Cours Implantation Atelier - Papier [PDF]

Zitiervorschau

Implantation d'atelier

1.0

Arnaud Ducastelle

26 Janvier 2016 Paternité - Pas d'Utilisation Commerciale : http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/fr/

Table des matières

Objectifs

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Introduction

7

I - Analyse et mesure de performance des flux physiques

9

A. Points de vue et généralités......................................................................................................... 9 1.Point de vue Processus....................................................................................................................................... 9 2.Point de vue Procédé......................................................................................................................................... 11

B. Typologies et terminologie......................................................................................................... 12 1.Typologie des produits....................................................................................................................................... 12 2.Typologie des processus................................................................................................................................... 14 3.Typologie d'implantation.....................................................................................................................................16 4.Terminologie.......................................................................................................................................................18

C. Analyse de flux.......................................................................................................................... 19 1.Analyse de flux selon la norme American Society of Mechanical Engineers (1947) - ASME standard; operation and flow process charts......................................................................................................................... 19

D. Mesure de la performance d'une implantation d'atelier.............................................................. 22 1.Quelques définitions...........................................................................................................................................22

Conclusion

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Références

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Index

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Objectifs

Cette ressource est destinée principalement à des étudiants engagés dans des études de gestion et qui ont besoin de connaître les spécificités de la gestion des flux pour pouvoir dialoguer avec un responsable de production et comprendre ses préoccupations, son vocabulaire , les principaux outils et méthodes utilisés en gestion de production. Pré-requis : Il n'y a pas de pré-requis particuliers autres que ceux normalement attendus d'un étudiant de licence. La ressource peut être utilisée au niveau licence ou dans le cadre d'un diplôme de master donnant une double compétence en gestion. L'objectif n'étant pas de former des responsables de production opérationnels mais plutôt de sensibiliser des gestionnaires aux problématiques de la gestion des flux internes.

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Introduction

Réimplanter des machines, réorganiser un atelier, mettre des postes de travail en ligne sont devenus des opérations de plus en plus courante dans les entreprises, avec notamment la mise en place du Lean Manufacturing. Cependant, l'amélioration des postes de travail engendre un coût non négligeable pour les entreprises. C'est pourquoi, les entreprises doivent mettre en place une démarche projet afin de limiter l'étude des flux, d'estimer les coûts, les délais et les risques de la future implantation du ou des postes de travail. Ainsi la direction des entreprises aura des résultats parfaitement mesurables. Voici quelques points clés de cette démarche projet : Étapes

Objectifs

Actions

1. Observer globalement les flux et/ou les processus de production actuels

Représentation descriptive et analyse des flux et des postes de travail à améliorer

Limites de l'étude des flux Volonté de la direction Gestion de projet

2. Étudier le poste de travail

Sélection du ou des postes à améliorer (rebuts, qualité, productivité, sécurité...)

Description du poste à améliorer Connaissance du produit, des méthodes et des opérateurs

3. Évaluer le poste de travail :  mesure et évaluation des temps,  collecte d'information

Choix et recueil des données et des informations nécessaires à l'étude d'amélioration

Préparation des grilles d'analyse, d'audit, d'observation et d'enquêtes...

4. Réaliser le projet d'amélioration

Recherche de solutions (coût, délais, performances)

Proposition de solutions Travail de groupe Point à améliorer

5. Évaluer les solutions

Retenir les solutions les plus efficaces, les plus adaptées à l'objectif initial

Étude de faisabilité : objectif, co û t , d é la is, q u a lit é e t risques

6. Mettre en œuvre les solutions et les pérenniser

Vérification que le travail prévu est bien réalisé Mesure des performances

Suivi des actions et du tableau de bord Clôture du projet

Dans ce premier chapitre, nous allons étudier les 3 premières étapes qui correspondent à l'analyse et la mesure de performance des flux physiques de l'existant.

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I

Analyse et mesure de performance des flux physiques I-

Points de vue et généralités

9

Typologies et terminologie

12

Analyse de flux

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Mesure de la performance d'une implantation d'atelier

22

Dans ce chapitre, nous verrons le points suivants :  Points de vue et généralités  Typologies et terminologie  Analyse des flux  Mesure de performance d'une implantation d'atelier

A. Points de vue et généralités 1. Point de vue Processus Vue "macrographique" ou "aérienne" Pas de détail pour chaque opération Limites du processus = ensemble de l'atelier Modélisation par diagrammes SADT (Structured Analysis and Design Technique) ou IDEF0 (Integration Definition for Function Modeling) ... ... ou par Analyse de Déroulement Produit

Exemple de diagramme IDEF0

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Analyse et mesure de performance des flux physiques

Analyse de Déroulement Produit

Diagramme de flux produit : état des lieux

Diagramme de flux produit : optimisation

D é fi n i t i o n : Analyse de Déroulement Produit Représentation de la séquence des actions réalisées sur le produit.

E xemple D'après la norme American Society of Mechanical Engineers (1947) - ASME standard; operation and flow process charts http://catalog.hathitrust.org/Record/0057358911 Voir exercice d'application pour plus de détails

Moyens utilisés pour les actions   

Pour les opérations à valeur ajoutée (OVA) : machines et postes de travail Pour les transferts :convoyeurs de tous types, allées de circulation Pour les attentes et stockages : racks, containers, emplacement au sol

Exemple de processus avec des OVA, des transferts et des stockages

Image 1 Panasonic Home Appliances Washing Machine, Hangzhou, China

1 - http://catalog.hathitrust.org/Record/005735891

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Analyse et mesure de performance des flux physiques

2. Point de vue Procédé Vue "micrographique"   

Détail des opérations réalisées par un opérateur avec ou sans outils Limite du procédé = poste de travail de l'opérateur Modélisation possible par Analyse de Déroulement Opérateur

Exemple de vue micrographique = zoom sur opérations réalisées par un opérateur

Image 2 Panasonic Home Appliances Washing Machine, Hangzhou, China

D é fi n i t i o n : Analyse de Déroulement Opérateur Représentation de la séquence des activités et tâches de l'opérateur.

E xemple Voir aussi d'autres méthodes : M T M (Method Time Measurement), MTM2, MTS (Méthodes des Temps Standards), etc. + infos sur internet

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Analyse et mesure de performance des flux physiques

Notions d'ergonomie du poste   

P o s i t i o n s d e l ' o p é r a t e u r, mouvements, accessibilité, répétitivité, etc. Prise en compte de contraintes : biomécanique, anthropométrie, etc. Recherche de l'utilisation et de l'organisation optimale du poste de travail (5S)

Outil de simulation (mannequin numérique) Delmia Human - Dassault Systèmes

B. Typologies et terminologie 1. Typologie des produits En fonction de l'adaptation au client Produit standard

Produit personnalisable

Produit spécifique

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Analyse et mesure de performance des flux physiques

En fonction du nombre de composants Produit simple

Produit complexe

En fonction de la structure de fabrication Produit à structure convergente = assemblage de composants et sousensembles

Produit à points de regroupement = sousensemble communs à plusieurs produits finis

Produit à structure divergente = une même matière première pour plusieurs produits finis

2. Typologie des processus En fonction des quantités fabriquées    

Unitaire (réalisation de prototypes) : cas de l'artisanat, d'industries de pointe (spatial, F1), du développement de nouveaux produits (R&D) ; En petite série (100 / lancement) : cas de l'industrie militaire (Dassault, Matra, etc.), de la fabrication de machines-outils, de la fabrication de voitures/motos de prestige ; En moyenne série (100 à 10 000 / lancement) : cas de l'industrie de l'électroménager, de la sous-traitance pour l'aéronautique civique, de l'ameublement, de la restauration, etc. En grande série (+ de 10 000 / lancement) : cas de l'industrie automobile, des fast-foods, des imprimeries, de l'industrie l'agroalimentaire, etc.

En fonction de la variété des produits  

Pas de variété = 1 seul type de produit fabriqué ; Atelier ou ligne mono-produit Variété = plusieurs produits différents ou plusieurs variantes (famille) ; Atelier ou ligne multi-produit

Type "batch" = par lots successifs de produits différents

Type "flexible" = par lots simultanés de produits différents

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Analyse et mesure de performance des flux physiques

Croisement quantités / variété

Croisement quantités / variété

En fonction de la répétitivité des lancements  

Non répétitif : cas de la réalisation d'ouvrage de génie civil (bâtiments, ponts, routes), des imprimeries (journaux, brochures, plaquettes), de l'industrie aéronautique. Répétitif : Cas d'un atelier d'emboutissage, de la fabrication de matériels informatiques, de l'industrie de l'électroménager.

En fonction des cheminements de produits Atelier un cheminement unique = Flow Shop  Séquence d'opérations identique pour tous les produits.  Machines dédiées à une opération et implantées en fonction de la gamme.

Atelier à cheminements multiples = Job Shop ou Open Shop  Chaque produit peut avoir une séquence d'opérations spécifique.  job shop = séquence ordonnée ; open shop = séquence libre.  Machines flexibles non dédiées à une opération et implantées par technologie.

En fonction du flux de production Flux continu = pas d'attente  Pas de stockage ni d'attente, fluidité du flux : cas de l'industrie pétrolière, chimique, d'une usine de traitement des eaux, d'une aciérie, etc. ;  Cheminement de type Flow Shop ;  Appelé aussi industrie de process. Flux discontinu ou discret = attentes et stockage  Production de masse = cas d'un atelier de fabrication d'un produit standardisé en grande série ;  Production par lots = cas d'un atelier de fabrication de plusieurs produits personnalisables en petites ou moyennes séries ;  Production par projet = cas d'un atelier de prototype ;  Cheminement de type Flow Shop (prod° de masse) ou Job Shop ;  Appelé aussi industrie manufacturière.

En fonction de l'autonomie de l'entreprise 

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Concepteur-fabriquant et donneur d'ordres = assure toutes les fonctions et/ou la

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Analyse et mesure de performance des flux physiques

 

coordination de la conception à la fabrication. Sous-traitant = prestataire ou fournisseur pour un ou plusieurs donneurs d'ordres. Autonomie partielle par rapport au donneur d'ordre. Façonnier = aucune autonomie. Matières, machines fournies par le donneur d'ordres.

En fonction de la relation avec le client Production sur stock (Make To Stock)

Production sur commande Order)

(Make To

Production mixte(Assemble To Order)

3. Typologie d'implantation Par projet ou produit fixe Aménagement stationnaire :Cas des produits volumineux « Aménagement dans lequel le produit demeure fixe ; on déplace les travailleurs, le matériel et l'équipement au besoin ».

Avantages et inconvénients :  Déplacements du personnel et de l'équipement accrus ;  Produits généralement complexes ou de grande taille ;  Requiert une bonne coordination ;  Contrôle assez complexe.

Exemple de produit fixe (aviation, génie civil, etc.)

Par technologies ou sections homogènes Aménagement processus : « Aménagement capable de traiter une variété de demandes de traitement et où toutes les opérations de même nature sont groupées dans le même service »

Avantages et inconvénients :  Système flexible dans l'allocation du personnel et des équipements ;  Flux multidirectionnel et variable (Job Shop) ;  Supervision spécialisée nécessaire et contrôle complexe ;  Travailleurs spécialisés par type d'équipement.

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Analyse et mesure de performance des flux physiques

Exemple de sections homogènes: les urgences d'un centre hospitalier

En ligne de production Aménagement-produit : « Les ressources nécessaires aux opérations sont installées dans la même zone et disposées dans l'ordre logique des activités de fabrication du produit ».

Avantages et Inconvénients :  Système assez coûteux et peu flexible ;  Flux simple, logique, unique et unidirectionnel (Flow Shop) ;  Un arrêt de machine peut provoquer l'arrêt de la ligne ;  Peu de produits en-cours et manutention réduite ;  Supervision générale requise, le contrôle est simple ;  Travail spécialisé et répétitif (personnel peu qualifié). Plusieurs configurations possibles (un pu plusieurs postes / opérateur) :  En ligne droite  En U  En S

Exemple de ligne de production

4. Terminologie D é fi n i t i o n : Qu'est-ce qu'un flux ? Cheminement de produits (flux physique) ou de données (flux informationnel) au travers d'un ou plusieurs processus de l'entreprise. Par la suite : Produits ou Données = Articles ou Entités Un flux est caractérisé par un débit mesuré en un point donné. Unité : Quantité d'Articles par Unité de Temps.

D é fi n i t i o n : Qu'est-ce qu'un processus ? Actions successives ou simultanées qui permettent de faire évoluer les articles d'un état initial à un état final à l'aide de ressources.

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Analyse et mesure de performance des flux physiques

d'après la norme American Society of Mechanical Engineers (1947) - ASME standard; operation and flow process charts

D é fi n i t i o n : Qu'est-ce qu'une ressource ? Moyen nécessaire à la réalisation d'une action processus Ressources possibles : opérateurs, équipements (machines, convoyeurs, stocks, etc.), outillages.

Capacité d'une ressource Quantité maximale (théorique) d'unités d’œuvre traitée par unité de temps ou Temps maximal disponible par période d'activité. Exemple : 130 accumulateurs / heure Exemple : 7,5 heures / jour

Charge d'une ressource Occupation réelle sur une période donnée et exprimée avec la même unité que la capacité.

Taux de charge ou rapport charge/capacité Inférieur ou égal à 1 Exemple : Capacité = 130 accumulateurs / heure Charge = 106 accu/heure Taux de charge = (106/130) x 100 = 81,5 %

D é fi n i t i o n : Quels sont les différents temps ? Tp = Temps de préparation Temps nécessaire à la préparation d'un lot de production de taille Ql. Tu = Temps unitaire Temps nécessaire à la réalisation d'une opération sur un lot de traitement de taille Qt. Tm = Temps de manutention ou de transfert Temps nécessaire au transfert vers le poste suivant d'un lot de transfert de taille Qm. Tz = Temps masqué Temps correspondant à une activité pendant l'exécution d'une autre activité. Tw = Temps machine Temps correspondant à une activité de la machine seule. Thm = Temps homme-machine Temps correspondant à une activité simultanée homme-machine. Th = Temps homme Temps correspondant à un travail humain seul.

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Analyse et mesure de performance des flux physiques

C. Analyse de flux 1. Analyse de flux selon la norme American Society of Mechanical Engineers (1947) - ASME standard; operation and flow process charts a) Les actions d'un processus E xemple: Opérations : génération de Valeur Ajoutée (VA) Usinage, assemblage, formage, ... tout procédé de transformation. Symbole : CERCLE

E xemple: Transferts : déplacement Généralement entre 2 opérations ou entre opération et stockage. Symbole : FLÈCHE

E xemple: Stockages : attente sans opération ni transfert Remarque : distinction possible entre stockage et encours/attente. Symbole : TRIANGLE

E xemple: Délai : attente sans opération ni transfert Remarque : distinction possible entre stockage et encours/attente. Symbole : D

E xemple: Contrôles : contrôles de la qualité ou de la quantité ATTENTION : p a s d 'a p p o r t d e Va le u r Ajoutée ! Peut être combiné avec une action "Opération". Symbole : CARRÉ

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Analyse et mesure de performance des flux physiques

b) Analyse de flux Analyse de Déroulement Produit =modélisation d'un processus

Modélisation de flux avec formalisme ASME standard Système réel

Modèle de flux

Plan produit et nomenclature fonctionnelle Plan éclaté et nomenclature fonctionnelle

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Analyse et mesure de performance des flux physiques

Gammes de fabrication (opérations)

Nomenclatures de gestion de production

Plan d'implantation de l'atelier et trace des flux

D. Mesure de la performance d'une implantation d'atelier 1. Quelques définitions Il paraît indispensable de poser au préalable certaines définitions pour comprendre comment peut fonctionner un système d'indicateurs liés à la performance dans l'entreprise. Une définition est aujourd'hui admise par tous quant à la notion d'indicateur de performance : Un indicateur de performance est une donnée quantifiée qui mesure l'efficacité de tout ou partie d'un processus ou d'un système, par rapport à une norme, un plan ou un objectif qui aura été déterminé et accepté, dans le cadre d'une stratégie d'ensemble.

D é fi n i t i o n : Temps de défilement (pour un article) = Td Temps de passage ou d'écoulement d'un article dans le processus entre le point d'entrée et le point de sortie.

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Analyse et mesure de performance des flux physiques

D é fi n i t i o n : Flux entrant (Fe) et Flux sortant (Fs) Quantité d'articles entrant (ou sortant) du processus par unité de temps Conditions :  Fs doit être inférieur ou égale à Fe : Fs ≤ Fe ;  Fs inférieur ou égale à la capacité de la ressource goulet : Fs ≤ Cap. goulet.

E xemple: Exemple de suivi de flux de charge

Analyse du flux de charge Durant les 3 semaines dernières, les entrées réelles ont été conformes aux prévisions (80 en moyenne). En revanche, les sorties réelles sont en moyenne inférieures de 5 h par semaine. L'atelier va remédier au problème pour retrouver son niveau normal de sortie : 2 semaines transitoires à 77 h, avant de retrouver la capacité normale de 80 h. Pendant 3 semaines, le gestionnaire lance moins de travail qu'habituellement sur ce centre, afin de ne pas créer d'en-cours inutiles, et il prévoit de retrouver un en-cours compris entre 50 et 70 h (objectif) dans 2 semaines.

D é fi n i t i o n : Encours moyen (Ec) En−cours moyen(Ec )= Flux sortant (Fs )×Temps de passage d ' un lot de produit (Tp)

Attention : Fs et Tp doivent avoir la même unité de temps Exemple : Tp = 3,5 jours (en sachant qu'un jour = 8 heures) Fs= 60 produits/heure Encours moyen = 3,5 x 8 x 60 = 1680 produits

D é fi n i t i o n : Ratio de d'efficacité du processus (REP) Le Ratio d'Efficacité du Processus (REP), appelé aussi Ratio de Tension des Flux (RTF), permet de déterminer le rapport entre le temps de présence d'un lot de produits dans le système et le temps pendant lequel une valeur ajoutée a été apportée au produit. Le REP est l'indicateur majeur du Lean Manufacturing car toutes les non-performances sont intégrées : attentes dues aux stocks ;  attentes dues aux en-cours ;  attentes dues au temps de réglage ;

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Analyse et mesure de performance des flux physiques

  

attentes dues aux tailles de lots ; durées des contrôles ; durées des transports.

REP=RTF=

∑ Temps de production d ' un produit

Durée totale de passage d ' un lot de produit

Un REP à 100% est sans doute difficilement atteignable car il faudrait une ligne de production parfaitement enchaînée, donc sans stock, avec temps de réglage nul sur tous les postes, fabriquant des produits de bonne qualité sans contrôle et tout cela avec une taille de lot de un produit. Néanmoins, tous les chantiers d'amélioration liés à la démarche Lean doivent faire progresser le REP. Si le calcul du REP est très utile pour mesurer les progrès dans le cadre d'une démarche de mise en place du Lean qui agira sur tous les facteurs de gaspillage, lorsque l'on ne change que la disposition des postes de travail (réimplantation), il se peut que le REP n'évolue pas significativement : passage de 0,56 % à 0,69 % par exemple.

D é fi n i t i o n : Ratio de continuité (Rc) Vitesse du flux Rc= Vitesse de transfert où :  

Vitesse du flux = Distance parcourue / Temps de passage d'un lot (Tp) Vitesse de transfert = Vitesse de déplacement entre deux opérations

D é fi n i t i o n : Ratio de linéarité (Rz) Distance nominale Rz= Distance parcourue où :  

Distance nominale = Distance euclidienne correspondant à une implantation optimale des postes entre le point d'entrée et le point de sortie du flux Distance parcourue

D é fi n i t i o n : Ratio de surface (Rs) Surface à Valeur Ajoutée Rs= Surface de l' atelier où : 



Surface à Valeur Ajoutée = Surface qui n'est pas occupée par des stocks, ni consacrée aux circulations (allées), ni par des bureaux, des services fonctionnels ou des services sociaux. On peut utiliser le calcul de la surface de gravitation (Sg) définie par la méthode de Guerchet (voir ci-dessous) : Sg = Sp x N, avec Sp =Surface propre de la machine N = nombre de côtés par lesquels on doit desservir la machine d'où : Surface à Valeur Ajoutée = Sg + Sp Surface de l'atelier = Sp + Sg + Se + Ss

Les surfaces de la méthode de Guerchet

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Analyse et mesure de performance des flux physiques

Mé thode: Méthode de Guerchet Lorsque l'on a besoin d'agrandir une usine ou d'en construire une nouvelle, la méthode empirique de Guerchet peut aider pour déterminer le besoin en surface. Pour calculer la surface d'un atelier, il faut prendre en compte pour chaque poste de travail :  Sp : surface propre de la machine.  Sg : surface de gravitation pour les mouvements de l'opérateur.  Se : surface d'évolution pour prendre en compte les allées de circulation.  Ss : surface de stockage des en-cours à côté des machines. Surface totale pour un poste (St) = Sp + Sg + Se + Ss Éléments de calcul : Sg = Sp × N où N est le nombre de côtés par lesquels on doit desservir la machine. Se = (Sp + Sg) × K où K dépend du type d'entreprise :  K = 0,05 à 0,15 pour les grosses industries avec pont roulant, portique.  K = 0,1 à 0,25 pour la manutention par chaîne ou convoyeur.  K = 0,75 à 1 pour les entreprises horlogères.  K = 1,5 à 2 pour la petite mécanique.  K = 2 à 3 pour la grosse mécanique. Ss = surface nécessaire pour le stockage des en-cours habituels. Après cumul des surfaces nécessaires pour chaque poste, il suffit de rajouter les surfaces des magasins de stockage, des bureaux, des locaux sociaux, des sanitaires pour avoir une idée de la surface totale de l'usine. Il est sans doute préférable pour la pérennité de l'usine que l'on agrandit ou construit, de prendre plus grand que le résultat de la méthode de Guerchet.

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Conclusion

Pour la suite, nous verrons comment améliorer une implantation existante ou optimiser les flux de production. La plupart du temps, ces réimplantations se font avec le simple bon sens. Il existe pourtant des méthodes permettant d'optimiser les implantations comme l'approche de King, Kusiak, les méthodes des antériorités, des proximités, des chaînons, etc.

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Références

• • • •

ARNOULD Ph., RENAUD J., Guide de la gestion industrielle, éd° AFNOR, 2008 FONTANILLI F., Cours L3A-SMM-Ergo_Implantation d'atelier et ergonomie des postes de travail_Mines albi PILLET M., MARTIN-BONNEFOUS Ch., BONNEFOUS P., COURTOIS A., Gestion de production - Les fondamentaux et les bonnes pratiques, Eyrolles, 5e éd°, 2011 RONDREUX J., RONDREUX J-B., La gestion industrielle, éd° Vuibert, 2007

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