Modèle d'optimisation de la maintenance : application au processus de conception d'un avion

par Bénédicte Lienhardt

Thèse de doctorat en Génie mécanique

Sous la direction de Christian Bès.

Soutenue en 2008

à Toulouse 3 .

mots clés

• Conception de systèmes avions
• Supportabilité des avions civils
• Performance
• Compromis
• Satisfaction des compagnies aériennes et modélisation
• Avions -- Conception et construction
• Optimisation des structures
• Entretien

Résumé

Cette thèse traite de la modélisation, en phase de conception, des performances de supportabilité des systèmes avions. La supportabilité est la capacité d'un produit, ainsi que de son système de soutien, à répondre aux besoins opérationnels des compagnies aériennes. L'objectif de ce travail de recherche est d'apporter un moyen d'aide à la décision aux intégrateurs des systèmes avions par rapport aux performances de supportabilité. Le modèle développé permet de prédire des critères quantitatifs de supportabilité permettant d'optimiser la conception des systèmes. Le but est de trouver des architectures de systèmes offrant le meilleur compromis entre les coûts d'exploitation d'un avion et sa disponibilité. Nous abordons les thèmes suivants : Le choix de critères pertinents de supportabilité permettant d'influencer la conception, pour obtenir de meilleures performances opérationnelles à un coût minimum pour la compagnie aérienne ; La sélection des paramètres d'entrée du modèle pour estimer les critères retenus ; La définition de modèles mathématiques afin d'explorer les relations de cause à effet entre les choix de conception et leurs impacts sur l'utilisation et la maintenance de l'avion une fois en service ; L'actualisation de la valeur des coûts pour les modèles présentés; La gestion des incertitudes des données d'entrées au moyen d'analyses globales de sensibilité.

Titre traduit

Maintenance optimization model : application to aircraft design

Résumé

This thesis deals with supportability performance modeling for aircraft systems during the design phase. Supportability is the ability of a product, along with its support system, to meet and sustain airlines' operational needs. The purpose of this research is to support decision-making by system integrators accommodating supportability performance objectives. The model we developed provides supportability performance criteria to optimize system design. The objective is to find system architectures offering the best compromise between operating costs and availability. We discuss the following subjects: Choosing supportability performance criteria to drive the design towards enhanced operational performance at minimal cost for the airline; Selecting the driving factors necessary to assess the selected criteria; Defining mathematical models to enable the exploration of the cause and effect relationships between design decisions and their impact on aircraft operation and maintenance; Introducing the notion of time-value of money and discounting in supportability models; Managing input uncertainty with global sensitivity analyses.