FR2931265A1

FR2931265A1 - Procede et dispositif pour l'aide a la maintenance d'un systeme

Info

Publication number: FR2931265A1
Application number: FR0802591A
Authority: FR
Inventors: Francois Fournier; Christian Sannino; Carine Bailly
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2008-05-13
Filing date: 2008-05-13
Publication date: 2009-11-20
Anticipated expiration: 2028-05-13
Also published as: US20090306838A1; FR2931265B1; US8219276B2

Abstract

L'invention concerne un procédé d'aide à la maintenance d'un système, ledit système comprenant un ensemble d'éléments, lesdits éléments étant reliés en réseau, ledit système étant accompagné d'indications définissant des sous-ensembles d'éléments Ei, chaque sous-ensemble d'éléments Ei étant associé à une probabilité de défaillance Pi, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :▪ le calcul d'une première valeur Ti pour chaque sous ensemble d'éléments Ei, ladite première valeur Ti étant une estimation du temps de maintenance liée à la réparation dudit sous ensemble d'éléments Ei,▪ le calcul d'une deuxième valeur Fi pour chaque sous ensemble d'éléments Ei, ladite deuxième valeur Fi étant une représentation d'un compromis entre l'estimation du temps de maintenance Ti liée à la réparation dudit sous ensemble d'éléments Ei et la probabilité de défaillance Pi dudit sous-ensembles d'éléments Ei,▪ le trie des ensembles d'équipements désignés Ei par ordre de deuxième valeur Fi décroissante.

Description

Procédé et dispositif pour l'aide à la maintenance d'un système L'invention concerne la maintenance d'un ensemble d'équipements, tel que l'ensemble des équipements de l'avionique, situé cabine ou du côté des passagers d'un aéronef civil ou militaire qui remplissent par exemple les diverses fonctions nécessaires à l'accomplissement d'un vol. Ces équipements communiquent entre eux et avec l'environnement par un réseau physique. Ce réseau de communication associé à un ensemble d'équipements est connu sous le nom de ADCN, tiré de l'expression anglo-saxonne "Airborne Data Communication Network".

La localisation de panne est basée sur un diagnostic fiable de tout ou partie de cet ensemble d'équipements. Un tel diagnostic doit prendre en compte la topologie de cet ensemble et ses évolutions. Le diagnostic doit aussi prendre en compte les interactions entre systèmes différents et en particulier la nature des composants physiques de I'ADCN (discret, ARINC 429, multiplexé, sans fil, etc.). Dans le cadre d'une suite avionique, ce système de maintenance peut être soit le système de maintenance centralisée type CFDIU (Central Fault Display Interface unit) ou CMF (Central Maintenance Function), soit un BITE (Built ln Test) niveau système, ressource ou même applicatif, soit un système indépendant du système à maintenir, par exemple, un système de maintenance au sol pour maintenir un avion. La plupart des systèmes de maintenance actuel comporte une fonction de localisation de panne. Une telle fonction permet, à partir de message de panne émis, de désigner un ou plusieurs ensemble d'éléments du système comme étant potentiellernent en panne. Si plusieurs ensembles d'éléments sont désignés, ils sont alors ordonnés par ordre de probabilité de défaillance décroissante. Un tel système a pour inconvénient de ne pas tenir compte des contraintes opérationnelles des opérateurs de maintenance. Pour résoudre ce problème, le procédé décrit dans la demande de brevet US2004/0034456 permet de multiplier cette probabilité d'occurrence de panne au coût de maintenance associé à la réparation des éléments considérés. Ce système a l'inconvénient de dépendre du modèle économique de la compagnie aérienne et donc n'est pas intrinsèque à l'utilisation de l'avion. Ce procédé n'adresse pas la problématique de 2931265 :2 l'opérateur qui est réparer l'ensemble d'éléments dans un temps le plus court possible . En particulier, l'objectif d'un opérateur de maintenance est de minimiser le temps lié à cette remise en service et la maintenance en 5 général. Les indications fournies par ce procédé peuvent conduire un opérateur de maintenance à privilégier une réparation d'un équipement coûteuse en temps mais peut onéreuse au profit d'une réparation d'un autre équipement qui coûte plus chère à la compagnie aérienne mais dont la mise en oeuvre est beaucoup rapide. 10 A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'aide à la maintenance d'un système, ledit système comprenant un ensemble d'éléments, lesdits éléments étant reliés en réseau, ledit système étant accompagné d'indications définissant des sous-ensembles d'éléments E;, chaque sous-ensemble d'éléments E; étant associé à une probabilité de 15 défaillance P;, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : • le calcul d'une première valeur Ti pour chaque sous ensemble d'éléments E;, ladite première valeur Ti étant une estimation du temps de maintenance liée à la réparation 20 dudit sous ensemble d'éléments E;, ^ le calcul d'une deuxième valeur F; pour chaque sous ensemble d'éléments E;, ladite deuxième valeur F; étant une représentation d'un compromis entre l'estimation du temps de maintenance Ti liée à la réparation dudit sous 25 ensemble d'éléments E; et la probabilité de défaillance P; dudit sous-ensembles d'éléments E;, ^ le trie des ensembles d'équipements désignés E; par ordre de deuxième valeur IF; décroissante. L'invention a pour avantage de réaliser un lien entre les fonctions 30 de localisation de panne selon l'art connu et les objectifs d'un opérateur de maintenance. En effet, l'opérateur de maintenance a la charge de remettre en service les équipements d'un avion, mais son objectif est de minimiser le temps lié à cette remise en service et à la maintenance en général. Le procédé d'aide à la maintenance selon l'invention prend en compte à la fois la probabilité de défaillance des différents éléments du système et le temps lié à la réparation de ces éléments. Le procédé selon l'invention permet à un opérateur de maintenance de privilégier la réparation des éléments présentant le meilleur rapport entre leur probabilité de défaillance et leur temps de réparation.

Selon une caractéristique de l'invention, le calcul de la première valeur Ti d'un sous-ensemble d'éléments E;, comprend le calcul d'un temps de réparation TR; du sous-ensemble d'éléments E;, ledit temps de réparation TR; étant défini comme la somme d'un temps de démontage, d'un temps de diagnostic local, d'un temps de réparation et d'un temps de remise en service. Selon une caractéristique de l'invention, le calcul de la première valeur Ti d'un sous-ensemble d'éléments E;, comprend, en outre, le calcul d'un temps global de réparation TGR;, ledit temps global de réparation TGR; étant défini comme la somme d'un temps de diagnostic du personnel de maintenance, d'un temps de logistique, du temps de réparation TR; et d'un temps de rapport au personnel navigant. Selon une caractéristique de l'invention, le calcul de la première valeur Ti d'un sous-ensemble d'éléments E;, comprend, en outre, le calcul d'un temps d'indisponibilité de l'avion, ledit temps d'indisponibilité de l'avion étant défini comme la somme d'un temps de constat du personnel navigant conduisant à l'intervention du personnel de maintenance, du temps global de réparation TGR;, d'un temps d'obtention d'une autorisation de départ, d'un temps de débarquement/embarquement des passagers, d'un temps de mise à disposition d'un nouvel avion et d'un temps d'hébergement des passagers avant la mise à dispo du nouvel avion. Selon une caractéristique de l'invention, la deuxième valeur F; correspondant à un sous-ensemble d'éléments E; est un ratio entre la probabilité de défaillance du sous-ensemble d'éléments E; et la première valeur Ti calculée pour le sous-ensemble d'éléments E;.

Selon une caractéristique cle l'invention, l'étape de trie ordonne les ensembles d'équipements désignés E; présentant une valeur F; identique par ordre de première valeur Ti croissante. L'invention a aussi pour objet un dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'invention.

L'invention a aussi pour objet un système de maintenance comprenant le dispositif selon l'invention. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée faite à titre d'exemple non 5 limitatif et à l'aide des figures parmi lesquelles : La figure 1 représente un organigramme décrivant un exemple d'application du procédé selon l'invention. La figure 2 représente un exemple de mise en oeuvre du dispositif selon l'invention dans un système de maintenance. 10 L'invention concerne un procédé d'aide à la maintenance d'un système, ledit système comprenant un ensemble d'éléments. Les éléments sont reliés en réseau. Le système est accompagné d'indications définissant des sous-ensembles d'éléments E; ,chaque sous-ensemble d'éléments étant associé à une probabilité de défaillance P;. Les éléments sont des 15 équipements (type LRU dont switch) ou liens physiques en pannes. Un LRU (acronyme de l'expression anglo-saxonne Line Replaceable Unit) est soit un équipement au sens large soit un lien physique (câble). Mais on peut aussi considérer tout ensemble d'équipements, tout ensemble de cartes d'un équipement, tout ensemble de blocs fonctionnels d'une carte ou tout 20 ensemble de composants d'un bloc fonctionnel La figure 1 représente un organigramme décrivant un exemple d'application du procédé selon l'invention. Le procédé selon l'invention comporte les étapes suivantes : La première étape du procédé est le calcul 11 d'une première 25 valeur Ti pour chaque sous-ensemble d'éléments E. La première valeur Ti est une estimation du temps de maintenance lié à la réparation dudit sous-ensemble d'éléments E;. On suppose dans l'exemple qu'un dispositif de localisation de panne, par exemple, a établi un diagnostic sous la forme de trois ensembles d'éléments El, E2 et E3 comme étant potentiellement en 30 panne. Les trois ensembles d'éléments sont définis comme suit : El comprend un élément AI E2 comprend des éléments A2 et A3 E3 comprend des éléments A4 et A5 et A6 où AI, A2, A3, A4, A5 et A6 sont des LRUs ou des parties de LRUs. 35 On interprète ce diagnostic de la manière suivante : la panne se situe donc soit en AI, soit simultanément sur A2 et A3, soit simultanément sur A4, A5 et A6. En utilisant une notation mathématique, le diagnostic est D= Al+ A2.A3+ A4.A5.A6 ( + signifie ou et . signifie et ) De plus, le dispositif de diagnostic ordonne cette liste des éléments les plus probablement en pannes aux éléments les moins probablement en pannes . Pour cela, il associe à chaque LRU sa probabilité d'occurrence de panne (ou de défaillance) P(A;). Dans l'exemple ci-dessus, si P(A1)>P(A4.A5.A6)>P(A2.A3), alors le résultat du diagnostic est : • A~ A4 et A5 et A6 • A2 et A3 Selon une caractéristique de l'invention, le calcul 11 de la première valeur Ti d'un sous-ensemble d'éléments E;, comprend le calcul d'un temps de réparation TR; du sous-ensemble d'éléments E;, ledit temps de réparation TR; étant défini comme la somme d'un temps de démontage, d'un temps de diagnostic local, d'un temps de réparation et d'un temps de remise en service. Dans l'exemple, on calcule : T~ = temps_de_démontage (AI) + temps_de_diagnostic_local(AI) + temps_de_réparation(AI) + temps_de_remise_en_service(AI). T2 = temps_de_démontage (A2.A3) + temps_de_diagnostic_local(A2.A3) + temps_de_réparation(A2.A3) + temps_de_remise_en_service(A2.A3). T3 = temps_de_démontage (A4.A5.A6) + 25 temps_de_diagnostic_local(A4.A5.A6) + temps_de_réparation(A4.A5.A6) + temps_de_remise_en_service(A4.A5.A6). Pour les ensembles E2 et E3 qui regroupent plusieurs équipement simultanément en panne, il est nécessaire de définir plus précisément les notions de temps de démontage, de temps de diagnostic local, de temps de 30 réparation et de temps de remise en service. Nous définissons les règles suivantes dans le cadre de l'exemple. D'autres règles peuvent être utilisées pour estimer ces différents temps. Les temps de démontage des éléments se cumulent traduisant le fait que les éléments sont démontés les uns après les autres. Ainsi le temps 35 de démontage d'un ensemble d'éléments est égal à la somme du temps de démontage de chacun de ces éléments, par exemple : temps_de_démontage (A2.A3) temps_de_démontage (A2) + temps_de_démontage (A3) II en va de même pour les temps de réparation et les temps de 5 diagnostic local, par exemple : temps_de_réparation (A2.A3) = temps_de_ réparation (A2) + temps_de_ réparation (A3) Le temps de remise en service des éléments ne se cumulent pas traduisant le fait que les éléments peuvent être remis en service en parallèle. Le temps de remise en service d'un ensemble d'éléments est alors égale au 10 temps maximal de remise en service de ces éléments, par exemple : temps_de_remise_en_service(A2.A3)=max(temps_de_remise_en_service(A2) temps_de_remise_en_service(A3)) Par exemple, un simple changement de calculateur peut prendre de vingt minutes à plusieurs heures et le remplacement d'une sonde peut 15 être de plusieurs jours. La deuxième étape du procédé est le calcul 12 d'une deuxième valeur F; pour chaque sous-ensemble d'éléments E. La deuxième valeur F; est une représentation d'un compromis entre l'estimation du temps de maintenance Ti lié à la réparation dudit sous-ensemble d'éléments E; et la 20 probabilité de défaillance P; dudit sous-ensembles d'éléments E. Selon une caractéristique de l'invention, la deuxième valeur F; correspondant à un sous-ensemble d'éléments E; est un ratio entre la probabilité de défaillance du sous-ensemble d'éléments E; et la première valeur Ti calculée pour le sous-ensemble d'éléments E. 25 Dans l'exemple, on calcule : F~ = P(A1)/T1 F2 = P(A2.A3)/T2 F3 = P(A4.A5.A6)/T3

30 Pour calculer la probabilité de défaillance d'un équipement A, par exemple, on prend : P(A) = T / MTBF avec T étant son temps d'exposition : 3 heures le temps du vol par exemple (le temps d'exposition correspond au temps entre le dernier moment où un mécanisme de détection d'anomalie n'a rien détecté et l'instant où il a détecté une anomalie et envoyé un message de panne), et MTBF (acronyme de l'expression anglo-saxonne Mean Time Between Failure) MTBF = 50000 h par exemple. La troisième étape du procédé est le trie 13 des ensembles d'équipements désignés Ei par ordre de valeur Fi décroissante. Dans notre 5 exemple, on suppose que FI > F3 > F2.

Selon une caractéristique de l'invention, le calcul 11 de la première valeur T; d'un sous-ensemble d'éléments E;, comprend, en outre, le calcul d'un temps global de réparation TGR;, ledit temps global de réparation 10 TGR; étant défini comme la somme d'un temps de diagnostic du personnel de maintenance, d'un temps de logistique (documents, équipements, moyens), du temps de réparation TR; et d'un temps de rapport au personnel navigant. Selon une caractéristique de l'invention, le calcul 11 de la 15 première valeur Ti d'un sous-ensemble d'éléments E;, comprend, en outre, le calcul d'un temps d'indisponibilité de l'avion, ledit temps d'indisponibilité de l'avion étant défini comme la somme d'un temps de constat du personnel navigant conduisant à l'intervention du personnel de maintenance, du temps global de réparation TGR;, d'un ternps d'obtention d'une autorisation de 20 départ, d'un temps de débarquement/embarquement des passagers, d'un temps de mise à disposition d'un nouvel avion et d'un temps d'hébergement des passagers avant la mise à disposition du nouvel avion. Selon une caractéristique de l'invention, l'étape de trie 13 ordonne les ensembles d'équipements désignés E; présentant des valeurs F; 25 identiques par ordre de première valeur Ti croissante. Ainsi si deux ensembles d'équipements désignés E; présentant des valeurs F; identiques, on préférera réparer en premier celui des deux présentant le temps de réparation le plus faible. La figure 2 représente un exemple de mise en oeuvre du dispositif 30 selon l'invention dans un système de maintenance. Le système de maintenance comprend : une fonction de surveillance et d'alarme 21 permettant de détecter un dysfonctionnement ayant un impact sur la sécurité de l'aéronef appelée Flight Warning dans la terminologie 35 anglo-saxonne ; 2931265 B une fonction de surveillance 22 pour diagnostiquer les pannes et les mémoriser, connue sous le nom de fonction BITE, tirée de l'abréviation de l'expression anglo-saxonne "Built ln Test Equipment". Cette fonction surveille par exemple : les franchissements de norme par les paramètres surveillés, les résultats des tests, le diagnostic de panne lorsqu'il existe ainsi que les messages de panne émis. Les messages de panne des fonctions BITE des équipements surveillés d'un aéronef sont adressés, par une liaison de transmission de données avion, à un équipement centralisateur placé à bord de l'aéronef afin de rassembler les différents messages de panne émis. un calculateur central 23 spécialisé connu sous différentes appellations telles que CMC de l'expression anglo-saxonne "Central Maintenance Computer" ou encore CFDIU de l'expression anglo-saxonne "Centralised Fault Display interface Unit" permettant de traiter les messages de panne provenant des fonctions BITE des différents équipements Ce calculateur central 23 de maintenance est accessible de l'équipage par une interface à clavier et écran qui peut être celle connue sous l'abréviation MCDU 24 tirée de l'expression anglo-saxonne de "Multipurpose Control Display Unit". Le dispositif selon l'invention peut être intégré par exemple au calculateur central 23 de maintenance. Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre soit dans le système de maintenance centralisée CFDIU (Central Fault Display Interface unit) ou CMF (Central Maintenance Function), soit dans un BITE (Built ln Test) niveau système, ressource ou même applicatif, soit dans un système indépendant du système à maintenir (par exemple un système de maintenance au sol pour maintenir un avion).

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé d'aide à la maintenance d'un système, ledit procédé étant mis en oeuvre par un calculateur de maintenance, ledit système comprenant un ensemble d'éléments reliés en réseau, lesdits éléments étant des équipements ou des liens physiques, ledit système étant accompagné d'indications définissant des sous-ensembles d'éléments E;, chaque sous-ensemble d'éléments E; étant associé à une probabilité de défaillance P;, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : ^ le calcul (11) d'une première valeur Ti pour chaque sous-ensemble d'éléments E;, ladite première valeur T; étant une estimation du 1 o temps de maintenance liée à la réparation dudit sous-ensemble d'éléments E;, ^ le calcul (12) d'une deuxième valeur F; pour chaque sous-ensemble d'éléments E;, ladite deuxième valeur F; étant une représentation d'un compromis entre l'estimation du temps de maintenance Ti liée à 15 la réparation dudit sous-ensemble d'éléments E; et la probabilité de défaillance P; dudit sous-ensembles d'éléments E;, ^ le trie (13) des ensembles d'équipements désignés E; par ordre de deuxième valeur F; décroissante. 20
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le calcul (11) de la première valeur Ti d'un sous-ensemble d'éléments E;, comprend le calcul d'un temps de réparation TR; du sous-ensemble d'éléments E;, ledit temps de réparation TR; étant défini comme la somme d'un temps de démontage, d'un temps de diagnostic local, d'un temps de 25 réparation et d'un temps de remise en service.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit procédé est utilisé pour la maintenance d'un avion, et en ce que le calcul (11) de la première valeur Ti d'un sous-ensemble d'éléments E;, comprend, en 30 outre, le calcul d'un temps global de réparation TGR;, ledit temps global de réparation TGR; étant défini comme la somme d'un temps de diagnostic du personnel de maintenance, d'un temps de logistique, du temps de réparation TR; et d'un temps de rapport à un personnel navigant dudit avion.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le calcul (11) de la première valeur Ti d'un sous-ensemble d'éléments E;, comprend, en outre, le calcul d'un temps d'indisponibilité de l'avion, ledit temps d'indisponibilité de l'avion étant défini comme la somme d'un temps de constat du personnel navigant conduisant à l'intervention du personnel de maintenance, du temps global de réparation TGR;, d'un temps d'obtention d'une autorisation de départ, d'un temps de débarquement/embarquement des passagers, d'un temps de mise à disposition d'un nouvel avion et d'un temps d'hébergement des passagers avant la mise à disposition du nouvel avion.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième valeur F; correspondant à un sous-ensemble d'éléments E; est un ratio entre la probabilité de défaillance du sous-ensemble d'éléments E; et la première valeur Ti calculée pour le sous-ensemble d'éléments E.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de trie (13) ordonne les ensembles d'équipements désignés E; présentant des valeurs F; identiques par ordre de première valeur Ti croissante.
7. Dispositif d'aide à la maintenance d'un système comprenant un ensemble d'éléments reliés en réseau, lesdits éléments étant des équipements ou des liens physiques, caractérisé en ce que ledit dispositif met en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 6.
8. Système de maintenance d'un ensemble d'éléments reliés en réseau, lesdits éléments étant des équipements ou des liens physiques, 30 comprenant : ^ un calculateur de maintenance (23) permettant de traiter des messages de panne provenant des équipements, caractérisé en ce que le calculateur de maintenance (23) comprend le dispositif selon la revendication 7.