Conception et développement d’un outil automatisé basé sur la stratégie de maintenance prévisionnelle des équipements miniers

Les concepts de fiabilité, de maintenabilité, de disponibilité et de sécurité sont des paramètres clés dans l’industrie minière en raison de la complexité de l’environnement et de la gestion des coûts liés au bon fonctionnement des équipements miniers. La compréhension de ces concepts est essentielle lorsqu’il s’agit d’analyser l’état d’un équipement minier et de prédire la maintenance adéquate. La recherche de stratégies appropriées pour améliorer les performances globales des maintenances vise à contrôler les défaillances et à définir les actions menant au renforcement de la fiabilité. Toutefois, le manque de renseignements lors du suivi des maintenances en temps réel ajouté à la complexité de recherche d’informations dans la base de données mènent parfois à des problématiques liées à la gestion des maintenances pour les équipements miniers et leurs composants. Par l’entremise du partenaire industriel, le sujet de recherche propose la conception et le développement d’un procédé qui génère des statistiques de fiabilité et de maintenance pour les équipements miniers dans le but d’anticiper les maintenances prévisionnelles et de déceler des anomalies dans les interventions. La conception du nouvel outil de calcul automatisé est réalisée en exploitant les modèles mathématiques des processus stochastiques tels que le processus de renouvellement (RP), le processus de Poisson homogène (HPP) et le processus de Poisson non homogène (NHPP). Cette thèse considère aussi des approches moins conventionnelles comme le processus de branchement de Poisson (BPP) ainsi que l’approche de Bayes avec un modèle a priori de type non informatif pour un échantillon de très faible taille. Au-delà des aspects théoriques des processus recensés dans la revue de la littérature, la conception de l’outil est transposable dans un contexte unique réel. En employant, entre autres, le langage de programmation VBA, un outil est mis en place pour déterminer les paramètres associés aux processus stochastiques, les lois de probabilité ajustées aux données observées, la durée de vie moyenne et l’estimation de la fiabilité des composants présents sur les équipements du site minier. La stratégie de maintenance prévisionnelle proposée aide à prendre de meilleures décisions lors des interventions. Les méthodologies développées peuvent de leur côté être utilisées lors de l’évaluation de la fiabilité et l’optimisation de la maintenance de tous les équipements miniers ayant des temps de bon fonctionnement. Pour mettre en évidence la pertinence de l’approche développée, des analyses de défaillances et de fiabilité des sous-systèmes provenant des flottes de boulonneuses, boulonneuses à plateforme et foreuses long trou ont été réalisées à partir des données d’interventions et des temps de bon fonctionnement du partenaire industriel. L’étude tient compte du système de maintenance existant et de l’historique des équipements critiques. La dernière contribution considère l’optimisation du temps de remplacement préventif de composants critiques. Divers modèles sont présentés, à savoir les stratégies de maintenance de type âge, de type bloc et séquentielle. Cette thèse propose des temps de remplacement optimal en fonction de la stratégie la mieux adaptée aux données d’interventions. Ainsi, cette recherche offre des résultats inédits sur la maintenance des équipements mobiles considérés critiques et essentiels dans les opérations minières souterraines. Les résultats observés entourant la fiabilité des sous-systèmes contribuent à la compréhension de leurs modes de défaillance, leur criticité, leurs états de fonctionnement, leurs similitudes et leurs différences avec les flottes d’équipements. Les constats émis permettront de mieux prévenir les défaillances de ces machines en appliquant des stratégies de maintenance appropriées et en optimisant le temps de remplacement de leurs composants selon les performances et les coûts des maintenances. The concepts of reliability, maintainability, availability and safety are key parameters in the mining industry because of the environment’s complexity and the cost of management needed for an effective mining equipment functioning. A thorough understanding of these concepts is essential to conduct a proper analysis of the mining equipment’s condition and to predict a proper maintenance. Developing appropriate strategies to improve overall maintenance performance aims to control failures and define actions, altogether leading to an increased reliability. However, the lack of information while monitoring maintenance in real time coupled to the complexity in seeking information through the database sometimes generates problems related to maintenance of mining equipment and its components. Through the industrial partnership, this research subject puts forward a design and process development generating reliability and maintenance statistics on mining equipment in the aims of anticipating the forecast maintenance and detecting anomalies in the interventions. The design of the new automated calculation tool is performed by exploiting mathematical models of stochastic processes such as the Renewal Process (RP), the Homogeneous Poisson Process (HPP) and the NonHomogeneous Poisson Process (NHPP). This thesis also considers less conventional approaches such as the Branching Poisson Process (BPP) and the Bayesian approach with a non-informative prior model designed for a very small sample. Beyond the theory of resolution processes found in the literature review, this tool’s design is easily transferrable to a unique and actual context. By using, among others, the VBA programming language, the tool development is implemented to determine the parameters associated with the stochastic processes, the probability laws based on observed data, the average operating time and estimated reliability of the equipment part on the mining site. The proposed predictive maintenance strategy helps in the decision-making during the intervention process, whereas the developed methodologies may be used in the evaluation of the maintenance’s reliability and optimization for all mining equipment with times ranging between failure data. To highlight the relevance of the approach developed, failure and reliability analysis of subsystems from rock bolters fleet, platform rock bolters fleet and drill rigs fleet were carried out using intervention data and time between the mining partner’s failures. The study takes into account the existing maintenance system as well as the critical equipment’s history. The last contribution considers the optimization of the preventive critical components’ replacement time. Various maintenance models are suggested : age PM policy, block PM policy and sequential PM policy. This thesis proposes optimal replacement times according to the best strategy able to adapt to the intervention data. Thus, this research generates unprecedented results regarding mobile equipment maintenance, which is considered critical in the comprehension of underground mining operations. The observed results related to the subsystems’ reliability contribute to the understanding of their failure modes, their criticality, their operating states as well as the similarities and differences between equipment fleets. The study results will hopefully prevent future failures through the application of appropriate maintenance strategies and the optimization of the components’ replacement time according to performance and maintenance costs

Développement d’un outil numérique améliorant la conception et les performances des pompes centrifuges multi-étages

Pour des constructeurs de pompes hydrauliques, la conception, la fabrication et la caractérisation des pompes centrifuges présentent toujours un grand défi. Une meilleure fabrication de ce type de pompe exige une connaissance de tous les paramètres fondamentaux des composantes de la pompe. Dans le cadre de cette recherche, il s'agissait de développer des modèles numériques fiables et précis d'un étage de pompe centrifuge multi-étage permettant d'étudier les écoulements complexes de liquide dans la pompe dans le but d'améliorer les performances des pompes centrifuges. Les étapes de conceptions pour les composantes qui forment un étage de pompe centrifuge multi-étage ont été recueillies dans diverses sources scientifiques. À partir du point opérationnel de la pompe souhaité, un système de calcul permet de fournir les paramètres dimensionnels nécessaires aux composantes de la pompe. À l'aide du logiciel commercial ANSYS-CFX, les simulations numériques ont été réalisées pour étudier l'influence des paramètres géométriques des impulseurs, des diffuseurs et des aubes de retour sur les performances et les comportements d'écoulement du liquide dans les pompes. De plus, l'influence de la position relative de l'impulseur par rapport au diffuseur sur les champs de pression et de vitesse a été également examinée. La validation des modèles numériques développés a été effectuée en comparant les résultats des simulations numériques avec les résultats expérimentaux provenant du banc d'essais de pompes de Technosub. Avec ces comparaisons, les paramètres géométriques des modèles numériques furent modifiés afin d'obtenir le plus petit écart possible entre les courbes fournies par Technosub et ceux obtenus par les simulations numériques. Pour améliorer la conception d'un étage de pompe centrifuge multi-étage, les impacts de la hauteur des aubes de l'impulseur, le nombre d'aubes de l'impulseur, du diffuseur et des aubes de retour, l'angle de fuite de l'impulseur, et l'épaisseur des aubes de l'impulseur et du diffuseur sur les performances d'un étage d'une pompe centrifuge multi-étage ont été analysés. De plus, une étude sur une pompe comportant plus d'un étage a été effectuée. Les résultats obtenus montrent que les paramètres sélectionnés affectent la hauteur manométrique, la puissance à l'arbre et l'efficacité d'une manière qui varie selon le cas ciblé

Improving WCET Evaluation using Linear Relation Analysis

International audienceThe precision of a worst case execution time (WCET) evaluation tool on a given program is highly dependent on how the tool is able to detect and discard semantically infeasible executions of the program. In this paper, we propose to use the classical abstract interpretation-based method of linear relation analysis to discover and exploit relations between execution paths. For this purpose, we add auxiliary variables (counters) to the program to trace its execution paths. The results are easily incorporated in the classical workflow of a WCET evaluator, when the evaluator is based on the popular implicit path enumeration technique. We use existing tools-a WCET evaluator and a linear relation analyzer-to build and experiment a prototype implementation of this idea. * This work is supported by the French research fundation (ANR) as part of the W-SEPT project (ANR-12-INSE-0001

Improved planning abilities in binge eating.

OBJECTIVE: The role of planning in binge eating episodes is unknown. We investigated the characteristics of planning associated with food cues in binging patients. We studied planning based on backward reasoning, reasoning that determines a sequence of actions back to front from the final outcome. METHOD: A cross-sectional study was conducted with 20 healthy participants, 20 bulimia nervosa (BN), 22 restrictive (ANR) and 23 binging anorexia nervosa (ANB), without any concomitant impulsive disorder. In neutral/relaxing, binge food and stressful conditions, backward reasoning was assessed with the Race game, promotion of delayed large rewards with an intertemporal discounting task, attention with the Simon task, and repeating a dominant behavior with the Go/No-go task. RESULTS: BN and to a lower extent ANB patients succeeded more at the Race game in food than in neutral condition. This difference discriminated binging from non-binging participants. Backward reasoning in the food condition was associated with lower approach behavior toward food in BN patients, and higher food avoidance in ANB patients. Enhanced backward reasoning in the food condition related to preferences for delayed large rewards in BN patients. In BN and ANB patients the enhanced success rate at the Race game in the food condition was associated with higher attention paid to binge food. CONCLUSION: These findings introduce a novel process underlying binges: planning based on backward reasoning is associated with binges. It likely aims to reduce craving for binge foods and extend binge refractory period in BN patients, and avoid binging in ANB patients. Shifts between these goals might explain shifts between eating disorder subtypes

Optimization of culture conditions for porcine corneal endothelial cells

Purpose : To optimize the growth condition of porcine corneal endothelial cells (PCEC), we evaluated the effect of coculturing with a feeder layer (irradiated 3T3 fibroblasts) with the addition of various exogenous factors, such as epidermal growth factor (EGF), nerve growth factor (NGF), bovine pituitary extract (BPE), ascorbic acid, and chondroitin sulfate, on cell proliferation, size, and morphology. Methods : PCEC cultures were seeded at an initial cell density of 400 cells/cm2 in the presence or absence of 20,000 murine-irradiated 3T3 fibroblast/cm2 in the classic media Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) supplemented with 20% fetal bovine serum (FBS). Mean cell size and bromodeoxyuridine incorporation was assessed at various passages. Growth-promoting factors were studies by seeding PCEC at 8,000 cells/cm2 in DMEM with 20% FBS or Opti-MEM I supplemented with 4% FBS and one of the following additives: EGF (0.5, 5, 25 ng/ml), NGF (5, 20, 50 ng/ml), BPE (25, 50, 100, 200 μg/ml), ascorbic acid (10, 20, 40 μg/ml) and chondroitin sulfate (0.03, 0.08, 1.6%), alone or in combination. Cell number, size and morphology of PCEC were assessed on different cell populations. Each experiment was repeated at least twice in three sets. In some cases, cell cultures were maintained after confluence to observe post-confluence changes in cell morphology. Results : Co-cultures of PCEC grown in DMEM 20% FBS with a 3T3 feeder layer improved the preservation of small polygonal cell shape. EGF, NGF, and chondroitin sulfate did not induce proliferation above basal level nor did these additives help maintain a small size. However, chondroitin sulfate did help preserve a good morphology. BPE and ascorbic acid had dose-dependent effects on proliferation. The combination of BPE, chondroitin sulfate, and ascorbic acid significantly increased cell numbers above those achieved with serum alone. No noticeable changes were observed when PCEC were cocultured with a 3T3 feeder layer in the final selected medium. Conclusions : Improvements have been made for the culture of PCEC. The final selected medium consistently allowed the growth of a contact-inhibited cell monolayer of small, polygonal-shaped cells

Thymus-specific serine protease contributes to the diversification of the functional endogenous CD4 T cell receptor repertoire

Thymus-specific serine protease expression in stromal as well as hematopoietic cells in the thymus is needed for diversification of the endogenous repertoire of TCRs specific for a particular protein antigen

When the worst-case execution time estimation gains from the application semantics

International audienceCritical embedded systems are generally composed of repetitive tasks that must meet drastic timing constraints, such as termination deadlines. Providing an upper bound of the worst-case execution time (WCET) of such tasks at design time is thus necessary to prove the correctness of the system. Static timing analysis methods compute safe WCET upper bounds, but at the cost of a potentially large over-approximation. Over-approximation may come from the fact that WCET analysis may consider as potential worst-cases some executions that are actually infeasible, because of the semantics of the program and/or because they correspond to unrealistic inputs. In this paper, we introduce a complete semantic-aware WCET estimation workflow. We introduce some program analysis to find infeasible paths: they can be performed at design, C or binary level, and may take into account information provided by the user. We design an annotation-aware compilation process that enables to trace the infeasible path properties through the program transformations performed by the compilers. Finally, we adapt the WCET estimation tool to take into account the kind of annotations produced by the workflow