Cours Amdec

Analyse des Modes de Défaillance, de leurs Effets et de leur Criticité

AMDEC Notes de cours

Pr. M.N. NGOTE

ECOLE NATIONALE DE L’INDUSTRIE

MINERALE

Cours AMDEC 3ème année

ii

TABLE DES MATIERES

INTRODUCTION ......................................... ............................................................... ............................................. .............................................. .............................. ....... 1 1.

HISTORIQUE ............................................ .................................................................. ............................................ ............................................. ........................... .... 2

2.

DEFINITIONS ............................................ .................................................................. ............................................ ............................................. ........................... .... 2

3.

DIFFERENTS TYPES D’AMDEC D’A MDEC........................................................... .................................................................................. ....................... 3

4.

METHODOLOGIE AMDEC ............................... ..................................................... ............................................. ...................................... ............... 3

5.

INITIALISATION DE L’ETUDE .......................................... ................................................................. ......................................... .................. 4

6.

ANALYSE FONCTIONNELLE ............................................. .................................................................... ......................................... .................. 5 6.1. NOTION DE SYSTEME .......................................... ................................................................. ............................................. ..................................... ............... 5 EPRESENTATION D’UN SYSTEME ............................................ 6.2. R EPRESENTATION ................................................................... ...................................... ............... 5 6.3. FONCTION D’UN SYSTEME .......................................... ................................................................. ............................................. ............................. ....... 6 6.4. CLASSIFICATION DES FONCTIONS .......................................... ................................................................. ......................................... .................. 6 6.4.1. Fonctions de service ........................................... .................................................................. ............................................. ............................. ....... 6 6.4.2. Fonctions techniques .......................................... ................................................................. ............................................. ............................. ....... 6 6.5. METHODOLOGIE PRATIQUE DE L’A NALYSE FONCTIONNELLE ........................................ ........................................ 7 6.5.1. Analyse Fonctionnelle Externe......................................... ............................................................... ...................................... ................ 7 6.5.2. Principe de découpage fonctionnel/structurel d’un système système .................................. ................................. 7

7.

ANALYSE AMDEC ......................................................... ................................................................................ ............................................. .......................... .... 8 7.1. DETERMINATION DES CRITERES QUALITATIFS .......................................... ................................................................ ...................... 8 7.1.1. Mode de défaillance ........................................... .................................................................. ............................................. ............................. ....... 8 7.1.2. Cause de défaillance .......................................... ................................................................. ............................................. ............................. ....... 8 7.1.3. Effet de la défaillance ............................................ ................................................................... ............................................. .......................... .... 8 7.1.4. Détection .............................. .................................................... ............................................ ............................................. ...................................... ............... 8 7.2. CLASSIFICATION DES CRITERES QUALITATIFS .......................................... ................................................................ ...................... 9 7.2.1. Classification des modes de défaillance........................ défaillance............................................... ......................................... .................. 9 7.2.2. Classification des causes de défaillance ................................................. ................................................................ ............... 9 7.2.3. Classification des effets eff ets de défaillance ................................................ ................................................................ ................ 10 7.2.4. Classification des détections de défaillance............................................ ......................................................... ............. 11 7.3. MECANISMES DE DEFAILLANCE ............................................ ................................................................... ....................................... ................ 11 7.4. A NALYSE QUANTITATIVE ........................................... .................................................................. ............................................. ........................... ..... 12 7.4.1. Indice de fréquence (F) ......................................... ............................................................... ............................................. ......................... .. 12 7.4.2. Indice de gravité (G) .......................................... ................................................................. ............................................. ........................... ..... 12 7.4.3. Indice de non-détection (D)........................................... .................................................................. ....................................... ................ 13 7.4.4. Calcul de la criticité ....................................... ............................................................. ............................................. ................................ ......... 13 7.4.5. Exemple de barème de cotation ............................ ................................................... ............................................. ........................ .. 14 7.4.6. Hiérarchisation des défaillances ........................................... ................................................................. ............................... ......... 15 7.5. METHODOLOGIE PRATIQUE ........................................... .................................................................. ............................................. ........................ .. 15

Mise à jour de Décembre 2012

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TABLE DES MATIERES

INTRODUCTION ......................................... ............................................................... ............................................. .............................................. .............................. ....... 1 1.

HISTORIQUE ............................................ .................................................................. ............................................ ............................................. ........................... .... 2

2.

DEFINITIONS ............................................ .................................................................. ............................................ ............................................. ........................... .... 2

3.

DIFFERENTS TYPES D’AMDEC D’A MDEC........................................................... .................................................................................. ....................... 3

4.

METHODOLOGIE AMDEC ............................... ..................................................... ............................................. ...................................... ............... 3

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INITIALISATION DE L’ETUDE .......................................... ................................................................. ......................................... .................. 4

6.

ANALYSE FONCTIONNELLE ............................................. .................................................................... ......................................... .................. 5 6.1. NOTION DE SYSTEME .......................................... ................................................................. ............................................. ..................................... ............... 5 EPRESENTATION D’UN SYSTEME ............................................ 6.2. R EPRESENTATION ................................................................... ...................................... ............... 5 6.3. FONCTION D’UN SYSTEME .......................................... ................................................................. ............................................. ............................. ....... 6 6.4. CLASSIFICATION DES FONCTIONS .......................................... ................................................................. ......................................... .................. 6 6.4.1. Fonctions de service ........................................... .................................................................. ............................................. ............................. ....... 6 6.4.2. Fonctions techniques .......................................... ................................................................. ............................................. ............................. ....... 6 6.5. METHODOLOGIE PRATIQUE DE L’A NALYSE FONCTIONNELLE ........................................ ........................................ 7 6.5.1. Analyse Fonctionnelle Externe......................................... ............................................................... ...................................... ................ 7 6.5.2. Principe de découpage fonctionnel/structurel d’un système système .................................. ................................. 7

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ANALYSE AMDEC ......................................................... ................................................................................ ............................................. .......................... .... 8 7.1. DETERMINATION DES CRITERES QUALITATIFS .......................................... ................................................................ ...................... 8 7.1.1. Mode de défaillance ........................................... .................................................................. ............................................. ............................. ....... 8 7.1.2. Cause de défaillance .......................................... ................................................................. ............................................. ............................. ....... 8 7.1.3. Effet de la défaillance ............................................ ................................................................... ............................................. .......................... .... 8 7.1.4. Détection .............................. .................................................... ............................................ ............................................. ...................................... ............... 8 7.2. CLASSIFICATION DES CRITERES QUALITATIFS .......................................... ................................................................ ...................... 9 7.2.1. Classification des modes de défaillance........................ défaillance............................................... ......................................... .................. 9 7.2.2. Classification des causes de défaillance ................................................. ................................................................ ............... 9 7.2.3. Classification des effets eff ets de défaillance ................................................ ................................................................ ................ 10 7.2.4. Classification des détections de défaillance............................................ ......................................................... ............. 11 7.3. MECANISMES DE DEFAILLANCE ............................................ ................................................................... ....................................... ................ 11 7.4. A NALYSE QUANTITATIVE ........................................... .................................................................. ............................................. ........................... ..... 12 7.4.1. Indice de fréquence (F) ......................................... ............................................................... ............................................. ......................... .. 12 7.4.2. Indice de gravité (G) .......................................... ................................................................. ............................................. ........................... ..... 12 7.4.3. Indice de non-détection (D)........................................... .................................................................. ....................................... ................ 13 7.4.4. Calcul de la criticité ....................................... ............................................................. ............................................. ................................ ......... 13 7.4.5. Exemple de barème de cotation ............................ ................................................... ............................................. ........................ .. 14 7.4.6. Hiérarchisation des défaillances ........................................... ................................................................. ............................... ......... 15 7.5. METHODOLOGIE PRATIQUE ........................................... .................................................................. ............................................. ........................ .. 15


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ACTIONS CORRECTIVES .......................... ................................................ ............................................. ........................................... .................... 16 8.1. ACTION DE PREVENTION DES DEFAILLANCES ........................................... ............................................................... .................... 16 8.2. ACTION DE REDUCTION DES EFFETS DES DEFAILLANCES ............................................ .............................................. .. 16 8.3. ACTION DE DETECTION PREVENTIVE DES DEFAILLANCES ............................................. ............................................ 17 EMARQUES ........................................... 8.4. R EMARQUES ................................................................. ............................................ ............................................. ......................... .. 17 8.5. EXEMPLES D’ACTIONS CORRECTIVES ............................................ .................................................................. ............................... ......... 18 8.5.1. Actions de prévention ............................................ ................................................................... ............................................. ........................ .. 18 8.5.2. Actions de réduction ........................................... .................................................................. ............................................. ........................... ..... 18 8.5.3. Actions de détection ................................... ......................................................... ............................................. .................................... ............. 18

9.

SUIVI DES ACTIONS PROPOSEES .............................................................. ........................................................................... ............. 18

10. CONCLUSION........................................... ................................................................. ............................................ ............................................. ......................... .. 19 MEMENTO DE GESTION PRATIQUE DE L’AMDEC L’AMDE C ............................................. ............................................. 20 ANNEXES........................................... .................................................................. ............................................. ............................................. ....................................... ................ 22


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I NTRODUCTION L’économie marocaine connaît actuellement des mutations profondes en raison des ajustements liés aux programmes de réforme économique entrepris depuis le début des années 1980 (redéploiement des actions de l’Etat, privatisation des entreprises publiques, adhésion au GATT, accord de libre échange avec l’Union Européenne) afin d’assurer au tissu productif et industriel une intégration active au sein du marché mondial. Les enjeux qui accompagnent ces mutations créent un contexte national nouveau imposant de nombreuses contraintes à tous les acteurs de la vie économique (contraintes financières, technologiques, organisationnelles, etc.) et suggèrent de ce fait une stratégie orientée vers la compétitivité, pouvant ouvrir de nouvelles perspectives à l’ensemble de l’économie marocaine. C’est ainsi que, face à la libéralisation, l’Entreprise marocaine doit s’apprêter à relever le défi de la compétitivité. Dans cette perspective, l’amélioration du capital humain et de l’outil de production constituent des préalables à toute performance en matière de productivité et de qualité. Or, l’amélioration de l’outil de production nécessite des investissements importants dans du matériel de plus en plus sophistiqué et coûteux. Le rendement devient alors un facteur primordial, qu’il convient de maîtriser. Dès lors, l’amélioration de la Sûreté de Fonctionnement des installations constitue un préalable, permettant l’utilisation rationnelle des équipements, la maîtrise de leur état de fonctionnement et, par voie de conséquence, l’amélioration du rendement.

Par ailleurs, plusieurs méthodes visant l’amélioration de la Fiabilité et de la Disponibilité des équipements, tout en tenant compte de leur Maintenabilté et de leur Sécurité, ont pu voir le jour et se développer peu à peu. Parmi ces méthodes, l’AMDEC (Analyse des Modes de Défaillance, de leurs Effets et de leur Criticité) constitue un outil méthodologique permettant l’analyse systématique des dysfonctionnements potentiels d’un système. Cette démarche offre un cadre de travail rigoureux en groupe, associant les compétences et expériences de l’ensemble des acteurs concernés par l’amélioration de la Sûreté de Fonctionnement des installations.


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1. Historique L’AMDEC, Analyse des Modes de Défaillance, de leurs Effets et de leur Criticité (Norme AFNOR X60-150), est une méthode qui a vu le jour aux Etats Unis, dans les années 1950, sous la dénomination FMECA, Failure Mode, Effects and Criticality Analysis. Utilisée au départ aux Etats Unis et au Japon, dans les industries à risques (aérospatial, armement, nucléaire, etc.), elle est adoptée en Europe vers les années 1960 dans les programmes spatiaux et aéronautiques. Son champ d’application s’est étendu dès le début des années 1970 aux industries électroniques puis mécaniques, avant de s’élargir dans les années 1980 aux industries de produits et de biens d’équipement et de production.

2. Définitions L’AMDEC est une technique d’analyse rigoureuse qui a pour objectif la maîtrise de la Sûreté de Fonctionnement des systèmes industriels ( produits, processus de fabrication ou moyens de production) par l’analyse détaillée de tous les risques de défaillance. A ce stade, il convient de rappeler que la Sûreté de Fonctionnement peut être définie, au sens large, comme étant la Science des Défaillances. Elle inclut donc leur connaissance, leur évaluation, leur prévision, leur mesure et leur maîtrise. Au sens strict, la Sûreté de Fonctionnement est l’aptitude d’une entité à satisfaire à une ou plusieurs fonctions requises dans des conditions données. Elle peut être caractérisée par le concept de F.M.D.S. : F iabilité: Aptitude d’une entité E à accomplir une fonction requise, dans des conditions données, pendant une durée donnée. « Probabilité que l’entité E soit non défaillante sur l’intervalle [ 0 , t ] » M ain tenabilité : Aptitude d’une entité E à être maint enue ou rétablie dans un état dans lequel elle peut accomplir une fonction requise, lorsque la maintenance est accomplie dans des conditions données, avec des procédures et des moyens prescrits. « Probabilité que l’entité E soit réparée sur l’intervalle [ 0 , t ] » Disponi bilité: Aptitude d’une entité E à être en état d’accomplir une fonction requise dans des conditions données et à un instant donné. « Probabilité que l’entité E soit non défaillante à l’instant t » Sé curité : Aptitude d’une entité E à éviter de faire apparaître, dans des conditions données, des événements critiques ou catastrophiques. L’AMDEC est une méthode participative ; en effet, basée sur la mise en commun des compétences de chaque participant, elle trouve toute son efficacité dans sa pratique en groupe de travail pluridisciplinaire. Elle peut être mise en œuvre tout au long du cycle de vie d’un système, depuis la conception jusqu’à l’exploitation et la maintenance, en passant par la fabrication et l’industrialisation. Cette méthode passe au crible tous les aspects d’un problème, sans en privilégier, ni en négliger aucun ; les mailles du crible étant ajustables à la finesse des solutions recherchées. En conclusion, l’AMDEC est une méthode qui consiste à identifier de façon induct ive et systématique les risques de défaillance d’un système, puis à rechercher leurs origines et leurs conséquences. Elle permet de mettre en évidence les points critiques et de définir ensuite les actions correctives à entreprendre, dans l’ordre d’urgence et d’importance. Mise à jour de Décembre 2012

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3. Différents types d’AMDEC Il existe principalement trois types d’AMDEC : L’AM DEC produit s’applique avantageusement en phase de conception du produit et  vise à prévoir les risques potentiels de défaillance, pour en améliorer la fiabilité ; L’AMDEC processus cherche à mettre en évidence les causes potentielles de  défaillances du produit, engendrées par le processus de fabrication. L’analyse s’applique donc à la gamme de fabrication et le bénéfice pourra s’évaluer à travers l’amélioration de la qualité du produit fabriqué ; L’AMDEC moyen de production concerne le moyen de production (machines,  installations, etc.) et vise le « zéro défaut, zéro panne » ; en agissant sur les causes pour augmenter la capabilité et la fiabilité, en améliorant : la maintenabilité - la disponibilité - la sécurité des opérateurs et en détectant le plus tôt les défaillances. Les domaines d’application correspondant à ces 3 types d’AMDEC peuvent se recouper (une AMDEC processus peut entraîner des modifications sur le produit et inversement). Par ailleurs, l’AMDEC, associée éventuellement à d’autres méthodes, peut s’appliquer aussi : A l’organisation : pour vérifier que la valeur ajoutée réalisée dans le service  corresponde bien aux attentes des « clients directs » et que son processus de réalisation (organisation du service) soit fiable et n’engendre pas de défaillances ; on parle alors d’AM DE C organi sation ; A la sécurité : pour assurer la sécurité des opérateurs dans les procédés où il existe des  risques pour l’homme ; c’est l’AM DEC sé curité .

4. Méthodologie AMDEC L’AMDEC est une démarche très structurée, avec ses étapes et ses acteurs. Sa conduite se déroule généralement en cinq phases, à savoir l’initialisation de l’étude, l’analyse fonctionnelle, l’analyse AMDEC, la proposition d’actions correctives puis le suivi et contrôle. Initialisation de l’étude

Analyse Fonctionnelle

Analyse AMDEC

Proposition d’Actions Correctives

Suivi et Contrôle


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5. Initialisation de l’étude L’initialisation de l’AMDEC est une étape préliminaire à ne pas négliger. Durant cette phase, il sera procédé à : La définition du système étudié ;  La définition des objectifs et causes de l’étude :  L’objectif final d’une AMDEC moyen de production est « Obtenir au meilleur coût, le rendement global maximum des équipements de production, en maîtrisant les défaillances ». Pour y arriver, on doit d’une part réduire le nombre de défaillances (prévenir les pannes, fiabiliser la conception, améliorer la fabrication, optimiser l’utilisation et la conduite, améliorer la surveillance et les tests, améliorer la maintenance préventive et détecter à l’avance les dégradations), et d’autre part réduire les temps d’indisponibilité après défaillance (prévoir des outils de testabilité et d’aide au diagnostic, prendre en compte la maintenabilité dès la conception et améliorer la maintenance corrective).  La définition des limites de l’étude : La réflexion sur les limites de l’étude revêt un aspect important ; en effet, elle permet d’optimiser l’étud e en ciblant les éléments sur lesquels il est possible d’agir. Remarque : Lors d’une analyse AMDEC, une défaillance peut être mise en évidence alors que son origine est extérieure aux limites de l’étude. Dans ce cas, il ne faudra ni la traiter dans le groupe, ni la mettre aux oubliettes, mais la porter à la connaissance de l’entité concernée. La constitution du groupe de travail :  Le groupe de travail est composé de personnes responsables et compétentes, ayant la connaissance du dispositif, ou système à étudier, et pouvant apporter les informations nécessaires à l’analyse. Ce groupe comprend un noyau de permanents, généralement appartenant aux entités Bureau d’Etudes, Méthodes, Fabrication. Il peut faire appel, si nécessaire, à d’autres spécialistes, temporaires, en fonction de l’ordre du jour. Ceux-ci peuvent éventuellement appartenir aux entités Essais, Achats, Qualité, Entretien, etc. Le nombre de personnes travaillant ensemble doit être limité à 6 (8 personnes maximum). Il faudra éviter de constituer un groupe non pluridisciplinaire, d’intégrer des personnes non compétentes pour le sujet traité ou d’avoir un nombre de participants trop élevé (excédant la dizaine).  La définition du planning ;  La préparation et la mise au point des supports de l’étude : Les supports de l’étude constituent le dossier AMDEC. Celui-ci est constitué en général : - du cahier des charges, - des plans (mécanique, électrique, hydraulique, pneumatique, etc.), - du dossier maintenance (historique, arbre défaillance), - de la feuille de synthèse (Voir Annexe 1), - des barèmes de cotation de la criticité (Voir §7.4.5. ci-après), - du tableau de saisie AMDEC ou « grilles AMDEC » (Voir Annexe 2).


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6. Analyse Fonctionnelle Toute entreprise entend bien satisfaire les besoins de ses clients. L’Analyse Fonctionnelle se présente comme un moyen efficace permettant d’atteindre cet objectif. En effet, l’analyse fonctionnelle est une méthode qui aide à définir le « bon système », celui qui est réellement attendu par le client final, sans oublier les « n » utilisateurs intermédiaires qui interviennent sur ce même système. Pour ce faire, il faudra d’abord analyser le besoin réel du client final, puis prendre en considération les besoins des utilisateurs intermédiaires du système. Par la suite, l’ensemble de ces besoins devra être traduit en fonctions de service attendues, tout en tenant compte des contraintes indiquées par le client final et les utilisateurs intermédiaires. Par ailleurs, l’analyse fonctionnelle constitue une étape indispensable car il est nécessaire de bien connaître les fonctions du système pour en analyser ensuite les risques de dysfonctionnement. Elle facilite l’étape ultérieure d’analyse des défaillances (AMDEC). Elle permet également au groupe de travail d’utiliser un vocabulaire commun. Elle peut être menée de manière plus ou moins détaillée selon les objectifs.

6.1. Notion de système Un système peut être défini comme étant « un ensemble d’éléments en inter -relation dans un environnement donné ».

Composants externes

Milieu Extérieur

C

Composants internes C

Système C

C

Utilisateur Environnement Interactions entre composants

Interactions avec le milieu extérieur

6.2. Représentation d’un système Chaque système peut être représenté selon deux aspects :  Structurel (ou organique) : C’est la représentation de l’architecture physique du système, avec la hiérarchie des modules et des éléments le composant (« Photographie du système ») . Cette vue permet de comprendre ce qu’est le système ;  Fonctionnel : C’est la représentation des fonctions du système, de manière me . hiérarchisée et structurée. Cet aspect consiste à compr endr e ce que fait l e systè C’est ce deuxième aspect qui nous intéressera particulièrement.


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6.3. Fonction d’un système Un système est caractérisé par des objectifs (buts) qui déterminent sa fonction (son rôle) et ses relations avec l’environnement. Un système peut présenter plusieurs états, selon l’évolution des objectifs. Chaque état est caractérisé par les éléments composant le système, les relations entre ces éléments et les relations avec l’environnement. Un système peut être découpé en plusieurs sous-systèmes, en interaction les uns avec les autres. Chaque sous-système est défini par les missions qu’il doit accomplir. Plusieurs décompositions en niveaux hiérarchiques sont possibles, selon les critères choisis.

6.4. Classification des fonctions 6.4.1. Fonctions de service Ce sont les fonctions attendues ou réalisées par le système pour répondre au besoin de l’utilisateur. On distingue deux types de fonctions de service, les fonctions principales et les fonctions contraintes. 6.4.1.1 Fonction principale (Fp) : La fonction principale peut être définie comme étant le service à rendre en utilisation. En effet, un système n’a de fonction qu’en utilisation, c’est-à-dire « quand on s’en sert ». Un système non utilisé encombre l’utilisateur (Exemple : cas d’une voiture en stationnement). Un système peut avoir plusieurs utilisations ; il a alors plusieurs fonctions principales, selon chaque utilisation (Exemple : un interrupteur fermé, sa fonction principale est de permettre au courant de passer ; cet interrupteur étant ouvert, sa fonction principale est d’empêcher le courant de passer). Pour définir la fonction principale d’un système, il suffit de répondre à la question « A quoi ça sert en utilisation ? » ; la réponse étant « Ca sert à …… ». 6.4.1.2 Fonction contrainte (Fc) : La fonction contrainte est une fonction imposée au système. Le concepteur doit en tenir compte et la respecter. Une fonction contrainte peut avoir pour origine :  Un règlement (code de la route, législation en vigueur, etc.) ; Une norme (antipollution, bruit, etc.) ;  Une loi physique (pesanteur, adhérence, etc.) ;  L’environnement (eau, air, température, etc.) ;  Une technologie adoptée ;  Un choix de l’entreprise ;  Etc.  6.4.2. Fonctions techniques Ce sont des fonctions internes au système qui résultent d’un choix de conception ou de fabrication pour assurer les fonctions de service. Elles sont également appelées fonctions internes ou de conception.


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6.5. Méthodologie pratique de l’Analyse Fonctionnelle 6.5.1. Analyse Fonctionnelle Externe Détermination de la fonction principale : La méthode utilisée est dite méthode de la « bê te àcor nes ». Elle consiste à identifier les milieux extérieurs sur lesquels le système agit et auxquels il rend service. 

SUR QUI ?

A QUI ?

Sur qui/quoi agit-il ?

A qui/quoi rend-il service ?

ME 1

ME 2 Fp

Système

Détermination des fonctions contraintes : La méthode présentée ci-après est appelée méthode de « la pie u vre ». Il faudra identifier les autres milieux extérieurs, puis tracer la relation simple qui les lie au système étudié. 

ME 1

ME 2 Fp1

Système Fc1

Fc3 Fc2

ME 3

ME 5

ME 4

Chaque fonction déterminée doit ensuite être exprimée par un verbe à l’infinitif , associé aux milieux extérieurs concernés. 6.5.2. Principe de découpage fonctionnel/structurel d’un système Un système peut être découpé en blocs fonctionnels ou structurels, sous une forme arborescente, selon cinq niveaux. La décomposition d’un système (par exemple une installation) se fait de manière descendante, en allant du fonctionnel au matériel. MachineM (Niveau1)

UnitéfonctionnelleA

Unité fonctionnelleB

Unité fonctionnelleC

(Niveau2)

Sous-ensemble AA

Sous-ensemble AB

(Niveau3)

OrganeAAA

Organe AAB

(Niveau4)

Composant élémentaire 1 Composantélémentaire2 Composantélémentaire3 (Niveau5)


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7. Analyse AMDEC L’analyse AMDEC proprement dite consiste à identifier les dysfonctionnements potentiels ou déjà constatés du système, à mettre en évidence les points critiques et à proposer des actions correctives pour y remédier. Cette étape est menée, élément par élément, au niveau de détail choisi. C’est le travail essentiel de l’étude où la synergie du groupe de travail doit jouer à fond, avec l’aide de l’animateur. Le tableau AMDEC est le support de travail de cette étape. Il doit être rempli au fur et à mesure des travaux par l’animateur du groupe de travail.

7.1. Détermination des critères qualitatifs Chaque défaillance d’un système peut être déterminée à l’aide de quatre critères qualitatifs, à savoir le mode , la cause , l’effet et la dé tection de la défaillance. Il convient d’abord de rappeler ce qu’est une défaillance. D’après la norme AFNOR X 60500, une défaillance est la cessation de l’aptitude d’un élément à accomplir une fonction requise. 7.1.1. Mode de défaillance Un mode de défaillance est la manière dont le système peut s’arrêter de fonctionner ou fonctionner anormalement. Le mode de défaillance est relatif à chaque fonction de chaque élément. Il s’exprime en termes physiques. Exemples : rupture, desserrage, coincement, fuite, court-circuit, … 7.1.2. Cause de défaillance Le groupe recherche et décrit les événements susceptibles de conduire au mode de défaillance. Une cause de défaillance est l’anomalie initiale pouvant conduire à la défaillance, par l’intermédiaire du mode de défaillance. La cause de défaillance d’un élément peut être interne ou externe à celui-ci. Exemples : sous-dimensionnement, absence de frein d’écrou, manque de lubrifiant, joint mutilé, connecteur non encliqueté, … NOTA : A un mode de défaillance peuvent correspondre plusieurs causes et réciproquement. 7.1.3. Effet de la défaillance Pour chaque élément et pour chaque mode de défaillance, le groupe décrit les conséquences subies par l’utilisateur. En AMDEC moyen, les conséquences sont relatives à l’utilisateur du moyen (fabrication, service entretien, etc.). NOTA : Un même mode de défaillance peut engendrer plusieurs effets simultanés qui peuvent se cumuler et s’enchaîner. De même, plusieurs modes peuvent avoir le même effet. 7.1.4. Détection Une cause (et/ou un mode) de défaillance étant supposée apparue, le groupe analyse et dresse la liste de tout ce qui empêche cette cause (et/ou mode) d’arriver à l’utilisateur. La détection est un phénomène ou paramètre physique, anomalie ou symptôme, pouvant être observé, détecté ou mesuré de manière précoce, et traduisant l’apparition, la propagation ou l’évolution d’un mécanisme de défaillance.


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7.2. Classification des critères qualitatifs 7.2.1. Classification des modes de défaillance Généralement, les modes de défaillance les plus rencontrés sont : Perte de fonction : la fonction cesse de se réaliser (on parle de défaillance  catalectique) ; Dégradation de la fonction : la fonction se réalise mais avec des performances  altérées. Classification des modes de défaillance

Exemples 

Perte de fonction

  

Dégradation de la fonction





Rupture, blocage, coincement ; Obturation totale, fuite ; Court-circuit, coupure de circuit ; Mauvais guidage, jeu, frottement, usure, fatigue, corrosion, déformation, désalignement, desserrage ; Colmatage, contamination, obturation partielle, fuite ; Mauvais filtrage, échauffement de composant ;

7.2.2. Classification des causes de défaillance Les causes de défaillance d’un système peuvent être liées à :  La construction (conception et fabrication du système) ;  L’installation ; L’exploitation (utilisation du système, contact avec d’autres systèmes ou avec le  milieu environnant) ; La maintenance.  Classification des causes de défaillance

Exemples  

Conception

 

Causes liées à la construction

 

Fabrication

  

Causes liées à l’installation

 


Non-conformité au cahier des charges ; Coefficient de sécurité trop faible ; Sous-dimensionnement ; Erreurs de cotation, tolérance ; Mauvais choix de forme, matière ; etc. Non respect des plans ; Non conformité des matériaux ; Défaut interne matière ; etc. Mauvaise fixation ; Montage, réglage défectueux ; Installation défectueuse ; etc.

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Classification des causes de défaillance

Exemples 

Utilisation

  

Causes liées à l’exploitation

Contact autre système Contact milieu ambiant

Causes liées à la maintenance

      

Réglage, contrôle défectueux ; Utilisation non conforme ; Usure par vieillissement, usure par fatigue ; Contraintes mécaniques ; etc. Source d’énergie ; Matériel en amont, en aval ; etc. Température, humidité ; Vibrations, chocs, coups de bélier ; Pollution (poussière, huile, eau, copeaux) ; etc. Mauvaise politique de maintenance ; Défaut de maintenance ; etc.

7.2.3. Classification des effets de défaillance Les défaillances d’un système peuvent avoir des effets sur : Le fonctionnement et l’état matériel des divers niveaux de découpage du système  (système, sous-système, ensemble, sous-ensemble) ;  L’utilisateur (en termes économiques) :  Disponibilité du moyen de production ;  Qualité du produit fabriqué ;  Coûts de la maintenance. La sécurité des opérateurs et l’environnement.  Classification des effets de défaillance Effets sur le fonctionnement et l’état des divers niveaux du système (dégradations matérielles et fonctionnelles) Effets sur la disponibilité du moyen de production

Effets sur la qualité du produit fabriqué

Exemples          

Défauts de fonctionnement ; Pertes de performances ; Dégâts matériels, avaries ; Pannes, arrêts machine ; etc. Durée d’arrêt du flux de production ; Ralentissement de la cadence ; Allongement du cycle ; etc. Non-conformité des pièces ; Rebut, retouche ; Déclassement ; etc.

Effets sur les coûts de la maintenance



Coûts directs de maintenance

Effets sur la sécurité des opérateurs et sur l’environnement



Dommages corporels ; Pollution, contamination ; etc.




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7.2.4. Classification des détections de défaillance Les détections de défaillance sont classifiées selon deux grandes catégories : Les détections en phase de construction (conception, industrialisation, fabrication,  installation) ;  Les détections en phase d’exploitation. Classification des détections de défaillance

Exemples 

Conception

 

Détections en phase de construction



Industrialisation

  

Fabrication

   

Détections en phase d’exploitation

   

Calculs (éléments finis, RDM, ...) ; Essais (sur éprouvette, sur banc, …) ; Dimensions, forme ; etc. Calcul des transferts de cotes ; Contrôle de l’isostatisme ; Essais de faisabilité ; etc. Destruction du produit ; Non-montabilité ; Consignes, audit ; etc. Vibrations, échauffements ; Dégradation des lubrifiants ; Traces d’usure, d’abrasion, de corrosion ; Fissures, rayures ; Paramètres de fonctionnement ; Coloration, aspect, bruit, odeur ; etc.

7.3. Mécanismes de défaillance Le schéma suivant représente le mécanisme de base des défaillances :

Détections

Disponibilité du moyen de production

Détections

Conception Qualité du roduit fabriqué

Fabrication CAUSES

Installation

de la défaillance

MODE

EFFETS sur le fonctionnement

de défaillance

et l’état du

système

Exploitation Internes à Maintenance

l’élément

Externes à l’élément

Dégradation de la fonction Perte de la onction

Dégradations onctionnelles et matérielles du système

Coût de la maintenance

Sécurité opérateurs & environnement


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Il existe également d’autres mécanismes de défaillance, tels que récapitulés dans le tableau suivant :

Cause primaire de défaillance

Mode de défaillance intermédiaire

Mode de défaillance de l’élément

Effet de la défaillance

Défaillance directe

Effet de la défaillance

Mécanisme de base

Cause interne/externe à l’élément

Mécanisme d’évolution

Cause interne/externe à l’élément

Défaillance par dégradation

Défaillance catalectique de l’élément

Effet de la défaillance catalectique

Mécanisme de propagation

Cause interne/externe à l’élément 1

Défaillance de l’élément 1

Défaillance de l’élément 2

Effet de la défaillance de l’élément 2

7.4. Analyse quantitative Le chiffrage des risques est basé sur la chaîne d’événements conduisant à la perception d’une défaillance par l’utilisateur du système. Ce chiffrage permet de : Mettre en évidence l’importance de chaque défaillance par la définition de trois  critères quantitatifs. Il s’agit de la f r é quence potenti ell e d’apparition de la défaillance, sa gravité et sa n on -dé tection ; Homogénéiser la cotation par l’utilisation de barèmes ;  Hiérarchiser les causes de défaillance afin de mettre en évidence celles qui devront  faire l’objet d’actions prioritaires. 7.4.1. Indice de fréquence (F) Il représente le risque que la cause potentielle de défaillance survienne et qu’elle entraîne le mode potentiel de défaillance considéré. De ce fait, la notion de fréquence est relative à une combinaison cause-mode. Finalement, la fréquence s’exprime par le nombre de défaillances de l’élément sur une période donnée. 7.4.2. Indice de gravité (G) Il se réfère à la gravité (ou sévérité) de l’effet de chaque défaillance, tel que ressenti par l’utilisateur. Ainsi, la notion de gravité est directement liée à l’effet de la défaillance.


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La gravité peut s’exprimer sous divers aspects, notamment : Dégradation matérielle du moyen de production ;  Taux de disponibilité de la machine ou de la ligne (durée d’arrêt) ;   Non-conformité du produit fabriqué ; Coût de la maintenance ;  Sécurité des opérateurs ;   Répercussion sur l’environnement. 7.4.3. Indice de non-détection (D) Il représente la probabilité que la cause (et/ou le mode) de défaillance supposée apparue atteigne l’utilisateur. La probabilité de non-détection dépend d’une part de l’existence d’une anomalie observable de manière suffisamment précoce et d’autre part des moyens de détection mis en œuvre (ou envisagés) au moment de l’étude. 7.4.4. Calcul de la criticité Pour chaque cause de défaillance, le produit des trois indices de fréquence, gravité et nondétection est effectué. Le résultat donne l’indice de Criticité (C) ou l’Indice de Priorité de Risque (IPR) :

C = IPR = F x G x D A noter que la criticité d’une défaillance est associée à chaque combinaison cause-mode-effet. Enfin, la notion de criticité englobe les critères de fréquence, gravité et probabilité de nondétection.

Schéma récapitulatif

Détections

Cause

Mode

Effets

de la défaillance

de défaillance

de la défaillance

Indice de non-détection

Indice de fréquence

Indice de gravité

D

F

G

Indice de Priorité de Risque

IPR


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7.4.5. Exemple de barème de cotation Ci-après un exemple de barème de cotation des trois indices F, G et D. La table de cotation est établie sur 4 niveaux pour les critères de fréquence et de non-détection, et sur 5 niveaux pour le critère de gravité.

Valeurs de F

Fréquence d’apparition de la défaillance

1

Défaillance pratiquement inexistante (Exemple : Moins de 1 défaillance par an)

2

Défaillance rarement apparue (Exemple : 1 défaillance maximale par trime stre)

3

Défaillance occasionnellement apparue (Exemple : 1 défaillance maximale par mois)

4

Défaillance fréquemment apparue (Exemple : 1 défaillance par semaine)

Valeurs de G

Gravité de la défaillance

1

Défaillance mineure : aucune dégradation notable du matériel (Exemple : Temps d’Interruption TI < 10 min )

2

Défaillance moyenne : nécessitant une petite réparation sur place (Exemple : 10 min < TI < 30 min)

3

Défaillance majeure : nécessitant un changement du matériel défectueux (Exemple : 30 min < TI < 90 min )

4

Défaillance catastrophique : très critique, nécessitant une grande intervention (Exemple : TI > 90 min)

5

Sécurité : accident pouvant provoquer des problèmes de sécurité des personnes, lors du dysfonctionnement ou lors de l’intervention

Valeurs de D

Non-détection de la défaillance

1

Signe avant coureur de la défaillance. L’opérateur pourra éviter celle-ci par une action préventive. La détection est totale.

2

Il existe un signe avant coureur de la défaillance mais il y a risque qu’il ne soit pas perçu par l’opérateur. La détection est exploitable.

3

Le signe avant coureur de la défaillance n’est pas facilement décelable. La détection est faible.

4

Il n’existe aucun signe avant coureur de la défaillance. Il s’agit du cas sans détection.


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7.4.6. Hiérarchisation des défaillances Pour avoir une image globale de la fiabilité et de la maintenabilité potentielles du système, on peut classer les défaillances entre elles, selon leurs niveaux respectifs de fréquence, gravité, probabilité de non détection ou encore selon leur Indice de Priorité de Risque. En effet, on peut utiliser une représentation graphique des IPR, sous forme d’un histogramme (par exemple). Les classes d’IPR sont ainsi portées en abscisse ; le nombre de causes correspondant étant représenté en ordonnée. A noter finalement que cette représentation facilite le suivi des améliorations ultérieures.

7.5. Méthodologie pratique Pour chaque élément du moyen de production, le groupe de travail détermi ne et énumère dans la feuille de saisie AMDEC (dont modèle ci-dessous) les éléments suivants : (D’après la norme CNOMO E41.50.530.N) Fournisseur : Système : Sous-système : Elément

Fonctions

Folio /

AMDEC – Moyen de production

Modes de défaillance

Rédacteur : Service : Date :

Réf :

Causes

Détection TI

Effets

Criticité Indices nominaux

F

G

D

C

Actions correctives

Actions

Criticité Indices finaux

Resp./ TI’ F’ G’ D’ C’ Délai

Cette colonne permet d’inscrire la désignation de l’élément, ainsi que son repère de nomenclature, s’il existe. Cette colonne permet d’inscrire la fonction réalisée par l’élément lors du fonctionnement normal. Cette colonne permet d’inscrire le mode de défaillance qui correspond à la manière dont l’élément peut être amené à ne plus assurer sa fonc tion. Cette colonne permet d’inscrire les causes ayant conduit à l’apparition de la défaillance du dispositif à travers le mode de défaillance de l’élément. Cette colonne permet d’inscrire les effets provoqués par l’apparition des modes de défaillance ; tels que perçus par l’utilisateur du dispositif. Cette colonne permet d’inscrire les modes de détection qui sont les signes provoqués par l’apparition de la défaillance, sans qu’elle n’ait encore généré l’apparition de conséquences.


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Ces colonnes permettent d’inscrire la valeur de la criticité C , calculée à partir de l’estimation des indices F , G et D . Cette colonne permet d’inscrire l’ensemble des mesures correctives décidées par le groupe de travail, pour éliminer les points critiques (cf. §8 ci-après). Ces colonnes permettent d’inscrire la valeur de la criticité C’ , calculée à partir de l’estimation des indices F’ , G’ et D’ ; estimation faite après la mise en œuvre des actions correctives.

8. Actions correctives Après la mise en évidence des risques de défaillances critiques, il est impératif que des actions correctives soient prises. En effet, une action corrective est un moyen, dispositif, procédure, documentation ou formation permettant de réduire la valeur d’un ou de plusieurs termes d u produit F x G x D et par conséquent celle de la criticité. Il existe trois types d’actions correctives : Des actions de prévention des défaillances ;   Des actions de réduction des effets des défaillances ;  Des actions de détection préventive des défaillances. Les actions correctives sont engagées pour les causes de défaillance dont la criticité dépasse un seuil fixé à l’avance. On choisit habituellement l es seuils suivants : 12, lorsque les objectifs de sûreté de fonctionnement sont sévères ;  16, cas le plus souvent utilisé pour les organes mécaniques ;   24, sur des composants électriques ou électroniques, où l’indice de non-détection est presque toujours égal à 4. De la même manière, des actions correctives sont engagées si les indices F ou G sont supérieurs ou égaux à la valeur 4 et ce, même si le seuil de criticité n’est pas atteint.

8.1. Action de prévention des défaillances C’est un moyen, dispositif ou procédure pouvant être mis en œuvre pour éviter (ou limiter) l’apparition des causes et/ou des modes de défaillance d’une part ; et pour supprimer les causes et/ou les modes existants d’autre part. Elle permet d’éviter que la cause et/ou mode n’atteigne l’utilisateur. L’action de prévention vise l’amélioration de la fiabilité du système ; que ce soit en phase de conception, de fabrication ou d’exploitation. Elle permet ainsi de faire chuter l’indice de fréquence F.

8.2. Action de réduction des effets des défaillances C’est un moyen, dispositif ou procédure pouvant être mis en œuvre pour supprimer ou réduire les effets de la défaillance sur le système ou l’utilisateur. L’action de réduction a pour objectifs : D’interrompre le plus tôt possible l’enchaînement des effets au niveau du système ;  De limiter les temps d’indisponibilité ;   De réduire les non-conformités des produits ;  De réduire les durées d’intervention et les coûts de maintenance corrective ; De réduire les impacts sur la sécurité ou l’environnement.  Elle permet de faire chuter l’indice de gravité G. Mise à jour de Décembre 2012

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8.3. Action de détection préventive des défaillances C’est un moyen, dispositif ou procédure pouvant être mis en œuvre pour détecter de manière précoce : Une cause de défaillance liée à la conception, la fabrication, le montage et  l’exploitation du système ; La défaillance d’un autre élément (avant propagation).  Elle permet de déclencher des actions de prévention. Enfin, l’action de détection permet de faire chuter l’indice de non-détection D.

Schéma récapitulatif

Actions de détection

Détections

Cause

Mode

Effets

de la défaillance

de défaillance

de la défaillance

Actions de prévention

Actions de réduction

8.4. Remarques 





Les moyens d’action peuvent être mis en œuvre soit par le constructeur, soit par l’utilisateur du système. Il est préférable d’intervenir le plus tôt possible dans le cycle de vie et le plus en amont possible du mécanisme de défaillance. Il faut bien distinguer les notions de « détection » et « action de détection ». En effet, une détection est une anomalie observable de manière précoce alors qu’une action de détection est un moyen d’observer l’anomalie.


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8.5. Exemples d’actions correctives 8.5.1. Actions de prévention Exemples d’actions à la disposition du constructeur    

Fiabilité, sécurité à la conception ; Calculs, essais, contrôles ; Limitations d’utilisation ; Documentation d’installation, d’utilisation, d’exploitation et de maintenance ; etc.

Exemples d’actions à la disposition de l’utilisateur

  

Fiabilisation ; Maintenance systématique ; Maintenance conditionnelle ; etc.

8.5.2. Actions de réduction Exemples d’actions à la disposition du constructeur       

Redondance ; Maintenabilité des éléments ; Protections de la machine ; Procédures de marche dégradée ; Sécurité à la conception ; Protections des opérateurs ; Systèmes d’alarme ; etc.

Exemples d’actions à la disposition de l’utilisateur 

   

Moyens matériels et humains de maintenance ; Stocks, pièces de rechange, magasin ; Aide au diagnostic des pannes ; Historique des interventions ; Procédures de maintenance corrective ; etc.

8.5.3. Actions de détection Exemples d’actions à la disposition du constructeur     

Revue de conception ; Contrôle de fabrication ; Auto-contrôle au démarrage ; Système de surveillance ; Aide à la supervision de la machine ; etc.

Exemples d’actions à la disposition de l’utilisateur     

Contrôle de réception ; Inspection permanente ; Visite périodique ; Surveillance conditionnelle ; Suivi des paramètres de fonctionnement ; etc.

9. Suivi des actions proposées Le suivi revêt un aspect primordial pour le succès de cet outil analytique qu’est l’AMDEC. En effet, pour toutes les mesures prises, il faut désigner des responsables (si besoin est, le groupe) et établir un plan d’action.


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On utilise souvent une grille d’aide à la décision, dan s laquelle on peut faire apparaître le critère de difficulté de mise en place des actions à entreprendre. Le critère de coût n’apparaît qu’à ce stade de l’analyse. Un nouveau calcul des criticités (IPR) est effectué après chaque modification. Exemple de grille de décision :

Difficulté et Coût de mise en place des actions Niveaux de criticité

Facile Peu coûteux

Délicat Coûteux

Difficile Très coûteux

Intervalle 1 Criticité négligeable Intervalle 2 Criticité admissible Intervalle 3 Criticité non admissible Intervalle 4 Criticité interdite

10. Conclusion L'AMDEC est une méthode d'analyse prévisionnelle de la Sûreté de Fonctionnement (Fiabilité, Maintenabilité, Disponibilité et Sécurité). Son efficacité est fonction : 











d'un travail en groupe bien formalisé (ordre du jour des réunions précis, travail entre réunions planifié, conduite de réunions maîtrisée, ...) ; du fait que l'on analyse et corrige en commun un dispositif au lieu d'attendre que ce dispositif soit en service et révèle ses défaillances, ou entraîne une non-qualité des pièces produites ; de la mise en commun des expériences d'origines diverses et des banques de données (qualitatives et quantitatives) ; du fait que les participants sont responsables de l'évaluation du dispositif et des actions d'amélioration entreprises ; de l'utilisation d'une méthodologie simple et objective, mise en oeuvre par l'animateur ; de l'existence d'indices de criticité permettant de hiérarchiser les défaillances.

Il faut noter malgré tout, que pour des problèmes de qualité et de fiabilité apparaissant en exploitation, l'AMDEC peut être utilisée efficacement pour déclencher les actions curatives et préventives, à partir des défaillances réelles observées. Il ne s’agit plus alors d’une AMDEC prévisionnelle mais d’une AMDEC opérationnelle.


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MEMENTO DE GESTION PRATIQUE DE L’AMDEC

Phase 1 : Préparation de l’AMDEC 1.1.

1.2.

1.3.

1.4.

1.5. 1.6.

Bien définir le problème à traiter :  Formaliser les objectifs recherchés ;  Déterminer les limites de l’étude. Constituer le groupe de travail : Sélectionner les participants ;   Etablir les convocations aux réunions en précisant les objectifs et les limites de l’étude. Déterminer le planning de travail :  Prévoir le nombre de réunions ; Intégrer les séquences de synthèse et le bilan.  Réunir les documents nécessaires : Historique des incidents sur le système étudié ;   Plans, schémas, notes de calcul. Faire le découpage fonctionnel du système étudié Réserver les moyens logistiques des réunions :  Réserver les salles de réunion avec le matériel nécessaire.

Phase 2 : Animation de l’AMDEC 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. 2.7. 2.8.

Présenter les participants et rappeler les objectifs de l’analyse Présenter les principes de l’AMDEC Présenter le système à l’aide de son découpage fonctionnel Mettre au point et valider les barèmes de cotation (indices F, G et D) Réaliser l’analyse qualitative (Travail sur les feuilles de saisie AMDEC, communément appelées grilles d’analyse) Déterminer la criticité (grilles d’analyse) Déterminer les actions correctives (grilles d’analyse) Déterminer la nouvelle criticité (grilles d’analyse).

Phase 3 : Synthèse de l’AMDEC 3.1.

3.2. 3.3.

Mettre au propre les documents d’analyse :  Mise au propre du découpage fonctionnel ;  Mise au propre des grilles AMDEC. Etablir le bilan des indices de criticité (ou IPR) Editer la liste des préconisations en vue de mettre en place un plan d’a ction global


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3.4.

21

Présenter le rapport en 5 parties : 1ère partie : Synthèse de l’AMDEC   Feuille de synthèse ; Schémas de l’installation ;   Découpage fonctionnel ;  Barèmes de cotation. ème  2 partie : Tableaux AMDEC (grilles d’analyse)  3ème partie : Liste des points critiques Criticité  16 ou G  4 ou F = 4  ème  4 partie : Actions correctives Fournisseur  Fiabilité de l’installation ; Maintenabilité de l’installation ;   Sécurité ;  Etc. ème  5 partie : Actions correctives Exploitant  Dispositions de maintenance ; Formation à l’exploitation ;   Organisation logistique ; Etc. 

Phase 4 : Suivi 4.1. 4.2. 4.3. 4.4.

Etablir un planning pour mener les actions Veiller à la bonne application des mesures préconisées Approvisionner les moyens et ressources nécessaires à la réalisation des actions correctives Prendre en compte les mises à jour :  De la documentation ;  Des gammes de maintenance préventive ;  Des listes de pièces de rechange ;  Etc.


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A NNEXES

Annexe 1 :

Fiche de Synthèse AMDEC………………………… ………………Page A1

Annexe 2 :

Feuille de saisie AMDEC…………………………… ………………Page A2

Annexe 3 :

Grille des modes de défaillance génériques………. ………………Page A3

Annexe 4 :

Exemples pratiques de mécanismes de défaillance.. ………………Page A4

Annexe 5 :

Méthode HAZOP…………………………………… ………………Page A6

Annexe 6 :

Arbres de défaillance…..…………………………… ………………Page A7

Annexe 7 :

Liste de quelques documents de référence………… ………………Page A9


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A1 Nom : _________________ Service : ______

SYNTHESE

ENIM

ETUDE AMDEC

Date : _________________ Tél. : _________

Système : ___________________________________________________

Numéro de série : ______________________

Organe :

__________________________________________________________________________________________

Objet :

__________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ Objectif de l'étude : ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ Causes de l'étude : ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ Demandeur : M _________________ Tél. ________________

Décideur : M ________________ Tél. ______________

Limites de l'étude : ____________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ Participants :

Permanents

Temporaires

MM _________________________ Tél. __________________

MM _________________________ Tél. ____________

_________________________ Tél. __________________

_________________________ Tél. __________

_________________________ Tél. __________________

_________________________ Tél. __________

_________________________ Tél. __________________

_________________________ Tél. __________

Animateur : M _____________________ Tél. _______________ P L A N

Semaines (Dates)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Prévisionnel

N I

Réalisé

N G

Légende

Début

Réunion Initial

Fin

Bilan

Suivi Evolution

Dates Bilan

Nombre de Causes

Total IPR > 16 %

Observations : _______________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________


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Cours AMDEC 3 ème année

A2

AMDEC – Moyen de production

ENIM

Fournisseur : Système : Sous-système : Elément

Rédacteur : Service : Date : Fonctions

Modes de défaillance

Causes

Criticité Indices nominaux

Réf : Effets

Folio /

Détection

TI

F

G

D

Criticité Indices finaux

Actions correctives

Actions

C

Resp./ Délai

TI’

F’


G’

D’

C’

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A3

Grille des modes de défaillances génériques (NF X 60-510) Est en dessous de la limite inférieure tolérée

Défaillance structurelle (rupture)

12

2

Blocage physique ou coincement

13 Fonctionnement intempestif

24 Entrée erronée (augmentation)

3

Vibrations

14 Fonctionnement intermittent

25 Entrée erronée (diminution)

4

Ne reste pas en position

15 Fonctionnement irrégulier

26 Sortie erronée (augmentation)

5 Ne s’ouvre pas

16 Indication erronée

27 Sortie erronée (diminution)

6

Ne se ferme pas

17 Ecoulement réduit

28 Perte de l’entrée

7

Défaillance en position ouverte

18 Mise en marche erronée

29 Perte de la sortie

8

Défaillance en position fermée

19 Ne s’arrête pas

30 Court-circuit (électrique)

9

Fuite interne

20 Ne démarre pas

31 Circuit ouvert (électrique)

21 Ne commute pas

32 Fuite (électrique)

10 Fuite externe

11 Dépasse la limite supérieure tolérée 22 Fonctionnement prématuré


23

Fonctionnement après le délai prévu (retard)

1

33

Autres conditions de défaillance exceptionnelles

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A3

Grille des modes de défaillances génériques (NF X 60-510) Est en dessous de la limite inférieure tolérée

Défaillance structurelle (rupture)

12

2

Blocage physique ou coincement

13 Fonctionnement intempestif

24 Entrée erronée (augmentation)

3

Vibrations

14 Fonctionnement intermittent

25 Entrée erronée (diminution)

4

Ne reste pas en position

15 Fonctionnement irrégulier

26 Sortie erronée (augmentation)

5 Ne s’ouvre pas

16 Indication erronée

27 Sortie erronée (diminution)

6

Ne se ferme pas

17 Ecoulement réduit

28 Perte de l’entrée

7

Défaillance en position ouverte

18 Mise en marche erronée

29 Perte de la sortie

8

Défaillance en position fermée

19 Ne s’arrête pas

30 Court-circuit (électrique)

9

Fuite interne

20 Ne démarre pas

31 Circuit ouvert (électrique)

21 Ne commute pas

32 Fuite (électrique)

10 Fuite externe

11 Dépasse la limite supérieure tolérée 22 Fonctionnement prématuré

23

Fonctionnement après le délai prévu (retard)

1

33

Autres conditions de défaillance exceptionnelles


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A4

EXEMPLES PRATIQUES DE MECANISMES DE DEFAILLANCE Le tableau suivant présente quelques organes de machines - toutes technologies confondues leurs fonctions principales, quelques modes de défaillance et des causes possibles. ORGANE

Filtre

Distributeur

Pompe hydraulique

FONCTION PRINCIPALE Eliminer les impuretés du fluide circulant dans le circuit

Ouvrir ou fermer une ou plusieurs voies de passage du fluide

Générer une pression et un débit

MODE DE DEFAILLANCE

CAUSES DE DEFAILLANCE

Mauvais filtrage

Elément filtrant percé ou détérioré

Colmatage partiel ou total

Présence d’impuretés ; Entretien non effectué.

Position incorrecte

Coincement par grippage ; Défaut interne.

Fuite interne

Impuretés du fluide.

Pression insuffisante ou nulle

Entrée d’air à l’aspiration ; Usure de la pompe ; Défaut interne ; Viscosité du fluide trop élevée ; Blocage par corps étrangers.


A4

EXEMPLES PRATIQUES DE MECANISMES DE DEFAILLANCE Le tableau suivant présente quelques organes de machines - toutes technologies confondues leurs fonctions principales, quelques modes de défaillance et des causes possibles. ORGANE

Filtre

Distributeur

Pompe hydraulique

Joint statique

Vérin hydraulique

FONCTION PRINCIPALE Eliminer les impuretés du fluide circulant dans le circuit

Ouvrir ou fermer une ou plusieurs voies de passage du fluide

MODE DE DEFAILLANCE Mauvais filtrage

Elément filtrant percé ou détérioré

Colmatage partiel ou total

Présence d’impuretés ; Entretien non effectué.

Position incorrecte

Coincement par grippage ; Défaut interne.

Fuite interne

Impuretés du fluide.

Pression insuffisante ou nulle

Entrée d’air à l’aspiration ; Usure de la pompe ; Défaut interne ; Viscosité du fluide trop élevée ; Blocage par corps étrangers.

Débit insuffisant

Cavitation ; Fuites internes ; Usure de la pompe.

Fuite

Mauvais choix du joint (fluide, pression, température, …) ; Rugosité ou rayures des surfaces ; Serrage ou montage incorrect ; Endommagement, séchage ou usure du joint.

Pas de mouvement

Manque de pression.

Mouvement trop lent

Débit fluide insuffisant.

Blocage

Grippage ; Blocage.

Déclenchement à pression trop élevée

Déréglage ou tarage trop élevé.

Déclenchement à pression trop faible

Déréglage ; Affaiblissement du ressort.

Générer une pression et un débit

Assurer une étanchéité à la jonction de pièces immobiles

Générer un effort ou un mouvement rectiligne

Limiter la pression dans un

Limiteur de pression circuit



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A5

EXEMPLES PRATIQUES DE MECANISMES DE DEFAILLANCE (SUITE) ORGANE

Roulements

Palier lisse

Accouplement à douille

Engrenage

Moteur électrique

FONCTION PRINCIPALE

MODE DE DEFAILLANCE Jeu excessif

Abrasion ; Usure.

Grippage

Vitesse excessive ; Ajustements trop serrés ; Température excessive ; Manque de lubrifiant.

Ecaillage

Fatigue ; Surcharge ; Manque de lubrifiant.

Corrosion

Défaut d’étanchéité.

Usure du coussinet

Abrasion ; Frottement excessif (surcharge) ; Viscosité lubrifiant.

Rupture douille

Défaut d’alignement ; Sous-dimensionnement ; Fatigue.

Rupture de dent

Fatigue ; Surcharge ; Sous-dimensionnement ; Corps étranger ; Matériau peu résilient.

Fissures

Fatigue ; Tapures de trempe ; Mauvais profils de raccordement.

Blocage

Défaut enroulement ; Défaut balais ; Blocage roulement ; Défaut d’alimentation ou de connexion.

Signal intempestif

Présence de corps étrangers ; Dépôts.

Pas de signal

Défaut interne.

Guider et supporter un arbre en rotation

Supporter et guider un arbre en rotation Transmettre un mouvement de rotation et un couple de torsion entre deux arbres

Assurer la transmission d’un mouvement de rotation

Générer un couple de rotation

Générer un signal


Détecteur de position électrique selon la position d’une pièce


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A6

METHODE HAZOP Dans certains cas, le nombre de composants d’un système constitue un handicap à l’utilisation de l’AMDEC et ce, en raison de la lourdeur de cette approche. Aussi, d’autres méthodes très semblables ont été développées. C’est ainsi qu’au début des années 1970, une méthode dite HAZOP (Hazard and Operability Study) a été développée pour l’industrie chimique anglaise. HAZOP consiste pour un système (généralement thermo-hydraulique) à remplir le tableau suivant : Guide word

Deviation

NONE

No flow

Possible causes

Consequences

Action required

More flow MORE OF

More pressure More temperature Less flow

LESS OF Less temperature PART OF MORE THAN OTHER

High water concentration or stream Organic acids presence Maintenance

Ce tableau possède un certain nombre de « mots-guides » destinés à guider l’analyste et dont voici la signification : NONE MORE OF LESS OF PART OF MORE THAN OTHER

: absence de débit, débit inversé, absence de courant… : excès de température, de pression, de débit, de viscosité, de tension… : baisse de température, de pression, de débit, de viscosité, de tension… : changement dans la composition du produit… : présence d’impuretés… : en dehors du fonctionnement normal (démarrage, maintenance…)

Cette méthode ne nécessite pas comme l’AMDEC l’analyse de chaque composant. C’est plutôt une analyse causes-conséquences. Cette méthode pose de nombreux pr oblèmes, car il est difficile d’affecter à chaque « motguide » une portion du système et/ou une fonction bien déterminée ; des erreurs ou des omissions peuvent alors être commises. HAZOP est une méthode particulièrement adaptée aux systèmes véhiculant des fluides. Son domaine d’emploi est celui des automatismes continus de l’industrie chimique, ou de tout système dont le nombre de composants rendrait une AMDEC trop lourde. Mise à jour de Décembre 2012

M.N. NGOTE


ARBRES

A7

DE

DEFAILLANCE

La méthode d’analyse de sûreté de fonctionnement par les Arbres de Défaillance a été mise au point par Bell Telephone en 1961, pour évaluer la fiabilité du système de lancement d’un missile. Elle a été ensuite développée par Boeing avant d’être généralisée à d’autres domaines industriels tels que l’aéronautique, le nucléaire, etc. Cette méthode est également connue sous la dénomination d’Arbre des Causes ou Arbre des Défauts ou Arbre des Fautes. La terminaison anglo-saxonne est Fault Tree Method . Souvent utilisée en conjonction avec une AMDEC, c’est une sorte d’organigramme permettant de décrire la manière dont un dispositif peut être indisponible ou défaillant. La méthode des Arbres de Défaillance consiste à :  Rechercher de manière déductive et systématique toutes les combinaisons de causes possibles d’un événement indésirable unique ; Représenter graphiquement ces combinaisons sous forme arborescente.  A noter qu’il existe plusieurs variantes de représentation. Celle développée ci -après utilise le symbolisme logique de l’Algèbre de BOOLE. Cet aspect graphique de la méthode des Arbres de Défaillance peut éventuellement être complété par un aspect qualitatif et un aspect quantitatif. L’aspect qualitatif consiste à obtenir, à partir de la représentation graphique, l’équation Booléenne des combinaisons des événements conduisant à l’événement indésirable. L’aspect quantitatif consiste à déterminer, par calcul, la probabilité d’apparition de l’événement indésirable. Le tableau suivant récapitule les principaux symboles utilisés dans la construction des Arbres de Défaillance :

Symbole


Nom du Symbole

Signification du Symbole

CERCLE

Evé nement de base , indépendant de tout autre événement. Il est toujours situé à l’entrée d’une porte logique.

RECTANGLE

Evé nement i nduit ou conséquence, il est la conséquence de plusieurs événements de base et est toujours situé à la sortie d’une porte logique.

LOSANGE

Evé nement neutr e , il n’a pas de conséquence sur la fiabilité du système.

TRIANGLE

Connexion , elle permet de se connecter à un autre Arbre de Défaillance (inscrite sur les deux arbres).

PORTE « ET »

, il se produit si tous Produit logique les événements à l’entrée de la porte se produisent en même temps.

PORTE « OU »

, elle se produit si Somme logique l’un au moins des événements à l’entrée de la porte s’est produ it.

M.N. NGOTE


A8

Démarche de l’analyse La méthodologie d’analyse de la sûreté de fonctionnement d’un système, par la méthode des Arbres de Défaillance, se déroule généralement en trois étapes ; la construction graphique, la qualification et la quantification. En pratique, on se limite souvent aux première et deuxième étapes. 

Construction de l’Arbre de Défaillance

Cette phase commence par la détermination de l’événement unique indésirable, nommé événement sommet (exemple : destruction de la machine, pas d’arrêt sur nécessité, etc.) . S’il est impossible de retenir un seul événement sommet, on fait autant d’Arbres de Défaillances indépendants que d’événements sommets. Ensuite, on déduit les causes de l’événement sommet et on réalise la représentation graphique des combinaisons d’événements conduisant à l’événement sommet. L’Arbre de Défaillance sera donc formé de niveaux successifs d’événements, tel que chaque événement soit généré à partir d’événements de niveau inférieur, par l’intermédiaire d’un opérateur logique. La méthode est déductive, et la décomposition se poursuit jusqu’à atteindre des événements de base (événements que l’on ne souhaite plus décomposer). Remarque : Une analyse AMDE ou AMDEC, réalisée antérieurement, facilit e la construction de l’Arbre de Défaillance. 

Qualification des Arbres de Défaillance

La construction de l’Arbre de Défaillance étant achevée, une expression qualitative est donnée par un polynôme Booléen, représentant l’équation de la défaillance sommet. L’Algèbre de Boole permet de déterminer l’équation régissant tout événement en fonction des événements qui le provoquent. Il est donc possible, par développements successifs, d’obtenir l’équation Booléenne définissant la défaillance sommet en fonction des défaillances de base. L’obtention et la réduction de cette équation nécessite l’utilisation des propriétés connues de l’Algèbre de Boole. 

Quantification des Arbres de Défaillance

La quantification d’un Arbre de Défaillance consiste à déterminer successivement la probabilité des événements intermédiaires en fonction de la probabilité des événements dont ils dépendent, pour obtenir enfin la probabilité d’apparition de l’événement sommet.


M.N. NGOTE

Cours Amdec

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