Perspectives futures pour optimiser la maintenance préventive

Les perspectives futures de maintenance révèlent que l’optimisation des stratégies préventives peut transformer radicalement la disponibilité opérationnelle des équipements. Cette étude met en lumière des solutions innovantes pour réduire les temps d’arrêt imprévus, un enjeu crucial pour l’industrie minière.

Table des matières

Étude du modèle de Wei bull

Les valeurs de la fonction de fiabilité, de défaillance, de la fonction de probabilité et du taux de défaillance pour la pompe sont calculées dans le tableau 4-9 :

Tableau 3-9: Les valeurs de R (t), F(t), f(t) et λ(t)

N°	TBF	TTR	F(i)	R(t)	F(t)	
1	38	0.75	0,04022989	0,94676396	0,19533699	0,00669539
2	47	2	0,09770115	0,89746278	0,22556004	0,00541933
3	48	2	0,15517241	0,89264846	0,22876031	0,00533839
4	76	1	0,21264368	0,78344106	0,30849994	0,00421091
5	95	0.25	0,27011494	0,72572027	0,35428165	0,00386939
6	115	0.8	0,32758621	0,67340357	0,39713586	0,00362572
7	125	1.1	0,38505747	0,64974249	0,41685474	0,00352964
8	175	0.1	0,44252874	0,54969231	0,50204456	0,00318855
9	217	0.8	0,5	0,48279457	0,56030039	0,00300027
10	269	0.25	0,55747126	0,41497868	0,62018245	0,00282961
11	303	1	0,61494253	0,377494	0,65358949	0,00274131
12	317	0.5	0,67241379	0,36336309	0,66623522	0,00270885
13	366	0.6	0,72988506	0,31899699	0,70611245	0,00260908
14	754	0.3	0,78735632	0,12779464	0,88069141	0,00217411
15	835	0.3	0,84482759	0,10739804	0,8995657	0,00212009
16	893	0.8	0,90229885	0,09506744	0,91100098	0,00208539
17	932	0.8	0,95977011	0,08767853	0,91786275	0,00206365

En fonction de ces différentes valeurs, nous trouvons ensuite ces différentes courbes :

1
0,8
0,6
0,4
0,2
0	200	400	600	800	1000

Figure 3-4: La courbe de fonction de fiabilité.

R(t)-TBF

[10_perspectives-futures-pour-optimiser-la-maintenance-preventive_31]

F(t)-TBF

1
0,8
0,6
0,4
0,2
0	200	400	600	800	1000

Figure 3-5: La courbe de fonction de répartition.

λ(t)-TBF

0,008

0,006

0,004

0,002

200

400

600

800

1000

Figure 3-6: La courbe taux de défaillance.

Analyses des courbes :

Pour les courbes relatives à la fiabilité, à la fonction de défaillance et au taux de défaillance on peut tirer les constats suivants :

- Pour la fonction de fiabilité (Figure 3-4), la fiabilité diminue d’une façon exponentielle avec le temps. Cette décroissance est due à travers divers facteurs, parmi lesquels on peut citer :
  1. Le vieillissement des composants : Avec le temps, les composants du système peuvent subir une usure naturelle qui entraine une diminution de leur fiabilité.
  2. Les conditions environnementales : Les conditions environnementales telles que la température, l’humidité, la poussière, etc., peuvent affecter la fiabilité des composants et du système dans son ensemble.
  3. La mauvaise maintenance : Une maintenance inadéquate ou insuffisante peut entraîner une dégradation de la fiabilité du système au fil du temps.
  4. La conception du système : Une conception inadéquate ou des choix de composants inappropriés peuvent également contribuer à la diminution de la fiabilité du système.

Il est important d’identifier les causes spécifiques de la décroissance de la fiabilité afin de mettre en place des actions préventives efficaces pour améliorer la fiabilité du système.

- Pour la fonction de défaillance (Figure 3-5) contrairement à la fonction de fiabilité elle augmente avec le temps, cela peut indiquer plusieurs causes possibles :
  1. Le vieillissement accéléré : Certains composants du système peuvent subir un vieillissement accéléré en raison de conditions environnementales défavorables, d’une surcharge de travail ou d’une utilisation intensive, ce qui entraîne une augmentation de la probabilité de défaillance.
  2. Les défauts cachés : Il est possible que des défauts ou des problèmes de fabrication non détectés initialement commencent à se manifester avec le temps, ce qui se traduit par une augmentation de la fonction de défaillance.
  3. Dégradation des composants : Les composants du système peuvent subir une dégradation progressive due à l’usure, à la corrosion, aux contraintes mécaniques, etc., ce qui peut entraîner une augmentation de la probabilité de défaillance.
  4. Erreurs de conception : Une conception inadéquate du système, des choix de matériaux inappropriés ou des conditions de fonctionnement mal évaluées peuvent conduire à une augmentation de la fonction de défaillance au fil du temps.

Il est important d’identifier les causes spécifiques de l’augmentation de la fonction de défaillance afin de prendre les mesures nécessaires pour prévenir les défaillances et améliorer la fiabilité du système.

- Pour le taux de défaillance (Figure 3-6), il a une allure décroissante avec le temps, caractérisant ainsi la période de jeunesse de la courbe en baignoire (Figure 2-2), cela peut être dû à plusieurs facteurs :
  1. Période de rodage : Au début de la vie du système, les défaillances dues à des défauts de fabrication initiaux ou à des conditions de fonctionnement extrêmes peuvent se produire et être rapidement détectées et corrigées, ce qui entraîne une diminution du taux de défaillance.
  2. Effet d’apprentissage : Les opérateurs et les utilisateurs acquièrent de l’expérience dans l’entretien et l’utilisation du système au fil du temps, ce qui peut réduire les erreurs humaines et les défaillances liées à une mauvaise manipulation.
  3. Effet de l’environnement initial : Pendant la période de jeunesse, les conditions environnementales peuvent être plus favorables, ce qui contribue à réduire le taux de défaillance.

Il est important de noter que cette décroissance du taux de défaillance pendant la période de jeunesse n’est généralement pas durable et peut-être suivie d’une augmentation du taux de défaillance à mesure que le système entre en phase de maturité et de vieillissement. Il est essentiel de surveiller attentivement l’évolution de la courbe de défaillance pour anticiper les éventuelles dégradations futures et mettre en place des actions préventives appropriés.

Calcul de la maintenabilité de la pompe centrifuge Sulzer 086

D’après l’historique des pannes de la pompe : MTTR = TR/N.

TR : Temps de réparation.

N : Nombre de pannes.

MTTR = 13,25/17 = 0,77 h.

M (t) =1-𝑒^−μt

Avec  = 1/MTTR =1/0,77= 1,29 interventions/heure.

M(MTTR) =1-𝑒−0.77.1.29

M(MTTR) = 0,62964= 63%

Tableau 3-10: La maintenabilité

TTR	M(t)
0,1	0,12453491
0,25	0,28287133
0,25	0,28287133
0,3	0,3290093
0,3	0,3290093
0,5	0,48572647
0,6	0,54977148
0,75	0,63119971
0,8	0,65492724
0,8	0,65492724
0,8	0,65492724
0,8	0,65492724
1	0,73552274

1	0,73552274
1,1	0,76845939
2	0,93005178
2	0,93005178

Figure 3-7: La Courbe de maintenabilité de la pompe.

M(t)-TTR

0,8

0,6

0,4

0,2

0,5

1,5

2,5

D’après la courbe de maintenabilité (Figure 3-7), on constate que sa valeur croit avec le temps, cela signifie généralement que le système devient plus facile à maintenir et à réparer au fil du temps. Cette augmentation de la maintenabilité peut être due à plusieurs facteurs :

Améliorations techniques : Les technologies évoluent et les composants du système deviennent plus fiables, plus faciles à remplacer et à réparer. Cela peut contribuer à une maintenabilité du système.

Retour d’expérience : Les opérateurs et les techniciens acquièrent de l’expérience dans la maintenance du système, ce qui leur permet d’identifier plus rapidement les problèmes et mettre en place des solutions efficaces. Ce retour d’expérience peut améliorer la maintenabilité du système au fil du temps.

Formation du personnel : Une formation continue du personnel de maintenance peut également jouer un rôle important dans l’amélioration de la maintenabilité du système, en leur permettant de mieux comprendre son fonctionnement et d’effectuer des interventions plus efficaces.

Il est important de noter que la croissance de la maintenabilité soit généralement positive, il est essentiel de surveiller régulièrement l’évolution de cette courbe pour s’assurer que les améliorations se maintiennent dans le temps et pour identifier tout potentiel déclin qui pourrait nécessiter des actions correctives.

Calcul la disponibilité de la pompe centrifuge Sulzer 086

Disponibilité intrinsèque de la pompe :

𝐷𝑖 =

𝑀𝑇𝐵𝐹

𝑀𝑇𝐵𝐹 + 𝑀𝑇𝑇𝑅

351,18

351,18 + 0.77

= 𝟎. 𝟗𝟗 %

Disponibilité instantanée :

𝜇

𝐷(𝑡) =

𝜆 + 𝜇

𝜆

𝜆 + 𝜇

𝑒−(𝜆+𝜇)𝑡

𝜆 =

𝑀𝑇𝐵𝐹 1

351.18

= 0.00284ℎ

𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑒𝑛𝑡𝑖𝑜𝑛

𝜇 =

𝑀𝑇𝑇𝑅

0,77

= 1.298 (

)

𝑣𝑒𝑢𝑟𝑒

𝜆 + 𝜇 = 1.00065

1.298

𝐷(𝑡) =

1.00065

+ 0.00284 𝑒−(1.00065)𝑡

1.00065

Tableau 3-11: Disponibilité instantané

t	*D(t)*
0	0,99610619
1	0,99349384
2	0,99128879
3	0,98942754
4	0,98785648
5	0,98653036
6	0,98541101

0,998

0,996

0,994

0,992

0,99

0,988

0,986

0,984

D(t)-t

Figure 3-8: Courbe de disponibilité instantanée.

D’après la courbe de disponibilité (Figure 3-8), on constate que sa valeur décroit avec le temps

Lorsque la courbe de la disponibilité décroît avec le temps, cela signifie généralement que la performance du système se dégrade au fil du temps. Voici quelques explications possibles pour cette décroissance de la disponibilité :

Usure et vieillissement : Avec le temps, les composants du système peuvent subir de l’usure et du vieillissement, ce qui peut entraîner des pannes plus fréquentes et une baisse de la disponibilité.

Maintenance inadéquate : Si la maintenance préventive n’est pas effectuée de manière régulière ou adéquate, cela peut conduire à une détérioration de la performance du système et à une diminution de sa disponibilité.

Obsolescence : Les technologies et les équipements peuvent devenir obsolètes avec le temps, ce qui peut rendre plus difficile la maintenance et la réparation du système, entraînant ainsi une baisse de disponibilité.

Facteurs externes : Des facteurs externes tels que les conditions environnementales, les changements dans l’utilisation du système ou les contraintes budgétaires peuvent également influencer la disponibilité du système au fil du temps.

Lorsqu’on analyse une courbe de disponibilité décroissante, il est important d’identifier les causes possibles de cette tendance afin de mettre en place des actions correctives appropriées. Cela peut inclure des stratégies de maintenance préventive plus efficaces, des mises à niveau technologiques ou des ajustements dans les pratiques opérationnelles pour améliorer la disponibilité du système.

Interprétation des résultats

Tableau 3-12: Interprétation des résultats

I	*Paramètres*	Valeurs	Désignation	Interprétation
1	𝜸	31.763	*Paramètre de de position :* C’est le paramètre de position ; il indique le temps de début d’apparition des défaillances sur l’équipement	Lorsque le paramètre gamma est supérieur à 1, cela indique une tendance à l’usure du système. Dans notre cas, avec un paramètre 𝛾 de 31.7, cela suggère que la pompe n’a connu aucune défaillance possible entre 𝑡 = 0 ℎ𝑒𝑢𝑟𝑒 et 𝑡 = 31.763 ℎ𝑒𝑢𝑟𝑒
2	β	0.763	*Paramètre de forme* : C’est le paramètre de forme qui indique l’allure de dégradation du matériel ou l’allure du taux de défaillance	Lorsque le paramètre bêta est inférieur à 1, cela indique que la courbe de défaillance est décroissante, ce qui signifie que la probabilité de défaillance diminue avec le temps. Dans notre cas, avec un paramètre bêta étant de 0,763, cela suggère que la pompe centrifuge a une tendance à une diminution de la probabilité de défaillance au fil du temps.
3	*λ(t)*	0.00284	*Taux de défaillance* : C’est aussi la probabilité de l’apparition d’une défaillance à un instant t.	Le taux de défaillance de 0,00284 qu’on a trouvé dans le calcul de la fiabilité est une mesure importante qui indique la probabilité que la pompe centrifuge tombe en panne par unité de temps spécifique. Un taux de défaillance de 0,00284 signifie qu’en moyenne, la pompe centrifuge a une probabilité de 0,00284 h de tomber en panne.
4	*μ(t)*	2.833	*Taux de réparation* : C’est un indicateur de l’aptitude d’un bien à être dépanné et/ou réparé. C’est aussi un indicateur de l’efficacité de la maintenance dans la phase d’une intervention.	Le taux de réparation de 2,833 qu’on a trouvé dans le calcul de la fiabilité des paramètres de Wei bull est une mesure importante qui indique la fréquence à laquelle la pompe centrifuge peut être réparée en moyenne sur une période donnée.

				Un taux de réparation de 2,833 signifie qu’en moyenne, la pompe centrifuge pourrait nécessiter environ 2,833 réparations par heure
5	*MTBF*	351h	*Moyenne de temps de bon fonctionnement* : La MTBF représente le temps moyen pendant lequel un système ou un composant fonctionne avant de tomber en panne. Plus les pannes sont espacées dans le temps, plus le système est fiable.	Dans notre cas, une MTBF de 351 heures signifie que, en moyenne, notre pompe centrifuge peut fonctionner pendant 351 heures avant de rencontrer une panne. En résumé, notre pompe centrifuge a une durée de fonctionnement moyenne de 351 heures avant qu’une panne ne survienne.
6	*MTTR*	0.352941176 h	*Moyenne des temps techniques de réparation* : Le MTTR représente le temps moyen nécessaire pour réparer et rétablir la fonctionnalité d’un système. Il englobe le temps de diagnostic, de correction et de test, ainsi que toutes les autres activités permettant de remettre le service à disposition des utilisateurs finaux.	Il est important de noter que le MTTR correspond à un temps de réparation typique et non à une garantie. Un fournisseur qui affiche un MTTR de 24 heures indique le temps qu’il lui faut généralement pour effectuer une réparation, mais certains incidents peuvent prendre plus ou moins de temps. Dans notre cas, un MTTR de 0,3529 heure signifie que, en moyenne, la réparation de la pompe centrifuge prend environ 21 minutes.
7	*R(t)*	0,33	*Fiabilité* : C’est la caractéristique indiquant une probabilité ou une proportion de succès. Autrement dit est considéré fiable, un système dont la probabilité de connaitre une défaillance est faible	Ayant une valeur de 33 %, valeur inférieure à la moyenne; ceci traduit que la pompe n’est donc pas fiable

0 ,63

Maintenabilité :

La maintenabilité est l’aptitude d’une entité à être maintenue ou rétablie, sur un intervalle de temps donné, 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 prescrits1. En d’autres termes, la maintenabilité mesure à quel point un

système ou un composant est facilement réparable.

Dans notre cas, une valeur de 0,63 pour la maintenabilité indique que la pompe centrifuge est relativement facile à entretenir et à réparer. Plus la valeur de maintenabilité est élevée, plus il est aisé de restaurer la pompe en cas de panne. Cela peut avoir un impact significatif sur la disponibilité opérationnelle de la pompe, car des temps de réparation plus courts permettent de minimiser les interruptions de service.

0,99

Disponibilité :

La disponibilité d’une pompe centrifuge est un indicateur essentiel qui mesure sa capacité à

fonctionner lorsque nécessaire.

Une disponibilité de 0,99 indique que la pompe est opérationnelle à 99 % du temps. Cela indique que la pompe centrifuge est prête à fonctionner la plupart du temps.

ANALYSE FMD ET OPTIMISATION DE LA MAINTENANCE PREVENTIVE DE LA POMPE CENTRIFUGE SULZER 086

Analyse par la méthode de Pareto (ABC)

Cette méthode est basée sur la classification des pannes selon la période où elles ont provoqué l’arrêt de la machine sur une année complète, et cela nous révélera les classifications des cellules A, B et C, où nous commencerons la classification de la période la plus longue au plus petit compte tenu du nombre de répétition (fréquence).

Tableau 3-13: Fréquences cumulées et temps d’arrêt cumulés

Cause d’arrêt	Fr	Fr.c	Fr.c %	T.a	T.a.c	T.a.c %	Zone
Remplacement du joint mécanique	3	3	13,63636364	2	2	10,0452034	A
Remplacement de l’arbre	2	5	22,72727273	2	4	20,0904068	A
Remplacement de l’arbre	2	7	31,81818182	2	6	30,1356102	A
Panne électrique	2	9	40,90909091	2	8	40,1808137	A
Installer la cage pour le pompe submersible	1	10	45,45454545	2	10	50,2260171	A
Remplacement du joint mécanique	3	13	59,09090909	1,75	11,75	59,0155701	A
Rénovation de la pompe	1	14	63,63636364	1,5	13,25	66,5494726	A
Réparer la fuite de la ligne de presse-étoupe	1	15	68,18181818	1	14,25	71,5720743	A
Serrage des boulons d’encrage	1	16	72,72727273	1	15,25	76,594676	A
Réalignement du système d’entrainement	1	17	77,27272727	1	16,25	81,6172777	B
Installer le tuyau d’aspiration	1	18	81,81818182	1	17,25	86,6398795	B
Réglage du jeu de la roue	1	19	86,36363636	1	18,25	91,6624812	B
Effectuer toutes les taches électrique	1	20	90,90909091	0,83	19,08	95,8312406	B
Remplacement du manomètre	1	21	95,45454545	0,5	19,58	98,3425414	C
Vidange de l’huile de la pompe	1	22	100	0,33	19,91	100	C

Courbe de diagramme de Pareto :

[10_perspectives-futures-pour-optimiser-la-maintenance-preventive_32]

Figure 3-9: Présentation de diagramme de Pareto.

Zone A : On note que 9 types de causes de pannes ont provoqué l’arrêt de la machine pendant 15,25 heures. Ce qui représente 80 % des heures d’arrêt.
Zone B : on note que 4 types de causes de pannes ont provoqué l’arrêt de la machine pendant 3,16 heures, ce qui représente 17% des heures d’arrêt.
Zone C : On note que, 2types de causes de pannes ont provoqué l’arrêt de la machine pendant 0.83 heures, ce qui représente 2% des heures d’arrêt.

Questions Fréquemment Posées

Quelles sont les causes de la diminution de la fiabilité d’une pompe centrifuge?

La fiabilité diminue d’une façon exponentielle avec le temps en raison du vieillissement des composants, des conditions environnementales, d’une mauvaise maintenance et d’une conception inadéquate.

Comment la fonction de défaillance évolue-t-elle avec le temps?

La fonction de défaillance augmente avec le temps, ce qui peut indiquer un vieillissement accéléré, des défauts cachés, une dégradation des composants ou des erreurs de conception.

Pourquoi est-il important d’identifier les causes de la décroissance de la fiabilité?