méthodologie AMDEC

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Dossier technique du CRTA

Dossier n 3 La mthodologie AMDEC

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SOMMAIRE1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. LE BUT DE L'AMDEC LA METHODOLOGIE LE GROUPE DE TRAVAIL L'ANALYSE FONCTIONNELLE L'ANALYSE DES DEFAILLANCES L'EVALUATION LES ACTIONS EXEMPLE DAPPLICATION 3 4 5 6 9 11 13 14

Auteur : Jean-Pierre GRAFF CRTA - novembre 2004

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Que l'on soit crateur ou exploitant d'une machine, il est normal de s'interroger sur sa fiabilit. Quels sont les problmes auxquels on doit s'attendre de la part de cette machine ? La rponse cette question passe par la mise en uvre de mthodes de maintenance. L'une de ces mthodes l'AMDEC - est parfaitement justifie lorsque aucun historique concernant l'installation n'est disponible (en particulier pour les machines neuves ou de conception rcente). Il faut alors pouvoir prdire les pannes susceptibles d'affecter le fonctionnement de la machine.

1.

LE BUT DE L'AMDEC

AMDEC

Analyse des Modes de Dfaillances, de leurs Effets et de leur CriticitLa mthode AMDEC a pour objectif : d'identifier les causes et les effets de l'chec potentiel d'un procd ou d'un moyen de production, d'identifier les actions pouvant liminer (ou du moins rduire) l'chec potentiel.

Potentiel La mthode consiste imaginer les dysfonctionnements menant l'chec avant mme que ceux-ci ne se produisent. C'est donc essentiellement une mthode prdictive. Points de vue Il existe plusieurs types d'AMDEC dont les deux suivantes : AMDEC procd : on identifie les dfaillances du procd de fabrication dont les effets agissent directement sur la qualit du produit fabriqu (les pannes ne sont pas prises en compte). AMDEC moyen : on identifie les dfaillances du moyen de production dont les effets agissent directement sur la productivit de l'entreprise. Il s'agit donc de l'analyse des pannes et de l'optimisation de la maintenance. Citons galement l'AMDEC scurit dont le but est de rduire les risques lis l'utilisation d'un moyen de production, l'AMDEC conception qu'on ralise au cours de la conception d'un outil de production, et l'AMDEC produit qui analyse l'impact des dfaillances d'un produit sur l'utilisation qui en est faite.

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2.

LA METHODOLOGIE

La ralisation d'une AMDEC suppose le droulement de la mthode comme suit :

La constitution d'un groupe de travail, L'analyse fonctionnelle du procd (ou de la machine), L'analyse des dfaillances potentielles, L'valuation de ces dfaillances et la dtermination de leur criticit, La dfinition et la planification des actions.

La mthode est identique pour l'AMDEC procd et l'AMDEC moyen de production. Les diffrences, lorsqu'elles sont significatives, seront mises en vidence dans la suite de ce document.

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3.

LE GROUPE DE TRAVAIL

L'AMDEC tant une mthode prdictive, elle repose fortement sur l'exprience. Il est donc ncessaire de faire appel des expriences d'horizons divers afin de neutraliser l'aspect subjectif des analyses. Un groupe de travail doit ncessairement tre constitu. Ce groupe, est compos de 4 8 personnes issus de divers services de l'entreprise : service production, service maintenance, service qualit, service mthodes,

Ces personnes ont toutes un rapport avec l'objet de l'analyse (machine, procd) et en ont une exprience significative qui leur permet d'argumenter au cours des runions. De plus, l'une des personnes du groupe occupe la fonction d'animateur. Elle a pour rle de conduire et d'orienter les dbats, de veiller au respect des limites du sujet, de dsigner la personne qui doit trancher en cas de litige, de rdiger l'AMDEC et de planifier les runions. Cette personne ne connat pas forcment l'objet de l'analyse et il est mme prfrable qu'elle ne le connaisse pas pour introduire une certaine objectivit dans le droulement et elle est souvent extrieure l'entreprise (consultant). Les runions durent au maximum une demi-journe et sont planifies au rythme d'environ une tous les 15 jours. Comme il n'est pas ais de runir toutes les personnes, l'effort de prsence consenti par chacun doit se concrtiser par de la discipline et de l'efficacit. Mme si d'apparence l'AMDEC ressemble une discussion o s'opposent des points de vue diffrents, elle n'en reste pas moins une mthode empreinte de rigueur et devant dboucher sur des actions trs concrtes.

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4.

L'ANALYSE FONCTIONNELLE

Dfinition Le systme dont on tudie les dfaillances doit d'abord tre "dcortiqu". A quoi sert-il ? Quelles fonctions doit-il remplir ? Comment fonctionne-t-il ? L'analyse fonctionnelle doit rpondre ces questions de faon rigoureuse. Le systme est analys sous ses aspects : externes : relations avec le milieu extrieur (qu'est ce qui rentre, qu'est ce qui sort, ), internes : analyse des flux et des activits au sein du procd ou de la machine.

Les diffrentes techniques d'analyse fonctionnelle sont cites mais non dveloppes dans la suite de ce document. Outils l'analyse descendante

Tout problme peut tre dcompos en sous-problmes plus simples : on rsout plusieurs petits problmes plutt qu'un gros. Entre Sortie

Systme

Entre

Sortie

Sous-Systme 1

Sous-Systme 2

Sous-Systme 3

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la mthode de la pieuvre

Elle est utilise principalement pour dcrire les relations du systme avec le milieu extrieur.

FP : fonction principale FC : fonction complmentaire ME : milieu extrieur

les diagrammes de flux

Cette mthode est plus approprie pour l'analyse interne.

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l'arborescence

Cette mthode est utilise pour dcrire la structure matrielle d'une machine (analyse structurelle).

le diagramme processus

La mthode est utilise pour dcrire la structure squentielle d'un procd.

influence de l'environnement sur le procd

Reprise dtaille du diagramme prcdent, en indiquant entre 2 tapes l'influence du moyen de production, de l'homme, de l'ambiance, de la maintenance, des gammes de fabrication,

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5.

L'ANALYSE DES DEFAILLANCES

Il s'agit d'identifier les schmas du type :

Cause

Mode de dfaillance

Effet

Le mode de dfaillance Il concerne la fonction et exprime de quelle manire cette fonction ne fait plus ce qu'elle est sense faire. L'analyse fonctionnelle recense les fonctions, l'AMDEC envisage pour chacune d'entre-elles sa faon (ou ses faons car il peut y en avoir plusieurs) de ne plus se comporter correctement.

La cause C'est l'anomalie qui conduit au mode de dfaillance. La dfaillance est un cart par rapport la norme de fonctionnement. Les causes trouvent leurs sources dans cinq grandes familles. On en fait l'inventaire dans des diagrammes dits "diagrammes de causes effets"

Chaque famille peut son tour tre dcompose en sous-familles. Un mode de dfaillance peut rsulter de la combinaison de plusieurs causes. Une cause peut tre l'origine de plusieurs modes de dfaillances. CRTA Avignon 2004 Page 9 / 17 Dossier 3

L'effet L'effet concrtise la consquence du mode de dfaillance. Il dpend du point de vue AMDEC que l'on adopte : effets sur la qualit du produit (AMDEC procd), effets sur la productivit (AMDEC machine), effets sur la scurit (AMDEC scurit).

Un effet peut lui-mme devenir la cause d'un autre mode de dfaillance.

La synthse

(grille AMDEC)

La grille est le support de discussion du groupe ainsi que le document rdig par l'animateur. Elment Fonction Mode Cause Effet Evaluation Dtection Action

L'lment indique la partie du procd (ou de la machine) qui est concern. La fonction est celle laquelle cet lment participe. L'valuation consiste noter et hirarchiser les chanes mode / cause / effet (voir chapitre 6). La dtection explique comment on prend conscience du problme. L'action est la solution envisage pour remdier au problme.

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6.

L'EVALUATION

L'valuation se fait selon 3 critres principaux : la gravit, la frquence, la non-dtection.

Ces critres ne sont pas limitatifs, le groupe de travail peut en dfinir d'autres plus judicieux par rapport au problme trait. Chaque critre est valu dans une plage de notes. Cette plage est dtermine par le groupe de travail. Exemples : de 1 4 de 1 10 Plus la note est leve, plus sa svrit est grande. Une plage d'valuation large oblige plus de finesse dans l'analyse, ce qui peut donner lieu des controverses au sein du groupe. Le nombre de niveaux d'valuation doit tre pair pour viter le compromis moyen systmatique sur une note centrale (exemple : viter les plages telles que 1 5 car la note 3 aura tendance tre adopte trop souvent au titre du compromis).

La gravit Elle exprime l'importance de l'effet sur la qualit du produit (AMDEC procd) ou sur la productivit (AMDEC machine) ou sur la scurit (AMDEC scurit). Le groupe doit dcider de la manire de mesurer l'effet. Exemples : Effet sur la dimension d'un produit : note 1 : note 2 : note 3 : note 4 : cart infrieur 0,5% cart infrieur 1% cart infrieur 5% cart suprieur 5% Effet sur le temps d'arrt de production : note 1 : note 2 : note 3 : note 4 : infrieur 4 heures infrieur 24 heures infrieur 1 semaine suprieur une semaine

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La frquence On estime la priode laquelle la dfaillance est susceptible de se reproduire. Exemple : note 1 : note 2 : note 3 : note 4 :

moins d'une fois par an moins d'une fois par mois moins d'une fois par semaine plus d'une fois par semaine

La non-dtection Elle exprime l'efficacit du systme permettant de dtecter le problme. Exemple : note 1 : note 2 : note 3 : note 4 :

dtection efficace permettant une action prventive systme prsentant des risques de non-dtection dans certains cas systme de dtection peu fiable aucune dtection

La criticit Lorsque les 3 critres ont t valus dans une ligne de la synthse AMDEC, on fait le produit des 3 notes obtenues pour calculer la criticit.

C = G * F * Ncriticit gravit frquence non-dtection

Le groupe de travail doit alors dcider d'un seuil de criticit. Au del de ce seuil, l'effet de la dfaillance n'est pas supportable. Une action est ncessaire. Un histogramme permet de visualiser les rsultats.

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7.

LES ACTIONS

La finalit de l'analyse AMDEC, aprs la mise en vidence des dfaillances critiques, est de dfinir des actions de nature traiter le problme identifi. Les actions sont de 3 types : Actions prventives : on agit pour prvenir la dfaillance avant qu'elle ne se produise, pour l'empcher de se produire. Ces actions sont planifies. La priode d'application d'une action rsulte de l'valuation de la frquence. Actions correctives : lorsque le problme n'est pas considr comme critique, on agit au moment o il se prsente. L'action doit alors tre la plus courte possible pour une remise aux normes rapide. Actions amlioratives : il s'agit en gnral de modifications de procd ou de modifications technologiques du moyen de production destines faire disparatre totalement le problme. Le cot de ce type d'action n'est pas ngligeable et on le traite comme un investissement.

Les actions, pour tre efficaces, doivent faire l'objet d'un suivi : plan d'action, dsignation dun responsable de l'action, dtermination d'un dlai, dtermination d'un budget, rvision de l'valuation aprs mise en place de l'action et retour des rsultats.

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8.

EXEMPLE DAPPLICATION

On considre une fonction de transfert de pices ralise par un manipulateur pneumatique. Cette fonction est elle-mme intgre dans une fonction de production. Elle est reprsente par le schma suivant :

Vrin vertical Vrin horizontal

Ventouse

Convoyeur

Analyse fonctionnelle descendante Analyse globale (galement appele niveau 0 , ou fonction A0) :air comprim nergie lectrique

A1 pices sur convoyeur d'amene commande des actionneurs

informations de position

Transfrer les picesA2

pices transfres

..manipulateur A3

La fonction A2, "Transfrer les pices", peut elle-mme tre dcompose en sous fonctions. CRTA Avignon 2004 Page 14 / 17 Dossier 3

Analyse structurelle La rfrence un dossier technique (lectrique, pneumatique, mcanique) est ncessaire. Manipulateur Unit verticale Distributeur lectropneumatique de monte Tubes Vrin Limiteurs de dbit Capteur vrin haut Capteur vrin bas

(la commande de ce vrin est monostable) Unit horizontale

(la commande de ce vrin est bistable) Aspiration

Distributeur lectropneumatique de sortie Distributeur lectropneumatique de rentre Tubes Vrin Limiteurs de dbit Capteur vrin rentr Capteur vrin sorti

Distributeur lectropneumatique d'aspiration Tubes Venturi Ventouse

(l'aspiration n'est pas contrle)

Remarque : pour que l'analyse soit complte, il faudrait y intgrer toute l'interface lectrique entre le manipulateur et l'automate programmable : entres et sorties automate, liaisons filaires, bornes, relais de commande. Dans l'exemple on se limitera aux matriels lists ci-dessus. On peut imaginer que l'automate sache dtecter un dysfonctionnement des capteurs et que l'oprateur puisse alors passer en mode dgrad en basculant un commutateur. Dans ce mode dgrad, l'tat des capteurs est ignor et ce sont des temporisations qui gouvernent le cycle.

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Dfinition des critres Les critres ci-aprs rpondent une AMDEC de type machine (ou AMDEC moyen ), oriente maintenance. La gravit : note 1 : note 2 : note 3 : note 4 :

arrt de production infrieur 1 heure arrt de production infrieur 4 heures arrt de production infrieur 1 jour arrt de production suprieur 1 jour

La frquence : note 1 : note 2 : note 3 : note 4 :

moins d'une fois par an moins d'une fois par mois moins d'une fois par semaine plus d'une fois par semaine

La non-dtection : note 1 : dtection efficace permettant une action prventive note 2 : systme prsentant des risques de non-dtection dans certains cas note 3 : systme de dtection peu fiable note 4 : aucune dtection

La criticit :

C = G * F * N8

Le seuil de criticit est fix

Lanalyse AMDEC du systme est prsente dans le tableau qui suit. Pour les dfaillances qui prsentent une criticit suprieure 8, le groupe de travail a dcid de laction entreprendre : dans 3 cas : contrle priodique, dans 1 cas (criticit la plus leve) : contrle par automate.

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Fonction Transfrer les pices

Matriel ou sous-ensemble Distributeurs lectropneumatiques

Tubes Vrins (vertical et horizontal)

Limiteurs de dbit

Capteurs

Ventouse Venturi

Mode Cause de dfaillance Le distributeur ne Bobine grille bascule pas quand il est command Mauvaise connexion Tiroir bloqu L'air passe mal Rupture ou pliure Le vrin ne bouge Vrin gripp pas ou trs lentement Vrin us (perte d'tanchit) L'air passe mal Limiteur bouch ou mal rgl Le dbit n'est pas Mal rgl rduit Non dtection de Mauvais rglage la position Capteur grill Mauvaise connexion Dtection Capteur en permanente court-circuit Pas d'aspiration Vent. bouche Vent. use Pas d'aspiration Encrassement

Effet Cycle bloqu

G F D C 1 2 3 6

Dtection Alarme automate

Action

1 1 3 6 1 1 3 3 1 1 4 4

Alarme automate Alarme automate Visuel Contrle priodique Contrle priodique

Cycle ralenti Cycle ralenti

2 2 4 16 Visuel

2 2 4 16 Visuel Cycle ralenti 1 1 4 4 4 4 2 6 2 6 2 2 Visuel Visuel Alarme automate Alarme automate Alarme automate

Course du vrin 1 1 trop rapide Cycle bloqu 1 3 Marche dgrade 1 3 1 1

Cycle dsordonn 3 2 4 24 Visuel Pas de transfert Pas de transfert Pas de transfert 1 3 4 12 Visuel 1 1 4 4 Visuel 1 2 4 8 Visuel

Contrle par automate Contrle priodique

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