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Article

1 - PRÉSENTATION DE LA MÉTHODOLOGIE

2 - MÉTHODES D'ANALYSE FONCTIONNELLE ASSOCIÉES AUX OUTILS

3 - SÉLECTION DE LA CARACTÉRISTIQUE MESURANT LA CRITICITÉ DE L'ÉQUIPEMENT

4 - TYPOLOGIES DES DONNÉES DE FIABILITÉ POUR LA DÉTERMINATION DE LA CRITICITÉ

5 - TYPOLOGIE DES BANQUES DE DONNÉES DE RETOUR D'EXPÉRIENCE

  • 5.1 - Préambule et historique
  • 5.2 - Typologie des données contenues dans les banques de données
  • 5.3 - Principales banques de données de fiabilité
  • 5.4 - Recommandations

6 - DIFFÉRENTES MÉTHODES D'ÉVALUATION DE LA CRITICITÉ

7 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : SE4007 v1

Typologie des banques de données de retour d'expérience
Évaluation de la criticité des équipements - Méthodologie globale

Auteur(s) : Gilles ZWINGELSTEIN

Relu et validé le 01 nov. 2018

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RÉSUMÉ

Cet article présente la méthodologie globale d'évaluation de la criticité d'un équipement. Après une présentation des objectifs, la structure dédiée du groupe de travail y est décrite. Les méthodes d'analyse fonctionnelle sont détaillées après avoir défini la notion de système. Puis les métriques de mesure de la criticité sont fournies. Après une typologie des données de fiabilité et des banques de données, les principaux outils d'évaluation de la criticité sont décrits succinctement et comparés.

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Auteur(s)

  • Gilles ZWINGELSTEIN : Ingénieur de l'École nationale supérieure d'électrotechnique, d'électronique, d'informatique et d'hydraulique et des télécommunications de Toulouse (ENSEEIHT) - Docteur-Ingénieur - Docteur ès Sciences - Professeur associé des universités en retraite - Université Paris Est Créteil , France

INTRODUCTION

Cet article présente la méthodologie globale pour évaluer la criticité des conséquences des défaillances d'un équipement d'un système complexe industriel.

Cette évaluation est d'une importance stratégique pour les dirigeants en leur fournissant une vision instantanée des performances de leurs entreprises pour mettre en œuvre ensuite des actions de progrès si cela s'avère nécessaire. La méthodologie préconisée dans cet article repose sur sept étapes principales.

La première étape insiste sur le besoin de définir les objectifs précis d'une étude de criticité qui doivent être validés et entérinés par les dirigeants de l'entreprise. En effet, ces évaluations de la criticité peuvent concerner des aspects économiques, stratégiques, financiers, réglementaires, techniques, organisationnels. Elles pourront servir à l'établissement d'indicateurs de performance et/ou à l'élaboration de tableaux de bord.

La deuxième étape propose une organisation du groupe de travail regroupant tous les acteurs indispensables pour mener à bien l'étude de criticité.

En fonction des objectifs définis dans la première étape, la troisième étape correspond à la définition précise du système, de ses équipements et de ses limites.

La quatrième étape décrit les principales méthodes d'analyse fonctionnelle. Ces méthodes sont indispensables pour réaliser des arborescences fonctionnelles et/ou matérielles d'un procédé industriel complexe. L'objectif de ces méthodes est d'aider à comprendre les raisonnements en visualisant le cheminement entre les causes et les différents effets des défaillances et à définir le niveau approprié du critère. Les méthodes FAST, SADT®, IDEF0 et Apte® feront l'objet de descriptions succinctes.

La cinquième étape propose une sélection des métriques et indicateurs de performances les plus appropriés aux objectifs recherchés. Les indicateurs d'impacts « lagging indicators » et les indicateurs d'activité « leading indicators » feront l'objet de descriptions spécifiques. Parmi le grand foisonnement de métriques et d'indicateurs de performance « clés », les échelles de cotation de la gravité et de la fréquence d'occurrence, les ordres de priorité de risque (RPN) et la courbe de Farmer seront exposés. Il sera fait également référence aux principales normes internationales définissant des indicateurs de criticité organisationnels, économiques et techniques.

La sixième étape fournit une typologie des données de fiabilité nécessaires à la construction des métriques de mesure de la criticité. Ces données étant par nature des variables aléatoires, seules des estimations statistiques sont possibles. Les méthodes d'estimation ponctuelles ou par intervalles sont décrites et les principes des estimations des lois de probabilité par les approches fréquentistes et bayésiennes y sont rappelés.

La septième étape établit un inventaire des banques internationales de données de fiabilité (MIL-HDBK-217F, OREDA, NSWC, Telcordia Issue 3, RIAC 217Plus, IEC TR 62380, FIDES, CHINA GJB/z 299B, Weibull Database Barringer) en mentionnant le degré d'obsolescence de certaines d'entre elles. Il y sera souligné que pratiquement toutes ces banques donnent des taux constants de défaillance suivant la loi exponentielle. La liste des autres banques sera mentionnée par souci d'exhaustivité. Dans la septième étape, les principaux outils pour évaluer la criticité des défaillances des équipements sont présentés en suivant pour chaque méthode la trame suivante : origine, principe, avantages et inconvénients. La première famille d'outils est consacrée aux méthodes qualitatives à base des jugements des experts quand les données de fiabilité ne sont pas disponibles (brainstrorming, Delphi, Abaque de Régnier®, méthodes PIEU et Méride, Méthode de la MBF (maintenance basée sur la fiabilité et le diagramme d'Ishikawa). La seconde famille est dédiée aux outils quantitatifs d'évaluation de la criticité en soulignant les métriques utilisées. Seront passés en revue : l'APR (analyse préliminaire des risques), l'AMDEC (analyse des modes de défaillance de leurs effets et de leur criticité), l'HAZOP (HAZard and OPerability study) utilisé pour l'analyse des risques industriels, What-If (Que se passe-t-il si ?), les arbres de défaillances, les blocs diagrammes de fiabilité.

Pour guider le lecteur sur le choix le plus adapté à leur problématique, une grille comparative des méthodes est ensuite proposée.

Dans l'éventualité où la criticité des défaillances s'avérerait inacceptable, on recense les méthodes les plus utilisées pour réduire leurs conséquences (barrières de sécurité, arbres d'événements, nœud papillon, méthode MOSAR, méthode LOPA (Layer Of Protection Analysis). En conclusion, des recommandations seront émises pour s'assurer que les résultats obtenus sont conformes aux objectifs recherchés et de nouvelles approches seront mises en perspective.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-se4007


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5. Typologie des banques de données de retour d'expérience

5.1 Préambule et historique

Les premières banques de données de fiabilité sur les équipements ont été développées par les militaires américains. Il semblerait que le Martin Titan Handbook publié en 1959  soit considéré comme étant la première banque de données de fiabilité. Par la suite , des banques de données de deuxième et troisième génération ont vu le jour pour couvrir la plupart des secteurs industriels. La majorité d'entre elles a été développée par des groupements d'industriels ou d'organismes militaires et sont souvent d'un accès payant.

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5.2 Typologie des données contenues dans les banques de données

Actuellement, plusieurs dizaines de banques de données de fiabilité ont vu le jour depuis 1960. L'analyse de leurs contenus permet de proposer une typologie des données contenues en plusieurs catégories :

  • données opérationnelles spécifiques à une installation ;

  • données opérationnelles spécifiques à un ensemble d'équipements identiques ;

  • données propres à l'équipement ;

  • données brutes sur les défaillances ou sur la maintenance ;

  • données estimées de fiabilité.

Pour tenir compte des différentes conditions environnementales, des méthodes de calculs de prédiction de la fiabilité ont été mises au point principalement dans le domaine des composants électroniques, et plus rarement pour des matériels mécaniques. Les méthodes de calcul de prédiction...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - BNAE -   Management de programme – Guide pour la maîtrise de la sûreté de fonctionnement.  -  BNAE, RGAerO 0027 (2005).

  • (2) - IEC – NF EN 60812 -   Techniques d'analyses de la fiabilité du système – Procédure d'analyse des modes de défaillance et de leurs effets (AMDE).  -  IEC – NF EN 60812 (2006).

  • (3) - NF EN 1325 -   Management de la valeur – Vocabulaire – Termes et définitions.  -  NF EN 1325 (2014).

  • (4) - KAUFMAN (J.), WOODHEAD (R.) -   Stimulating innovation in products and services : with function analysis and mapping.  -  John Wiley & Sons (2006).

  • (5) - Processing standards publication -   Integration definition for function modeling.  -  Processing Standards Publication 183 (1993).

  • (6)...

1 Outils logiciels

RELIASOFT, 2014 Synthesis http://www.reliasoft.com

ITEM, 2014, Tool Kit Suite – Reliability Analysis Software http://www.itemsoft.com/item_toolkit.html

ALD, 2013, RAM Commander, Reliability and Safety Software, 2013 http://www.aldservice.com/en/reliability/overview.html

PTC, 2014, Windchill Prediction, 2013 http://www.ptc.com/product/relex/reliability-prediction

ISOGRAPH, 2014, Reliability Workbench http://www.isograph-software.com/2011/software/reliability-workbench/

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2 Sites Internet

Site de l'INERIS, BADORIS – Informations sur les barrières techniques de sécurité http://www.ineris.fr/badoris/

Site de l'Institut pour la maîtrise des risques-sûreté de fonctionnement-management https://www.imdr.eu/offres/gestion/actus_818_33992-1/management-methodes-outils-standards.html

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