Gestion Des Flux

Gestion des flux

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, préoccupations, son vocabulaire , les principaux outils et m méthodes éthodes 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 en économie gestion. 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.

Introduction Cette ressource concerne principalement la gestion des flux internes, elle ne traite pas des flux externes (Flux d'approvisionnement ou flux amont : circulation des matières et consommables depuis le magasin du fournisseur jusqu'au magasin de l'entreprise cliente et flux de distribution ou flux aval : circulation des produits finis ou semi-finis de l'entrepôt de l'entreprise jusqu'à celui d'une autre entreprise cliente.)  Après avoir présenté présenté les différents différents types (production, (production, vente et élaboration du du produit) de flux, sont définies les notions de charge et de capacité, les causes de variation de flux ainsi que la différence entre flux tirés et flux poussés. Les problématiques liées à l'ordonnancement et notamment, la planification l'implantation et les ressources goulots, sont détaillées et présentées à l'étudiant sous forme de cas simplifiés mais concrets. Les difficultés liées à ces problématiques ainsi que les méthodes utilisées y sont bien mises en évidence. Les exercices associés permettent aussi de mettre en œuvre ces méthodes. Les principes du juste à temps sont explicités et illustrés avec un mode de gestion des flux : le Kanban et une méthode de changement de séries : le SMED. Les exercices associés sont tirés de cas réels. La structure de mise en œuvre utilisant le MRP est décrite ainsi que le principe de calcul des besoins. Le choix d'un logiciel de gestion de production ainsi que les f onctions attendues sont abordées. Des méthodes d'améliorations de la qualité utilisées en gestion des flux sont présentées, elles portent essentiellement sur le contrôle de réception, la maîtrise statistique des procédés et la maintenance.

Introduction Cette ressource concerne principalement la gestion des flux internes, elle ne traite pas des flux externes (Flux d'approvisionnement ou flux amont : circulation des matières et consommables depuis le magasin du fournisseur jusqu'au magasin de l'entreprise cliente et flux de distribution ou flux aval : circulation des produits finis ou semi-finis de l'entrepôt de l'entreprise jusqu'à celui d'une autre entreprise cliente.)  Après avoir présenté présenté les différents différents types (production, (production, vente et élaboration du du produit) de flux, sont définies les notions de charge et de capacité, les causes de variation de flux ainsi que la différence entre flux tirés et flux poussés. Les problématiques liées à l'ordonnancement et notamment, la planification l'implantation et les ressources goulots, sont détaillées et présentées à l'étudiant sous forme de cas simplifiés mais concrets. Les difficultés liées à ces problématiques ainsi que les méthodes utilisées y sont bien mises en évidence. Les exercices associés permettent aussi de mettre en œuvre ces méthodes. Les principes du juste à temps sont explicités et illustrés avec un mode de gestion des flux : le Kanban et une méthode de changement de séries : le SMED. Les exercices associés sont tirés de cas réels. La structure de mise en œuvre utilisant le MRP est décrite ainsi que le principe de calcul des besoins. Le choix d'un logiciel de gestion de production ainsi que les f onctions attendues sont abordées. Des méthodes d'améliorations de la qualité utilisées en gestion des flux sont présentées, elles portent essentiellement sur le contrôle de réception, la maîtrise statistique des procédés et la maintenance.

Présentation La ressource est composée de 12 leçons indépendantes, chaque leçon comporte une partie cours incluant les concepts fondamentaux et des exemples nécessaires à l'acquisition des objectifs pédagogiques. Pour chaque leçon il existe des exercices permettant aux étudiants de valider l'acquisition et la maîtrise des concepts du cours .Ces exercices peuvent être interactifs et directement réalisables à l'écran ou à réaliser sur « papier ». Tous les exercices comportent un corrigé (les corrigés sont disponibles aux membres d'Aunege). Des animations permettent de représenter des types de gestion des flux tels que le Kanban. Les deux premières leçons introduisent les connaissances nécessaires à la compréhension des autres. Leur consultation est donc vivement conseillée avant d'aborder les autres leçons. Les autres leçons peuvent ensuite être consultées sans ordre précis excepté la leçon MRP calcul des besoins qui nécessite la lecture de la leçon structure du MRP.

Evaluation d'entrée du module Ce test comporte 14 questions et vous aidera à auto-évaluer les connaissances que vous possédez déjà et qui sont présentées dans cette ressource « gestion des flux »

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Généralités : Typologies, flux 

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Introduction Historique Types de flux de production Types de vente Type d'élaboration de produit Exercices

Introduction  A l'issue de la leçon l'étudiant doit être capable : d'identifier les caractéristiques techniques et économiques de gestion des flux.

Historique Du fait de l'organisation taylorienne des entreprises la gestion des flux a été confiée au personnel de production ou issu de la production (production, ordonnancement, méthodes) tandis que la gestion des stocks était réservée à de purs gestionnaires (comptables, acheteurs). Il s'est établi ainsi une véritable séparation du fait du découpage des tâches et de la différence de sensibilité des personnels. Cette séparation génère encore des conflits ou des incompréhensions lorsque les intérêts des uns sont en opposition à ceux des autres. Par exemple le gestionnaire du stock a intérêt à minimiser celui-ci alors que le responsable de production ne veut pas prendre le risque de manquer de matière première et d'arrêter la production.  Aussi les outils et méthodes présentés ont été séparés bien qu'en réalité ils ont la plupart du temps une intersection non vide.

Exemple: L'outil Kanban qui permet de gérer les flux de produits mais qui régule aussi les stocks et les en cours.

L'outil Kanban

Si l'on simplifie l'organigramme d'une entreprise on peut obtenir une représentation de ce type :

Organigramme

Dans une entreprise fabriquant des produits par montage à partir de produits semifinis le problème le plus délicat à gérer est celui de la gestion des stocks, en effet le manque d'un seul composant peut stopper toute l'activité de production.

Gestion des stocks

Dans une entreprise fabricant des produits après transformation de matière, la fabrication a une grande importance car c'est elle qui apporte la valeur ajoutée et c'est là où les investissements sont les plus importants.  Aussi la bonne utilisation des moyens de production au travers de l'ordonnancement et de la gestion des flux prend toute son importance.

Ordonnancement

Remarque: De nombreuses entreprises fabriquent des produits semi-finis puis effectuent l'assemblage ou le montage ensuite. Elles sont donc confrontées aux deux types de problèmes (gestion des stocks et gestion des flux). La préoccupation majeure de la gestion des flux est de satisfaire les besoins du client, pour cela elle doit gérer au mieux deux types de flux en respectant les critères qualité des produits ou services :

Les flux physiques  : approvisionnement des matières premières, circulation des matières premières, des composants, sortie des produits finis. Les flux d'informations : commandes, ordres de fabrication (OF), gammes, suivi des données techniques, de la maintenance, des rebuts, des consommations matières, des heures de main d'œuvre, d'utilisation des moyens de production. La gestion des stocks a pour but d'assurer le pilotage des approvisionnements pour satisfaire leur mise à disposition pour l'élaboration des produits ou pour les besoins des clients.

Pour satisfaire ces deux besoins gestions des stocks et des flux, il existe de nombreux outils (MRP0, MRP2, KANBAN, OPT, GESTION DES STOCKS) mais ceux-ci ne peuvent pas être utilisés partout. Ils sont généralement adaptés à un type d'organisation de la production et ne conviennent pas dans un autre type.  Aussi il faut dans un premier temps définir le type d'organisation. Les critères de classement sont nombreux. Plusieurs critères peuvent être retenus, les principaux sont : • le type de flux de production (continu ou discontinu), • la taille des séries fabr iquées (unitaire ou très grande série), • le type de production (sur stock, à la commande), • le type de produit. D'autres critères tels que le type de produits (bien physique ou service) permettent de classer une entreprise et de choisir des méthodes de g estion de production.

Types de flux de production 

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Introduction Flux continus Production en discontinu Production par projet Comparaison continu discontinu Comparaison des coûts Comparaison taille des séries

Introduction Les principaux types de flux de production sont : • la production en continu, • la production en discontinu, • la production par projet, • type d'élaboration du produit. Bien entendu tous les types de flux intermédiaires peuvent exister. On peut les classer en quatre grandes tendances de type de production en fonction de la taille des séries et de la diversité de la production. Les outils et méthodes de gestion des flux seront bien sûr différents si l'on a affaire à un type de production ou à un autre.

Types de flux de production

Flux continus Les exemples les plus caractéristiques de production en continu sont des produits comme le sucre, le pétrole, le ciment, l'acier en coulée continue. Ce type de flux de production a généralement les caractéristiques suivantes : • Produit unique ou quasi, • implantation des machines de façon linéaire, • peu de flexibilité, • équilibrage de la capacité des machines très bon, • peu ou pas d'en cours, • investissement important et forte automatisation.

Remarque: On retrouve des caractéristiques identiques pour des produits fabriqués en grande série tels que roulements à billes, embouteillage d'eau minérale.

Production en discontinu

La production en discontinu est utilisée pour des quantités relativement f aibles et pour des produits variés. Les industries de confection, les industries mécaniques sont des exemples de ce type de production (atelier). Ce type de flux de production a généralement les caractéristiques suivantes : • implantation des machines par fonction, • grande flexibilité car les machines ne sont pas spécifiques, • équilibrage de la capacité des machines difficile d'où l'apparition d'en cours.

Production par projet Principales caractéristiques • La quantité produite est faible, souvent unitaire. • Le délai de fabrication est généralement impératif et son non respect peut entraîner des pénalités de retard. • Le projet est constitué d'un grand nombre d'opérations exécutées en séquence ou en parallèle, mais qui sont souvent interdépendantes (antériorités entre elles). • Les ressources humaines et matérielles sont souve nt hétérogènes car elles proviennent d'entreprises ou de services différents. • Un projet a un début et une fin. Ces différentes caractéristiques impliquent une organisation spécifique de gestion.

Exemple:Les exemples de production sous forme de projet Un pont, un navire, une formule 1, un prototype de voiture, etc.

Comparaison continu discontinu Principales caractéristiques

Comparaison

L'efficacité correspond au rapport entre le temps effectif de t ravail sur le produit et le temps que le produit reste en production. Les en cours sont des stocks intermédiaires de production.

Comparaison des coûts

Comparaison des coûts

Par exemple il sera plus avantageux d'utiliser une production par projet pour une formule 1, mais si l'on construit un modèle grand luxe de voiture (2000) on choisira une production en discontinu alors que si l'on fabrique une voiture de grande série (300 000) il sera plus rentable d'avoir une production en continu.

Comparaison taille des séries Les quantités de lancement peuvent être : • Unitaire, • par petites séries, • par moyennes séries, • par grandes séries. Bien sûr la notion de petite, moyenne ou grande série dépend du type de produit. 100 pour un airbus est une grande série, et une très petite série pour une vis. La notion de lancements répétitifs interviendra également dans la gestion de la production et sur l'implantation de la production.

Exemple:

Exemple

Types de vente 

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Introduction Vente sur stock Production à la commande Production avec anticipation limitée

Introduction Les principaux types de vente sont : • la vente sur stock, • la vente à la commande, • un mixte des deux précédentes : production avec anticipation limitée avec assemblage à la commande.

Vente sur stock Lorsque le délai de fabrication est supérieur au délai accepté par le client, il est nécessaire de produire avant d'avoir reçu la commande du client.

Exemple: vêtement, télévision ... Pour diminuer les coûts de production il est parfois nécessaire de produire en grande quantité. Exemple tirage d'un livre en 3000 exemplaires. Lorsque la saisonnalité de la demande est trop forte et qu'il est inutile de maintenir des hommes et des ressources pour produire toute l'année.

Schéma

Production à la commande Le fabricant attend les commandes fermes des clients pour commencer à approvisionner et à produire. Pour l'entreprise c'est le cas idéal car elle produit uniquement ce qu'elle vend. C'est le cas par exemple d'entreprises fabriquant des produits spécifiques, souvent complexes, comme par exemple des machines outils spéciales, des circuits électroniques spéciaux ... Il faut que le délai accepté par le client soit compatible avec le temps de production.

Schéma

Production avec anticipation limitée Lorsque le dilemme suivant se présente à une entreprise : Livrer rapidement les commandes de ses clients alors que les délais d'approvisionnement et de production sont longs. La solution consiste à combiner les deux méthodes précédentes. Fabriquer des stocks de sous-ensembles de produit standard puis, lors de la commande du client, assembler les sous-ensembles pour réaliser le produit demandé.

Exemple: Certaines restaurations rapides ont opté pour cette solution : les steaks hachés sont cuits d'avance et l'assemblage du hamburger est réalisé à la commande du client.

Type d'élaboration de produit 

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Introduction Produit de type V Produit de type A Produit de type T Produits de type X

Introduction Cette typologie permet de classer les produits non pas par leur nature mais par leur mode d'élaboration et notamment en fonction du nombre de matières premières et du nombre de produits finis.

Schéma

Produit de type V  A partir de peu de matériaux bruts on fabrique une grande variété de produits finis.

Exemple:Cas du lait La matière première étant unique ou quasi unique on réalise beaucoup de produits différents (fromages, yoghourts, crème, beurre etc....) C'est le cas des industries de composants électroniques, industries chimiques.

Produit de type A  Avec ce type d'élaboration peu de produits f inis sont fabriqués à partir de nombreux composants. La nomenclature est importante, c'est le cas de nombreux produits manufacturés. Exemple fabrication de boîtes de vitesses pour l'automobile.

Produit de type T De nombreux produits finis sont assemblés à partir de composants communs. C'est le cas, par exemple de fabricants de machines à laver le linge dont les composants peuvent être identiques (moteurs, cuves, condensateurs) mais avec des produits finis différenciés (au moins commercialement).

Produits de type X Ils sont obtenus par une combinaison des types A et V. On obtient un nombre limité de produits semi-finis suivant une structure de type A, ensuite on fabrique de nombreux produits finis de type V adaptés aux besoins spécifiques.

Exemple: La combinaison de quelques variantes de produits semi-finis tels que moteurs, carrosseries (breaks coupés, toit ouvrant) + options (clim atisation, peinture métal etc.) permet d'offrir une gamme de produits finis très vaste.

Exercices 

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Exercice Exercice : auto-évaluation Exercice : auto-évaluation Exercice : auto-évaluation

Exercice version PDF

Question • Placer les chiffres (1, 2, 3, 4) correspondant au type de gestion de flux des différents produits dans la colonne : Type de gestion de f lux 1 : production de stocks de produits finis 2 : production de sous-ensembles et assemblage à la commande 3 : assemblage final sur commande 4 : approvisionnement et production à la commande • Placer les lettres correspondant au type de production des différents produits dans la colonne flux continu (c) ou discontinu (d). • Placer les lettres correspondant à la Taille des séries des différents produits dans la colonne Taille des séries : U : unitaire ou petites séries M : séries moyennes G : grandes séries • Placer les lettres correspondant au type d'élaboration des différents produits dans la colonne Élaboration : V (A, T, X). Les réponses données dépendent du contexte et sont susceptibles d'interprétation.

tableau

Flux, capacités et charges 

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Introduction Flux capacités et charges Charge Exercices

Introduction L'objectif principal de la leçon est de connaître et de pouvoir utiliser les notions de flux, capacités et charges.  A l'issue de la leçon l'étudiant doit être capable : • de définir les notions de flux tirés, flux poussés, • de définir les principales causes de variation des flux, • de définir et d'utiliser les notions de charges et de capacités.

Flux 

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Introduction Flux internes et flux externes La complexité des flux Causes de variation des flux  Aléas Flux tirés et flux poussés

Introduction Un objectif clé de toute entreprise est de livrer des produits à ses clients, lorsqu'ils les demandent. Il est donc nécessaire, afin d'assurer une gestion performante, de maîtriser les flux de matières, composants et produits finis au sein de l'entreprise. L'écoulement des flux matières, depuis les fournisseurs des matières premières  jusqu'à la livraison des produits finis, en passant par les différentes opérations de fabrication, a bien peu en commun avec l'écoulement d'un fleuve tranquille. On se trouverait plutôt en présence d'un cours d'eau rencontrant de nombreux barrages, écluses et cascades tumultueuses.

Flux internes et flux externes Les flux matières peuvent être regroupés : • en flux internes, qui représentent les flux de matières subissant les transformations au sein même de l'entreprise, • en flux externes, associés à l'approvisionnement des matières premières et composants nécessaires (y compris d'éventuelles opérations de sous-traitance) et à la livraison des produits aux clients. On peut noter que d'un point de vue historique, le management industriel s'est d'abord situé au niveau des flux internes, dans une perspective technique visant à améliorer la productivité des usines. Les noms de Frederick Taylor et d'Henry Ford, concepteurs respectivement de l'organisation du travail et de l'organisation des flux, sont associés à ces débuts historiques. L'amélioration de la productivité apparaissait à ce moment comme le résultat d'un cheminement analogue à celui qui permet d'améliorer l'efficacité d'une machine. Aujourd'hui, ces idées ont évolué. En particulier, il est apparu que les performances globales de l'entreprise dépendent également fortement d'une intégration efficace de l'ensemble des flux : internes et externes.

La complexité des flux On s'imagine parfois que les flux dans une entreprise correspondent au modèle suivant : • flux entrant : p pièces /h • production : p pièces /h • flux sortant : p pièces /h

Schéma

Dans cette situation, idéale du point de vue des f lux matières, les flux entrants (encore appelés flux amont) de chacun des postes de travail sont identiques aux flux sortants (appelés flux aval). Les flux externes sont également parfaitement synchronisés avec les flux internes. Le flux global au travers du système complet est de p pièces par heure. Le fonctionnement d'un tel processus est donc très simple à comprendre. Trop simple ! La réalité d'un processus s'écarte notablement de cet exemple. De nombreux phénomènes provoquent une désynchronisation entre les flux amont et les flux aval de certains ateliers et, éventuellement, entre flux internes et flux externes. Une telle désynchronisation rend alors les caractéristiques de l'écoulement des flux be aucoup plus difficiles à percevoir intuitivement. Considérons un flux de produit avant transformation dans un atelier. Ce produit est soit acheté, s'il s'agit d'une matière première, soit issu d'une opération précédente, s'il s'agit d'un produit en cours de fabrication. Ce flux présente un certain débit moyen. Pour un certain nombre de raisons, détaillées plus loin, le flux présente des variations autour de sa moyenne. Ce sont ces variations qui rendent complexe l'écoulement du flux dans un système réel. En effet, il faut, pour que l'opération ne s'interrompe pas sur un poste, que le flux amont se présente avec un débit instantané au m oins égal au débit de l'opération elle-même sur le poste. De plus, si le flux amont excède le débit de l'opération, il y aura accumulation de pièces et formation d'une file d'attente.

Schéma

Remarque: Cela peut arriver même si le débit moyen du flux amont est inférieur à la capacité moyenne du poste .

Exemple: Les encombrements à l'entrée des grandes villes le matin alors que la capacité est suffisante dans la journée. Mais, si le flux amont se présente avec un débit instantané inférieur au débit de l'opération, cela entraîne des arrêts répétés du poste et des sousemplois. Le poste aval est partiellement inoccupé car : • Flux entrant : p/2 pièces /h • Production : p pièces /h(capacité) • Flux sortant : p/2 pièces /h

Schéma

Les impacts des désynchronisations de flux internes sont rapidement perceptibles (arrêt régulier du poste ou files d'attente croissantes en amont de certains postes de travail). Ce type de phénomène peut également se produire à l'articulation des flux internes et des flux externes. Considérons par exemple le flux de produits finis, qui est défini en fonction de la demande commerciale. L'entreprise cherche à équilibrer le flux de la demande des clients avec le flux de produits finis : tout déséquilibre durable aboutit soit à une insatisfaction de la clientèle, soit à une surproduction : Flux aval > demande = surproduction

Flux aval < demande = retards de livraison La demande commerciale est elle-même caractérisée par un volume et un profil. Le volume correspond au flux de consommation des clients. Le profil dépend de certains facteurs : à moyen terme, de la saisonnalité, à court t erme, de la plus ou moins grande concentration des commandes dans le temps. Par exemple, si 300 étudiants désirent manger en même temps au restaurant universitaire, l'intendance estimera que la demande a un profil impossible à satisfaire. Les clients risquent d'être mécontents, d'aller ailleurs, ou de modifier le profil du flux de leur demande (en venant plus tôt ou plus tard).

Causes de variation des flux Plusieurs raisons peuvent expliquer les variations dans les flux des produits à l'intérieur de l'entreprise :

Transferts par grandes quantités De manière fréquente, les transports des produits entre les fournisseurs et l'entreprise, entre les cellules au sein même de l'entreprise ou vers les clients, induisent une discontinuité forte dans l'écoulement des flux matières. En effet, pour des raisons de coûts de transport, il est courant de regrouper un grand nombre de pièces pour effectuer le transfert et donc d'interrompre l'écoulement pièce à pièce du flux. La livraison de matières premières par camions ou trains entiers, qui couvre les besoins de l'entreprise pour plusieurs semaines, voire plusieurs mois, constitue un tel exemple de variation de flux.

Partage d'un équipement Le partage d'un équipement unique entre différents flux de produits provoque des interruptions régulières des flux et est la seconde cause importante de fluctuations. En effet, sur une chaîne de fabrication ou de montage, le flux des produits est quasicontinu. La régularité de circulation entre les postes repose sur l'égalité des cadences de chaque opération. Cet équilibre étant difficile à atteindre et à stabiliser, cela lim ite, en général, la technique de la ligne cadencée aux productions de très grande série.  Ainsi, les débits doivent être équilibrés à chaque instant. Dans les fabrications de moyennes ou petites séries, on parle souvent, par analogie avec la chaîne, d'une organisation des machines «en ligne». Dans ce cas, il existe une certaine souplesse créée par de petits stocks d'en-cours entre les postes successifs. Ainsi, les débits doivent être équilibrés en moyenne, pas nécessairement à chaque instant (alors qu'ils doivent l'être absolument sur une chaîne). Nous allons analyser un cas simple de partage de ressource entre plusieurs flux : la découpe et le formage des quatre portières d'une voiture qui ont lieu sur une même presse au rythme de 150 portières/heure. Les quatre portières sont ensuite habillées et montées sur le véhicule au rythme de 30 véhicules/heure.

Le planning de travail de la presse :

Tableau

Variation du stock

 Au total, en 50 heures, 1 500 portières de chaque type ont été fabriquées, soit 30 par heure. Le débit moyen de la presse est donc équilibré avec la ligne de garniture et de montage (30/h). Mais il y a un stock qui se constitue entre la presse et les lignes. Ce stock varie suivant le profil représenté sur la figure.  Au bout de dix heures de production, le stock atteint 1200 pièces car pendant ces dix heures 300 pièces ont été « absorbées » par la ligne de garniture et de montage (30/h).

Assemblage Certaines opérations nécessitent plusieurs produits simultanément : C'est le cas de l'assemblage puisqu'il faut que toutes les pièces à assembler soient présentes. L'ajustement du débit devient alors plus complexe puisqu'il y a une contrainte supplémentaire entre les différents flux entrants. Les fabrications du type job-shop où l'élaboration du produit nécessite un passage sur les postes de charge dans un ordre variable suivant sa gamme de fabrication rendent encore plus complexe la régulation des flux.

Schéma

Aléas Il serait irréaliste de parler de gestion des flux, même au niveau d'un poste de charge élémentaire, sans évoquer l'existence possible des dysfonctionnements. Tous les éléments évoqués sont susceptibles d'être affectés par des aléas : • une opération peut se révéler défectueuse, c'est-à-dire que le produit fini n'est pas conforme à ses spécifications, • une opération peut durer un temps différent du t emps prévu • les ressources peuvent être indisponibles : machine en panne, absentéisme, manque de place, • le f lux entrant peut ne pas être conforme à ses spécifications ou indisponible (retard de livraison), • le flux sortant peut être produit pour une demande qui n'existe plus (le client ne confirme pas sa commande). Ces différents aléas perturbent la régularité d'écoulement des flux et diminuent donc l'efficacité du système.

Flux tirés et flux poussés 

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Introduction Flux poussés Flux tirés

Introduction Il existe plusieurs types de vente : à la commande, sur stocks ou sur anticipation limitée. Le type de vente va influer sur la gestion des flux.

Flux poussés Prenons l'exemple de vente sur stocks. L'entreprise va fabriquer des produits et constituer des stocks en fonction des prévisions des ventes ou de commandes fermes. Sur la base des prévisions de ventes (ou de commandes fermes) des systèmes de calcul (calcul des besoins, voir MRP) vont générer des ordres de fabrication. Ces OF sont lancés, les produits commencent le processus de fabrication en passant par le premier poste de charge puis une fois les opérations terminées sur ce poste elles sont transférées sur le poste suivant. On parle alors de flux poussé, on ne tient pas compte des besoins du centre de charge en aval mais on exécute les OF provenant des postes de charge amont.

Schéma

Flux tirés Lorsque l'on est en flux tirés les ordres de fabrication sont réalisés uniquement dans le cas où le poste aval en aura le besoin. Ces OF peuvent être générés par le calcul des besoins ou directement par le poste aval mais leur déclenchement dépend du poste aval et de ses besoins. C'est-à-dire que si les besoins du poste aval sont nuls le poste amont suspend sa  production. Si tous les postes fonctionnent de la même manière ce sont au final les  besoins du client qui génèrent les ordres de fabrication. Les deux types de flux peuvent coexister dans une entreprise, par exemple dans une entreprise où l'élaboration du produit est de type T. La première partie qui va fabriquer des composants de base peut travailler en flux  poussés et la dernière partie qui peut être une partie de montage ou d'assemblage va travailler en flux tirés en fonction des demandes des clients.

Schéma

capacités et charges 

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Les ressources La capacité d'une ressource Flexibilité et polyvalence Capacité d'un réseau de ressources

Les ressources Il s'agit de l'ensemble des moyens nécessaires pour réaliser la transformation des matières premières et composants en produits finis. Suivant le type d'entreprise, les ressources comprennent de la main- d'œuvre, des équipements, des outillages, des informations (comme le fichier d'une société de vente par correspondance), des bâtiments, etc. Les décisions concernant les ressources sont importantes. D'abord parce qu'elles engagent en général l'entreprise pour des sommes élevées et pour une longue durée comme des décisions d'investissement et d'embauche. Ensuite, parce que leurs conséquences sont décisives à la fois pour la rentabilité de l'entreprise (par exemple, le choix d'un type d'avion par une compagnie aérienne) et pour sa capaci té à répondre à la demande du marché (une insuffisance de ressources empêche de livrer correctement les clients).

La capacité d'une ressource La capacité est une mesure de l'aptitude d'une ressource à traiter un flux. Une bonne image d'une capacité est fournie par le débit d'une route : 3 000 véhicules à l'heure, pour une autoroute, par exemple. On retrouve une notion équivalente dans tout système logistique : 600 clients à l'heure pour un restaurant fast-food, 120 dossiers par jour pour une agence de prêts immobiliers, 6 copies corrigées par heure pour un professeur, etc. Le concept de capacité résulte : • de la durée de disponibilité de la ressource par période calendaire (la journée, la semaine, le mois, etc.), • du choix d'une unité de mesure qui permet d'additionner les débits de produits éventuellement différents, étant entendu que si les produits sont assez semblables, une seule unité physique convient. Il faut cependant distinguer la capacité théorique et la capacité réelle. La capacité théorique est celle que l'on peut f aire au maximum sur un poste de charge par période de référence.

Exemple: Une machine à commande numérique dans un atelier a une capacité théorique de 35h/semaine. La capacité réelle est celle qui est prise en compte lors de l'élaboration du planning dans le cas d'un ordonnancement centralisé. Elle correspond à ce que l'on peut réellement réaliser sur un poste de charge compte tenu des aléas possibles, (pannes, rebuts, absence des opérateurs...). La machine à commande numérique de l'exemple précédent a un taux d'aléa de 10%, et sa capacité réelle est de 31,5h /semaine.

Flexibilité et polyvalence La flexibilité d'une ressource permet d'accroître sa capacité, en effet pour une usine sa possibilité d'effectuer des heures supplémentaires permet d'augmenter sa capacité. La polyvalence permet à une ressource d'effectuer un très grand nombre d'opérations différentes. La polyvalence d'une machine est souvent synonyme de capacité inférieure par rapport à une machine spécialisée.

Capacité d'un réseau de ressources 

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Ressources dépendantes Les ressources sans interaction Les ressources avec interaction Les ressources en série Ressources en parallèle Capacités conjointes

Ressources dépendantes Lorsque des ressources multiples sont mises en oeuvre, elles peuvent être ou non découplées les unes des autres par des stocks intermédiaires. Deux ressources séparées par un stock intermédiaire de pièces peuvent être considérées comme indépendantes, car l'arrêt de la ressource amont n'entraîne pas l'arrêt de la ressource aval. Si au contraire les ressources sont organisées sans stock intermédiaire comme sur une chaîne d'assemblage, l'activité d'une ressource conditionne directement celles des autres.

Les ressources sans interaction Lorsque des ressources sont en parallèle les capacités s'additionnent.

Exemple: Si une usine possède deux fours de traitements thermiques identiques pouvant travailler chacun 120 heures par mois, la capacité globale sera de 240 heures.

Les ressources avec interaction Lorsque des ressources sont utilisées pour réaliser un flux de production, le flux maximum est limité par la capacité d'un des processus, en général la plus faible, et on dit qu'il s'agit d'un goulot d'étranglement. On peut donc séparer les ressources en deux catégories : • ressources goulot et ressources non goulot,

• ressources en série.

Les ressources en série

Schéma : capacité du réseau des ressources

La capacité d'un réseau de ressources en série est celle de la capacité de la ressource goulot.

Ressources en parallèle

Schéma

Prenons l'exemple d'un processus d'assemblage, la capacité du réseau sera limitée par celle de la ressource goulot, car on ne pourra pas assembler plus de pièces que le nombre fourni par la ressource goulot.

Capacités conjointes Dans de nombreux cas, la réalisation d'une opération nécessite simultanément plusieurs ressources. Par exemple une machine et un opérateur et ces ressources ne sont pas forcément disponibles au même moment. La machine ne fonctionne pas pendant la pause de l'opérateur, l'opérateur ne peut faire fonctionner la machine en cas de panne ... La capacité globale est diminuée lorsque l'on utilise des ressources conjointes.

Charge 

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Introduction Taux de charge Taille des lots

Introduction La charge mesure la quantité de flux requise pour satisf aire la demande. C'est donc une mesure de débit demandé. Les concepts de capacité et de charge se correspondent, comme ceux de l'offre et de la demande. Il est recommandé de les exprimer dans les mêmes unités. Une compagnie d'aviation possède une capacité de transport de 20 000 passagers par jour. La charge à transporter le 14 avril a été de 17 000 passagers. Toute sa capacité n'a pas été utilisée. La mesure de la charge pose le même problème de choix d'unité que celle de la capacité : si la demande est homogène, on choisit, en général, une unité physique simple.

Par exemple, la charge d'un atelier qui fabrique des chaussures est de 42 000 paires pour le mois de mars. En revanche, si la demande est hétérogène, il faut choisir une unité de mesure plus abstraite. Par exemple, la charge d'un atelier d'usinage est de 2 400 heures d'usinage pour le mois de juin. Cela signifie que les ordres des clients, transformés en heures de travail par le biais des gammes de fabrication, représentent une durée de travail de 2 400 heures. Si l'usine possède 15 machines, chaque machine réalise en juin (2 400/15) soit 160 heures de travail (en moyenne théorique car, en pratique, compte tenu des spécificités du matériel, certaines machines ont plus de travail que d'autres). Par exemple, un centre d'usinage travaillant en 3 équipes offre une capacité de 111 heures par semaine (3 x 37 heures). Pour que cette unité de mesure soit utilisable, il faut que les commandes des clients soient elles-mêmes converties en heures. On voit que le centre d'usinage est chargé pendant 105 heures dans la semaine. Sa capacité étant de 111 heures, il reste 6 heures théoriquement disponibles.

Calcul des durées de traitement

Représentation graphique : La capacité d' une ressource peut être variable en fonction du temps. Des arrêts de maintenance préventive, des nettoyages périodiques, des aménagements du temps

de travail etc. peuvent diminuer la capacité d'une ressource. La charge d'un poste de travail est rarement égale à la capacité lorsqu'elle est inférieure on dit que le poste est en sous charge et en surcharge dans le cas contraire .

Schéma

Taux de charge Le taux de charge est exprimé en % en fonction de la capacité réelle.

équation

Le taux d'utilisation est exprimé en % en fonction de la capacité théorique.

équation

On peut définir un taux de disponibilité qui donne une indication sur les temps d'arrêt de la machine.

équation

Lorsque le taux de charge est supérieur à 100% le poste de travail est en surcharge  et il faut procéder au lissage des ressources. Cela peut consister à : • répartir la charge sur d'autres postes de charge qui peuvent effectuer les mêmes opérations et qui sont en sous charge, • utiliser si c'est possible les heures supplémentair es, • utiliser la marge disponible en décalant dans le temps les opérations à effectuer lorsque le poste de charge n'est plus en sur charge, • utiliser la sous-traitance, • négocier avec le client les délais.

Exemple: Considérons un atelier dont la partie usinage est composée de deux tours à commande numérique (T1 et T2) et d'un centre d'usinage (CU). Les horaires de l'entreprise sont de 35 h à raison de 7 h par jour. Le nettoyage  journalier représente 15 min pour les tours et 20 min pour le centre d'usinage. Le vendredi celui-ci est plus approfondi et représente une heure pour chaque machine. Les arrêts divers, pauses, pertes de temps représentent en tout 1h par jour. Un opérateur travaille à plein temps sur les deux tours, un deuxième opérateur partage son temps théorique entre le centre d'usinage (75%) et une activité de magasinier (25%). Deux commandes viennent d'arriver : 150 produits PA et 180 produits PB dont les gammes sont définies ci-dessous.

Tableau

Calcul de la charge hebdomadaire pour chaque produit :

Tableau

Calcul des capacités et des taux pour chaque centre de charge :

Tableau

On remarque que le taux de charge du centre d'usinage est supérieur à 1 (137,97%) donc il sera en surcharge. Calcul des charges, capacités et taux pour tout l'atelier d'usinage :

tableau

Le chef d'entreprise, s'il ne consulte que le total, pourrait en conclure que l'atelier est en sous charge car le taux de charge de celui-ci est de moins de 95% alors que l'atelier est en surcharge sur le centre d'usinage.

Taille des lots 

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Différents types de lots Choix d'une taille de lot

Différents types de lots Lots de commande, lots de fabrication, lots de transfert • Le lot de commande représente le nombre de pièces devant être livrées au client. • Le lot de fabrication est le nombre de pièces lancées en fabrication en une seule fois. Un lot de commande peut représenter plusieurs lots de fabrication si le lot de commande a une taille trop importante.  Au contraire plusieurs lots de commande d'un produit identique peuvent être regroupés dans un lot unique de fabrication afin de diminuer le nombre de réglages. • Le lot de transfert  correspond au nombre de pièces transportées d'un poste à l'autre lors de la fabrication. Il peut être inférieur ou égal au lot de fabrication. Lorsque l'on pratique le chevauchement des phases on choisit un lot de transfert inférieur au lot de fabrication ; le plus petit lot de transfert étant d'une unité.

Choix d'une taille de lot Il est possible d'utiliser la formule f ormule de Wilson pour déterminer la quantité économique du lot de fabrication.

équation

N = nombre de pièces annuelles L = coût d'un lancement (coût administratif + coût de réglage + coût d'immobilisation de la machine + éventuellement coût nettoyage) A = coût d'une pièce T = taux de possession L'application de cette formule implique certaines hypothèses qui ne sont pas toujours respectées (commandes périodiques périodiques consommation régulière) et peut conduire à des tailles de lots trop im portantes et donc à des coûts de stockage importants.

Il est plus intéressant de diminuer le coût de lancement et donc la taille des lots.

Arguments avancés pour éviter les lancements de faibles quantités quan tités • Temps de réglage trop long : Il est de loin l oin préférable de diminuer le temps de réglage (voir m éthode Smed). • Temps d'adaptation trop long du personnel : Il est préférable d'augmenter le niveau de qualification et de polyvalence du personnel. • Nombre Nombre d'affaires en cours trop important : Il est plus judicieux j udicieux d'améliorer le système d'informations. • Il est plus simple de lancer la quantité commandée : Oui mais cela risque de pénaliser d'autre commandes qui resteront en attente.

Avantages liés à la diminution de la taille des lots La probabilité de justesse de prévision des ventes augmente lorsque l'horizon est moins éloigné, ainsi le lancement par petite quantité bénéficie d'une prévision des ventes plus fiable. Cela évite aussi des stocks de produits invendus en cas de prévision trop lointaine et trop optimiste. Si le contrôle des produits s'effectue en fin de processus de fabrication f abrication et qu'un défaut apparaît, il sera possible de remédier à la cause du défaut sur le processus parce qu'il sera encore en fonctionnement pour les lots suivants.  Alors que dans dans le cas où toute les pièces sont sont lancées en même même temps dans un seul lot, l'ensemble des pièces sera affecté du défaut et il ne sera plus possible de rectifier le processus surtout si le défaut est généré par un poste de charge en début de processus. Le produit s'il est nouveau sera disponible plus rapidement sur le marché. Le respect des délais est plus facile à obtenir.

Exemple:Exemple d'utilisation de lot de transfert plus petit que le lot Exemple: de lancement. Soit un produit P fabriqué en lots de 2000 pièces sur 5 postes de charge M1, M2, M3, M4, M5 dont la gamme est :

tableau

Les matières premières sont estimées à 20€ par pièce et par souci de simplification on ne prend pas en compte dans le calcul du coût des en cours la valeur ajoutée par chaque poste. Le lot de transfert égale le lot de fabrication c'est-à-dire que l'on réalise 2000 pièces sur M1 puis elles sont transférées sur M2 et ainsi de suite. Le planning de la réalisation de P se présente ainsi :

Schéma

Le temps total d'exécution est de :

(30+5+50+5+10)/100=1h pour une pièce et de

1h * 2000 = 2000h pour l'ensemble des 2000 pièces ce qui correspond à un peu plus de 57 semaines de 35 h. Si l'on choisit un lot de transfert le plus petit possible (une pièce) on doit prendre en compte la vitesse de chaque poste de travail. La phase 20 sur la machine M2 a un temps de réalisation beaucoup plus court que la phase 10, sa vitesse d'exécution est donc plus grande. Si l'on souhaite réaliser un chevauchement maximum avec un lot de transfert d'une seule pièce et dès la première pièce finie sur M1, on la place sur M2. Alors M2 étant plus rapide elle va "attendre" la pièce suivante en provenance de M1.  Aussi afin que M2 fonctionne de façon continue il est préférable de terminer la phase 20 juste après la fin de la phase 10 (5 ch ou le temps de réalisation d'une pièce sur M2) et à partir de la fin de la phase de déterminer la mise en route de la machine M2.  Autrement dit la fin de toutes les pièces sur M1 est de (2000*30)/100=600 h. La fin de la phase 20 sera donc environ de 600,05 h si l'on néglige le temps de transfert et le début de la phase 20 de : (600,05-(2000*5)/100)=500,05 h après le début de la phase 10.

En ce qui concerne la phase 30, elle est beaucoup moins rapide que la phase 20 et il est souhaitable de la débuter dès que la première pièce sortie de M2 est disponible.

Schéma

Le temps total est environ de 1600 h (presque 46 semaines) ce qui représente un gain de presque 20%.

C'est-à-dire un gain de 11 semaines, qui permet de diminuer à la fois le coût des en cours mais aussi de gagner sur le délai de livraison.

Exercices 

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Exercice  Activité d'auto-évaluation Exercice : auto-évaluation EXERCICE 1

La Société RADIAPLUS fabrique et vend des radiateurs métalliques destinés au chauffage central des installations domestiques. La production comporte six phases principales qui sont réalisées successivement dans six ateliers : DECOUPE, USINAGE, SOUDURE, PEINTURE, ASSEMBLAGE, EMBALLAGE. 1) Atelier de découpe : Une machine permet de découper les tôles à un rythme de 100 radiateurs par heure. Une seule personne est employée à l'alimentation et à la surveillance de la machine. 2) Atelier d'usinage : Il comporte 4 presses, destinées à percer des trous et à faire des encoches dans la tôle. Chaque presse nécessite la présence d'un ouvrier. Les presses peuvent être considérées comme équivalentes. Chaque presse peut réaliser 17 radiateurs à l'heure. 3) Atelier de soudure : Il faut deux ouvriers pour souder un radiateur complet. Le temps nécessaire à l'opération de soudure est de 10 mi nutes. On peut créer au plus 10 postes de soudure. 4) Peinture : Les radiateurs sont suspendus à une chaîne qui circule dans un tunnel de peinture. La vitesse du tunnel est de un radiateur à la minute. Il y a deux peintres chargés du tunnel. 5) Assemblage : Les radiateurs peints doivent être habillés fixation des robinets, fixation des embouts, etc. Il faut 10 minutes à un ouvrier pour réaliser cette opération. Il est possible de placer autant d'ouvriers que nécessaire pour constituer des postes d'assemblage. 6) Emballage : La moitié seulement des radiateurs est emballée, l'autre moitié est expédiée dans des conteneurs chez les grossistes. Un poste d'emballage est occupé par 2 personnes et l'opération dure 5 minutes. Il est possible de constituer au maximum 6 postes d'emballage.

Informations complémentaires 1) Le taux d'utilisation du tunnel de peinture est inférieur à 100 %. Les arrêts sont dus : • aux incidents techniques (1 heure par jour en moyenne), Exercice 2 : capacités et charges

• aux changements de couleur (5 heures par semaine) car les radiateurs sont offerts au catalogue en 5 couleurs différentes et le planning du tunnel de peinture est fait de façon que chaque couleur soit reprise une fois par semaine. 2) Certains des radiateurs doivent être retouchés en peinture à cause de défauts d'aspect (coulures, peau d'orange etc.). On observe qu'en m oyenne, pour obtenir 100 radiateurs bons, il a fallu en recycler 5, c'est-à-dire en peindre 105. 3) L'horaire normal de travail est de 8 heures par jour. Il y a 20 jours ouvrables par mois. 4) L'absentéisme moyen est de 10 %.

Question 1) Calculer, pour chaque atelier, sa capacité mensuelle en heures (heures disponibles pour l'ensemble des postes de travail), ainsi que le flux maximum (en nombre de radiateurs) qu'il peut traiter. 2) Le programme du mois de janvier est de 7 600 radiateurs, tous coloris confondus. Calculer la charge de travail en nombre d'heures de chaque atelier pour le mois ainsi que le flux moyen théorique dans chaque atelier (en nombre de radiateurs). 3) Calculer le rapport charge/capacité pour chacun des postes. • Quel est le goulet d'étranglement de l'usine ? • Quelle(s) solution(s) proposez-vous pour atteindre malgré tout le programme envisagé ? • Si l'on se libère du premier goulet d'étranglement évoqué précédemment, quel sera le goulet d'étranglement suivant ? 4) Calculer le nombre total d'heures de main-d'œuvre nécessaires pour réaliser le programme de production. Combien d'ouvriers l'usine emploiera-t-elle, tout le personnel étant polyvalent, si on ne tient pas compte de l'absentéisme ? Si on tient compte de l'absentéisme ? 5) Déterminer le nombre théorique de postes à faire fonctionner dans les ateliers de découpe, de soudure, d'assemblage et d'emballage et calculer les nouvelles capacités et les nouveaux rapports charge/capacité. Combien d'ouvriers l'usine emploiera-t-elle si le personnel est totalement spécialisé sur une opération, si on ne tient pas compte de l'absentéisme ? Si on tient compte de l'absentéisme ?

EXERCICE 2

Activité d'auto-évaluation Une usine de sous-traitance fabrique des cadres de portes de véhicule. Elle est constituée de différents ateliers : cintrage, soudure, contrôle, emballage. Quatre types de cadres sont réalisés avant gauche, avant droit, arrière gauche et arrière droit (AVG, AVD, ARG puis ARD).

Les presses de cintrage pour un type de cadre sont en ligne, l'atelier comporte 8 lignes de 5 machines, les lignes sont spécialisées et ne réalisent pour un modèle de véhicule qu'un seul type de cadre. Elles sont alimentées directement en matière première sans interruption. Les postes de soudure sont spécialisés et réalisent indifféremment des cadres avant (AVG puis AVD) ou arrière (ARG puis ARD), les postes de contrôle sont spécifiques à chaque type de cadre (il y a autant de postes de contrôle que de types de cadre). Les horaires de travail sont de 7h par jour, de 5 jours par semaine et de 20 jours par mois excepté pour l'atelier de soudure où les horaires journaliers sont de 14h avec deux équipes. L'absentéisme ne perturbe pas les cadences des machines. Les lots de transfert entre chaque atelier, entre deux postes du même atelier, sont d'une pièce. Les temps de transfert sont négligeables. Les arrêts (maintenance, pauses...) sont estimés pour chaque atelier à une heure pour 7 h. Les temps de transfert sont négligeables. - L'atelier de contrôle refuse en moyenne une pièce sur 100. - Une commande pour 10000 véhicules du même modèle a été enregistrée. - Les OF sont programmés et les premières opérations de cintrage devraient commencer le début du mois prochain. - Les temps de réglage entre deux séries se font si possible en temps masqué (avant l'arrivée du lot).

tableau

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auto-évaluation

Correction Recommencer 

Choisissez les propositions qui caractérisent le mieux un flux poussé

Les besoins du centre de charge aval ne sont pas pris en compte C'est le besoin du centre de charge aval qui déclenche l'ordre de fabrication du poste précédent Les besoins du client génèrent les ordres de fabrication Les ordres de fabrication vont être calculés en fonction des  prévisions des ventes

orrection Choisissez les propositions qui caractérisent le mieux un flux poussé

Les besoins du centre de charge aval ne sont pas pris en compte C'est le besoin du centre de charge aval qui déclenche l'ordre de fabrication du poste précédent Les besoins du client génèrent les ordres de fabrication

Les ordres de fabrication vont être calculés en fonction des prévisions des ventes En cas d'erreur relire la leçon Capacités et Charges

Ordonnancement : planification 

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Introduction Ordonnancement Ordonnancement centralisé Ordonnancement décentralisé Exercices

Introduction  A l'issue de la leçon l'étudiant doit être capable : • de planifier tout ou partie d'une production à partir d'un dossier de gestion des flux décrivant le type appliqué, ses caractéristiques, son mode de mise en œuvre ainsi que les produits, procédés, processus, temps etc.

Ordonnancement 

Introduction

Introduction L'ordonnancement n'est pas utile lorsque la production est du type continu ou quasi continu (exemple cimenterie, aciérie ou production automobile) car il consiste essentiellement à déterminer l'ordre de réalisation des travaux lors de la production. Or dans une production continue l'ordre des travaux est figé.

Exemple: Dans une chaîne d'assemblage d'un appareil de petit électroménager fabriqué en très grande série, la gamme de montage est fixe, seule est importante la présence des composants au bon endroit, au bon moment et en nombre suffisant. L'ordonnancement est surtout utilisé dans les productions de type discontinu pour les petites et moyennes séries (ateliers). Il consiste, à partir des ordres de fabrications issus du système MRP (s'il existe) ou à partir des commandes fermes ou prévisionnelles de clients, à définir l'ordre de passage des fabrications sur les postes de charge et ensuite à r éaliser le lancement et le suivi de la production.

Deux types d'ordonnancement sont possibles

• L'un centralisé, où l'on va définir pour chaque centre de charge un calendrier prévisionnel de fabrication, distribuer les ordres de lancement et contrôler l'exécution des fabrications. • L'autre décentralisé, qui consiste à gérer devant chaque poste de charge la file d'attente des ordres de fabrications en choisissant l'ordre de passage en f onction de règles de priorité locales.

Ordonnancement centralisé 

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Introduction  Algorithmes d'ordonnancement Règles de priorité Heuristiques d'ordonnancement Élaboration du planning

Introduction L'ordonnancement centralisé implique une connaissance précise des gammes de fabrication ainsi que des temps opératoires. Il consiste à établir un planning des travaux, c'est-à-dire à placer sur un diagramme (machines temps ou OF temps) les phases à réaliser sous formes de barres dont la longueur est proportionnelle au temps. Ce planning est à court terme (de 0,3 à 1 cycle de production) mais il reste néanmoins statique car entre deux planifications, il ne prend pas en compte l'arrivée d'une nouvelle commande ou d'un nouvel OF. Le planning doit respecter plusieurs objectifs tels que respect des délais, diminution des stocks et en cours, utilisation au mieux des postes de travail et des ressources etc. Deux démarches de planification se retrouvent dans la littérature, la première qui essaie d'optimiser la production en employant des algorithmes permettant de trouver la meilleure solution, la deuxième plus pragmatique qui ne cherche pas la meilleure solution mais une solution satisfaisante. La première démarche se heurte à un nombre de combinaisons considérable. En effet si l'on considère un seul centre de production avec n produits (P1, P2, P3, P4) en attente devant cette machine, le nombre de combinaisons possibles du passage de ces produits sur le centre est de n! : P1, P2, P3, P4 ou P1, P2, P4, P3 ou P1, P2, P3, P4 ou P1, P3, P2, P4 ou P1, P3, P4, P2 etc. Si l'on considère que ces n produits doivent passer sur c centres de production le nombre de combinaisons devient (n!)c en supposant qu'un produit ne passe qu'une seule fois sur une machine et que l'ordre de passage sur les centres de production est identique. Elle ne peut satisfaire qu'un seul objectif par exemple minimiser le temps total de production mais ne prend pas en compte par exemple le fait qu'un produit a un délai de réalisation très court (commande urgente).

Algorithmes d'ordonnancement 

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La règle du temps opératoire minimum (TOM) L'algorithme de Johnson

La règle du temps opératoire minimum (TOM) Supposons un centre de production et en attente devant ce centre un nombre (m) de pièces (P1, P2, P3, ....Pm) devant subir une phase sur ce centre. Le centre de production permet de réaliser une phase de la gamme de chaque pièce, la durée de cette phase varie en fonction du type de pièce, (t1, t2, t3,....tm).

Schéma

La règle du temps opératoire minimum permet de définir l'ordre de passage des pièces sur la machine en minimisant la durée moyenne de fin de réalisation des phases constituant la file d'attente . La date de fin de réalisation d'une pièce réalisée à la kième position est égale à la somme des temps de réalisation des pièces précédentes augmentée de la durée de réalisation de la pièce elle-même :

équation

Si l'on considère l'ensemble des durées de fin de réalisation des différentes pièces : d1, d2, d3, d4 ......dm.

La moyenne de ces durées est égale à :

équation

On constate que pour minimiser dm on a intérêt à associer le temps (ti) le plus faible au coefficient (m-i+1) le plus élevé, or ce coefficient est d'autant plus élevé que i est grand. La valeur minimale de dm sera obtenue en choisissant en premier les pièces dont les temps opératoires ti sont les plus faibles.

Exemple: 5 pièces repérées de 1 à 5 avec un temps opératoire et un délai de réalisation.

tableau

Si l'on applique la règle du temps opératoire minimum on obtient, avec un ordre de passage 2 4 3 5 1 qui minimise la durée de réalisation moyenne :

dm= 1202 au lieu de 1546 dans un ordre aléatoire . On remarque que cette méthode qui minimise la durée moyenne de réalisation, ne tient pas compte du respect des délais car la pièce repérée 1 est terminée à 2400 alors que son délai de réalisation est de 1600.

tableau

Il est possible d'ordonnancer en choisissant comme critère non plus le temps opératoire mais le délai de réalisation, toutefois bien évidemment cet ordonnancement ne minimisera plus la durée moyenne de réalisation.

L'algorithme de Johnson Son objectif est de minimiser la durée de réalisation d'une file d'attente de n pièces devant toutes passer selon le même ordre sur deux machines (problème du type flowshop). Il peut s'énoncer ainsi : Tant qu'il reste des pièces dans la file d'attente

Faire Pour le reste des pièces à ordonnancer Faire la recherche sur les deux machines du temps opératoire minimum (TOM);

Si TOM est trouvé sur la première machine alors placer la pièce en début d'ordonnancement; sinon placer la pièce en fin d'ordonnancement; fin de si éliminer de la file d'attente la pièce nouvellement ordonnancée;

Fin de faire

Exemple: Considérons 4 pièces P1 P2 P3 et P4 qui vont passer successivement sur les machines M1 et M2 afin d'être fabriquées. Les gammes de fabrications s'écrivent ainsi :

tableau

Appliquons l'algorithme de Johnson Le TOM 4 nous permet de placer P2 en premier Puis le TOM 6 P3 en dernier etc... On obtient ainsi l'ordre suivant : P2, P4, P1, P3

Schéma

On constate qu'il ne reste qu'un seul trou de charge après P2 sur la machine M2 et que si cet algorithme minimise bien le temps global de fabrication il ne permet pas forcément de respecter les délais de réalisation spécifiques de certaines pièces.

Exemple: P1 est terminée à 56 alors qu'elle a un délai de 40 et P3 à 62 avec un délai de 50.

Algorithme de Johnson généralisé Il peut s'appliquer sur toute fabrication dont le processus de fabrication est séquentiel avec plus de deux postes de fabrication même si tous les postes ne sont pas utilisés.

Pour chaque pièce : - Réaliser la somme des temps de toutes les phases (N) - Réaliser la somme x des temps des n-1 premières phases - Réaliser la somme y des temps des n-1 dernières phases - Calculer le rapport k=x/y On obtient l'ordre des fabrications grâce à l'ordre croissant de k.

Exemple: Soit une file d'attente composée de six pièces et devant être fabriquées séquentiellement sur 4 machines, les temps opératoires sont exprimés en centièmes d'heures.

tableau

tableau

L'ordre de passage est donc : P3 P4 P6 P2 P5 P1

Règles de priorité Si l'on n'utilise pas d'algorithme pour déterminer l'ordonnancement des OF il faut se fixer une règle.

L'utilisation de règles de priorités n'a pas l'ambition de l'optimisation mais propose des solutions "acceptables" s'appuyant sur des critères proches des objectifs du gestionnaire. Le résultat de l'ordonnancement dépend de l'ordre dans lequel les OF sont placés sur le planning. Aussi il est recommandé de choisir les règles à utiliser de f açon à réaliser au mieux les objectifs assignés à l'ordonnancement (respect des dates de livraison, charge maximum sur les machines etc.).

Les règles les plus connues sont : • Ordre • Premier arrivé premier servi (FIFO) • Priorité au dernier arrivé (LIFO) • Priorité au lot qui ira dans la file d'attente suivante la plus courte • Priorité au lot dont le nombre d'opérations est le plus petit (grand) • Priorité au lot dont le temps d'opération est le plus petit (grand) • Dates et marges • Date de fin la plus proche • Marge minimale (temps restant-temps opératoires restants) • Marge par nombre d'opérations minimale • Ratio critique temps restant/travail restant (date livraison-date du jour-(temps opératoires+temps inter opératoires)/(date livraison-date du jour) • Coût • Priorité au lot ayant la plus grande valeur  • Ratio coût d'attente par durée de l'opération à exécuter 

Exemple: Devant le centre d'usinage CU09 attendent 5 OF, la date d'aujourd'hui est le jour 60 et les informations concernant ces OF sont données par GPAO.

tableau

Si l'on applique les règles suivantes dans l'ordre : 1. FIFO 2. Priorité au lot dont le temps d'opération est le plus petit 3. Date de fin la plus proche 4. Ratio critique

1. FIFO : 13245

2. Priorité au lot dont le temps d'opération est le plus petit : 54213

3. Date de fin la plus proche : 43251

4. Ratio critique :

Ordre : 4 3 2 1 5

Les OF 4 et 3 ne seront pas terminés à la date prévue car le travail restant est plus grand que le temps restant.

Heuristiques d'ordonnancement Les heuristiques d'ordonnancement ont pour caractéristique d'utiliser des combinaisons de règles élémentaires. Elles seront ainsi multicritères et vont pouvoir aider le décideur par rapport aux objectifs de respect des délais, de niveau des en cours, de la charge de l'atelier. Elles sont dynamiques et vont permettre la simulation des f lux physiques. Bien que ces méthodes utilisées dans de nombreux logiciels ne donnent pas de solution optimale, elles permettent de trouver des solutions acceptables et en tout cas elles sont une amélioration des tâtonnements utilisés par les responsables de planning.

Élaboration du planning 

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Élaboration du planning Chargement au plus tôt Chargement au plus tard

Élaboration du planning  Après avoir choisi l'ordre des différents OF il faut effectuer le chargement sur le planning. Il existe plusieurs types de planning : avec des fiches en "T", à gouttières, magnétiques, réalisé avec un logiciel. Suivant l'utilisation que l'on veut en faire le planning n'aura pas la même représentation. Le planning d'utilisation des moyens de production permet au chef d'atelier de connaître l'utilisation des machines, celui des commandes donnera une vue des affaires en cours.

Exemple: trois commandes X, Y, Z sont réalisées sur trois machines M1, M2, M3.

schéma

 Avant de fabriquer un produit le bureau des méthodes crée une gamme de fabrication. Cette gamme est découpée en phases. Chaque phase correspond, pour simplifier, au passage pour le produit ou la pièce d'une machine à une autre. Sur une même machine il peut y avoir plusieurs opérations ce qui correspond à un changement d'outil ou d'instrument ou de technique. Exemple découpage, vissage, ébavurage etc..... Dans les gammes sont indiqués les temps opératoires tels que temps de préparation du poste ou temps série, le temps d'exécution de l'opération ou temps unitaire et parfois les temps de contrôle quand ils ne sont pas masqués. Mais ne sont pas indiqués les temps inter opératoires tels que : • le temps de transit de la pièce vers le poste suivant, • le temps de lancement, • les temps de contrôle administratif. Ces temps opératoires sont obtenus par une analyse statistique ou par mesure. Ils se placent à la fin d'une phase juste avant de commencer la phase suivante.

schéma

Chargement au plus tôt 

Chargement au plus tôt

Chargement au plus tôt Le chargement au plus tôt consiste à placer dans l'ordre chronologique les phases de chaque OF à partir de la date du jour ou du début de la planification. Cette méthode permet de privilégier l'occupation à court terme de l'atelier mais ne permet pas de gérer les commandes urgentes. Elle permet de vérifier que les délais seront respectés sauf problème de production et de laisser des marges éventuelles qui permettront d'absorber des retards s'il y a lieu. Elle pénalise les coûts car elle engendre des en cours et des stocks plus importants.

Exemple:Exemple de planification au plus tôt

tableau

Le délai de livraison identique pour tous les OF est de 35 heures.

Chargement OF1

Chargement OF2

Chargement OF3

Chargement OF4

Remarque: Si le placement des premiers OF ne pose pas de problème on peut remarquer qu'il devient difficile de placer les derniers OF correctement. Exemple : l'OF4 attend 9 h après la première phase pour le passage sur la machine M2 et six heures après la phase 3. On peut remarquer de même la faible utilisation des ressources, par exemple la machine M6 qui termine à la 31ème heure n'est utilisée en tout que 14 h, ce qui représente environ 45% de son temps.

Le résultat serait certainement différent si l'on avait utilisé un autre ordre de chargement des OF. Dans le chargement on a considéré que les phases étaient sécables sans problème et qu'on pouvait abandonner une phase en cours puis la reprendre le lendemain.

Exemple: Si l'on suppose que le début des phases coïncide avec un début de journée et qu'une  journée ne comporte que 8 heures. La phase 20 sur la machine M5 doit s'arrêter à la fin du jour 1 et reprendre le jour 2 mais dans certaines phases ce n'est pas possible, par exemple un traitement thermique. Il faut prendre en compte ce type de contrainte lors de la planification et des choix s'imposent: soit reporter la phase au lendemain, soit faire des heures supplémentaires.

Chargement au plus tard 

Chargement au plus tard

Chargement au plus tard Dans le chargement au plus tard on place la dernière phase ou dernière opération avec sa fin qui coïncide avec la date de livraison et on repart vers la gauche en plaçant l'avant dernière phase et ainsi de suite. L'ordre du placement des OF peut être la date de livraison ou la marge dans l'ordre croissant, dans l'exemple on a placé les OF en commençant par celui qui avait la plus petite marge (date de livraison-date de fin au plus tôt). L'avantage du chargement au plus tard est que l'on diminue les en cours mais que l'on prend des risques dans le respect des délais car les marges sont annulées ou diminuées et le moindre problème en fabrication va entraîner un retard de livraison. Il permet de libérer du temps à court terme afin de pouvoir placer des commandes urgentes. Dans le cas où le placement au plus tard donne comme résultat qu'un OF doit commencer la semaine précédente, on choisit soit de placer l'OF au plus tôt soit de changer l'ordre de placement. Une autre solution est de diminuer la taille des lots de transfert et de réaliser ainsi ce que l'on appelle du chevauchement : Le chevauchement permet de diminuer le temps total de fabrication d'un OF.

Exemple:Un lot à fabriquer sur 3 machines M1, M2, M3.

On n'attend pas que la totalité du lot soit terminée sur la machine M1 (M2) pour passer à la phase suivante sur la machine M2 (M3). Cela permet de diminuer le temps de fabrication total du lot mais cela peut poser quelques problèmes de suivi du lot. En général une fiche suiveuse est associée au lot et lorsque le lot est partagé et réparti sur plusieurs machines il est plus difficile de réaliser le suivi de la fabrication.

schéma

Chargement de l'OF4

Chargement de l'OF3

Chargement de l'OF1

Mais OF1 doit débuter sur M1 avant la date du jour, une solution est de placer l'OF1 avant l'OF3.

Chargement de l'OF2

Un autre type de chargement peut aussi être utilisé, c'est le chargement à partir des machines goulots qui sont des moyens de production dont la capacité est juste inférieure ou égale à la charge moyenne habituelle. On place donc en priorité les phases qui sont réalisées sur ces machines goulots.

L'ordonnancement centralisé permet l'établissement d'un planning d'utilisation des ressources de l'atelier et d'obtenir ainsi des informations quant aux dates de livraison possibles. Mais cet ordonnancement s'avère peu réaliste car on essaie de gérer de façon déterministe un univers aléatoire et dynamique.

De nombreuses causes viennent perturber le planning initial • L'arrivée de nouvelles commandes (ou de nouveaux OF), certaines peuvent être urgentes.

• Les temps inter -opératoires peuvent varier suivant le type de fabrication, la charge de l'atelier. • Les temps opératoires eux aussi sont des moyennes et peuvent varier par exemple en fonction de l'expérience de l'opérateur. • Les pièces défectueuses retardent et perturbent la fabrication ainsi que : - les pannes de machines - l'absentéisme - les retards de livraison Or le moindre retard sur une phase peut décaler l'ensemble des autres phases et rendre l'ordonnancement caduque.

Ordonnancement décentralisé 

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Introduction Les règles locales : Les règles globales

Introduction L'ordonnancement décentralisé ne permet pas de faire de prévisions ni de planning car les décisions sont prises au pied de chaque machine. Dès qu'une machine a terminé un lot l'opérateur choisit en fonction d'une règle de priorité définie à l'avance l'OF suivant. L'application de cet ensemble de décisions locales est censée atteindre les objectifs globaux de l'atelier. On peut distinguer deux types de règles de priorité, les règles locales qui ne concernent que les lots de la file d'attente devant la machine. Par contre les règles globales prennent en compte les autres centres de charge de l'atelier.

Les règles locales : Elles sont du même type que celles utilisées dans l'ordonnancement centralisé :

ORDRE Premier arrivé premier servi (FIFO) :

C'est la règle la plus simple à appliquer mais elle ne convient pas forcément lorsque les marges entre le délai de livraison et la date du jour sont faibles par rapport aux temps opératoires.

Priorité au lot dont le temps d'opération est le plus petit : Il y a un risque pour les opérations longues de rester bloquées devant une machine pendant très longtemps.

Date de fin la plus proche : Cette règle favorise les OF dont la date de livraison est la plus proche, elle permet de faire passer en priorité les lots qui sont en retard ou qui risquent de l'être.

Ratio critique temps restant/travail restant ou temps restant/nombre d'opérations restantes : Cette règle a pour objectif le respect des délais.

Les règles globales L'application de ces règles nécessite des informations de la file d'attente mais aussi du reste de l'atelier. Celles-ci devront donc être centralisées même si la décision se répand au niveau local.

Priorité au lot qui ira dans la file d'attente suivante la plus courte. Cette règle nécessite de surveiller les postes suivants et notamment la priorité sera donnée au lot qui doit passer sur le poste suivant dont la file d'attente est la plus courte. On choisira l'OF3 pour passer en priorité sur le poste D où la file d'attente est la plus petite, cela permet d'éviter que celui-ci ne soit en attente de pièces.

schéma

Priorité au poste suivant qui est un goulot Parmi les quelques règles citées il n'y a pas de règle qui donne de meilleurs résultats. Ceux-ci dépendent du type de production, de commandes, des objectifs de l'atelier. Toutefois il appartient au gestionnaire de mettre en place des indicateurs permettant de mesurer l'efficacité des règles utilisées (respect des délais, taux de chargement, équilibrage de la charge, le volume des en cours).

1) Lancement en fabrication Il consiste avant de démarrer la réalisation de l'OF à mettre en place la documentation nécessaire à la réalisation et au suivi, à vérifier la disponibilité des composants et matières premières nécessaires, la disponibilité de la capacité des ressources.

Les documents souvent utilisés sont : • La fiche suiveuse, les bons de travaux, les plans, bons de sortie matière, la gamme de fabrication, les bons d'outillage. Le bon de travail est associé à une phase sur un poste de travail. Il permet une fois complété par l'opérateur de connaître le nombre de pièces effectivement réalisées ainsi que le temps réellement passé à réaliser le lot. Les bons de travaux sont distribués à intervalles de temps réguliers. Ces informations sont transmises au service ordonnancement pour la mise à jour du planning des indicateurs de performances et pour l'imputation des coûts à l'OF. La fiche suiveuse est rattachée au lot de f abrication et le suit d'un poste à l'autre, elle contient des informations concernant l'OF (client, quantité à fabriquer, date de livraison, gamme etc.).

2) Le suivi de fabrication Il consiste à recueillir les informations sur l'avancement des fabrications avec les bons de travaux ou à partir des feuilles de pointage remplies journellement par les opérateurs. Ces informations vont servir à la mise à jour du planning, elles permettront de pouvoir lancer les OF suivants, de renseigner les clients.

Exercices 

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Exercice Exercices auto-évaluation Dans une PMI de mécanique générale le chef d'atelier doit planifier les ordres de fabrication pour les semaines 20 et 21. La date du jour est le vendredi 17h de la semaine 19, l'horaire de l'atelier est de 9H12H et de 13H-17H du lundi au vendredi. Il n'y a pas d'heures supplémentaires, l'ensemble des phases est interruptible c'est-à-dire qu'une tâche débutée le soir peut être interrompue et reprise le lendemain. • Afin de faciliter les calculs on considère les pauses, arrêts de maintenance, nettoyage de machines comme négligeables mais il faudra prendre en compte les temps série (temps de réglage à chaque changement de série). • Les lots de transfert sont identiques aux lots de fabrication. (pas de chevauchement possible)

Les ordres de fabrication à réaliser sont les suivants :

tableau

Les gammes simplifiées des produits :

 produit P1

 produit P2

 produit P3

 produit P5

 produit P1 (of205)

 produit P3 (of206)

 produit P4

 produit P6

 produit P7

 produit P2 (of210)

Question 1. Calculer le temps (réglage+réalisation) opératoire pour chaque phase et le temps pour chaque OF. 2. Placer sur un planning au plus tôt les OF en respectant la règle FIFO (n°OF croissant ) et déterminer les OF qui seront livrés en retard. 3. A partir du planning calculer les taux de charge (charge/capacité) en semaine 20 et 21 pour chaque machine. 4. Calculer pour un OF (207 par exemple) le temps de fabrication d'une pièce pour chaque phase et ensuite le rapport entre ce temps et le temps passé (en heures ouvrées) dans l'atelier pour le lot complet. Conclusion. 5. Placer sur un planning au plus tard les OF en respectant la règle FIFO (n°OF croissant).

6. Placer sur un planning au plus tôt les OF en respectant la règle du ratio critique, déterminer les OF qui seront livrés en retard. 7. Placer sur un planning au plus tôt les OF en les classant dans l'ordre décroissant du temps total passé sur la machine goulot et, en cas d'égalité, dans l'ordre croissant du n° OF. Déterminer les OF qui seront livrés en retard.

Exercices auto-évaluation 

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Enoncé exercice Exercice Exercice Exercice Exercice Exercice Exercice Exercice Exercice

Enoncé exercice Dans une entreprise de mécanique générale, le chef d'atelier a à réaliser 6 produits (de 1 à 6), avec les ordres de fabrication suivants : Toutes les opérations sont interruptibles sauf celles qui concernent M5 qui est un four de traitement thermique, de même pour ce four les pièces sont traitées obligatoirement par lots, La journée de travail est de 7 heures, une seule heure supplémentaire par jour est autorisée.

tableau

Version PDF de l'énoncé Correction Recommencer 

Quel type d'ordonnancement allez-vous utiliser ?

Règle de priorité FIFO Temps opératoire minimum Algorithme de Johnson

Algorithme de Johnson généralisé

Question Complétez le tableau en utilisant l'algorithme de Johnson, afin de définir l'ordre de passage des OF.

Tableau

Question Réalisez le diagramme de Gantt au plus tôt, en dessinant l'OF1 de couleur jaune j aune dans les rectangles de couleur orange.  Attention, toutes les tâches tâches sur M5 démarrent en en début de journée. journée. (traits pointillés)

Diagramme

Question Réalisez le diagramme de Gantt au plus tôt, en dessinant l'OF2 de couleur rouge dans les rectangles de couleur orange.  Attention, toutes les tâches tâches sur M5 démarrent en en début de journée. journée. (traits pointillés)

Question Réalisez le diagramme de Gantt au plus tôt, en dessinant l'OF5 de couleur bleue dans les rectangles de couleur orange.  Attention, toutes les tâches tâches sur M5 démarrent en en début de journée. journée. (traits pointillés)

Question Réalisez le diagramme de Gantt au plus tôt, en dessinant l'OF4 de couleur verte dans les rectangles de couleur orange.  Attention, toutes les tâches tâches sur M5 démarrent en début début de journée. journée. (traits pointillés)

Question Réalisez le diagramme de Gantt au plus tôt, en dessinant l'OF3 de couleur rose dans les rectangles de couleur orange.  Attention, toutes les tâches tâches sur M5 démarrent en en début de journée. journée. (traits pointillés)

Correction Recommencer 

 Après avoir réalisé la planification, le client du produit 4 (OF4), vous indique qu'il veut son produit au plus tard à la fin du huitième jour, c'est-à-dire avant la 56 ième heure. Les heures de livraison des autres produits ne sont pas précisées mais entre deux solutions acceptables, il vaut mieux choisir celle qui minimise les encours dans l'entreprise.  Afin de simplifier le calcul lors du chevauchement, le temps de réalisation et de transfert d'une pièce sera considéré comme négligeable par rapport au temps de réalisation du lot. Précisez si les solutions pour respecter la date de livraison du produit 4 conviennent.

A : réaliser un chevauchement entre les machines M3 et M4  pour le produit 5 (lot de transfert d'une pièce) B : réaliser un chevauchement entre les machines M2 et M4 pour le produit 1 (lot de transfert d'une pièce) C : exécuter l'OF4 avant l'OF5 D : réaliser un chevauchement entre les machines M4 et M5  pour le produit 4 (lot de transfert d'une pièce)

Ordonnancement : implantation 

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Introduction Les différents types d'implantation Déplacement des produits Démarches d'implantation d'atelier  Méthodes d'implantation Implantation pratique Exercice Exercices Conclusion

Introduction L'objectif principal de la leçon est de connaître et de comprendre les principaux types d'implantations de centres de charges lors d'une production.  A l'issue de la leçon l'étudiant doit être capable : • de définir les principaux types d'implantation, d'y associer des types de production adaptés, • de définir les avantages et inconvénients de chaque type d'implantation, • d'utiliser une méthode permettant de réaliser l'implantation en optimisant les trajets entre les centres de charge.

Les différents types d'implantation Déplacement des opérateurs Le type de fabrication impose le type d'implantation. Si le produit ne circule pas (chantiers navals, aéronautique, équipements lourds), c'est la main d'œuvre qui se déplace ainsi que les composants ou matériaux nécessaires.

Déplacement des produits 

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Implantation aléatoire Implantation par technologies en sections homogènes Implantation par produits en ligne Implantation en îlots (unités autonomes de production) Implantation en unités de production synchronisées Cellules flexibles Le couple flexibilité / productivité

Implantation aléatoire L'implantation aléatoire se retrouve parfois dans les petites industries dont le développement a été progressif, mais ce n'est pas une solution d'implantation optimum car elle génère d'importants temps de déplacement des produits.

Implantation par technologies en sections homogènes

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Cette implantation convient bien à des produits diversifiés fabriqués en petites séries. Bien qu'elle soit coûteuse en terme d'en-cours du fait de la complexité de la circulation, elle reste néanmoins très flexible. Dans ce type d'implantation la manutention est assurée par des transpalettes, chariots élévateurs... Les produits circulent d'une section à l'autre en fonction de leur gamme de fabrication, la disposition des machines n'étant pas prévue pour la gamme de chaque produit, les temps de circulation peuvent être importants.

Implantation par produits en ligne Les machines ou ressources sont implantées en ligne en fonction de la gamme de fabrication du produit ou de la famille de produits. Dans une ligne de fabrication, les produits (matières) suivent les postes dans l'ordre sans possibilité de rebroussement. Certains produits peuvent ne pas utiliser tous les postes de travail mais il n'est pas possible de modifier le sens de circulation d'un produit. Le produit C, par exemple, n'utilise pas le poste de travail F1 mais respecte l'ordre de la ligne de production.

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Cette implantation convient bien pour les grandes séries ou pour des séries répétitives.

Implantation en îlots (unités autonomes de production) Les machines sont regroupées en ensembles autonomes de production spécialisés par type de produit qui utilisent les mêmes machines : ces ensembles s'appellent des  îlots. Les flux de produits (matières) peuvent utiliser les postes de travail de l'îlot dans un ordre différent suivant leur gamme de fabrication alors que dans une ligne de fabrication l'ordre est impératif.

Implantation en unités de production synchronisées L'implantation des machines est identique pour une implantation en îlots (autour de produits de même famille) mais les temps des différentes opérations sont équilibrés. Ce qui permet une meilleure utilisation des machines, la possibilité d'automatiser la manutention et de diminuer les en-cours.

Cellules flexibles

La grande différence avec les îlots de production est d'utiliser uniquement des MOCN (machine-outils à commande numérique) ou CU (centre d'usinage).

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Le couple flexibilité / productivité La flexibilité et la productivité d'une production sont liées au choix d'une organisation de production (implantation par technologies en sections homogènes, implantations par produits en ligne ou par îlots). Dans le cas d'une implantation par technologies en sections homogènes, la flexibilité est bonne car l'on peut passer très facilement d'un produit à l'autre avec des machines universelles. Par contre, étant universelles, elles sont moins productives et la circulation des produits n'est pas optimum ; la production se fait généralement par lots ce qui multiplie encore les en-cours et diminue la productivité.

Dans le cas d'une implantation par produits en ligne, les machines sont beaucoup plus spécialisées (machines transfert) et donc très peu flexibles mais la productivité est très correcte. L'implantation par produits en îlots ou cellules flexibles peut se définir comme un compromis entre flexibilité et productivité : la flexibilité est améliorée car on peut réaliser des familles de pièces ainsi que la productivité car l'îlot est organisé en fonction de la circulation même des pièces.

Démarches d'implantation d'atelier 

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Objectifs de l'optimisation Principes généraux Démultiplication des machines Séparation des approvisionnements et des expéditions

Objectifs de l'optimisation Les objectifs d'une bonne implantation d'atelier sont principalement de : • minimiser les temps de transfert des produits entre les postes, • supprimer les déplacements inutiles, • éviter de déplacer une pièce deux fois sans apport de valeur ajoutée entre les déplacements, • optimiser la circulation des flux.

Principes généraux Séparation par type de production  Après avoir analysé les processus de production des différents produits fabriqués par l'entreprise, les produits peuvent parfois être réalisés suivant plusieurs types de production (en ligne, en îlots, en sections homogènes...) L'idéal est de répartir en ateliers séparés les différents types de production :

Démultiplication des machines

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Le poste de nettoyage / dégraissage par exemple, est un point de passage obligé entre chaque étape, il empêche donc la mise en ligne de la production. Afin d'améliorer le flux, il serait intéressant d'avoir plusieurs postes de nettoyage de capacité certes moindre mais permettant une meilleure circulation.

Séparation des approvisionnements et des expéditions

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 Afin d'optimiser les transports de produits, il peut parfois être intéressant de spécialiser les activités d'approvisionnement et d'expédition en fonction du type de produit fabriqué. C'est le cas de cette fabrique qui a spécialisé les approvisionnements et les expéditions afin de faciliter la circulation des produits. Cette nouvelle disposition va générer des gains au niveau des déplacements mais impose une restructuration des relations avec les fournisseurs et les clients.

Méthodes d'implantation 

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Introduction Méthodes des chaînons Implantations sur un canevas théorique

Introduction Il existe de nombreuses méthodes d'implantation : • méthodes de séparation en îlots indépendants (Kuziack, K ing...) qui permettent en fonction de la gamme des produits de définir des îlots de productions indépendants qui utilisent le même groupement de machines, • méthodes d'implantation d'atelier (méthodes des chaînons) qui ne sont pas liées à un type de production mais cherchent à minimiser les déplacements et à éviter les croisements des flux, • méthode de mise en ligne de production (méthode des gammes ficti ves).

Méthodes des chaînons 

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Définitions Étapes de la méthode Exemple

Définitions On appelle chaînon le chemin réellement emprunté par une pièce entre deux postes de travail.

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On définit une unité de manutention comme une unité permettant de chiffrer le trafic entre les postes. Celle-ci peut être le nombre, le volume, le poids des pièces, le nombre de palettes, de containers, de lots de transfert... On appelle liaison un indicateur chiffré qui exprime le trafic entre deux postes de travail en nombre d'unités de manutention qui va emprunter le chaînon.

Étapes de la méthode • Etude des postes de travail et des gammes. • Définition d'une unité de manutention et détermination du trafic entre postes. • Etablissement d'un tableau des chaînons à double entrée. • Etablissement d'une implantation théorique (canevas d'implantation). • Adaptation de l'implantation théorique aux contraintes (génie civil, moyens de manutention...).

Exemple Etape 01 : étude des postes de travail et des gammes Considérons un îlot à implanter qui comporte 7 postes de travail (hors stocks) et qui permettra de fabriquer deux familles de pièces différentes (paliers et carters)

tableau

Etape 02 : détermination de l'unité de manutention et du trafic entre postes Dans notre cas l'unité de manutention correspond à un lot de transfert. Le lot de transfert correspond au nombre de pièces que peut contenir un container qui circulera de poste en poste.

tableau

Etape 03 : établissement d'un tableau des chaînons à double entrée

schéma

 A l'aide de la gamme il faut placer les liaisons correspondant à un déplacement de pièces entre deux postes de travail (lot de transfert).

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Et ainsi de suite pour toute la gamme du palier arrière. (Remarque : le sens du transfert n'a pas d'importance). On procède de la même manière pour les autres pièces en ajoutant les liaisons à celles existantes.

tableau

On effectue les sommes des liaisons dans chaque case puis on réalise les sommes de la ligne et de la colonne :

Exemple:Exemple pour le poste F de fraisage d'ébauche : Calcul de la valeur à l'intersection A et F : 130+200=330 Calcul de la valeur à l'intersection G et F : 100+130+200=430 Calcul de la somme des liaisons concernant le poste F : 330 (intersection A et F ) +100 (intersection F et D) +430 (intersection F et G ) = 860

Ce calcul nous donne tout le trafic en unités de manutention (nombre de pièces) passant par le poste F.

tableau

On procède de la même manière pour les autres postes en effectuant les sommes de la ligne et de la colonne et on reporte la valeur à l'intersection de la colonne et de la ligne correspondant au poste :

tableau

Le total obtenu des liaisons dans l'îlot est de 10 820, on peut donc classer les postes en fonction du pourcentage de trafic.

tableau

On commence par construire le canevas en plaçant au centre le poste le plus chargé (D). Puis on place le plus proche possible de D et dans l'ordre établi auparavant les différents postes en indiquant les chaînons ainsi que les liaisons entre chaque poste. S'il existe deux postes chargés d'une manière équivalente on place ces deux premiers postes et l'on procède de façon identique.

schéma

Implantations sur un canevas théorique tableau

On commence par placer le poste par lequel passe le plus grand trafic puis dans l'ordre et par ordre de priorité les postes qui lui sont directement reliés.

schéma

Nous procédons ensuite de la sorte jusqu'à ce que tous les postes soient placés pour obtenir l'implantation théorique.

schéma

Le canevas est conçu pour éviter les croisements de pièces. Le transfert des pièces de D vers I ne représente qu'une faible partie du trafic et de plus il n'y a pas de transfert de pièces entre les postes C et D... Une autre solution aurait été de dédoubler le poste de perçage D car il est très utilisé.

schéma

Le transfert de pièces de D vers E ne représente qu'une faible partie du trafic et de plus il n'y a pas de transfert de pièces entre les postes G et H donc pas de croisement de pièces.

schéma

On peut aussi vérifier pour chaque produit l'implantation en t raçant les différents flux.

Palier arrière

Palier avant

Palier intermédiaire

Carter inférieur

Carter supérieur

On remarque que les pièces passent toutes deux fois par le poste de perçage ce qui confirme l'opportunité de doubler ce poste en plaçant deux perceuses séparées afin d ‘amélior er la circulation des flux.

Implantation pratique L'implantation théorique ne donne qu'une indication sur la position relative des différents postes de travail mais elle ne tient pas compte des contraintes de génie civil (forme des bâtiments, raccordement, moyens de transport tels que ponts roulants) des contraintes de taille de machines, des allées etc. ainsi que de l'implantation des entrées et sorties.

schéma

L'implantation de I stock de sortie a été déplacé pour s'adapter à la structure du bâtiment qui ne comporte que deux entrées sorties :

schéma

Exercice version PDF Un atelier de fabrication mécanique comporte 7 machines (M1 à M7) et fabrique régulièrement 5 types de pièces (P1 à P5). Les gammes de fabrication de l'atelier de production de pièces m écaniques peuvent être résumées ainsi :

tableau

Les lots de transfert entre les machines de l'atelier pour les différentes pièces sont :

tableau

 Afin de ne pas manipuler de trop grands nombres l'unité de manutention est la taille du lot de transfert/10.

Question Établissez en utilisant la méthode des chaînons, au moins deux propositions d'implantation sur une trame de ce type :

schéma

Exercices 

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Exercice Exercice Exercice Exercice Exercice ous avez à implanter un îlot de fabrication comportant 7 postes : A, B, C, D, E, F, G. La famille de pièces fabriquées par cet îlot est composée de 5 pièces : P1, P2, P3, P4, P5. Le tableau suivant résume les gammes de fabrication de ces cinq pièces ainsi que les indices de circulation de chaque pièce.

tableau

Question Remplissez la matrice des chaînons à l'aide des indices de circulation

tableau

Question Calcul de la somme des indices de circulation. Vous devez calculer la somme des indices, des lignes et des colonnes, concernant le poste. Exemple pour le poste C, colonne C : 90 et ligne C : 24, 90 et 24 = 90+24+90+24 = 228 Inscrivez dans la case jaune du poste la somme.

tableau

Correction Recommencer 

La méthode des chainons pour l'exercice donne la possibilité de plusieurs schémas d'implantation. Pour ce schéma, choisissez une ou plusieurs des affirmations suivantes

schéma

A : trop de hors modules B : pas de croisement C : il manque de circulation D : trop de croisement E : favorable pour du filoguidé F : peu de hors modules

G : peu de croisements Ce schéma est-il à retenir ?

Correction Recommencer 

La méthode des chainons pour l'exercice donne la possibilité de plusieurs schémas d'implantation. Pour ce schéma, choisissez une ou plusieurs des affirmations suivantes

schema

A : trop de hors modules B : pas de croisement C : il manque de circulation D : trop de croisement E : favorable pour du filoguidé

F : peu de hors modules G : peu de croisements Ce schéma est-il à retenir ? Correction Recommencer 

La méthode des chainons pour l'exercice donne la possibilité de plusieurs schémas d'implantation. Pour ce schéma, choisissez une ou plusieurs des affirmations suivantes

schema

A : trop de hors modules B : pas de croisement C : il manque de circulation D : trop de croisement

E : favorable pour du filoguidé F : peu de hors modules G : peu de croisements

Ce schéma est-il à retenir ?

Conclusion Les problèmes d'implantation sont des problèmes complexes qui font intervenir un grand nombre de données qui concernent à la fois la fabrication : • gammes de fabrication des produits, • nomenclatures des produits, • programme de fabrication de l'entreprise (nombre de produits, fréquence des lots) ; et à la fois d'autres domaines : • plan des locaux,

• type et taille de machines, • type des moyens de manutentions. Nous avons vu que suivant le type de production des implantations sont mieux adaptées que d'autres. Toutefois les implantations en sections homogènes dès que les séries commencent à être importantes deviennent rapidement inefficaces en ce qui concerne la circulation des flux.  Aussi faut-il leur préférer la fabrication en îlot pour des pièces ayant des gammes différentes mais utilisant les mêmes machines et la mise en ligne pour des gammes sensiblement identiques (avec le même sens de passage aux différents postes).

Ordonnancement : OPT 

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Introduction Les ressources goulots Règles OPT Exercices

Introduction L'objectif principal de la leçon est de connaître et de comprendre la méthode de gestion et d'ordonnancement d'un atelier par les contraintes.  A l'issue de la leçon l'étudiant doit être capable : • de définir une machine goulot, • d'identifier et d'appliquer les principales règles de la méthode de gestion par les contraintes, • de comprendre les fonctionnalités d'un logiciel de type OPT.  Aux États-Unis, à la fin des années 70 est apparue une méthode de gestion industrielle appelée OPT (Optimized Production Technology). Cette méthode a donné naissance à une théorie plus globale nommée "management par les contraintes" qui va au-delà de la gestion industrielle et qui englobe celle de l'entreprise. L'approche faite ici ne concerne que l'ordonnancement et ne prend pas en compte les autres aspects de la théorie globale.

Les ressources goulots Si l'on représente un processus de production par un ensemble de cuves où chaque cuve représente un poste de production. Les produits "coulent" à travers ces cuves et le diamètre de chaque cuve est proportionnel au flux de pièces pouvant être réalisées sur le poste.

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En amont du goulot les cuves sont pleines car le goulot n'arrive pas à absorber le flux de pièces produites par les postes précédents. Cela équivaut à dire que devant le poste goulot un grand nombre d'en-cours vont apparaître. Par contre les cuves situées derrière le poste goulot sont elles en sous charge car elles ne peuvent traiter que ce qui provient du goulot. On constate que le goulot limite le flux de sortie. La chaîne de production est dite déséquilibrée car les capacités des ressources (personnel, machines) ne sont pas identiques. Dans le cadre de la gestion classique la tendance est d'essayer d'équilibrer les capacités, en ce qui concerne la gestion par les contraintes on considère que le déséquilibre est inévitable et qu'il faut le gérer au mieux en optimisant les flux. Pour cela il faut tout d'abord définir les postes goulots mais qu'est-ce qu'un goulot ?

Définition: Un goulot est une ressource dont la capacité est en moyenne égale ou inf érieure aux besoins. Toutes les autres ressources dont la capacité est en moyenne supérieure aux besoins sont considérées comme des non goulots. "En moyenne" est une précision importante car il faut que la période soit assez longue pour ne pas prendre en compte les déséquilibres temporaires dus par exemple à des

tailles de lots importantes et bien cerner le déséquilibre structurel qui permet de trouver les goulots "chroniques". La capacité de la ressource n'est pas la capacité théorique donnée par exemple par le constructeur mais la capacité effective qui tient compte des aléas (pannes, rebuts, urgences etc.) qui peuvent arriver à la ressource. La méthode la plus simple pour trouver la ressource goulot est certainement de comparer les niveaux des en-cours devant chaque ressource. Ce niveau ne doit pas être mesuré en nombre de pièces mais plutôt en nombre d'heures de production nécessaires pour les absorber. En effet un grand nombre de pièces peut être absorbé par une machine si le temps de fabrication est très court.

Conseil:Il faut toutefois prendre quelques précautions : • Prendre des mesures à différents moments de la j ournée, de la semaine. • Réaliser les mesures pendant un temps plus long que les cycles de fabrication. • Écarter des mesures les productions exceptionnelles.

Conseil:Il faut aussi éviter quelques pièges : • Si les lots de production sont très importants ils peuvent générer des déséquilibres temporaires mais non structurels. • Les en-cours en attente devant une ressource peuvent très bien être entreposés dans un autre endroit où il y a plus de place.

Règles OPT 

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Équilibrer les flux et non les capacités Le niveau d'utilisation d'un non-goulot n'est pas déterminé par son propre potentiel mais par d'autres contraintes du système Utilisation et plein emploi d'une ressource ne sont pas synonymes Une heure perdue sur un goulot est une heure perdue sur tout le système Une heure gagnée sur un non goulot n'est qu'un leurre Les goulots déterminent à la fois le débit et les niveaux des stocks

Équilibrer les flux et non les capacités

Dans la démarche classique d'une entreprise de production on cherche à équilibrer les capacités car si elles ne le sont pas certains postes seront contraints d'attendre les postes ayant une capacité inférieure. La recherche de l 'équilibre est très difficile à réaliser et si l'on y parvient au moins partiellement, certains aléas viennent perturber la production en rendant la cadence aléatoire, ces aléas génèrent pour les postes suivants des retards.

Exemple: 4 pièces passent sur deux machines M1 et M2, M1 est un poste manuel et M2 une machine automatisée. La capacité moyenne des deux postes est de 100 ch pour réaliser une pièce, elle varie de façon aléatoire (habileté, fatigue de l'opérateur, pannes, nettoyages....).

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Considérons la production de ces quatre pièces sur les deux postes de travail :

tableau

tableau

Si l'on considère la machine M1 la différence entre le prévu et le réalisé pour les quatre pièces est de 0, pourtant il existe bien un retard global à la sortie de M2 de la pièce 4 bien que la machine M2 ait respecté scrupuleusement les prévisions. Les retards dus à ces aléas se répercutent sur toute la chaîne de production aval, d'autres aléas surviennent et viennent augmenter les retards. Il est donc illusoire de parler de chaîne équilibrée en capacité. Il faut donc chercher à équilibrer les flux.

Le niveau d'utilisation d'un nongoulot n'est pas déterminé par son propre potentiel mais par d'autres contraintes du système Soient deux machines : une goulot (G) et une non goulot (N).

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La machine N a son potentiel de production limité à 100 pièces/h car le flux de pièces est limité par la machine G goulot. Cette situation est identique même si N est située en amont ou si elle se trouve séparée de G par d'autres machines. Si vous décidez d'investir dans une machine de production en choisissant une machine rapide mais plus onéreuse avec comme justification que le retour sur investissement sera plus court, cette machine devant être placée dans une chaîne de production limitée par une contrainte goulot, les arguments de choix d'investissement ne sont donc plus valables.

Ceci n'est qu'un exemple montrant combien il est important pour une non goulot de prendre en compte son environnement et notamment les contraintes du système.

Utilisation et plein emploi d'une ressource ne sont pas synonymes Supposons trois machines : 2 non goulots (N) et une goulot (G). Si la ressource en amont de G est utilisée à sa pleine capacité elle produira un stock de 100 pièces par heure qui ne sera jamais abordé par G.

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On s'aperçoit bien ici que l'on ne peut pas utiliser les mêmes règles de fonctionnement pour une ressource goulot que pour une non goulot. Dans la logique de la productivité traditionnelle (qui est encore très répandue) si une ressource est disponible, elle doit être en train de produire. Si elle ne produit pas c'est du gaspillage. Ce type de raisonnement amène à des en-cours importants qui à terme risquent d'être obsolètes et d'entraîner du gaspillage.

Une heure perdue sur un goulot est une heure perdue sur tout le système

Supposons que la ressource N en amont de la ressource G soit, pour une raison quelconque (panne, approvisionnement en composants défaillants, nettoyage etc.), improductive pendant une heure. S'il n'y a pas de stock de protection entre N et G, la ressource G va stopper sa production.  Afin de rattraper ce retard de 100 pièces produites, N va fabriquer 200 pièces dans l'heure suivante mais cela ne permettra pas de compenser la production de pièces perdue car c'est G qui limite le flux et ne pourra pas produire plus de 100 pièces/heure. Ce qui montre bien que la production perdue sur un goulot est perdue pour tout le système car une ressource goulot (contrairement à une non goulot) ne dispose pas de réserve de capacité pour compenser les éventuels arrêts ou retards.

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Une heure gagnée sur un non goulot n'est qu'un leurre Lorsque l'on désire réduire les temps improductifs (réglages, pannes) dans une logique traditionnelle on agit sur les ressources ayant les temps les plus importants. Par exemple si on désire mettre en place une démarche de maintenance préventive afin de diminuer les arrêts dus aux pannes on l'appliquera en premier lieu sur la machine ayant les pannes les plus longues. Mais l'on risque de gagner du temps sur une non goulot ce qui n'augmentera pas son utilisation (voir règle n° 2) et donc n'augmentera pas le flux de pièces. Dans une démarche de type OPT, les gains de temps de production se font systématiquement sur les goulots. De la même manière, si l'on désire implanter une démarche smed la priorité de mise en place sera faite aux goulots et non pas sur la machine qui a le temps de changement de série le plus important.

Les goulots déterminent à la fois le débit et les niveaux des stocks Considérons une chaîne de production constituée de machines non goulots (parties I et II) et d'une machine goulot. La partie II qui se trouve derrière la machine goulot G est en sur-capacité car elle se trouve derrière la machine goulot dont la capacité est plus faible et qui limite le débit. On peut donc considérer que cette partie est relativement stable car les aléas sont compensés par la réserve de capacité et que les temps de production prévisionnels sont relativement fiables et stables.  Aussi le stock généré en fin de chaîne va dépendre directement de la machine goulot. En effet la date de réalisation du stock est relativement fiable car elle est donnée par celle de la machine goulot plus le temps de production de la partie II. Si la machine goulot produit trop en avance elle va générer un stock. Le stock moyen sera d'autant plus grand  que la machine goulot produira en avance, celle-ci détermine bien le niveau des stocks.

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Taille des lots de fabrication Dans la logique OPT un débit maximum des goulots est recherché (voir règle 4, une heure perdue sur un goulot est une heure perdue pour tout le système). Les temps d'utilisation des goulots et des non goulots peuvent se présenter ainsi :

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Taille des lots sur les goulots : Les temps sont décomposés en temps de changement de série et temps de production pour les goulots. Comme les goulots limitent le débit des pièces il faut augmenter leur temps de production et donc minimiser les pertes de débit dues aux temps de changement de série (voir méthode Smed) en les diminuant. Par contre, contrairement à l'approche classique où la taille des lots est celle dite économique dans la méthode OPT, cette taille de lots n'est pas fixe mais elle préconise une taille variable déterminée dynamiquement en fonction de la demande. Ce n'est plus une donnée, elle est calculée à chaque lancement. Certains processus néanmoins ne sont pas flexibles et leurs temps de série ne peuvent être rendus négligeables aussi les tailles des lots peuvent rester importantes. Il faut alors réaliser un compromis entre les pertes de débit d'un côté et de l'autre le respect des délais et l'augmentation des encours.

Taille des lots sur les non goulots : Les non goulots possèdent des réserves de capacité qui permettent de pallier les aléas ainsi que les déséquilibres dus par exemple à des tailles de lots trop importantes. Il serait tentant d'utiliser cette réserve en temps de changement de série ce qui permettrait de diminuer la taille des lots de production, mais la gestion par les contraintes préconise de laisser cette réserve de capacité afin de pallier d'éventuelles surcharges ponctuelles et de consacrer ce temps perdu pour le personnel à l'amélioration continue.

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Lot de transfert et lot de fabrication La gestion d'un atelier par les contraintes comme d'autres préconise de minimiser la taille des lots de transfert ainsi que les coûts et les délais de transfert. La solution idéale étant un lot de transfert d'une pièce à condition que l'implantation, les systèmes de transfert soient bien adaptés (exemple l'automobile).

Définition:Lot de transfert Quantité de pièces transférée d'une ressource à l'autre.

Définition:Lot de fabrication Quantité de pièces produite sur une ressource entre deux changements de série.

Exemple: une ligne de fabrication avec 4 postes (3 non goulots (N1, N2, N3 ) et un goulot G). Dans le deuxième cas on conserve un lot de fabrication de 200 mais les lots de transfert ne sont plus que de 50 pièces, ce qui permet de gagner un temps considérable (presque 3h) sans gros investissement en réalisant simplement des actions en parallèle.

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Dans le premier diagramme de Gantt les lots de transfert sont égaux aux lots de production : 200.

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Dans le deuxième cas on conserve un lot de fabrication de 200 mais les lots de transfert ne sont plus que de 50 pièces, ce qui permet de gagner un temps considérable (presque 3h) sans gros investissement en réalisant simplement des actions en parallèle.

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Détermination des temps de fabrication : Pour déterminer le temps de fabrication d'un lot de pièces sur un poste de production on procède de la façon suivante :

T= ts +tu *n + D ts  : temps série est le temps nécessaire (réglages de la machine, changement d'outillages, etc.) pour changer de série ou de lot de fabrication.

tu : est le temps pour fabriquer une pièce et n le nombre de pièces du lot. D  : étant le délai moyen de transfert sur le poste suivant (y compris les temps d'attente). Dans une logique traditionnelle MRP le temps est estimé puis inséré dans le logiciel de gestion de production. C'est ce temps qui permettra de calculer les dates des ordres de fabrication. Mais le temps réel de fabrication peut être complètement différent du temps estimé. Il peut survenir des aléas aussi bien lors du changement de série (difficultés de réglages, régleur absent, pannes) que lorsque la machine produit (dérive de la machine, opérateur nouveau, arrêts intempestifs dus à des problèmes de maintenance non résolus etc..) ou pour réaliser le transfert.  Ainsi les calculs réalisés pour lancer les fabrications sont réalisés à partir de temps de fabrication inexacts. La gestion par les contraintes préconise d'établir les programmes en prenant en compte l'ensemble des contraintes en temps réel, ainsi le temps de fabrication ne serait plus une donnée figée mais serait déterminé par le programme.

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Exercice Exercice : auto-évaluation Exercice version PDF Nomenclature

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Gamme de fabrication :

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La demande moyenne par semaine de produits finis A est de 1500 pièces.

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Les valeurs du tableau correspondent à des temps réels de production, les temps improductifs sont déjà déduits. Mais l'expérience montre que sur chaque machine, les retards dus aux aléas ne dépassent jamais une heure.

Question 1) Déterminer les temps de fabrication pour chaque machine nécessaires à la réalisation d'une seule pièce A. Identifier le goulot. 2) Déterminer en utilisant la règle 6 de la méthode de gestion par les contraintes le flux de sortie maxi par semaine des pièces A. 3) Définir le nombre de pièces D et E à commander par semaine. 4) Définir les taux d'occupation de toutes les machines avec le débit déterminé au 2). 5) Proposer une solution pour que les aléas qui arrivent lors de la f abrication ne soient pas du temps perdu sur le goulot.

auto-évaluation Correction Recommencer

Classer les propositions en vrai ou faux Une ressource goulot est une ressource dont la capacité moyenne est inférieure ou égale aux besoins Il faut équilibrer les capacités et non les flux

F

Une machine goulot détermine le flux et le niveau des stocks Une heure gagnée sur une ressource non goulot est un leurre Le niveau d'utilisation d'une ressource nongoulot dépend uniquement de sa capacité

Juste à temps : principes 

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Introduction Le juste à temps (JAT) Exercices

Introduction L'objectif principal de la leçon est de connaître et de comprendre la philosophie du  juste à temps  A l'issue de la leçon l'étudiant doit être capable de : • définir les principales conditions d'application du juste à temps, • définir les principaux outils utilisés dans une démarche de juste à temps. La mise en place de démarches qualité totale dans les entreprises ont bouleversé certaines règles de la gestion de production. Dans une démarche de qualité, la satisfaction du client a engendré le concept de JAT (juste à temps ). En effet le client devenant de plus en plus exigeant, il veut le produit qu'il a demandé au bon moment et avec la qualité attendue. Ces quelques exigences apparemment très simples ont remis en cause les modes d'organisation de la production.

Le juste à temps (JAT) 

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Présentation et origine Conditions d'application Formation du personnel Collaboration avec les clients Collaboration avec les fournisseurs Gérer différemment la production

Présentation et origine Jean de La Fontaine nous disait : "il ne faut pas vendre la peau de l'ours avant de l'avoir tué", le juste à temps nous préconise exactement le contraire : "ne tuez pas l'ours avant d'avoir vendu sa peau", car cela risque de faire du stock et la peau peut s'abîmer. Cette comparaison avec le célèbre proverbe de La Fontaine met en évidence l'équation fondamentale du JAT.

Fondamental:L'équation fondamentale du JAT Production = Demande Cela signifie que le producteur produit la quantité strictement nécessaire et au bon moment pour satisfaire les besoins du client et pour être vraiment complet il faut ajouter à faible coût. On parle aussi de flux tendu ou de flux tiré ; c'est la demande du client qui enclenche une demande en produit fini au montage, cette demande va se répercuter en cascade vers l'amont jusqu'au besoin en matière première. L'origine du JAT est due aux changements de l'environnement économique mondial dont les principaux sont : • variabilité de la demande : • accroissement de la variété des modèles proposés, • durée de vie des produits plus courte. • le client n'accepte plus les délais trop longs, • la concurrence internationale impose de livrer une qualité parfaite à des prix très bas.

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Conditions d'application Afin d'atteindre les deux objectifs principaux du JAT 1. produire à la demande variée sans délai, c'est produire juste ce qu'il faut et quand il faut (ni trop tôt ni trop tard), 2. à faible coût. Pour atteindre cela, il faut utiliser une organisation de la production et des méthodes spécifiques.

Remarque:Cela sous-entend : • que l'on puisse changer rapidement de série pour faire fa ce à la demande (SMED), • que l'on connaisse le nombre de composants à fabriquer et quand il faut lancer leur fabrication(MRP), • que l'on puisse transmettre simplement et rapidement les demandes du "client" à la production( Kanban), • que l'on supprime les aléas dus aux pannes de machines (maintenance), • que l'on augmente la flexibilité des machines et la polyvalence du personnel.

Méthode:Les conditions de la réussite peuvent se résumer ainsi : • produire ce que la clientèle souhaite, lorsqu'elle le souhaite et donc ne pas produire ou constituer des stocks de produits finis ou de produits intermédiaires, • avoir des délais de fabrication très courts et une grande souplesse pour pouvoir répondre aux souhaits de la clientèle. Savoir ne fabriquer, lorsque c'est nécessaire, que de très petites quantités d'un type de pièce donné. Il faut pour cela s'affranchir de la fabrication par lots importants et de la notion de "quantité économique". Ceci impose des changements rapides d'outils et une disposition des usines qui permette l'enchaînement des opérations concernant une même pièce ou un même produit,

• ne produire ou acheter strictement que les quantités immédiatement nécessaires, • éviter les attentes ou les pertes de temps. Il faut alors renoncer à un stockage centralisé ainsi qu'à l'utilisation de moyens de manutention qui seraient communs à plusieurs postes de travail (et donc pourraient être indisponibles lorsqu'un ouvrier en a besoin), • apporter les matières, les pièces, les produits à l'endroit où ils sont nécessaires (au lieu de les stocker dans les entrepôts où ils ne servent à personne et où on ne peut les utiliser), • avoir une bonne fiabilité des équipements. Pour qu'une machine puisse ne produire une pièce que lorsque celle-ci devient nécessaire à l'étape ultérieure du processus de fabrication, il faut que la machine ne tombe pas en panne à cet instant précis, • maîtriser la qualité de la production. Si les pièces arrivent juste à temps et dans le nombre voulu, mais si elles ne sont pas bonnes, on ne peut que les rejeter et arrêter la production des étapes suivantes du processus, • acheter seulement des produits ou des matières de qualité garantie pour qu'ils n'arrêtent pas la production, • avoir un personnel polyvalent, capable de s'adapter rapidement  et comprenant les nouveaux objectifs de l'entreprise.

Formation du personnel Elle doit inculquer les nouveaux objectifs et les nouvelles règles de fonctionnement. Elle doit préparer la polyvalence du personnel, développer la capacité à travailler en équipe, montrer les moyens de maîtriser la qualité et les délais de production.

Collaboration avec les clients La mise en place du "Juste-à-Temps" se traduit notamment par des délais de production fortement réduits (jusqu'à 95%), une souplesse, une capacité de réaction et une qualité accrues, en même temps que des coûts diminués. Tous ces éléments représentent des attraits importants pour les clients potentiels de l'entreprise. Cette dernière, si elle se convertit au "Juste-à-Temps", a donc intérêt à informer ses clients de l'amélioration de ses prestations qui en résultera. En contrepartie, elle peut chercher à obtenir de ses clients une collaboration accrue en vue de maintenir une charge de production plus régulière pour ses usines.

Collaboration avec les fournisseurs La nécessité de réduire le nombre des fournisseurs et d'avoir avec eux de nouvelles relations pour obtenir des livraisons plus fréquentes et d'une meilleure qualité a déjà été soulignée. Le fournisseur pourra faire face à ces nouvelles exigences tout en restant compétitif à la condition qu'il convertisse lui aussi ses usines au "Juste-à-Temps". L'entreprise doit donc expliquer ses objectifs (conversion au "Juste-à-Temps", volonté de croissance) à ses fournisseurs et les inciter à s'associer à elle dans l'effort à fournir pour devenir plus compétitifs. D'un autre côté, l'entreprise leur assurera une charge plus régulière et les aidera, si nécessaire, à implanter le "Juste-à-Temps".

Gérer différemment la production La conversion d'une entreprise au "Juste-à-Temps" a des répercussions sensibles sur son organisation interne et sur sa production : la disposition fonctionnelle des activités cède la place à un arrangement en cellules ou à une mise en ligne ; la fabrication par lots évolue vers une production enchaînée ; les stockages intermédiaires entre deux étapes de fabrication successives sont quasiment supprimés ; les délais et le niveau des stocks diminuent considérablement. Il faut changer : • en raison de la forte réduction des délais, il devient généralement possible de ne planifier la production que sur la base des ventes fermes, alors que l'on travaillait  jusqu'ici à partir des prévisions de ventes, • si des comparaisons à moyen terme entre la charge et la capacité restent nécessaires, il n'est cependant plus utile de calculer avec précision les besoins sur un horizon lointain, mais pour le court terme seulement, • l'appréciation très précise des niveaux de stocks et d'en -cours n'est plus justifiée, • la décomposition d'un processus productif en sections séparées par des stocks intermédiaires ne correspond pas à une organisation en "Juste-à-Temps", • les conceptions traditionnelles d'ordonnancement, d'ordres de fabrication, de suivi de fabrication et de calcul des prix de revient sont inadaptées à une production en "Juste-à-Temps". La conversion au "Juste-à-Temps" transforme l'entreprise, cette dernière modifie son organisation, son fonctionnement, sa gestion, les tâches effectuées par le personnel et les relations avec ses clients et fournisseurs en améliorant les implantations, diminuant les temps de changement d'outils, réduisant les aléas et en établissant des relations plus étroites avec les principaux fournisseurs : • 75 à 95% de réduction des délais et des stocks, • 15 à 25% d'accroissement de la productivité globale,

• 25 à 50% de réduction de la surface utilisée, • 75 à 95% de réduction des temps d'arrêt de machines dus aux pannes ou incidents, • 75 à 90 % de diminution du nombre de défauts. Ces résultats peuvent être atteints après deux ou trois années de mise en place si elle est effectuée avec rigueur et détermination. Le "Juste-à-Temps" permet d'éviter à l'entreprise de nombreux investissements qui seraient trop complexes. L'enjeu de l'ensemble de ces améliorations sur le prix de revient des produits peut représenter de 10 à 25% de réduction de ce prix, lorsque l'entreprise est réellement convertie au "Juste-à-Temps". La compétitivité de l'entreprise est considérablement renforcée, pas seulement par la baisse des coûts, mais aussi par la très forte réduction des délais et par l'amélioration de la qualité de la production. Convertir une entreprise au "Juste-à-Temps", c'est donc mettre son organisation industrielle totalement au service de sa compétitivité et réduire considérablement ses besoins financiers.

Exercices 

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Exercice Exercice : auto-évaluation Exercice version PDF Une entreprise fabrique trois types de parquet différents correspondant à trois essences de bois : • bois exotique, chêne, sapin. Les ventes de parquet sont stables ainsi que les proportions vendues : la vente de bois exotique est deux fois moins importante que celle de chêne et trois fois moins importante que celle de sapin. Les conditions de fabrication n'étant pas identiques, il est nécessaire de modifier les réglages des outils entre deux changements d'essence, cette opération de changement de série immobilise l'outil de fabrication pendant 4h. Lors du fonctionnement la production atteint 10 m2 par heure pour toutes les essences, mais en moyenne les pannes atteignent 10h par mois. L'absentéisme est négligeable. On peut considérer qu'un mois comprend 20 jours ouvrables de 8h. Le coût de revient industriel d'un mètre carré est de 15 €.

Question 1) Calculer le nombre maximum de mètres carrés par mois, sachant qu'on procède à un lancement mensuel unique par essence ce qui correspond à trois changements de série. 2) Calculer les quantités à lancer pour chaque essence afin de respecter les proportions respectives de chaque essence. 3) Calculer le stock moyen pour chaque essence si l'on considère qu'il est égal à la quantité à la moitié de la quantité lancée. 4) Calculer le coût total immobilisé en stock. 5) Afin de diminuer le coût du stock le responsable de production décide de réaliser un lancement par essence et par semaine. Calculer les quantités lancées pour chaque essence. 6) Quel est le nouveau coût du stock ? 7) Quelle est la quantité maximale des ventes par mois en mètres carrés ? 8) Déterminer la valeur que devrait prendre le temps de changement de série afin de produire la même quantité que celle trouvée à la 1ère question.

Juste à temps : Kanban 

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Introduction Historique de la méthode Exercices

Introduction  A l'issue de la leçon l'étudiant doit être capable : • d'analyser un mode de gestion des flux de type kanban, • de modifier s'il y a lieu les caractéristiques d'une production kanban à partir des données techniques d'une gestion existante, • d'identifier les avantages et les limites d'application de ce type de gestion.

Historique de la méthode

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Introduction Caractéristiques des Kanbans Le principe Exemple interactif 

Introduction Elle s'est développée au Japon après la deuxième guerre mondiale. Elle a été élaborée par M. Ohno dans l'entreprise TOYOTA Motor Company où elle a commencé à bien fonctionner dès 1958. M. Ohno a constaté que « les gens des usines ont toujours tendance à faire de la surproduction » et il a alors recherché le moyen qui permettait de produire : • le produit demandé, • au moment où il est demandé, • dans la quantité demandée.

Caractéristiques des Kanbans Kanban est un mot japonais qui signifie étiquette. Le Kanban est l'étiquette qui est attachée à un container. Il se présente généralement sous la forme d'un rectangle de carton plastifié ou non de petite taille. Un certain nombre d'informations sont précisées sur un Kanban. Ces informations varient beaucoup selon les entreprises, mais il existe des informations indispensables minimum que l'on retrouve sur tous les Kanbans. Il s'agit de : • la référence de la pièce fabriquée, • la capacité du container, • l'adresse ou référence du poste amont l'adresse ou référence du poste aval. Un Kanban peut se présenter de la manière suivante :

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Le principe

Supposons un atelier de production où les postes de travail sont positionnés les uns à la suite des autres et où le flux de production circule de gauche à droite en passant sur un poste puis l'autre... On peut représenter cela de la manière suivante :

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Le flux physique représente le déplacement des pièces. La méthode Kanban superpose au flux physique un flux d'informations :

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Entre deux postes de travail consécutifs, on peut observer que : Le poste 1 usine des pièces et les place dans un container. Lorsque le container est plein il attache au container un Kanban et envoie le container au poste 2. Le poste 2 consomme des pièces usinées par le poste 1. Chaque fois qu'il utilise un container de pièces il détache de celui-ci l'étiquette appelée Kanban qu'il renvoie au poste 1. Cette étiquette constitue pour le poste 1 un ordre de fabrication d'un container de pièces. • Entre deux postes de travail, circule un nombre fini de Kanbans (donc de containers).

Les Kanbans sont donc : • soit attachés à des containers en attente devant le poste N° 2, • soit sur un planning à Kanbans au poste N° 1 en attente d'usinage de pi èces. S'il n'y a pas de Kanbans sur le planning du poste N° 1 (tous les Kanbans sont donc attachés à des containers en attente devant le poste N° 2), celui-ci ne fabrique rien.

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Ce système se reproduit entre tous les postes d'un même atelier. Un Kanban particulier ne circule qu'entre deux postes de travail spécifiques (il apparaîtra donc sur le Kanban l'adresse du poste amont et l'adresse du poste aval entre lesquels il circule). Le Kanban utilisé dans ce cas se nomme : Kanban de production . Ce système ne peut bien fonctionner que si les deux postes de travail sont situés à proximité l'un de l'autre car il n'existe alors qu'un lieu de stockage de containers entre le poste 1 et le poste 2. Dans le cas où le poste 1 et le poste 2 sont physiquement éloignés (cas d'ateliers différents par exemple), il est nécessaire d'effectuer une opération supplémentaire de transport des containers. Quand le poste N°2 utilise un container de pièces, il en retire le Kanban de transfert et ce Kanban est placé sur le planning de manutention. Le manutentionnaire va alors chercher un container sur l'aire de stockage du poste 1, en retire le Kanban de production qui est placé sur le planning à Kanbans du poste 1. Il fixe ensuite le Kanban de transfert sur le container qu'il achemine sur l'aire de stockage du poste 2.

Remarque: Du point de vue de la circulation des Kanbans, on applique finalement la même démarche, qu'il s'agisse des opérations de fabrication ou des opérations de transfert.

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Quand un poste de travail réalise plusieurs types de pièces, on a alors sur le planning à Kanbans de ce poste, un type de Kanban pour chaque type de pièce. L'opérateur doit alors choisir le type de pièce à usiner.

Gestion des priorités des Kanbans Quand le planning à Kanbans d'un poste de travail comporte plusieurs types de Kanbans, le principal problème de l'opérateur consiste à choisir le type de pièce à fabriquer en priorité. Supposons qu'un poste de travail fabrique 3 types de pièces : • Réf A : 8 Kanbans en circulation • Réf B : 5 Kanbans en circulation • Réf C : 3 Kanbans en circulation 1er cas : il n'y a aucun Kanban sur le planning ; il n'y a donc pas de production. 2ème cas : le planning est le suivant :

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Sachant que pour la pièce A on a 8 Kanbans en circulation et qu'on en a 3 sur le planning, il y a donc 5 containers de pièces A stockées. De même, on a 5 - 3 = 2 containers de pièces B stockées et 3 - 3 = 0 container de pièces C stockées. Il est donc urgent de lancer la fabrication des pièces de référence C. On tiendra ce raisonnement chaque fois qu'on voudra usiner un container de pièces et on choisira de lancer la production des pièces dont la quantité stockée est la plus faible.

Exemple interactif Les pages suivantes présentent le fonctionnement dynamique simplifié de l'exploitation d'un système de gestion avec "Kanbans" entre un îlot de fabrication (à gauche) et un atelier de montage (à droite).