Les stratégies d’implémentation de maintenance révèlent une vérité surprenante : l’optimisation de la maintenance préventive d’une pompe centrifuge peut réduire significativement les temps d’arrêt imprévus. Cette recherche, centrée sur la pompe Sulzer 086 de MMG Kinsevere, propose des solutions innovantes avec des implications cruciales pour l’efficacité opérationnelle.
La maintenabilité
- Définition
Dans des conditions données, la maintenabilité est l’aptitude d’un bien à être maintenu ou rétabli dans un état où il peut accomplir une fonction requise.
Maintenabilité = être rapidement dépanné
C’est aussi la probabilité de rétablir un système dans des conditions de fonctionnement spécifiées, en des limites de temps désirées, lorsque la maintenance est accomplie dans des conditions données, en utilisant des procédures et des moyens prescrits. A partir de ces définitions, on distingue :
La maintenabilité intrinsèque : elle est « construite » dès la phase de conception à partir d’un cahier des charges prenant en compte les critères de maintenabilité (modularité, accessibilité, etc.).
La maintenabilité prévisionnelle : elle est également « construite », mais à partir de l’objectif de disponibilité.
La maintenabilité opérationnelle : elle sera mesurée à partir des historiques d’interventions. L’analyse de maintenabilité permettra d’estimer la MTTR ainsi que les lois probabilistes de maintenabilité (sur les mêmes modèles que la fiabilité).
La maintenabilité caractérise la facilité à remettre ou de maintenir un bien en bon état de fonctionnement. Cette notion ne peut s’appliquer qu’a du matériel maintenable, donc réparable.
La maintenabilité d’un équipement dépend de nombreux facteurs (tableau2-2) [10] :
Tableau 2-2: Facteurs de la maintenabilité d’un équipement
| Tableau 2-2: Facteurs de la maintenabilité d’un équipement | |
|---|---|
| Paramètre/Critère | Description/Valeur |
| Facteur 1 | Description 1 |
| Facteur 2 | Description 2 |
On peut améliorer la maintenabilité en :
Développant les documents d’aide à l’intervention.
Améliorant l’aptitude de la machine au démontage (modifications risquant de coûter cher).
Améliorant l’interchangeabilité des pièces et sous ensemble.
Maintenabilité et maintenance
Pour un technicien de maintenance, la maintenabilité est la capacité d’un équipement à être rétabli lorsqu’un besoin de maintenance apparaît. L’idée de « facilité de maintenir » se matérialise par des mesures réalisées à partir des durées d’intervention. Il est évident que la maintenabilité intrinsèque est le facteur primordial pour que la maintenance soit performante sur le terrain. En effet, une amélioration ultérieure de la maintenabilité initiale n’est jamais chose facile. Il est donc indispensable que la maintenance sache définir ses besoins et les intégrer au cahier des charges d’un équipement nouveau afin que celui-ci puisse être facilement maintenable. [10]
Approche mathématique de la maintenabilité M(t)
La maintenabilité peut se caractériser par sa MTTR (Mean Time To Repair) ou encore Moyenne des Temps Techniques de Réparation.
∑ 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑠 𝑑′𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑒𝑛𝑡𝑖𝑜𝑛𝑝𝑜𝑢𝑟 𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑛𝑒𝑠
𝑀𝑇𝑇𝑅 =
𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑛𝑛𝑒𝑠
(2.25)
La figure 2-8 schématise les états successifs que peut prendre un système réparable :
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Figure 2-8: Schéma des états successifs que peut prendre un système réparable. [10]
Les N valeurs de l’échantillon des durées d’intervention seront relevées à partir des bons de travaux complétés, puis portés sur l’historique d’un équipement, que ce soit sous une forme
« papier » ou « écran ». L’analyse de maintenabilité peut porter sur l’ensemble de l’équipement (afin de déterminer sa disponibilité opérationnelle le plus souvent), ou sur l’un quelconque de ses modules. C’est ainsi que sont élaborés par exemple les barèmes de temps de réparation automobile. Il existe une analogie forte entre les notions de fiabilité et de maintenabilité. Les démarches d’analyse sont donc semblables :
- La VA : c’est la durée d’intervention corrective ou préventive de maintenance. Elle se note t = TTR (Time To Repair ou Temps Technique de Réparation), de moyenne MTTR.
- La densité de probabilité est notée f(t). La distribution des durées d’intervention est cependant dissymétrique. Les lois de probabilité ajustables à cette dissymétrie sont la loi « log normale », la loi « gamma » et la loi « LVE » des valeurs extrêmes appelée aussi loi de Gumbel.
- La fonction de répartition est notée M(t). Elle exprime la probabilité qu’une intervention ait une durée TTR < t, ou que le système en panne à t = 0 soit rétabli à t .
𝑀(𝑡) = 1 − 𝑒−𝜇𝑡 (2.26)
- De façon analogue au taux de défaillance, on définit un taux de réparation μ(t) tel que
1
𝐸(𝑡) = 𝑀𝑇𝑇𝑅 = 𝜏 =
𝜇
(2.27)
Les calculs prévisionnels de maintenabilité reposent sur l’hypothèse exponentielle, signifiant ici que le taux de réparation est supposé constant. La répartition des TTR est alors exponentielle.
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Figure 2-9: Courbe de la maintenabilité. [10]
La disponibilité
- Introduction
La politique de maintenance d’une entreprise est fondamentalement basée sur la disponibilité du matériel impliqué dans le système de production. Pour qu’un équipement présente une bonne disponibilité, il doit :
Avoir le moins possible d’arrêts de production.
Etre rapidement remis en bon état s’il tombe en panne.
La disponibilité d’un équipement dépend de nombreux facteurs :
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Figure 2-10: Facteurs de la disponibilité. [10]
La disponibilité allie donc les notions de fiabilité et de maintenabilité. Augmenter la disponibilité passe par :
L’allongement de la MTBF (action sur la fiabilité)
La notion de le MTTR (action sur la maintenance)
Les types de disponibilité
- Disponibilité intrinsèque :
Elle exprime le point de vue du concepteur. Ce dernier a conçu et fabriqué le produit en lui donnant un certain nombre de caractéristiques intrinsèques, c’est à dire des caractéristiques qui prennent en compte les conditions d’installation, d’utilisation, de maintenance et d’environnement, supposées idéales.
𝐷𝑖 =
𝑀𝑇𝐵𝐹
𝑀𝑇𝐵𝐹 + 𝑀𝑇𝑇𝑅 + 𝑀𝑇𝑇𝐸
(2.28)
Où :
- TBF : Temps de bon fonctionnement.
- TTR : Temps techniques de réparation.
- TTE : Temps techniques d’exploitation.
Disponibilité opérationnelle :
Il s’agit de prendre en compte les conditions réelles d’exploitation et de maintenance. C’est la disponibilité du point de vue de l’utilisateur.
Le calcul de disponibilité opérationnelle fait appel aux mêmes paramètres TBF, TTR et TTE sauf que ces 3 paramètres ne sont plus basés sur les conditions idéales de fonctionnement.
Disponibilité moyenne :
La disponibilité moyenne sur intervalle de temps donné peut être évaluée par le rapport Suivant :
𝑡𝑒𝑚𝑝 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑡é
𝐷𝑜 = 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑠 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑡é + 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑠 𝑑′𝑖𝑛𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑡é (2.29)
𝑇𝐶𝐵𝐹
𝐷𝑜 = 𝑇𝐶𝐵𝐹 + 𝑇𝐶𝐼 (2.30)
Où :
- TCBF = Temps cumulé de bon fonctionnement.
- TCI = Temps cumulé d’immobilisation.
Amélioration de la disponibilité
L’allongement de la MTBF (action sur la fiabilité).
La réduction de la MTTR (action sur la maintenabilité).
Fiabilité.
Maintenabilité.
Logistique.
Quantification de la disponibilité
La disponibilité peut se mesurer :
Sur un intervalle de temps donné (disponibilité moyenne),
A un instant donné (disponibilité instantanée),
A la limite, si elle existe, de la disponibilité instantanée lorsque t→∞ (disponibilité asymptotique).
La relation entre MUT, MTBF, et MTTR
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Figure 2-11: La relation entre MUT, MTBF, et MTTR. [10]
Techniques utilisées en maintenance
Méthode ABC (Diagramme Pareto)
Parmi la multitude de préoccupations qui se posent à un responsable de maintenance, il lui faut décider quelles défaillances doivent être étudiées et/ou améliorées en premier. Pour cela, il faut déceler celles qui sont les plus importantes et dont la résolution ou l’amélioration serait le plus rentable, en particulier en termes de coûts d’indisponibilité.
La difficulté réside dans le fait que ce qui « est important » et que ce qu’il « l’est moins » ne se distinguent pas toujours de façon claire. La méthode ABC apporte une réponse. Elle permet l’investigation qui met en évidence les éléments les plus importants d’un problème afin de faciliter les choix et les priorités.
On classe les événements (pannes par exemple) par ordre décroissant de coûts (temps d’arrêts, coût financier, nombre, etc..), chaque événement se rapportant à une entité. On établit ensuite un graphique faisant correspondre les pourcentages de coûts cumulés aux pourcentages de types de pannes ou de défaillances cumulés. Sur le schéma, on observe trois zones :
- Zone A : 20% des pannes occasionnent 80% des coûts ;
- Zone B : les 30% de pannes supplémentaires ne coûtent que 15% supplémentaires ;
- Zone C : les 50% de pannes restantes ne concernent que 5% du coût global.
Conclusion : il est évident que la préparation des travaux de maintenance doit porter sur les pannes de la zone A. [14]
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Figure 2-12: Diagramme de Pareto [4].
Diagramme des causes à effet
- Définition
Outil qui permet d’identifier les causes possibles d’un effet constaté et donc de déterminer les moyens pour y remédier. [14].
Représentation
Cet outil se présente graphiquement sous la forme d’arêtes de poisson classant les catégories de causes inventoriées selon la loi des 5 M (matière, main d’œuvre, milieu, matériels, méthodes)
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Figure 2-13: Diagramme cause et effet. [14]
- Il est très important de parvenir au consensus sur la définition et les caractéristiques de la question traitée. Il faut définir clairement l’effet sur lequel on souhaite directement agir.
- Lister à l’aide de la méthode de « brainstorming » par exemple, toutes les causes susceptibles de concerner le problème considéré
Classer par famille toutes les causes d’un problème donnée si nombre de causes par famille est trop important
Construction du diagramme
- Placer une flèche horizontalement pointée vers le problème identifié ou le but recherché.
- Regrouper les causes potentielles en familles, appelées les cinq M :
- Matière : Recense les causes ayant pour origine les supports techniques et les produits utilisés.
- Main d’œuvre : Problème de compétence, d’organisation, de management.
- Matériel : Causes relatives aux machines, aux équipements et moyens concernés.
- Méthode : Procédures ou modes opératoires utilisés.
- Milieu : Environnement physique : lumière, bruit, poussière, localisation, signalétique.
- Tracer les flèches secondaires correspondant au nombre de familles de causes potentielles identifiées, et les raccorder à la flèche principale
- Rechercher parmi les causes potentielles exposées, les causes réelles du problème identifié.
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Figure 2-14: Schématique du diagramme cause et effet. [14].
Ce sera notamment la cause la plus probable qu’il restera à vérifier dans la réalité et à corriger. Le diagramme Causes-Effet est donc l’image des causes identifiées d’un dysfonctionnement potentiel pouvant survenir sur un système. Il se veut le plus exhaustif possible en représentant toutes les causes qui peuvent avoir une influence sur la sûreté de fonctionnement. Les 5 grandes familles ou 5 facteurs primaires sont renseignés par des facteurs secondaires et parfois tertiaires ; Les différents facteurs doivent être hiérarchisés L’intérêt de ce diagramme est son caractère exhaustif. [14]
Analyse de modes de défaillance, de leurs effets et de leur criticité (AMDEC)
Le but d’une AMDEC est d’identifier les effets des modes de bris d’équipement, de système ou d’usine. Cette analyse produit généralement des recommandations qui conduisent à une amélioration de la fiabilité de l’équipement.
L’AMDEC joue un rôle essentiel dans un programme d’assurance fiabilité. Cette méthode peut s’appliquer à un large éventail de problèmes survenant dans les systèmes techniques. Elle peut être plus ou moins approfondies ou modifiées en fonction du but à atteindre.
L’AMDEC est une méthode inductive qui permet de réaliser une analyse qualitative de la fiabilité d’un système depuis un niveau bas jusqu’à un niveau élevé. [14]
Gestion de Maintenance Assistée par Ordinateur (GMAO)
- Définition
G.M.A.O. signifie Gestion de Maintenance Assistée par Ordinateur. Il s’agit d’un logiciel spécialisé pour réaliser la gestion d’un service technique. La Gestion de la Maintenance Assistée par Ordinateur est constituée d’une base de données (historique) qui est alimentée par le personnel de maintenance via un formulaire. Chaque GMAO est personnalisée selon les besoins spécifique d’exploitation de l’historique ou le fonctionnement d’un site. [14]
Caractéristiques générales
Un logiciel de GMAO permet de construire une base de données dans laquelle on retrouvera :
- Les articles du magasin,
- Les fournisseurs,
- La gestion des entrées et sorties des articles,
- La gestion des achats,
- La gestion des actifs (équipements et sous-ensembles),
- La gestion des interventions correctives,
- La gestion des interventions préventives,
- La gestion des demandes d’interventions,
- Les analyses financières et le suivi des indicateurs de maintenance,
- La gestion des contacts clients et la facturation
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Questions Fréquemment Posées
Qu’est-ce que la maintenabilité d’un équipement?
La maintenabilité est l’aptitude d’un bien à être maintenu ou rétabli dans un état où il peut accomplir une fonction requise.
Comment peut-on améliorer la maintenabilité d’une pompe centrifuge?
On peut améliorer la maintenabilité en développant les documents d’aide à l’intervention, en améliorant l’aptitude de la machine au démontage et en améliorant l’interchangeabilité des pièces et sous-ensembles.
Quelle est la relation entre maintenabilité et maintenance préventive?
La maintenabilité caractérise la facilité à remettre ou de maintenir un bien en bon état de fonctionnement, et elle est essentielle pour que la maintenance soit performante sur le terrain.