En tant qu'ingénieur, vous savez que tout a un temps limité pour fonctionner.
Au fil du temps, il deviendra moins fiable jusqu'à ce qu'il finisse par se casser.
Mais saviez-vous qu'il existe une courbe qui peut vous indiquer quand cette défaillance est la plus susceptible de se produire ? C'est ce qu'on appelle la "courbe en baignoire", et c'est l'une des idées les plus importantes de l'ingénierie de la fiabilité.
En comprenant cette courbe, vous pouvez trouver les différentes étapes de la vie d'un appareil, déterminer quand il est le plus susceptible de se casser et prendre les bonnes mesures pour l'empêcher de se casser.
Dans cet article, je vais détailler la courbe de la baignoire.
Je vais examiner ses trois phases, les facteurs communs qui contribuent à chaque phase et les moyens de rendre l'échec moins probable.
Que vous soyez étudiant en ingénierie ou ingénieur professionnel, vous devez comprendre la courbe de la baignoire pour vous assurer que l'équipement que vous concevez, construisez ou entretenez fonctionne de manière fiable pendant toute sa durée de vie.
Alors plongeons-nous et apprenons-en plus sur cette idée importante.
Introduction à la courbe de la baignoire
Définition formelle:
Une courbe de taux de défaillance des équipements avec un taux de défaillance initial fortement décroissant, suivi d'un taux de défaillance moyen constant prolongé, après quoi le taux de défaillance augmente à nouveau fortement.
Comprendre la courbe de la baignoire
La courbe de la baignoire est un graphique qui montre à quelle fréquence un produit ou un groupe de produits tombe en panne au fil du temps.
Il est souvent utilisé dans l'ingénierie de la fiabilité et la modélisation de la détérioration des actifs pour prévoir et planifier les défaillances des actifs.
La courbe comporte trois parties distinctes : la période de mortalité infantile, la période de vie normale et la période d'épuisement.
Période de mortalité infantile
La première partie de la courbe de la baignoire est la période de taux d'échec élevés, c'est-à-dire lorsque les bébés meurent.
Pendant ce temps, les nouveaux actifs sont plus susceptibles d'échouer en raison de problèmes de conception, de matériaux, de la façon dont ils ont été fabriqués ou de la façon dont ils ont été démarrés.
En raison de ces défauts, les actifs tombent en panne au début de leur cycle de vie, ce qui fait augmenter le taux de défaillance au cours des premières étapes d'exploitation.
Période de vie normale
Après la période de mortalité infantile, un actif entre dans la période de vie normale, où le taux de défaillance est faible et assez constant.
Pendant ce temps, la plupart des problèmes ont été résolus et l'actif fonctionne comme il se doit.
L'actif est en excellent état et une maintenance préventive peut l'aider à continuer à bien fonctionner.
Période d'usure
La dernière partie de la courbe de la baignoire est la phase d'usure, qui a un taux de défaillance plus élevé.
Pendant ce temps, l'actif est plus susceptible de tomber en panne en raison de facteurs tels que l'âge, l'usure, la corrosion ou la fatigue.
L'actif a atteint la fin de sa durée de vie utile et il peut être nécessaire de le remplacer ou de le mettre hors service pour éviter un sinistre.
Stratégies pour prolonger la durée de vie utile d'un actif
Les équipes travaillant à prolonger la durée de vie utile d'un actif peuvent utiliser ce qu'elles savent de la courbe de la baignoire pour définir des attentes sur le fonctionnement habituel de l'actif au cours de son cycle de vie.
Chaque point de la courbe suggère une manière différente d'éviter l'échec.
Pendant la période de mortalité infantile, les équipes doivent se concentrer sur la recherche et la correction des défauts de conception, des défauts matériels, des défauts de production ou des mauvaises façons de démarrer.
Il peut être nécessaire d'effectuer des opérations de maintenance ou des inspections plus souvent pour détecter et résoudre les problèmes avant qu'ils ne provoquent des pannes.
Pendant la durée de vie normale, les équipes doivent se concentrer sur la maintenance préventive pour que les actifs fonctionnent au mieux.
Les inspections et l'entretien de routine peuvent aider à détecter les problèmes potentiels et à les résoudre avant qu'ils ne deviennent de gros problèmes.
Période d'usure : pendant cette période, les équipes doivent se concentrer sur la maintenance prédictive pour détecter les problèmes avant qu'ils ne surviennent et les résoudre.
Pour éviter des pannes catastrophiques, il peut être nécessaire de remplacer ou de vendre certains actifs.
Analyse avancée de la courbe de la baignoire
Les experts en fiabilité utilisent souvent un graphique de Weibull pour examiner la fonction de distribution cumulative d'une courbe de baignoire.
Des chercheurs de l'Université de Glasgow, de l'Université de Cambridge et de Rolls-Royce ont montré que le stade d'usure de la courbe de la baignoire peut être porté à un niveau supérieur et transformé en l'idée de la "surface de la baignoire
Cette analyse avancée aide à modéliser comment la température, la pression et les contraintes, entre autres, affectent l'usure d'un actif.
Il fournit des informations utiles sur la façon dont les choses s'usent et contribue à améliorer les performances et la fiabilité des actifs.
Êtes-vous prêt à utiliser la Baignoire Courbe pour améliorer la fiabilité de votre équipement ?
Toujours difficile à comprendre ? Je change un peu le point de vue :
Vous en avez marre que vos affaires tombent en panne quand vous en avez le plus besoin ? Aimez-vous le frisson de devoir toujours acheter de nouveaux outils et gadgets qui cassent ?
Ne vous embêtez pas avec la courbe de la baignoire !
Qui a besoin d'une courbe de taux d'échec fiable quand vous pouvez simplement la piloter et espérer le meilleur ? Après tout, rien ne fait monter l'adrénaline comme un équipement qui tombe en panne à la dernière minute.
Mais si vous êtes un ingénieur pratique qui se soucie de la sécurité et de la fiabilité, continuez à lire.
Nous sommes sur le point d'entrer dans le monde fascinant de la courbe de la baignoire.
D'accord, c'était juste une blague faite pour ressembler à une publicité télévisée.
Revenons maintenant à l'explication.
Facteurs contribuant à chaque phase
Chaque phase de la courbe de la baignoire est causée par un certain nombre de choses.
Pendant la période de mortalité infantile, les échecs sont dus à des problèmes de fabrication et d'utilisation du produit.
Pendant la durée de vie normale, en revanche, des facteurs tels que la maintenance et l'environnement peuvent affecter la durée de vie d'un actif avant qu'il ne se brise.
Enfin, les taux d'échec peuvent augmenter pendant la période d'usure en raison de choses comme les pièces anciennes et le manque d'entretien.
La compréhension de ces facteurs peut aider les équipes travaillant à prolonger la durée de vie utile d'un actif en mettant en œuvre des stratégies spécifiques pour chaque phase le long de la courbe de la baignoire.
Distribution des risques et des probabilités
Phase de mortalité infantile
Dans la première partie de la courbe de la baignoire, également appelée "phase de mortalité infantile", les produits sont les plus susceptibles d'échouer.
Les pannes pendant cette période sont généralement causées par des problèmes de conception, de matériaux, de fabrication ou de démarrage.
Par exemple, une maison nouvellement achetée peut présenter de nombreux problèmes au cours des premières années, comme des fissures dans les murs et les portes, car les matériaux ou les travaux ne sont pas très bons.
Durant cette phase, les personnes les plus à risque dépendent du produit étudié.
Les personnes qui achètent des appareils électroniques comme des smartphones ou des ordinateurs portables lors de leur première sortie sont les plus susceptibles d'avoir des problèmes avec eux pendant la phase de "mortalité infantile".
En revanche, les entreprises qui achètent des équipements industriels utilisés dans les usines ou les centrales électriques lors de leur première sortie sont plus susceptibles d'avoir des problèmes avec celui-ci pendant la phase de "mortalité infantile".
Distribution de probabilité
La courbe de la baignoire est souvent représentée par la distribution de Weibull, qui est un type de distribution de probabilité.
Il a un paramètre de forme (appelé bêta) et un paramètre d'échelle (eta).
La courbe de la baignoire est un tracé du taux de défaillance au fil du temps, et la distribution de Weibull peut être utilisée pour décrire la distribution des défaillances dans les trois phases de la courbe.
Modèle de Weibull
Les puces semi-conductrices modernes suivent généralement un modèle de Weibull avec un bêta compris entre 0,2 et 0,6 pour la fréquence à laquelle les bébés meurent avant leur premier anniversaire.
L'opposé du taux d'échec est le temps moyen entre les échecs (MTBF), qui peut être utilisé pour déterminer ce qu'une famille de produits est susceptible de faire.
Stratégies et applications
Stratégies pour réduire les défaillances en phase précoce
La courbe de la baignoire montre la probabilité qu'un actif se décompose au fil du temps.
Il comporte trois phases distinctes : les défaillances dans la phase initiale, les défaillances aléatoires et les défaillances causées par l'usure.
Les défaillances de phase précoce peuvent être causées par des erreurs dans la conception, dans les matériaux, dans la façon dont le produit est fabriqué ou dans la façon dont il est démarré.
Plusieurs stratégies peuvent être utilisées pour réduire le risque d'échec de la première phase.
Les tests de durée de vie hautement accélérés (HALT) sont un moyen de détecter les défauts de conception des produits avant qu'ils ne causent des problèmes sur le terrain.
Cela se fait en soumettant les produits à des conditions extrêmes.
Le dépistage de stress hautement accéléré (HASS) est une méthode de dépistage qui soumet les produits à des niveaux de stress élevés pour trouver les pièces faibles avant qu'elles ne tombent en panne sur le terrain.
La conception pour la fiabilité, ou DFR, est une méthode permettant de s'assurer que les produits sont construits dans un souci de fiabilité dès le départ.
Design for Six Sigma, ou DFSS, est une méthode qui utilise des outils statistiques pour améliorer la fiabilité et la qualité de la conception d'un produit.
Le déverminage est une autre stratégie qui consiste à soumettre les produits à beaucoup de stress pendant une longue période pour trouver les parties faibles avant qu'elles ne se cassent sur le terrain.
Utilisation de la courbe de baignoire pour la planification de la maintenance
La courbe de la baignoire peut également être utilisée pour prendre des décisions éclairées concernant l'entretien et le remplacement de l'équipement.
Si vous connaissez les trois étapes de la courbe de la baignoire, vous pouvez modifier votre plan d'entretien au fur et à mesure que la baignoire vieillit.
Pendant la période de mortalité infantile, il est important d'effectuer une maintenance préventive pour détecter et corriger les défauts de fabrication ou les erreurs d'installation qui pourraient entraîner une défaillance précoce.
Au cours de la vie normale d'un équipement, il est important d'effectuer un entretien régulier pour le maintenir en bon état.
Pendant la période où l'équipement est usé, il peut être moins coûteux de le remplacer que de continuer à le réparer.
En regardant comment l'équipement est tombé en panne dans le passé, vous pouvez déterminer où chaque pièce d'équipement se situe sur la "courbe de la baignoire" et modifier votre plan de maintenance en conséquence.
Par exemple, si vous remarquez qu'un certain type d'équipement a tendance à tomber en panne lorsqu'il vieillit, vous voudrez peut-être le remplacer avant qu'il ne tombe en panne ou le vérifier plus souvent pendant cette période.
En utilisant la courbe de la baignoire comme guide pour la planification de la maintenance, vous pouvez prolonger la durée de vie utile d'un bien tout en réduisant la durée d'inutilisation et le coût de la réparation.
Applications de la courbe de baignoire
La courbe de la baignoire est souvent utilisée dans les usines pour faciliter la maintenance ou pour démarrer la production rapidement et de manière fiable.
Il peut également être utilisé pour aider à comprendre pourquoi des défaillances se produisent sur certains actifs et comment les prévoir et les prévenir.
La courbe de la baignoire peut être utilisée dans de nombreux domaines différents, notamment l'aviation, les voitures, l'électronique, les équipements médicaux, le pétrole et le gaz, la production d'électricité, les transports, etc.
Par exemple, dans l'aviation, il peut être utilisé pour prédire quand des pièces d'avion tomberont en panne afin qu'elles puissent être remplacées avant qu'elles ne provoquent des accidents.
Dans l'équipement médical, il peut être utilisé pour prédire quand quelque chose tombera en panne afin qu'il puisse être remplacé avant qu'il ne blesse un patient.
Il peut être utilisé pour prédire quand les turbines tomberont en panne dans les centrales électriques afin qu'elles puissent être réparées avant qu'elles ne provoquent des pannes.
Pour résumer, la courbe de la baignoire est un graphique qui montre la fréquence à laquelle un actif tombe en panne au fil du temps.
Il est utilisé dans l'ingénierie de la fiabilité et la modélisation de la façon dont les choses se décomposent au fil du temps.
La courbe de la baignoire comporte trois parties : la mortalité infantile, la durée de vie utile et l'usure.
Les défaillances en phase précoce peuvent être moins susceptibles de se produire si vous utilisez des stratégies telles que HALT, HASS, DFR, DFSS et burn-in.
En utilisant la courbe de la baignoire comme guide pour planifier la maintenance, la durée de vie utile d'un actif peut être prolongée tandis que les temps d'arrêt et les coûts de réparation sont réduits au minimum.
La courbe baignoire est souvent utilisée dans de nombreux domaines pour faciliter la maintenance ou démarrer la production de manière rapide et fiable.
Modélisation et analyse
Le rythme auquel les systèmes logiciels tombent en panne au fil du temps suit le même schéma que celui des actifs physiques.
Cela permet aux propriétaires de systèmes logiciels de comprendre leur cycle de vie opérationnel et de planifier le moment où ils devront être remplacés.
Ce texte parlera de la façon dont la courbe de la baignoire peut être utilisée en génie logiciel pour modéliser et analyser des choses.
Modèles de fiabilité des logiciels
Les modèles de fiabilité logicielle peuvent être utilisés par les ingénieurs de fiabilité pour modéliser et étudier la "courbe de la baignoire".
Ces modèles peuvent être utilisés pour prédire la fréquence des défaillances des systèmes logiciels et pour améliorer la façon dont les logiciels sont créés.
Certains modèles de fiabilité logicielle pouvant être utilisés pour modéliser la courbe de la baignoire sont le modèle Jelinski-Moranda (JM), le modèle Musa-Okumoto (MO) et le modèle Goel-Okumoto (GO).
La plupart du temps, ces modèles examinent la fréquence à laquelle un système échoue au fil du temps, ainsi que d'autres facteurs tels que la complexité du logiciel, la qualité du code et la couverture des tests.
En examinant les données de défaillance et en utilisant le bon modèle de fiabilité logicielle, les ingénieurs logiciels peuvent déterminer la probabilité que quelque chose se brise et planifier la maintenance, les tests et le remplacement.
Contrôle des processus statistiques
Les ingénieurs logiciels peuvent également surveiller le bon fonctionnement des systèmes logiciels au fil du temps en utilisant des techniques de contrôle statistique des processus (SPC).
Les techniques SPC peuvent être utilisées pour trouver des changements dans le fonctionnement du logiciel, déterminer les causes des pannes et résoudre les problèmes avant qu'ils ne surviennent.
En bref, les ingénieurs en logiciel peuvent modéliser et analyser la courbe de la baignoire en utilisant des modèles de fiabilité logicielle et des techniques de contrôle statistique des processus.
Ces outils peuvent aider à prévoir les taux d'échec, à améliorer la façon dont les logiciels sont créés et à prolonger la durée de vie des systèmes logiciels.
En utilisant ces méthodes, les ingénieurs logiciels peuvent réduire les risques de pannes logicielles et maintenir la fiabilité du système.
Courbe de baignoire expliquée (courbe de fiabilité)
Conseil : Activez le bouton de sous-titrage si vous en avez besoin. Choisissez "traduction automatique" dans le bouton des paramètres, si vous n'êtes pas familier avec la langue parlée. Vous devrez peut-être d'abord cliquer sur la langue de la vidéo avant que votre langue préférée ne soit disponible pour la traduction.
Conclusion
Alors que nous arrivons à la fin de notre discussion sur la courbe de la baignoire, il est clair que cette idée est un outil important pour tout ingénieur ou étudiant en ingénierie qui souhaite concevoir, construire et entretenir un équipement qui fonctionne aussi bien que possible.
En connaissant les trois phases de la courbe de la baignoire et les facteurs communs qui affectent chaque phase, vous pouvez prendre des décisions intelligentes concernant l'entretien, le remplacement et la gestion globale des risques.
Mais avant de quitter cet article, je veux vous mettre au défi de penser à la courbe de la baignoire autrement qu'à la façon dont elle peut être utilisée dans la vie réelle.
Que peut nous dire cette courbe sur la façon dont les choses fonctionnent et pourquoi elles échouent ? Que pouvons-nous apprendre sur le fait que la décomposition et le déclin se produiront toujours ?
Ce sont des questions profondes et importantes qui vont au-delà de la façon dont la courbe de la baignoire peut être utilisée en ingénierie.
Mais en y réfléchissant, nous pouvons mieux comprendre l'importance de l'ingénierie de la fiabilité dans le monde d'aujourd'hui.
Alors, à mesure que vous avancez dans votre carrière d'ingénieur, souvenez-vous de la courbe de la baignoire, non seulement comme un outil de fiabilité, mais aussi comme un symbole de la façon dont les gens luttent contre les forces de la décadence et du déclin.
Et j'espère que savoir cela vous inspirera à fabriquer des équipements qui dureront, même si le temps les use.
Liens et références
Manuel de conception de la fiabilité
Partager sur…
