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Remerciements……………………………………………… page 3
INTRODUCTION…………………………………… page 4
PARTIE I : Généralité sur les systèmes automatisés I. Généralités………………………………………….
page 5 1-Définition.…………………………………... page 5 2-Objectifs de l’automatisation.
………………… page 5 3-Fonction globale d’un système automatisé………. page 6II. Structure générale d’un système automatisé…………… page 7
1-Chaîne fonctionnelle…………………………… page 72-Chaîne d'action………………………………… page 8
3-Chaîne d'acquisition…………………………….. page 8
PARTIE II : Organisation d’un système automatiséI. La partie commande………………………………… page 10
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1-Les interfaces d’entrée………………………… page 10 2-les interfaces de sortie………………………… page 10 3-L’unité de traitement…………………………. page 10 II. La partie opérative………………………………. page 11 1-Les capteurs…………………………………. page 11 2-Les actionneurs……………………………… page 19 3-Les préactionneurs…………………………… page25
PARTIE III : Automate programmable industriel1-Définition………………………………… page 28
2-Structure général………………………….. page 29 3-Principe de fonctionnement………………… page 29 4-Programmation……………………………. page 30
a) le langage API (TSX27)………….. page 30
b) Modes de programmations………. page 315-système automatisé…………………………….. page 33a) chaîne de production automatisée ………………. page 33b) organigramme de la chaîne de production ………. page 34
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c) constituant…………………………………… page 35d) Grafcet………………………………………. page 37e) étude de la souffleuse…………………………. page 38f) programmation………………………………. page 39
PARTIEIV : Maintenance d’un système automatisé I .La méthode AMDEC…………………………… page 44
1-Présentation……………………………….. page 44 2-Les aspects originaux de la méthode
………… page 453- Méthodologie ………………………………
page 46 4-Démarche pratique de L’AMDEC……………. page 47 5-Les grilles de cotation………………………... page 48 6-Tableaux AMDEC………………………….. page 50 II. La loi de Pareto……………………………… page 56 1-Principe……………………………………. page 56 2-La méthode…………………………………. page 56 III.Application au système étudié………………... page 58 1-Tableaux AMDEC…………………………. page 58
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2-Histogramme de criticité…………………….. page 58 3-Courbe ABC………………………………... page 59
Conclusion…………………………………….. page 61
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Au terme de ce travail, nous tenons à remercier Mr A.KHATORY d’avoir proposé
un sujet si intéressant.Nous remercions vivement notre chef de département Mr A.TALBI, ainsi que tous
enseignants.Nous exprimons notre reconnaissance à tous ceux qui ont participé, de prés, ou
de ce travail.
Face au économique auquel notre industrie est confronté, la mutation de l’appareil productif s’avère nécessaire : automatiser devient indispensable pour obtenir une compétitivité des produits fabriqués.Les raisons d’automatiser les productions industrielles sont multiples :- suppression des travaux pénibles ou fastidieux ;- économie de main d’œuvre ;- recherche d’une constance dans la qualité ;
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- augmentation de production avec des investissements limités ;- économies de matière ou d’énergie ;- Crée rune adaptabilité de l’outil de production aux produits
nouveaux (flexibilité) ;- Alléger les taches physiques non volarisantes pour l’homme.
la fonction maintenance est permanence confronté à ces évolutions et elle doit s’adapter à des équipements de plus en plus complexes et à la recherche constante d’une rapide adaptation des moyens de production pour améliorer la productivité et la compétitivité de l’entreprise .
Notre projet consiste à faire l’étude et la maintenance d’un système automatisé
Le présent rapport est articulé en quatre parties :PARTIE I : Parle d’une manière générale sur le système automatisé sont objectif et sont fonctionnementPARTIE II : Parle sur l’Organisation d’un système
automatiséPARTIE III : Parle sur l’Automate programmable industrielPARTIEIV : Parle sur Maintenance d’un système
automatisé.
1-Définition :
Un système technique automatisé est un ensemble de constituants conçu pour effectuer un certain nombre de tâches. Le processus est l'ensemble ordonné des tâches effectuées par le système.On appelle tâche un ensemble d'opérations regroupées selon un critère fonctionnel. Chaque tâche confère une partie de la valeur ajoutée à la matière d'œuvre.Au cours du processus, le système agit sur une (ou plusieurs) matière d'œuvre : il lui confère ainsi une valeur ajoutée.Toute l'énergie nécessaire à la transformation du produit est fournie par une source extérieure; le constituant automate dirige la succession des opérations. L'homme surveille le
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système et peut dialoguer avec lui par l'intermédiaire du pupitre.
2-Objectifs de l’automatisationFace au économique auquel notre industrie est confronté,
la mutation de l’appareil productif s’avère nécessaire : automatiser devient indispensable pour obtenir une compétitivité des produits fabriqués.Les raisons d’automatiser les productions industrielles sont multiples :- suppression des travaux pénibles ou fastidieux ; - économie de main d’œuvre ;- recherche d’une constance dans la qualité ; - augmentation de production avec des investissements limités ;- économies de matière ou d’énergie ;- Crée rune adaptabilité de l’outil de production aux produits nouveaux (flexibilité) ;- Alléger les taches physiques non volarisantes pour l’homme.
3-Fonction globale d’un système automatisé
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AGIR sur la matière d'oeuvre
ConsignesOpérateur
Énergie
Données deFonctionnement
ENTREES SORTIES
PROCESSEUR :Système, mécanismepermettant
Matière d'œuvre à l'état initial
MOEI + valeur ajoutée = matière d'œuvre à l'état final
Messages
DONNEES DE CONTROLE
Matière d'œuvre à l'état initiale
Elle peut se présenter sous différentes formes :
produit : objet technique, produit chimique, électronique,…
énergie : électrique, thermique, hydraulique,…
information : écrite, sonore, audiovisuelle,…
Valeur ajoutée
La valeur ajoutée à ces matières d'œuvre peut résulter :
d'une modification physique : traitement mécanique (usinage) traitement thermique (cuisson)
d'un arrangement particulier : montage, emballage,
assemblage…
d'un transfert : manutention, transport,
stockage…
d'un prélèvement d'informations : contrôle, mesure…
Tout système automatisé se compose :
d'une partie opérative (P.O.) : agit sur la matière d'œuvre, sur ordre de la partie commande, afin de lui procurer la valeur ajoutée.
d'une partie commande (P.C.) : coordonne les actions de la partie opérative. Elle donne les ordres en fonction des consignes de l'opérateur et des comptes-rendus d'exécution transmis depuis la PO 1-Chaîne fonctionnelleDéfinition : une chaîne fonctionnelle est un ensemble de Constituants organisés en vue de l'obtention d'une tâche.
Partie commande Partie opérative
Frontière d’isolement
2-Chaîne d'action
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3-Chaîne d'acquisition
D’une façon générale, un système automatisé peut se décomposer en deux parties qui coopèrent : l’une est dite partie opérative et l’autre partie commande.
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Unité de traitement
Pré actionneurs
Actionneurs Effecteurs
OrdresEnergie de puissance
Actions
Unité de traitement
Capteurs Partie Opérative
Comptes-rendus Etat physique
La partie commande est « le cerveau », ou le module de traitement qui analyse les informations donnés par les capteurs et qui envoi des consignes opératives aux préactionneurs en fonction des données. La partie opérative « la machine », ou le module de dialogue qui permet une communication entre le milieu extérieur et le système éventuellement par le module traitement. Les relations entre les deux parties d’un système consistent en des échanges d’informations.
I-La Partie Commande La partie commande est un automatisme qui élabore en
sortie des ordres destinés au processus et des signaux de visualisation en fonction des compte- rendus venant du processus et des consignes qu’il reçoit en entrée. En d’autre terme, c’est l’ensemble des moyens de traitement de l’information qui assurent le pilotage et la coordination des taches du processus souhaite La partie commande traite des informations :
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-dialogue avec le milieu extérieure et d’autre parties commandes -coordonne les actions de la partie opérative. La partie commande est compose de deux modules : -le module de traitement pour traiter les informations ; captées par la partie opératives -le module de dialogue pour dialoguer avec le milieu extérieur.La partie commande se décompose de trois ensembles :
les interfaces d'entrées ;les interfaces de sorties ;l'unité de traitement.
1-Les interfaces d'entréesLes interfaces d'entrées transforment les informations
issues des capteurs placés sur la partie opérative ou dans la partie dialogue en informations de nature et d'amplitude compatibles avec les caractéristiques technologiques de l'automate.2-Les interfaces de sorties
Les interfaces de sorties transforment les informations élaborées par l'unité de traitement en information de nature et d'amplitude compatible avec les caractéristiques technologiques des préactionneurs d'une part, des visualisations et avertisseurs d'autre part.3-L’unité de traitement
L'unité de traitement élabore les ordres destinés aux actionneurs en fonction des informations reçues des différents capteurs et du fonctionnement à réaliser. La partie commande peut être représenté dans un système automatisé soit par une automate programmable industrielle ou par un PC.
II-La partie opérative
Qui traite la matière d’œuvre entrante afin d’apporte la valeur ajoutée à la matière d’œuvre sortante, l’ensemble électromécanique constitue la partie opérative
La partie opérative se compose de trois ensembles:les capteursles actionneursles préactionneurs
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1-Les capteurs
Les capteurs sont des composants de la chaîne d'acquisition dans une chaîne fonctionnelle. Les capteurs prélèvent une information sur le comportement de la partie opérative et la transforment en une information exploitable par la partie commande. Une information est une grandeur abstraite qui précise un événement particulier parmi un ensemble d'événements possibles. Pour pouvoir être traitée, cette information sera portée par un support physique (énergie), on parlera alors de signal. Les signaux sont généralement de nature électrique ou pneumatique. On peut caractériser les capteurs selon deux critères: - en fonction de la grandeur mesurée; on parle alors de capteur de position, de température, de vitesse, de force, de pression, etc.; - en fonction du caractère de l'information délivrée; on parle alors de capteurs logiques appelés aussi capteurs tout ou rien (TOR), de capteurs analogiques ou numériques. On peut alors classer les capteurs en deux catégories, les capteurs à contact qui nécessitent un contact direct avec l'objet à détecter et les capteurs de proximité. Chaque catégorie peut être subdivisée en trois catégories de capteurs : les capteurs mécaniques, électriques, pneumatiques.
Principales caractéristiques des capteurs :
L'étendue de la mesure : c'est la différence entre le plus petit signal détecté et le plus grand perceptible sans risque de destruction pour le capteur.La sensibilité : c'est la plus petite variation d'une grandeur physique que peut détecter un capteur.La rapidité : c'est le temps de réaction d'un capteur entre la variation de la grandeur physique qu'il mesure et l'instant où l'information prise en compte par la partie commande.La précision : c'est la capabilité de répétabilité d'une information position, d'une vitesse,...
classification des capteurs:
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Détecter une information logique
Avec contact mécanique
Sans contact (proximité)
A sortie électrique
A sortie pneumatiqu
e
A sortie pneumatiqu
e
A sortie électrique
Détecteur électrique de position à action mécanique
Détecteur pneumatique de position à action mécanique
Détecteur électrique de proximité : - inductifs- capacitifs - magnétiques -photoélectriques
Détecteur pneumatique de proximité :- à seuil de pression (chute de pression)- fluidique
Choix d'un capteur : Tous les capteurs dont les fonctionnements ont été décrits
précédemment présentent deux parties distinctes. Une première partie qui a pour rôle de détecter un événement et une deuxième partie qui a pour rôle de traduire événement en un signal compréhensible d'une manière ou d'une autre par une partie PC. Pour choisir correctement un capteur, il faudra définir tout d'abord :
- le type événement à détecter,- la nature de événement,- La grandeur de l'événement,- l'environnement de l'événement. En fonction de ces paramètres on pourra effectuer un ou plusieurs choix pour un type de détection. D'autres éléments peuvent permettre de cibler précisément le capteur à utiliser :- ses performances,- son encombrement,- sa fiabilité (MTBF)- la nature du signal délivré par le capteur (électrique, pneumatique)- son prix...
Différents types des capteurs :
1. Capteurs à fuite :
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Les capteurs à fuite sont des capteurs de contact. Le contact avec l'objet à détecter peut se faire soit par une tige souple soit par une bille. Pour pouvoir fonctionner correctement, ces capteurs doivent être couplés avec un relais pour capteur à fuite. Le capteur est alimenté en pression par le relais. L'air peut alors s'échapper de ce capteur par un orifice prévu à cet effet. Lorsque la bille ou la lame souple est déplacée dans son logement, elle obture l'orifice d'évacuation d'air et le relais pour capteur à fuite se déclenche et émet un signal à la pression industrielle.
Exemple :
2. Capteur capacitif : Les capteurs capacitifs sont des capteurs de proximité qui permettent de détecter des objets métalliques ou isolants. Lorsqu'un objet entre dans le champ de détection des électrodes sensibles du capteur, il provoque des oscillations en modifiant la capacité de couplage du condensateur.
Avantages
Pas de contact physique avec l’objet détecté. Pas d’usure ; possibilité de détecter des objets fragiles, fraîchement peints…
Détecteur statique, pas de pièces en mo uvement. Durée de vie indépendante du nombre de manœuvres. Produit entièrement en capsulé dans la résine donc
étanche. Très bonne tenue à l’environnement industriel :
atmosphère polluante
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Utilisations
contrôle de remplissage de liquides dans des flacons ou des cuves
la détection de la présence de matériaux pulvérulents dans des trémies.
Les domaines d'utilisation les plus significatifs se rencontrent dans l'agro-alimentaire, la chimie, la transformation des matières plastiques, le bois, les matériaux de construction, etc.Exemple :
Symbole
3. Capteur inductif : Les capteurs inductifs produisent à l'extrémité leur tête de
détection un champ magnétique oscillant. Ce champ est généré par une self et une capacité montée en parallèle. Lorsqu'un objet métallique pénètre dans ce champ, il y a perturbation de ce champ puis atténuation du champ oscillant. Cette variation est exploitée par un amplificateur qui délivre un signal de sortie, le capteur commute.
Avantages
Pas de contact physique avec l’objet détecté.
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détection d'objets de toutes formes et de matériaux de toutes natures
détection à très grande distance, sortie statique pour la rapidité de réponse ou sortie à
relais pour la commutation de charges jusqu'à 2 A généralement en lumière infrarouge invisible,
indépendante des conditions d'environnement Détections Tout objet dépend de l'opacité et de la réflexion de l'objet
Utilisations
détection d'objets et de produits dans la manutention et le convoyage,
détection de pièces dans les secteurs de la robotique, détection de personnes, de véhicules ou d'animaux dans
les secteurs des ascenseurs et du bâtiment en général, etc.
Exemple :
Oscillateur
4. Capteur optique Un capteur photoélectrique est un capteur de proximité. Il se compose d'un émetteur de lumière associé à un récepteur. La détection d'un objet se fait par coupure ou variation d'un
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faisceau lumineux. Le signal est amplifié pour être exploité par la partie commande.
Avantages
Pas de contact physique avec l’objet détecté. détection d'objets de toutes formes et de matériaux de
toutes natures détection à très grande distance, sortie statique pour la rapidité de réponse ou sortie à
relais pour la commutation de charges jusqu'à 2 A généralement en lumière infrarouge invisible,
indépendante des conditions d'environnement Détections Tout objet dépend de l'opacité et de la réflexion de l'objet
Utilisations
détection d'objets et de produits dans la manutention et le convoyage,
détection de pièces dans les secteurs de la robotique, détection de personnes, de véhicules ou d'animaux dans
les secteurs des ascenseurs et du bâtiment en général, etc.
Exemples :
Détecteur photoélectrique cylindrique
Détecteur photoélectrique avec signal de sortie analogique
Différents types de détection :
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Système barrage
Système reflex
Système de proximité (réflexion directe)
5. Capteur de position Les capteurs de position sont des capteurs de contact. Ils peuvent être équipé d'un galet, d'une tige souple, d'une bille. L'information donnée par ce type de capteur est de type tout ou rien et peut être électrique ou pneumatique.
Capteur fin de course et à galet Capteurs à levier et à
tige souple
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2-Les actionneurs
Un actionneur est un objet technique qui convertit une énergie d’entrée en une énergie de sortie utilisable pour obtenir une action définie.L’énergie d’entrée est le plus souvent de type électrique, hydraulique ou pneumatique, l’énergie de sortie est de type en général mécanique mais aussi thermique, lumineuse ou sonore.
LES VERINS1-RôleLe vérin est l'élément moteur des systèmes hydrauliques, car nous pouvons dire que c'est la fin du parcours du circuit hydraulique. Le vérin à pour rôle de transformer l'énergie hydraulique reçue en énergie mécanique comme par exemple le levage des bennes de camion, les trains d'atterrissage des avions, les monte-charges, les presses hydrauliques...la liste est très longue.
2-Description
D'une manière générale un vérin est composé principalement de(image ci-dessous):- un corps- un piston- une tige- des orifices d'entrée et de sortie du fluide.
Domaine d'application
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Le domaine d'application des vérins est très vaste, des machines-outils aux engins des travaux publics, des presses hydrauliques aux monte-charges, de l'aéronautique à la construction navale, presque tous les systèmes nécessitant de gros efforts font intervenir les vérins par le système hydraulique3-Fonctionnement (principes)Nous allons aborder les deux modes de fonctionnement:
Cas du vérin simple effetUn vérin simple effet ne travaille que dans un seul sens (en tirant ou en poussant), ce qui veut dire que le fluide hydraulique n'agit que dans un coté et le retour se fait généralement par un ressort ou soit par la charge. Il est "alimenté" par un distributeur (celui du 3/2) qu'on a vu auparavant.
Le fluide hydraulique qui est envoyé sous pression pousse (dans notre cas) le piston qui fait sortir la tige qui lui est solidaire. Le ressort est ainsi comprimé, et tant que la pression est toujours maintenue, la tige reste en position "sortie".
Mais dès lors qu'on annule la pression (fin de travail) grâce au distributeur qu'on a vu avant, le ressort se détend et fait reculer le piston qui à son tour renvoie le fluide sans pression dans le réservoir.
Exemple vérin simple effet
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Cas du vérin double effet Un vérin double effet est un vérin qui travaille dans les deux sens (en poussant et en tirant), c'est à dire que le fluide hydraulique est envoyé sous pression de part et d'autre du piston en fonction du travail voulu (sortie-rentrée de tige). Il est "alimenté" par un distributeur (celui de 4/2) qu'on a vu auparavant.
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Le fluide hydraulique qui est envoyé sous pression dans la chambre 1(grâce au distributeur) pousse (dans notre cas) le piston qui fait sortir la tige qui lui est solidaire, au même moment le fluide de la chambre 2 est "évacué" sans pression vers le réservoir
Le phénomène s'inverse ici, le fluide de la chambre 2 est sous pression (toujours grâce au distributeur) et fait rentrer la tige en agissant toujours sur le piston, le fluide de la chambre 1 est alors envoyé sans pression dans le réservoir.
Exemple vérin Double effet
Moteur pas à pas
Ils permettent d’assurer un positionnement précis, sans boucle d’asservissement (asservissement en boucle ouverte).
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Un moteur pas à pas transforme une impulsion électrique en une énergie mécanique permettant le déplacement angulaire du rotor, appelé " pas ". On distingue 3 familles: aimants permanents, réluctance variable, hybrides.Permettent de convertir directement un signal électrique numérique en un positionnement angulaire de caractère incrémental. Chaque impulsion envoyée par le système de commande au module de puissance se traduit par la rotation d'un pas du moteur. La résolution angulaire d'un moteur pas à pas va de 4 à 400 pas. On peut distinguer trois catégories technologiques :← -Moteur à reluctance variable. ← -Moteur à aimants permanents ← -Moteur hybride
DescriptionsLes moteurs pas à pas sont utilisé dans de nombreux appareils (imprimantes, fax, photocopieurs, traceurs ....) le but étant de faire déplacer des ensembles mobiles avec une grande précisions par rapport à des moteurs a courant continu classique. En effet les moteurs pas à pas sont constitués de manières différentes et comportent plusieurs bobines ainsi l’on peut déterminer l’angle exact de rotation, l’accélération ou le sens de rotation en modifiant l’alimentation des bobines. De plus, en laissant une ou plusieurs bobines alimentées, on obtient un maintien: le moteur est figé.
Moteur à courant continu :
Utilisés dans :
- le domaine des très puissances (jouets, micro-outillage..)
- l’industrie automobile (lève-vitres, ventilateurs)
- le domaine des fortes puissances (chariots élévateurs..)
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3-Les pré-actionneurs
Les ordres émis par la PC sont généralement sous forme
d’un signal électrique de faible puissance. D’ou la nécessité
d’avoir recours à des organes chargés de traduire et d’amplifier
les ordres émis par la PC, appelés pré-actionneurs.
Le rôle général d’un pré-actionneur est distribuer l’énergie.
En fonction des grandeurs d’entrée et de sortie, on peut établir
une classification des pré-actionneurs les plus utilisés.
1-Contacteur :
Un contacteur est un appareil de coupure automatique :Il permet d’ouvrir et de fermer un circuit électrique à distance via l’excitation d’une bobine de commandeChoix d’un contacteur :
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Le choix d'un contacteur est fonction de la nature et de la valeur de la tension du réseau, de la puissance installée, des caractéristiques de la charge, des exigences du service désiré.
2-Distributeur :
3-Variateur de vitesse :
Devient l’un des composants essentiels dans tous les systèmes d’automatisation modernes. Il commande le moteur pour faire varier sa vitesse de manière continue jusqu’à sa vitesse nominale. La valeur de la vitesse peut être proportionnelle à un signal analogique fourni par, soit un potentiomètre, soit une source d’alimentation externe. Des vitesses pré-sélectionnées peuvent être également exploitées…
L’ensemble variateur + moteur standard remplace avantageusement un moteur bi vitesse et sa séquence électromécanique. Les autres avantages sont nombreux: réduction des courants de démarrage, limitation des usures mécaniques, souplesse de l’entraînement, possibilité de tourner à des vitesses supérieures à la vitesse nominale, économie d’énergie…
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4-Démarreur :C'est un moteur électrique auxiliaire alimenté par la
batterie d'accumulateurs et destiné à lancer un moteur à combustion interne pour lui permettre de démarrer.
Ce dernier ne pouvant démarrer par lui-même comme le moteur à vapeur, un régime de rotation suffisant doit lui être imprimé pour alimenter les cylindres. Le couple à transmettre par le démarreur dépend des forces de frottement, du rapport volumétrique du moteur, du nombre de cylindres et de la température ambiante.
L'automate Programmable Industriel1. Définition
Un Automate Programmable Industriel (API) est une machine électronique programmable par un personnel non informaticien et destiné à piloter en ambiance industrielle et en temps réel des procédés ou parties opératives.Un automate programmable est adaptable à un maximum d’application, d’un point de vue traitement, composants, langage. C’est pour cela qu’il est de construction modulaire.
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2. Structure générale
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3. Principe de fonctionnement
Le traitement à lieu en quatre phases :
•Phase 1 : Gestion du système : autocontrôle de l’automate•Phase 2 : Acquisition des entrées : prise en compte des informations du moduleD’entrées et écriture de leur valeur dans RAM (zone DONNEE).•Phase 3 : Traitement des données : lecture du programme (située dans la RAMProgramme) par l’unité de traitement, lecture des variables (RAM données), traitement et écriture des variables dans la RAM données.•Phase 4 : Emissions des ordres : lecture des variables de sorties dans la RAM données et transfert vers le module de sorties.
4-Programmation a)-Le langage API (TSX 27)
Les entrées :
Il existe deux types d’entrées appelées (TEST) pour l’API :
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Les test directes : qui s’activent si l’entrée est activée.
Les tests indirectes : qui s’activent si l’entrée n’est pas active.
Les sorties :
Il existe plusieurs types de sorties pour l’API, mais nous n’allons en étudier que trois sortes :
Sortie directe : qui fonctionne comme l’entrée direct.
Sortie SET(S) : qui agit comme une mémoire et reste à 1.
Sortie RESET(R) : qui remet à zéro la sortie S.
Remarque : Les sorties S et R sont surtout utilisées pour les pré actionneurs monostables ou des informations à mémoriser (auto maintien de contacteur à maintenir activé pour ne pas qu’il retombe à l’état repos et pour la programmation des étapes du grafcet en mode séquentiel.b)-Mode de programmation : Il existe deux modes de programmations : le mode LADDER et le mode SEQUENTIEL. La principale différence réside dans l’ordre d’exécution,en LADDER,il n’y a pas d’ordre dans les LABELS,le label 102 peut s’exécuter avant le label 1,donc il n’est pas ou mal adapté à une programmation par séquence(type grafcet)contrairement ou séquentiel qui suit directement une programmation grafcet.Le mode de programmation LADDER : Le LADDER ou langage à contact se programme par ligne avec les entrées (TEST) et les sorties sur les mêmes pages de programmations.Chaque page se nomme un LABEL, ils vont de 0 à 999, chaque label comprend 4 ligne de programmations, il faut le nommer pour l’API le reconnaisse comme ligne de programmation. Pour le nommer, il faut utiliser la touche (LAB) et le numéroter de 0 à 999.les labels ne comportent pas d’ordre
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d’exécution, c’est-à-dire que le label 50 peut s’exécuter avant le label 1, on ne peut pas programmer suivant un ordre séquentiel (suivant un grafcet) car une entrée peut enclencher plusieurs sorties si elle est utilisée dans plusieurs labels. L’écran se compose de 4 lignes de programmation :
Sur ces lignes on peut programmer des entrées et des sorties pour former une ligne de programme
Les sorties peuvent êtres des bobines ou des compteur, des temporisations,…
Le mode de programmation SEQUENTIEL Dans le mode SEQUENTIEL, on trouve 3 parties :
Le préliminaire ou (PRE) qui s’occupe de la gestion des mises en marche après arrêts désirées ou non (arrêts d’urgences,…)
Le séquentiel ou (SEQ) dans lequel on va écrire la structure ou (squelette) du grafcet et ou l’on peut aussi programmer ce grafcet (à condition qu’il ne soit pas trop important : 4 lignes de programme par étape et uniquement en sortie SET et RESET)
Le postérieure ou (POS) dans lequel on programme comme en langage LADDER mais ou l’on peut utiliser le grafcet pour ordonner les LABELS(en incluant des TESTES directs appartenants aux bits d’étapes ,exemple :X11)chose impossible en mode LADDER.
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CONSTITUANTS :La chaîne de production automatisée se composent des éléments suivant :
Les moteurs asynchrones. Les prés actionneurs. Les capteurs (de position, niveau). Les vérins. Les électroaimants.
1) GRAFCET :
a) cahier de charge :INFORMATIONS ACTIONS-Présence du préforme à l’entrée du souffleuse=C1.
-Bouteille à la sortie du souffleuse=C2.
-Souffler la bouteille=DBR.
-Déplacer la bouteille vers rinceuse=DBR.
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-Bouteille à l’entrée du rinceuse=C3.
-Bouteille à la sortie du rinceuse=C4.
-Bouteille à l’entrée du remplisseuse=C5.
-Bouteille à la sortie du remplisseuse=C6.
-Bouteille à l’entrée du visseuse=C7.
-Bouteille à la sortie du visseuse=C8.
-Bouteille devant dateuse=C9.
-Bouteille devant l’appareille à l’étiquette=C10.
-Bouteille devant l’encaisseuse=C11.-Carton est plein=C12.
-Rincer la bouteille =RB.
-Déplacer la bouteille vers la remplisseuse=DBRp.
-Remplir la bouteille=RpB.
-Déplacer la bouteille vers visseuse=DBV.
-Mettre le bouchon sur la bouteille=MB.-Déplacer la bouteille vers dateur=DBD.
-Afficher la date sur la bouteille=AD.-Mettre l’étiquette sur la bouteille=MT.
-Mettre la bouteille dans le carton=MBC.-Fermer le carton et afficher la date =FC et AD
GRAFCET :
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Etude de la souffleuse :
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Cahier de charge :
Informations actions-présence de la préforme=C1.-présence de la préforme devant le moule=C2.-Pénétration de préforme dans le moule=C3.-Le moule est fermer=C4.-Préforme est souffler= C5.-Evacuation de la bouteille=C6.
-Entrer la préforme dans le moule=EPF.-Ouvrer le moule=OM.-Fermer le moule=FM.-Souffler la préforme=SP.-Ouvrer le moule=OM.-Fermer le moule=FM.
Grafcet :
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PROGRAMMATION : Programmation des réceptivités : C1 : I1,00 (présence du préforme a l’entrée du souffleuse). C2 : I1,01 (bouteille à la sortie de la souffleuse) C3 : I1,02 (bouteille à l’entrée de la rinceuse). C4 : I1,03 (bouteille à la sortie de la rinceuse). C5 : I1,04 (bouteille à l’entée du remplisseuse). C6 : I1,05 (bouteille à la sortie du remplisseuse). C7 : I1,06 (bouteille à l’entrée de la visseuse). C8 : I1,07 (bouteille à la sortie de la visseuse). C9 : I1,08 (bouteille devant dateuse). C10 : I1,09 (bouteille devant l’appareille à l’étiquette). C11 : I1,A (bouteille devant l’encaisseuse). C12 : I1,B (carton est plein).
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Programmation des actions :
SP : Q0.00 (souffler la bouteille).DBR : Q0.01 (déplacer la bouteille vers rinceuse).RB : Q0.02 (rincer la bouteille).DBRp: Q0.03 (déplacer la bouteille vers la remplisseuse).RpB : Q0.04 (remplir la bouteille).DBV : Q0.05 (déplacer la bouteille vers visseuse)MB : Q0.06 (mettre le bouchon sur la bouteille)DBD : Q0.07 (déplacer la bouteille vers dateur).AD : Q2.00 (afficher la date sur la bouteille)MT : Q2.01 (mettre l’étiquette sur la bouteille).MBC : Q2.02 (mettre la bouteille dans le carton).
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PROGRAMATION DE LA SOUFFLEUSE :
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Programmations des réceptivités :C 1 : I1.00 (présence de la préforme).C2 : I1.01 (présence de la préforme devant le moule).C3 : I1.02 (pénétration de la préforme dans le moule).C4 : I1.03 (le moule est fermer).C5 : I1.04 (préforme est souffler).C6 : I1.05 (évacuation de la bouteille).
Programmation des actions :
EPF : Q0.00 (entre la préforme dans le four).OM : Q0.01 (ouvrer le moule).FM : Q0.02 (fermer le moule).
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SP : Q0.03 (souffler la préforme).OM : Q0.04 (ouvrer le moule).FM : Q0.05 (fermer le moule)
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1-Définition
selon l’AFNOR (Association Française de Normalisation) : «la maintenance c’est l’ensemble des actions permettant de maintenir ou de rétablir un bien dans un état spécifié, ou en mesure d’assurer un service déterminé »
2-Rôle de la maintenance Elle doit assurer la rentabilité des équipements en tenant
compte de la politique définie par l’entreprise. Elle procède à des études préalables afin de permettre la
réduction des coûts et des interventions.Elle prépare le travail, étudie les conditions de fonctionnement, les défaillances possibles et les conditions d’intervention
I-AMDEC
AMDEC: Analyse des Modes de Défaillances, de leurs Effets et de leur Criticité
1-Présentation
Historiquement, la méthode initiale est appelée Analyse des modes de défaillances et de leurs effets (AMDE). Il s'agit d'une méthode d'analyse préventive de la sûreté de fonctionnement (fiabilité, disponibilité, maintenabilité, sécurité). Développée aux Etats-Unis, dans l'industrie aéronautique, au début des années soixante, elle a pris son essor en Europe au cours des années soixante-dix dans l'industrie automobile, chimique, nucléaire. La méthode AMDEC a ajouté l'estimation de la dimension critique des risques.
2-Les aspects originaux de la méthode
- l'AMDEC a pour but d'évaluer l'impact, ou la criticité, des modes de défaillances des composants d'un système sur la fiabilité, la maintenabilité, la disponibilité et la sécurité de ce système
- appliquée en groupe de travail pluridisciplinaire, elle est recommandée pour la résolution de problèmes mineurs dont on veut identifier les causes et les effets
- la démarche AMDEC consiste à recenser les modes de défaillance des composants, d'en évaluer les effets sur l'ensemble des fonctions de ce système, d'en analyser les causes
- en phase de conception, l'AMDEC est associée à l'Analyse fonctionnelle pour la recherche des modes de défaillances spécifiques à chaque fonction ou contrainte des composants. Elle peut intervenir à titre correctif pour l'amélioration de systèmes existants
- cette méthode est qualifiée d'inductive au sens où elle s'appuie, pour l'analyse des défaillances, sur une logique de décomposition d'un système en sous-ensembles successifs pour parvenir au niveau des composants élémentaires. On s'intéresse alors aux défaillances liées au mauvais fonctionnement de ces composants et à leurs répercussions aux niveaux supérieurs du système
- on établit une distinction entre l'AMDEC produit, centrée sur l'amélioration, en conception, des performances du produit, et l'AMDEC procédé, qui s'intéresse aux moyens de production (machines, lignes, installations), ainsi qu'au processus de production (gammes de fabrication). D'autres applications sont possibles, notamment dans le domaine de l'organisation, de la sécurité, et plus généralement des services.
- 3-Méthodologie :
Avant de se lancer dans la réalisation proprement dite des AMDEC, il faut connaître précisément le système et son environnement. Ces informations sont généralement les résultats de l'analyse fonctionnelle, de l'analyse des risques et éventuellement du retour d'expériences.
Il faut également déterminer comment et à quel fin l'AMDEC sera exploitée et définir les moyens nécessaires, l'organisation et les responsabilités associées.
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Dans un second temps, il faut évaluer les effets des modes de défaillance. Les effets de mode de défaillance d'une entité donnée sont étudiées d'abord sur les composants directement interfacés avec celui-ci (effet local) et de proche en proche (effets de zone) vers le système et son environnement (effet global).
Il est important de noter que lorsqu'une entité donnée est considérée selon un mode de défaillance donné, toutes les autres entités sont supposées en état de fonctionnement nominal.
Dans un troisième temps, il convient de classer les effets des modes de défaillance par niveau de criticité, par rapport à certains critères de sûreté de fonctionnement préalablement définis au niveau du système en fonction des objectifs fixés (fiabilité, sécurité, etc.).
Les modes de défaillance d'un composant sont regroupés par niveau de criticité de leurs effets et sont par conséquent hiérarchisés.
Cette typologie permet d'identifier les composants les plus critiques et de proposer alors les actions et les procédures " juste nécessaires " pour y remédier. Cette activité d'interprétation des résultats et de mise en place de recommandations constitue la dernière étape de l'AMDEC.
Néanmoins l'AMDEC fournit : - une autre vision du système, - des supports de réflexion, de décision et d'amélioration, - des informations à gérer au niveau des études de sûreté de ………………..fonctionnement et des actions à entreprendre.
4-Démarche pratique de l’AMDEC
L’emploi des AMDEC crée une ossature qu’il convient de compléter etd’outiller. Pour cela une analyse plus fine de la pertinence des informations est nécessaire. Le groupe AMDEC est tenu de maîtriser la machine et de mettre à jour et s’assurer de la validité de toutes les informations utiles à l’étude. Il appartient à ce groupe de s’appuyer sur le retour d’expérience de tous les opérateurs de tous les services
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de cycle de fabrication de produit, qui peuvent apporter une valeur ajoutée à l’analyse.La démarche pratique de l’AMDEC se décompose en 4 étapes suivantes :
Etape 1 : initialisation de l’étude qui consiste :- la définition de la machine à analyser,- la définition de la phase de fonctionnement,- la définition des objectifs à atteindre,- constitution de groupe de travail,- la définition de planning des réunions,- la mise au point des supports de travail.
Etape 2 : description fonctionnelle de la machine qui consiste :- découpage de la machine,- inventaire des fonctions de service,- inventaire des fonctions techniques.
Etape 3 : analyse AMDEC qui consiste :- analyse des mécanismes de défaillances,- évaluation de la criticité à travers :
o la probabilité d’occurrence F,
o la gravité des conséquences G,
o la probabilité de non détection D.
- la criticité est définie par le produit : C=F.G.D
- propositions d’actions correctives.
Etape 4 : synthèse de l’étude/décisions qui consiste :
- bilan des travaux,
- décision des actions à engager.
5--Les grilles de cotation
Tableau 1. Grille de cotation de la probabilité d’occurrence
Niveau de fréquence:F Définition des niveaux
Fréquence très faible Défaillance rare :Moins d’une défaillance par an
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Fréquence faible Défaillance possible :Moins d’une défaillance par trimestre
Fréquence moyenne Défaillance fréquente :Moins d’une défaillance par semaine
Fréquence forte Défaillance très fréquente:plusieurs défaillances par semaine
Tableau 2. Grille de cotation de la gravité
Tableau 3. Grille de cotation de la probabilité de non détectionNiveau de la probabilité de non détection : D
Définition des niveaux
Détection évidente Défaillance précocement détectable
Détection possible Défaillance détectable Détection improbable Défaillance difficilement détectable
Détection impossible Défaillance indétectable
Niveau de gravité :G Définition des niveaux
Gravité mineure Défaillance mineure : -arrêt de production inférieur à 2 mn, -aucune dégradation notable du matériel.
Gravité significative Défaillance significative : -arrêt de production de 2 à 20 mn, -remise d’état de courte durée ou une petite réparation sur place nécessaire.
Gravité moyenne Défaillance moyenne : -arrêt de production de 20 mn à 1 heure, -changement du matériel défectueux nécessaire
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G Gravité majeure Défaillance majeure : -arrêt de production de 1 à 2 heures, -intervention importante sur sous ensemble, -production de pièces non conformes non détectées.
Gravité catastrophique
Défaillance catastrophique : -arrêt de production supérieur à 2 heures, -intervention nécessitent des moyens coûteux.
La criticité
On fixe le seuil de criticité à : 8
6-Tableau AMDEC
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C= G * F * N
Elément Fonction Mode de défaillance
Cause de défaillance
Effet de la défaillance
Détection Criticité Action correcti
veF G N C
vérin -Déplacement des bouteilles
-le vérin ne bascule pas ou très lent
-vérin grippé
-vérin usé (perte d’étanchéité)
-cycle ralenti
-cycle ralenti
-visuel
-visuel
2
1
2
2
4
4
16
8
contrôle périodique.
Limiteur de débit.
-commande la vitesse d’entré et de sortie du vérin.
-l’huile passe mal.
-le débit n’est pas réduit.
-limiteur bouché ou mal réglé.
-limiteur mal réglé.
-cycle ralenti.
-course du vérin trop rapide.
-visuel.
-visuel.
1
1
1
1
4
4
4
4
contrôle périodique
Elément Fonction Mode de défaillance
Cause de défaillance
Effet de la défaillance
Détection Criticité Action correcti
veF G N CCapteur -Détection
de la position des bouteilles
-non détection de la position.
- détection permanente
-mauvais réglage.
-capteur grillé
- mauvaise connexion.
-Capteur en court circuit.
Cycle bloqué
Cycle bloqué
Cycle bloqué
-Cycle désordonné
visuel
-visuel
visuel
-visuel
1
1
1
1
3
3
1
2
2
2
2
4
6
6
2
8
Contrôle périodique
Elément Fonction Mode de défaillance
Cause de défaillance
Effet de la défaillance
Détection Criticité Action correct
iveF G N C
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Roulements -guider l’arbre en rotation(guidage de Rotor)
-vibrations -matière étrangère.
-montage incorrect du roulement.
-bruits /coups sur le roulement :grippage.
-sifflement du roulement.
-mesure des vibrations.
-mesure des vibrations.
2
1
3
1
2
2
12
2
-contrôle d’étanchéité.-utilisation de roulements graissés à vie.
- procédures correctes de montage.
Elément Fonction Mode de défaillance
Cause de défaillance
Effet de la défaillance
Détection Criticité Action correct
ive
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F G N C
Distributeurhydraulique
-commande l’entré et la sortie du vérin.
-Le distributeur ne bascule quant il est commandé
-bobinage grillé.
-cycle bloqué.
- mauvais connexion.
-alarme automate
-alarme automate.
1
1
2
2
3
3
6
6
Contrôle périodique
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Elément Fonction Mode de défaillance
Cause de défaillance
Effet de la défaillance
Détection Criticité Action correctiv
eF G N C
-bobinage statorique
-création du champ d’induction statorique
-court circuitdans le bobinage
-défaut d’isolement
-échauffement bobinage et perte de vitesse en charge.
-bruit anormal, consommation excessive de courant.
-contrôle température du moteur.-relais de protection.
-mesure ampérage.
1 3 2 6 - améliorer les essais après bobinage.-contrôle périodique de l’état général du moteur
-isolant -isolation entre spire ou entre bobinage statorique et stator.
-claquage des isolations.
-surtension -contrôleur d’isolement.
3 1 1 3 -contrôle de l’état général du moteur (mesure des résistances des bobines)
II-La loi de Pareto
1-Principe
Nous devons cet outil à Vilfredo Federico Samoso, un économiste italien, auteur d’une loi statistique originale, développée dans son « Traité de sociologie générale » en 1916. Cette loi affirme en effet qu’un faible nombre de facteurs permet d’expliquer la majeure partie des phénomènes.C’est le principe des 80/20 :80% des richesses sur la planète sont détenu par 20% des individus.20% des pièces stockées dans une entreprise représentent 80% de la valeur du stock.70% des dépenses de la sécurité sociale concernent 10% des maladesCette loi fut transposée dans le domaine de la qualité en affirmant q’un nombre restreint de causes peuvent être à l’origine d’une majorité de défauts.L’analyse de Pareto présente l’intérêt de permettre la visualisation des dysfonctionnements et surtout, au terme d’une action pour l’amélioration de la qualité, de visualiser les résultats, donc les gains obtenus, c’est-à-dire les progrès.
2-La méthode
En qualité de démarche pragmatique elle progresse selon une méthode rigoureuse.
Il s’agit en premier lieu de relever les observations en n’appuyant sur les catégories du diagramme d’Ichikawa avec 5M.
D’établir un planning des relevés d’observations.
D’organiser rigoureusement la collecte des informations en fixant notamment :La fréquence des collectesLa procédure : comment s’y prendre ? A partir de quelle grille d’observation.
Construire le Pareto en limitant l’histogramme à 7 colonnes. Calculer les pourcentages.
Si la première colonne est significative, s’attaquer aux problèmes.
Etablir des paretos à intervalles réguliers. Observer les phénomènes.
Exemple :
Par rapport à l’accumulation de problèmes rencontrés sur un projet ici, un regroupement met en évidence un problème principal : pannes de matériels qui apparaissent sous des formes diverses.
Les relevés effectués chaque semaine mettent en évidence 39 % de pannes diverses (sachant q’une panne reconduite la semaine suivante peut être considérée comme une nouvelle panne). On peut également tracer le graphique des valeurs cumulées.Le diagramme indique clairement par où doit commencer l’action : c’est le but de la démarche : visualiser de la façon la plus claire l’importance hiérarchique des problèmes dans la gestion d’un projet par exemple.L’analyse de Pareto est une méthode très stimulante pour les groupes responsable de l’organisation, de suivi de projet. Elle permet de prendre des décisions dans des situations délicates, dévaluer sur le terrain les mesures correctives.
III-Application de la méthode au système étudié
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1-tableau de criticité :
3-Courbe ABC
Cette courbe tracée suivant les données du tableau.
Rangement Elément Criticité Pourcentage
%Cumulé
1 Vérin 16 30,8 30,8
2 Roulement 12 23 53,8
3 Capteur 8 15,5 71,2
4 Distributeur hydraulique
6 11,5 80,8
5 Moteur asynchrone
6 11,5 92,3
6 Limiteur de débit
4 7,7 100
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Les éléments critiques se sont les éléments trouver dans la zone A :
Vérin Roulement Capteur
Donc ces éléments (1, 2,3) totalisent 75 % de criticité.C’est sur ces 3 éléments qu’il faut concentrer les efforts pour chercher Les causes de non-conformité et trouver les solutions adéquats pour éliminer ces causes engagent les actions corrective les plus importantes
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Ce projet nous a permis de déduire le rôle du système automatisé à l’augmentation de la productivité en améliorant la qualité du produit création d’une adaptabilité de l’outil de production aux produits nouveaux(flexibilité) et aussi permettre de réaliser des travaux dans des milieux hostiles.On a pu améliorer en réalisant ce projet notre bagage technique surtout tout ce qui concerne la façon avec laquelle se passe la conception d’un système automatisé.En outre, l’idée de travailler sur un système automatisé nous a permis de revoir le grafcet et ses fonctionnalités et la programmation de l’automate programmable TSX27.
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D’autre part la partie maintenance était assez importante, car elle nous a permis de maîtriser l’analyse AMDEC et la loi de PARETO.Nous devons avouer que nous avons passé plusieurs mois sur ce projet, ce qui prouve l’importance du sujet, nous n’avons pu résister à la tentation d’en faire un maximum. Ceci est aussi du au tait que le sujet était volontairement vague et il nous a permis d’exploiter véritablement la notion maintenance des systèmes automatisés.
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