Qu'est-ce que la maintenance prédictive ?
La maintenance prédictive, également appelée maintenance conditionnelle, consiste à surveiller la performance et l'état des équipements pendant leurs opérations régulières afin de réduire les risques de panne. Les fabricants ont commencé à utiliser la maintenance prédictive dans les années 1990.
L'objectif principal de la maintenance prédictive est de prévoir les défaillances des équipements en fonction de certains paramètres et facteurs. Une fois la défaillance prévue, les fabricants prennent les mesures nécessaires pour l'éviter par une maintenance corrective ou programmée.
La maintenance prédictive ne peut exister sans la surveillance des conditions. Les machines effectuent une surveillance continue dans des conditions de travail réelles afin de garantir l'optimisation des actifs. Comme toute stratégie de maintenance, la maintenance prédictive vise à :
- Réduire le nombre de pannes et maximiser le temps de fonctionnement des actifs en améliorant leur fiabilité.
- Optimiser les coûts opérationnels en réduisant les travaux de maintenance.
- Améliorer les budgets de maintenance en réduisant les coûts de maintenance et en optimisant le temps de production.
Technologies de maintenance prédictive
Il n'existe pas de technologie unique qui englobe l'ensemble de la maintenance prédictive. Cependant, il existe de nombreux dispositifs et techniques de surveillance de l'état de fonctionnement que les fabricants utilisent pour prévoir efficacement les défaillances et déclencher des signaux d'alarme lorsque la maintenance est nécessaire.
Thermographie infrarouge
La thermographie infrarouge est une technologie de test non intrusive qui est largement utilisée dans la maintenance prédictive. Grâce aux caméras infrarouges, le personnel de maintenance peut repérer les températures supérieures à la normale dans les équipements. Les composants usés ou dont les circuits fonctionnent mal ou ont tendance à chauffer, ce qui se traduit par un point chaud sur une image thermique. Les inspections infrarouges permettent de détecter ces points chauds à un stade précoce et de réparer l'équipement, en réduisant ainsi les risques de problèmes plus importants. L'infrarouge est une technologie polyvalente qui peut être utilisée dans une grande variété de machines et de projets d'infrastructure.
Surveillance acoustique
Grâce à la surveillance acoustique, le personnel de maintenance peut détecter les bruits d'émission de gaz, de liquide ou de fuite de vide dans les équipements au niveau sonique et ultrasonique. La technologie ultrasonique a beaucoup plus d'applications que la technologie sonique et peut être plus coûteuse ; cependant, c'est une technologie beaucoup plus fiable pour les machines. Bien entendu, ces technologies complètent le meilleur outil des techniciens : leurs oreilles. Les technologies soniques et ultrasoniques peuvent compléter l'écoute régulière afin de mieux détecter pourquoi une boîte de vitesses ne sonne pas correctement ou déterminer où se trouve une éventuelle fuite.
Analyse des vibrations
L'analyse des vibrations est utilisée pour les équipements rotatifs à grande vitesse. Un technicien utilise des appareils portatifs ou des capteurs en temps réel dans l'équipement pour surveiller son fonctionnement. Lorsqu'une machine fonctionne à son maximum, elle émet un rythme vibratoire spécifique. Lorsque les composants commencent à s'user, la vibration change et un nouveau rythme apparaît. Grâce à une surveillance constante, un technicien qualifié peut faire correspondre les relevés de vibrations aux possibilités de défaillance connues et résoudre un problème plus tôt.
L'analyse des vibrations permet de détecter les désalignements, les arbres déformés, les éléments déséquilibrés, les composants mécaniques lâches et les problèmes de moteur. Les techniciens doivent être bien formés pour ce travail, car la prévision de l'analyse des vibrations est compliquée. Le principal obstacle à l'analyse des vibrations est son coût prohibitif.
Analyse de l'huile
L'analyse de l'huile est un outil efficace de maintenance prédictive. En vérifiant l'état de l'huile, les techniciens peuvent établir la présence de contaminants. L'analyse de l'huile détermine la viscosité, la teneur en eau, le nombre de particules, et établit l'indice d'acide ou de base. Le principal avantage de l'analyse de l'huile est que les résultats de ses tests initiaux servent de référence pour toute nouvelle machine et tout nouvel entretien.
Autres technologies de maintenance prédictive
La maintenance prédictive fait appel à plusieurs autres techniques telles que l'analyse de l'état des moteurs, l'analyse des courants de Foucault, etc. L'analyse de l'état des moteurs décrit les conditions de fonctionnement des moteurs. L'analyse des courants de Foucault permet de repérer les changements dans l'épaisseur des parois des tubes. Les contrôles endoscopiques, les systèmes informatisés de gestion de la maintenance, la data integration et la surveillance des conditions sont d'autres technologies qui contribuent à la maintenance prédictive. Le choix de la bonne technologie pour votre organisation est essentiel à la réussite.
Comment fonctionne la maintenance prédictive ?
Voici les étapes à suivre pour lancer un programme de maintenance prédictive :
- Analyser l'historique de vos équipements et la nécessité d'un programme de maintenance prédictive.
- Examiner tous les dossiers concernant les temps d'arrêt, les pannes d'équipement, les pertes de production et d'énergie, les amendes réglementaires et les niveaux de sécurité sur le lieu de travail.
- Sensibiliser les principales parties prenantes à la nécessité de la maintenance prédictive et obtenir l'adhésion des équipes d'exploitation et de maintenance.
- Évaluer l'inventaire des équipements et en évaluer l'état.
- Choisir les équipements à inclure dans la mise en œuvre initiale du programme.
- Créer des enregistrements détaillés des systèmes individuels et de leurs composants.
- Évaluer tout protocole de maintenance préventive ou prédictive préexistant.
- Établir la fréquence et l'ordonnancement du programme de maintenance prédictive.
- Définir les rôles du personnel à toutes les étapes et évaluer les besoins en ressources.
- Organiser le programme et l'intégrer aux systèmes d'ordonnancement.
- Créer un système de gestion de maintenance assistée par ordinateur (GMAO).
Les principaux éléments d'un programme de maintenance prédictive sont les diagnostics basés sur l'état qui utilisent des formules prédictives et l'Internet des objets :
Capteurs de contrôle d'état
Les capteurs qui surveillent les machines et fournissent des données en temps réel sont un élément essentiel de la maintenance prédictive. Les techniciens peuvent évaluer les données des capteurs pour déterminer l'efficacité d'une machine et son usure en temps réel. Ces capteurs font ce que les humains n'ont pas pu faire : suivre les besoins de maintenance depuis l'intérieur de l'équipement sans perturber les opérations. De nombreux paramètres définissent la fonction du capteur, et ils varient en fonction de la machine. Les paramètres font généralement appel à l'analyse des vibrations, du bruit et de la température, de la pression et du niveau d'huile, et même des courants électriques et de la corrosion pour définir les fonctions.
L'internet des objets (IoT)
Ces capteurs recueillent de nombreuses données qui, associées à l'Internet des objets, peuvent être collectées et partagées. La maintenance prédictive dépend en grande partie des divers capteurs qui relient les actifs à un système centralisé de stockage des informations. Les hubs fonctionnent avec une connectivité de réseau local sans fil ou utilisent la technologie du cloud.
À partir de cet espace centralisé, les actifs peuvent communiquer, travailler en tandem, analyser les données et recommander un plan d'action. Cette capacité à échanger des informations est ce qui rend la maintenance prédictive efficace.
Formules prédictives
Avec les formules prédictives, la maintenance prédictive franchit une étape supplémentaire et devient plus qu'un entretien basé sur l'état. Les algorithmes prédictifs analysent les données collectées et identifient les tendances qui indiquent le moment où un bien devra être réparé, entretenu ou remplacé. Ces algorithmes sont basés sur des règles prédéterminées qui comparent constamment le comportement actuel d'un bien avec son comportement attendu. Tout écart est un indicateur d'une possible détérioration. Les techniciens peuvent intervenir à ce moment-là et éviter des pannes massives.
Avantages de la maintenance prédictive
La maintenance prédictive présente plusieurs avantages :
Réduction des coûts de maintenance
La maintenance prédictive peut réduire les coûts des opérations de maintenance. Cela est particulièrement important lorsque les entreprises doivent investir dans les coûts de la main-d'œuvre, de la maintenance, des pièces de rechange, des outils et des équipements nécessaires en cas de défaillance majeure.
Moins de pannes de machine
La réduction des pannes de machines fait l'objet de nombreuses recherches. La surveillance régulière des machines et des systèmes peut réduire les risques de pannes inattendues et à grande échelle. Après deux ans de mise en œuvre d'un programme de maintenance prédictive, la fréquence et la nature des pannes de machines diminuent souvent.
Une réduction des temps d'interruption
Avec la maintenance prédictive, la réparation des équipements prend moins de temps. La surveillance et l'analyse régulières de l'état des machines aident le personnel de maintenance à localiser les composants défectueux sur toutes les machines et à résoudre les problèmes rapidement. Cela permet de réduire les temps d'arrêt et, dans de nombreux cas, de les éviter complètement.
Réduction de l'inventaire
Les entreprises doivent souvent faire face à des stocks importants de pièces diverses, ce qui peut bloquer le capital. Si les pièces ne sont pas utilisées assez tôt, leur qualité se détériore et elles risquent d'être gaspillées. Au lieu de maintenir un stock important de pièces en prévision des pannes, commander des pièces uniquement lorsqu'elles sont nécessaires peut réduire les coûts de stockage.
Augmentation de la durée de vie des machines
Pouvoir détecter les problèmes des machines avant qu'ils ne se transforment en pannes catastrophiques peut augmenter la durée de vie des machines. La mise en place d'un programme de maintenance prédictive basé sur l'état des machines permet de s'assurer que les équipements n'atteignent jamais le stade des dommages graves. La durée de vie plus longue de l'équipement assure un meilleur retour sur investissement pour l'entreprise.
Estimation du temps moyen entre les défaillances
Un autre avantage de la maintenance prédictive est la possibilité d'estimer le temps moyen entre les défaillances (Mean Time Between Failures, MTBF). Il s'agit de l'intervalle de temps le plus rentable pour remplacer une machine. Certaines entreprises ont tendance à utiliser une pièce d'équipement avec tous ses défauts et ses multiples réparations, avec l'idée erronée qu'un nouvel équipement est un investissement coûteux. Le fait de pouvoir remplacer une machine en fin de vie permet d'éviter des coûts de maintenance élevés pour les machines usées.
Augmentation de la production
Les programmes de maintenance prédictive basés sur l'état doivent être soutenus par des systèmes de traitement robustes, ce qui augmente l'efficacité du programme. Un programme prédictif complet qui inclut la surveillance des paramètres peut améliorer l'efficacité opérationnelle et, par conséquent, améliorer les chiffres de production.
Sécurité accrue de l'opérateur
Grâce à la maintenance prédictive, des signaux d'alerte précoces peuvent être mis en place pour éviter les blessures dues à des machines défectueuses. De nombreux assureurs reconnaissent et offrent des avantages aux fabricants qui utilisent un programme de maintenance prédictive basé sur l'état des machines. La mise en œuvre de ce programme peut réduire les coûts d'assurance sans compromettre la couverture.
Vérification des réparations
Tout en réglant un problème, une réparation peut compromettre d'autres parties d'une machine. Grâce à l'analyse des vibrations, une équipe de maintenance peut détecter tout comportement anormal après une réparation. Avec la maintenance prédictive, les entreprises peuvent analyser les données pour planifier et organiser les arrêts de maintenance programmés, afin de tirer le meilleur parti des temps d'arrêt des machines.
Augmentation des bénéfices
La gestion de la maintenance prédictive améliore les opérations de fabrication et les usines de transformation. Un système de gestion conditionnelle vaut plus que le coût du programme. Grâce aux techniques de maintenance prédictive, les entreprises peuvent diminuer les coûts opérationnels annuels et réduire les risques.
Les défis de la maintenance prédictive
Les programmes de maintenance prédictive améliorent la longévité des équipements et réduisent (ou évitent complètement) les temps d'arrêt qui peuvent provoquer des erreurs ou des retards dans le réseau de l'entreprise. Une fois correctement mis en œuvre, les systèmes de maintenance prédictive aident les machines à anticiper un large éventail de défaillances possibles.
Au début de la mise en œuvre, il peut être difficile de relier l'automatisation des programmes aux machines existantes et aux systèmes de planification des ressources de l'entreprise (ERP). Cependant, avec les développements technologiques rapides, la plupart de ces défis ne sont plus un problème. Une communication transparente entre les machines, les capteurs, les dispositifs connectés et les employés est possible, ce qui rend le système plus efficace. Les interfaces visuelles ont réduit la distance entre l'homme et la machine. Ces interfaces prennent la forme de tableaux de bord de data visualization ou d'alertes de flux de travail et peuvent être des éléments d'action, des alarmes de déclenchement ou un large éventail de rapports.
Grâce aux nouvelles technologies, les directeurs de maintenance peuvent s'assurer que les capteurs IoT recueillent des données fiables en temps réel. La qualité des données fait toute la différence pour l'efficacité des programmes de maintenance prédictive.
L'avenir de la maintenance prédictive
La mise en œuvre d'un programme de maintenance prédictive peut se heurter à quelques obstacles, mais elle reste une partie intégrante de la maintenance. Tous les fabricants qui parviennent à résoudre les problèmes d'intégration et à automatiser les processus peuvent gagner un avantage monétaire et concurrentiel majeur. Tous les fabricants qui souhaitent rester pertinents et fonctionnels à l'avenir doivent adopter des pratiques de maintenance prédictive.