Stratégies optimales de maintenance

Il existe deux principaux types de stratégies de maintenance afin d’en optimiser sa gestion et son rendement. Il s’agit de la maintenance centrée sur la fiabilité ainsi que la maintenance productive totale.

4.4.3.1 Maintenance centrée sur la fiabilité (MCF)

Cette stratégie de maintenance est directement liée à la fiabilité de l’équipement et son objectif est d’éliminer les défaillances de l’équipement. Ainsi, la maintenance préventive systématique et conditionnelle sera appliquée de manière à limiter les défaillances de l’équipement et visera l’économie de coûts liés aux bris imprévus d’équipement.

Cette section présente différentes stratégies visant à minimiser les coûts et à maximiser la disponibilité d’un équipement. Il est probable que le gestionnaire de la maintenance d’une flotte de véhicules obtienne le plan optimal de maintenance directement du fabricant. Les différentes stratégies proposées permettent aux gestionnaires de comprendre la logique derrière ce plan et pourront leur permettre de déterminer le moment optimal de remplacement de pièces et de composantes si le plan ne lui est pas fourni. Les modèles proposés sont tirés de (Elsayed, 2012). Avant de débuter, il convient de définir les termes et les variables qui seront utilisés dans les prochaines sections.

∗ _{: Moment optimal de remplacement préventif d’une pièce ou composante} : Coût du remplacement préventif d’une pièce ou d’une composante

: Coût du remplacement correctif d’une pièce ou d’une composante, à la suite d’une panne

: Coût total de la maintenance

: Temps requis pour la maintenance préventive : Temps requis pour la maintenance corrective

( ) : Fonction de fiabilité ou de probabilité qu’un système soit en service au temps

85 ( ) : Fonction de défaillance ou de probabilité qu’un système ait connu une panne

avant le temps

( ) : Densité de probabilité de défaillance ( ) : Fonction de renouvellement du système ( ) : Fonction de densité de renouvellement

4.4.3.1.1 Stratégie de type âge pour minimiser les coûts

Pour l’application de cette stratégie, le gestionnaire doit connaître le coût relié à un remplacement préventif ( ) et celui d’un remplacement correctif ( ). Le but sera donc de minimiser le coût total ( ). Cette méthode s’appuie sur l’âge du système examiné.

Le coût total sera donc calculé selon l’équation 4.10.

( ) = ( ) + ( )

(4.10) Ainsi, le coût sera à son minimum (s’il existe) lorsque la dérivée du coût total sera égale à 0 (équation 4.11).

( ) = ( ) + ( ) = 0

(4.11)

Après quelques manipulations algébriques, nous pouvons déterminer le moment optimal de remplacement préventif d’une pièce ou d’une composante ( ∗) lorsque l’égalité suivante est valide (équation 4.12) :

( ∗ _{) ( )} ∗

=

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4.4.3.1.2 Stratégie de type bloc pour minimiser les coûts

Le but de cette stratégie est la même que la précédente, mais au lieu de se fier à l’âge du système, un remplacement périodique survenant à un intervalle de temps fixe est effectué. Les pièces et les composantes sont remplacées à des moments précis, indépendamment de leur âge. Le défaut de cette méthode est donc que des pièces et des composantes en bon état et encore fiables puissent être remplacées. L’avantage réside dans la facilité de planifier la maintenance de l’équipement, puisqu’elle est à un moment fixé à l’avance. Le coût total sera déterminé selon l’équation 4.13.

( ) = ( ) +

(4.13)

Le coût est optimal lorsque la dérivée du coût total est égale à 0. Après la dérivation, l’égalité suivante est obtenue (équation 4.14) :

( ∗ _{) = (} ∗ ₎

(4.14) 4.4.3.1.3 Stratégie de type âge pour maximiser la disponibilité

La stratégie de type âge et la stratégie de type bloc pour maximiser la disponibilité font abstraction du coût. Cette stratégie est applicable dans les domaines où les bénéfices liés à la disponibilité de l’équipement surpassent les inconvénients liés à une solution moins optimale au niveau des coûts.

Pour maximiser la disponibilité stationnaire, on s’intéressera aux temps de maintenance préventive et corrective . La disponibilité stationnaire est une relation entre le et (équation 4.15), qui sont eux-mêmes définis par les équations 4.16 et 4.17.

( ) =

87 = ( )

(4.16)

= ( ) + ( )

(4.17) La disponibilité stationnaire peut donc être réécrite selon l’équation 4.18.

( ) = ( )

( ) + ( ) + ( ) (4.18)

La disponibilité stationnaire sera donc maximale lorsque sa dérivée sera égale à 0 et le correspondant sera alors optimal ( ∗). L’équation pour la disponibilité stationnaire maximale sera donc :

( ∗ _{) =} 1

1 + − ( ∗ _{) (4.19)}

4.4.3.1.4 Stratégie de type bloc pour maximiser la disponibilité

La disponibilité stationnaire pour la stratégie de type bloc pour maximiser la disponibilité est définie selon l’équation 4.20.

( ) = 1 − ( ) +

(4.20)

Après avoir procédé à la dérivée de l’équation, une disponibilité stationnaire maximale optimale à ∗ est obtenue selon l’équation 4.21.

( ∗ _{) = 1 − (} ∗ ₎

88

4.4.3.2 Maintenance productive totale (TPM)

Développée au Japon, la maintenance productive totale (TPM) est une démarche globale qui vise l’amélioration des ressources de production à tous les niveaux. La TPM est particulièrement utilisée dans les secteurs manufacturiers et sur les chaînes de production, mais elle peut également être utilisée pour la gestion de la maintenance d’une flotte de véhicules. La TPM est une démarche globale qui nécessite un changement de culture organisationnelle et qui repose sur 8 piliers (Borris, 2006) :  Santé et sécurité ;  Formation et entraînement ;  Maintenance autonome ;  Maintenance planifiée ;  Maîtrise de la qualité ;  Amélioration ciblée ;

 TPM des services fonctionnels ;  Maîtrise de la conception.

Afin d’améliorer le rendement de la production, l’objectif sera de réduire à zéro les huit formes de gaspillage, soit la surproduction, les flux d’information, le traitement, le transport, les attentes, les inventaires, les flux de matières et la reprise de travail. Par l’application de la TPM, l’organisation impliquera tous les services fonctionnels, à tous les niveaux hiérarchiques et utilisera comme moyen de motivation les activités autonomes en petits groupes.

Toutes les actions de la TPM auront pour but d’améliorer le taux de rendement global TRG. Le TRG se calcule selon l’équation 4.22.

= é × × é

(4.22) Ces mesures de performance sont généralement appliquées en contexte manufacturier, mais pour un atelier de maintenance de véhicules, il est également possible d’adapter ces mesures au niveau du travail des techniciens. Ainsi, la disponibilité sera celle de la flotte, tandis que la performance et la qualité seront

89 directement liées aux opérations de maintenance faites par les techniciens et les opérateurs.

4.4.3.3 Combinaison de la MCF et TPM

La stratégie de la MCF et la stratégie de la TPM ont des approches différentes, mais visent tous deux la gestion optimale de la maintenance et des ressources. Le Tableau 4.1 contient un résumé comparatif des deux stratégies.

Paramètre MCF TPM

Intention principale Prévention des

défaillances Changement culturel Objectif de

l’implantation

Couvrir tous les modes possibles de défaillance Planification pour différentes conditions Démarrage du programme Équipe de démarrage et d’entraînement Annonce de la haute direction, lancement d’un programme de formation Soutien du programme immédiatement après la Implantation

formation

Création d’une structure organisationnelle de

soutien. Politiques Système existant

présumé

Maintenance préventive et

AMDEC Maintenance préventive

Changement des processus

Pas de changement aux processus, ajustement des plans de maintenance

préventive et prédictive selon la MCF Maintenance autonome des opérateurs Activité majeure de maintenance Maintenance prédictive. Maintenance préventive lorsque la prédictive ne

peut être appliquée

Maintenance préventive. Suivi et contrôle de

l’opérateur

Mesure du rendement MTBF Taux de rendement global

Tableau 4.1 : Tableau comparatif de la MCF et TPM (Prabhakar et Raj, 2014). Le gestionnaire d’une flotte de véhicules pourra utiliser l’une ou l’autre des méthodes pour obtenir de meilleurs résultats. Toutefois, il pourra être extrêmement bénéfique

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pour un gestionnaire ou une organisation d’utiliser ces deux méthodes de façon complémentaire. La prévention des défaillances et l’élimination des gaspillages pourront permettre des économies de temps et de coûts importants.