Maintenance Industrielle

1. Définitions de la maintenance industrielle

• Maintenance (AFNOR N.FX 60-010) : ensemble d’actions pour maintenir ou rétablir un bien dans un état spécifié, capable d’assurer un service déterminé.
• Maintenance (norme NF EN 13306, avril 2001) : actions techniques, administratives et de management durant le cycle de vie d’un bien, destinées à le maintenir ou rétablir dans un état lui permettant d’accomplir sa fonction, au coût optimal.

4 notions clés dans la définition :

2. Place de la maintenance industrielle

• La compétitivité d’une entreprise repose sur une production de qualité, rapide et sans interruption.
• L’automatisation et l’informatique ont augmenté la vitesse de production, mais les limites technologiques empêchent une augmentation continue des cadences.
• La maintenance vise à minimiser les arrêts non planifiés, garantissant un fonctionnement optimal des équipements pour un rendement maximal.

La maintenance permet de maintenir un bien dans un état optimal pour répondre à sa fonction.

3. Rôle de la maintenance

• Garantir la disponibilité maximale des équipements au meilleur rendement, dans le respect du budget.
• Mettre en œuvre la politique de maintenance définie par la direction.
• Adapter les stratégies de maintenance selon l’importance des équipements.
• Établir des prévisions d’interventions :
  1. Long terme (>1 an) : investissements lourds, travaux durables.
  2. Moyen terme (dans l’année) : planification discrète pour limiter l’impact sur la production.
  3. Court terme (jours/heures) : interventions préparées pour minimiser les perturbations.

4. Objectifs de la maintenance

• Optimiser la fiabilité du matériel.
• Assurer le bon état de marche continu des équipements.
• Augmenter la productivité et la capacité de production.
• Assurer l’exploitation des installations énergétiques et fluides.
• Améliorer la sécurité au travail.
• Former le personnel spécialisé.
• Conseiller la direction de production.

La maintenance est une fonction productive, au même titre que la fabrication.

5. Types de maintenance

6. Maintenance préventive : objectifs et formes

Objectifs :

• Prévenir l’usure prématurée des pièces.
• Éliminer les détériorations soudaines.
• Garantir la qualité des interventions.
• Assurer une gestion rationnelle des pièces de rechange.

Formes :

1. Maintenance préventive systématique : interventions régulières selon un calendrier (temps, cycles, nombre de pièces produites), sans contrôle préalable de l’état.
   • Remplacement ou remise en état systématique des pièces avant panne.
   • Utilisée quand la durée de vie des composants est bien connue.

La maintenance préventive anticipe la panne pour éviter les arrêts de production.

1. Rôle et objectifs de la maintenance

La maintenance vise à assurer la disponibilité, la fiabilité et la sécurité des équipements industriels en limitant les pannes et en optimisant leur durée de vie. Elle permet de réduire les coûts d'exploitation et d'améliorer la qualité de la production.

2. Types de maintenance

3. Exemples d’actions en maintenance préventive systématique

• Remplacement : huile, filtres, pièces d’usure (plaquettes, roulements, contacteurs).
• Réglage : tensions des courroies, jeux mécaniques, impédance des circuits.

4. Techniques d’auscultation en maintenance conditionnelle

• Analyse des vibrations : détection des changements dans le spectre vibratoire indiquant usure ou fatigue.
• Analyse des températures : variations anormales signalant une dégradation.
• Analyse des huiles : détection de particules en suspension pour identifier l’origine de l’usure.

5. Définitions clés des opérations de maintenance

À retenir : La maintenance préventive conditionnelle optimise l’utilisation des équipements en intervenant uniquement lorsque des signes de dégradation sont détectés, évitant ainsi les interventions inutiles et les pannes imprévues.

1. Maintenance corrective : définitions et typologies des pannes

• Panne : arrêt accidentel et momentané d’un équipement, ou changement d’état anormal par rapport à une référence (ex. vitesse moteur différente de 1500 tr/min).
• Panne fugitive : défaut intermittent, apparaît puis disparaît sans cause apparente (ex. mauvais contact électrique).
• Panne intervention : défaut survenant après une intervention ou remplacement de pièce.
• Panne liée au temps d’utilisation : panne apparaissant après dépassement de la durée de vie constructeur.
• Panne opérateur : défaut lié à un mauvais réglage ou manipulation par l’opérateur.
• Panne répétitive : panne qui réapparaît peu de temps après une réparation, signe d’une méthode de réparation inadaptée.

2. Analyse de défaillance : recherche des causes et conséquences

• Fiche d’analyse de défaillance : outil structuré pour identifier et documenter la panne, ses causes, ses conséquences et les mesures correctives.

À retenir : La fiche d’analyse permet d’orienter efficacement la maintenance corrective en ciblant la cause racine.

3. Démarche générale de maintenance corrective

1. Recherche de panne

   • Utilisation de la méthode interrogative : poser les questions Qui ? Quoi ? Où ? Quand ? Combien ? Comment ?
   • Objectif : analyser rapidement les symptômes et comprendre la panne.

2. Étapes du dépannage / réparation
   a) S’informer : recueillir toutes les informations disponibles sur la panne et l’équipement.
   b) Diagnostiquer : identifier la cause exacte du dysfonctionnement.
   c) Dépanner ou réparer : effectuer l’intervention corrective adaptée.
   d) Essayer : tester l’équipement pour vérifier la bonne remise en état.

4. Organisation d’un service de maintenance

• La maintenance est intégrée à l’organisation globale de l’entreprise, qui coordonne moyens et facteurs pour assurer la production.

À retenir : La structuration du service de maintenance dépend de la taille et des besoins de l’entreprise, mais repose toujours sur une coordination claire des responsabilités.

1. Organisation des services de maintenance

Les services de maintenance sont spécialisés selon leurs domaines d'intervention :

2. Maintenance et sécurité

• Sécurité : ensemble des méthodes visant à minimiser les conséquences des défaillances sur le personnel, matériel et environnement.
• La maintenance est étroitement liée à la sécurité car une panne peut provoquer un accident.
• Le responsable maintenance doit participer au Comité d'Hygiène et de Sécurité (CHS) et collaborer avec l'ingénieur sécurité.
• En l'absence d'un service sécurité, la maintenance prend en charge :
  • La sécurité officielle (registres chaudières, contrôles électriques, rapports d'inspection).
  • L'application des règles dans un contexte spécifique.

La maintenance joue un rôle clé dans la prévention des accidents et la sécurité des installations.

3. Positionnement de la maintenance dans l’entreprise

Deux modèles d’organisation coexistent :

Les avantages de l’un sont souvent les inconvénients de l’autre.

4. Niveaux de maintenance (norme AFNOR NR.X.60 011)

5. Processus de communication dans un service de maintenance corrective

1. La demande de travail est initiée par le service production.
2. Elle est enregistrée par le responsable maintenance.
3. Transmise au bureau études et méthodes qui ordonne, prépare, planifie, enregistre et lance l’intervention.

L’ordonnancement est crucial pour assurer une communication efficace et la qualité des interventions.

1. Les bons et fiches de maintenance

• Bon de sortie magasin (BSM) : Document émis par le service maintenance, complété par le magasinier qui distribue le matériel et met à jour le stock. Il utilise un répertoire avec la nomenclature fournisseur, le code matériel et le rangement magasin.

• Demande de travail (DT) : Initiée par le service production pour une intervention corrective ou améliorative.

• Ordre de travail (OT) : Déclenché par le bureau des études et méthodes après réception d’une DT ou directement pour maintenance préventive ou gros entretien, en concertation avec la production.

• Demande d’approvisionnement (DA) : Émise par le bureau des études et méthodes, elle informe le magasinier des quantités et destinataires des éléments à fournir.

• Rapport d’intervention (RI) : Remis à la fin de chaque intervention, il est validé et analysé par la maintenance, puis sert à mettre à jour la fiche historique machine.

• Fiche historique machine : Conservée par le bureau des études et méthodes, elle permet d’analyser la fiabilité, disponibilité, maintenabilité, planifier les travaux, analyser les coûts et établir le budget annuel de maintenance.

• Fiche de lubrification : Planifie et enregistre les opérations de lubrification, souvent organisées en rondes pour machines avec fréquences identiques.

2. Politique de maintenance

a) L’abaque de Noiret

Méthode graphique pour déterminer la forme de maintenance (préventive ou corrective) à appliquer, utile en l’absence d’historiques à jour.

Critères évalués :

Exemple : Pour une machine allemande à 30 000€, simple d’accès, en fin de chaîne, avec contraintes commerciales fortes, la maintenance préventive est recommandée.

3. Indicateurs relatifs à la maintenance

a) Temps relatifs à la maintenance

• Temps d’arrêt (TA) : Temps pendant lequel l’équipement est arrêté.

• T.AM (Temps imputables à la maintenance) : Durée d’arrêt liée aux opérations de maintenance.

• T.A.F (Temps non imputables à la maintenance) : Durée d’arrêt liée à la fabrication.

• T.B.F (Temps de bon fonctionnement) : Durée pendant laquelle l’équipement fonctionne correctement.

• Temps requis (TO) : Aussi appelé « temps d’ouverture », c’est la durée prévue pour l’utilisation de l’équipement.

Une bonne politique de maintenance repose sur l’analyse statistique de ces temps pour optimiser la disponibilité et la fiabilité des équipements.

1. Durée d’usage et unités d’usage

• Usage : utilisation d’un équipement pour obtenir un service.
• Unité d’usage : grandeur finie choisie pour quantifier un usage dans des conditions normalisées.
• Exemples d’unités d’usage : heures, semaines, mois, années, cycles de fonctionnement, quantités produites, pièces produites, distances parcourues.
• Exemple : T.B.F (Temps Between Failures) d’une machine = 1000 heures.

2. Durée de fonctionnement

• Un équipement alterne entre arrêts et bon fonctionnement pendant une durée d’utilisation $T_O$ (temps requis).
• $T_O = \sum TBF + \sum TAM + \sum TAF$ où :
  • $TBF$ = temps de bon fonctionnement,
  • $TAM$ = temps d’arrêt pour maintenance,
  • $TAF$ = temps d’arrêt pour faute.
• Le temps technique de réparation (TTR) fait partie des temps d’arrêt.
• Indicateur clé : disponibilité.

3. MTBF et MTTR

4. Détermination des actions prioritaires

a) Méthode ABC (Analyse de Pareto)

• Loi de Pareto (20-80) : 20% des causes génèrent 80% des effets.
• Application en maintenance :
  • 20% des systèmes causent 80% des pannes.
  • 20% des interventions représentent 80% des coûts.
  • 20% des composants représentent 80% de la valeur des stocks.
• Objectif : identifier les éléments les plus pénalisants pour optimiser coûts et fiabilité.

b) Étapes de la méthode ABC

1. Définir l’objectif et les limites (matériels, causes, pannes).
2. Choisir le critère de classement (coûts, temps, rebuts).
3. Construire un graphique avec les éléments classés.
4. Déterminer les zones ABC sur la courbe :
   • Zone A : éléments les plus significatifs (partie droite de la courbe).
   • Zone B : éléments intermédiaires.
   • Zone C : éléments peu influents.
5. Interpréter la courbe : prioriser les actions sur la zone A, puis B si nécessaire, négliger C.

c) Cas particuliers

• Courbe sans cassure : pas de priorité claire.
• Courbe impossible : erreur de classement.

5. Exemple d’application

• Regroupement des modes de défaillance par familles.
• Classement décroissant des temps d’arrêt et des pourcentages.
• Calcul du pourcentage cumulé.
• Tracé de la courbe ABC du % cumulé en fonction des temps d’arrêt.
• Conclusion basée sur la priorisation des modes de défaillance.

6. Fiabilité, maintenabilité, disponibilité

• Objectif : assurer la sûreté de fonctionnement des équipements.
• Paramètres clés :
  • Fiabilité : probabilité qu’un dispositif accomplisse sa fonction dans des conditions données pendant une période déterminée.
  • Maintenabilité : facilité et rapidité avec lesquelles un équipement peut être réparé.
  • Disponibilité : capacité d’un équipement à être en état de fonctionner à un instant donné.
  • Sécurité : protection contre les risques liés à l’utilisation.

À retenir : La fiabilité $R(t)$ est la probabilité de fonctionnement correct d’un équipement à l’instant $t$.

1. Fiabilité, Maintenabilité et Disponibilité

a) Fiabilité ($R(t)$)

• Définition : Probabilité qu’un équipement accomplisse sa fonction requise sans défaillance pendant un temps $t$ dans des conditions d’utilisation données.
• Fonction de défaillance : $F(t) = 1 - R(t)$, probabilité de défaillance à l’instant $t$.
• Paramètres clés :
  • Fonction requise : seuil minimal de performance.
  • Conditions d’utilisation : environnement, contraintes mécaniques, chimiques, physiques.
  • Période de temps : durée de mission $T$ (ex. $R(T_m) = 0,9$ pour $T_m = 8000$ h).

b) Maintenabilité ($M(t)$)

• Définition : Probabilité de rétablir un système en état de fonctionnement dans un délai $t$ donné, sous conditions et moyens prescrits.
• Notations :
  • $TTR$ : temps de réparation.
  • $MTTR$ : moyenne des temps de réparation.
• Types de maintenabilité :

  Type	Description
  Maintenabilité intrinsèque	Conçue dès la phase de conception (modularité, accessibilité)
  Maintenabilité prévisionnelle	Basée sur l’objectif de disponibilité
  Maintenabilité opérationnelle	Mesurée à partir des historiques d’interventions

c) Disponibilité ($A$)

• Définition : Aptitude d’un bien à être opérationnel à un instant donné ou sur un intervalle, en supposant moyens extérieurs assurés.
• Hypothèse exponentielle avec taux constants :
  • Taux de défaillance : $\lambda$
  • Taux de réparation : $\mu$
• Formules clés :
  • $MTBF = \frac{1}{\lambda}$ (temps moyen entre pannes)
  • $MTTR = \frac{1}{\mu}$ (temps moyen de réparation)
  • Disponibilité moyenne :
  $$A = \frac{MTBF}{MTBF + MTTR} = \frac{\mu}{\lambda + \mu}$$

2. Plan de maintenance

a) Objectifs

• Garantir continuité de service.
• Assurer un niveau de disponibilité connu à coût maîtrisé.
• Maintenir la qualité de service contractuelle.
• Prévenir les risques.

b) Conditions d’établissement

• Doit contenir toutes les informations nécessaires au contexte d’utilisation :
  • Taux d’engagement du bien.
  • Objectifs de production.
  • Taux de défaillance constaté.
• Le plan doit être réexaminé si le contexte évolue.
• Inventaire des interventions à réaliser, avec périodicité, modes opératoires, état requis, ressources.

c) Actions de maintenance et périodicités

• Basées sur l’analyse AMDEC (Analyse des Modes de Défaillance, de leurs Effets et de leur Criticité).
• Critères pour retenir une opération :
  • Applicabilité : peut être mise en œuvre.
  • Efficacité : réduit le taux ou l’intensité de défaillance.
  • Rentabilité : réalisable économiquement.
• Détermination de la périodicité $T$ :
  1. Préconisations constructeur.
  2. Expérience corrective.
  3. Exploitation fiabiliste (lois de Weibull, exponentielle, MTBF).
  4. Analyse prévisionnelle (arbre de défaillance).
• La périodicité est évolutive selon le retour d’expérience.

À retenir : La fiabilité, la maintenabilité et la disponibilité sont des indicateurs clés pour définir et optimiser les politiques de maintenance, qui doivent être adaptées au contexte d’utilisation et régulièrement révisées.

1. Gestion des pièces de rechange

• Liste des éléments de rechange : établie à partir du plan de maintenance et de l’analyse des tâches, elle recense les pièces à remplacer à chaque niveau et lieu de maintenance.
• Quantités de rechange basées sur :
  • Maintenance préventive (remplacements périodiques).
  • Chargement des circuits logistiques (compensation des délais fournisseurs).
  • Remplacement des éléments réparables condamnés (éléments retirés de l’inventaire).
• Identification et emballage : chaque pièce doit être clairement identifiée (équipement, sous-ensemble) et emballée pour éviter tout dommage lors du transport ou stockage.

2. Définitions clés

3. Exemple de fiche technique d’équipement

4. Exemples de plan de maintenance

• Inventaire des interventions : liste des opérations, périodicité, ressources nécessaires.
• Planning annuel et mensuel : calendrier précis des opérations de maintenance.
• Check-list : liste de contrôle pour vérifier l’état et le fonctionnement des composants.

5. Points essentiels à retenir

La gestion efficace des pièces de rechange repose sur une identification claire, un stockage adapté et une planification basée sur les besoins réels issus du plan de maintenance.

Le mode opératoire formalise la démarche complète d’une intervention, garantissant la qualité et la traçabilité.

Les documents (BT, BM, BSM, fiches techniques) sont indispensables pour assurer le suivi, la traçabilité et la coordination des opérations de maintenance.

Un plan de maintenance structuré (inventaire, planning, check-list) est la clé pour assurer la fiabilité et la disponibilité des équipements.

1. Plan de maintenance d'un équipement

Le plan de maintenance organise les interventions nécessaires pour assurer la fiabilité et la disponibilité d’un équipement. Il détaille les opérations, leur fréquence, et les modalités d’exécution.

2. Exemple de mode opératoire d’intervention (encaisseuse Savoye)

Objectif : échange standard du tapis d’entrée
Durée estimée : 110 minutes

a) Étapes clés :

3. Exemple de planification des actions de maintenance (extraits)

4. Diagramme causes-effet (Ishikawa)

• Outil graphique pour identifier et classer les causes d’une défaillance.

• Regroupe les causes en 5 familles (5M) :

  • Main d’œuvre
  • Matériel
  • Méthodes
  • Milieu
  • Mesure

• Utilisé pour :

  • Évaluation de systèmes existants
  • Validation de systèmes en conception

• Méthodologie :

  1. Définir clairement l’effet (problème) à étudier
  2. Recenser toutes les causes possibles (brainstorming)
  3. Classer les causes par famille
  4. Hiérarchiser les causes selon leur importance

Le diagramme causes-effet permet une analyse exhaustive des facteurs influençant un dysfonctionnement, facilitant ainsi la recherche de solutions adaptées.

1. Concepts de base de la TPM (Total Productive Maintenance)

• TPM est une philosophie japonaise de maintenance industrielle visant à améliorer la performance globale de l’entreprise.
• Objectifs :
  • Améliorer les attitudes et compétences de tout le personnel.
  • Augmenter le taux de fonctionnement des équipements par une meilleure qualification des intervenants.
• Avant TPM, les opérateurs et agents de maintenance étaient séparés : l’opérateur utilisait la machine, le technicien la réparait.
• TPM instaure un changement de comportement : l’opérateur assure lui-même la maintenance de son équipement (auto-maintenance).

2. Les cinq activités principales de la TPM

3. Maintenance volontaire ou auto-maintenance

• Développée par le contrôle visuel et un programme d’évolution vers l’auto-maintenance.
• But : que chaque opérateur détecte rapidement anomalies et incidents.

4. Contrôle visuel

• Système de repères visuels simples pour détecter immédiatement un défaut.
• Facilite la surveillance, impose propreté et ordre.
• Diagnostic binaire : bon / mauvais, ce qui simplifie la détection des dysfonctionnements.

5. Programme d’évolution vers l’auto-maintenance

• Objectif : rendre les opérateurs qualifiés pour détecter et réagir rapidement aux anomalies.
• Couvre vérifications quotidiennes, interventions mineures, plans de maintenance préventive, nettoyage, lubrification.
• Durée estimée : 2 à 3 ans pour un changement durable des comportements.

6. Étapes clés du programme d’évolution vers l’auto-maintenance

À retenir : La TPM repose sur l’auto-maintenance, où l’opérateur devient acteur de la maintenance, améliorant ainsi la fiabilité et la performance des équipements.

1. Normes ISO 9000 : définition et objectifs

Les normes ISO 9000 définissent un ensemble d’actions préétablies et systématiques pour garantir à un client que le produit ou service satisfait ses exigences de qualité. Elles imposent de décrire, prouver et organiser les tâches pour assurer la conformité et traiter efficacement les non-conformités dans les produits, processus et organisation.

Créées par l’ISO (Organisation Internationale de Normalisation) et adoptées par la CEE en 1987, ces normes fixent des objectifs et systèmes qualité sans imposer la méthode, laissant la liberté à chaque entreprise de s’y conformer.

2. Les cinq normes ISO 9000 principales

Les normes les plus courantes sont ISO 9001 (incluant la conception) et ISO 9002 (sans conception).

3. Les 20 critères clés de la norme ISO 9001

1. Responsabilité de la direction

   • Politique qualité claire, écrite et communiquée
   • Responsabilités définies
   • Revues de direction régulières pour vérifier l’efficacité du système qualité

2. Système qualité

   • Manuel d’Assurance Qualité, procédures et moyens pour gérer la qualité

3. Revue de contrat

   • Gestion documentée des demandes clients, offres et exigences

4. Maîtrise de la conception

   • Organisation et documentation rigoureuse de la conception (absente en ISO 9002)

5. Maîtrise des documents et données

   • Gestion rigoureuse des documents qualité (dates, signatures…)

6. Achats

   • Évaluation des fournisseurs, documents d’achat, vérification des produits achetés

7. Maîtrise du produit fourni par le client

   • Identification, vérification et stockage des produits confiés par le client

8. Identification et traçabilité du produit

   • Identification à chaque étape et traçabilité complète des produits

9. Maîtrise des processus

   • Identification des processus, plans qualité, instructions, surveillance, maintenance adaptée

10. Contrôle et essais

    • Contrôles à la réception, en cours de production et finaux
    • Identification des produits non conformes et enregistrement des résultats

11. Équipements de contrôle, mesure et essai

    • Protection et étalonnage des équipements pour garantir la fiabilité des mesures

12. État des contrôles et essais

    • Suivi de l’avancement des contrôles et essais sur chaque produit

13. Maîtrise du produit non conforme

    • Identification, évaluation, isolement, traitement et décision claire sur les produits non conformes

14. Actions correctives et préventives

    • Mise en œuvre d’actions suite aux non-conformités internes ou externes
    • Déclenchement d’actions préventives pour éviter la réapparition

15. Manutention, stockage, conditionnement, préservation et livraison

    • Protection du produit jusqu’à la livraison pour éviter toute détérioration

16. Maîtrise des enregistrements qualité

    • Classement, archivage et distribution rigoureuse des données qualité

17. Audits qualité internes

    • Réalisation d’audits pour vérifier la conformité et l’efficacité du système qualité

À retenir : Les normes ISO 9000 garantissent un système qualité organisé, documenté et contrôlé, permettant d’assurer la conformité des produits et la satisfaction client. La norme ISO 9001 est la plus complète, intégrant la maîtrise de la conception.

1. Méthode PERT : principes et représentation

La méthode PERT (Programme – Evolution and Review Technic) sert à planifier et visualiser les relations temporelles entre les tâches d’un projet complexe, notamment en maintenance industrielle ou installation de machines. Elle modélise les tâches et leurs interdépendances pour optimiser la gestion du temps.

• Tâche : unité de travail, repérée par une lettre, reliant deux étapes.
• Étape : événement marquant le début ou la fin d’une ou plusieurs tâches, représentée par un cercle.
• Dans chaque cercle (étape) figurent :
  • Le numéro de l’étape (à gauche)
  • Les dates de réalisation au plus tôt et au plus tard (à droite)

Les tâches peuvent être séquentielles (une tâche commence après la fin d’une autre) ou parallèles (plusieurs tâches peuvent s’exécuter simultanément).

2. Construction du planning PERT

1. Lister toutes les tâches nécessaires au projet.
2. Estimer la durée de chaque tâche (en semaines ou autre unité).
3. Attribuer une lettre à chaque tâche.
4. Tracer les tâches et étapes en respectant les contraintes logiques et temporelles.

3. Contraintes typiques dans un planning PERT

4. Exemple simplifié de tableau des tâches

5. Remarques sur l’estimation des durées

Les durées doivent être larges pour intégrer les incertitudes liées à :

• Délais de mise au point des commandes
• Délais de livraison
• Aléas de réalisation

6. Applications de la méthode PERT

• PERT Temps : planification temporelle (similaire au CPM - Critical Path Method)
• PERT Charges : gestion des ressources humaines ou matérielles
• PERT Coûts : suivi et contrôle des coûts du projet

La méthode PERT permet d’optimiser la planification en identifiant les tâches critiques et en visualisant les marges de manœuvre temporelles.