Maintenance basée sur l’état: Un Guide complet

La maintenance basée sur l’état (CBM) est une stratégie de maintenance qui surveille l’état en temps réel d’un actif pour déterminer la maintenance à effectuer.

Qu’Est-Ce Que La Maintenance Conditionnelle?

La maintenance conditionnelle (CBM) est une stratégie de maintenance qui surveille l’état en temps réel d’un actif pour déterminer la maintenance à effectuer. Contrairement à la maintenance préventive, qui utilise des éléments tels que la maintenance basée sur le calendrier ou d’autres moyens pour déterminer quand planifier et effectuer la maintenance, la maintenance basée sur les conditions dicte que la maintenance ne doit être effectuée que lorsque ces indicateurs en temps réel présentent des irrégularités ou des signes de diminution des performances.

L’objectif de la maintenance conditionnelle est de surveiller en permanence les actifs pour repérer les défaillances imminentes, afin que la maintenance puisse être planifiée de manière proactive avant que la défaillance ne se produise. L’idée est que cette surveillance en temps réel donnera aux équipes de maintenance suffisamment de temps avant qu’une panne ne survienne ou que les performances ne descendent en dessous d’un niveau optimal.

L’utilisation de capteurs et de lectures ponctuelles est la méthode la plus courante de collecte de données en temps réel pour analyse. Par exemple, des capteurs peuvent être installés sur un équipement rotatif pour surveiller ses vibrations. Au fil du temps, à mesure que les composants mobiles se dégradent et commencent à se désaligner, les vibrations augmentent, ce qui est capté par les capteurs. Les capteurs installés peuvent être préréglés pour alerter l’équipe de maintenance lorsque les vibrations atteignent une limite déterminée.

Bien que la maintenance conditionnelle puisse être utilisée sur la plupart des équipements, cet équipement doit répondre à certains critères pour que le CBM soit efficace. Premièrement, il doit y avoir une condition surveillable. En d’autres termes, si les performances de la machine ne peuvent pas être mesurées, comment pouvez-vous savoir s’il y a un changement de performance? Vous devez également être en mesure de voir les changements de performances suffisamment à l’avance, afin que la maintenance puisse être effectuée avant que l’actif ne tombe en panne ou ne diminue en production.

La criticité des actifs est un autre critère à prendre en compte avant d’utiliser la maintenance conditionnelle. Vous obtiendrez le meilleur retour sur investissement (ROI) en utilisant CBM sur vos actifs les plus critiques. Effectuer une analyse de criticité pour classer les pièces d’équipement les plus susceptibles de tomber en panne et l’impact que cette défaillance aura sur votre exploitation est une étape essentielle avant d’effectuer une maintenance conditionnelle. Il est important de réduire les actifs les plus critiques.

Enfin, la maintenance conditionnelle n’est aussi efficace que les processus et systèmes utilisés pour analyser les données. Les équipes de maintenance doivent être en mesure de collecter des données de performance et de les analyser correctement pour prendre des décisions intelligentes et opportunes en fonction des résultats.

Types de maintenance conditionnelle

L’un des plus grands avantages de la maintenance conditionnelle est qu’elle est non invasive, ce qui signifie que des données en temps réel sont collectées pendant que la machine fonctionne encore sans ajuster son fonctionnement. Vous pouvez choisir de collecter des données à certains intervalles ou en continu par le biais de capteurs, d’inspections visuelles ou de tests programmés. Jetons un coup d’œil à certains des types les plus courants de techniques de surveillance basées sur les conditions utilisées dans la MBC.

• Analyse des vibrations. L’analyse des vibrations est définie comme le processus de mesure des niveaux et des fréquences de vibration des machines et d’utilisation de ces informations pour analyser la santé des machines et de leurs composants. L’analyse des vibrations peut aider à détecter des problèmes tels que le déséquilibre, la défaillance des roulements, le relâchement mécanique, la résonance, les arbres courbés, etc.

  Un exemple simple pourrait ressembler à ceci: Imaginez que vous ayez un ventilateur industriel. Vous retirez l’une des pales du ventilateur et démarrez-la. Comme vous pouvez vous y attendre, le ventilateur commence à vibrer en raison de la roue du ventilateur déséquilibrée. Cette force déséquilibrée se produira une fois par tour du ventilateur, produisant des signaux de vibration accrus. Vous pourriez également avoir une piste de roulement endommagée, ce qui ferait qu’un rouleau de roulement génère des vibrations chaque fois qu’il entre en contact avec l’écaillage. Ainsi, si trois rouleaux de roulement frappent l’écaillage par tour, vous verrez un signal de vibration trois fois la vitesse de fonctionnement du ventilateur.

• Thermographie infrarouge. La thermographie infrarouge est le processus consistant à utiliser un imageur thermique pour détecter le rayonnement provenant d’un objet, le convertir en température et afficher une image de la distribution de la température en temps réel. Souvent utilisées avec une image de base pour la comparaison, les images thermographiques infrarouges peuvent montrer clairement et facilement quand un actif devient surchauffé. La thermographie infrarouge est utilisée pour surveiller les conditions électriques et mécaniques des moteurs, inspecter les roulements et examiner l’isolation réfractaire, ainsi que pour vérifier les niveaux de gaz, de liquides et de boues.

  Les outils infrarouges comprennent les thermographes infrarouges ponctuels, qui sont utilisés pour mesurer le rayonnement thermique sur des actifs difficiles à atteindre ou fonctionnant dans des conditions extrêmes; les systèmes de balayage infrarouge, qui balaient de plus grandes zones ou des objets sur une bande transporteuse; et les caméras thermiques infrarouges, qui mesurent la température en plusieurs points sur une grande surface et créent des images thermographiques bidimensionnelles.

• Analyse par ultrasons. L’analyse par ultrasons utilise le son pour identifier les actifs potentiellement défaillants en détectant les sons à haute fréquence et en les convertissant en données audio et numériques. Les méthodes de collecte de données déterminent les types de défaillance détectable en matière d’ultrasons. Vous pouvez avoir des méthodes de contact (à structure) ou sans contact (aéroportées). Les méthodes de contact sont généralement utilisées pour des problèmes mécaniques tels que les défauts de roulement, les problèmes de lubrification, les dommages aux engrenages et la cavitation de la pompe. Tous ces défauts émettent un bruit à haute fréquence. Les méthodes de contact par ultrasons sont également utiles pour détecter les défauts électriques sur les moteurs, car les barres de rotor lâches ou cassées peuvent générer un motif rythmique à haute fréquence. Enfin, les purgeurs de vapeur défaillants peuvent avoir de la vapeur qui fuit constamment au-delà des joints internes, provoquant un hochet, qui est capté par ultrasons.

  Les méthodes de mesure par ultrasons sans contact (aéroportées) comprennent les fuites de pression et de vide sur les systèmes à gaz comprimé et un certain nombre d’applications électriques. Les relevés d’air utilisent des ultrasons pour détecter les fuites dans les systèmes à gaz comprimé. Lorsqu’il s’agit d’utiliser des ultrasons aéroportés pour les systèmes électriques, les méthodes ultrasoniques peuvent détecter l’arc et la couronne lorsque la thermographie ne peut pas.

• Analyse d’huile. L’analyse d’huile est une activité de routine pour analyser la santé de l’huile, la contamination et l’usure de la machine. Un programme d’analyse d’huile permet de vérifier qu’une machine lubrifiée fonctionne comme il se doit. L’analyse de l’huile vérifie les propriétés fluides de l’huile, répondant à des questions telles que les bons additifs actifs. Les additifs sont-ils épuisés? La viscosité est-elle là où elle doit être? L’analyse de l’huile vise également à déterminer s’il y a des contaminants destructeurs dans l’huile et, dans l’affirmative, aide à affiner la source probable. Enfin, l’analyse de l’huile vous permet d’analyser la présence de particules produites par l’usure mécanique, la corrosion ou toute autre dégradation de la surface de la machine.
• Analyse électrique. L’analyse électrique est utilisée pour examiner la qualité de la puissance entrante des actifs à l’aide de lectures de courant du moteur à partir d’ampèremètres à pince pour mesurer le courant dans un circuit. Cela permet au personnel de maintenance de voir plus facilement lorsqu’un actif reçoit une quantité anormale d’électricité.
• Analyse de pression. Maintenir la pression correcte dans l’équipement pour laisser le fluide, le gaz ou l’air circuler correctement dans une canalisation ou un tuyau hydraulique est essentiel. L’analyse de la pression peut surveiller en permanence les niveaux de pression en temps réel et alerter en cas de chutes ou de pics soudains, ce qui permet au personnel de maintenance de réagir et de résoudre les problèmes avant qu’un incident plus grave ne se produise.

Étapes à suivre Avant de mettre en œuvre une maintenance conditionnelle

Comme indiqué précédemment, vous pouvez faire certaines choses pour tirer le meilleur parti d’un plan de maintenance conditionnelle.

1. Assurez une base solide. La maintenance conditionnelle va de pair avec la maintenance centrée sur la fiabilité (RCM), car RCM vous aide à identifier les problèmes potentiels avec vos actifs et à déterminer ce que vous devez faire pour vous assurer que ces actifs continuent de produire à leur capacité maximale. Avoir une bonne connaissance des processus RCM vous aide à concentrer vos efforts de maintenance conditionnelle là où ils doivent être. En fait, les experts en fiabilité conviennent que l’un des principaux problèmes liés à l’adoption d’un programme de maintenance conditionnelle est le manque de compréhension des principes de la MCR.
2. Inclure le personnel affecté. Une fois que vous avez établi que tout le personnel de maintenance possède les compétences nécessaires, incluez-les dans l’analyse de criticité. L’intégration de leurs commentaires fait d’eux des participants actifs et leur donne l’occasion d’utiliser efficacement leurs principes fondamentaux de la MCR tout en contribuant à la mise en œuvre de la maintenance conditionnelle. Cela les aidera également à identifier, atténuer et éliminer les modes de défaillance.
3. Effectuer une analyse de criticité. Comme mentionné brièvement précédemment, une évaluation de la criticité garantit l’efficacité de votre programme de maintenance conditionnelle. Identifier avec précision les actifs critiques, semi-critiques et non critiques peut réduire la maintenance inutile basée sur les itinéraires. En d’autres termes, le personnel de maintenance saura quels actifs sont les plus critiques et pourra effectuer des vérifications sur ces actifs en premier ou plus souvent que les actifs non critiques sans effectuer de routes inutiles dans toute l’usine.

   L’analyse de la criticité permet également de déterminer quels actifs bénéficieront le plus des techniques de surveillance basées sur les conditions, telles que les vibrations à distance ou les capteurs acoustiques qui produisent des données en temps réel qui peuvent être analysées à partir d’un autre emplacement. Ces actifs plus critiques sont appelés “mauvais acteurs” ou les récidivistes de votre gamme d’actifs. Ces mauvais acteurs bénéficient davantage d’une surveillance continue car ils ont tendance à avoir des problèmes fréquents. N’oubliez pas qu’une fois que vous avez terminé une analyse de criticité, il n’est pas rare de constater que les actifs que vous avez considérés comme critiques ne sont pas aussi critiques que vous le pensiez auparavant.

4. Suivi. Une fois votre évaluation de la criticité terminée, il est judicieux de mettre en œuvre un système de rapport, d’analyse et de mesures correctives (FRACAS) pour vous assurer que votre analyse est correcte et que les actifs les plus critiques bénéficient le plus de votre programme de maintenance conditionnelle.

Mise en œuvre de la Maintenance conditionnelle: Exemple de l’AIEA

En mai 2007, l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) a reconnu la nécessité de commencer à faire passer les centrales nucléaires d’un programme de maintenance préventive (basée sur le temps) à un programme de maintenance conditionnelle dépendant des conditions de la centrale et des composants. Après avoir reconnu ce besoin, l’agence a élaboré et normalisé la façon de mettre en œuvre un programme de GBC dans une publication intitulée Stratégies de mise en œuvre pour la maintenance conditionnelle dans les centrales nucléaires. Les stratégies décrites utilisent diverses techniques de surveillance de l’état en ligne et hors ligne pour définir comment sélectionner les composants et les paramètres à surveiller, quelles techniques de surveillance et de diagnostic doivent être utilisées, comment intégrer des critères d’acceptation et plus encore.

Les principaux objectifs de l’AIEA pour cette stratégie de maintenance basée sur les conditions comprennent l’amélioration de la disponibilité en réduisant les pannes forcées; l’amélioration de la durée de vie de l’équipement en réduisant l’usure due à des reconstructions fréquentes; la détection des problèmes au fur et à mesure qu’ils se produisent; la minimisation des risques de problèmes lors du démontage et du remontage; et économiser sur les coûts de maintenance en réduisant les coûts de réparation, les heures supplémentaires et les pièces en stock.

La stratégie de maintenance basée sur les conditions de l’AIEA consiste en une combinaison de techniques d’inspection visuelle et de surveillance continue sur des éléments tels que les composants des limites de pression, les structures de confinement, les turbogénérateurs principaux et les pompes de refroidissement des réacteurs. Par exemple, cela pourrait impliquer des diagnostics en ligne utilisés dans la surveillance de l’usure des paliers de butée du générateur de turbine. Les technologies de maintenance basées sur les conditions suggérées incluent la surveillance des vibrations, l’analyse acoustique, l’analyse des moteurs, les tests de vannes motorisées, la thermographie, la tribologie et la surveillance des paramètres de processus, le tout couplé à des inspections visuelles.

L’AIEA a constaté que le défi de passer à un programme de maintenance conditionnelle ne venait pas du manque de connaissances sur les méthodes technologiques avancées, mais plutôt de la volonté de changer la culture et la gestion afin de les intégrer. Comprenant ce défi, il a axé son processus de mise en œuvre de la GBC autour de quatre éléments:

• Engagement – Le personnel de maintenance doit s’engager envers le processus et sa nouvelle technologie. Elle doit faire confiance à la formation et à la technologie, tandis que la direction doit s’engager à se procurer un équipement et une formation adéquats pour tout le personnel.
• Participation – Pour réussir, tous les groupes doivent participer à 100 % au programme de GBC. Cette attente doit être renforcée par la direction.
• Approche holistique – Ceci s’applique à tous les systèmes de l’usine, sans exception.
• Durabilité – Le programme de GBC, le personnel et l’équipement doivent être maintenus au fil du temps pour en tirer des avantages à long terme. Au fur et à mesure que les gens vont et viennent de l’organisation, la formation et les ressources appropriées doivent être disponibles.

Pour que la mise en œuvre de la GBC soit correctement présentée au personnel de maintenance, l’AIEA a reconnu la nécessité d’une communication et d’une formation efficaces. Il a décrit le processus de réflexion suivant pour éduquer une centrale nucléaire et expliquer les bases du processus de GBC: conditions analysées, méthodes choisies, méthodes mises en œuvre et évaluation du projet. Chacun d’entre eux peut être décomposé en demandant “quoi”, “pourquoi”, “comment” et qui.”

• Conditions analysées: Cela inclut l’analyse de criticité.
  • Quoi? – Assurer l’engagement de la direction, identifier les besoins, regarder l’ambition et les attentes, identifier les ressources disponibles, etc.
  • Pourquoi? – Comprendre la vue d’ensemble de ce qui est nécessaire.
  • Comment?- Visites de sites, évaluation des performances de l’entreprise.
  • Qui? – Experts et figures d’autorité / propriétaires.
• Méthodes choisies: C’est là que les méthodes et les rôles CBM sont décidés.
  • Quoi? – Choisir les rôles et les besoins de l’équipe CBM; identifier et sélectionner les méthodes.
  • Pourquoi? – Pour sélectionner des méthodes qui répondent à tous les besoins trouvés dans l’analyse initiale.
  • Comment? – Consensus des dirigeants et de l’équipe de maintenance.
  • Qui? – Toute personne affectée par la mise en œuvre de la MBC.
• Méthodes mises en œuvre: C’est là que la discussion est mise en action.
  • Quoi? – Les rôles sont développés. S’assurer que tous les plans et projets sont communiqués et compris en effectuant une formation, en obtenant du soutien informatique, etc. Créez des repères.
  • Pourquoi? – Améliorer la maintenance et la fiabilité le plus rapidement possible.
  • Comment? – Formation en cours d’emploi, réunions de projet de coaching et suivi.
  • Qui? – Chef de projet, équipe de maintenance et toute autre personne concernée.
• Projet évalué: Cela inclut l’analyse du processus de GBC nouvellement mis en œuvre pour s’assurer que tout fonctionne comme prévu.
  • Quoi? – Suivre les objectifs du plan de GBC, discuter des expériences et élaborer un plan d’administration et de développement.
  • Pourquoi? – Pour s’assurer que le CBM fonctionne comme prévu.
  • Comment? – Audit et réunion pour le suivi et la planification.
  • Qui? – Les propriétaires de processus, la direction et les dirigeants.

Défis de la maintenance conditionnelle

Alors, quel est le problème? Comme pour tout changement de processus ou toute nouvelle mise en œuvre de processus, la maintenance conditionnelle présente certains défis.

• Coût initial important. Les coûts initiaux associés à la MBC ont tendance à s’additionner lorsque vous effectuez une analyse de criticité et déterminez où vous devez placer les capteurs. Cela peut être encore plus coûteux si vous devez les moderniser sur des actifs plus anciens. C’est en partie pourquoi votre analyse de criticité est si importante, car elle détermine quel équipement donnera le retour sur investissement le plus élevé. Les usines plus récentes ou plus petites peuvent ne pas avoir l’expertise sur site pour effectuer ce type d’analyse, il est donc sage de faire appel à un expert pour effectuer une analyse du mode de défaillance et des effets (AMDEC) et une analyse du MCR, ce qui représentera un coût supplémentaire.

  Il est également essentiel de choisir le capteur approprié. Tenez compte de facteurs tels que les conditions de fonctionnement, car les capteurs conçus pour résister à des environnements d’exploitation difficiles coûtent généralement plus cher.

• Formation. Maintenant que vous disposez de capteurs pour fournir des données en temps réel et un aperçu de l’état de l’équipement, vous devez disposer d’un personnel capable d’analyser ces données correctement et rapidement. Pour chaque détection de défaut ou alerte produite par un capteur, plusieurs questions se posent. Une pièce doit-elle être remplacée ? La pièce est-elle en stock ? Combien de temps avons-nous avant que l’actif ne tombe en panne? Avons-nous besoin du fournisseur pour effectuer le remplacement?

  Gardez à l’esprit que la formation est une autre dépense qui consiste à éloigner les opérateurs et les autres membres du personnel d’entretien de leurs tâches normales d’exploitation. La formation implique également de faire participer tout le monde au changement et de le gérer efficacement. Comme l’a appris l’AIEA, c’est l’une des parties les plus difficiles de la mise en œuvre d’un programme de maintenance conditionnelle.

• Conditions de fonctionnement. La précision et les performances de vos capteurs dépendent en partie de l’environnement dans lequel ils fonctionnent. Des conditions de fonctionnement difficiles peuvent entraîner des dysfonctionnements ou des capteurs endommagés. Par exemple, une chaleur et une humidité élevées peuvent affecter l’électronique, tandis que les produits chimiques corrosifs peuvent endommager les capteurs et produire des lectures inexactes.
• Imprévisibilité. Contrairement à la maintenance planifiée, les travaux de maintenance basés sur un programme de surveillance basé sur les conditions sont imprévisibles. Par exemple, vous pouvez effectuer une maintenance lorsqu’un capteur vous avertit. Cela peut entraîner une irrégularité dans la façon dont les coûts apparaissent dans votre budget. Par exemple, si une poignée d’actifs nécessitent une maintenance en même temps, votre équipe de maintenance doit être en mesure de gérer les réparations rapidement.
• Configuration logicielle requise. Chaque capteur installé collecte des quantités massives de données en continu, il est donc important de disposer d’un système de gestion de la maintenance informatisé (GMAO) moderne ou d’un autre logiciel capable d’organiser, de suivre, de collecter et d’analyser ces données. En plus d’avoir le bon logiciel, vous devrez envisager d’embaucher un tiers pour vous aider à analyser les résultats jusqu’à ce que votre personnel soit entièrement formé.

  De plus, assurez-vous que votre connexion Wi-Fi peut gérer la quantité de données utilisées et que votre plan de stockage en nuage est suffisamment grand pour contenir les données stockées.

Avantages de la surveillance basée sur les conditions

Avec tous les défis liés à la mise en œuvre d’un programme de maintenance basée sur les conditions, vous vous demandez peut-être si cela en vaut la peine. Alors qu’un programme CBM n’est pas bon marché au départ et peut prendre un certain temps à être opérationnel, vous pouvez éventuellement en tirer beaucoup de valeur. Une fois mis en œuvre correctement et géré par un personnel bien formé, il peut entraîner de nombreux avantages, tels que:

• amélioration de la fiabilité du système,
• augmentation de la productivité,
• réduction des coûts de maintenance,
• diminution des temps d’arrêt,
• diagnostic plus rapide des problèmes et
• réduction du temps entre la maintenance.

Le potentiel d’un programme de GBC pour un retour sur investissement élevé plaît à de nombreuses organisations car il peut les aider à rester compétitives et à fonctionner le moins possible.