15%Pn Petit débit OK
4.12 Données pour l’optimisation des inspections
Note: Ces données n’ont pas été employés dans le cadre du projet APPRODYN.
4.12.1 Optimisation des inspections des API de régulation et actionneurs CEX, TPA, ARE
Seule la partie hors capteurs est considérée. Elle constitue un système 1oo1 associé à chaque pompe ou vanne.
Pour les systèmes élémentaires CEX, TPA, ARE, la relation entre indisponibilité et période des essais révélateurs est donnée par :
Pfd(1001) = λND.( T/2+MTTR) +λD.MTTR + Ptif
Les inspections requièrent l’arrêt momentané du système inspecté pour effectuer des essais révélateurs.
Avec
• Ptif: partie de l’indisponibilité dûe aux défaillances non détectables (TIF : Test Independent Failures)
• λND + λD = λ
• MTTR : Temps moyen de réparation de l’instrumentation (après détection) = 8 heures
• T : Périodicité des essais révélateurs = 3 mois (systèmes testables « Tranche en Marche ») à 18 mois (systèmes testables uniquement lorsque la Tranche est à l’arrêt).
La question est alors d’estimer les périodicités optimales Ti (i=1,2,3) des essais révélateurs pour chacun des sous systèmes CEX, TPA et ARE en prenant en compte :
• d’une part le cout des inspections, l’indisponibilité causée (la durée d’indisponibilité dûe à l’essai périodique n’est plus négligée) et la vulnérabilité qui en découle au niveau du système global par perte de redondance provisoire, le risque « iatrogénique » de défaillances causées par l’inspection,
• d’autre part le cout des pertes de production par indisponibilité du système global.
Hypothèses et contraintes pour les essais révélateurs
D’après les travaux de Zio et al.15, les hypothèses et contraintes sont:
1 Les inspections doivent laisser disponible au moins un « chemin » du système (il doit rester à tout moment pendant la durée de mission, e.g. 18 mois, au moins une CEX, une TPA et la vanne ARE non arrétée ou fermée pour inspection ou maintenance) ;
1 Lorsqu’un système élementaire est réparé défaillant suite à un essai périodique, il est immédiatement mis en réparation et considéré comme « as good as new » (sauf si effet iatrogénique) ;
1 Lorsqu’un système élementaire est identifié comme correct suite à un essai périodique, il est immédiatement remis en ligne (en attente ou en service, selon les cas) et considéré comme « as good as new » (sauf si effet iatrogénique) ;
1 Les essais périodiques ont une durée ti. Le temps de remis en ligne est considéré comme négligeable ;
1 Cout d’une heure de perte de production : C = 40000 Euros ; 1 Cout d’un essai révélateur C = 100 Euros ;
1 Durée d’un essai révélateur : t1 = t2 = t3 = 2 heures ; 1 Cout d’une réparation C = 1000 Euros /hr ;
1 Durée d’une réparation (et durée d’indispo associée), MTTR selon mode de défaillance et systèmes élémentaire (cf 7.2, 6.5, 6.3 et 5.3).
Modes de défaillance :
Cf chapitres relatifs à la partie instrumentation des systèmes élémentaires CEX, TPA, ARE
Fiabilité
Cf chapitres relatifs à la partie instrumentation des systèmes élémentaires CEX, TPA, ARE
Effets Iatrogéniques :
Cf tableau n°4.16
Cas des actionneurs « intelligents».
A cette étape de l’étude, il n’y a pas de particularités pour l’instrumentation « intelligente ». (cf 4.1.5.). Il n’y a pas non plus de différence entre les technologies d’API (cf 4.1.7).
Quantifications des paramètres caractéristiques (API et Actionneur)
Dans une première modélisation, sont considérées des technologies d’automates industriels programmés (API), des capteurs/actionneurs conventionnels .
Des défaillances de cause commune de Mode III ont été définies pour CEX, TPA, ainsi quedes modes de défaillances spécifiques aux effets iatrogéniques.
Tableau 4.17. Récapitulatif des données de fiabilité pour l’optimisation Regulation et actionneur CEX (1 pompe) Regulation et actionneur TPA (1 pompe)
Actionneur ARE (1 vanne) Périodicité des essais
révélateurs
T1 T2 T3
Durée d’indispo associée 2 heures (1 pompe /3) 2 heures (1 pompe/2) Baisse de débit de moitié pendant 2 heures
Pfd A calculer A calculer A calculer
Couverture des autotests (λD / λ)
75% (cf 5.6) 75% (cf 6.8) 75% (cf 7.3) Lambda total = λND +
λD = λ
6,5.10-6/hr (cf 5.6) 1,85.10-6/hr (cf 6.8) 2,5.10-5/hr (cf 7.3)
MTTR selon mode de défaillance (cf 5.3)
selon mode de défaillance (cf 6.5, 6.3)
selon mode de défaillance (cf 7.2)
Beta (Causes commune entre 2 ou 3 vannes/pompes))
Beta 2/3 = 3% Bata 3/3 = 2%
Beta 2/2 = 5% NA (système 1oo1)
Défaillances systématiques non détectées par autotest ou essais révélateurs
Ptif = 0,05.Pfd (cf 5.6) Ptif = 0,05.Pfd (cf 6.8) Ptif = 0,05.Pfd (cf 7.3)
Proportion de défaillances (cf 5.3) (cf 6.5, 6.3) (cf 7.2) Intempestifs (Pspu) non comptabilisé (pourrait
concerner la 3e pompe, à l’arrêt, et n’a pas un effet au niveau système).
non comptabilisé Intégré dans manœuvre intempestive vanne pneumatique VL (cf 7.2) Effets Iatrogéniques Probabilité d’occurrence de
0,1 par essai. Conséquences :
Essai fait par erreur sur un des sous-systèmes non arrêté, dégrade système en 1oo1 temporairement (20% des cas).
Défiabilisation. Fiabilité dégradée par facteur deux pour la suite de la mission (80% des cas).
Probabilité d’occurrence de 0,1 par essai.
Conséquences :
Essai fait par erreur sur un des sous-systèmes non arrêté et AAR (20% des cas).
Défiabilisation. Fiabilité dégradée par facteur deux pour la suite de la mission (80% des cas).
Probabilité d’occurrence de 0,1 par essai.
Conséquences :
Fermeture intempestive et AAR (20% des cas).. Défiabilisation. Fiabilité dégradée par facteur deux pour la suite de la mission (80% des cas).
4.12.2 Optimisation des inspections des capteurs
Certains capteurs sont en redondance et testés périodiquement. Les mesures sont intégrées par des logiques de vote ou des moyennes, avec inhibition éventuelle d’un capteur qui présente une anomalie détectée.
La question est d’estimer les périodicités optimales T’i (i=1,2,3,4) des essais révélateurs pour chacune des chaînes de mesure.
Le chapitre 4.1.3 présente les capteurs employés. Une chaîne de mesure constitue un système 1oo1, 1oo2 ou 2oo3 selon les cas:
Tableau 4.18. Récapitulatif des données de fiabilité pour l’optimisation de l’inspection des capteurs
Grandeur physique Architecture Essais périodiques
Mesure Nge gamme étroite
NTB (Niveau Très Bas) et NTH (Niveau Très Haut)
3 capteurs de niveau Tout Ou Rien par GV (dits ANG05x). Système en 2oo3 dégradé éventuellement en 1oo2.
Essais révélateurs de périodicité T’1
Mesure débit eau alimentaire (Qe)
2 capteurs par ligne d’alimentation d’un GV (dits ANG04x).
1 seul employé à la fois pour la régulation.
Essais révélateurs de périodicité T’2
Mesure débit Vapeur (Qv)
2 capteurs (dits VVP0x) par ligne de sortie d’un GV
Essais révélateurs de périodicité T’3
Mesure Nge gamme étroite
NB (Niveau Bas)
Mesure de Niveau Bas : cf NTB et NTH Mesure déséquilibre eau vapeur , par GV : deux comparaisons, chacune entre un capteur débit eau (Qe) Tout Ou Rien ANG04x et un capteur de débit vapeur (Qv) VVP0x
-
Mesure Ngl gamme large (non modélisé)
1 capteur Tout Ou Rien par GV (dit ANG06x). Essais révélateurs de périodicité T’4
Hypothèses et contraintes [ZIO, 2001]
1 Un capteur est testé toutes les 6 semaines
1 Les inspections doivent laisser fonctionnelle au moins une chaîne de mesure pour chaque grandeur.
1 Lorsqu’un capteur est réparé défaillant suite à un essai périodique, il est immédiatement mis en réparation et considéré comme « as good as new » (sauf si effet iatrogénique).
1 Lorsqu’un capteur est identifié comme correct suite à un essai périodique, il est
immédiatement remis en ligne (en attente ou en service, selon les cas) et considéré comme « as good as new » (sauf si effet iatrogénique).
1 Le temps de remise en ligne est considéré comme négligeable. 1 Cout d’une heure de perte de production : C = 40000 Euros 1 Cout d’un essai révélateur C = 100 Euros
1 Durée d’un essai révélateur (et durée d’indispo associée), t = 2 heures pour tous les types de capteurs
1 Cout d’une réparation C = 1000 Euros /hr
1 Cout d’une inhibition : 0 Euros. Dans certains cas, l’inhibition est une alternative possible à la réparation.
1 Durée d’une réparation (et durée d’indispo associée), MTTR = 8 heures
Cas des capteurs « intelligents ».
A cette étape de l’étude, il n’y a pas de particularités pour l’instrumentation « intelligente ». (cf 4.1.3.)
4.13 Données pour la représentation des erreurs de spécification, de conception logique, ou de