Enhancing reliability and safety of industrial equipment through bayesian network modeling: a comprehensive approach to reliability assessment

Abstract

This thesis focuses on the reliability study and maintenance management of the oblique rolling mill at SIDER El Hadjar, a key component in the Algerian steel industry. It combines traditional reliability methods with advanced tools such as Fault Tree Analysis (FTA) and Bayesian Networks (BN) to enhance fault diagnosis and maintenance strategies. The analysis revealed a moderate reliability level, recommending preventive maintenance approximately every 35 hours. FTA helped identify major failure causes (mechanical, electrical, hydraulic), while Bayesian Networks allowed dynamic analysis considering uncertainty and dependencies among failure modes. This integrated approach supports better maintenance decision-making, reduces downtime, and improves industrial equipment safety. The proposed methodology can be extended to other industrial systems where high reliability and operational continuity are essential. ----------------------------------------------------------------------------- وتمثل هذه المجموعة العديدة على نطاق واسع وإدارة للفرن المتنوع في مجمع سيدار الحجار، والذي غالبًا ما يكون مكونًا أساسيًا في الفولاذ المقاوم للصدأ الجزائري. بعيدا عن الدراسة التقليدية لتحليل البرامج الموثوقة والاستخدامات مثل تحليل شجرة الأعطال (FTA) والشبكات البايزية (BN) لتتمكن من تحسين أدوات الأعطال واستراتيجيات التوسع. متوسط التحليلات الموثوقة، مع التوصل إلى نتيجة صيانة فعالة حوالي كل 35 ساعة. ساعد في تحليل شجرة الأعطال في تحديد البناء الرئيسي للأعطال (الميكانيكية، الكهربائية، والهيدروليكية)، بينما خصوصية الشبكات البايزية تنفيذ تحليل ديناميكي تأخذ في الاعتبار عدم اليقين والاعتماد بين أدوات الأعطال. تدعم هذه المخططات التفصيلية بشكل أفضل في مجال السراويل، وتقلل من التوقف، وتحسّن من سلامة المعدات الصناعية. ويمكن في بعض الأحيان تطبيق النموذج الأساسي لتشمل الأنظمة الصناعية الأخرى تتطلب موثوقة عالية وواسعة. ----------------------------------------------------------------------------- Ce mémoire porte sur l'étude de la fiabilité et de la gestion de la maintenance du laminoir oblique de SIDER El Hadjar, un équipement clé de l'industrie sidérurgique algérienne. Il combine des méthodes classiques de fiabilité avec des outils avancés comme l’analyse par arbre de défaillance (AAD) et les réseaux bayésiens (RB) pour améliorer le diagnostic des pannes et optimiser la maintenance. L’analyse a montré une fiabilité modérée du système, recommandant une maintenance préventive toutes les 35 heures. L’AAD a permis d’identifier les principales causes de défaillance (mécaniques, électriques, hydrauliques), tandis que les RB ont introduit une modélisation dynamique prenant en compte les incertitudes et les dépendances. Cette approche intégrée améliore la prise de décision en maintenance, réduit les arrêts et renforce la sécurité des installations industrielles. La méthodologie proposée peut être appliquée à d’autres systèmes industriels critiques.