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A.M.D.E.C. ANALYSE DES MODES DE
DEFAILLANCE, DE LEURS EFFETS ET DE LEUR CRITICITE
Prof. Driss BOUAMI
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AMDEC
AMDEC: Analyse des Modes de Défaillances de leurs Effets et de leur Criticité.
C’est une analyse consistant à identifier de façon inductive et systématique toutes les défaillances d’un système avérées ou potentielles, à en déterminer les causes, les effets et les actions qu’il convient de mettre en œuvre pour supprimer ces défaillances ou en réduire les effets. C’est une méthode essentiellement préventive.
Elle est aussi participative en ce sens qu’elle se fait en groupe pluridisciplinaire avec mise en commun d’expériences et de connaissances.
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Sigles
AMDEC:
Analyse des Modes de Défaillance de leurs Effets et de leur Criticité.
AMDE:
Analyse des Modes de Défaillance de leurs Effets.
FMEA:
Failure Mode and Effects Analysis.
FMECA:
Failure Mode, Effects and criticality Analysis.
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Tableau de synthèse AMDEC
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Exemple de tableau AMDEC Processus
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Document AMDEC1
7
Document AMDEC 2
8
Document AMDEC 3
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Etape 2: Analyse Fonctionnelle (AF)
Il s’agit d’identifier les fonctions remplies par le système et les solutions technologiques qui réalisent ces fonctions. L’importance de l’AF réside dans le fait qu’un dysfonctionnement ou une défaillance est le résultat d’une absence de fonction ou sa dégradation. La décomposition fonctionnelle peut être exhaustive ou limitée selon les besoins de l’étude et les objectifs fixés. L’analyse fonctionnelle se fait selon deux niveaux principaux:
– L’analyse fonctionnelle externe déterminant les fonctions de service (principales et de contrainte) liant le système à ses différents milieux externes.
– L’analyse fonctionnelle interne définissant, grâce à un bloc diagramme fonctionnel, les fonctions techniques permettant la réalisation des fonctions principales et de contrainte déterminées dans l’analyse fonctionnelle externe.
La décomposition fonctionnelle doit être préparée par le concepteur hors réunion AMDEC et présentée au groupe pour sa discussion, son amélioration et sa validation.
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Principe de l’Analyse fonctionnelle
La méthode de l’Analyse Fonctionnelle APTE consiste à:
– inventorier tous les milieux extérieurs du système à étudier.
– Déterminer les fonctions principales liant deux milieux extérieurs voire plus via le système.
– Identifier les fonctions de contrainte liant le système à chacun de ses milieux extérieurs.
– Construire le diagramme fonctionnel du système montrant comment les fonctions principales et de contrainte sont réalisées en interne par le système grâce à des fonctions dites techniques ou de conception.
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Diagramme des intracteurs
Fonction
principale
Fonction de
contrainte
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Bloc diagramme-fonctionnel
Fonction
technique
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Analyse fonctionnelle externe d’un stylo.
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Analyse fonctionnelle interne d’un stylo
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Schéma de douille
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Bloc Diagramme fonctionnel
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Etape 3: Analyse AMDEC
Elle consiste à déterminer, pour un système, les modes de défaillance potentiels ou qui se sont déjà produits, à en déterminer les causes, les effets ainsi que la criticité selon des critères préalablement établis. Elle consiste ensuite à déterminer les actions aussi bien préventives que correctives à adopter pour ces modes de défaillances.
Fonctions:
– principales
– de contrainte
– techniques.
Modes:
– dégradations de fonctions
– absences de fonctions.
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Etape 3: Analyse AMDEC
Causes:
– 5M: Main-d’œuvre,
Matière,
Moyens,
Milieu,
Méthode.
– internes ou externes.
Effets:
– sur les coûts directs et indirects,
– sur la disponibilité,
– sur la qualité,
– sur la sécurité et l’environnement
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Phase 31: Analyse des mécanismes de défaillance
– 311: Identification des modes de défaillance.
– 312: Recherche des causes.
– 313: Recherche des effets.
– 314: Recensement des détections.
Mode 1 Cause 1
Effet 11
Effet12
Effet13
Mode 2 Cause 2 Effet 21
Effet 22
Fonction
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311. Identification des modes de défaillance
Un mode de défaillance est une dégradation ou une
absence de fonction. Pour déterminer toutes les
défaillances d’un système, on doit donc analyser les
différentes fonctions identifiées dans les analyses
aussi bien interne qu’externe.
On aura ainsi des défaillances résultant des:
défaillances ou absences des fonctions de service
(principales ou de contrainte).
défaillances ou absences des fonctions techniques.
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Modes génériques de défaillance
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312. Recherche des causes
Pour chaque mode de défaillance identifié,
on détermine les causes possibles surtout
les primaires (root causes).
Pour rechercher ces causes, on utilise:
– Le diagramme causes-effet ou en arêtes de
poisson ou d’ishikawa.
– La méthode de la cascade des pourquoi.
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Diagramme causes-effet
Effets
Main-d’oeuvre Moyens
Milieu Méthodes Matière
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Diagramme d’Ishikawa
tertiaire
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Méthode de la cascade des pourquoi
Pourquoi?
Pourquoi?
Pourquoi?
Pourquoi?
Pourquoi?
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Cascade de pourquoi
Le moteur s’est il arrêté?
Le disjoncteur a-t-il fonctionné?
L’intensité a-t-elle augmenté?
Ce point dur mécanique?
Le tapis s’est-il coincé?
Le manque de graisse?
Le rouleau s’est-il coincé?
L’absence de plan graissage?
L’absence de graissage?
Le disjoncteur a fonctionné.
Il y a absence de graissage.
L’intensité moteur a augmenté.
Le rouleau s’est coincé.
Il y a manque de graisse.
Il y a absence de plan graissage.
Il n ’y a pas d’organisation
de la Maintenance.
Il y a un point dur mécanique.
Le tapis s’est coincé.
Pourquoi Parce que
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313. Recherche des effets
On détermine les effets d’un mode de défaillance sur le système et sur l’utilisateur dans le but de déterminer par la suite la gravité du mode de défaillance considéré.
Les effets peuvent être recherchés sur:
– les coûts directs et indirects,
– la disponibilité,
– la qualité,
– la sécurité et l’environnement
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314. Recensement des détections
Pour chaque mode de défaillance, il s’agit de recenser toutes les méthodes susceptibles d’être utilisées efficacement pour sa détection précoce.
Ces méthodes peuvent être: – Humaines: ouie, odorat, vue, toucher.
– Techniques: mesure et analyse vibratoire, mesure et analyse thermique, analyse d’huile, stroboscopie, endoscopie, mesure d’épaisseur, détection de fuite, détection de désalignement, contrôle non destructif par ressuage, magnétoscopie, ultrasons, rayonnements X et Gamma, courants de Foucault…
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Phase 32: Evaluation de la criticité
On évalue la criticité des défaillances identifiées auparavant en se basant sur:
– La fréquence d’occurrence O.
– La gravité du mode de défaillance G.
– La probabilité de non détection du mode de défaillance D.
L’évaluation se fonde sur l’état actuel ou prévu du système au moment de l’étude.
L’évaluation de la criticité permettra de hiérarchiser les modes de défaillance et de déterminer les points les plus critiques sur lesquels on doit focaliser l’attention et déterminer les actions préventives et correctives à mener pour les fiabiliser.
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Principe d’évaluation de criticité
Cause Effet Mode
Détection
Criticité C = D . O . G
Probabilité de
non détection D
Fréquence
d’occurrence O
Gravité de
l’effet G
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Criticité à trois dimensions
Fréquence O
d’occurrence
Gravité G
Probabilité de
non Détection D
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321. Evaluation des critères de cotation
On élabore pour cela des grilles de cotation des critères O, D et G. Ces grilles peuvent être générique ou spécifiques aux types de systèmes analysés.
Les grilles spécifiques utilisées en automobile seront différentes de celles adoptées dans l’aéronautique, le transport ferroviaire ou l’industrie de raffinage de pétrole. Les grilles peuvent être à 3, 4, 5 ou même 10 niveaux. Pour effectuer l’évaluation, on s’appuie sur:
– Les connaissances des membres du groupe AMDEC.
– Les données disponibles de fiabilité, historiques de défaillance, retours d’expérience etc…
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321. Evaluation des critères de cotation: Fréquence d’occurrence O
34
321. Evaluation des critères de cotation: Probabilité d’indétectabilité D
35
321. Evaluation des critères de cotation: Gravité G
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322. Calcul de la criticité
Probabilité de
non détection
D
Fréquence
d’Occurrence
O
Gravité
G
Criticité C = D . O . G
Criticité C = D. Fd . O . Fo . G . Fg
Fd: Coefficient de pondération de D
Fo: Coefficient de pondération de O
Fg: Coefficient de pondération de G
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322. Calcul simplifié de la criticité
Fréquence
d’Occurrence
O
Gravité
G
Criticité C = O . G
Criticité C = O . Fo . G . Fg
Fo: Coefficient de pondération de O
Fg: Coefficient de pondération de G
On ne tient pas
compte de la
probabilité de
non détection
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Fréquence O
très faible 1
Fréquence O
faible 2
Fréquence O
moyenne 3
Fréquence O
forte 4
Gravité G
mineure 1
1 2 3 4
Gravité G
significative 2
2 4 6 8
Gravité G
moyenne 3
3 6 9 12
Gravité G
majeure 4
4 8 12 16
Gravité cata-
strophique 5
5 10 15 20
Exemple de grille de criticité à deux paramètres O et G
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323. Hiérarchisation des modes de défaillance selon leur criticité
Dans le cas où on utilise des grilles de fréquence et de probabilité d’indétectabilité à 4 niveaux et une grille de gravité à 5 niveaux, la criticité varie de 1 à 80. La criticité C peut prendre ainsi 25 valeurs différentes. On peut fixer un seuil de criticité pour la délimitation des défaillances à étudier en priorité, par exemple 16. On étudie les défaillances ayant une criticité supérieure ou égale à 16, on détermine les actions qui conviennent et on recalcule la criticité. Les actions sont adoptées lorsqu’elles permettent de réduire la criticité à une valeur inférieure à 16. Lorsque toutes les défaillances à criticité supérieure ou égale à 16 ont été traitées, on peut alors réduire le seuil à une valeur plus faible et recommencer le processus.
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Hiérarchisation des causes de défaillance
Nombre de
causes de
défaillance
Criticité C
Seuil Causes à étudier
en priorité
C limite
41
Phase 33: Recherche des actions
Causes Modes Effets
Actions de
suppression ou
de prévention
Actions de
Suppression ou
de réduction
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331. Recherche des actions à mener
La hiérarchisation permet de déterminer les causes de défaillance et modes à étudier en priorité. Les actions pourront être trouvées en s’appuyant sur la détermination des causes primaires des modes de défaillance considérés.
Les actions sont donc à rechercher au niveau des 5M (Main-d’œuvre, matière, méthodes, moyens et milieu).
Elles seront dans l’ordre de préférence: – La suppression des causes et des modes,
– La prévention des causes et des modes,
– La réduction des effets.
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Exemples d’actions de détection
Objectif: Réduire D en décelant la
manifestation de la défaillance de façon
précoce.
Mettre en place des capteurs de surveillance
vibratoire de l’équipement.
44
Exemples d’actions de prévention
Objectif: Réduire O en réduisant la fréquence
de manifestation des défaillances.
Changer le matériau d’une pièce ou sa forme
pour la rendre plus résistante aux
sollicitations de fatigue.
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Exemples d’actions de réduction d’effets
Objectif: Réduire G en réduisant les effets de la
défaillance.
Mettre en place des fusibles pour empêcher que les
surtensions ne se propagent sur d’autres organes
ou entités.
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Types d’actions à mener
Indétectabilité
Cri
ticit
é
Occurrence
Gravité
Trouver des moyens de détection
Améliorer la détection
Fiabiliser le système
Fiabiliser l’utilisation
Supprimer l’impact
Réduire l’impact
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Niveaux d’action
Causes Mode Effet
Suppression Suppression Suppression
Détection Détection
Réduction Prévention Prévention
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332. Choix des actions à adopter
Les critères à utiliser pour décider du choix des solutions à adopter sont:
La Faisabilité: – L’action est-elle faisable et est-elle facile à mettre en œuvre?
L’Efficacité: – L’action permet-elle de réduire la criticité de façon satisfaisante et
n’entraîne-t-elle pas l’apparition d’autres modes très critiques?
Le Coût: – L’action est-elle peu coûteuse à mettre en œuvre.
Le Temps: – L’action est-elle rapide à appliquer, d’une part, et est-elle stable
dans le temps, d’autre part?
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333. Calcul des nouvelles criticités
Nombre de
causes de
défaillance
Criticité C
Seuil
Criticités plus petites que le seuil
suite aux actions mises en oeuvre
C limite
50
Etude de cas 1
51
Etude de cas 1
52
Etude de cas 1
53
Etude de cas 1
54
Etude de cas 1
55
Etude de cas 1
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