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La méthode AMDEC (FMEA) :

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L'Analyse des Modes de Défaillance, de leurs Effets et de leur Criticité

Intérêts de l’AMDEC :

Déterminer les points faibles du système et y apporter des remèdes.

Préciser les moyens de se prémunir contre certaines défaillances.

Étudier les conséquences de défaillances vis-à-vis des différents composants.

Classer les défaillances selon certains critères.

Fournir une optimisation du plan de contrôle, une aide éclairée à l’élaboration de plans d’essais.

Optimiser les tests (choix judicieux de tests) pour solliciter toutes les fonctions du système.

Prendre des décisions de « rétro-conception ».

 

L'Analyse des Modes de Défaillance, de leurs Effets et de leur Criticité (Failure Mode and Effects Analysis ou FMEA) est une méthode structurée et systématique pour:

détecter les défaillances (et leurs effets) d'un produit ou d'un processus

définir les actions à entreprendre pour éliminer ces défaillances, réduire leurs effets et pour en empêcher ou en détecter les causes

documenter le processus du développement.

L'AMDEC est un système qui aide à "pré-voir" pour ne pas être obligé de "re-voir". En appliquant une AMDEC dès la phase de la conception on peut apporter des modifications à un stade précoce.

L'AMDEC a été développée par l'armée américaine vers la fin des années 40 en tant que procédure militaire (MIL-P-1629). Elle était utilisée comme technique d'évaluation de fiabilité afin de déterminer les effets des défaillances de systèmes ou d'équipements. Les défaillances étaient répertoriées suivant leur effet sur le succès d'une mission et sur la sécurité du personnel et de l'équipement. Au cours des années 50 l'AMDEC a été utilisée dans l'industrie aérospatiale. Les équipes de lancement à Cape Canaveral ne pouvaient pas se permettre d'erreurs. Ils se demandaient systématiquement ce qui pourrait survenir et ce qu'ils pouvaient faire pour éviter ces défaillances. Actuellement l'AMDEC est devenue une technique de base pour la maîtrise de la qualité, qui est appliquée depuis longtemps déjà dans l'industrie automobile. Ford p.ex. oblige tous ses sous-traitants à effectuer une AMDEC pour chaque pièce. L'AMDEC fait également de plus en plus son entrée dans les autres secteurs.

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Il y a plusieurs sortes d'AMDEC, en fonction du stade de la conception : l'AMDEC du concept, l'AMDEC du produit et AMDEC du procédé, (AMDEC de la machine, …). Toutes ces AMDEC ont la même structure.
Voici comme illustration les différentes étapes d'une AMDEC du design :

  1. Rédigez un organigramme (fonctionnel ou hardware) qui situe la pièce à étudier par rapport aux pièces ou aux systèmes contigus; mentionnez la manière dont les éléments contigus sont reliés à la pièce. Indiquez les influences (de l'environnement) éventuelles. Déterminez la limite pour l'analyse du système.
    Edifiez un arbre des fonctions, partant des fonctions primaires et en tenant compte des interactions aux limites du système. Développez ces fonctions jusqu'aux "actionable levels" et déterminez les valeurs cible.

  2. Déterminez tous les modes de défaillance éventuels lors de l'accomplissement de la fonction (pas de fonction, fonction partielle, fonction décroissante, fonction alternative, …).

  3. Examinez, au moyen d'un tableau des effets, l'effet des défaillances éventuelles sur les différents niveaux (composant, système, client, législation, …).

  4. Evaluez gravité¹ (G) de l'effet (échelle 1-10; 10 = le plus grave). En modifiant le concept, les modes de défaillance les plus graves peuvent être éliminés de sorte qu'ils n'apparaissent plus, ou que leurs effets soient réduits. Les modes de défaillance doivent être examinés de plus près si le concept ne peut pas être modifié.

  5. Au moyen d'un diagramme d'Ishikawa rédigez une liste des causes probables des défaillances.

  6. Déterminez les probabilités de manifestation¹ (M) (échelle 1-10; 10 = la plus grande probabilité de manifestation)

  7. Pour les modes de défaillance présentant le plus haut degré de risque (Gravité x Manifestation : GxM) on peut modifier la conception ou le processus de sorte à éviter les causes ou a réduire la probabilité qu'elles se manifestent. Si le concept ne peut pas être modifié, il faut étudier de plus près les possibilités de détection.

  8. Déterminez les contrôles de la conception pour les modes de défaillance restants. Ces contrôles peuvent être préventifs ou de détection et concernent les modes de défaillance et les causes.

  9. Déterminez la probabilité de détection¹ (D) pour tous les contrôles de conception (échelle 1-10; 10 = pas de détection).

  10. Le Chiffre Prioritaire des Risques (RPN/CPR), qui est le produit de Gravité, Manifestation et Détection, donne une idée de l'importance d'un mode de défaillance. Une méthode alternative pour accorder une priorité aux modes de défaillance consiste à les classer suivant les risques (Gravité x Manifestation).

 ¹:Les échelles pour G, M et D sont déterminées à l'avance et décrites clairement par l'entreprise.

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Méthodologie AMDEC

 

Avant de se lancer dans la réalisation proprement dite des AMDEC, il faut connaître précisément le système et son environnement. Ces informations sont généralement les résultats de l'analyse fonctionnelle, de l'analyse des risques et éventuellement du retour d'expériences.

Il faut également déterminer comment et à quel fin l'AMDEC sera exploitée et définir les moyens nécessaires, l'organisation et les responsabilités associées.

Dans un second temps, il faut évaluer les effets des modes de défaillance. Les effets de mode de défaillance d'une entité donnée sont étudiées d'abord sur les composants directement interfacés avec celui-ci (effet local) et de proche en proche (effets de zone) vers le système et son environnement (effet global).

Il est important de noter que lorsqu'une entité donnée est considérée selon un mode de défaillance donné, toutes les autres entités sont supposées en état de fonctionnement nominal.

Dans un troisième temps, il convient de classer les effets des modes de défaillance par niveau de criticité, par rapport à certains critères de sûreté de fonctionnement préalablement définis au niveau du système en fonction des objectifs fixés (fiabilité, sécurité, etc.).

Les modes de défaillance d'un composant sont regroupés par niveau de criticité de leurs effets et sont par conséquent hiérarchisés.

Cette typologie permet d'identifier les composants les plus critiques et de proposer alors les actions et les procédures " juste nécessaires " pour y remédier. Cette activité d'interprétation des résultats et de mise en place de recommandations constitue la dernière étape de l'AMDEC.

Mesure de la criticité

Un moyen simple pour mesurer la criticité d'un événement, est d'effectuer le calcul suivant :

Criticité C = G x F x D Avec :
G : la Gravité
F : la Fréquence
D : la détectabilité

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Valeurs de G

Critère

1

Défaillance mineure ne provoquant qu’un arrêt de production faible et aucune dégradation notable (arrêt de production inférieur à 1 heure)

2

Défaillance moyenne nécessitant une remise en état ou une petite réparation et provoquant  (arrêt de production de  1 à 8 heures)

3

Défaillance critique nécessitant un changement du matériel défectueux et provoquant  (arrêt de production de  8 à 48 heures)

4

Défaillance très critique nécessitant une grande intervention et provoquant  (arrêt de production de  2 à 7 jours)

5

Défaillance catastrophique impliquant des problèmes de sécurité et/ou une production non-conforme et provoquant  (arrêt de production supérieur à 7 jours)

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Valeurs de F

Probabilité d’apparition de la défaillance

1

Défaillance inexistante sur matériel similaire (1 arrêt max. tous les 2 ans)

2

Défaillance occasionnelle déjà apparue sur matériel similaire (1 arrêt max. tous les ans)

3

Défaillance occasionnelle posant plus souvent des problèmes (1 arrêt max. tous les 6 mois)

4

Défaillance certaine sur ce type de matériel (1 arrêt max. par mois)

5

Défaillance systématique sur ce type de matériel  (1 arrêt max. par semaine)

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Valeurs de D

Critère

1

Signe avant coureur de la défaillance que l’opérateur pourra éviter par une action préventive ou alerte automatique d’incident

2

Il existe un signe avant coureur de la défaillance mis il y a un risque que ce signe ne soit pas perçu par l’opérateur

3

Le signe avant coureur de la défaillance n’est pas facilement décelable

4

Il n’existe aucun signe avant coureur de la défaillance

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Dernière modification : 24 novembre 2003