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Systèmes de maintenance

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Academic year: 2022

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(1)

Systèmes de maintenance

- Prévenir une défaillance (Maintenance préventive)

- Remettre l'avion en état de service après une défaillance (Maintenance corrective).

- La maintenance est l'antithèse de la fiabilité.

- Plus un système est fiable, moins il nécessitera de maintenance.

- Dans les 2 cas, une élévation du niveau de fiabilité s'obtient à un coût.

- Le concepteur doit balancer la fiabilité -> dans un système et

la quantité de maintenance que ce système nécessitera tout au cours de sa vie.

Systèmes de maintenance (suite)

L'explosion de la quantité et diversité des systèmes avioniques ->

accompagnée d'une croissance du fardeau -> maintenance.

Méthodes de maintenance à l'emporte-pièce (shot-gunning)

Le replacement injustifié d'unité et de composantes - élément des coûts de maintenance pour

la plupart des opérateurs, qu'ils soient privés ou commerciaux.

-> Moyen de réduire ce fardeau, qui encore aujourd'hui représente un ennui important.

Le replacement injustifié d'unité No Fault Found ou ReTest OK (RTOK) ->

1 unité est retirée d'un avion, mais qu'aucun problème ne peut être trouvé sur le banc d'essai.

L'unité retourné dans l'avion (le stock de pièces de rechange).

(2)

Systèmes de maintenance (suite)

Sévérité du phénomène en comparant le temps écoulé entre deux remplacements non-prévus

(Mean Time Between Unscheduled Removals, ou MTBUR)

Le temps écoulé entre deux défaillances confirmées (Mean Time Between Failures ou MTBF).

MTBUR/MTBF unitaire ->

Enlèvement d'unité de l'avion d'une unité avec une défaillance confirmée.

En réalité, avions présentent MTBUR/MTBF = 0,3.

La cible MTBUR/MTBF pour le long-courrier Boeing 777 est de 0,9.

Airbus - 1968 -> L'apparition d'un système centralisé de maintenance dans le modèle A300.

1iers équipements -> l'aide à la maintenance du système de contrôle de vol automatique (Auto Flight System).

AFS -> 20aine de calculateurs, dont 2 déjà digitaux,

dédiés à la maintenance du système qui totalisait une 50aine d'unité.

Systèmes de maintenance (suite)

Equipements -> Techniciens chargés ->

Maintenance de l'équipement des codes de maintenance binaires/cryptiques

Interprétés avec l'aide des manuels d'entretien.

1983 - Cockpit de verre dans le A310 ->

Equipements d'isolation des défaillances ->

Eléments intégrés du système avionique de base de l'avion.

Equipements -> Fonctions de diagnostique automatique et automatisent les procédures d'essais

Codes binaires -> Identifier les systèmes délinquants remplacés par des messages

-> dans la langue anglaise

-> plus faciles à interpréter par les mécaniciens

(3)

Systèmes de maintenance (suite)

1988 -> A320 entre en service avec un système centralisé d'affichage des défaillances

(Centralized Fault Display System ou CFDS).

Système - Résultat d'un effort concerté Manufacturiers Lignes aériennes et

Organismes de normalisation -> Position commune

1ières lignes directrices de la position commune -> Rapport ARINC 604 en 11/1985.

Systèmes de maintenance (suite)

5 problèmes -> Effet néfaste sur le temps requis pour:

Corriger les défaillances des systèmes avioniques et Permettre le retour en service d'un avion

1) Trop de temps requis pour isoler une défaillance

2) Trop de temps requis pour remplacer une unité qui a failli

3) Trop de temps requis pour vérifier le bon fonctionnement de l'unité 4) Trop d'unités remplacées inutilement

5) Trop de temps requis pour enregistrer l'information de maintenance.

(4)

Systèmes de maintenance (suite)

Système embarqué de maintenance -> Objectif d'aider à rectifier cette situation

1) Calculateur de diagnostique de maintenance

(Maintenance Diagnostic Computer ou MDC) du RJ et du CL

2) Le système centralisé d'information et de maintenance (Central Aircraft Information and Maintenance System ou CAIMS) du GX

3) Aircraft Information Management System (AIMS) du Boeing 777

4) Système centralisé de maintenance

(Centralized Maintenance System ou CMS) du A330/A340.

L'équipement d'essai incorporé

'Equipement d'essai incorporé', ou Built-In Test Equipment (BITE) Signifier différentes choses à différentes gens.

ARINC 604 -> L'équipement d'essai incorporé comprend tout équipement (logiciel) qui fournit dans un avion les fonctions suivantes:

a) Mise en mémoire des fautes rencontrées en vol

b) La déclaration de l'état des fautes en vol et au sol

c) Les fonctions d'essai incorporées servant à isoler les unités fautives, La vérification de la performance spécifiée d'un équipement, et Les essais au niveau du système.

(5)

L'équipement d'essai incorporé (suite)

But: D'aider le technicien à accomplir les tâches de maintenance de l'avion.

3 domaines

a) L'amélioration de l'efficience des activités de maintenance b) La réduction des coûts de maintenance

c) La simplification des procédures de maintenance (techniciens) Objectif secondaire: - Faciliter la correction des problèmes en laboratoire.

Fautes retenues en mémoire peuvent permettre:

Le diagnostic et La correction

d'un problème interne de façon plus rapide et à un coût réduit

Rôle de l' équipement d'essai incorporé

Rôle 1er : - Détecter les conditions -> Défaillance du système hôte.

L'équipement -> Surveiller et

Détecter l'ambiguïté dans les opérations du système et L'information qu'il manipule.

Système comprend plusieurs unités -> Surveillées

Surveillance -> par chaque système/unité centrale ->

Surveillera des unités périphériques moins sophistiquées.

Pour une unité de surveiller les signaux et L'information par un autre système ->

Détecter condition hors tolérances

Résultant d'une défaillancedu système surveillé.

(6)

Rôle de l' équipement d'essai incorporé (suite)

1 fois une faute détectée ->

Personnel de maintenance avisé.

Pour les unités qui incorporent un panneau indicateur frontal ->

Comité AEEC de la ARINC a adopté une norme par laquelle Voyant vert indique toujours une unité en bon état de fonctionnement.

1 ou plusieurs voyants rouges -> Défaillance.

Affichages alpha-numériques sont utilisés plutôt que des voyants -

>

Présenter des messages simples, en anglais ( interprétés sans aide supplémentaire )

L'usage des affichages codés, nécessitant de tables d'interprétation, évité à tout prix.

Rôle de l' équipement d'essai incorporé (suite)

Système mémorise l'information disponible -> défaillance et info.

-> Utile

Mécaniciens -> Accès à cette information en tout lieu et en tout temps

2ième rôle -> Assister le mécanicien lors de l'isolation d'une défaillance

L'équipement -> Aider le mécanicien à découvrir l'unité / unités faillies

Défaillances corrigées lors des opérations de maintenance de ligne ->

Résultat d'un rapport fait par le pilote.

(7)

Rôle de l' équipement d'essai incorporé (suite)

L'information -> Pilote ->

N'est pas suffisante pour que le mécanicien puisse identifier le système / l'unité délinquant.

Chaque système -> Auto-essais pour faciliter

le processus d'isolation de la défaillance.

Lignes aériennes limitent les actions de maintenance de ligne

-> Correction des défaillances -> Résultat d'un rapport rédigé par le pilote Défaillances coexistentes -> L'équipement d'essai incorporé ->

Aider le mécanicien à trouver, et corriger, les défaillances liées au rapport du pilote.

3ième rôle -> Aider le mécanicien à établir le bon fonctionnement du système hôte,

1 fois les actions de correction complétées, ceci afin de retourner l'avion en service.

Rôle de l' équipement d'essai incorporé

(suite)

Conception de l'équipement d'essai incorporé

- Outil qui prend avantage de l'utilisation accrue des calculateurs et contrôleurs digitaux intégrés dans la plupart des systèmes d'aviation modernes.

- Stratégie de maintenance facile et minimum, et

Génère des dividendes importants à ceux qui optent d'y investir.

- Intégré dans la conception d'un système dès le début.

- L'expérience a démontré à maintes reprises qu'il est difficile, sinon impossible,

d'ajouter l'équipement d'essai incorporé une fois la conception du système complétée.

- Complexité de l'équipement d'essai incorporé devra-t-elle être liée à la criticalité et le taux prévu de défaillance de l'unité en question.

(8)

Règles de conception

3 formes d'équipement d'essai incorporé: continu, périodique, ou sur demande.

Les stratégies suivantes:

a. L'essai des fonctions inférieures en 1ier -> avec les fonctions de niveau supérieur

b. L'essai des paramètres d'entrée de la fonction, avant de faire l'essai de la fonction

c. Détecter et identifier au moins 95% des défaillances du système hôte, Isoler entre 80% et 90% des fautes -> 1 module délinquant unique 90% - 95% des fautes dues à pas plus de 3 modules

95% - 100% des fautes dues à pas plus de 8 modules

d. Les indications de l'équipement d'essai incorporé devrait être visibles Sans que le personnel de maintenance assume une position

dangereuse

e. Messages et indications affichés sur une unité d'affichage et de contrôle dans l'avion ->

-> Présentés en texte simple

Règles de conception (suite)

f. Messages et indications -> unité d'affichage et de contrôle dans l'avion -> texte simple

g. L'équipement d'essai incorporé ->

Reconnaître les fautes dues à des composantes et systèmes externes et aviser le personnel

h. Les fautes intermittentes et celles dites 'de nuisance' ->

Les interruptions de pouvoir ne devraient pas être mémorisées i. Le logiciel de l'équipement d'essai incorporé partitionné de façon à

pouvoir être modifié (le changement des seuils de déclenchement) Sans nécessiter la re-certification du logiciel opérationnel.

j. L'équipement d'essai incorporé dédié à un usage uniquement au sol mis hors service lorsque les freins sont relâchés,

ou que le poids de l'avion n'est plus porté par le train d'atterrissage.

(9)

Types d'essais

ARINC 604 identifie 4 types d'essais:

a) Auto-essai à la mise en pouvoir

b) Surveillance et mise en mémoire des fautes en vol

c) Essais de vérification de fonctionnement après replacement d) Essais de vérification de performance.

Types d'essais (suite)

But des systèmes -> Affichage centralisé ou Embarqués de maintenance (On-board Maintenance System / OMS)

Faciliter l'accomplissement des tâches: -

1) Maintenance de ligne et

2) Maintenance étendu de l'avion

(10)

Types d'essais (suite)

1) -> Tâches de maintenance de ligne :-

Tâches sur la ligne de vol entre deux vols consécutifs

- L'identification / Confirmation d'une condition de défaillance

- L'isolation de la défaillance à 1 unité / composante unique

- Le remplacement de l'unité / composante défective

Types d'essais (suite)

- Vérification -> Bon fonctionnement du système rétabli suite à la réparation / remplacement

- L'exécution des essais de vérification de fonctionnement du système

assujettie au temps disponible / réglementation de navigabilité aérienne

( systèmes critiques / essentiels au vol )

(11)

Types d'essais (suite)

Tâches d'entretien étendu -> L'avion au sol

pour une période prolongée.

Temps -> Correction de problèmes plus complexes / ceux dont la correction déférée

Système central d'affichage des fautes

L'incorporation de l'équipement incorporé d'essai ->

Pratique courante,

Lignes aériennes -> 3 classes de problèmes :

1) Mécanicien à la location de l'unité afin d'initier les essais,

Indications et l'information affichés par l'unité

2) Chaque fabricant -> Philosophie de présentation de l'information

3) Chaque unité -> Procédures d'opérations -

très peu en commun avec les autres unités installées dans l'avion

(12)

Système central d'affichage des fautes

ARINC 604 ->

Système central d'affichage des fautes (Centralized Fault Display System ou CFDS)

Système ->

-> L'équipement d'essai dans systèmes modernes

Système -> Point central de collection et de présentation de l'information générée par l'équipement d'essai incorporé

Système central d'affichage des fautes (suite)

Système -> L'équipement d'essai de chaque système hôte,

Calculateur ->

Interface avec chaque système individuel

(Centralized Fault Display Interface Unit - CFDIU)

Calculateur -> Présenter l'information (Centralized Fault Display Unit - CFDU)

L'unité de présentation, dans la cabine de pilotage ->

Recevoir les commandes du pilote / mécanicien, puis de les acheminer au système visé

(13)

Système central d'affichage des fautes (suite)

Lignes aériennes -> Diagnostiquer une défaillance en vol Communiquer infos au répartiteur par l'ACARS Pour accélérer les tâches de maintenance

Figure de la page suivante ->

Système centralisé de maintenance du A-320

Système -> 2 calculateurs de maintenance centrale,

1 calculateur -> Unité rechange prête à prendre la relève n'importe quand ('hot spare')

Système central d'affichage des fautes (suite)

3 types d'unités :

Type 1 Reçoivent commandes d'initiation des essais par ARINC 429

Retournent les résultats par un autre bus ARINC 429

Le A-320 compte 75 unités de ce type

(14)

Système central d'affichage des fautes (suite)

Type 2 - Reçoivent les commandes par des signaux discrets et

Retournent les résultats par un bus de données ARINC 429

A-320 -> 19 unités

Type 3 - Communiquent avec l'unité d'interface par des signaux discrets.

A-320 -> 8 unités

Système embarqué de maintenance

En 1993, ARINC -> ARINC 624

Ce rapport -> Progrès depuis la publication du ARINC 604 Rôle du CFDS élargi pour inclure:

a) Interface normalisé ->

Fonctions d'essais incorporés et l'entretien de ligne de l'avion

(Rapport par le système de maintenance du B-777)

b) Mise en mémoire des défaillances dans la mémoire non-volatile de chaque unité remplaçable sur la ligne (Ligne Replaceable Unit ou LRU)

(15)

Système embarqué de maintenance (suite)

c) Déclaration du status des défaillances airs / au sol

Par l'affichage pour les opérateurs /

Liens de communication magnétiques / électroniques

d) L'intégration des moyens d'isolation des défaillances De façon à fournir une couverture complète ->

L'exécution automatique des essais incorporés

En passant par l'isolation interactive des défaillances Jusqu'à l'exécution manuelle des procédures d'essai

Système embarqué de maintenance (suite)

e) Essais au sol pour l'isolation des défaillances Essais de remise en service

Essais fonctionnels Essais de systèmes

f) Documentation de maintenance embarquée (Onboard Maintenance Documentation / OMD) sur affichage / imprimé

g) Mise en place des fonctions de surveillance de condition et leur intégration avec les fonctions de maintenance de ligne

(16)

Système embarqué de maintenance (suite)

2 nouveaux concepts :

1er -> Manuels imprimés -> Manuels sous forme digitale

Planifier -> Emporter collection des manuels,

plutôt que les garder dans une bibliothèque centrale au sol

L'OMD va inclure:

a) L'info des manuels de maintenance b) Liste d'équipement min

(Min. Equipment List ou MEL)

pour permettre l'expédition d'un avion c) Schémas synoptiques des systèmes d) Diagrammes d'interconnections

e) Liste de pièces et le catalogue de pièces illustrés

Système embarqué de maintenance (suite)

Le 2ième -> Fonction qui, en surveillant les paramètres clés

Prédire la performance:

Surveillance de condition de l'avion (Airplane Condition Monitoring ou ACM)

Plusieurs systèmes -> Fonction qui enregistrera ces paramètres clés

Analyse au sol du taux de dégradation de systèmes suivants :

- Moteurs

- Aérodynamique de l'avion - Unité de pouvoir auxiliaire - Génératrices électriques - Système de climatisation, etc.

(17)

Système embarqué de maintenance (suite)

Ce système -> Lignes aériennes -> Suivi de la flotte, et Optimiser l'efficience d'opération de la flotte.

Voir L'architecture d'un système embarqué de maintenance

Terminal portatif d'accès à la maintenance

Sophistication des systèmes embarqués de maintenance ->

Interface dédiée aux opérations de maintenance.

B-777 et le GX ->

Ordinateur portable

(Fixé en permanence dans l'avion pour le B-777)

Cet ordinateur ->

Accès au mécanicien ->

Fonctions de maintenance de l'avion

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