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Optimisation de la maintenance de roues de turbines hydroélectriques soumises à une dégradation par cavitation

Amir Moukhli

Masters thesis (2011)

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Cite this document: Moukhli, A. (2011). Optimisation de la maintenance de roues de turbines hydroélectriques soumises à une dégradation par cavitation (Masters thesis, École Polytechnique de Montréal). Retrieved from https://publications.polymtl.ca/541/
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Abstract

RÉSUMÉ Cette étude vise à élaborer une stratégie optimale de remplacement, basée sur la réparation minimale des turbines hydroélectriques sujettes à une dégradation stochastique continue cumulative causée par l’érosion de cavitation. Les données de la dégradation obtenues par une prise de mesures durant les inspections périodiques seront utilisées comme une application sur le modèle proposé. Ce qui est recherché est le temps optimal pour procéder au remplacement de l’équipement, à la suite d’une série de réparations minimales effectuées dès que le niveau de détérioration dépasse un seuil de défaillance fixé. Ce qui permettra de garantir non seulement des dépenses minimales, mais aussi une utilisation optimale des ressources. La modélisation de la dégradation cumulative est formulée, par un modèle stochastique, en fonction du seuil de dégradation par la méthode des moindres carrés. Le modèle de fiabilité lié à cette formulation présente le gros désavantage d’être associé à un taux de défaillance instantané, non monotone. Pour contrer le désavantage du modèle initial, une approximation numérique par un modèle de Weibull à trois paramètres est alors avancée. Le nouveau modèle est validé par l’estimateur non paramétrique de Kaplan-Meier et par la méthode du maximum de vraisemblance. La stratégie de remplacement basée sur la réparation minimale est formulée à partir du modèle de fiabilité de Weibull à trois paramètres; le temps optimal associé au coût total minimal par unité de temps est formulé et identifié. L’analyse de sensibilité a démontré que la stratégie de maintenance proposée reste sensible et plausible, en cas de variation du seuil de défaillance, des coûts de remplacement ou des coûts de réparation.---------- ABSTRACT This study aims to develop an optimal strategy of replacement based on the minimum repair of hydroelectric turbines subject to a continuous stochastic damage caused by cavitation erosion. The cumulative degradation data obtained from periodic inspections will be used as an application of the proposed model. We will be looking for the optimal time for replacement of equipment following a series of repairs made as soon as the minimum level of damage exceeded a set failure threshold. This will ensure minimal costs and the optimal use of resources. Cumulative degradation is formulated by a stochastic model based on the threshold of degradation by the method of least squares. The reliability of this model has the great disadvantage of being associated with a non monotonous instantaneous failure rate. To counter the disadvantage of the original model, a numerical approximation by a Weibull model with three parameters is then advanced. The new model is validated by the nonparametric Kaplan-Meier and the method of maximum likelihood. Replacement strategy based on minimal repair is based on the model of reliability of the three-parameter Weibull; the optimal time associated with the lowest total cost over time is formulated and identified. The sensitivity analysis showed that the proposed maintenance strategy is sensitive and credible in the case of variation of the threshold of failure, replacement costs, or repair costs.

Open Access document in PolyPublie
Department: Département de mathématiques et de génie industriel
Dissertation/thesis director: Mohamed-Salah Ouali
Date Deposited: 16 Aug 2011 15:53
Last Modified: 27 Jun 2019 16:49
PolyPublie URL: https://publications.polymtl.ca/541/

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