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Mai
2020
Riccardo Tommasi
Business developer
Webinar « Optimiser ses fréquences d’étalonnage avec la méthode de la dérive » : vos questions, nos réponses

Nous nous sommes engagés à répondre à chacune des questions posées lors du webinar#4 : « Optimiser ses fréquences d’étalonnage avec la méthode de la dérive », qui a eu lieu jeudi 30 Avril dernier à 10H30. Vous trouverez dans cet article l’ensemble des questions qui ont été posées via le chat et auxquelles nous n’avons pas pu répondre en live. Nous restons à votre disposition par mail pour toute autre précision ou pour obtenir le support de présentation. Découvrez aussi le module dédié sur le logiciel de métrologie Optimu et nos programmes de formation.

Optimiser ses fréquences d’étalonnage avec la méthode de la dérive

Questions/Réponses

 

Question : Cette méthode marche-t-elle pour un seul instrument de mesure ?

Réponse : La force de cette méthode est de s’appuyer sur des outils statistiques pour pouvoir, au regard de ce qui s’est passé au cours du temps, définir ce qui risque de se passer « au pire » à l’avenir. Cette force repose sur des outils statistiques, ce qui impose de disposer de plusieurs échantillons, donc plusieurs historiques, pour être utilisée. Il ne nous semble pas raisonnable, par exemple, de faire une extrapolation à partir de l’historique d’un seul instrument pour définir la périodicité car rien ne garantit que ce qui s’est passé va continuer à se passer de la même façon. En revanche, un nouvel instrument ne disposant que d’une seule valeur peut être optimisé par cette méthode s’il appartient à une famille (un périmètre) dont on a pu évaluer statistiquement l’usure maximale, c’est-à-dire « le pire » (au niveau de confiance choisi) qu’une entité de cette famille risque de subir.

 

Question : Une fois que l’étude de dérive est paramétrée dans Optimu, la mise à jour des périodicités est réalisée automatiquement après en prenant compte des étalonnages qui suivent ?

Réponse : Oui, bien sûr, la mise à jour de la périodicité, se fait en automatique une fois que l’étude est terminée et validée. Aux étalonnages suivants, il convient de relancer une étude intermédiaire : L’opérateur intervient alors pour lancer les calculs et vérifier la cohérence des résultats obtenus : Vérification des résultats individuels pour s’assurer qu’il n’y a pas d’erreur de saisie, mise au rebut d’instruments avec de trop petites périodicités calculées, etc. C’est tout l’avantage d’avoir un logiciel de gestion qui permet de centraliser toutes les données et d’exploiter ou de créer l’historique des résultats. Sur Excel par exemple, vous pourriez assez facilement faire les calculs mais vous devriez ensuite mettre à jour votre base de données, et peut-être « à la main » si vous n’arrivez pas à l’automatiser.

 

Question : Peut-on juste revenir sur la détermination de la pente alpha ?

Réponse : Il faut bien comprendre ce sujet, c’est important. Sur la base des instruments d’une même famille (c’est-à-dire qu’on peut « mélanger » entre-eux car, au fond, ils font le même « travail » dans les mêmes conditions), on peut évaluer l’usure individuelle de chaque élément (la pente de la droite des moindres carrés qui passent par les points d’étalonnage successifs). On obtient alors une collection d’usures individuelles (1 par instrument) à partir de laquelle on peut, soit observer un histogramme, soit en tirer une moyenne et un écart-type. Dans les deux cas, l’objectif est de définir, statistiquement, quelle est l’usure maximale qu’une telle famille risque de subir, soit par construction graphique, soit en utilisant la moyenne et l’écart-type des usures individuelles.

 

Question : Peut-on faire une étude et utiliser cette méthode sur un moyen de contrôle (par attribut) dit multi-côtes avec Optimu donc avec des critères d’usures différents sur plusieurs caractéristiques?

Réponse : En principe oui, mais il faut être très attentif à nommer les caractéristiques de façon homogène pour qu’on puisse ensuite les réunir dans les mêmes périmètres, calculer leurs facteurs d’usure maximale puis, pour chaque multi-côtes, définir la périodicité de chaque caractéristique et enfin rechercher la plus petite pour le même gabarit.

 

Question : Peut-on utiliser la dérive pour le mettre sur l’un des critères d’OPPERET ?

Réponse : Oui, bien sûr. Mais lorsqu’on peut calculer les dérives, il est peut-être préférable d’utiliser cette méthode plutôt qu’OPPERET car la périodicité trouvée pour chaque instrument est plus « robuste » qu’avec OPPERET. Mais attention une nouvelle fois, la dérive est un sujet délicat et cette méthode s’applique lorsque les incertitudes d’étalonnage sont plus petites que l’évolution et surtout pour des instruments de type calibre ou gabarits. La dérive des mesureurs est beaucoup plus compliquée à appréhender Cf : http://www.smart-metrology.com/blog/2013/03/la-derive-des-instruments-mesureur/)

 

Question : Etude de la dérive est utilisable et compatible avec OPPERET ?

Réponse : Oui, absolument. Dans la méthode de la dérive, on ne tient pas compte de critères qualitatifs (risque si le calibre est finalement hors tolérance, coût d’étalonnage, …). On peut alors mixer OPPERET et la méthode de la dérive en faisant un peu de mathématiques. La méthode OPPERET donne une position « tous critères pondérés » d’un instrument donné dans son périmètre. On peut faire le même calcul « de position » dans la distribution des périodicités trouvées, pour une famille d’instruments donnée, par la méthode de la dérive. On peut ensuite calculer une position moyenne, voire une position moyenne pondérée (en mettant des pondérations différentes pour la position donnée par OPPERET et celle donnée par la méthode) pour corriger par les aspects qualitatifs la périodicité définie par la méthode de la dérive …

 

Question : Est-il possible d’intégrer une notion de criticité de l’instrument dans la méthode de la dérive, c’est à dire limiter le risque pour une certaine catégorie d’instrument en mettant (part de vie par ex ?)

Réponse : Oui, en effet. On peut créer des familles différentes avec des facteurs d’usure calculés pour des niveaux de confiance différents, prendre des parts de vie plus petite ou plus grande suivant les cas ou encore mixer avec OPPERET qui prendrait alors en compte les considérations qualitatives, ce que ne fait effectivement pas la méthode de la dérive (Cf « Etude de la dérive est utilisable et compatible avec OPPERET »).

 

Question : Une famille ? cela vient à dissocier les tampons, des bagues ?

Réponse :  Une famille, ou un périmètre, est un ensemble d’instruments de même nature (de même désignation, voire désignation / type sur Optimu). On ne peut évidemment pas mélanger le comportement des bagues filetées et des tampons lisses. En revanche, il est « logique » de mélanger tous les tampons lisses dans une même famille et toutes les bagues filetées dans une autre famille. On détermine ensuite les facteurs d’usure maximale par famille. On peut aussi, parfois, être amené à faire des sous-familles dans une même famille initiale, à partir de l’analyse des résultats obtenus.

 

Question : Un mauvais choix des familles d’un même type d’instrument peut se voir sur l’histogramme. Par exemple si on regroupe des instruments de la famille production et de la famille laboratoire ?

Réponse : Oui, en effet. Dans ce cas, on augmente la dispersion de la famille, donc on diminue les périodicités individuelles. C’est dans ce cas-là que des analyses complémentaires permettent parfois de définir des sous-familles pertinentes (Cf. Question ci-dessus « Une famille ? cela vient à dissocier les tampons, des bagues ? ») et donc d’optimiser encore mieux les instruments concernés.

 

Question : Quelle doit être la forme idéale de l’histogramme ? de type gaussien ?

Réponse : En principe, les distributions devraient être gaussiennes car on respecte souvent les conditions du théorème central limite en ce domaine. Lorsqu’elles ne le sont pas, il faut voir si la non-normalité signale des sous-familles potentielles, sous-familles qui subiraient des comportements différents entre-elles (Cf « Un mauvais choix des familles d’un même type d’instrument peut se voir sur l’histogramme. Par exemple sur on regroupe des instruments de la famille production et de la famille laboratoire ? »). Mais lorsque la distribution n’est pas gaussienne, rien n’empêche de rechercher le facteur d’usure maximale par une méthode graphique.

 

Question : Bonjour, si la distribution n’est pas tout à fait normale, gaussienne, l’étude est-elle quand même fiable ?

Réponse : Oui, sans problème. En revanche, il faut rechercher le facteur d’usure maximale de façon graphique à partir de l’histogramme des facteurs d’usure individuels.

 

Question : Concernant les historiques des étalonnages à prendre en compte, combien en faut-il : deux ou trois ?

Réponse : Il faut bien comprendre que moins on a d’informations sur l’évolution des instruments, plus la dispersion apparente des facteurs d’usure sera importante, donc plus la périodicité optimisée sera petite devant celle qu’on aurait pu trouver avec plus d’informations. De ce fait, lorsqu’on ne dispose que de deux étalonnages antérieurs, on trouvera statistiquement des périodicités plus petites qui si nous en avions 3, 4 ou plus.

 

Question : Est-ce que les cales céramiques ou acier peuvent être considérées comme calibre ?

Réponse : Oui, la méthode est applicable pour tous les instruments dont l’incertitude d’étalonnage permet de voir la dérive. Les cales étalons, les piges, les masses étalons, les bagues lisses, sont autant de type d’instruments pour lesquels la méthode peut s’appliquer. Il est parfois nécessaire de faire quelques adaptations, les masses de 1 mg n’évoluant probablement pas comme les masses de 10 kg … Pour les coffrets de cales, on a l’habitude de définir le facteur d’usure par coffret, en partant du principe que le coffret est utilisé dans un contexte donné.

 

Question : Comment appliquer la méthode des dérives lorsqu’on ne dispose pas d’historique sur l’étalonnage d’un équipement ?

Réponse : On n’a pas d’autres choix que s’en construire un ! La bonne idée serait dans ce cas et pour des parcs importants, de définir un sous-lot d’un périmètre, sous-lot regroupant les instruments réputés les plus critiques du périmètre (les instruments les plus utilisés ou les instruments les plus proches de leur limite d’usure) puis de suivre ce sous-lot jusqu’à être en mesure de calculer un facteur d’usure maximale applicable ensuite à tout le périmètre. On peut aussi étalonner tout le périmètre au moins deux fois avant d’optimiser.

 

Question : Peut-on déroger de façon à prolonger la date d’étalonnage ?

Réponse : Evidemment ! La situation est tellement exceptionnelle que tout le monde peut comprendre qu’elle génère des situations compliquées et que les routines se trouvent perturbées. Mais il faut bien sûr être en mesure de justifier ces dérogations, que ce soit temporaire ou permanent. Et c’est sur ce point où, chez Deltamu, nous trouvons que cette période offre une belle opportunité, pour les métrologues, de réviser en profondeur leur pratique. Justifier dans l’urgence des dérogations pour repousser la prochaine date d’étalonnage est chronophage, et ne présente qu’une solution temporaire, sans gain pour l’entreprise. Chez Deltamu, nous sommes persuadés que le métrologue doit employer ce temps pour, comme le recommande la norme ISO 9001, proposer un « programme revu et adapté » concernant les étalonnages et vérifications. Cette révision en profondeur des pratiques présente une réelle plus-value pour l’entreprise et constitue une solution pérenne et pas simplement à court terme.

 

Question : J’ai un exemple concret que j’ai réalisé sur des machines de fatigues et traction ; l’analyse de leur dérive (en réalité la justesse) sur les étalonnages depuis 2008, pour ainsi déroger de quelques mois notamment du fait du confinement, qu’en pensez-vous ?

Réponse : Nous ne sommes pas convaincus que la méthode de la dérive soit adaptée aux instruments « mesureurs », l’évolution de la justesse d’un tel instrument reste compliquée à modéliser. Nous avons d’ailleurs proposé une conférence sur ce thème au dernier Congrès International de la Métrologie (Cf : https://fr.slideshare.net/JMP63/evaluate-and-quantify-the-drift-of-a-measuring). Pour nous, la méthode du poids de l’instrument dans l’incertitude est peut-être plus adaptée à votre cas, OPPERET peut aussi vous apporter une solution. Dans tous les cas, et s’il s’agissait d’une dérogation temporaire, il est probable que les auditeurs pourront comprendre vos arguments compte tenu de l’exceptionnalité de la situation.

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