Chapitre 1 : L'implantation des moyens de production

Gérer une production consiste – entre autres – à organiser les flux physiques de produits au travers de moyens de production. Dans ce chapitre, nous aborderons l’organisation de ces moyens physiques sur la base d’une typologie de production en dissociant les grands types de production. Nous dégagerons les grandes lignes qui doivent guider l’industriel lors de la conception d’une unité moderne de production. Enfin, après avoir décrit les moyens d’analyse d’un système de production nous étudions les méthodes de résolution qui permettent d’améliorer son implantation.

I. Typologie de production :
         Chaque entreprise est unique de par son organisation et par la spécificité des produits qu’elle fabrique. Cependant, on peut réaliser une classification des entreprises en fonction des critères suivants :
·        quantités fabriquées et répétitivité ;
·        organisation des flux de production ;
·        relation avec les clients ;

ces critères ne sont bien sûr pas exhaustifs, mais ils permettent de bien cerner le ne sont bien exhaustifs, le type d’une entreprise. Une typologie de production est fondamentale, car elle conditionne le choix des méthodes de gestion de production les plus adaptées. Cette analyse est donc un préalable indispensable à tout projet de mise en place ou de restructuration d’une gestion de production.

1- Classification en fonction de l’importance des séries et de la répétitivité :
         La première différence notable entre les entreprises concerne bien sûr l’importance des productions. Les quantités lancées peuvent être :
·        en production unitaire ;
·        en production par petites séries ;
·        en production par moyennes séries ;

·        en production par grandes séries.

Chacun de ces types de production nécessite un type de gestion particulier et une implantation des moyens de production adaptée.

2- Classification selon l’organisation du flux de production :
         On distingue trois grands types de production, sachant que l’on pourrait trouver de nombreux types intermédiaires :
·        production en continu ;
·        production en discontinu ;
·        production par projet.

2-1- Production en continu :
         Une production en continu est retenue lorsqu’on traite des quantités importantes d’un produit ou d’une famille de produit. On dit que l’on est en présence d’un atelier à flux que nos collègues anglos-saxons nomment « flow shop ».
         De plus, afin d’éviter de créer des goulots d’étranglement et de fluidifier l’écoulement de produits, l’équilibrage de la production de chacune des machines doit être soigné.
         Ce type de production est accompagné d’une automatisation poussée des processus de production ainsi que des systèmes de manutention. Cette automatisation est rendue nécessaire par le besoin d’obtenir des coûts de revient bas, un niveau de qualité
 élevé et stable, de n’avoir que très peu d’en-cours et une circulation rapide des produits. Elle a pour conséquence l’obligation de recourir à l’entretien préventif des machines sous peine de risquer un arrêt total de l’atelier.

2-2- Production en discontinu :
         Une production en discontinu est retenu lorsque l’on traite des quantités relativement faibles de nombreux produits variés, réalisés à partir d’un parc machine à vocation générale (exemple : tours, fraiseuses…).
         L’implantation est réalisée par ateliers fonctionnels qui regroupent les machines en fonction de la tâche qu’elles exécutent (tournage, fraisage…).
         Le flux des produits est fonction de l’enchaînement des tâches à réaliser. On dit que l’on est présence d’un atelier à tâches que nos collègues anglo-saxons nomment « job-shop ».
         Il est donc très difficile d’équilibrer les tâches dans une production en discontinu, ce qui génère des niveaux de stocks et d’en-cours élevés.
2-3- Production par projet :

         Dans le cas de la production par projet, le produit est unique. Le principe d’une production par projet est donc d’enchaîner toutes les opérations conduisant à l’aboutissement du projet, en minimisant les temps morts afin de livrer le produit avec un délai minimal ou au moment convenu.
Dans ce type de production, on ne peut pas stabiliser de façon formelle une production. Aussi, l’organisation doit être capable de prendre en compte de nombreuses et importantes perturbations extérieures et de permettre des modifications.

2-4- Comparaison type continu et discontinu :
         On définit un indicateur – le ratio d’efficacité du processus – qui permet de déterminer le rapport entre le temps de présence d’un produit dans le système, et le temps pendant lequel une valeur ajoutée a été apportée au produit.
         Ratio d’efficacité du processus (parfois appelé ratio de tension des flux) :
temps de travail effectif
                REP =                                          /
temps total y compris les temps d’attente
 

 remarque :  on s’aperçoit qu’il vaut mieux avoir à gérer des processus continus plutôt que des processus discontinus.
         Lorsqu’on compare les différents types de production (continu, discontinue et par projet), on note une relation étroite entre le coût et le volume de production.
         Pour les faibles volumes, une production par projet sera plus avantageuse si le volume augmente, on passera par la production en discontinu et si les volumes deviennent très importants, on passera à la production en continu.
         Un des points épineux est le passage du fonctionnement en continu au fonctionnement en discontinu car le discontinu offre des avantages de flexibilité qu’il faut pouvoir conserver le plus longtemps possible.

3- Classification selon la relation avec le client :
         Dans la classification selon la relation avec le client, on distingue trois types de production et de vente :
·        vente sur stock ;
·        production à la commande ;
·        assemblage à la commande.

3-1- Vente sur stock :
         Le client achète des produits existants dans le stock créé par l’entreprise.
         On retient ce type de production pour deux raisons principales :
·        lorsque le délai de fabrication est supérieur au délai de livraison réclamé ou accepté par le client ;
·        pour produire en grande quantité et diminuer les coûts.

3-2- Production à la commande :
         La production à la commande n’est commencée que si l’on dispose d’un engagement ferme du client. On évite alors (sauf cas d’annulation), le stock de produits finis. Ce type de production est préférable au type de production sur stock, car il conduit à une diminution des stocks, donc des frais financiers.

3-3- Assemblage à la commande :
         Ce type de production se situe entre les deux premiers. On fabrique sur stock des sous-ensembles standard. Ces sous-ensembles sont assemblés en fonction des commandes clients. Cette organisation permet de réduire de façon importante le délai entre la commande et la livraison d’un produit. En effet, le délai apparent est réduit à l’assemblage des sous-ensembles.

3-4- Comparaison sur stock/à la commande :
         Il est évident qu’une entreprise a tout intérêt à ne produire que ce qui est acheté. Pour cela, il faut que son délai de production soit inférieur au délai acceptable par le client.

II- Les différentes organisations de la production :

1- Implantation en sections homogènes :
         C’est l’implantation que l’on rencontre le plus dans le cas des processus discontinus. Elle résulte de l’organisation taylorienne. On regroupe les machines ayant la même technique, ou les mêmes fonctions.
         On regroupe également les machines sur des critères de qualité (précision) ou de capacité. En règle générale.

Avantages principaux :
·        regroupement des métiers – le personnel travaillant dans un secteur et un professionnel de ce type de machine. Il peut facilement passer d’une machine à l’autre ;
·        flexibilité – l’implantation est indépendante des gammes de fabrication, il est donc possible de fabriquer tous les types de produits utilisant les moyens de l’atelier sans perturber davantage le flux.

Inconvénients principaux :

·        Ces flux sont complexes avec de nombreux points de rebroussement, d’accumulation ;
·        en-cours importants – c’est la conséquence logique de la complexité des flux.

2- Implantation en lignes de fabrication :
         On trouve principalement ce type d’implantation dans les processus continus.
         Les machines sont placées en ligne dans l’ordre de la gamme de fabrication.

         Ce type d’implantation possède les avantages suivants :
·        pas de point de rebroussement ;
·        flux faciles à identifier.

         Cependant, l’implantation étant spécialisée pour un produit ou une famille de produits, la flexibilité de ce type d’implantation est extrêmement limitée.

3- Implantation en cellules de fabrication :
         Une implantation en cellule est constituée de petits ateliers de production spécialisés pour réaliser entièrement un ensemble de pièces. On appelle également ces cellules des îlots de production. C’est un compromis entre la ligne et l’implantation fonctionnelle. Ce type d’implantation permet de diminuer considérablement les stocks et le délai dans le cas des processus discontinus.

Aménagements d’une cellule :
         L’aménagement des cellules peut être très différent d’un cas à l’autre. Les principaux types d’aménagement :
·        aménagement enligne droite ;
·        Aménagement en serpentin ;
·        Aménagement en U ;
·        Aménagement circulaire.

III- Conception d’une unité moderne de production

1- Les principes de base :
         La conception d’une bonne implantation d’un système de production repose sur quelques principes de base :
·        tout déplacement qui n’amène pas de valeur ajoutée à une pièce est un gaspillage, il faut le supprimer dans la mesure du possible ;
·        une pièce ne devrait jamais être déplacée deux fois sans apport de valeur ajoutée entre les déplacements ;
·        une bonne implantation est une implantation dans laquelle le cheminement des pièces est évident.

2- Les problèmes des implantations en sections homogènes :
         Ce type d’implantation provient du modèle taylorien. En règle générale, ce type d’implantation a pour effet d’augmenter les trajets des matières et des produits.

        

On cherche à les optimiser en utilisant la fabrication par lots. Ce type de fabrication entraîne des délais de production et des niveaux de stock élevés.

         Donc, il faut fluidifier le trafic des pièces dans l’atelier. Cela consiste à :
·        enchaîner les opérations ;
·        supprimer les stocks intermédiaires ;
·        réduire au strict minimum les opérations de manutention ;
·        simplifier le flux des pièces ;
·        faciliter le suivi de production.

Pour cela, les grandes orientations que l’on doit prendre sont les suivantes :
·        La séparation des usines ;
·        La séparation géographique des fabrications de produits différents ;
·        La décentralisation des activités de stockage et d’expédition ;
·        La multiplication des machines.

3- La séparation des usines :
         Une usine est souvent le mélange de plusieurs types de production. Or, comme nous l’avons déjà signalé, a chaque type de production correspondent un type de gestion et un type d’implantation. Pour clarifier la situation, il ne faut pas hésiter à créer au sein de la même usine, plusieurs « micros-usines » ayant chacun sa spécialité.
         Ainsi, schématiquement, les produits fabriqués en grandes séries pourront être implantés en ligne de fabrication, les séries moyennes en cellules, et on conservera l’implantation fonctionnelle pour les petites séries.

4- La séparation géographique des fabrications de produits différents :
         Cette méthode est couramment employée dans les entreprises faisant un type de produit unique dans des versions différentes.
         Dans ce type d’organisation, bien que le produit s’adapte bien à une typologie continue, nous retrouvons l’atelier à tâches.
         Une organisation plus rationnelle consiste à séparer les différents types de produits en créant des sous-ensembles indépendants dans lesquels les machines sont mises en ligne.
         Pour optimiser ce type d’implantation, il faut supprimer la traditionnelle séparation entre fabrication et montage. Le montage doit être en prise directe avec la fabrication.

5- La décentralisation des activités de stockage et d’expédition :
         Un déplacement est une dépense d’argent qui n’apporte aucune valeur ajoutée au produit. Or, la centralisation des activités de stockage, réception et expédition, conduit souvent à des déplacements inutiles.

 


        
6- La multiplication des machines :
Dans ce cas on note que la machine est un point de passage obligé entre chaque étape de la fabrication. Il est donc impossible de mettre en ligne les machines à cause de cette machine centrale. Il est parfois plus intéressant en terme de flux de disposer de plusieurs machines de faible capacité, plutôt qu’une machine de force capacité. La multiplication des machines est parfois source de beaucoup de fluidité dans les ateliers de production.

IV- Les méthodes d’analyse :

1- Les documents à réunir :
         Un problème d’implantation est un problème complexe qui nécessite un grand nombre de données. Les informations nécessaires sont souvent dispersées, et la première synthèse consiste à réunir l’ensemble des informations.
         Les éléments nécessaires sont les suivants :
·        les plans à l’échelle des locaux et des installations ;
·        le catalogue des objets fabriqués dans l’entreprise ;
·        les nomenclatures des produits ;
·        les gammes de fabrication des produits ;
·        le programme de fabrication de l’entreprise (quantité, cadences) ;
·        les caractéristiques des machines et des postes de fabrication ;
·        les caractéristiques des moyens de manutention.

La partie analyse d’un projet d’implantation consiste à mettre en forme ces informations pour bien comprendre les différentes contraintes liées au projet. Les méthodes qui suivent ont toutes pour objectifs de synthétiser les informations.

2- Le graphique de circulation :
         Ce graphique consiste à représenter sur un plan les différents flux par différentes couleurs. Plusieurs versions de ce programme peuvent être réalisées :
·        plan papier avec flux au crayon ;
·        plan mural avec flux représentés par des ficelles de différentes couleurs fixées par des épingles ;
·        plan informatique CAO Multicouche ou logiciel spécifique à l’implantation.

les deux dernières représentations sont préférables à la première pour la facilité de modification des flux. Ce diagramme visualise :
·        la longueur des circuits ;
·        la complexité des flux ;
·        la logique de l’implantation ;
·        les lieux de stockage ;
·        les points de rebroussement ;

 

·        les déplacements inutiles ou trop longs ;
·        l’importance des manutentions.

3- Le schéma opératoire :
         Il permet de schématiser la suite des opérations nécessaires pour fabriquer un produit. Le principe de ce schéma consiste à décomposer les processus opératoires en cinq éléments :
·       
 Ce schéma n’indique pas d’information quantitatives de type distance, quantité, temps. Il synthétise les trajets et permet de visualiser l’importance des opérations sans valeur ajoutée par rapport aux opérations avec valeur ajoutée (    ). Toutes les opérations sans valeur ajoutée sont parfois représentées en rouge. Elles représentent des sources de productivité si on arrive à les supprimer.
Ce schéma n’indique pas d’information quantitatives de type distance, quantité, temps. Il synthétise les trajets et permet de visualiser l’importance des opérations sans valeur ajoutée par rapport aux opérations avec valeur ajoutée (    ). Toutes les opérations sans valeur ajoutée sont parfois représentées en rouge. Elles représentent des sources de productivité si on arrive à les supprimer.

 

4- Analyse de déroulement :
         Application : fabrication du plat

Distance
Temps
Quantité
Poids
Déroulement









sortie magasin





70 m
0,3 h
1000
25 kg
vers sciage






0,12 h/p


sciage





10 m
0,1 h
1000
25 kg
vers entaillage






0,08h/p


entaillage





10 m
0,1 h
50
1,25 kg
vers perçage






0,06h/p


perçage





5 m
0,1 h
50
1,25 kg
vers montage










1
4
3
0
0
95 m




Figure : Analyse de déroulement

         L’analyse de déroulement est plus précise que le schéma opératoire. Elle se focalise sur la fabrication d’un produit. En plus de la description des opérations, on trouve les informations de distance, temps, quantité, poids.

         Ce tableau est souvent utilisé pour comparer plusieurs solutions.

5- Le plan coloré :
         Le plan coloré consiste à représenter sur un plan les différentes zones de l’entreprise afin de montrer leurs importances respectives. En général, on différentie trois types de zone :
·        en vert, les zones ou il y a apport de valeur ajoutée, c'est-à-dire principalement les zones de production ;
·        en orange les zones de stockage, magasins et en-cours ;
·        en bleu les zones de transport, allées, quai de chargement ;
·        en rouge les zones de non qualité, zone de rebut, attente pour retouche.

Ce schéma, très didactique, montre clairement le ratio entre les zones apportant de la valeur ajoutée et les autres. Les améliorations à apporter apparaissent clairement.
         Ce plan est parfois astucieusement appelé le plan « VOIR » à cause des quatre couleurs utilisées (Vers, Orange, un digo, rouge)

V- Les méthodes de résolution :

1- La logique et les méthodes :
         L’implantation des moyens de production doit être établie en respectant une logique qui permet de bien séparer les usines.


1.     identifier parmi l’ensemble des moyens de production, des îlots de production le plus possible indépendants.
2.     Implanter chaque îlot repéré, en suivant la démarche suivante :
·        rechercher une implantation linéaire ;
·        à défaut, rapprocher les machines entre lesquelles circule un trafic important ;
·        à défaut, implanter l’îlot en section homogène.

2- Recherche des îlots de production :
La recherche des îlots de production parmi l’ensemble des gammes de l’entreprise a suscité de nombreux travaux dont notamment ceux de Kuziack et de King.

3- Méthode de mise en ligne :
         Après avoir identifié les îlots de production indépendants, il faut procéder à l’implantation de chaque îlot. L’implantation idéale doit suivre le plus possible la gamme de fabrication. C’est pour cela qu’on cherchera autant que faire se peut à mettre en ligne les machines. Cela peut se faire de multiples façons. Nous présentons deux méthodes : la méthode des antériorités et la méthode des rangs moyens.

4- Optimisation – Méthode des chaînons :
         La méthode des chaînons est certainement la méthode la plus connue pour implanter les ateliers de production. Les objectifs de cette méthode sont :
·        de minimiser les manutentions dans un atelier à tâches ;
·        de rapprocher les machines qui sont le plus en relations.

VII – Technologie de groupe :
         Nous venons de présenter les méthodes d’implantation d’atelier. Cependant, la philosophie de regroupement qui prévaut dans les techniques d’implantation peut  être généralisée à l’ensemble des secteurs de l’entreprise. C’est l’objectif de la technologie de groupe qui propose par un codage spécial de rassembler les produits à forte similitude dans des familles, et ceci, dès la conception.

 

1- Pourquoi la technologie de groupe :
         Nous avons vu que la première distinction entre les types de production vient de la taille de la série. Les grandes et les petites séries sont très différentes par l’organisation de leur production. Schématiquement, 
Pour les grandes séries on a :
·        une organisation assez aisée de la production ;
·        une préparation du travail très poussée.

Pour les moyennes et petites séries :
·        une préparation du travail succincte ;
·        de nombreux lots en lancement.

Il est évident que l’organisation d’une production en grandes séries est plus facile que dans le cas des petites séries. Or, l’analyse des différentes entreprises sur le marché montre que plus de 75 % des types de pièces sont fabriqués en séries de moins de 50 unités.
L’idée de la technologie de groupe consiste à rechercher des regroupements de pièces dans le cas des petites et moyennes séries qui permettent de bénéficier dans ce type de production des facilités de gestion des productions en grandes séries.
Pour faciliter ce regroupement, il faut rechercher une méthode qui permettre :
·        de regrouper les pièces présentant de analogies ;
·        d’éviter d’étudier deux fois de suite la même pièce ;
·        de diminuer les coûts d’outillage ;

intérêt pour le bureau d’études :
         Ce regroupement oriente la conception vers une réutilisation maximale des pièces déjà dessinées et vers une action de standardisation des pièces et éléments de forme.

Intérêt pour le bureau des méthodes :
·        diminuer le nombre de gammes à créer ;
·        réduire le temps consacré à l’écriture et au chiffrage ;
·        réaliser une préparation du travail homogène ;
·        utiliser de façon rationnelle le parc machine.

Intérêt pour la fabrication :
·        diminuer le nombre de pièces d’où une planification plus aisée ;
·        regrouper les pièces de même forme et donc de même gamme ;
·        créer des îlots de fabrication, des groupes ou cellules de fabrication ;
·        augmenter la taille des séries ;
·        diminuer les temps de changement de séries ;
·        faciliter l’écoulement des pièces ;
·       

réduire les manutentions.

2- Systèmes de classification :
         Le regroupement des pièces par famille est souvent réalisé par codage des produits sur un critère morpho-dimensionnel. Les principes généralement retenus pour ce codage sont :
·        systèmes de classification fondés sur des familles de pièces apparentes, généralement définis par leurs fonctions (arabes, cartes, vilebrequins, rouleaux) ;
·        systèmes de classification fondés sur une codification universelle ;
·        système de classification à partir d’un code adapté à l’entreprise.

Les deux systèmes de classement morpho-dimensionnel les plus connus sont le système OPTZ et le système CETIM PMG pour les pièces de mécanique générale. Tous deux reposent sur un système de codification analytique comme la grande majorité des classements présents sur le marché.

VII- Conclusion :
         Ce chapitre nous a permis de faire une étude des différents types de production avec leurs spécificités. Les chapitres suivants nous permettront d’approfondir les différentes méthodes de gestion de production qui s’appliquent particulièrement à chaque type de production.
         L’étude détaillée des méthodes d’implantation des ateliers de production nous a permis d’insister sur l’importance de la mise en ligne des moyens de production. Héritage de l’ère taylorienne, les implantations en sections homogènes ont montré leurs limites dès que les séries commencent à devenir importantes. Une des bases de la gestion de production moderne consiste à simplifier avant de gérer. C’est bien l’objectif de l’implantation qui permet de simplifier les flux et ainsi, de supprimer un nombre important d’opérations qui n’apportent pas de valeur ajoutée, mais génèrent des délais et des coûts.


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