Last updated on 6 août 2024

Comment allouer des objectifs de fiabilité pour un système complexe à l’aide de l’analyse d’arbre de défauts ?

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L’allocation de fiabilité est un processus d’attribution d’objectifs de fiabilité à différents composants ou sous-systèmes d’un système complexe, en fonction de leurs fonctions, de leur importance et de leurs modes de défaillance. Il permet de s’assurer que le système répond à ses exigences globales de fiabilité et minimise le coût et le risque de défaillances. L’une des méthodes d’allocation de fiabilité est l’analyse de l’arbre de défauts (ALE), une technique graphique qui modélise les relations logiques entre les défaillances et leurs causes. Dans cet article, vous apprendrez à utiliser FTA pour l’allocation de fiabilité en six étapes.

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1 Étape 1 : Définir le système et ses exigences de fiabilité

La première étape consiste à définir le système et son exigence de fiabilité, qui est généralement exprimée sous la forme d’une probabilité de défaillance ou d’un temps moyen entre les défaillances. (MTBF) pour une période donnée. Vous devez également identifier les limites du système, le niveau de détail, ainsi que les hypothèses et les contraintes de l’analyse.

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Sagar More

🧑💼Site Reliability Engineering Evangelist 🚀 Tackling Unknown Unknowns 🔍 Architecting Resilient Systems 🛠️ Accelerating Digital Transformation 🌐 Driving Business Growth through Innovative Technology Solutions 💡📈
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In my experience with fault tree analysis, defining the system and its reliability requirements is the linchpin of successful target allocation. It’s like drawing a blueprint for a high-stakes project—understanding every component and its role ensures precision in setting realistic reliability goals. This clarity not only sharpens the focus of our analysis but also paves the way for achieving unparalleled system performance.

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2 Étape 2 : Construire l’arbre d’erreur

L’étape suivante consiste à construire l’arbre de défauts, qui est un diagramme qui montre comment le système peut échouer en raison de différentes combinaisons de défaillances ou d’événements de composants. L’arbre d’erreur a un événement supérieur, qui est la défaillance du système d’intérêt, et une série d’événements de niveau inférieur, qui sont les causes ou les contributeurs de l’événement supérieur. Les événements sont reliés par des portes logiques, telles que ET, OU ou Non, qui indiquent comment elles affectent l’occurrence de l’événement de niveau supérieur.

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3 Étape 3 : Quantifier les événements de base

Les événements de base sont les événements de niveau le plus bas dans l’arbre de défauts, qui représentent les défaillances ou les conditions de composants ou de sous-systèmes individuels. Pour quantifier les événements de base, vous devez attribuer un taux de défaillance ou une probabilité de défaillance à chacun d’eux, en fonction des données des tests, de l’expérience sur le terrain ou du jugement d’experts. Vous pouvez également utiliser des distributions de fiabilité, telles que exponentielle, Weibull ou lognormale, pour modéliser le comportement de défaillance des événements de base.

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4 Étape 4 : Calculer la probabilité d’événement la plus élevée

La probabilité d’événement maximale est la probabilité de défaillance du système que vous analysez. Pour le calculer, vous devez utiliser la logique de l’arbre d’erreur et les probabilités d’événement de base pour propager les informations de défaillance du bas vers le haut de l’arborescence. Vous pouvez utiliser différentes méthodes, telles que les jeux de coupes, les jeux de coupes minimaux ou les diagrammes de décision binaires, pour simplifier l’arbre d’erreurs et réduire l’effort de calcul.

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5 Étape 5 : Attribuer des objectifs de fiabilité

Les objectifs de fiabilité sont les objectifs de fiabilité que vous souhaitez atteindre pour chaque composant ou sous-système du système. Pour les allouer, vous devez utiliser l’arborescence des pannes et la probabilité d’événement supérieure pour déterminer dans quelle mesure chaque événement de base contribue à la défaillance du système. Vous pouvez utiliser différents critères, tels que contribution égale, contribution proportionnelle ou criticité, pour attribuer les objectifs de fiabilité en fonction de l’importance ou de l’impact de chaque événement de base.

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Jim Cencula

Sr. Engineering Consultant at RMS
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In my experience one needs to understand to be clear that reliability allocations are based on a flow down of the risk based on the major systems and failure modes and then flowed to each subsystem or the key sub failure modes.

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6 Étape 6 : Évaluer et optimiser l’allocation de fiabilité

La dernière étape consiste à évaluer et à optimiser l’allocation de fiabilité, ce qui signifie vérifier si les objectifs de fiabilité alloués sont réalisables, cohérents et rentables. Vous devez également comparer les objectifs de fiabilité alloués avec les performances de fiabilité réelles ou attendues des composants ou des sous-systèmes, et identifier les lacunes ou les écarts. Vous pouvez utiliser différentes techniques, telles que l’analyse de sensibilité, l’analyse de compromis ou la conception d’expériences, pour optimiser l’allocation de fiabilité et améliorer la fiabilité du système.

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Oseghale Okohue BEngr. Msc. MBA. DBA. Prince2®Practitioner

Accredited NEC4 ECC Project Manager & Snr. P6 Planner | EPICM, Offshore Engineering,Renewable Energy (HVDC & HVAC Power Cables, Wind, Solar, BESS, Grid Code Compliance (G99, G5/5, P28) & Integration, GIS/AIS Sub-Station)
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Allocate reliability targets for complex systems using fault tree analysis by identifying critical components and failure modes. In renewable energy, for offshore wind farms, fault tree analysis prioritizes reliability targets for key components like turbines, ensuring uninterrupted power generation. Grid code compliance studies employ fault tree analysis to allocate reliability targets for transmission infrastructure, preventing grid failures. In manufacturing, it identifies critical failure points in machinery to meet production reliability goals. For battery storage, fault tree analysis sets targets for system components to ensure consistent energy supply.

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1 Étape 1 : Définir le système et ses exigences de fiabilité

2 Étape 2 : Construire l’arbre d’erreur

3 Étape 3 : Quantifier les événements de base

4 Étape 4 : Calculer la probabilité d’événement la plus élevée

5 Étape 5 : Attribuer des objectifs de fiabilité

6 Étape 6 : Évaluer et optimiser l’allocation de fiabilité

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