Maintenance prévisionnelle d`équipements industriels basée sur la
Contents
1. une tude statistique de temps de d faillance L approche d velopp e par Bovic Kilundu permettrait terme de d tecter des d fauts pr coces l aide de l analyse vibratoire et donc de pouvoir planifier le remplacement d un quipement La th se d Arnaud Lesage envisage la dur e de vie r siduelle partir du moment o une d rive d une variable du processus a t d tect e tandis que la th se de Guillaume Fleurquin utilise cette dur e de vie r siduelle comme crit re de maintenance opportuniste Voil pourquoi cette notion de dur e de vie r siduelle sera un des points importants tudi s au cours de cette th se OBJECTIFS DE LA TH SE L objectif principal de cette th se est de proposer une strat gie de maintenance pr ventive qualifi e d adaptative dont le temps d intervention s actualise en fonc tion de l tat de d gradation relev lors d inspections Elle a en outre pour vocation de reposer le probl me de l estimation de la dur e de vie r siduelle en tenant compte de l information provenant des trois approches En effet le d nominateur commun de celles ci est qu elles permettent d obtenir une loi de fiabilit soit sur base de temps d arr t soit sur base de temps d atteinte d un seuil de d grada tion Cette loi de fiabilit est ensuite utilis e pour calculer la dur e de vie r siduelle La premi re originalit concerne la m thodologie r cursive permettant lob tention de mod les2. alis une tude de sensibilit sur le nombre de points n cessaires pour l obtention de la vie r siduelle sp cifique Le quatri me chapitre aborde les processus stochastiques pour la repr sen tation de trajectoires de d gradation diffusives Les processus gamma et de Wiener ainsi que les processus de Markov sont tudi s plus sp cifiquement Un ajustement original des processus gamma et de Wiener non station naires a t propos Nous nous sommes ensuite int ress s au processus semi Markov pour la mod lisation d un processus monotone plusieurs tats de d gradation Nous avons ainsi repris un mod le pr sent dans la litt rature et avons propos une g n ralisation du mod le pour un nombre quelconque d tats Ce mod le a ensuite t appliqu sur des donn es simul es de d gra dation pour des roulements billes d une broche de fraiseuse afin de r aliser une tude de sensibilit sur le nombre d tats pris en compte et les perfor mances de ce mod le Le chapitre cinq pr sente deux cas d tude r els Le premier concerne l usure des bagues de but es axiales tandis que le second cas envisage l usure des ou tils de coupe en usinage Les donn es pour ces cas d tude ont t obtenues gr ce des collaborations scientifiques avec l ENI Val de Loire et le GRESPI de Reims Universit de Reims Champagne Ardenne Pour ces deux tudes nous avons mis en vidence l int r t de consid rer si
3. Le deuxi me chapitre est consacr l tude bibliographique de l approche fia biliste et des mod les de d gradation Nous y rappelons les principaux outils math matiques pour l estimation statistique de la fiabilit La dur e de vie r siduelle est notamment abord e et illustr e sur les donn es d usure d outils de coupe Nous mettons ainsi en vidence l int r t d avoir un mod le de vie r siduelle sp cifique plut t qu un mod le g n ral de dur e de vie r siduelle moyenne Par la suite nous tablissons la classification des mod les de d gradation en pr sentant leurs avantages et inconv nients ainsi que leur 8 Introduction champ d application Cette analyse nous permet ainsi d identifier les mod les qui sont d velopp s dans la suite de ce travail Le troisi me chapitre reprend les premiers d veloppements r alis s dans le cadre de la mod lisation de la d gradation par des mod les physiques de d faillance Des mod les de d gradation g n raux y sont pr sent s dans un premier temps Par la suite des mod les physiques de d gradation pour re pr senter l usure et la fissuration sont tudi s Une comparaison originale du mod le de Cox et des mod les de trajectoires a t tablie sur des donn es d usure d outils de coupe Par ailleurs nous avons propos un mod le de fiabilit pour l volution de la fissuration qui prend en compte les para m tres de la loi de Paris Erdogan et avons r
4. de temps de d faillance correspondant la plupart du temps la ruine de l quipement L estimation de dur es de vie r siduelle par des mod les de d gradation n cessite donc de d finir des seuils limites au del desquels l quipement est consid r comme d faillant Le terme d faillant n est pas synonyme de rupture brutale dans ce type d analyse mais correspond davantage des crit res d acceptation en termes de performance de qualit de rentabilit La d finition de ces seuils est une tape critique qui va conditionner la validit du mod le Ce seuil ne doit pas tre sous valu sous peine d avoir une dur e de vie r siduelle estim e trop faible et inversement ce seuil doit tre s curitaire vis vis des crit res d acceptation Finalement nous nous sommes efforc s d identifier des m canismes de d gra dation fr quemment rencontr s dans le domaine de la production m canique Les th matiques abord es sont la long vit des roulements billes ayant comme mode de d faillance l en dommagement par fatigue superficielle la dur e de vie d l ments m caniques arbre de transmission ailettes de tur bomachine soumis la fissuration par fatigue la dur e de vie d outils de coupe soumis l usure lors du proc d d enl ve ment de mati re par usinage Ces cas d tudes correspondent des th matiques de recherche et d enseigne ment du service de G nie M canique
5. de fiabilit sp cifique gr ce la mesure d indicateurs de d gradation ou en prenant en consid ration le processus de d gradation dans l expression de la loi de fiabilit Le mod le de fiabilit pr visionnelle s actualise ainsi chaque nouvelle donn e enregistr e ce qui permet d estimer le temps restant avant que l indicateur surveill n atteigne un seuil correspondant la d faillance d un quipement particulier 6 Introduction La seconde originalit concerne l tablissement d un mod le de maintenance adaptative Puisque le mod le de fiabilit et de dur e de vie r siduelle s actualise en temps r el il est possible de mettre jour galement le temps d intervention optimal qui permettra d anticiper la d faillance de l quipement Plus particuli re ment nous proposons un crit re simple qui aide le gestionnaire de maintenance reporter ou non l intervention sur un quipement en fonction de la d gradation mesur e et de param tres de maintenance que sont le co t et l indisponibilit De plus afin de conserver les acquis de la th se pr c dente x nous avons pris soin de conserver les atouts de l approche fiabiliste qui se sont concr tis s par le d veloppement d un logiciel nomm Reliabilitix Hal Autrement dit les mod les que nous d veloppons sont facilement transposables dans cet outil la nuance pr s que nous estimons des temps d atteinte d un seuil de d gradation au lieu
6. par la nature des donn es utilis es et par leur situation temporelle par rapport la dur e d utilisation de l quipement 1 l tape de conception avant la premi re approche consiste comprendre et mod liser les m canismes physico chimiques de d gradation menant la d faillance dans des conditions donn es Ces mod les permettent alors d es timer une dur e de vie attendue en fonction des sollicitations impos es 2 la phase d exploitation pendant la deuxi me m thode consiste d finir des indicateurs mesurables de performance de la machine et d tablir un diagnos tic par rapport des valeurs seuils d terminer condition monitoring Le suivi de ces indicateurs permet galement de d tecter des d rives suite une per turbation des param tres du processus ou suite une perturbation ext rieure 3 la collecte de donn es post d faillances apr s la troisi me approche consiste r aliser une tude statistique sur les temps d arr ts relev s en fin de vie de l quipement Mod les physiques de d faillance Physics of failure Surveillance diagnostic Pr dictions fiabilistes et contr le Probabilit s Condition monitoring Statistique FIGURE 1 les trois approches pour l obtention des temps de d faillance x La figure 1 pr sente ces trois approches permettant d tablir des mod les de fiabilit sur base d v nements temps de d faillance ou temps d att
7. uniquement sur une valeur moyenne et a donc mis en vidence l int r t des intervalles de confiance Une deuxi me th se de doctorat pr sent e en 2008 par Bovic Kilundu 3 s est consacr e plus en d tail la deuxi me approche dite du condition monitoring Elle s est ainsi int ress e l exploitation de mesures vibratoires en vue de la d tection et du diagnostic La question des indicateurs pertinents a t abord e et une d marche de pr traitement des signaux en vue du d bruitage a t propos e Elle a galement contribu au d veloppement d approches de d tection pr coce de d gradations m caniques et a d velopp plusieurs m thodes de diagnostic Trois applications exp rimentales ont t mises en oeuvre afin d valuer les performances de ces outils de diagnostic la premi re concerne l identification de d fauts multiples de machines tournantes la seconde est d di e la d tection pr coce de d fauts superficiels de roulements et la troisi me s int resse la reconnaissance de l usure d outils de coupe Une autre th se en cours de r alisation faisant l objet des travaux de recherche d Arnaud Lesage vise tablir des liens entre la fiabilit et la qualit GI L objectif est d valuer les gains potentiels obtenus en r alisant une maintenance bas e sur la qualit en fonction des diff rents param tres du mod le p riodicit de mainte nance syst matique p riodicit d inspections ta
8. Le principe serait de profiter d un arr t du syst me planifi ou non pour r aliser des inspections en temps masqu sur les diff rents quipements qui le constituent Par ailleurs les diff rents mod les que nous avons envisag s n ont t ap pliqu s qu au cas d un quipement pris isol ment Il serait int ressant d ap pliquer cette d marche permettant d obtenir la fiabilit pr visionnelle d un syst me constitu de plusieurs quipements et pour lesquels diff rents indi cateurs de d gradation sont disponibles La difficult r side dans la cr ation d un indicateur de synth se tenant compte des multiples indicateurs propres chaque quipement et chaque mode de d gradation 13 Bibliographie 1 O Basile Th se de Doctorat Universit de Mons Belgique Prise en compte de l incertitude dans les mod les fiabilistes de maintenance industrielle Extensions aux sollicitations variables 2007 2 B Kilundu Th se de Doctorat Universit de Mons D tection et diagnostic vibra toire de d gradation m caniques apport du data mining 2008 3 A Lesage et P Dehombreux Maintenance and Quality Control A First Me thodological Approach for Maintenance Policy Optimization Proceeding of the 14th IFAC Symposium on Information Control Problems in Manufacturing Bucharest Romania 2012 P Dehombreux et al Universit de mons FPMs G nie M canique Institut de Recherche en Scien
9. UMONS MECA jh D BRUXELLES Th se de doctorat Th se pr sent e la Facult Polytechnique de Mons pour l obtention du grade de Docteur en Sciences de l Ing nieur soutenue par Christophe LETOT Maintenance pr visionnelle d quipements industriels bas e sur la mod lisation l estimation et la simulation de lois de d gradation Composition du jury Pr sident Prof Marc PIRLOT UMONS Promoteur Prof Pierre DEHOMBREUX UMONS Secr taire Prof Olivier VERLINDEN UMONS Membres Prof Pierre tienne LABEAU ULB Prof Liliane PINTELON KU Leuven Prof Fouad RIANE FST de Settat Prof douard RIVI RE LORPH VRE UMONS Prof Roger SERRA ENI du Val de Loire 10 d cembre 2013 Th se pr par e au sein du service de G nie M canique Pour obtenir le document int gral veuillez me contacter par mail l adresse christophe letot umons ac be Introduction CONTEXTE DE LA TH SE Cette th se s inscrit dans le contexte des mod les de fiabilit pr visionnelle ba s s sur des donn es de d gradation en vue d optimiser la maintenance d quipe ments industriels D un point de vue historique la d gradation fut d abord prise en compte l aide de lois empiriques utilis es pour le dimensionnement et la conception d quipements m caniques soumis des sollicitations Il arrivait mal heureusement qu un quipement subisse une avarie bien avant la fin de sa mis sion L exp rience montra d s lors que ces
10. ce qui permet de lier ces domaines avec celui de la fiabilit et de la maintenance Une grille de lecture reprenant les objectifs majeurs est pr sent e l annexe CONTENU DU TRAVAIL ET ORIGINALIT S Le rapport est constitu de 6 chapitres qui s articulent autour des th matiques de d gradation m caniques comme pr sent la figure L organisation du document se pr sente de la fa on suivante OBJECTIFS LI S LA MAINTENANCE CONNAISSANCES TAT DE l ART Chapitre 2 Chapitre 6 d gradation seuil fiabilit dur e de vie optimisation co t disponibilit inspection SUJETS DE D GRADATION Chapitre 1 mod les physiques fatigue fissuration usure OUTILS D AJUSTEMENT ET DE SIMULATION APPLICATIONS CAS D TUDE Chapitre 5 but es URCA outils de coupe ENIVL lois de d gradation processus stochastiques FIGURE 2 Pr sentation des chapitres Le premier chapitre a pour vocation de pr senter les principaux exemples de d gradation m canique abord s au cours de cette th se Nous pr cisons gale ment les changes scientifiques r alis s d une part avec l Universit de Reims Champagne Ardenne URCA pour l obtention de donn es de d gradation concernant des but es axiales et d autre part avec l cole Nationale d Ing nieurs Val de Loire ENIVL pour l tude de l usure des outils de coupe
11. ces et Management des Risques Manuel d utilisation du logiciel Reliabilitix 2012 5 K T Huynh et al Maintenance Decision making for Systems Operating Under Indirect Condition Monitoring Value of Online Information and Impact of Measurement Uncertainty Author manuscript published in IEEE Transactions on Reliability 2 410 425 2012 O a X S Si et al A Wiener process based degradation model with a recursive filter algorithm for remaining useful life estimation Mechanical Systems and Signal Processing 35 219 237 2013
12. e possibiliste afin de tenir compte du niveau de certi tude sur la valeur de ces seuils Une deuxi me solution serait de consid rer une distribution statistique du seuil limite plut t qu une valeur d terministe 12 Conclusion g n rale 2 Concernant l tude des processus stochastiques le fait de ne tenir compte que de la derni re valeur mesur e pour l volution future peut s av rer limitatif surtout lorsque le taux de d gradation varie fortement 5 Deux pistes sont envisager la premi re consiste am liorer les processus stochastique tels que Wiener et gamma afin qu ils prennent en compte l historique des valeurs ant rieures la derni re valeur mesur e 6 la deuxi me serait de combiner ces processus stochastiques avec des outils de d tection de d rive afin de pou voir d tecter des instants de changement de mode significatif et de r estimer le processus stochastique en ces temps Du point de vue de l optimisation de la maintenance bas e sur la fiabilit l approche que nous proposons n cessite de r aliser des inspections sur l qui pement Nous avons montr l importance du temps de la premi re inspection et comment l influence du nombre d inspections en fonction des co ts et de l indisponibilit qu elles engendrent Un apport int ressant serait de combi ner cette strat gie de maintenance adaptative une strat gie de maintenance opportuniste dans le cas de syst mes complexes
13. einte d un seuil de d gradation La premi re approche requiert de nombreux d veloppements et essais exp ri mentaux pour parvenir identifier une loi qui r git le processus de d gradation Les mod les physiques de d faillance prennent souvent en compte les variables d influence qui vont modifier l volution de la d gradation contrainte temp rature pression et s adaptent donc facilement au changement de conditions de fonctionnement Elle est principalement utilis e en phase de conception d un quipement afin de garantir que ce dernier puisse accomplir sa mission pour des conditions de fonctionnement connues Par ailleurs elle permet galement d obtenir la dur e de vie r siduelle sp cifique en temps r el condition que l on puisse mesurer le niveau de d gradation le pronostic tant simplement r alis en extrapolant la loi param trique du processus de d gradation La deuxi me approche n cessite un investissement en mat riel cons quent capteur syst me d acquisition logiciel mais permet de d finir des seuils sur les variables du processus permettant la plupart du temps d anticiper la d faillance menant la ruine de l quipement Cette approche permet d obtenir la dur e de vie r siduelle si des algorithmes de pronostic sont mis en place afin de pr dire l volution future de l indicateur de d gradation 4 Introduction La troisi me approche simple mettre en oeuvre n cessite u
14. er le commencement d un mode de fonctionnement d grad qui correspond l apparition du d faut d caillage Par la suite un mod le phy sique d volution de ce d faut permet d anticiper le temps de d passement d une valeur seuil fix e Le sixi me et dernier chapitre fut consacr l optimisation de la maintenance du point de vue des co ts et de la disponibilit La m thode retenue est celle ba s e sur la fiabilit L originalit a t mise en vidence en proposant un mod le de maintenance adaptative qui s actualise chaque nouvelle mesure de d gradation Nous avons en outre discut de l int r t de reporter l action de maintenance pr ventive en proposant un crit re de co ts et de disponibilit afin d apporter une aide la d cision sur le choix de la meilleure strat gie Apr s avoir r alis une tude de sensibilit des diff rents param tres nous proposons galement une quation permettant de conna tre la valeur limite des co ts d inspection au del de laquelle la maintenance adaptative est moins int ressante qu une maintenance pr ventive syst matique Nous avons conclu ce chapitre en utilisant cette strat gie de mainte nance sur les plaquettes d usinage ainsi que sur un exemple num rique provenant de la litt rature les r sultats ont confirm la n cessit que les co ts d inspection soient faibles pour que cette approche soit rentable PERSPECTIVES Au terme de ce travail nous p
15. ille de l chantillon pour la mesure de la qualit Les donn es de qualit sont de trois types les donn es qualit s process souvent des param tres physiques qui influent directement sur la qualit les donn es qualit online obtenues sur base d inspections visuelles capteurs lasers etc et permettant une mesure en temps r el de la qualit les donn es offline collect es sur base de tests r alis s avec un certain d lai par rapport au processus Une derni re th se men e par Guillaume Fleurquin a pour objectif d int grer la maintenance opportuniste dans les mod les de maintenance classique en prenant en compte la gestion des ressources humaines L objectif est de d velopper un mod le de maintenance co t et disponibilit tenant compte de l historique du syst me temps de panne dur e d intervention etc de lois physiques de d faillance ainsi que de temps d arr t qualifi s d opportunistes arr ts non planifi s p riode de non production Un des crit res utilis s pour la r alisation d une maintenance opportuniste se base sur la dur e de vie r siduelle Par la suite ce mod le int grera des param tres li s la disponibilit des ressources humaines Ces diff rentes th ses s articulent toutes autour d une m me th matique la dur e de vie r siduelle En effet la th se d Olivier Basile envisageait la dur e de vie r siduelle moyenne obtenue partir d
16. ipements amen s fonctionner sous diff rentes sollicitations L int r t de ce mod le est qu il peut tre utilis en phase de concep tion d un quipement pour valuer la probabilit que ce dernier puisse remplir sa mission compte tenu des param tres fix s mais galement en phase d exploitation lorsque les conditions de fonctionnement changent afin de mettre jour la dur e de vie r siduelle Dans le cinqui me chapitre nous avons adapt les diff rents mod les de d gra dation sur des donn es provenant d essais exp rimentaux d une part sur des but es axiales et d autre part sur des plaquettes d usinage Les r sultats ont confirm l int r t de tenir compte des donn es provenant des trois approches fiabilit statistique sur base des temps d arr t des essais surveillance d un indicateur de d gradation mesure du d faut Concernant l usure des outils de coupe nous avons opt pour un mod le de d gradation non param trique bas sur la distribution de l usure pour chaque temps d inspection La distribution statistique des temps d atteinte du seuil d usure est donc n cessaire afin d y reporter le quantile correspondant chaque plaquette Pour l indicateur de d gradation le suivi de la puissance per met galement de pr dire le temps d atteinte du seuil d usure avec une pr cision de 11 l ordre de la minute Dans le cas des but es axiales le suivi de l indicateur de vibra tion permet de d tect
17. mod les volutifs de d gradation taient soumis de nombreuses incertitudes et l accumulation des temps de d faillance a alors permis de dresser des profils de fiabilit g n rique pour des classes d qui pements fr quemment utilis s comme les roulements billes Par la suite gr ce aux d veloppements de capteurs de plus en plus performants et l aide de sys t me d acquisition et de logiciel adapt s une nouvelle source de donn es est deve nue disponible savoir la mesure d indicateurs indirects de d gradation vibration temp rature puissance consomm e Cette nouvelle mesure de la d gradation en exploitation permet de suivre chaque quipement et de d tecter des anomalies par rapport l volution planifi e de la d gradation L objectif poursuivi l aide de ces mod les et de ces mesures est de parvenir obtenir la dur e de vie r siduelle propre chaque quipement A l heure actuelle cette probl matique fait l objet de nombreux d veloppements qui contribuent d velopper des mod les de mainte nance intelligente permettant de r duire les co ts de maintenance et d augmenter la disponibilit des quipements C est pourquoi le groupe de recherche en fiabilit et maintenance des quipements m caniques du service de G nie M canique de l UMONS s investit dans cette th matique Afin d obtenir cette dur e de vie r si duelle trois approches ont t identifi es celles ci se distinguent
18. multan ment des indi cateurs de d gradation pour l obtention de lois de fiabilit et de dur es de vie r siduelles Le sixi me et dernier chapitre synth tise la m thodologie permettant d obte nir un mod le de fiabilit qui s actualise avec l apport de nouvelles donn es de d gradation Un mod le de maintenance adaptative y est galement pr sent ainsi qu un crit re permettant de reporter ou non le remplacement pr ventif de l quipement compte tenu de la d gradation mesur e Finalement les apports et originalit s seront r sum s dans une conclusion g n rale et des pistes de recherche seront mises en vidence pour des travaux futurs La bibliographie et les annexes cl turent ce rapport de th se 1 Groupe de Recherche En Sciences Pour l Ing nieur Conclusion g n rale Ce travail de recherche avait pour objectif d apporter une contribution dans l tude de lois de fiabilit bas e sur la d gradation Plus particuli rement nous nous sommes focalis s sur des cas d tude fr quemment rencontr s dans le milieu de la conception et de la production m canique Nous avons ainsi identifi trois approches essentielles pour le calcul de la fiabilit 1 la mod lisation physique des d faillances 2 le suivi d indicateurs de d gradation 3 la fiabilit statistique Afin d exploiter au mieux la dur e de vie r siduelle sp cifique d un quipement nous avons montr qu il tait impor
19. n grand nombre de temps de d faillance et sera donc utilis e pour des quipements amen s tre remplac s apr s le constat de la d faillance Toutefois elle ne permet pas d obtenir la dur e de vie r siduelle sp cifique un quipement en temps r el mais fournit un ordre de grandeur de la dur e de vie du lot d quipements L tude approfondie de ces trois approches ainsi que celle de leur synergie nous a permis de cibler diff rents sujets pour des th ses de doctorat Une premi re th se de doctorat portant sur la prise en compte de l incertitude dans les mod les fiabilistes de maintenance industrielle a t pr sent e en 2007 par Olivier Basile 1 Cette th se tait donc essentiellement consacr e l obtention de la fiabilit par la troisi me approche La principale limitation de cette derni re est qu elle ne permet pas d estimer la vie r siduelle d un quipement sp cifique Finalement cette th se s est concr tis e par l laboration d une politique de maintenance pr ventive syst matique optimis e qui tient compte de l incertitude affectant les mod les de fiabilit du syst me Cette tude a notamment montr l int r t pour le gestionnaire de maintenance de consid rer et de tenter de r duire les incertitudes dans les pr visions des performances annonc es Elle a galement permis de prendre conscience de la difficult de garantir un indicateur de perfor mance co t disponibilit en se basant
20. r fatigue a ensuite t pr sent en utilisant la loi de Paris Erdogan les r sultats ont montr que ce mo d le pr sentait de grandes incertitudes lorsque les valeurs des donn es mesur es sont loign es de la valeur du seuil limite de fissuration Le deuxi me exemple por tait sur l tude de l usure en crat re de plaquettes d usinage une comparaison du processus temps d atteinte d un seuil avec le mod le de Cox a t r alis e Celle ci a montr l avantage des processus temps d atteinte d un seuil pour des valeurs de variable d influence la vitesse de coupe se situant au del des intervalles utilis s pour les covariables du mod le de Cox Les processus stochastiques ont t abord s dans le quatri me chapitre Nous nous sommes int ress s aux processus de Wiener gamma et de Markov Nous avons montr que cette famille de processus est particuli rement bien adapt e pour l ac tualisation de la loi de fiabilit en fonction de la d gradation mesur e En effet l volution future de ces processus ne d pend que de la derni re valeur mesur e et de plus des solutions analytiques existent pour l obtention d une loi de fiabilit param trique tenant compte de la valeur seuil Nous avons en outre consid r ces processus pour des cas non stationnaires Par la suite nous nous sommes int ress s aux processus de Markov Nous avons adapt un mod le semi Markov de la litt rature pour envisager le cas d qu
21. roposons une m thodologie permettant d obtenir une loi de fiabilit qui s actualise avec de nouvelles donn es ainsi qu une strat gie de maintenance adaptative permettant d exploiter au mieux la dur e de vie r siduelle d un quipement Toutefois certaines pistes d am lioration peuvent tre envisag es 1 Une difficult inh rente cette approche concerne la d finition des seuils li mites sur les indicateurs de d gradation ainsi que sur la d gradation elle m me Comment parvenir d finir cette valeur seuil Sur base de quel cri t re La plupart du temps ce seuil est fix au cas par cas soit sur base d une norme sp cifique exemple de l usure en d pouille soit sur base de retour d exp rience en corr lant des temps de panne des valeurs de d gradation mesur es aux derniers instants de fonctionnement Toutefois un seuil d ter ministe peut s av rer trop restrictif dans la mesure o tous les quipements peuvent ne pas forc ment tre consid r s comme tant en panne d s lors que ce seuil est d pass Les mod les existants pourraient tre am lior s en consi d rant soit par exemple une valeur seuil limite inf rieure et une valeur seuil limite sup rieure d finissant ainsi une zone floue pour laquelle on consid re que l quipement est encore apte remplir sa mission mais est dans un tat avanc de d gradation Ces valeurs limites seraient d finies par des experts et en appliquant la logiqu
22. tant de tenir compte de l information provenant de ces trois approches Tout d abord la mod lisation physique des d faillances uti lis e en phase de conception permet de pr dire l volution d une d gradation selon une loi empirique pour laquelle des incertitudes sur les param tres sont prises en compte Par la suite en phase d exploitation le suivi d indicateurs de d gradation permet de d tecter des anomalies par rapport l volution pr dite signe manifeste d une d rive soit au niveau des param tres du processus qui r git le fonctionne ment de l quipement ou soit au niveau d une perturbation ext rieure Finalement lorsque ces quipements arrivent au terme de leur mission la collecte des temps de fin de vie permet de construire une distribution statistique des temps de d faillance Gr ce cette distribution et le retour d exp rience des valeurs seuils s curitaires peuvent alors tre re d termin es soit sur la variable physique du processus de d gradation soit sur les diff rents indicateurs Cette d marche permet de r duire les incertitudes sur la dur e de vie r siduelle sp cifique d un quipement gr ce la collecte de nouvelles mesures de d gradation et l actualisation des mod les de fiabilit Le premier chapitre a pr sent trois exemples embl matiques de d gradation rencontr e en m canique Ces trois cas sont l caillage des pistes de roulements des l ments de guidage en rota
23. tion la fissuration par fatigue d l ments de machine et l usure des outils de coupe lors du proc d d enl vement de mati re par usinage Pour chacun de ces cas nous avons pr sent les mod les de conception utilis s qui tiennent compte de la mod lisation physique des d faillances nous avons pr sent des exemples d indicateurs de d gradation et apport une discussion sur la difficult de r aliser une tude de fiabilit statistique 10 Conclusion g n rale Apr s avoir d taill ces trois th matiques servant de fil rouge le chapitre 2 avait un objectif bibliographique visant r aliser l inventaire des m thodes et outils qui permettent de prendre en compte des donn es de d gradation pour l estimation d un mod le de fiabilit pr visionnelle Cette tude bibliographique nous a permis d identifier les processus premier temps d atteinte d un seuil Nous avons d taill les diff rents types de processus fr quemment rencontr s pour la mod lisation des d gradations Deux processus ont ainsi t retenus les processus d finis par un mod le empirique param trique dont la nature al atoire intervient au niveau de ses param tres et les processus stochastiques pour lesquels l al a intervient au cours de l volution dans le temps de ces processus Le troisi me chapitre a pr sent plus en d tail les propri t s des processus pre mier temps d atteinte d un seuil L exemple de la fissuration pa
Download Pdf Manuals
Related Search