AMDEC : Analyse des Modes de Défaillances, de leurs Effets et de leur Criticité

Introduction

AMDEC : Analyse des Modes de Défaillances, de leurs Effets et de leur Criticité ou, en anglais, FMECA/FMEA : Failure Mode Effects and Criticality Analysis.

La méthode AMDEC est développée initialement par l’armée américaine. La référence Militaire MIL-P-1629, intitulé « Procédures pour l’Analyse des Modes de Défaillance, de leurs Effets et de leurs Criticités, est datée du 9 Novembre 1949.

Cette méthode était employée comme une technique d’évaluation des défaillances afin de déterminer la fiabilité d’un équipement et d’un système. Les défaillances étaient classées selon leurs impacts sur le personnel et la réussite des missions pour la sécurité de l’équipement. Le concept personnel et équipement interchangeables ne s’applique pas dans le monde moderne de fabrication des biens de consommation. Les fabricants de produits de consommation ont établi de nouvelles valeurs telles que la sécurité et la satisfaction client.

L’AMDEC a été employée pour la première fois à partir des années 1960 dans le domaine de l’aéronautique pour l’analyse de la sécurité des avions. La mise en oeuvre s’est longtemps limitée à l’utilisation dans le cadre d’études de fiabilité du matériel.

A la fin des années soixante-dix, la méthode fut largement adoptée par Toyota, Nissan, Ford, BMW, Peugeot, Volvo, Chrysler et d’autres grands constructeurs d’automobiles.

En 1988, L’ISO émettait les normes de la série ISO 9000. Le QS 9000 est l’équivalent de l’ISO 9000 pour l’automobile. Un groupe de travail représentant entre autre Chrysler a développé le QS 9000 pour standardiser les systèmes qualité des fournisseurs. Conformément au QS 9000, les fournisseurs automobiles doivent utiliser la planification qualité du procédé (APQP), incluant l’outil AMDEC et développant les plans de contrôle.

L’AIAG (Automotive Industry Action Group) et l’ASQC (American Society for Quality Control) émettent les normes AMDEC en février 1993. Les normes sont présentées dans un manuel de l’AMDEC approuvé et soutenu par trois constructeurs automobiles. Ce manuel fournit les principes généraux pour préparer une AMDEC.

Bien qu’ayant subi de nombreuses critiques dues au coût et à la lourdeur de son application, elle reste néanmoins une des méthodes les plus répandues et l’une des plus efficaces. Elle est en effet de plus en plus utilisée en sécurité, maintenance et disponibilité non seulement sur le matériel, mais aussi sur le système, le fonctionnel et le logiciel.

Aussi est-elle maintenant largement recommandée au niveau international et systématiquement utilisée dans toutes les industries à risque, comme le nucléaire, le spatial, la chimie, agroalimentaire et autres dans le but de faire des analyses préventives de la sûreté de fonctionnement.

Définition des termes relatifs à la méthode AMDEC

Criticité

La criticité est le produit mathématique de l’évaluation de l’Occurrence et de la Sévérité. Criticité = (S) × (O). Ce nombre est employé en priorité pour des éléments nécessitant un niveau de qualité supérieur.

Contrôles

Les contrôles (conception et procédé) sont les mécanismes empêchant la cause d’une défaillance de survenir.

Clients

Les clients sont externes et internes, le personnel et les procédés qui seront concernés par la défaillance du produit. Le Client pourrait être la prochaine opération, opérations ultérieures, ou l’utilisateur final.

Détection

La détection est une évaluation de la probabilité que les contrôles (conception et procédé) détecteront la cause d’une défaillance ou la défaillance elle-même.

Défaillance

Une défaillance se présente lorsqu’un produit, un composant ou un ensemble : Ne fonctionne pas, ne fonctionne pas au moment prévu, ne s’arrête pas au moment prévu, fonctionne à un instant non désiré ou fonctionne, mais les performances requises ne sont pas obtenues.

Modes de défaillance

La façon dont un produit, un composant, un processus manifeste une défaillance ou s’écarte des spécifications. Ce mode peut prendre l’une des formes suivantes : Une déformation, vibration, coincement, desserrage, corrosion, fuite, perte de performance, court-circuit, flambage, difficulté à s’arrêter ou à démarrer, dépassement de la limite supérieure tolérée, etc. Les modes de défaillance sont parfois décrits comme des catégories de défauts. Un mode de défaillance potentiel décrit la façon dans laquelle un produit ou un procédé pourrait échouer dans l’exécution de sa fonction première.

Causes de défaillance

Les causes de défaillance (amont) sont les circonstances associées à la conception, à la fabrication ou à l’utilisation, qui ont entraînés une défaillance. Elles appartiennent aux 5 M.

Effets de défaillance

Les effets  d’une défaillance (aval) sont les symptôme par lequel est décelée l’altération ou la cessation d’une fonction requise, et qui en est la conséquence.

Éléments AMDEC

 Les éléments AMDEC sont identifiés ou analysés dans le cadre du procédé AMDEC. Les exemples communs sont: les fonctions, les modes de défaillance, les causes, les effets, les contrôles, et Actions. Les éléments AMDEC deviennent les titres de colonne du formulaire.

Fonction

Une fonction pourrait être le but d’un produit ou d’un procédé. Les fonctions AMDEC sont décrites dans la forme verbale.

Occurrence (Fréquence d’apparition)

L’occurrence est une évaluation de l’apparition d’une défaillance particulière (à l’utilisation, la fabrication ou à la conception d’un produit).

Nombre Prioritaire de Risque : NPR

 Le nombre prioritaire de risque est le produit de la Sévérité, de l’Occurrence, de la Détection. NPR = (S) * (O) * (D). Ce nombre est employé prioritairement sur des articles qui nécessité un niveau de qualité supérieur.

Sévérité (Gravité)

La sévérité (ou la gravité) est une évaluation de l’importance de l’effet de la défaillance potentielle sur le Client.

Caractéristiques spéciales du processus

Les caractéristiques spéciales du procédé sont des caractéristiques pour lesquelles les variations doivent être contrôlées par rapport à une valeur cible pour assurer une caractéristique spéciale du produit. Cette variation  est entretenue à sa valeur cible pendant la fabrication et l’assemblage.

Caractéristiques spéciales du produit

Les caractéristiques spéciales du produit sont des caractéristiques pour lesquelles une variation prévue pourrait considérablement concerner la sécurité d’un produit ou la conformité à des règlements ou des normes gouvernementales.

La méthode AMDEC : Principes généraux

AMDEC : Analyse des Modes de Défaillances, de leurs Effets et de leur Criticité ou, en anglais, FMECA/FMEA : Failure Mode Effects and Criticality Analysis.

L’AFNOR (Association Française de NORmalisation) définit l’AMDEC comme étant : Une méthode inductive qui permet de réaliser une analyse qualitative et quantitative de la fiabilité ou de la sécurité d’un système.

La méthode AMDEC est avant tout une méthode d’analyse de systèmes (systèmes au sens large composé d’éléments fonctionnels ou physiques, matériels, logiciels, humains …), statique, s’appuyant sur un raisonnement inductif (causes – conséquences), pour l’étude organisée des causes, des effets des défaillances et de leur criticité.

La méthode AMDEC consiste à examiner méthodiquement les défaillances potentielles des systèmes –analyse des modes de défaillances-, leurs causes et leurs conséquences sur le fonctionnement de l’ensemble -leurs effets-.

L’AMDEC est une technique d’analyse prévisionnelle, s’applique notamment au produit ou au processus, permettant d’estimer les risques d’apparition des défaillances et de leurs conséquences. Chaque défaillance est caractérisée par :

• La gravité (G) perçue par  » le client/consommateur « ,
• la fréquence d’apparition (F) et
• le risque de non-détection d’une défaillance (D).

On définit alors un « Niveau de Priorité de Risque » NPR

NPR = FxGxD

Après une hiérarchisation des défaillances potentielles, basée sur le NPR, des actions prioritaires sont déclenchées, réalisées et suivies.

Les types AMDEC et leur utilisation

Il existe plusieurs types AMDEC selon l’usage prévu :

AMDEC organisation

L’AMDEC organisation s’applique aux différents niveaux de processus principaux de l’entreprise : du premier niveau qui englobe les processus de gestion, d’information, de production, de gestion du personnel et le processus marketing, jusqu’au dernier niveau comme l’organisation d’une tâche de travail.

AMDEC produit ou projet

L’AMDEC produit ou projet est utilisée pour étudier en détail la phase de conception du produit ou d’un projet. Si le produit comprend plusieurs composants, on applique des AMDEC sur les composants.

AMDEC processus

L’AMDEC processus s’applique à des processus de fabrication.  Elle permet d’analyser et évaluer la criticité de toutes les défaillances potentielles d’un produit engendrées par son processus. Elle peut être utilisée pour les poste de travail.

AMDEC moyen

L’AMDEC moyen s’applique à des machines, outils, équipements et appareils de mesure, des logiciels et systèmes de transport interne.

AMDEC service

L’AMDEC service s’applique pour vérifier que la valeur ajoutée réalisée dans le service correspond aux attentes des clients et que le processus de réalisation de service n’engendre pas de défaillances.

AMDEC sécurité

L’AMDEC sécurité s’applique pour assurer la sécurité des opérateurs dans les procédés où existent des risques pour ceux-ci.

Étapes de mise en place de l’AMDEC

Avant d’entamer la mise en place proprement dite de l’AMDEC, il faut satisfaire certaines conditions préliminaires considérées comme essentielles pour la réussite d’une analyse AMDEC.

Conditions préliminaires

L’utilisation de l’AMDEC nécessite au préalable :

• La formation de tous les acteurs potentiels et de l’animateur de l’équipe.
• Formation de l’équipe à l’utilisation des outils de travail de groupe (Pareto, Ishikawa, etc.).
• Désignation d’un pilote pour les actions AMDEC, directement rattaché à la direction.
• Prévoir les moyens nécessaires : L’analyse AMDEC nécessite beaucoup de temps (8 à 40 heures, voir plus) pour chaque intervenant ou participant, et le double pour l’animateur.
• Disponibilité des membres de l’équipe.
• Rigueur pour le respect de la procédure de référence et suivi des actions correctives.

Les principales étapes de la mise en place de l’AMDEC

Les principales étapes de la mise en place d’une démarche AMDEC sont les suivantes :

1. Poser le problème : Définir clairement l’objectif à atteindre et le champ d’application.
2. Définir le demandeur et le décideur : Le demandeur peut être, par exemple, le client qui cherche à s’assurer que tous les risques sont identifiés. Le décideur, c’est le chef du projet qui accepte ou non les exigences du client et identifie le sujet, le délai et le budget alloué à l’étude.
3. Constituer l’équipe AMDEC : L’équipe doit être pluridisciplinaire et elle est composée de l’animateur, qui est le garant de la méthode AMDEC, et de représentants des différents fonctions concernées. Il est préférable que l’animateur ne soit pas le concepteur du processus (ou autre) objet de l’étude.
4. Analyse fonctionnelle : Le système est décomposé en sous systèmes, et ceux-ci en composants élémentaires. Pour chaque élément on détermine les fonctions principales (à quoi ça sert) et les fonctions contraintes (lois, règlements, normes, etc.).
5. Analyse qualitative des défaillances : Recensement des modes de défaillance, des causes qui sont à l’origine (Causes de défaillance) et de leur effet (Effet de défaillances).
6. Analyse quantitative des défaillances : Pour chaque mode de défaillance, évaluer la gravité, la fréquence d’apparition, le risque de non-détection et calculer le nombre prioritaire de risque (NPR).
7. Déterminer le NPR critique : Après l’hiérarchisation des modes de défaillance selon leur NPR, on détermine le NPR au-dessus duquel il faut déclencher des mesures correctives.
8. Plan d’action : Préparer un plan d’action (quoi, qui, comment, quand) pour supprimer les causes de défaillances. Les actions peuvent être d’ordre préventif ou correctif.
9. Application et suivi du plan d’action : Les responsables désignés sur le plan d’action sont chargés d’appliquer et suivre les mesures correctives (ou préventives) et d’enregistrer les résultats obtenues.
10. Vérification de l’efficacité des solutions : La mise en oeuvre des solutions est suivie d’une vérification de leur efficacité. Au cas où les solutions ne permettent pas d’atteindre les effets escomptés, il faut reprendre une nouvelle analyse et définir de nouvelles solutions.

Avantages et inconvénients de la méthode AMDEC

Avantages de la méthode AMDEC

La maîtrise des risques à l’aide de la méthode AMDEC permet de mener des actions préventives, c’est à dire de résoudre les problèmes avant que ceux-ci ne se présentent. Si cette méthode est suivie tout au long du cycle de vie du produit, la production en sera améliorée et débarrassée de problèmes majeurs.

Inconvénients de la méthode AMDEC

L’AMDEC nécessite une connaissance poussée de la question à étudier. En général, un brainstorming avec plusieurs personnes impliquées de la conception à la livraison du produit est nécessaire. Pour cela, il faut donc qu’une équipe puisse se mettre d’accord sur les modes de défaillance étudiés. Cette méthode est, de ce fait, lourde à mettre en place.

Les outils AMDEC

Tableau de cotation des modes de défaillance

NPR = GxFxD

Feuille d’analyse