Les métriques de défaillance sont un outil de mesure utilisé pour estimer ou prédire la durée de vie de n’importe quel équipement, machine ou ses composants. Dans le monde moderne de l’industrie 4.0 et à une époque de communication et de contrôle constants, les incidents techniques et les pannes d’équipement sont beaucoup plus critiques qu’auparavant. Les temps d’arrêt coûtent de l’argent et peuvent entraîner de graves conséquences telles que des délais manqués, des retards de projet et, en fin de compte, des retards de paiement.
Il est donc important pour les entreprises de suivre à la fois la disponibilité et les temps d’arrêt, et d’évaluer la rapidité et l’efficacité de la résolution des problèmes de performance. MTTF fait partie d’un groupe d’indicateurs de performance clés couramment utilisés qui aident les analystes à planifier la maintenance et / ou le remplacement de l’équipement. Ces mesures incluent:
- MTTF (Temps Moyen de Défaillance)
- MTBF (Temps Moyen Entre les Pannes)
- MTTR (Temps Moyen De Récupération, De Réparation, de Réponse ou de Résolution)
Bien qu’on puisse affirmer que de telles mesures ne sont pas vraiment particulièrement utiles en elles-mêmes, (principalement parce que la question la plus importante du « comment »? ne peut pas être mesuré), ils fournissent une bonne base pour explorer cette question.
Qu’est-ce que le MTTF ?
MTTF représente le Temps moyen jusqu’à la défaillance et est une valeur de sécurité calculée en fonction de certains paramètres, tels que le nombre d’années qu’une machine ou un composant mettra en panne, ou échouera dangereusement (MTTF avec un indice D représente le Temps moyen jusqu’à la défaillance dangereuse). Ces valeurs de sécurité sont prescrites par l’Organisation internationale de normalisation selon la norme ISO 13849-1 et peuvent être calculées à l’aide des tableaux fournis. Il est également possible de calculer des moyennes en utilisant des valeurs B10, qui sont les valeurs de sécurité attendues jusqu’à la défaillance de 10% des composants. Pour les équipements et composants pneumatiques, les valeurs B10 sont déterminées par des tests d’endurance de l’équipement conformément aux tableaux ISO 19973.
Chaque équipement va tomber en panne à un moment donné, mais l’approche intelligente consiste à planifier ce qui se passe et à agir avant que cela ne se produise (maintenance prédictive). Une défaillance peut également être relative, en ce sens qu’elle peut être partielle si un seul composant tombe en panne et que la machine est capable de continuer à fonctionner. Alternativement, le tout peut tomber, auquel cas c’est un échec total. Dans la définition la plus simple, une défaillance signifie qu’un composant, un appareil ou un système n’est plus capable de produire les résultats spécifiques dont vous avez besoin. Cela s’applique également aux défaillances plus abstraites telles qu’une réduction de la production unitaire attendue, même si une machine fonctionne toujours.
Anticiper et gérer correctement les défaillances peut réduire considérablement leur impact négatif, et c’est là que le suivi de ces mesures critiques intervient. Savoir calculer MTTF remplacera les conjectures par des données solides fiables pour l’analyse. Cela mènera ensuite à des décisions éclairées sur la planification de l’entretien et les réparations. L’enregistrement de toutes ces informations peut être fastidieux, mais il s’agit d’une routine essentielle pour améliorer les opérations. Le faire manuellement prend également du temps, mais il existe maintenant des applications qui permettent d’enregistrer ces informations sur un appareil et qui effectueront automatiquement les calculs nécessaires. Le facteur crucial est que les données doivent être complètes, exactes et fiables, car l’introduction d’erreurs ou d’omissions dans l’enregistrement rendra l’information inutile. Pire encore, répondre à des données erronées pourrait entraîner de nouveaux problèmes imprévus.
La plupart des industries et des applications métier s’appuient sur ces métriques MTBF, MTTF et MTTR, bien que les données ne soient vraiment fiables que si elles sont mesurées sur toute la durée de vie de l’article. Les pannes d’équipement à court terme, telles que les ampoules, seront évidemment plus faciles à suivre qu’une machine complexe avec une durée de vie de plusieurs années, donc au bout du compte, bon nombre de ces prédictions ne sont que des moyennes basées sur la probabilité.
Pour que les statistiques de défaillance soient vraiment significatives, elles nécessitent une quantité importante de données fiables et pertinentes. En général, lors du calcul des métriques pour l’analyse, l’entrée doit inclure un historique de maintenance avec au moins les informations suivantes:
- Temps de fonctionnement (basé sur le nombre total d’heures de fonctionnement prévues moins le temps d’arrêt total)
- Nombre de pannes d’équipement irréparables
Lorsque des coûts sont impliqués dans vos calculs, vous devez également inclure le nombre d’heures de travail consacrées à la maintenance.
Comment calculer MTTF
MTTF est une moyenne arithmétique, calculée en divisant le temps de fonctionnement total par le nombre d’unités qui échouent irrémédiablement.
Pour obtenir une moyenne raisonnable, vous devrez comparer des échantillons, car une unité peut durer beaucoup plus longtemps qu’une autre. Un exemple simple est les ampoules (car vous pouvez les faire fonctionner constamment jusqu’à ce qu’elles brûlent). Vous voulez savoir combien de temps durera en moyenne une certaine marque d’ampoule. Vous aurez besoin d’un échantillon de bonne taille pour obtenir des données statistiquement significatives, donc à des fins de démonstration, appelons-le 100. Vous devrez également créer les mêmes conditions de fonctionnement pour chaque élément afin qu’il y ait une parité dans les tests, et il peut y avoir un temps considérable jusqu’à ce que l’ampoule tombe en panne irrémédiablement.
Lors des tests, vous constatez que 25 des ampoules ont duré 1 000 heures, 25 d’entre elles ont duré 1 050 heures, 25 ont brûlé après 990 heures et 25 n’ont atteint que 950 heures. Au total, le nombre d’heures d’ampoule fonctionnelles s’élève à 3 990. En divisant ce nombre par quatre, le MTTF représente 997,5 heures. Il s’agit clairement d’un calcul simplifié et, en réalité, il faudrait additionner les 100 temps différents, mais cela sert à démontrer le principe.
Évidemment, les ampoules sont un exemple très basique, et la plupart des mesures de défaillance seront utilisées pour des équipements plus complexes. En électronique, par exemple, une fonction de sécurité sera généralement constituée de canaux d’entrée, de sortie et logiques, ainsi que de leurs connexions, et le MTTF doit être spécifié par le fabricant. Cependant, le suivi du MTTF est une partie essentielle du cycle de maintenance et devrait aider à détourner les pratiques d’ingénierie de l’approche réactive traditionnelle et à les orienter vers une maintenance plus prédictive.