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1
Méthodes de Maintenance
Chapitre 2
2
Plan du Chapitre
1. Notions de défaillance2. Méthodes de maintenance3. Niveaux de maintenance
3
Notions de défaillance
Vocabulaire (Norme X60-010)
Fonction requise Durabilité Dégradation Défaillance
4
Fonction requise• fonction d’un produit dont
l’accomplissement est nécessaire pour la fourniture d’un service donné
• une fonction requise pourra être une fonction seule ou un ensemble de fonctions
• service = mission = succession de phases par lesquelles doit passer le produit sur un intervalle de temps donné .
Ca doit pas être fait
pour cela!..
5
Durabilité
Aptitude d’un produit à accomplir une fonction requise dans des conditions données d’utilisation et de maintenance jusqu’à ce qu’un état limite soit atteint
6
Dégradation
Etat d’un bien présentant une perte de performances:
- d’une des fonctions qu’il assure - ou d’un sous-ensemble
sans conséquence fonctionnelle sur l’ensemble
7
Défaillance
C’est la cessation d’aptitude d’un bien à accomplir une fonction requise
c’est donc une perte de disponibilité du bien
8
Défaillance progressive
Temps
Niveau de performance
Niveau initial
Dégradation
Seuil deperte defonction Défaillance
tlim
9
Une défaillance peut être :
• partielle s’il y a altération d’aptitude du bien à accomplir sa fonction requise,
• complète s’il y a cessation d’aptitude du bien à accomplir sa fonction requise,
• intermittente si le bien retrouve son aptitude au bout d’un temps limité sans avoir subi d’action corrective externe
10
Défaut Faute
Défaillance
Faute : physique (interne ou externe) ou due à l’utilisateur5M : Matières, Matériel, Milieu, Moyens et Main d’œuvre
Triptyque « faute – défaut – défaillance »
Défaut : au départ, il est latent, car on ne s’en aperçoit pas tout de suite
Il devient ensuite effectif
Conséquence
Cause
11
Le défaut peut être :
• soudain s’il était imprévisible
• catalectique s’il est soudain et irréversible
• progressif s’il était prévisible et éventuellement réversible
• précoce s’il se manifeste en début de vie de l’équipement
• d’usure s’il se manifeste en fin de vie de l’équipement
12
Défaillance catalectique
Temps
Niveau de performance
Niveau initial
tlim
Seuil deperte defonction
13
Et la panne alors?
• Etat d’un bien le rendant inapte à accomplir une fonction requise dans des conditions données d’utilisation
• C’est un état• La panne résulte toujours
d’une défaillance
14
Exemple
API pilotant un robot :• faute physique interne : transistor grillé sur sortie API• faute physique externe : panne de capteur• faute humaine : appui accidentel sur un poussoir
Défaut qui peut résulter de la faute interne : sortie API activant le bras du robot reste à 0• tant que le bras ne doit pas se déplier, la panne reste latente, elle deviendra effective dès que la fonction sera nécessaire• c’est une panne catalectique, car imprévisible et irréversible
15
Approche naturelle des méthodes de maintenance
M atiè re
M até rie l
M ilie u
M oye ns
M ain d'oe uv re
Dé rive Dé riveD éfaut
P roce ssu s
Arrêt
MarchedégradéeN on conformitédu produit
R isquesd'accident
Fautes possibles Effets possibles
Maintenance corrective
Maintenance préventive
Maintenanceaméliorative
16
Choix d’une méthode de maintenance
• Elle se décide donc au niveau de la direction du service maintenance
• Etre efficace : répartir les ressources disponibles vers des tâche ou des activités qui ont des retombées directes sur la rentabilité de l’entreprise
• Une logique : transférer le correctif vers le préventif
• La part de préventif que l’on va adopter peut se déterminer à partir de considérations économiques sans oublier les moyens humains
17
Répartition préventif-correctif
Pré ve ntifCorre ctif
30%56%
60%28%
90%5%
0%100%
Zone de coûtoptimal
Temps
Coûts
Niveau de préventifsatisfaisant Trop de préventif
Trop decorrectif
Coût du correctif
Coût du préventif
18
Choix d’une méthode de maintenance
• On ne peut pas faire que du préventif = le risque zéro n’existe pas!
• La politique mise en place doit bien sûr être comprise et acceptée par le service de production
• La maintenance améliorative permet, par petites touches, de s’affranchir de correctif que l’on ne veut plus voir
19
Quelques objectifs réalistes
0
5
10
15
20
25
30
Maintenancepréventive
Maintenancecorrective
Maintenanceaméliorative
Travauxdivers
20
D’où la nécessité d’investir
• Recherche et élaboration du programme• Collecte des données • Implantation des procédures • Formation des intervenants • Choix et achats des équipements de
maintenance
21
Retour sur investissement :15 mois
• Productivité accrue (15 à 20%) • Diminution des arrêts imprévus (25 à 50%) • Diminution des temps d’intervention (20 à
40%, 10% dès la première année) • Diminution du coût de stock de pièces
détachées (25% environ)• Diminution des coûts énergétiques des
équipements (2 à 5%) • Diminution des dommages et accidents de
travail (plus de 50%)
22
Les concepts de Maintenance à partir d’un exemple
La conduite automobile
23
Premier concept de la MaintenancePremier concept de la Maintenance
La tuile!…Panne d’essence
24
25
Maintenance
MaintenanceCorrective
Palliative Curative
Événements
Opérations de
maintenance
Concept de maintenance
RéparationDépannage
Sur défaillance
26
Second concept de la MaintenanceSecond concept de la Maintenance
0 0 0 1 2 0 0 0 0124356789151234 234551234
27
MaintenancePréventive
Maintenance
Selon échéancier
ContrôleInspection Visite
Systématique
Concept de maintenance
Événements
Opérations de
maintenance
MaintenanceCorrective
Palliative Curative
RéparationDépannage
Sur défaillance
28
Troisième concept de la MaintenanceTroisième concept de la Maintenance
0 0 0 1 2 0 0 0 05
29
Prévisionnelle
MaintenancePréventive
Maintenance
Selon échéancier
ContrôleInspection Visite
Systématique
Concept de maintenance
Événements
Opérations de
maintenance
MaintenanceCorrective
Palliative Curative
RéparationDépannage
Sur défaillanceSuivant évolution des paramètres
30
Quatrième concept de la MaintenanceQuatrième concept de la Maintenance
0 0 0 1 2 0 0 0 05R
31
Conditionnelle Prévisionnelle
MaintenancePréventive
Maintenance
Selon échéancier
ContrôleInspection Visite
Systématique
Concept de maintenance
Événements
Opérations de
maintenance
MaintenanceCorrective
Palliative Curative
RéparationDépannage
Sur défaillanceSuivant évolution des
paramètresSuivant seuils prédéterminés
32
Les interventions de maintenance
Elles sont liées :• aux contraintes de
fonctionnement du matériel
• à leurs conséquences sur la production
33
Cas 1 : matériel fonctionne, production assurée
• contrôle d’état (maintenance préventive conditionnelle)
• VTOA = visuel, tactile, olfactif, auditif (maintenance de veille)
34
Cas 2 : matériel en arrêt, production assurée
• Opérations d’entretien courant (graissage, lubrification, etc..)
• Maintenance préventive systématique
35
Cas 3 : matériel et production arrêtés sur panne imprévisible
• Il faut agir au plus vite
• Maintenance corrective
36
Cas 4 : matériel et production en arrêt programmé
• arrêt pour changement de série, fin de semaine, grands arrêts, etc..
• maintenance améliorative, modernisation
37
Les concepts de la MaintenanceLes concepts de la Maintenance
38
Définition (norme NF EN 13306)
• Maintenance effectuée après la détection d'une défaillance et destinée à remettre un bien dans un état lui permettant d'accomplir une fonction requise, au moins provisoirement
• C’est donc une maintenance qui remet en état mais qui ne prévient pas la casse
• Elle réagit à des événements aléatoires, mais cela ne veut pas dire qu’elle n’a pas été pensée
39
Opérations de maintenance corrective
1. test = comparaison des mesures avec une référence2. détection = action de déceler l'apparition d'une
défaillance 3. localisation = action conduisant à rechercher
précisément les éléments par lesquels la défaillance se manifeste
4. diagnostic = identification et analyse des causes de la défaillance
5. dépannage, réparation = remise en état (avec ou sans modification
6. contrôle du bon fonctionnement après intervention 7. amélioration éventuelle = éviter la réapparition de la
panne 8. historique = mise en mémoire de l'intervention pour
une exploitation ultérieure
40
41
Dépannage
• Action sur un bien en panne en vue de le remettre en état de fonctionnement même provisoirement (maintenance palliative)
• Cette action s’accommode donc de résultats provisoires et de performances moindres, mais elle ne doit pas mettre en cause la sécurité des biens et des personnes ainsi que la qualité des produits
• Elle sera impérativement suivie d’une action de réparation.
42
Les concepts de la MaintenanceLes concepts de la MaintenanceLa Maintenance corrective :La Maintenance corrective :
43
Réparation
intervention définitive après défaillance
cette intervention présente donc un caractère permanent (maintenance curative)
44
Les temps en maintenance corrective
• il peut être faible (de quelques secondes pour réarmer un disjoncteur ou changer un fusible à quelques minutes pour changer un joint qui fuit)
• il peut être très important (de 0,5 à plusieurs heures) dans le cas du changement de plusieurs organes simultanément (moteur noyé par une inondation)
• elle peut être majeure en cas de mort d’homme (plusieurs jours si enquête de police).
45
• Nécessité d’avoir à disposition une équipe « réactive » aux événements aléatoires
Les temps en maintenance corrective
Pour réduire la durée des interventions:
• mettre en place des méthodes d’interventions rationnelles et standardisées (outillages spécifiques, échanges standards, logistique adaptée, etc..),
• prendre en compte la maintenabilité des équipements dès la conception (trappe de visites accessibles, témoins d’usure visible, etc..).
46
Maintenance corrective: options possibles
• Option 1 : « ne rien faire tant qu’il n’y a pas de fumée ». Elle est justifiée lorsque les défaillances n’ont pas d’impact sur la disponibilité des équipements, sur la sécurité des personnes et sur la qualité des produits fournis en bout de chaîne
• Option 2 : elle n’intervient que sur des matériels jugés peu critiques et pour lesquels un plan de maintenance préventif serait inutilement coûteux
• Mais quelque soit le taux de préventif mis en place sur un équipement, la maintenance corrective est toujours présente sur les matériels critiques de manière résiduelle (le risque zéro n’existe pas)
47
Les concepts de la MaintenanceLes concepts de la Maintenance
Seconde famille de Maintenance :Seconde famille de Maintenance :
ou « mieux vaut prévenir que guérir »!….
48
Définition (norme NF EN 13306)
Maintenance effectuée avant la détection d'une défaillance d'un bien, à des intervalles
prédéterminés ou selon des critères prescrits (suite à l'analyse de l'évolution surveillée de
paramètres significatifs) et destinée à réduire la probabilité de défaillance d'une entité ou la
dégradation du fonctionnement du bien
49
Maintenance préventive : quand?
M a in te n a n ceco rre ctive
L a p a n n e su r la m a ch in e a t-e l le u n ein cid e n ce im p o rta n te su r la p ro d u ctio n ,la q u a l i té , la sé cu rité , l 'e n viro n n e m e n t?
Co û t d e p a n n ea cce p ta b le ?
ou i
Possibilté de re groupe r de sé quipe m e nts qui fe ront l'obje t de
procé dure s d'inspe ction,ré gla ge , lubrifica tion?
non
non
ou i
M aintenancesys tém atique
non U tilisa tionde ces techniques
rentable?
ou i
nonM a in te n a n ce co n d itio n n e lle
o u p ré visio n n e l le
Possibilté d'utilise rde s te chnique s
de surve illa nce ?
M a in te n a n ced e ro n d e
ou i
non
Possibilité de confie rce rta ine s tâ che s de m a inte na nce a ux opé ra te urs?
A u tom a in te n a n ce
ou i
non
ou i Possibilité d'e stim e ra ve c pré cision la duré e de vie de s piè ce s?
ou i
M a inte na nc epé riodique
50
Maintenance préventive : apprentissage progressif
• On ne connaît pas le comportement et les pathologies possibles d’un équipement neuf
• On suit au départ les préconisations du constructeur données sous forme systématique
• La fonction Méthodes mettra donc en place un plan provisoire préventif qu’elle affinera ensuite
51
• visites systématiques • prise de signatures
(mesures de référence)• historiques des
interventions • mémorisation des anomalies
de comportement
Maintenance préventive : apprentissage du comportement
52
Buts de la maintenance préventive
1. Augmenter la fiabilité et donc la durée de vie efficace des équipements, en profitant des défaillances pour les expertiser et donc pour les prévenir
l’historique des défaillances et son analyse sont donc des piliers incontournables de la maintenance préventive
53
2. Diminuer les temps d’arrêt en cas de révision ou de panne
Buts de la maintenance préventive
d’une manière plus générale, améliorer la disponibilité de l'atelier de production
54
3. Permettre de décider la maintenance corrective dans de bonnes conditions
prévenir les interventions de maintenance corrective coûteuse
Buts de la maintenance préventive
55
4. Améliorer l'ordonnancement des travaux
Buts de la maintenance préventive
régulariser la charge de travail du service
56
5. Faciliter la gestion de stock
Buts de la maintenance préventive
régulariser la consommation de rechanges
éviter les consommations anormales d’énergie, de lubrifiant
57
6. Améliorer les conditions de travail des personnels de maintenance et de production :
¤ ambiance favorable ¤ suppression des causes
d’accidents, etc..
Buts de la maintenance préventive
Les interventions fortuites surviennent toujours :• au mauvais endroit et au mauvais moment • débouchent sur des improvisations pouvant
être dangereuses
de manière à contrer la loi de Murphy
58
7. Diminuer le budget de maintenance et le coût des défaillances
Buts de la maintenance préventive
59
• activité de surveillance s’exerçant dans le cadre d’une mission définie (contrat de maintenance, inspection visuelle, auditive, etc..) ;
• elle permet de relever des anomalies et d’exécuter des réglages simples ne nécessitant pas d’outillage spécifique, ni d’arrêt de la production ou des équipements
Opérations de maintenance préventive
Opération 1 : Inspection
60
• vérification de la conformité à des données préétablies, suivie d’un jugement
• ce contrôle peut déboucher sur une action de maintenance corrective, ou alors inclure une décision de refus, d’acceptation ou d’ajournement
Opérations de maintenance préventive
Opération 2 : Contrôle
61
• examen détaillé et prédéterminé de : ¤ l’ensemble (visite générale) ¤ une partie des différents éléments du bien (visite limitée)
• pouvant impliquer des opérations de maintenance de premier et deuxième niveau
• la visite peut également déboucher sur de la maintenance corrective
Opérations de maintenance préventive
Opération 3 : Visite
62
• comparaison des réponses d’un système par rapport à un système de référence ou à un phénomène physique significatif d’une marche correcte
Opérations de maintenance préventive
Opération 4 : Test
63
Remplacement d’une pièce ou d’un sous-ensemble défectueux par une pièce identique, neuve ou remise en état préalablement, conformément aux prescriptions du constructeur
Opérations de maintenance préventive
Opération 5 :Echange standard
Chef ! C’est celle-là?
64
• ensemble des actions d’examens, de contrôles et des interventions effectuées en vue d’assurer le bien contre toute défaillance majeure ou critique, pendant un temps donné (ou une unité d’usage donnée)
• une révision peut être partielle ou générale et elle comporte une dépose d’un ou plusieurs sous-ensembles
• une révision est une action de maintenance de niveau 4
Opérations de maintenance préventive
Opération 6 : Révision
65
• Les opérations 1, 2 et 3 sont encore appelées « opérations de surveillance »
• Elles caractérisent parfaitement la phase d’apprentissage de l’équipement
• Elles sont absolument nécessaires si l’on veut maîtriser l’évolution de l’état réel d’un bien
On accepte donc de « payer pour savoir »
puis pour prévenir
Opérations de maintenance préventive
66
67
Maintenance préventive effectuée :• sans contrôle préalable de l'état du bien • conformément à un échéancier établi
selon le temps, le nombre de cycles de fonctionnement, le nombre de pièces produites ou un nombre prédéterminé d'usages pour certains équipements (révisions périodiques) ou organes sensibles (graissage, étalonnage, etc..).
Définition (NF EN 13306)
68
Les opérations planifiées peuvent être simples ou complexes :
• lubrification• échange standard d’un sous-ensemble ou d’un
composant sensible (filtre, joint, durite, balais d’un moteur CC, etc..)
• révision générale d’un équipement • remise à niveau d’une ligne de production par
arrêt annuel
Nécessitent de bien connaître le comportement du
matériel, l’historique des pannes et le MTBF
69
Organisation de la maintenance systématique
Deux aspects :• détermination du contenu des interventions • choix de leur périodicité
Fréquemment fixés par :• le constructeur, dans le «guide d’entretien» de
l’équipement (aéronautique, matériel ferroviaire,...)
• le législateur, dans des normes homologuées éditées par l’AFNOR (ascenseurs, matériel sous pression, matériel électrique,...).
70
Ces deux aspects peuvent aussi être le fait de l’utilisateur :
• Il a préalablement testé, en dépannage et/ou en maintenance conditionnelle, les réactions de l’équipement,
• Il estime alors posséder des historiques suffisamment documentés et précis pour en extraire des lois de dégradation fiables.
Mot clé :
Historique = retour d’expérience
71
Règle générale d’organisation
On s’arrange pour que ces interventions aient lieu
• en dehors de la production• ou pendant les temps de non-
réquisition de la ligne de production (temps masqué) :
changement de production,
changement d’outillage,
etc..
72
Intérêts de la maintenance systématique
• Planifiable sur l’année• Informatisation rapide : GMAO (gestion de
maintenance assistée par ordinateur)• On sort les plannings d’une semaine le
vendredi précédent• la charge de travail est connue et
planifiable à l’avance
73
Périodicité des interventions systématiques
• La périodicité implique la notion de temps d’usage• Ce temps peut être absolu ou relatif, l’origine étant
prise au début de l’exploitation de l’équipement • Temps absolu : il convient très bien aux équipements
tournant 24 heures sur 24 • Temps relatif : il convient mieux à un équipement
utilisé de manière variable.• L’unité utilisée est alors l’unité d’usage : heures,
nombre de cycles, km parcourus pour une voiture, tonnes produites, etc..
74
Variabilité de T
Périodicité T
Nature des opérations
Critères de choix de T
1/2j à 1 semaine
VisitesRonde
Surveillance
Préconisationconstructeur
Habitudes empiriquesExpérience
1 semaine à un an
Echange standard
Opération sur composant critique
PréconisationConstructeur
RéglementationT optimisée par calcul
1 an à 10 ans
Révision partielle ou générale
Grand arrêt périodique
Réglementation
Habitudes empiriques souvent liées aux
contraintes sociales
75
Maintenance préventive systématique : avantages
• se pratique quand on souhaite procurer à un équipement une sécurité de fonctionnement quasi absolue en remplaçant suffisamment tôt les pièces ou organes victimes d’usure ou de dégradation
• la période T de remplacement est calculée en fonction de la loi de fiabilité du matériel (chapitre 7)
• est facile à gérer et diminue les arrêts fortuits • régularise les activités de l’entreprise : moins de
fortuit, c’est aussi plus de sécurité
76
• n’élimine toutefois pas des défaillances catalectiques (entre 5 et 10% de correctif résiduel)
• cette peur de la panne conduit souvent à déterminer T par empirisme, avec des valeurs plus faibles que l’impose le constructeur
• cette recherche de garantie de fonctionnement conduit donc à remplacer des pièces dont l’usure est incomplète
• trop de systématique conduit à des abus, donc des coûts de maintenance excessifs
Maintenance préventive systématique : inconvénients
77
Exemple 1: entretien d’une automobile
Un constructeur d’automobiles fixe la vidange d’un véhicule à 15000 km, mais on constate que :
• seulement 2,5% en ont réellement besoin à 15000 km,
• la plupart des véhicules auraient pu atteindre 18000 km,
• quelques-uns auraient pu aller jusqu'à 22500 km.
Et pourtant, par sécurité, dans ce type de maintenance, tous les véhicules sont
vidangés à 15000 km !
78
Proba bilité de dé fa illa nce
Pa nne deje une sse
Duré e de vie m oye nne
Duré e de vie
Exemple 2 : probabilité de défaillance d’un roulement
Augm e nta tion de s coûts
De nombreux roulements, qui auraient pu tourner plus longtemps, sont gaspillés
Période deremplacement
Augm e nta tion de s risque s
79
Conclusion
• seule la nécessité d’une sécurité de haut niveau peut justifier la maintenance systématique
• il est prouvé que le taux de panne de beaucoup de machines n’est pas toujours amélioré par le remplacement périodique de pièces usées
• le remplacement systématique du matériel doit disparaître progressivement sauf pour du matériel peu coûteux (graissage, filtre, joints, petites pièces, etc..) ou pour des équipements pour lesquels la sécurité des biens et des personnes est mise en jeu
• l’auscultation périodique par démontage partiel ou complet, aujourd’hui encore très répandue, doit céder la place à des méthodes de maintenance conditionnelle
80
81
Maintenance préventive subordonnée :• à un type d'événement prédéterminé
(auto-diagnostic, information d'un capteur, mesure, etc.)
• ou à l'analyse de l'évolution surveillée de paramètres significatifs de la dégradation et de la baisse de performance d'une entité
Définition (NF EN 13306)
82
La surveillance de la dégradation permet de fixer un seuil d’alarme avant un seuil d’admississibilité
Temps
Niveau initial
Dégradation surveillée
Seuil deperte defonction
Niveau de performance
Défaillance
IC
Seuil d’alarme
Seuil d’admissibilité
IP
83
Que surveille t-on?
• degré d’usure,• jeu mécanique,• température,• pression,• débit,• niveau vibratoire,• pollution,• tout autre paramètre qui
puisse refléter l’état de l’équipement
84
Niveau de performance initial
Quelque soit le paramètre surveillé:• s’appelle aussi « signature » de
l’équipement • c’est la référence de bon
fonctionnement de celui-ci pour le point sensible surveillé
85
Nature des mesures
• visuelles (examen de l’usure à l’aide d’une cote, observation d’un jeu mécanique, d’une courroie détendue, etc..)
• réalisées à partir d’appareil de mesures (voltmètre, oscilloscope, analyseur de spectre, radiographie, comptage de particules, etc..)
• visualisables grâce à des capteurs préréglés (témoin de plaquette de frein sur une voiture, témoin de température, etc..)
86
• Surveillance d’équipements à partir de paramètres objectifs ne nécessitant ni arrêt de production ni démontage
• Par exemple : vibrations émises par un ensemble tournant ou composition des huiles utilisées
• Un suivi régulier de ces paramètres dans le temps permet de se rendre compte de : l’évolution qu’ils subissent (par exemple, niveau vibratoire en hausse, modification de la viscosité de l’huile) et qui reflète l’état de santé de l’équipement la durée résiduelle probable de bon fonctionnement, en fonction du seuil d’arrêt , d’où le nom de MAINTENANCE PREDICTIVE donné par certains
Caractéristiques
87
But de la maintenance conditionnelle
Il s’agit pour un équipement donné :• d’éliminer ou de limiter le risque de panne,
l’intervention ayant lieu avant que la dégradation n’atteigne un caractère critique
• de maintenir la production à un niveau acceptable, tant en quantités fabriquées qu’en qualité du produit
• de diminuer les temps d’arrêt, par limitation du nombre de pannes, par une meilleure préparation des interventions (efficacité) et utilisation des créneaux horaires ne perturbant pas la production (ordonnancement)
88
• de réduire les dépenses d’entretien en intervenant à un stade précoce des dégradations, évitant ainsi des remises en état très coûteuses
• d’intervenir dans les meilleures conditions possibles, sans urgence, au moment choisi, avec la préparation adéquate
• de ralentir le vieillissement
But de la maintenance conditionnelle
89
Avantages
• Le personnel de conduite de l’équipement est parfois associé au système de maintenance à travers les tâches de premier niveau (maintenance autonome).
• Amélioration de l’état d’esprit du personnel de conduite: c’est loin d’être négligeable!
90
Que faire pour que ça marche?
• Elle nécessite de connaître les points faibles des machines afin de les surveiller à bon escient
• Elle doit aboutir à du « concret » si nécessaire : arrêt de la machine, échange d’une pièce parfois importante
• Elle doit être prévue dés la conception de la machine, afin d’intégrer les capteurs nécessaires à la surveillance (témoin de température sur une voiture)
Tous les matériels sont concernés, encore faut-il qu’ils s’y prêtent (dégradation détectable et mesurable) et qu’ils
le méritent (notion de criticité)
91
Formes de maintenance conditionnelle
1. surveillance périodique ou forme large (off-line)
2. surveillance continue ou forme stricte (on-line)
92
Surveillance périodique
• l’intervalle de temps t entre 2 mesures est fixé en fonction de la vitesse estimée de dégradation
• elle permet de détecter l’apparition de défauts à évolution lente
• la période peut aller de 2 semaines à six mois selon l’importance et le coût des équipements en cause
93
Surveillance continue
• les capteurs délivrent de manière continue une information, donc dans ce cas t 0
• à la limite, on est capable de suivre sur écran ou sur traceur la loi de dégradation du matériel
• elle permet donc de suivre des défauts à évolution rapide
• l’intervention préventive est alors signalée par une alarme
• cette alarme peut interrompre l’équipement si nécessaire (pour cause de sécurité par exemple)
94
Maintenance conditionnelle continue
Ligne de production (capteur et actionneur)
Interfaces
Bus de terrain
Calculateurou API
Dialogue
Aide audiagnostic
Systèmeexpert
95
L’éloignement du système de pilotage des mesures débouche vers :
• la télésurveillance• la télémaintenance (logiciels d’aide au
diagnostic, systèmes experts)
Maintenance conditionnelle continue
La maintenance conditionnelle continueest la forme la plus moderne de maintenance :il devient nécessaire d’y penser dès que l’on
conçoit un nouvel équipement
96
Cas d’application de la maintenance conditionnelle
• Doit être mise en œuvre dès qu’on désire éviter les défaillances sur un équipement sans pour autant procéder au remplacement systématique des pièces et organes sujets à dégradation
• N’est rentable que sur du matériel en bon état, neuf ou récemment révisé, et occupant une place importante, voire stratégique, dans le processus de fabrication (équipement clé)
• Donc inutile de l’appliquer : à du matériel robuste et présentant peu de risque à des équipements secondaires dont les pannes ont
peu de répercussion sur la production à des machines en surnombre
97
La décision d’appliquer ou non la maintenance conditionnelle à un équipement doit toujours être
dictée par un souci de rentabilité
Mais il faut aussi être prêt :• moyens nécessaires mis en place • connaissance préalables des points sensibles
Cas d’application de la maintenance conditionnelle
La maintenance conditionnelle ne s’improvise pas !
98
MAINTENANCE PREVISIONNELLE
Définition (NF EN 13306) :
Maintenance conditionnelle exécutée en suivant les prévisions extrapolées de
l'analyse et de l'évaluation de paramètres significatifs de la dégradation du bien
99
Maintenance prévisionnelle
Temps
Niveau initial
Seuil deperte defonction
Niveau de performance
Défaillance
Seuil d’alarme
Créneaud’intervention
IP
Panne
Surveillance
100
• on reprend les idées de la maintenance conditionnelle, et on attend les signes de vieillissement ou d’usures pouvant mettre en danger les performances du matériel
• s’appuie sur la connaissance exacte et rigoureuse des processus de dégradation
• exemple : témoin de jauge du réservoir d’essence d’une voiture, témoin qu’on intègre dés la conception
• en suivant son évolution, on se situe en permanence par rapport à l’échéance fatale
Maintenance prévisionnelle
101
• La maintenance prévisionnelle permet de prévoir, avec certitude et confiance, le moment ou la date exacte de la défaillance
• La fabrication en étant avertie assez tôt, et la maintenance ayant le recul suffisant pour préparer son intervention, l’urgence disparaît
• Chacune des parties, en accord avec l’autre, peut donc réaliser son programme sans perturbation
Maintenance prévisionnelle
102
Maintenance prédictive ou conditionnelle ?
• le mot « prédictif » est très mal choisi
• Il n’est d’ailleurs pas reconnu par l’AFNOR
• le maintenancier ne « prédit pas l’avenir » de la machine
• il prévoit simplement un problème à terme sur celle-ci si on ne prend pas les décisions nécessaires
La prévision n’est qu’une règle de bon sens,par contre la prédiction !…
103
Les outils des maintenances conditionnelle et prévisionnelle
• Thermographie• Analyse vibratoire• Contrôles non
destructifs• Analyse des lubrifiants• Endoscopie
104
Thermographie infrarouge
• Mesure de la température de certains organes d’un équipement
• On établit une cartographie (zones isothermes) et on suit son évolution dans le temps
• On identifie alors les zones thermiques anormales
• On quantifie alors l’urgence d’intervention
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Apports de la thermographie IR
• Mesure sans contact (à distance)
• Température très élevée.• Surface très petites.• Interprétation rapide et facile.
• Conséquences:– Pas d ’arrêt du processus.– Sécurité.
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Application par thermographie IRDomaine électrique
• Applications:– connecteur.– équilibrage des phases– courants de fuite– défaut d ’éléments
• capacité, fusible, circuit électroniques
– dérive d ’un système• batteries• transformateur
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Domaine mécanique
• Applications:– défauts de mésalignement.– Défauts de soupapes, clapets– dispositifs soumis à vibrations
(frictions)– ensemble des systèmes soumis à
des efforts
– Exemple de défaut sur un ensemble poulie-courroie
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• Effets de désalignement
Surchauffe d’un moteur Température anormale d’un
réducteur
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Thermographie IR pour l ’isolation thermique
• Outil de détection:– matériau réfractaire.– pertes d ’énergie.– étude comparative
(gain )– infiltrations d ’eau sur
un bâtiment
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Surveillance d ’installations
• Recherche de fuite:– canalisation.– systèmes hydrauliques.– Réservoir.
• Surveillance de niveau.
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Mécanique des fluides
• Surveillance:– chimie et
pétrochimie.– Élaboration du
papier– flux au travers d ’un
moteur.– Flux de vapeur.– Systèmes
hydrauliques
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• Mécanique des fluides
Coût : 30 kDT environ pour l’ensemble caméra + traitement d’images associé
Radiateur bouché Chauffage au sol
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Autres applications
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Analyse vibratoire
• Mesure du niveau et de la fréquence des bruits et jeux mécaniques des machines (tournantes en particulier)
• Toutes les machines vibrent et le spectre des fréquences de leurs vibrations a un profil très particulier lorsqu’elles sont en état de bon fonctionnement
• Dés que des phénomènes d’usure, de fatigue ou de vieillissement apparaissent, l’allure de ce spectre change, ce qui permet là encore, de quantifier l’intervention
Coût : de 2 kDT (off-line) à 115 kDT (on-line)
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Contrôles non destructifs
Mesure des détériorations surfaciques ou internes :
• ultrasons pour la détection et le suivi des fissures internes
• ressuage pour la mise en évidence des fissures débouchantes
• magnétoscopie et courant de Foucault pour la recherche de défauts externes sur les matériaux ferromagnétiques
Coût : quelques dizaines de dinars (ressuage) à 15 kD
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Détection par ultrasons
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Détection par Ressuagea – Imprégnation du colorant
b – Rinçage c – Application du révélateur d – Apparition d’une fissure
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Détection par Magnétoscopie
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Détection par courant de Foucault
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Analyse des lubrifiants
• La quantité de particules est un indicateur précieux de l’état de dégradation d’une machine
• Le type de particules indique en effet la provenance de l’usure, donc la pièce défaillante
• Techniques : centrifugation, gravimétrie, filtration, viscosité
• Parfaitement adaptées au contrôle des circuits hydrauliques (presses, robots, etc..) et toutes les machines utilisant l’huile comme lubrifiant (groupe électrogène, compresseur d’air, etc..).
Coût : de l’ordre de 10 kDT pour un kit d’analyse d’huiles
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Analyse des lubrifiants
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Analyse des lubrifiants
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Endoscopie• permet de visualiser à distance
toute zone d’un équipement, a priori non accessible sans démontage, à l’aide d’un appareillage de vision (caméra mobile)
• technique très utilisée en médecine (visualisation des points critiques dans les artères, l’appareil digestif, etc..) mais aussi en chirurgie
• en maintenance, permet la surveillance des cavités (ballons de pression, échangeurs thermiques, etc..), des machines tournantes (moteurs, turbines, etc..).
Coût : lié à son diamètre et à sa longueurEntre 10 et 100 kDT
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Endoscopie
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Inconvénients des techniques de mesures conditionnelles
• investissement important en matériel• techniciens bien formés à ces techniques • connaissance des pathologies à prévenir :
il faut d’abord savoir ce que l’on cherche ! • peu utilisées directement par le
maintenancier généraliste, mais peuvent être externalisées
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Autre aspect de la maintenance préventive
• maintenance de ronde, de surveillance ou de routine
• assure une surveillance constante de l’ensemble des équipements
• ne peut être réalisée que par des techniciens concernés, c’est à dire attentifs aux moindres problèmes
• permet de détecter très rapidement des défaillances mineures qui pourraient, à terme, avoir des conséquences majeures
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La maintenance de surveillance concerne :
• tous les problèmes de lubrification, de contrôles de pression, température
• les examens sensoriels (détection de fuites, d’odeurs, de bruits anormaux)
• les réglages de certains organes (courroies, calages, etc..)
• les contrôles des équipements annexes (distribution d’énergie, épuration des eaux, évacuation des résidus, ...).
La télésurveillance gérée par informatique a permis à cette forme de maintenance de
se développer ces dernières années
128
Automaintenance• Tout le monde est associé à la maintenance, même
l’opérateur du bas de l’échelle et chacun est responsabilisé à son propre niveau (ce qui implique une formation)
• Consiste à confier aux opérateurs, en plus de leurs tâches de production, une partie de la maintenance de leurs machines: propreté du poste de travail (nettoyage, rangement) vérification visuelle des différentes zones du poste à l’arrêt
et en fonctionnement « surveillance active » en fonctionnement (VTOAG et relevés
de normalités de certains paramètres comme la température ou la pression),
l’alerte éventuelle (appel maintenance )
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Maintenance améliorative
« Ensemble des mesures techniques, administratives et de gestion, destinées à
améliorer la sûreté de fonctionnement d'un bien sans changer sa fonction
requise »
(norme NF EN 13306)
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Opérations de maintenance améliorative
1. Rénovation
2. Reconstruction
3. Modernisation
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Rénovation
• inspection complète de tous les organes• reprise dimensionnelle complète ou le
remplacement des pièces déformées• vérification des caractéristiques• éventuellement, réparation des pièces et sous-
ensembles défaillants
• C’est donc une suite possible à une révision générale
• Une rénovation peut donner lieu à un échange standard
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Reconstruction
Définition :• « action suivant le
démontage du bien principal et remplacement des biens qui approchent de la fin de leur durée de vie et/ou devraient être systématiquement remplacés ».
• inclut des modifications et/ou améliorations
• donne à un bien une vie utile qui peut être plus longue que celle du bien d’origine
• impose le remplacement de pièces vitales par des pièces d’origine ou des pièces neuves équivalentes
• peut être assortie d’une modernisation ou de modifications
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Modernisation
• remplacement d’équipements, d’accessoires, de logiciels par des sous-ensembles apportant, grâce à des perfectionnements techniques n’existant pas sur le bien d’origine, une amélioration de l’aptitude à l’emploi du bien
• peut intervenir dans les opérations de rénovation ou de reconstruction.
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Conditions d’application de la maintenance améliorative
• La maintenance améliorative est un état d’esprit nécessitant un pouvoir d’observation critique et une attitude créative
• Un projet d’amélioration passe obligatoirement par une étude économique sérieuse : l’amélioration doit être rentable
• Tous les matériels sont concernés, sauf bien sûr, les matériels obsolètes ou proche de la réforme
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Objectifs de la maintenance améliorative
• augmentation des performances de production
• l’augmentation de la fiabilité • l’amélioration de la maintenabilité • standardisation de certains éléments ou
sous-ensemble • l’augmentation de la sécurité des
utilisateurs
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• La variété des travaux de maintenance s’ouvre sur un large éventail de complexité allant de l’action élémentaire simple jusqu’aux moyens lourds
• Classification en 5 niveaux d’intervention • Chaque niveau prend en compte :
la compétence requise le lieu où l’intervention doit se dérouler les moyens matériels à mettre en œuvre la complexité des instructions nécessaires à l’exécution l’impact de l’intervention sur le stock de rechange l’importance des contrôles et des essais à faire, en
cours ou en soin d’intervention
Niveaux d’intervention
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NIVEAU 1
• Ce sont des actions simples nécessaires à l’exploitation et réalisées sur des éléments facilement accessibles en toute sécurité à l’aide d’équipements de soutien intégrés au bien
• A titre d’exemple et pour fixer les grandeurs : nettoyage d’un filtre, compléments de carburant ou de fluides, graissage, remplacement de consommables ou accessoires (lampe, pile, etc..)
• C’est le plus souvent l’opérateur ou l’exploitant du bien qui effectue la maintenance de niveau 1
• Il est en effet inutile d’appeler un technicien de maintenance pour effectuer ce travail
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NIVEAU 2• Ce sont des actions qui nécessitent des procédures
simples et des équipements de soutien (intégrés ou non au bien) d’utilisation et de mise en œuvre simple
• Exemples : contrôles de performance, réglages, dépannages simples, réparations par échange standard (à condition qu’il soit facile à réaliser)
• Ce type d’intervention doit être réalisé par du personnel habilité (personnel de niveau V) selon des procédures détaillées et des équipements de soutien définis dans les instructions de maintenance
• Une personne est habilitée lorsqu’elle a reçu une formation lui permettant de travailler en sécurité sur un bien présentant des risques potentiels et lorsqu’elle est désignée pour l’exécution des travaux qui lui sont confiés, compte tenu de ses connaissances et de ses aptitudes
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NIVEAU 3
• Ce sont des actions qui nécessitent des procédures complexes et des équipements de soutien d’utilisation ou de mise en œuvre complexes
• Exemples : opérations de réglages généraux, réalignements d’arbres, opérations délicates de maintenance systématique, réparations par échanges de sous-ensembles ou de composants (électronique, mécanique, thermique, etc..)
• Ces opérations délicates doivent être réalisées par des techniciens qualifiés, à l’aide de procédures détaillées et des équipements de soutien définis dans les instructions de maintenance
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NIVEAU 4
• Ce sont des opérations dont les procédures impliquent la maîtrise d’une technique ou d’une technologie particulière et la mise en œuvre d’équipements de soutien spécialisés
• Exemples : réparations par échanges de sous-ensembles ou de composants, réparations spécialisées, vérification des appareils de mesure, contrôle de la transmission de données, etc..
• Ces interventions doivent être réalisées par un technicien ou une équipe spécialisée à l’aide de toutes les instructions de maintenance générales ou particulières
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NIVEAU 5
• Ce sont des opérations dont les procédures impliquent un savoir-faire faisant appel à des techniques ou technologies particulières, des processus et des équipements de soutien industriels
• Ce niveau recouvre donc toutes les opérations de réfection, rénovation ou reconstruction
• Elles sont en règle générale réalisées par le constructeur ou par une société spécialisée avec des équipements de soutien définis par le constructeur
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Pour fixer les idées...
• niveau 1 :Complément de lubrifiant• niveau 2 : remplacement d’un filtre à air• niveau 3 : interventions sur circuit
électronique• Niveau 4 : maintenance d’un compresseur
d’air• niveau 5 : réfection complète d’une
machine-outil
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