Analyse des modes de défaillance, de leurs effets et de leur criticité
De légères différences sont constatées entre les diverses normes AMDEC. Par RACTA-FMECA, la procédure d’analyse AMDEC se compose généralement des étapes logiques suivantes :
- Définir le système
- Définir les règles de base et les hypothèses afin d’aider à piloter la conception
- Construire les schémas-blocs du système
- Identifier les modes de défaillance (au niveau de la pièce […]pièce ou fonctionnel)
- Analyser les effets/causes des défaillances
- Retourner les résultats dans le processus de conception
- Classer les effets des défaillances par gravité
- Faire des calculs de criticité
- Ranger la criticité des modes de défaillance
- Déterminer les éléments critiques
- Retourner les résultats dans le processus de conception
- Identifier les moyens de détection des défaillances, d’isolation et de compensation des défaillances
- Exécuter une analyse de maintenabilité
- Documenter l’analyse, résumer les zones de conception non corrigibles, identifier les contrôles spéciaux nécessaires pour réduire le risque de défaillance
- Faire des recommandations
- Suivre la mise en œuvre/ l’efficacité des actions correctives
L’AMDEC peut être réalisée au niveau fonctionnel ou au niveau des pièces. L’AMDEC fonctionnelle considère les effets d’une défaillance au niveau du bloc fonctionnel, tel qu’une alimentation électrique ou un amplificateur. L’AMDEC par pièce considère les effets des défaillances de composants individuels, tels que les résistances, les transistors, les microcircuits ou les valves. Une AMDEC par éléments requiert beaucoup plus d’efforts, mais offre l’avantage de meilleures estimations des probabilités d’occurrence. Cependant, les AMDEF fonctionnelles peuvent être réalisées beaucoup plus tôt, peuvent aider à mieux structurer l’évaluation complète des risques et fournir un autre type d’aperçu dans les options d’atténuation. Les analyses sont complémentaires.
L’analyse de la criticité peut être quantitative ou qualitative, selon la disponibilité des données de défaillance des pièces justificatives.
Définition du systèmeModification
Dans cette étape, le système majeur à analyser est défini et partitionné en une hiérarchie en retrait telle que les systèmes, les sous-systèmes ou les équipements, les unités ou les sous-ensembles, et les pièces détachées. Des descriptions fonctionnelles sont créées pour les systèmes et attribuées aux sous-systèmes, couvrant tous les modes opérationnels et toutes les phases de la mission.
Règles de base et hypothèsesEdit
Avant que l’analyse détaillée n’ait lieu, les règles de base et les hypothèses sont généralement définies et convenues. Cela peut inclure, par exemple :
- Profil de mission standardisé avec des phases de mission spécifiques à durée fixe
- Sources pour les données de taux de défaillance et de mode de défaillance
- Couverture de détection de défaillance que le test intégré au système réalisera
- Si l’analyse sera fonctionnelle ou par pièce
- Critères à prendre en compte (abandon de mission, sécurité, maintenance, etc.)
- Système d’identification unique des pièces ou des fonctions
- Définitions des catégories de gravité
Schémas-blocsModification
Puis, les systèmes et sous-systèmes sont représentés dans des schémas-blocs fonctionnels. Les diagrammes de blocs de fiabilité ou les arbres de défaillance sont généralement construits en même temps. Ces diagrammes sont utilisés pour tracer le flux d’informations à différents niveaux de la hiérarchie du système, identifier les chemins et interfaces critiques, et identifier les effets de niveau supérieur des défaillances de niveau inférieur.
Identification des modes de défaillanceModification
Pour chaque pièce ou chaque fonction couverte par l’analyse, une liste complète des modes de défaillance est élaborée. Pour l’AMDEC fonctionnelle, les modes de défaillance typiques comprennent :
- Fonctionnement intempestif
- Échec du fonctionnement lorsque cela est nécessaire
- Perte de sortie
- Sortie intermittente
- Sortie erronée (compte tenu de la condition actuelle)
- Sortie invalide (pour n’importe quelle condition)
Pour l’AMDEC des pièces, les données sur les modes de défaillance peuvent être obtenues à partir de bases de données telles que RAC FMD-91 ou RAC FMD-97. Ces bases de données fournissent non seulement les modes de défaillance, mais aussi les ratios de modes de défaillance. Par exemple :
| Type de dispositif | Mode de défaillance | Ratio (α) |
|---|---|---|
| Relais | Défaut de déclenchement | .55 |
| Trajet parasite | .26 | |
| Court | .19 | |
| Résistance, composition | Changement de paramètre | .66 |
| Ouvert | .31 | |
| Short | .03 |
Chaque fonction ou pièce est ensuite répertoriée sous forme de matrice avec une ligne pour chaque mode de défaillance. Comme l’AMDEC implique généralement de très grands ensembles de données, un identifiant unique doit être attribué à chaque élément (fonction ou pièce), et à chaque mode de défaillance de chaque élément.
Analyse des effets de défaillanceModification
Les effets de défaillance sont déterminés et saisis pour chaque ligne de la matrice AMDEC, en considérant les critères identifiés dans les règles de base. Les effets sont décrits séparément pour les niveaux local, immédiatement supérieur et final (système). Les effets au niveau du système peuvent inclure :
- Défaillance du système
- Fonctionnement dégradé
- Défaillance de l’état du système
- Aucun effet immédiat
Les catégories d’effets de défaillance utilisées à divers niveaux hiérarchiques sont adaptées par l’analyste en utilisant son jugement d’ingénieur.
Classification de la gravitéModification
La classification de la gravité est attribuée pour chaque mode de défaillance de chaque élément unique et inscrite sur la matrice AMDEC, en fonction des conséquences au niveau du système. Un petit ensemble de classifications, comportant généralement 3 à 10 niveaux de gravité, est utilisé. Par exemple, lorsqu’elle est préparée selon la norme MIL-STD-1629A, la classification de la gravité des défaillances ou des accidents suit normalement la norme MIL-STD-882.
| Catégorie | Description | Critères |
|---|---|---|
| I | Catastrophique | Peut entraîner la mort, une invalidité totale permanente, une perte supérieure à 1M$, ou des dommages environnementaux graves irréversibles qui violent la loi ou la réglementation. |
| II | Critique | Peut entraîner une invalidité partielle permanente, des blessures ou une maladie professionnelle pouvant entraîner l’hospitalisation d’au moins trois personnes, une perte supérieure à 200K$ mais inférieure à 1M$, ou des dommages environnementaux réversibles entraînant une violation de la loi ou du règlement. |
| III | Marginal | Peut entraîner des blessures ou une maladie professionnelle entraînant une ou plusieurs journées de travail perdues, une perte supérieure à 10K$ mais inférieure à 200K$, ou des dommages environnementaux atténuables sans violation de la loi ou du règlement lorsque des activités de restauration peuvent être accomplies. |
| IV | Négligeable | Peut entraîner une blessure ou une maladie n’entraînant pas de jour de travail perdu, une perte supérieure à 2K $ mais inférieure à 10K $, ou des dommages environnementaux minimes sans violation de la loi ou du règlement. |
Les catégories de gravité actuelles de l’AMDEC pour les applications spatiales de la Federal Aviation Administration (FAA) des États-Unis, de la NASA et de l’Agence spatiale européenne sont dérivées de la MIL-STD-882.
Méthodes de détection des défaillancesModification
Pour chaque composant et mode de défaillance, la capacité du système à détecter et à signaler la défaillance en question est analysée. L’un des éléments suivants sera inscrit sur chaque ligne de la matrice AMDEC :
- Normal : le système indique correctement une condition sûre à l’équipage
- Anormal : le système indique correctement un dysfonctionnement nécessitant une action de l’équipage
- Incorrect : le système indique par erreur une condition sûre en cas de dysfonctionnement, ou alerte l’équipage d’un dysfonctionnement qui n’existe pas (fausse alarme)
Classement de criticitéModification
L’évaluation de la criticité du mode de défaillance peut être qualitative ou quantitative. Pour l’évaluation qualitative, un code ou un numéro de probabilité d’incident est attribué et inscrit sur la matrice. Par exemple, la norme MIL-STD-882 utilise cinq niveaux de probabilité :
| Description | Niveau | Individual Item | Fleet |
|---|---|---|---|
| Fréquent | A | Probable de se produire souvent dans la vie de l’article | Continuellement expérimenté |
| Probable | B | Se produira plusieurs fois dans la vie d’un élément | Se produira fréquemment |
| Occasionnel | C | Susceptible de se produire à un moment donné dans la vie d’un élément | Se produira plusieurs fois |
| Remarquable | D | Improbable mais possible de se produire dans la vie d’un élément | Improbable, mais on peut raisonnablement s’attendre à ce qu’il se produise |
| Improbable | E | Si improbable, on peut supposer que l’occurrence peut ne pas être expérimentée | Improbable, mais possible |
Le mode de défaillance peut alors être représenté sur une matrice de criticité utilisant le code de gravité comme un axe et le code de niveau de probabilité comme l’autre.Pour une évaluation quantitative, le numéro de criticité modale C m {\displaystyle C_{m}} est calculé pour chaque mode de défaillance de chaque élément, et le numéro de criticité d’élément C r {\displaystyle C_{r}} est calculé pour chaque élément. Les numéros de criticité sont calculés à l’aide des valeurs suivantes :
Liste des éléments critiques/modes de défaillanceEdit
Une fois l’évaluation de la criticité terminée pour chaque mode de défaillance de chaque élément, la matrice AMDEC peut être triée par gravité et niveau de probabilité qualitative ou par numéro de criticité quantitative. Cela permet à l’analyse d’identifier les éléments critiques et les modes de défaillance critiques pour lesquels une atténuation de la conception est souhaitée.
RecommandationsModifier
Après avoir effectué l’AMDEC, des recommandations sont faites à la conception pour réduire les conséquences des défaillances critiques. Il peut s’agir de sélectionner des composants plus fiables, de réduire le niveau de stress auquel un élément critique fonctionne, ou d’ajouter une redondance ou une surveillance au système.
Analyse de maintenabilitéModifier
L’AMDEC alimente généralement l’analyse de maintenabilité et l’analyse de soutien logistique, qui nécessitent toutes deux des données provenant de l’AMDEC. L’AMDEC est l’outil le plus populaire pour l’analyse des défaillances et de la criticité des systèmes en vue de l’amélioration des performances. À l’heure de l’industrie 4.0, les industries mettent en œuvre une stratégie de maintenance prédictive pour leurs systèmes mécaniques. L’AMDEC est largement utilisée pour l’identification des modes de défaillance et la hiérarchisation des systèmes mécaniques et de leurs sous-systèmes pour la maintenance prédictive.
Rapport AMDECModification
Le rapport AMDEC est constitué de la description du système, des règles de base et des hypothèses, des conclusions et des recommandations, des actions correctives à suivre et de la matrice AMDEC jointe qui peut être sous forme de feuille de calcul, de feuille de travail ou de base de données.
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