AMDEC 2021 PDF

ANALYSE DES MODES DE DEFAILLANCE, DE LEURS EFFETS ET DE LEUR CRITICITE 144 BOUMANE ENSAT 2021 Introduction L'AMDEC a été développée aux États Unis dans les...

ANALYSE DES MODES DE DEFAILLANCE, DE LEURS EFFETS ET DE LEUR CRITICITE 144 BOUMANE ENSAT 2021 Introduction L'AMDEC a été développée aux États Unis dans les années 1960. La mise en œuvre s'est longtemps limitée à l'utilisation dans le cadre d'études de fiabilité sur le matériel militaire. Elle a pris son essor dans les années 1970 en Europe dans l'industrie automobile, l'industrie chimique et l'industrie nucléaire. 145 BOUMANE ENSAT 2021 1.Présentation C'est une méthode d'analyse de systèmes, composés d'éléments fonctionnels ou physiques, matériels, humains. Elle s'appuie sur un raisonnement inductif (causes, conséquences), pour l'étude organisée des causes, des effets, des défaillances et de leur criticité. 146 BOUMANE ENSAT 2021 1  L'AMDEC a pour but d'évaluer la criticité des modes de défaillances des composants d'un système, sur la fiabilité, la maintenabilité, la disponibilité et la sécurité (FMDS) de ce système.  La démarche consiste à : - recenser les modes de défaillance des composants, - en évaluer les effets sur l'ensemble du système, - en analyser les causes. 147 BOUMANE ENSAT 2021  Elle s'appuie sur une logique de décomposition d'un système en sous ensembles successifs pour arriver au niveau des composants élémentaires. Il est intéressant alors d'étudier les défaillances liées au mauvais fonctionnement de ces composants et aux répercussions au niveau supérieur. 148 BOUMANE ENSAT 2021 Cahier des CONCEPTION INDUSTRIALISATION FABRICATION Commer- charges -cialisation fonctionnel Moyens de Principe du Processus de production du produit production du produit produit -gérer les dysfonctionnement par s’assurer : « que les s’assurer : « que le rapport à l’utilisation moyens de production processus d’obtention du - s’assurer « que le principe est bon sont disponibles » produit est bon » valider par rapport aux fonctions que le l’industrialisation produit doit remplir » - valider la conception AMDEC-Produit AMDEC-Processus AMDEC-Moyen de production 149 BOUMANE ENSAT 2021 2  AMDEC Produit ZERO défaut Ou AMDEC Conception : valider la conception par rapport au cahier des charges AMDEC Processus ZERO Non-conforme Ou AMDEC Process : valider la production, le process par rapport au plan. AMDEC Moyen ZERO Panne Ou AMDEC Machine : valider la disponibilité des équipements 150 BOUMANE ENSAT 2021 Objectifs de l’AMDEC Moyen de production  Réduire le nombre de défaillances du moyen de production - Fiabilisation du moyen dés sa conception - Optimisation de l’exploitation - Optimisation du plan de maintenance  Réduire le temps d’indisponibilité après défaillance : - Prise en compte de la maintenabilité - Prise en compte de la disponibilité des pièces de rechange  Améliorer la sécurité des utilisateurs 151 BOUMANE ENSAT 2021 2. Définitions FMECA : Failure Mode , Effects and Criticality Analysis 152 BOUMANE ENSAT 2021 3  Modes de défaillance: Un mode de défaillance décrit comment une fonction, un produit ou un procédé, pourrait échouer dans l'exécution de sa tache principale. Exemples : AB : absence de fonction A : arrêt de la fonction D : fonction dégradée I : fonction intempestive 153 BOUMANE ENSAT 2021 154 BOUMANE ENSAT 2021 Fonction : Une fonction est le but d'un procédé ou d'un produit. Cause : La cause est le résultat que prend un élément particulier du procédé ou de la conception dans un mode de défaillance. 155 BOUMANE ENSAT 2021 4  Effet : Un effet est une conséquence défavorable que le client pourrait subir. Criticité : La criticité est le produit de l'évaluation de l'Occurrence ou fréquence par la Gravité et par la Détectabilité (O x G x D). 156 BOUMANE ENSAT 2021 Détection la plus probable Anomalie ou Effet le plus Cause de Grave de l’anomalie défaut L’anomalie Occurrence Gravité Détection “O" “G" “D" Criticité “C" 157 BOUMANE ENSAT 2021 La gravité : La gravité est une situation qui détermine l'importance des conséquences de l’événement pouvant porter atteinte à l ’homme, à l’environnement et aux biens 158 BOUMANE ENSAT 2021 5  Exemple 1: classes de gravité Classe Designation Definition 4 "Catastrophique" Perte de vie humaine et destructions importantes Perte de mission, risque de blessures du personnel 3 "Majeur" Destructions limitées de matériels Évènement contrôle de portée très réduite 2 "Mineur" Mission dégradée Sans effet sensible sur le déroulement de la mission 1 "Négligeable" 159 BOUMANE ENSAT 2021 Exemple 2: classes de gravité Critères Occurrence Notation - Problème de sécurité des personnes Catastrophique 10 -Arrêt de production : Te > 1 jour ou Majeure 9 - Dommage matériel important -Arrêt de production : 1 h < Te < 1 jour ou Moyenne 6 - Dommage matériel mineur - Arrêt de production : 10 min < Te < 1 h Mineure 3 - Arrêt de production : Te < 10 min Minime 1 Te : Temps d’échange = Diagnostic + réparation + remise en condition initiale 160 BOUMANE ENSAT 2021 L'occurrence L'occurrence est la probabilité qu'une cause particulière arrive durant l'emploi ou la durée de vie d'un produit. 161 BOUMANE ENSAT 2021 6  Exemple de classes d'occurrence Classe Désignation Définition et probabilité A "Fréquent" La défaillance est présente souvent -2 1 > P0 > 10 La défaillance peut arriver "Occasionnel" B 10-2 > P1 > 10 -4 La défaillance peut arriver C "Rare" -4 10 > P2 > 10 -6 La défaillance ne peut pas arriver D "Jamais" -6 -8 10 > P3 > 10 162 BOUMANE ENSAT 2021 La détectabilité: facilité donnée de constater un défaut Exemple : Critères Occurrence Notation -Rien ne permet de détecter l’anomalie avant que l’effet ne se produise Aucune 10 - L’anomalie est difficilement détectable ou - Les éléments de détection sont peu exploitables Faible 7 - L’anomalie est décelable mais le risque de ne pas être perçue existe Probable 4 - Les dispositions prises assurent une détection totale de la cause initiale ou de l’anomalie Totale 1 163 BOUMANE ENSAT 2021 Éléments AMDEC : Ils sont identifiés et analysés dans le cadre de la méthode. - Fonctions, - Modes de défaillance, - Causes, - Effets, - Contrôles, - Mesures correctives. Ces éléments deviennent les titres des colonnes du formulaire. 164 BOUMANE ENSAT 2021 7  3. Méthodologie Une étape importante de l'AMDEC est de définir clairement l'étendue de l'étude : le composant, le système. 165 BOUMANE ENSAT 2021 Au début de l’analyse, il est recommandé d’avoir : Plans, schémas de principes, nomenclatures Schéma fonctionnel Normes, réglementations en vigueur Historiques des pannes sur des moyens similaires Liste des essais et vérifications prévues ou en cours Résultats d’essais effectués sur le moyen ou sur un moyen comparable 166 BOUMANE ENSAT 2021 Identification des éléments de l'AMDEC L’élaboration de l'AMDEC doit se faire par un groupe multidisciplinaire : réunir des compétences une démarche constructive et enrichissante,  les compétences de l'animateur sont fondamentales. 167 BOUMANE ENSAT 2021 8  - de personnes bien informées - d'experts - de personnes du bureau d'études - d'un responsable production - du responsable qualité. 168 BOUMANE ENSAT 2021 Les fonctions et les modes de défaillances Une fois l'objet de l'analyse établi, il faut procéder à l'identification des fonctions et les modes de défaillances. 169 BOUMANE ENSAT 2021 Les effets Après avoir établi les modes de défaillances et les fonctions, on identifie les conséquences de l'arrivée d'une défaillance. Les conséquences identifiées sont considérées comme effets. Les causes Après avoir établi les effets et la sévérité, il faut identifier les causes des modes de défaillances 170 BOUMANE ENSAT 2021 9  Plan d’action Actions de détection Détection la plus probable Effet le plus Cause de Anomalie Grave de l’anomalie ou défault L’anomalie Actions de prévention Actions de réduction 171 BOUMANE ENSAT 2021 Exemple de l'essuie glace Fonction : Assurer la visibilité du conducteur par temps de pluie ou neigeux par l'intermédiaire du pare brise 172 BOUMANE ENSAT 2021 PLAN DE MAINTENANCE 173 BOUMANE ENSAT 2021 10  Exemple de l'essuie glace Fonction Modes de Gra- Situation Proba- Actions Effets Contexte Criticité Etats déf. vité agravantes bilité correctives Perte de la Perte de la Fp1 fonction Nuit Pluie possibilité de nettoyer le Neige pare brise Jour Plein soleil Absence Pas de de la possibilité Nuit Pluie fonction de nettoyer le pare brise Neige Jour 174 BOUMANE ENSAT 2021 Code n° ……………… Nom de l'analyste …………………. Nom de l'ingénieur de conception ……………… Date : …………. Mode de Cause de Effet de défaillance Détection de Dispositifs de Probabilité Niveau Désignation de Fonction Repère défaillance défaillance la remplacement de de Remarques l'équipement Effet local Effet final défaillance défaillance criticité 175 BOUMANE ENSAT 2021 BSI Handbook 22 BS 5760 Example : Failure Mode, Effect and Criticality Analysis (FMECA) Product – I.C. engine ………. Sub-system – in line F.I. pump………... P Probability of occurrence FMECA N° PR001 C Severity of failure Process - ……………………. Location – ………………………………. Date D Difficulty of detection System ………………………. User ……………………………………… R.N. Risk Number = P x C x D Engineer (1) (2) (3) (4) (5 (6) (7) (8) (9) (10) Part N° component Function Failure mode Effect of failure Cause of failure P C D R.N. How can failure be eliminated or reduced Cams and follower Plunger drive Fatigue pitting Loss of power Overload (e.g. 2 3 10 60 Supplier to determine failure definition rollers irregularity (or nozzle blockage Limit operating pressure complete dirty or no oil, functional failure poor surface in extreme case) finish) Centre bearing Support Cracked across Mainly cosmetic 1 2 10 20 Problem exists on present die cast bridge camshaft centre centre of bridge Slight oil pumps. Supplier likely to shell mould on bearing seepage our 8 cyl. Pump therefore mode Ties pump sides material on bridge. To be assessed at centre when samples are tested. Delivery valve Erosion in bore Nozzle blockage, High flow rates 5 3 10 150 To be assumed when samples are holder loss of Cavitation tested performance Delivery valve Unloading Consistency U/L Engine Manufacture, 3 9 4 108 M/C test, L.P., systems detail wear performance adjustment poor pump phase and filter/water delivery balance Delivery valve spring Controls Fatigue/erosion/ Loss of engine Hydraulic duty 4 4 4 64 Specification detail unloading wear (omission) performance, smoke Delivery stop peg Control delivery Wear-crushing As above As above 2 4 3 24 Injection rates lift (omission) 176 BOUMANE ENSAT 2021 11  Exemple de la perceuse SITUATION DE VIE : Utilisation SEUIL DE CRITICITE : FONCTION MOYEN EXISTANT Démarches NOTES Fonction MD Composants / Anomalie Cause de Temps Effets de l’anomalie de (Libellé) (*) liaisons (libellé) l’anomalie d’échange détection O G D C Perceuse hors Présence Fp2 Foret A Moteur Grillage d’usage capteur 1 9 1 9 bloqué => Achat nouvelle “thermique" Mettre en rotation Non circularité de la le foret Mauvaise D Jeu rotation Néant 4 9 10 360 lubrification => Trou "patatoïde " Roulement Arrêt dû au Présence Mauvaise capteur A Échauffement "thermique " 7 9 4 252 lubrification => Arrêt utilisation “thermique" Ouverture Erreur de Impossibilité Test sur AB Mandrin mandrin trop 1 9 1 9 conception montage Ø 12 prototype petite Serrage Désolidarisation manuel Destruction corps D Mandrin / foret Néant 10 6 10 600 du foret foret (trop faible) 177 BOUMANE ENSAT 2021 Méthodes dérivées 178 BOUMANE ENSAT 2021  Les principes de l’AMDEC sont repris selon des outils adaptés similaires ou proches:  Informatique : AEEL (Analyse des Erreurs et de leurs Effets sur les Logiciels)  Pétrochimie : HAZOP (Hazard & Operability study)  Agroalimentaire : HACCP (Hazard Analysis Critical Control Points) 179 BOUMANE ENSAT 2021 12  Méthode HAZOP (HAZard and OPerability study) Examen structuré et systématique basé sur des mots clefs utilisé à la conception ou en fonctionnement Utilisé à l’origine pour les risques liés aux processus de production chimiques HAZOP s’applique aussi aux systèmes mécaniques, thermohydrauliques, électroniques, etc.. Identifie les modes de défaillance critiques, leurs causes et conséquences 180 BOUMANE ENSAT 2021 Mot guide Élément Déviation Causes conséquences Protections commentaires Mesures à possible prendre Ne pas faire Débit Pas de Fermeture surchauffe Alarme de bas de gaz débit vanne débit Plus Moins En plus de Partie de Inverse Autre que Plus tôt Plus tard Avant Après 181 BOUMANE ENSAT 2021 Méthode HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points) Permet de limiter les risques en procédant à des contrôles tout au long du processus de production Utilisée pour assurer la qualité alimentaire Détermine les stades et points de contrôle critiques vis-à-vis des dangers, mise en place d’actions correctives Témoigne de la réalisation du contrôle qualité 182 BOUMANE ENSAT 2021 13  Points faibles 183 BOUMANE ENSAT 2021  Lourdeur de gestion pour des systèmes complexes:  Beaucoup de composants  Multiples fonctions  Différentes politiques de réparation et d'entretien  Délimiter le cadre de l'étude 184 BOUMANE ENSAT 2021  L'AMDEC ne met pas en évidence les combinaisons éventuelles de défaillances Compléter l'AMDEC par des arbres de défaillances pour les événements les plus critiques 185 BOUMANE ENSAT 2021 14   Volume de données très important et non homogène  Risque de perte d'information par synthèse  Ne pas se perdre dans les détails 186 BOUMANE ENSAT 2021 Points forts 187 BOUMANE ENSAT 2021  Outil performant (dès la phase de conception).  Connaissance des états dégradés du système.  Elaboration de bases de données relatives aux produits, aux procédés et à l'organisation.  Établissement d'une liste de points critiques (liste composants critiques ) 188 BOUMANE ENSAT 2021 15   Mise en évidence de priorités : contrôle, vérification, fabrication, points de tests, pièces de rechange,...  La mise en place d'un groupe de travail facilite les relations entre les différents services et spécialistes. 189 BOUMANE ENSAT 2021  La mise en place d'un groupe de travail facilite les relations :  entre les différents services, vis à vis du système,  entre les différents spécialistes. 190 BOUMANE ENSAT 2021 16