L'intégration des stratégies de maintenance à la gestion des opérations des systèmes manufacturiers

Abstract

This master deals with the integration of the strategies of maintenance and the management operations in manufacturing systems. These manufacturing systems are affected by degradation phenomena throughout their lifetime. These phenomena are responsible for random breakdowns and reduce the ability of systems to ensure their function. Therefore, the development of appropriate maintenance policies for maximizing the system availability at minimum cost is required.

The production system in this work is constituted of one machine producing one part type. This system is subject to random breakdowns and repairs. We study first the corrective maintenance using a homogeneous Markov process with lockout/tagout. In a second study, we extend this initial model by integrating preventive maintenance activities and the age factor of the machine to take into account the degradation phenomena. This gives a non-homogeneous Markov process which is closer to industrial reality.

The study aims to develop an optimal strategy planning of the production in order to minimize the production cost while taking into account the security aspect through lockout/tagout during preventive maintenance and repair activities of the machine.

In the literature, studies dealing with the integration of the lockout/tagout and the management operations are almost nonexistent. But according to the CSST, many serious or fatal accidents are due to lockout/tagout procedures absent among others.

In this master, we consider the lockout/tagout as a mode of the machine in order to eliminate the risk of premature start during operations on the machine. The parameters of control are given according to the inventory. We use a model based on Markov chain. The use of numerical methods based on the Kushner approach to solve the optimality conditions or Hamilton Jacobi Bellman equations permit us to obtain the control policy desired.

The master presented thus, demonstrates the possibility to integrate production activities, maintenance and lockout/tagout, all while meeting productivity goals. Therefore, we will build production policies at an optimal cost in a safe space.

Alternate abstract:

Ce travail traite de Pintegration des strategies de maintenance a la gestion des operations des systemes manufacturiers. Ces systemes manufacturiers sont affectes par des phenomenes de degradation tout au long de leur duree de vie. Ces phenomenes sont responsables des defaillances aleatoires et reduisent l'aptitude des systemes a assurer leur fonction. Des lors, la mise au point de politiques de maintenance appropriees permettant de maximiser la disponibilite des systemes a un cout minimum est necessaire. Le systeme de production considere dans ce travail est constitue d'une machine produisant un seul type de produit. Ce systeme est sujet a des pannes et des reparations aleatoires. Nous allons traiter de la maintenance corrective avec cadenassage dans un processus Markovien dans une premiere etude. Dans une seconde etude, nous allons elargir ce premier modele par 1'integration de la maintenance preventive et du facteur age de la machine pour tenir en consideration les phenomenes de degradation. On obtient ainsi un processus Markovien non homogene qui se rapproche mieux de la realite industrielle. L'etude vise a developper une strategic optimale de planification de la production dans le but de minimiser les couts de production tout en tenant compte de 1'aspect securite par le biais du cadenassage durant les etapes de maintenance preventive et de reparation de la machine. Dans la litterature, des etudes qui traitent de l'integration du cadenassage et de la gestion de production sont presque inexistantes. Or selon la CSST, beaucoup d'accidents graves ou mortels s'expliquent par des procedures de cadenassage absentes, entre autres. Ce faisant, nous allons dans ce memoire considerer le cadenassage comme un etat a part entiere de la machine dans un souci d'eliminer les risques de demarrage premature lors des interventions sur la machine. Les parametres de controle dependent du niveau de l'inventaire. Nous allons modeliser par les chaines de Markov. Le recours aux methodes numeriques basees sur l'approche de Kushner pour resoudre les equations de type Hamilton Jacobi Bellman nous permet d'obtenir la loi de commande recherchee pour le probleme d'optimisation. Le memoire, ainsi presente, montre la possibilite d'integrer les activites de production, de maintenance et de cadenassage tout en respectant les objectifs de productivite. De ce fait, nous allons proposer une politique de production a un cout optimal dans un espace securitaire.