analyse defaillance

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Deshayes CM3 Fiabilité Défaillance 1 Disponibilité des équipements

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  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 1

    Disponibilit des quipements

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 2

    1. Introduction: Dfinition

    AFNOR X 06-501: La Fiabilit est la caractristique d'un dispositif exprime par la probabilit que ce dispositif accomplisse une fonction requise dans des conditions dutilisation et pour une priode de temps dtermines.

    Temps dtermine: dure de la mission assigne, dure de vie du dispositif, mesure du temps ou fonction du temps.

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 3

    1. Introduction: historiqueLes techniques de fiabilit se sont dveloppes en France au cours des trois dernires dcennies. Appliques leur dbut l'lectronique, ces techniques se sont tendues progressivement la mcanique.Les paramtres qui influrent sur le dveloppement rapide des tudes de fiabilit sont:

    la prise de conscience des cots des matires premires et de l'nergie,

    la demande sans cesse croissante de produits durables et peu coteux ,

    la concurrence svre sur les marchs trangers , le cot des services aprs vente, le manque gagner de la non production en cas de panne, la complexit des matriels exigeant une haute qualit.

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 4

    1. Introduction: dfaillance

    Pour dfinir la fiabilit il importe de dfinir correctement la fonction associe. Si la fonction requise n'est pas accomplie dans les limites de ses tolrances on dit qu'il y a "dfaillance". Les diffrents types de dfaillance ont t dfinies par l'AFNOR (X 06-501) en fonction de:

    leur rapidit : progressive ou soudaine, leur cause: faiblesse, mauvais emploi, dfaillance

    primaire c'est--dire ne rsultant pas d'une autre dfaillance, leur amplitude : partielle ou complte, leurs consquences : critique, majeure ou

    mineure, l'ge : prcoce, alatoire, d'usure.

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 5

    1. Introduction: dfaillance

    Lors de l'analyse d'une dfaillance, on parlera de son mode ("le comment?") et de son mcanisme ("le pourquoi ?").

    En rgle gnrale une dfaillance est pratiquement toujours due une faute o erreur.

    Une faute peut tre physique (phnomnes physiques adverses), interne (panne d'un composant, rupture d'une pice) ou externe (induite par des perturbations de l'environnement, chocs mcaniques, vibrations, temprature).

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 6

    1. Introduction: dfaillance

    La dfaillance peut aussi tre due l'homme : les fautes de conception (imperfections introduites dans le

    systme pendant la conception initiale, modifications lies des changements dans les buts ou les spcifications du systme, procdure d'exploitation ou de maintenance incorrecte);

    les fautes d'interactions (actions d'oprateurs non conformes aux procdures d'exploitation);

    les fautes de "maintenance " (opration dont le but est de conserver ou de restituer le potentiel initial du systme, autrement dit l'entretien et la rparation).

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 7

    La fiabilit R(t) se mesure par la probabilit de l'vnement "non dfaillance" jusqu' l'instant t. En bref la fiabilit est la probabilit que possde un dispositif d'tre encore en bon fonctionnement l'instant t, soit encore :

    R(t) = Prob (TBF>t)

    La courbe de fiabilit R(t) se prsente sous une forme illustre par la figure ci-dessous.

    2. La Fonction "fiabilit"

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 8

    2. La Fonction "fiabilit"

    t

    R(t)

    1

    0

    R(t)

    A

    C

    B

    F(t)

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 9

    En pratique, cette probabilit se traduit par une frquence qui peut tre exprime en pourcentage. Le segment AB reprsente le pourcentage d'appareils fonctionnant encore normalement t. Le segment BC reprsente le pourcentage d'appareils ayant t dfaillants entre les instants 0 et t. soit:

    F(t) = 1 - R(t)

    2. La Fonction "fiabilit"

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 10

    La fonction F(t) reprsente donc la probabilit davoir eu une panne avant t. La courbe reprsentative d' une fonction de rpartition (ou encore de frquences cumules) est symtrique la prcdente par rapport la droite R(t) = 0,5

    Ainsi : si f(t) est la fonction de distribution des dfaillances correspondantes on a :

    2. La Fonction "fiabilit"

    dtF(t) d f(t) = =0 1dt f(t)

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 11

    La courbe reprsentative de f(t) a des allures diffrentes suivant la priode de vie

    2. La Fonction "fiabilit"

    O dt

    t

    f(t)

    to t

    f(t) . dt =dF(t)

    Jeunesse

    Obsolescence

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 12

    Si : N(t) l'effectif l'instant t et No l'effectif l'origine Alors R(t)= est un bon estimateur de la fiabilit De plus, si N reprsente le nombre de dfaillances dun

    composant dun systme sur une dure dvaluation et si iindique le rang de la dfaillance laquelle on associe tile TBF coul alors:

    Pour N > 50 Fi = F(ti) = et R(ti) =

    Pour 20 < N < 50 (approximation des rangs moyens)

    2. La Fonction "fiabilit"

    NotN )(

    Ni

    NiN

    Fi = F(ti) = 1+N

    i1

    1+

    +N

    iNR(ti) =

    Pour N < 20 (approximation des rangs mdians)

    Fi = F(ti) = R(ti) =4,0

    3,0+

    Ni

    4,07,0

    ++

    NiN

    Voir TD 1

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 13

    Le taux de dfaillance est dfini par le nombre de dfaillances survenant entre les instants t et t + trapport au nombre d'appareils "en vie" l'instant t.

    Si: Ns(t) : nombre de survivant linstant tNs(t + t) : nombre de survivant linstant t + t

    (t)=

    (t) dt est donc la probabilit qu'a un composant d'avoir une dfaillance entre t et t + dt sachant que ce composant a fonctionn correctement jusqu'au temps t.

    tt)(t Ns-Ns(t)

    Ns(t) +

    3. Taux de dfaillance (t)

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 14

    Exemple 1: Etude du comportement dun composant

    Bornes des

    classes

    Centre des

    classes ti

    Effectif dfaillant

    par classe

    ni

    Cumul dfaillant

    Frquence relative

    fi = ni / N

    Frquence absolue Fi = fi

    Fiabilit,

    Ri =1 - Fi

    Taux de dfaillance

    i fi x ti

    1 0-100 50,00 1 1 0,01 0,01 0,99 0,0001 0,48

    2 100-200 150,00 6 7 0,06 0,07 0,93 0,0006 8,65

    3 200-300 250,00 8 15 0,08 0,14 0,86 0,0008 19,23

    4 300-400 350,00 13 28 0,13 0,27 0,73 0,0015 43,75

    5 400-500 450,00 15 43 0,14 0,41 0,59 0,0020 64,90

    6 500-600 550,00 19 62 0,18 0,60 0,40 0,0031 100,48

    7 600-700 650,00 16 78 0,15 0,75 0,25 0,0038 100,00

    8 700-800 750,00 13 91 0,13 0,88 0,13 0,0050 93,75

    9 800-900 850,00 9 100 0,09 0,96 0,04 0,0069 73,56

    10 900-1000 950,00 4 104 0,04 1,00 0,00 0,0100 36,54

    MTBF = fi , ti

    541,35

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 15

    Dans un premier temps on en conclut que : * le taux de dfaillance est croissant *la dgradation est du la vieillesse ( fatigue ou usure) *que la MTBF a pour valeur : ti. fi = 541 heures

    -

    0,0020

    0,0040

    0,0060

    0,0080

    0,0100

    0,0120

    0 200 400 600 800 1000-

    0,02

    0,04

    0,06

    0,08

    0,10

    0,12

    0,14

    0,16

    0,18

    0,20

    0 200 400 600 800 1000

    -

    0,10

    0,20

    0,30

    0,40

    0,50

    0,60

    0,70

    0,80

    0,90

    1,00

    0 200 400 600 800 1000

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 16

    Exemple 2 Bornes des classes

    Infrieure Suprieure CentreNombre de

    machines en service

    CumulHeures/ classe

    Frquence simple

    Frquence cumule

    Taux de df(t)

    0 2000 1000 10 20000,00 19 19 0,000950

    2000 4000 3000 10 20000,00 8 27 0,000400

    4000 6000 5000 10 20000,00 6 33 0,000300

    6000 8000 7000 10 20000,00 4 37 0,000200

    8000 10000 9000 10 20000,00 6 43 0,000300

    10000 12000 11000 10 20000,00 6 49 0,000300

    12000 14000 13000 10 20000,00 4 53 0,000200

    14000 16000 15000 9 +1(15320) 19320,00 9 62 0,000466

    16000 18000 17000 7 + 1(16720) + 1(17850) 16570,00 16 81 0,000956

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 17

    Taux de dfaillance nb de pannes / unit usage

    0,000000

    0,000200

    0,000400

    0,000600

    0,000800

    0,001000

    0,001200

    0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 t(units dusage)

    Exemple 2:

    Conclusion

    A une priode de jeunesse de 2500 h succde une longue priode de maturit

    A partir de 15000 h il faut remplacer le matriel ou le reconstruire

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 18

    La probabilit qu'a un composant d'avoir (ds le dpart) une avarie entre t et t + dt est gale f(t)dt; pour l'valuer il suffit d'crire qu'elle est gale la probabilit qu'a le composant de fonctionner jusqu' t et de tomber en panne entre t et t + dt soit : f(t)dt = R(t). (t) dt

    Ainsi on a:(t) =

    en prenant la diffrentielle de la relation R(t) = 1- F(t) on a :dR(t) = - dF(t) = - f(t)dt soit :

    (t).dt = en intgrant entre 0 et t on a:

    Do:

    3. Taux de dfaillance (t)

    F(t) -1f(t)

    R(t)f(t) =

    R(t)dR(t)

    R(t) ln- dt (t) 0 =t =

    t

    0dt (t)-

    e R(t)

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 19

    On en dduit galement la loi de distribution :

    La M.T.B.F. "Moyenne des Temps de Bon Fonctionnement", est lesprance mathmatique de la loi de distribution de probabilit f(t) :

    MTBF = m = E(t) =

    3. Taux de dfaillance (t)

    =t

    0dt (t)-

    e (t) f(t)

    = 00 dt R(t) dt f(t)t

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 20

    L'volution de (t) en fonction du temps conduit la courbe classique, dite "courbe en baignoire", caractristique de toute tude de fiabilit. Cette courbe montre clairement:

    la priode o le taux de dfaillance dcrot, dite de mortalit infantile ou priode de jeunesse (1),

    la priode taux de dfaillance constant ou de maturit au cours de laquelle les dfaillances sont purement accidentelles (2),

    la priode ou le taux augmente cause du processus de dtrioration du systme par fatigue o par usure (3).

    3. Taux de dfaillance (t)

    t

    1

    2

    3

    (t)

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 21

    4. Les lois de distribution continues

    Elle est caractrise par un taux de dfaillance constant. C'est une loi trs utilise car elle est trs simple et bien adapte la priode taux de dfaillance constant de la courbe en baignoire(palier). Elle sapplique donc :

    lensemble des dfaillances dun systme lorsque celui ci est dans sa zone de maturit.

    ltude dune dfaillance prcise lorsque celle ci arrive de faon alatoire.

    La Loi exponentielle

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 22

    4. Les lois de distribution continues

    Nous avons dmontrprcdemment :

    En exprimant que (t) est constant on obtient

    La densit de probabilitdevient donc

    La M.T.B.F:

    Lcart type:

    =t

    0dt (t)-

    e R(t)

    t -e R(t) = t -e f(t) =

    1 MTBF =

    1 =

    La Loi exponentielle

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 23

    4. Les lois de distribution continues La Loi exponentielle

    La courbe ci-contre montre lvolution de la fonction de distribution R(t)

    Pour t = MTBF soit t = 1/, R(t)= 1/e soit 0,368 ; cest dire que la probabilit datteindre la MTBF est de 36.8 % (voir ci-contre)

    1

    0t

    R(t)

    e-1= 0.368

    MTBF =1/

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 24

    4. Les lois de distribution continues La Loi exponentielle En utilisant du papier semi

    logarithmique la courbe reprsentative de R(t) devient une droite. Ainsi pouvons nous vrifier aisment quune population de TBF suit la loi exponentielle et en tirer la MTBF

    Dure de vie associe une fiabilit

    1

    0.01 t

    R(t)

    Pente= - / 2,3

    2,3 x MTBF =2,3/

    0.1

    Ln R(t)

    0

    - 1

    - 2

    t -e R(t) = On tire t = - ln R(t) et en particulier si R(t) = 0,9 on a t = L10 = - ( ln 0,9 ) / = 0,105 * MTBF

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 25

    4. Les lois de distribution continues

    Cette une loi classique gnralement bien connue est bien adapte ltude des dfaillances par dgradation lies lusure.

    Dans laquelle est lcart type et la moyenne La M.T.B.F correspond la moyenne (car la loi

    normale est une loi symtrique)

    enfin, (t) =

    La loi normale (Laplace Gauss)

    2

    2

    2)-(t -

    e 2

    1 f(t)

    = dt2

    2

    2)-(t -t

    0e

    211 R(t)

    =

    F(t) -1f(t)

    R(t)f(t) =

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 26

    f(t)

    O

    -3

    t

    34,13%

    -

    -2 +2

    + +2

    34,13%

    13,59%

    2,15%

    13,59%

    2,15%

    4. Les lois de distribution continues La loi normale (Laplace Gauss)

    La courbe ci-contre montre lvolution de la fonction de distribution f(t)On observe que entre - 3 et + 3 on prend en compte plus de 99,7% de la population

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 27

    4. Les lois de distribution continues La loi normale (Laplace Gauss)

    Les courbes ci-contre montrent lvolution de la fonction de rpartition F(t) et de la fonction fiabilit R(t)

    t

    F(t)1

    F(t)

    0R(t)

    0,16

    0,84

    0,50

    - +

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 28

    5. La loi de WeibullParamtres de la loi

    Cette loi est une loi trois paramtres qui permet dexprimer f(t) lorsque le taux de dfaillance (t) varie comme une puissance quelconque du temps. Ainsi :

    O: est le paramtre d'chelle, est le paramtre d'origine des temps, est le paramtre de forme.

    est encore appel "caractristique de vie" du dispositif, c'est dire l'ge correspondant une probabilit de dfaillance de 0,632. (soit la MTBF lorsque (t) est constant).

    )1(

    )(

    =

    tt

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 29

    5. La loi de WeibullEffet de

    On constate quil suffit de faire varier pour retrouver les trois priodes de vie fondamentales dun matriel. En effet lenveloppe de ces courbes nous donne la courbe en baignoire caractristique des trois phases de vie dun matriel.

    =0,50,25

    2

    (t)

    =1=1,5

    =2

    =3 = 0 et = 4

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 30

    5. La loi de WeibullInterprtation de Ainsi :

    Si = 1 le taux de dfaillance est constant, nous sommes en zone de maturit. On retrouve la loi exponentielle

    Si < 1 le taux de dfaillance dcrot, nous sommes en zone de jeunesse (rodage, dverminage)

    Si > 1 le taux de dfaillance crot, nous sommes en phase de vieillesse, avec :Si 1,5 < < 2,5 dgradation due la fatigueSi 3 < < 4 dgradation essentiellement due lusure ou la

    corrosion

    Si = 3,5 on retrouve la loi normale

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 31

    5. La loi de WeibullFonctionsLe calcul des diffrentes fonctions nous donnent:

    =

    t

    ettf)1(

    )(

    =t

    etR )(

    =

    t

    etF 1)(

    0 t

    < 1

    = 1

    > 1 (= 3.5)f(t)

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 32

    5. La loi de Weibull

    < 1 jeunesse

    R(t)

    F(t)

    0.0000

    0.2000

    0.4000

    0.6000

    0.8000

    1.0000

    0 1 2 3t (units d'usage)

    volution de F(t) et R(t) en fonction de

    =1 maturit

    R(t)

    F(t)

    0.0000

    0.2000

    0.4000

    0.6000

    0.8000

    1.0000

    0 1 2 3

    t (units d'usage)

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 33

    5. La loi de Weibullvolution de F(t) et R(t) en fonction de

    > 1 obsolescence

    R(t)

    F(t)

    0.0000

    0.2000

    0.4000

    0.6000

    0.8000

    1.0000

    0 1 2 3t (units d'usage)

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 34

    5. La loi de WeibullDure de vie associe un niveau de fiabilit

    En prenant la fonction rciproque de R(t) on trouve t fonction de R(t) et lon obtient

    et en particulier pour une fiabilit R = 0,9 on a : L10 = + (0,105)1/

    (L10 correspond la dure de vie atteinte par 90% des matriels)

    1

    )(1

    +=

    tRLn t

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 35

    5. La loi de Weibull

    Dure de vie associe un niveau de fiabilit

    Recherche de la MTBF et de lcart type et du coefficient de dispersion Cx

    On a : MTBF = A + = B

    O A et B sont des coefficients obtenus dans la table ci-dessous :

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 36

    5. La loi de Weibull A B A B A B

    0.30 9.2605 50.078 2.40 0.8865 0.393 4.50 0.9126 0.230 0.40 3.3234 10.438 2.50 0.8873 0.380 4.60 0.9137 0.226 0.50 2.0000 4.472 2.60 0.8882 0.367 4.70 0.9149 0.222 0.60 1.5046 2.645 2.70 0.8893 0.355 4.80 0.9160 0.218 0.70 1.2658 1.851 2.80 0.8905 0.344 4.90 0.9171 0.214 0.80 1.1330 1.428 2.90 0.8917 0.334 5.00 0.9182 0.210 0.90 1.0522 1.171 3.00 0.8930 0.325 5.10 0.9192 0.207 1.00 1.0000 1.000 3.10 0.8943 0.316 5.20 0.9202 0.203 1.10 0.9649 0.878 3.20 0.8957 0.307 5.30 0.9213 0.200 1.20 0.9407 0.787 3.30 0.8970 0.299 5.40 0.9222 0.197 1.30 0.9236 0.716 3.40 0.8984 0.292 5.50 0.9232 0.194 1.40 0.9114 0.660 3.50 0.8997 0.285 5.60 0.9241 0.191 1.50 0.9027 0.613 3.60 0.9011 0.278 5.70 0.9251 0.188 1.60 0.8966 0.574 3.70 0.9025 0.272 5.80 0.9260 0.185 1.70 0.8922 0.540 3.80 0.9038 0.266 5.90 0.9269 0.182 1.80 0.8893 0.511 3.90 0.9051 0.260 6.00 0.9277 0.180 1.90 0.8874 0.486 4.00 0.9064 0.254 6.10 0.9286 0.177 2.00 0.8862 0.463 4.10 0.9077 0.249 6.20 0.9294 0.175 2.10 0.8857 0.443 4.20 0.9089 0.244 6.30 0.9302 0.172 2.20 0.8856 0.425 4.30 0.9102 0.239 6.40 0.9310 0.170 2.30 0.8859 0.408 4.40 0.9114 0.235 6.50 0.9318 0.168

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 37

    1,00

    1,50

    2,00

    2,50

    1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00

    Cx =0

    =1

    =2 =3 =4 =5 =6

    Zone de maintenance conditionnelle

    Zone de maintenance systmatique

    Zone de maintenance corrective

    -

    0,50

    -

    5. La loi de WeibullInterprtation du Cx

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 38

    5. La loi de WeibullExemple (TD 1)

    Cours deau

    Puisard

    Bassin de dcantation Filtre

    Chteau deau

    Utilisation

    NHfNBf

    NSpNSf

    NHc

    NBcNSc

    PpPf

    Analyse de la dfaillance des pompes

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 39

    5. La loi de WeibullExemple (TD 1)

    I ETUDE DES DEFAILLANCES DE LA POMPE Dans un laboratoire dessais on teste 72 pompes submersibles dans

    des conditions identiques de fonctionnement. On utilise pour cela la mthode dessai par mort soudaine pour lequel Les pompes sont regroupes par lots de 8. Une tude prliminaire a montr deux dfaillances rcurrentes : Lusure de la turbine 64, ltanchit au niveau du joint mcanique 53 (prsence deau dans lhuile). Le relevdes temps de bon fonctionnement (en heures) lies aux premires dfaillances de chaque lot est donn dans les tableaux.

    1) Prsenter les TBF, les frquences cumules F(i) sous forme de tableau et dterminer les paramtres de WEIBULL .

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 40

    5. La loi de WeibullExemple (TD 1)

    i TBF (64) TBF (53) Fi1 1050,4 64,1 0,0744682 1202 183,5 0,1808513 1323,7 330,2 0,2872344 1436,6 509,5 0,3936175 1549,3 732 0,56 1669 1017,7 0,6063837 1805,2 1406,3 0,7127668 1976,9 1996,6 0,8191499 2250,5 3176,8 0,925532

    4,03,0

    +

    Ni

    La loi de WEIBULL est trs pratique car il existe un papier chelles fonctionnelles, dit papier dAllan Plait ou de Weibull, qui transforme les courbes en droites lorsque = 0 et permet de dterminer et .

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 41

    5. La loi de WeibullExemple (TD 1)

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 42

    Reprenons lexpression de la fiabilit :

    en prenant le logarithme nprien des deux membres de lexpression on a:

    soit encore

    en prenant le logarithme nprien des deux membres de lexpression on a:

    en posant: X= Ln (t-) et

    Lquation prcdente devient une quation de la forme Y = b X + C, pour = 1 on trouve

    5. La loi de Weibull

    ( ) tLnR t

    =

    1( )

    tLnR t

    =

    [ ]1 ( )

    tLn Ln LnR t

    =

    Justification de la structure du papier de Weibull

    =t

    etR )(

    [ ] [ ( ) ]1 -( )

    Ln Ln Ln t LnR t

    = [ ]1Y

    ( )Ln Ln

    R t=

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 43

    pour obtenir une droite nous avons utilis la variable (t-). Si nous avions utilis la variable t nous aurions obtenu une courbe. Do la ncessit de rechercher . Pour cela, soit on recherche par tatonnement jusqu obtenir une droite, soit on utilise la mthode de redressement suivante : On trace 2 droites // OX ( ces droites seront le plus loignes possibles).

    Leurs intersections avec la courbe correspondent Ln t1 et Ln t3 On trace une droite quidistante de ces 2 droites. Son intersection avec la

    courbe correspondent Ln t2 . On a: Y1+Y3 = 2 Y2 Soit: (Ln(t3 ) Ln ) + (Ln(t1 ) Ln )=2 (Ln(t2 ) Ln )

    Ln (t3 ) + Ln (t1 ) =2 Ln (t2 )(t3 ) . (t1 ) = (t2 )

    Ainsi on obtient:

    5. La loi de WeibullRalisation de lajustement graphique

    2 1 3

    2 1 3

    .2t t tt t t

    =

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 44

    5. La loi de WeibullExemple (TD 1)

    tude du joint 53 (Dtude du joint 53 (Dtermination des termination des paramparamtres de la loi de tres de la loi de WeibullWeibull

    (D1) est une droite, donc = 0

    = 0

    = 0,9

    = 0,9

    (D2) parallle (D1)

    (D2)

    (D1)

    t

    F(i)

    = 1150

    = 1150

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 45

    tude de la turbine 64 (Dtude de la turbine 64 (Dtermination termination des paramdes paramtres de la loi de tres de la loi de WeibullWeibull

    t

    F(i)

    C1 est une courbe, il faut donc dterminer

    t3t1

    t2

    = 901 (t1 = 1050,4 t2 = 1350 t3 = 2250,5)

    = 901

    (D1) est une droite(D2) parallle (D1)

    = 1,8

    = 800

    = 1,8 = 800

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 46

    5. La loi de WeibullExemple (TD 1)

    2/ A quel mode de dfaillance correspond le comportement de la turbine 64, du joint mcanique 53?

    Turbine 64: Usure, fatigue ( = 1,8)Joint 53: dfaut de jeunesse ( = 0,9), de conception

    3/ Rechercher la MTBF64 de la turbine 64 et la fiabilit R64 ( MTBF) qui lui est associe. En donner la signification.

    MTBF64 = A + = 1612 h et R64 ( MTBF) = 0,44 Donc pour une dure de fonctionnement de 1612 h seulement 44% des turbines auront survcues

    4/ Rechercher la MTBF53 du joint mcanique 53 et la fiabilit R53 ( MTBF)qui lui est associe. En donner la signification.

    MTBF64 = A + = 1210 h et R64 ( MTBF) = 0,35 Donc pour une dure de fonctionnement de 1210 h seulement 35% des joints auront survcus

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 47

    5. La loi de WeibullExemple (TD 1)

    5/ Rechercher les dures de vie nominale respectives L1064 et L1053Pour R = 0,9 on a : L10 = + (0,105)1/

    L1064 = 1129 hL1053 = 94 h

    Ainsi la dure de vie attendue pour que 90% des turbines soient non dfaillantes est de 1129 hla dure de vie attendue pour que 90% des joints soient non dfaillants est de (seulement) 94 h

    6/ Dans le cas le plus dfavorable, au bout de combien de temps aurait lieu la premire dfaillance de la turbine 64 et du joint mcanique 53 ?1129 et 94 h respectivement (pour R = 0,9)Manifestement, lapparition de la premire dfaillance du joint est inacceptable

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 48

    5. La loi de WeibullExemple (TD 1)

    II ETUDE DE LA DEFAILLANCE DU SYSTEME1/ Taux de dfaillance dune pompe.

    Porte ou: P(A+B) = P(A) + P(B) P(A)P(B) P = 53 + 64 - 53. 64 = 15 10-5 dfaillances/heures

    2/ Taux de dfaillance s de lensemble du systme s = P + J + N + = 30,15 10-5

    3/ MTBF du systmeMTBF = 1/ s (on suppose que le systme suit une loi exponentielle, qui devra tre vrifi par lhistorique de linstallation)

    4/ Calcul de la dure de fonctionnement durant laquelle la probabilit de fonctionnement sans panne est de 90%R(t) = e- t ainsi t = ln0,9/-s = 349,45 h = 14,5 J

    Pompe dfaillante

    Panne turbine

    64

    Panne Joint 53

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 49

    5. La loi de WeibullExemple (TD 1)

    III AMELIORATIONS1/ Calculer lexpression de la fiabilit globale du systme Rsg. Pour deux pompes en parallles on a:Rsp1 = R1 + R2 R1.R2Si on considrent que les pompes suivent une loi exponentielle alors: Rsp1 = 2 e- pt - e- 2t

    Ainsi on a Rsg = 2 Rsp1

    2/ Calculer la dure de fonctionnement durant laquelle la probabilit de fonctionnement sans panne est de 90%

    Rsoudre lquation pour Rsg = 0,9, on a t = 7427 h3/ Calculer sa MTBFS = 1/G = 70488 h avec ln 0,9 = - Gt4/Conclure

  • Deshayes CM3 Fiabilit Dfaillance 50

    Disponibilit des quipements1. Introduction: Dfinition1. Introduction: historique1. Introduction: dfaillance1. Introduction: dfaillance1. Introduction: dfaillanceExemple 1: Etude du comportement dun composant Exemple 2 Exemple 2:4. Les lois de distribution continues 4. Les lois de distribution continues 4. Les lois de distribution continues 4. Les lois de distribution continues 4. Les lois de distribution continues 4. Les lois de distribution continues 4. Les lois de distribution continues 5. La loi de Weibull 5. La loi de Weibull 5. La loi de Weibull 5. La loi de Weibull 5. La loi de Weibull 5. La loi de Weibull 5. La loi de Weibull 5. La loi de Weibull 5. La loi de Weibull 5. La loi de Weibull 5. La loi de Weibull 5. La loi de Weibull 5. La loi de Weibull 5. La loi de Weibull 5. La loi de Weibull 5. La loi de Weibull 5. La loi de Weibull 5. La loi de Weibull 5. La loi de Weibull 5. La loi de Weibull 5. La loi de Weibull