BESOIN : «Perception chez une personne d’un manque ou d’un excès de ce qui lui est nécessaire C’est l’origine psychologique et sociale de la consommation»

«Le besoin est une nécessité ou un désir éprouvé par un utilisateur» UTILISATEUR : 1 Personne 1 Service 1 Entreprise Motivation de «l’achat» : le client achète une fonction et non une solution technique F. LAURENT – TECRIS - 2012

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III.1 - Analyse fonctionnelle - introduction

OBJECTIFS

Optimisation des coûts

Analyse Fonctionnelle externe

Cahier des Charges Fonctionnel Analyse Fonctionnelle interne

Conception

Analyse de la conception

Objectifs Tenus ?

Cahier des Charges Technique

Optimisation des délais NON OUI

Connaissance de la vie des produits existants similaires

VENTES

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PRODUCTION

QUALIFICATION

INDUSTRIALISATION

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III.1 - Analyse fonctionnelle - introduction

BESOIN RÉEL (lettre BESOIN au EXPRIMÉ BESOIN Père Noël) COMPRIS BESOIN RÉALISÉ

BESOIN DU CLIENT INSATISFAIT

BESOIN DU CLIENT SATISFAIT

SURPLUS donc SURCOÛT POUR LE CLIENT F. LAURENT – TECRIS - 2012

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III.1 - Analyse fonctionnelle - introduction Formulation d’une fonction Fonction

Énoncé de la fonction

Critère (qualitatif)

La performance La valeur de la performance

Niveau (quantitatif)

Caractérisation de la fonction

Flexibilité (niveau d’importance de la performance) F. LAURENT – TECRIS - 2012

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III.1 - Analyse fonctionnelle - introduction
APTE développée par le cabinet APTE entre 1963 et 1974


SADT signifie : Structured Analysis Design Technic Il existe d'autres méthodes : SART, FAST, GRAFCET, MERISE, OMT, RELIASEP, UML ...

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III.1 - Analyse fonctionnelle - introduction Application (domaine)

APTE

RELIASEP

FAST

SADT

SA/RT

GRAFCET

MERISE

Système complexe

Organisation

☺ ☺ ☺ ☺   ☺

☺   ☺  ☺ 

   ☺   ☺

☺  ☺    

☺  ☺  ☺ ☺ 

     ☺ 

  ☺    ☺

Appréciation (critères)

APTE

RELIASEP

FAST

SADT

SA/RT

GRAFCET

MERISE

Facilité d'apprentissage

☺ ☺  ☺ 

☺ ☺ ☺ ☺ ☺

☺ ☺  ☺ 

  ☺  

 ☺ ☺  

 ☺ ☺  

  ☺  

ME AFE/AFI

ME/E AFE/AFI

E AFI

E AFI

ME/E AFI/AFE

E AFI

I AFI

Système de production Système d'information Système matériel Interface homme/machine Automatisme

Facilité d'utilisation Aide logiciel Compréhension résultats Intégration autres études Famille Type

 ☺

Moyen



Mauvais

ME Milieux Environnants

E Evénements I Invariants

AFE AF Externe AFI AF Interne

Bon

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III.2 - Analyse fonctionnelle - APTE
Méthode permettant de recenser les fonctions de service (ou de base) d’un produit en partant :  de son environnement  de son cycle de vie


Le produit interagit avec son environnement auquel il doit être adapté :  le recensement des interactions met en évidence :  les fonctions principales

 le recensement des adaptations met en évidence :  les fonctions contraintes

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III.2 - Analyse fonctionnelle - APTE Satisfaction du besoin «BETE A CORNES» 1. A QUI ? A qui le système rend-il service ?

2. SUR QUI ? Sur qui ou quoi agit-il ?

SYSTEME OU ETUDE

3. POURQUOI CETTE ACTION ? 4. CONTRÔLE DE VALIDITE F. LAURENT – TECRIS - 2012

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III.2 - Analyse fonctionnelle - APTE Contrôle de validité A. Pourquoi ce besoin ? B. Qu’est-ce qui pourrait le faire disparaître ? C. Quelle est la probabilité pour que se produise chaque motif de disparition ?

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III.2 - Analyse fonctionnelle - APTE Formalisme des fonctions Une fonction principale s’exprime toujours par : • un groupe verbal actif à l’infinitif, • les deux éléments du milieu extérieur mis en relation. Une fonction contrainte s’exprime par : • un groupe verbal réactif, • l’élément extérieur concerné. EME 1

EME 2

FP1 Fc1

DISPOSITIF

Fc2

Fp1 : verbe actif + EME 1 + EME 2 Fc1 : verbe réactif + EME 1 F. LAURENT – TECRIS - 2012

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III.2 - Analyse fonctionnelle - APTE Cahier des Charges Fonctionnel

Fonction

Etre silencieuse

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Critère

Niveau

Flexibilité

Niveau sonore

50 db

+/- 5 %

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III.2 - Analyse fonctionnelle - APTE
AF Interne Méthode permettant de recenser les fonctions techniques (ou de conception) d’un produit, et leurs combinaisons, assurant les fonctions de services requises


Principes Recherche des relations de contact et de flux existant entre les éléments du produit Recherche des combinaisons des relations de contact et de flux permettant la réalisation des fonctions de service F. LAURENT – TECRIS - 2012

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III.2 - Analyse fonctionnelle - APTE Bloc Diagramme Définition des fonctions liées aux contacts

EME1

A1

E1

A2 A4

E2

A3

EME2

A5 A6

E3

EME4

A7

Fonctions de contact Flux boucle sous tendant une fonction de flux liée au contact

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EME3 NOTA : En pratique, les fonctions de contact et de flux liées à un contact, sont généralement regroupées et transcrites sous la forme : - Assurer la connexion entre ...

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III.3 - Analyse fonctionnelle - FAST Deuxième méthode AF interne à partir de APTE La méthode FAST (Functional Analysis System Technics)
Ordonner les fonctions identifiées
Vérifier la logique fonctionnelle
Contrôler l’exhaustivité de l’analyse fonctionnelle
Servir de support à la recherche de solutions

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III.3 - Analyse fonctionnelle - FAST Rappel AF externe / AF interne AF externe
Fonctions principales que le client achète Système


Ne résonne pas en solutions techniques CdC fonctionnelles

AF interne


Fonctions primaires qui permettent de répondre aux Fp
Résonne en solutions techniques

Système

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CdC techniques (caractériser et valider les composants) 36/121

III.3 - Analyse fonctionnelle - FAST

Exemple : un débimètre électronique de carburant FP : informer le pilote sur la consommation de carburant des moteurs Cette indication doit être exprimée en unité de masse en raison des différences de densité de carburant provenant de sources d’approvisionnement diverses.

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III.3 - Analyse fonctionnelle - FAST mesurer le débit massique

utiliser un capteur volumique

Source d’énergie

calculer le débit massique mesurer la température carburant

utiliser une sonde de température

mesurer le constante dialectrique

utiliser une cellule dialectrique

mesurer la densité du carburant

Informer le pilote...

Carburant

afficher le débit massique

Comment ? F. LAURENT – TECRIS - 2012

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III.4 - Analyse fonctionnelle - SADT Concepts fondamentaux de SADT 1. Construction d’un modèle ou représentation d’un problème 2. Analyse de manière descendante, modulaire, hiérarchique et structurée 3. Différenciation entre le modèle fonctionnel et le matériel remplissant les fonctions 4. Modélise à la fois des choses (objets, documents, ...) et des événements (activités) 5. SADT est graphique 6. Favorise le travail d’équipe 7. SADT exige la mise en forme par écrit F. LAURENT – TECRIS - 2012

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III.4 - Analyse fonctionnelle - SADT Décomposition structurée Tout le système

1

3 2

4

Plan GENERAL

Plan DETAILLE

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III.4 - Analyse fonctionnelle - SADT

Dualité activités - données

Activités du système

Fonction

objet

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Données du système

Données

Activité

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III.4 - Analyse fonctionnelle - SADT
Processus d’élaboration  Faire les diagrammes d’activité et de données du système  Établir les références croisées entre ces diagrammes  Compléter si nécessaire les diagrammes  Indiquer le séquencement possible des activités  Identifier les mécanismes qui peuvent réaliser les fonctions qui permettront de passer à la phase de conception

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III.4 - Analyse fonctionnelle - SADT Liste hiérarchique et modèle correspondant Modèle (partiel)

A-0

A-0 : Surveiller les malades A0 : Surveiller les malades

Surveiller les malades

A1 : Placer un malade sous contrôle A2 : Retirer un malade du contrôle A3 : Contrôler le malade

1 2 A0

3

Surveiller les malades

1 2 3 A3

LISTE HIERARCHIQUE

4

Contrôler le malade

A31 : Choisir le malade à examiner A32 : Acquérir et valider les mesures A321 : ... A322 : ... A323 : ... A33 : Contrôler la valeur des mesures A34 : Afficher les alarmes A35 : Enregistrer les résultats

1 2 A32

Acquérir et valider les mesures

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3

A4 : Gérer le dossier 43/121

III.4 - Analyse fonctionnelle - SADT

CONTRAINTE

ENTREE

Fonction

SORTIE

MOYEN

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III.4 - Analyse fonctionnelle - SADT Exemple : Faire pousser des légumes Prix des légumes

Compétence du fermier

Temps

Graines Engrais

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FAIRE POUSSER DES LEGUMES

Légumes

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III.4 - Analyse fonctionnelle - SADT

C1 PRIX

Terrain disponible

C2

E1 Graines disponibles

Terrain à nouveau disponible

Compétences en jardinage

Sélectionner les graines

Terrain disponible dû à l’échec d’une récolte

1

C3 TEMPS E2 Engrais Préparer le jardin 2

Jardin planté

Planter 3

Entretenir 4

Récolte mûre

Légumes

Récolter 5

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III.4 - Analyse fonctionnelle - SADT Conseils pour la lecture d’un modèle SADT 1) Lire les titres des boîtes du diagramme pour avoir une première impression de la décomposition. 2) Regarder le diagramme père, en observant particulièrement le contexte des flèches d’interface arrivant et partant de la boîte mère qui est détaillée dans le diagramme à examiner. Revenir à ce diagramme et regarder où se situent ces flèches externes d’interface de la boîte mère. Essayer d’identifier les données les plus importantes, d’entrée, de sortie, de contrôle. 3) Considérer maintenant les flèches internes du diagramme à examiner, chercher le chemin principal qui relie l’entrée la plus importante (ou le contrôle) et la sortie principale. Ceci met l’accent sur les points clés du diagramme. 4) Examiner chaque boîte dans l’ordre, vérifier que chaque entrée, contrôle, sortie se justifie. Essayer de comprendre le rôle que jour chaque flèche dans la fonction de la boîte. 5) Examiner comment les autres flèches se connectent entre les boîtes. Chercher les autres chemins faisant apparaître des contre-réactions, des erreurs, etc. 6) Finalement, lire les explications et les textes que l’auteur a joint, les utiliser pour vérifier la compréhension du diagramme. F. LAURENT – TECRIS - 2012

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III.4 - Analyse fonctionnelle - SADT Étapes de la création d’un modèle 1) Choisir le but et les objectifs d’analyse. 2) Créer le contexte général et le premier actigramme de la décomposition des activités : a) créer un diagramme A0, b) créer un diagramme A-0 (contexte général) à partir des données frontières du diagramme A0. 3) Continuer la décomposition des activités du modèle sur quelques niveaux. 4) Créer le contexte général et le premier diagramme 5) Continuer la décomposition des données du modèle jusqu’à ce qu’il atteigne le même niveau de détail dans ses deux aspects (actigramme et diagramme). 6) Établir les liens activité/donnée et donnée/activité entre les deux décompositions. 7) Quand le modèle est achevé, choisir les mécanismes, afin de constituer les transitions pour la phase suivante. 8) Ajouter des indications de séquencement aux actigrammes du modèle. F. LAURENT – TECRIS - 2012

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III.4 - Analyse fonctionnelle - SADT Étapes de la création d’un diagramme 1) Commencer un nouveau diagramme. Sélectionner une boîte à décomposer ou décider s’il est temps de s’arrêter. 2) Rassembler l’information si nécessaire : a) lire les documents et prendre des notes, b) interviewer les experts. 3) Créer le premier dessin du nouveau diagramme : a) commencer un nouveau formulaire de diagramme, b) créer la liste des données, c) créer les boîtes d’activités, d) examiner les boîtes d’activités obtenues, e) corriger le diagramme. 4) Redessiner le diagramme. 5) Créer les PES nécessaires.

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Chapitre IV Approches SdF mécanique

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IV - Approche SdF mécanique A qui cela sert ? • concepteur, • décideur, • chef projet.

Sur quoi agit-elle ? • produit, • sous-système. Fiabilité Prévisionnelle

• Estimer la fiabilité du produit.

Dans quel but ?

• Comparer le fiabilité/objectifs. • Comparer la fiabilité/allocation de chaque sous-système. • Renseigner les AMDEC système/AdD. F. LAURENT – TECRIS - 2012

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IV - Approche SdF mécanique

L'évaluation de la fiabilité se fait par le calcul de la probabilité pour qu'un paramètre associé à une fonction du produit sorte de sa zone d'admissibilité. Cette probabilité est calculée à partir des distributions statistiques du paramètre fonctionnel dénommé "Résistance", qui doit être supérieur à une valeur limite, appelée "Contrainte".

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IV - Approche SdF mécanique
Définition  On appellera "système" tout élément pour lequel on peut définir une fonction, un paramètre fonctionnel associé ainsi que sa distribution statistique.


Exemple  Coupe tige :  Fonction : sectionner une tige de diamètre x  Paramètre fonctionnel : capacité de coupe  Succès : diamètre coupé > diamètre spécifié.  Distribution : F. LAURENT – TECRIS - 2012

N ( m, σ ) ;

σ m

= x% 53/121

IV - Approche SdF mécanique 1. Identification des fonctions – A chaque fonction doit pouvoir être associé un critère de succès quantifié.

2. Identification du paramètre fonctionnel pour chaque fonction – C'est un paramètre mesurable.

3. Identification des modes de défaillance – Ces modes sont générés par le fait que les paramètres fonctionnels puissent sortir de leur zone d'admissibilité.

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IV - Approche SdF mécanique 4. Estimation de la fiabilité Densité de probabilité zone de défaillance

contrainte F. LAURENT – TECRIS - 2012

résistance 55/121

IV - Approche SdF mécanique
Simulation : méthode de Monte-Carlo Tirage aléatoire N(mC ; TC) Tirage aléatoire N(mR ; TR) Si XC > XR - défaillance Si XC < XR - succès

mC

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mR

fiabilité =

Nb défaillances Nb tirages

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IV - Approche SdF mécanique Pression

d

Résistance à la torsion

8 PD τ max = πd 3

- Effort de pression N ( P; σP ) - Acier N (τ p ; στ ) - Diamètre ext - diamètre spire D Si

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D ± tol

Process

d ± tol

τ max > τ P défaillance

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IV - Approche SdF mécanique
Calcul déterministe –coeff de sécurité
Calcul probabiliste Défaillance : Rupture Coeff de sécurité de X = une probabilité à la rupture de 10-Y

??? F. LAURENT – TECRIS - 2012

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IV - Approche SdF mécanique Une pièce subit un contrainte de distribution Résistance de l’acier utilisé

N ( R; σ R )

N (36;3)

N (C; σ C ) N (45;4)

R 45 = = 1,25 Coeff de sécurité = C 36 Loi normale réduite

Pr ob( R < C ) = Pr ob( X = R − C > 0) = Pr ob(

x = R − C = 45 − 36 = 9

σ x = σ R2 + σ C2 = 5 F. LAURENT – TECRIS - 2012

Pr ob (U >

−9 = −1.8) 5

X −x

σx

=U >

−x

σx

)

Prob déf = 3.6.10 −2 59/121

Chapitre V Description technique et aspect dysfonctionnel

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V.1 - Description technique (schéma d’architecture)
Définir :  les limites du système,  les éléments constituant le système,  les éléments extérieurs au système,  les interfaces internes entre les éléments du système avec si possible la nature de ces interfaces (électrique, mécanique, pyrotechnique, etc.),  les interfaces externes entre les éléments du système et les éléments environnants avec si possible la nature de ces interfaces (électrique, mécanique, pyrotechnique, etc.).


Identifier les interfaces innovantes au sein du système et par rapport à son environnement technique. F. LAURENT – TECRIS - 2012

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V.1 - Description technique (schéma d’architecture) Exemple

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V.1 - Description technique (arborescence technique)
Définir l'arborescence technique à partir du schéma d'architecture.
Réaliser la décomposition par niveaux successifs du système en ses constituants jugés significatifs pour la gestion de l'étude.
Identifier et caractériser les zones innovantes d’un point de vue :  technique (technologie, matière, géométrie, etc.),  industriel (changement de fournisseur, nouvelle usine, transport, etc.),  process (ligne d’assemblage, etc.).


En faisant figurer sur cette arborescence :  les interfaces directes avec le système prises en compte dans l'étude,  les éléments hors système pris en compte dans l'étude,  des éléments hors système et hors étude. F. LAURENT – TECRIS - 2012

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V.2 - Aspect dysfonctionnel 3 outils génériques :
APR
Arbre de défaillances
AMDEC

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (APR)
L’objectif de la méthode APR-SdF est de mettre en évidence et d’étudier les dysfonctionnements susceptibles d’apparaître du fait de l’existence de fonctions ou/et d’éléments du système, soit plus précisément :  Identifier les fonctions et éléments potentiellement à risque, et les Événements Indésirables associés (Effet client)  Caractériser les Événements Indésirables (EI) en terme de scénarios d’apparition et de gravité

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (APR)
L’APR peut s’effectuer dès la phase exploratoire :  Dès que l’on connaît les fonctions à remplir par le système,  Dès que l’on connaît les grands choix technologiques.


Elle est effectuée en groupe de travail (ne pas hésiter à faire appel à des spécialistes métier, de la réglementation pour mieux identifier et caractériser un risque).
Connaissances nécessaires ?  Les fonctions à remplir par le système (Analyse Fonctionnelle),  Comment le système va vivre, être utilisé (Profil de mission / vie),  La description et la délimitation du système (Arborescence Technique, Organisation Industrielle et schéma d’architecture et des interfaces). F. LAURENT – TECRIS - 2012

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (APR) ANALYSE FONCTIONNELLE

ARBORESCENCE TECHNIQUE

APR - Fonctions

APR - Éléments

Liste des Événements Indésirables caractérisés F. LAURENT – TECRIS - 2012

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (APR) Pour chaque fonction de chaque phase du cycle de vie, on étudie les modes de défaillances :

Fp1

Système








Pas de fonction ? Perte de fonction ? Fonction intempestive ? Fonction dégradée ? Fonction mal interprétée ?

EVENEMENT INDESIRABLE F. LAURENT – TECRIS - 2012

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (APR)

Intitulé de la fonction : Mode de défaillances

Phase de cycle de vie: Conséquence locale : Effet système

Pas de fonction

Que se passe-t-il si cette fonction n’est pas remplie par le système ?

Perte de fonction

Que se passe-t-il si le système perd cette fonction dans les configurations les plus sévérisantes (ex : nuit, verglas, virage) ?

Fonction intempestive

Que se passe-t-il si cette fonction intervient de manière intempestive ?

Fonction dégradée

Que se passe-t-il si les critères de valeur (délais, durée, puissance, ...) de la fonction sont dégradés (pas assez de ...,trop de ....) ?

Fonction mal interprétée

Que se passe-t-il si cette fonction est mal utilisée ou mal interprétée par l’utilisateur du système ?

Date de mise à jour :

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Evénement Indésirable Effet Client

N°EI Gravité

APR-Fonctions du Système “...” page yy

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (APR)

F. LAURENT – TECRIS - 2012

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (APR élément)

1) Établissement des sousensembles et éléments potentiellement à risque ou innovants

2) Identification des phénomènes parasites et des scénarios d’apparition associés à l’aide de listes guides.

EVENEMENT INDESIRABLE F. LAURENT – TECRIS - 2012

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (APR élément) Phase de cycle de vie :

Elément à Phénomène risque associé

Conséquence locale : Effet système

Evénement Indésirable

‘

‘

N° EI Gravité

Effet Client Que se passe-t-il au niveau système si ce phénomène parasite ou ce scénario d’apparition est associé à tel élément dans la phase du cycle de vie considérée.

mise à jour le xx/yy/19zz

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APR-Eléments du Système “...” page yy

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (APR élément) LISTE GUIDE DE RECHERCHE D’ELEMENTS POTENTIELLEMENT A RISQUE Batteries, Charges explosives, Ressorts tendus, Systèmes de suspension, Fluides sous pression, Générateurs électriques, Objets susceptibles de se déplacer, d'être catapultés,
Pompes,
Ventilateurs,
Interrupteurs, dispositifs de mise en route,








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Énergie sous toutes ses formes,
Capacités,
Matériaux favorables à l'électricité statique,
Catalyseurs chimiques,
Combustibles,
Conteneurs sous pression,
Dispositifs de chauffage,
Machines tournantes,
Objets susceptibles de tomber,
Etc. 73/121

V.2 - Aspect dysfonctionnel (APR élément) DOMAINE MECANIQUE - Abrasion - Fissuration - Frottement - Déformation élastique - Déformation permanente - Érosion - Vibrations - Grippage - Flambement - Criquage - Fragilisation - Pitting - Vieillissement - Usure - Stratification - Fluage - Écaillage - Écrouissage - Fusion - Hystérésis - Montage - Fatigue - Couplage - Labourage - Résonance - Corrosion sous tension - Interférences - Oxydation - Stick-slip - Précontraintes - Gommage - Contraintes résiduelles - Concentration de contraintes- Adhérence - Réaction - Cisaillement - Balourd

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DOMAINE CHIMIQUE - Détonation - Déflagration - Absorption - Auto-ignition - Ionisation - Électrolyse - Décomposition - Polymérisation - Affinité - Corrosion - Précipitation - Vieillissement - Stratification - Coalescence

DOMAINE “HYDRAULIQUEPNEUMATIQUE- GAZ” - Cavitation - Pollution - Contamination - Diffusion - Incompatibilité/Corrosion - Perte de charge - Coup de bélier - Onde de choc - Turbulence - Couplage fluide - Structure - Vaporisation - Condensation - Solidification - Sublimation - Liquéfaction - Absorption - Sédimentation - Ébullition - Ballottement - Ingestion 74/121

V.2 - Aspect dysfonctionnel (APR) Hiérarchiser
On choisit le juste nécessaire pour traiter les EI en fonction de :  Expérience  Criticité client  Criticité entreprise

Définir le type de traitement
Comment s’assure t-on que l’Événement Indésirable est maîtrisé ?  Utilisation de ou des outils adéquats :     

Arbres de défaillances AMDEC Outils spécifiques Recommandations Alerte client

 Apport des connaissances du spécialiste  Accord du groupe de travail F. LAURENT – TECRIS - 2012

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (APR)
Une APR-Éléments peut être plus ou moins “fouillée” :  selon le niveau de décomposition du système où elle est réalisée  selon si l’analyse porte sur tout ou une partie des éléments du système Attention à ne pas se “noyer” dans les détails (difficulté pour remonter au niveau de l’effet système et donc à identifier l’EI) Ne pas descendre à un niveau de décomposition du système où la conception n’est pas définie (à moins d’aider dans le choix de la conception de détail)  Réaliser l’analyse au minimum sur les éléments innovants ou potentiellement à risques


Ne pas hésiter à faire appel aux spécialistes (technologies ou matériaux peu ou non connus par le métier ou dans le domaine automobile)

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (Arbre de défaillances)

 Événement Indésirable (EI), liés au dysfonctionnement du système, identifié lors d’une Analyse Préliminaire de Risques (APR-SdF).  Événement pressenti par le concepteur  Effet client récurent.  Effet client ou défaillance avérée (lors d’essais de roulage par exemple).  Panne immobilisante.

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• Arborescence technique du système • Nomenclature du système

EI

Règles de conception

Retour d’expériences

ARBRE DE DEFAILLANCES

• Fonctions du système • Intervenants • Animateur

• Causes • Hiérarchisation de causes • Scénarii d’apparition

• Plans • Schémas

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (Arbre de défaillances) Opérateur

Représentation fonctionnelle

Symbole A

X

ET

Y

A

Z

X

Y

Z

A

OU

X

Y

Z

A X

Y

Z

W

COMBINAISON (m, n)

m/n

A

m/n

Y Z

F. LAURENT – TECRIS - 2012

A

X

W

X

Y

Z

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (Arbre de défaillances)
Représentations : Combinaison d'événements (événement intermédiaire) Événement de base élémentaire Événement de base non développé

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (Arbre de défaillances)
Définitions des événements de base : Élémentaire :  généralement une défaillance,  phénomène assez connu pour ne pas le développer plus.

Non développé :  événement étant une cause externe au système étudié (Ex : batterie HS).

Non développé momentanément :  pas de renseignements suffisants,  à développer par un fournisseur ou à documenter.

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (Arbre de défaillances)
Détermination de toutes les causes menant à l'EI :  événements de base élémentaire ou non développé,  ils sont organisés soit en panne simple soit en combinaison de pannes,  ils touchent des :  défaillances de commande (rupture d’alimentation, défaillance Soft, etc.),  défaillances intrinsèques (conception, utilisation, agression extérieure, erreur humaine, process, etc.).

 Les défaillances prises en compte sont fonction des limites de l’étude. F. LAURENT – TECRIS - 2012

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (Arbre de défaillances) Un système est soit :
Non commandé mauvaise commande ou pas de commande. Une commande peut être :  Un flux : information (électrique, électromagnétique, etc.), matière (gaz, liquide, etc.) ex : pas d’alimentation (carburant, électricité etc.) à l’entrée d’un moteur. Pas de commande issue d’un calculateur. Mauvaise information issue d’un capteur.  Une interaction mécanique : contact, tension, support, etc. ex : pas de transmission du mouvement de translation ensemble bielle/manivelle.


Victime d’une défaillance intrinsèque (DI) :  Conception (produit) (Ex : matériel inadapté, etc.).  Fabrication (process) :  Machine (Ex : Précision insuffisante, etc.),  Homme (Ex : Soudure non conforme, etc.).

 Utilisation :  Usure, prise de jeu, etc,  Agressions extérieures (Ex : thermique, corrosion, électromagnétisme, vibration, électrostatisme, hygrométrie, etc.)  Erreur humaine (Ex : mauvaise opération, etc.). F. LAURENT – TECRIS - 2012

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (Arbre de défaillances)
“Décomposition binaire en partant de l’EI”  Défaillance intrinsèque,  Non commande.

Exemple pour un système mécanique : EI = “L’hélice ne tourne pas” EI

flux mécanique

“L’hélice ne tourne pas”

MOTEUR1

Hélice HS* (DI)

ARBRE

Hélice non commandée (NC**)

MOTEUR2 HÉLICE

Suite possible AMDEC

Arbre cassé (DI)

Moteurs cassés (DI)

Moteur 1 cassé * : HS = hors service F. LAURENT – TECRIS - 2012

Arbre NC

sens de décomposition

Moteurs NC

Moteur 2 cassé

** NC : non commandé

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (Arbre de défaillances) Alimentation

AMONT Capteurs

AVAL

Entrées

Sorties Stratégie

Paramètre réseau

Actionneurs

Calculateur

Synoptique général d’un système électronique

Masse

AVAL

Effet indésirable au niveau de l’actionneur

Mauvaise commande en entrée actionneur

Défaillance intrinsèque de l’actionneur

Défaut connectique

Mauvaise commande en sortie du calculateur

Le calculateur prend la mauvaise décision (DI logiciel ou composants)

Les entrées du calculateur ne reflètent pas la réalité (NC)

AMONT F. LAURENT – TECRIS - 2012

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (Arbre de défaillances)
Recherche des causes immédiates nécessaires et suffisantes :  A effectuer rigoureusement étape par étape (possibilité de considérer les paramètres physiques et les lois qui régissent le comportement des composants, de sous-systèmes ou du système). Ex : débit = f(D,p) Perte de débit

Diamètre intérieure hors tolérance minimale

Chute de pression

EI


Décomposition d’un événement intermédiaire :  En événement(s) de base ou en événement(s) intermédiaire(s),  Puis réitération de la démarche.


Recherche des causes des événements intermédiaires jusqu’à l’obtention d’événements de base.

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (Arbre de défaillances)


Écriture de l’équation de l’arbre




Réduction de l’équation de l’arbre grâce à l’algèbre de Boole : A.A=A A+A=A  A + AB = A




Rappel : . « porte ET + « porte OU

Coupes minimales ou chemins critiques :  Plus petite combinaison d’événement entraînant l’EI,  Peuvent être d’ordres différents :  ordre 1 : simple défaillance entraînant l’EI,  ordre 2 : paire de défaillances qui, se produisent en même temps, entraînent l’EI,  etc.

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (Arbre de défaillances)
Probabilité de chaque événement de base :  Sources de données :  Le retour d'expérience (documenter le nombre de défaillances, l’échantillon observé, les hypothèses effectuées, etc.),  Les bases de données CNET ou MIL HDBK,  Données interne :      

Probabilité sur 10 ans Fil coupé 60 ppm Court-circuit au + 7 ppm Fil à la masse 7 ppm Connecteur 120 ou 180 ppm (connecteur intermédiaire) Fusible 60 ppm (source Sce 60606 du 06/96)


Probabilité de chaque coupe minimale.
Probabilité de chaque événement indésirable.
Étude de sensibilité. F. LAURENT – TECRIS - 2012

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (Arbre de défaillances) Application Le système ci-dessous permet à l’utilisateur par l’intermédiaire de deux voyants de savoir si la batterie est en état de bon fonctionnement. On veut connaître les raisons qui induiraient en erreur l’utilisateur de la batterie (à savoir la batterie est en bon fonctionnement mais aucun voyant n’est allumé). Il est donc demandé de construire l’arbre de défaillance pour l’Événement Indésirable “Leurre sur le non fonctionnement de la batterie”. Batterie

Voyant 2 Fusible F. LAURENT – TECRIS - 2012

Fil 88/121

V.2 - Aspect dysfonctionnel (Arbre de défaillances) EI : Batterie en bon fonctionnement sans signalement Leurre sur le non fonctionnement de la batterie ( EI )

batterie en bon fonctionnement

défaillance du système de surveillance

Condition

les voyants sont grillés

le voyant 1 est grillé F. LAURENT – TECRIS - 2012

le voyant 2 est grillé

pas d’information arrivant aux voyants

le fil est débranché

le fusible est fondu 89/121

V.2 - Aspect dysfonctionnel (AMDEC) Analyse Fonctionnelle

Arborescence Technique Schéma d’architecture

APR - Fonctions

APR - Éléments

Synthèse de l’APR Traitement des EI

Pannes simples AMDEC cause → conséquence

Combinaison de pannes Arbres de Défaillances conséquence → cause Synthèse de l’étude

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (AMDEC) L'AMDEC n'est pas une étude isolée Elle nécessite des étapes de préparation....

.... et elle débouche sur d'autres études AMDEC

PROFILS ET OBJECTIFS DE MISSION

DEFINITION DU SYSTEME

ANALYSE FONCTIONNELLE

ALLOCATION D'OBJECTIFS

AMDEC F. LAURENT – TECRIS - 2012

ANALYSE DE MAINTENANCE

ARBRES DE DEFAILLANCES

ANALYSE DE PROCEDURES

ANALYSE DE POINTS CRITIQUES

ANALYSE DE DISPONIBILITE

TAUX DE DEFAILLANCE CALCUL DE MTBF

REVUE DE CONCEPTION

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (AMDEC)
Dans la démarche SdF, l’AMDEC est, entre autres, un outil utilisé pour le traitement qualitatif des événements indésirables.
L’AMDEC permet d’identifier les causes de défaillances (pannes simples uniquement) associées aux EI.
Pour exploiter les AMDEC dans une étude SdF, il est nécessaire d’adopter une démarche rigoureuse :  AMDEC “Fonctionnelle” du système / AMDEC Sous-système / AMDEC Composants :  Exhaustivité et cohérence des AMDEC,  Bonne visibilité des défaillances associés aux éléments classiques et aux éléments innovants du système (AMDEC Composants),  Bonne visibilité des périmètres couverts par les AMDEC,  Cohérence de la cotation (G, F et D).

 Correspondance des “effets clients” de l’AMDEC avec les EI.

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (AMDEC)

EFFET

CAUSE

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MODE DE DEFAILLANCE

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (AMDEC) CAUSE MODE DE DEFAILLANCE

F. LAURENT – TECRIS - 2012

EFFET

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (AMDEC) AMDEC “Fonctionnelle” au niveau du système AMDEC au niveau des différents soussystème du système AMDEC au niveau des composants d’un soussystème

Fonctions

Effet

Mode

Fp1

EI 1

Pas Fp1

Effet

Mode

Sous-système

Cause

Gravité

- Rupture de l’ensemble A

Cause

Gravité

... ...

Fréquence

...

Ensemble A Pas Fp1 Rupture - Mauvais dimensionnement de la pièce X

Composant Pièce X

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Effet Mode

Cause - Jeu E1 insuffisant

Gravité

...

Fréquence

... ...

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (AMDEC - bilan)
Analyser la logique de déploiement des AMDEC :  Au niveau du système (Architecte industriel)  Au niveau des sous-systèmes (Fournisseurs)


Établir le tableau de comptage des AMDEC / EI
Recouper les Arbres de Défaillances avec les AMDEC
Bilan des AMDEC produit / projet existantes (tableau de couverture des AMDEC)
Bilan des AMDEC produit / process existantes :  Permet d’identifier des process nouveaux  Favorise l’échange de recommandations process entre les fournisseurs F. LAURENT – TECRIS - 2012

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (AMDEC - comptage) EI N° AMDEC et Responsable AMDEC N°1 du Fournisseur 1 AMDEC N°2 du Fournisseur 1 AMDEC N°3 du Fournisseur 2 AMDEC N°4 de RENAULT Somme 1 Dans cette colonne est indiqué le nombre de cause de défaillance par AMDEC et par EI F. LAURENT – TECRIS - 2012

1

1 2

3

1

2 2

2 Dans cette colonne est indiqué le nombre de défaillances (Par AMDEC/EI) tel que IPR>100

3

3 Dans cette colonne est indiqué le nombre de défaillances (Par AMDEC/EI) avec G>9 97/121

V.2 - Aspect dysfonctionnel (AMDEC - comptage) Application Bout d’essieu sur un pont porteur Effet • Blocage de la roue • Roue libre • Echauffement

Moyeu

Vis M14 Couvercle

Ecrou

Roulement

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V.2 - Aspect dysfonctionnel (AMDEC - complément AdD)
Cohérence des AdD avec les AMDEC

Composant


Approfondissement des AdD grâce aux AMDEC F. LAURENT – TECRIS - 2012

Cause

Gravité

Fréquence

... ...

Cohérence

Composant


Construction des AdD grâce aux AMDEC

Effet Mode

Effet Mode

Cause

Gravité

Fréquence

... ...

Construction

Composant

Effet Mode

Cause

Gravité

Fréquence

... ...

Approfondissement

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V.3 - Les différents outils entre eux 1. Analyse Fonctionnelle

SIEGE A MEMOIRE

Phase roulage FC : Maintenir la position d’origine d’inclinaison du dossier

2. Arborescence technique Appui-tête Dossier

Armature

Articulation Câbles d’articulation

3. APR

Conséquences locales

Evénement Indésirable

Gravité

Perte de la fonction Fc1

Perte réhausse / inclinaison

Perte de maîtrise du véhicule

4 (effet catastrophique : mise en danger du client)

…

…

…

…

EI : Perte de maîtrise véhicule

Perte de verrouillage des articulations

Fonctions / composant Câbles d'articulation

5. AMDEC

Défaillances Effet

Mode

Cause

Déverrouillage non désiré des articulations

Trop court

Rupture axe

4. Arbre de défaillances Déverrouillage intempestif des articulations

Cas fictif issu d’un cas réel F. LAURENT – TECRIS - 2012

Rupture de l’axe

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V.3 - Les différents outils entre eux

Pollution Maintenance

FC4

Fonction Critère MF1 : Transformer un couple moteur aux 2 roues Vehicule speed Maximal operation vehicle speed Tram Maximal operation vehicle speed Tram+ Maximal operation speed rotation Tram Maximal operation speed rotation Tram+ Over vehicle speed Tram Over vehicle speed Tram+ Over speed rotation Tram Over speed rotation Tram+ Transmission Ratio Efficiency at maximum speed

Design

Environnement technique

FC3

FC8 FP3

Ambiance FC1

Pont réducteur Système de freinage

Roues FP1 & FP2

Infrastructure

Moteu r

FC6

FC5 FC2 FC7

Réglementations, normes

Usagers

Logistique

Fonction Main function 1 : Transformer un couple moteur aux 2 roues

Effet

Roue libre

Mode de défaillance

Perte de la fonction : Défaillance du non transformation du réducteur / blocage du réducteur couple aux roues …

List Effet ) partir de l’APR F. LAURENT – TECRIS - 2012

Cause

S

Niveau 80 km/h 100 km/h 4494 rpm 5116 rpm 90 km/h 110 km/h 5055 rpm 5627 rpm 5,4 +/- 1% 96 %

Occ

1

…

Identification du produit en cause 101/121

V.3 - Les différents outils entre eux Systeme : Matériel roulant s/s système 1 : s/s système 2 : Bogie

produit 1 : Pont produit 2 : Reducteur … produit i : …

composant 1 : Pignon composant 2 : Couvercle intérieur … composant i : Porte couronne

s/s système i : …

AMDEC produit Produit

Effet

Mode de défaillance

Réducteur

Perte de la fonction MF1

Blocage du réducteur …

Cause Rupture du porte couronne …

S

Cause Choix matière Interface avec la couronne (Øext 230 r6 ) …

S

Occ

1

AMDEC produit Composant

Effet

Mode de défaillance

Porte couronne

Blocage du réducteur

Rupture du porte couronne …

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Occ

1

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Chapitre VI Outil spécifique Bloc Diagramme Fiabilité

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VI - Outil spécifique - BDF

Un diagramme de fiabilité est une représentation graphique d’un comportement fonctionnel du système. Il décrit des liens logiques entre composants indispensables au succès du système.
Hypothèses :    

Systèmes non réparables Défaillances aléatoires Ordre d’apparition sans importance Indépendance statistique

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VI - Outil spécifique - BDF
Élaboration du modèle  1 panne = 1 BdF  Divise le système par blocs matériel pour refléter le comportement logique du système  Définit le «chemin du succès» E

S

E

S

Diagramme série Diagramme parallèle F. LAURENT – TECRIS - 2012

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VI - Outil spécifique - BDF

E

2/3

B1

E

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Redondance 2/3

C1

S

A B2

S

Modèle complexe

C2 106/121

VI - Outil spécifique - BDF

La fiabilité d’un système Rs(t) est la probabilité qu’un système puisse accomplir une fonction requise, dans des conditions données, pendant un intervalle de temps (0, t) donné.

R S (t) = e

- ∫0t λ (u) du

Probabilité de défaillance (défiabilité) FS = 1 - RS F. LAURENT – TECRIS - 2012

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VI - Outil spécifique - BDF


Modèle série i=M

RS = ∏ Ri i =1


Modèle parallèle i=M

FS = ∏ Fi i =1

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VI - Outil spécifique - BDF

Exemple

FS = FA . F B E

A

B

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S

1 - RS = (1 - RA) (1 - RB) RS = RA + RB - RA RB

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VI - Outil spécifique - BDF Application n°1 On suppose qu’une voiture ne peut tomber en panne qu’en cas de défaillance d’un pneu, d’une bougie ou de la pompe à essence. On admet, dans certaines conditions d’utilisation, le MTBF d’un pneu est de 20 000 km, celui d’une bougie 25 km et de celui de la pompe à essence 100 000 km. Quelle est la fiabilité d’un voyage de 2000 km ?

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VI - Outil spécifique - BDF Application n°2 Soit un rétroprojecteur composé des éléments suivants : - 1 lampe avec MTBF = 1000 h - 1 ventilateur avec MTBF = 20 000 h - 1 interrupteur avec MTBF = 5000 h -1 lentille de Fresnel avec lambda = 0 et une durée de vie égale à 5000 h - Quel est le modèle et pourquoi ? - Taux de défaillance du système ? - MTBF du système ? F. LAURENT – TECRIS - 2012

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Chapitre VII Les relations SdF / Essais

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VII - Les relations SdF / Essais
Les différents types d’essais  massif ou accéléré  complets, tronqués, censurés, interrompus, séquentiels...


Les essais spécifiques  essais de déverminage  essais de surcharge

Le but des essais est d’estimer, de démontrer et/ou confirmer

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VII - Les relations SdF / Essais
Complets : menés jusqu’a défaillance du dernier individu
Tronqués : arrêtés au bout d’un temps fixé à l’avance
Censurés : arrêtés au bout d’un nombre de défaillances fixé à l’avance
Interrompus : c’est-à-dire que des individus non encore défaillants sont retirés de l’essai à des instants qui peuvent être différents
Séquentiels : c’est-à-dire arrêtés au moment où le nombre de défaillances constatées et la durée d’essai accumulée permettent d’affirmer avec un certain degré de confiance, que la fiabilité est supérieure à une valeur prédéterminée F. LAURENT – TECRIS - 2012

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VII - Les relations SdF / Essais Pour analyser l’efficacité des épreuves retenues, il faut relever le maximum de résultats :
sur les pannes :  nombre de défauts observés  taux de panne constaté  type de panne et cause de la panne


sur les paramètres de l’épreuve :  enregistrement des températures réelles des étuves…  relevé des spectres de fréquences

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VII - Les relations SdF / Essais

Vie utile

λ inf

MTBFinf = MTBFsup =

λe

λ sup

1

λsup 1

λinf

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VII - Les relations SdF / Essais La fiabilité ou la durée de vie des matériels sont caractérisés par des variables dont une des plus intéressantes est le taux de défaillance. La démarche de construction de l'intervalle de confiance est donc illustrée par l'étude du taux de défaillance, considéré comme constant. Mais pour des matériels très fiables, on va observer, à un moment donné, plus de survies que de défaillances : l'observation est donc "polluée" sur le plan mathématique, par des variables appelées censures. Pour simplifier la représentation mathématique, on résume les observations recueillies sous la forme de deux types d'essais fondamentaux :  les essais de type I (ou essais tronqués)  les essais de type II (ou essais censurés).

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VII - Les relations SdF / Essais Loi du Khi-Deux Essai Censuré – condition d’arrêt ? nombre de défaillances fixé Tronqué – condition d’arrêt ? nombre d’heures fixé

Intervalle bilatéral symétrique

λ inf 2

χα / 2 ( 2 r ) 2T χα2 / 2 ( 2 r ) 2T

λ

sup

(2 r) 2T χ12−α / 2 ( 2r + 2) 2T

χ

2 1−α / 2

Intervalle unilatéral Censuré – condition d’arrêt ? nombre de défaillances fixé

-

Tronqué – condition d’arrêt ? nombre d’heures fixé

-

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χ12−α ( 2r ) 2 1 −α

χ

2T ( 2r + 2) 2T

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VII - Les relations SdF / Essais Application La société X réceptionne un lot de pompes de son fournisseur. L’objectif de fiabilité est donné par une MTBF de 112 heures. Le responsable « fiabilité » décide de mettre en essai deux pompes et de stopper l’essai dès la première défaillance. La première pompe a fonctionné 180 heures avant sa première défaillance. Est-ce que la MTBF de 112 heures est tenue ?

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VII - Les relations SdF / Essais MTBFInf = k I × MTBF

(NF X 06-510).

MTBFSup = k S × MTBF

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