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L’efficacité productive repose sur des délais de livraison respectés et des clients satisfaits.

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Un atelier en usinage cherche à produire un certain nombre de pièces, au niveau de qualité requis, de la manière la plus efficace possible, livrées dans les délais exigés. Traditionnellement, les entreprises de production définissaient l’efficacité en fonction du retour sur investissement. La réussite était mesurée en lots fabriqués des milliers ou des centaines de milliers de pièces, et l’objectif était de maintenir la production régulière d’une ou plusieurs machines. De ce point de vue, une machine qui fonctionnait et fabriquait des pièces était considérée comme efficace.

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Aujourd’hui, les industriels traitent plus souvent des cas de production à grande variabilité et faibles volumes adaptés aux besoins spécifiques des clients. La taille des lots peut varier de quelques centaines de pièces à moins de dix. Cependant, même lorsque toutes les machines d’un atelier fonctionnent sans interruption, les clients pourraient attendre encore des pièces qu’ils ont commandées. Les stratégies de production de masse s’opposent à la flexibilité et aux exigences de planification complexe des scénarios de production à faibles volumes et forte variabilité.

Dans l’environnement de production actuel, une efficacité véritable exige d’atteindre une flexibilité équilibrée entre quantité maximale de fabrication et le traitement dans les délais impartis d’une grande quantité de commandes de clients différents et individualisés. L’accent est mis sur le résultat final : le respect des délais de livraison des produits et la satisfaction des clients.

Contrôle qualité
Tout en établissant un équilibre entre la production et la demande, les fabricants doivent veiller à conserver la qualité du produit. La fabrication de composants d’une qualité insuffisante provoque des imprévus dans les programmations en atelier, des dépenses supplémentaires, et des retards de livraison. Une planification au fil de l’eau entraîne des arrêts machine alors que les coûts de main-d’œuvre se multiplient pour gérer les problèmes imprévus provoqués par les arrêts.

La qualité du composant à fabriquer est généralement décrite au niveau du respect strict de ses dimensions et des exigences d’état de surface. Une autre mesure de la qualité, à savoir les délais de livraison respectés, peut être appelée la qualité du processus. Le fabricant doit les vérifier, en évaluant si le temps de production prévu est suffisant pour réaliser cette tâche et le livrer à temps au client.

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La satisfaction des clients vs la réalisation de bénéfices
Les équipements d’un atelier peuvent tourner à temps plein, mais si les faibles performances déçoivent les clients et qu’ils arrêtent d’acheter les produits de l’atelier, il risque de ne pas tenir le coup. Le bonheur des clients est un objectif primordial, mais se concentrer uniquement sur celui-ci risque de nuire à la rentabilité. Il est indispensable de mettre l’accent sur le client, mais le fournisseur doit maximiser l’utilisation de son équipement tout en respectant les exigences du client en matière de qualité, de volume de pièces et de livraison.

Les promesses et la planification
La réussite de la fabrication repose sur l’interaction coordonnée de plusieurs groupes au sein de la production. Un groupe promet aux clients certains résultats en matière de coût, qualité et temps de livraison des pièces qu’ils commandent. Les autres services de l’organisation, y compris l’ingénierie, les achats, le personnel de l’atelier et les administrateurs, s’assurent que les promesses soient tenues.

Les différents groupes ne définissent pas l’efficacité de la même manière. Le personnel d’usinage souhaite optimiser les processus d’usinage individuels pour un rendement maximum. En supplément, les autres groupes se concentrent sur l’amélioration du rendement du système global. Leur analyse porte sur des questions telles que l’efficacité globale de l’équipement (OEE, Overall Equipment Effectiveness) et la productivité du travail.

Le cœur de l’efficacité
Pour décrire l’efficacité en termes biologiques simples, le cœur de toute opération de production est le processus d’usinage. Si le cœur est indispensable, il ne fonctionne pas tout seul. Il fait partie d’un système qui comprend le reste du corps et le cerveau.

Dans la fabrication, si le cœur est la technologie d’usinage, le corps représente l’ensemble de l’organisation de fabrication, y compris l’ingénierie, la planification des activités et l’administratif. Le cerveau de l’organisation est le groupe de personnes qui coordonnent tous les éléments du système. Toutefois, le cerveau ne peut pas simplement décider que le cœur pompe plus vite, tout comme une personne ne peut pas contrôler son rythme cardiaque par la simple pensée. De même, l’ensemble des procédures en usinage n’est pas toujours contrôlable d’un point de vue rationnel.

Dans le monde actuel des technologies numériques et de l’Internet des objets industriel (IIoT), les gens, particulièrement les jeunes personnes, veulent des réponses et des règles claires pour contrôler le processus d’usinage. Malheureusement, dans de nombreux cas, il n’y a pas de règles rationnelles et il est nécessaire d’accepter, de réagir à et de résoudre des problèmes d’usinage inattendus.

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Les problèmes inattendus et les personnels non qualifiés
Dans un monde idéal, les personnels de l’atelier ont les connaissances, les compétences et l’expérience nécessaires pour faire face à des problèmes inattendus. Cependant, beaucoup d’entrepreneurs se plaignent de la difficulté de garder un personnel suffisamment compétent. Si la formation peut aider à surmonter la pénurie de travailleurs qualifiés, il est toutefois surprenant de constater que certains employeurs voient leurs efforts en matière de formation mal récompensés par des employés qui jugent inutile l’acquisition de nouveaux savoir-faire. Les responsables précisent que, bien souvent, lorsqu’ils offrent une formation technique à leurs employés, ces derniers pensent connaître suffisamment leur travail et n’ont pas besoin de formation supplémentaire. (Voir encadré.)

Le temps total de production
L’analyse et l’optimisation de l’efficacité d’un atelier peuvent donner plus de temps pour l’usinage, et ainsi une plus grande souplesse et réactivité aux besoins des clients. Le temps total nécessaire à la fabrication d’un composant est la somme d’un grand nombre d’activités distinctes, parmi lesquelles la durée d’usinage réelle, la manutention des outils, la manipulation de la pièce à usiner, la vérification de la qualité, les imprévus, l’attente, les tâches administratives, etc.

Certaines activités sont essentielles et ne peuvent pas être éliminées, telles que les changements d’outils et la manipulation de la pièce à usiner. Par ailleurs, les ateliers consacrent aussi du temps au traitement des événements imprévus, tels que les changements de planification, les problèmes de qualité et l’attente d’outillage ou de matières à usiner manquantes.

Dans un cas, un atelier a examiné un certain nombre de différentes activités impliquées dans l’usinage d’une pièce pour trouver le temps consacré à chacune (Figure 3). Le temps d’usinage réel représentait 15 % de l’ensemble de la production totale, alors que l’installation et l’attente représentaient un quart du temps, et les problèmes imprévus, comme l’absence ou le retard de l’outillage, ou les arrêts machine pour éliminer les copeaux trop longs, représentaient également 25 %. En diminuant le temps des imprévus, à l’installation, à la manipulation de l’outil, à l’attente et à l’administration, le temps d’usinage réel est passé à 50 % du temps total (Figure 4). L’augmentation du temps a permis à l’atelier d’acquérir une plus grande souplesse de fabrication pour adapter les opérations d’usinage aux exigences spécifiques des applications des clients.

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Les effets imprévus des efforts de gain de temps
À la suite d’une enquête sur les gains de temps comme celle mentionnée ci-dessus, un autre atelier a pu tripler le nombre d’heures pendant lesquelles les broches équipées d’outils coupaient activement les pièces. Toutefois, l’atelier a constaté que la production de pièce, de son côté, ne triplait pas.

Une nouvelle étude a révélé un certain nombre d’incidents qui augmentaient ce phénomène. Un problème majeur était que le temps de processus initial incluait l’ébavurage hors usinage. Les initiatives de gain de temps indiquaient que l’ébavurage pouvait être effectué plus efficacement sur la machine elle-même. Toutefois, lorsque l’ébavurage hors usinage a été déplacé sur la machine-outil, le temps de machine global a augmenté pour tenir compte de celle-ci. La situation montre que les gains de temps d’un côté de la chaîne peuvent entraîner une augmentation de la consommation de temps, ou une diminution apparente de l’efficacité, d’un autre côté de la chaîne.
La leçon à en tirer est que les changements opérationnels doivent être pris en compte par rapport au processus global. C’est un équilibre difficile à atteindre, et il n’y a pas de règles générales, à part trouver comment utiliser le temps disponible le plus efficacement possible.

Le changement de planification
Pour atteindre l’efficacité et la flexibilité, il faut s’adapter sans cesse à l’évolution des exigences de production. Les changements proviennent souvent de l’extérieur, lorsqu’un client modifie une conception ou le nombre de pièces demandées. L’atelier de fabrication doit alors modifier son fonctionnement, au risque de perturber l’ensemble du plan de la production, et de conduire à une réponse désorganisée qui entraîne encore davantage de perturbations.

Lorsque la planification est désorganisée, les pièces à usiner sont réparties dans l’atelier de façon aléatoire, sur n’importe quelle machine disponible, provoquant ainsi plus de problèmes que de solutions. La situation peut se transformer en cercle vicieux. Lorsque des incidents de planification surviennent, ils peuvent se propager comme un virus. Un petit dérèglement peut vite devenir important et, comme un virus chez l’homme, il peut être très difficile à surmonter.

L’option de capacité de réserve
Afin d’améliorer véritablement l’efficacité et la flexibilité de l’atelier, ajoutez une capacité d’usinage de réserve. Cette notion est étrangère à la majorité des ateliers, et le service financier peut soutenir l’investissement dans de nouvelles capacités d’usinage en exigeant que le nouveau matériel reste actif. Ils considèrent la machine comme un investissement d’un ou deux millions d’euros et ne peuvent pas comprendre que, lorsqu’elle est acquise à titre comme telle, elle peut rester inutilisée. En réalité, elle apporte quelque chose de significatif : la garantie de satisfaction des clients. C’est une solution de secours utile qui favorise la flexibilité et facilite la résolution des incidents imprévus.

Dans certaines situations, au lieu d’acheter une machine de secours, un atelier travaillera avec son propre équipement jusqu’à la surcharge, puis il sollicitera les services d’un sous-traitant. Mais, si ce sous-traitant rencontre les mêmes problèmes de surcharge de travail et de manque de personnel, la responsabilité sera simplement transmise à une autre partie. Il est extrêmement difficile de convaincre les ateliers de construire une capacité de réserve susceptible d’être utilisée.

Les délais de livraison longs vs la livraison dans les délais
La contrainte de respect des délais de livraison peut prolonger le temps de production réel. Si un travail de fabrication dans des conditions normales prend une semaine, mais que le client souhaite une garantie absolue que la livraison soit effectuée dans les temps, un atelier peut demander un délai de deux semaines pour s’assurer une marge de manœuvre. Dans un autre cas, si un client a besoin d’une pièce à usiner à une certaine date, un atelier peut lancer deux pièces à usiner afin d’avoir une solution de secours en cas d’imprévu sur la première pièce. Ces pratiques désuètes consomment inutilement du temps et de l’argent en termes de production, et prolongent les délais de livraison au-delà de ce qu’ils devraient normalement être.

Le choix multi-tâches
Une autre manière d’améliorer l’efficacité et la flexibilité, bien que coûteuse, consiste à mettre en place l’automatisation sous forme de machines multi-tâches et de palettes. Un atelier peut rapidement changer une cellule automatisée d’une opération à une autre et utiliser les palettes pour créer et stocker des installations futures. Un tel système peut être construit autour d’une machine multi-tâches entourée de palettes de pièces à usiner et accompagnée d’un magasin d’outils avec plusieurs outils, tous accessibles par un robot. Dans cette organisation, l’équipe de jour peut configurer la machine et les palettes pour traiter une variabilité de pièces, et l’équipe de nuit peut produire les pièces. Cette solution est relativement coûteuse et son niveau d’investissement dépasse aussi parfois celui que les entreprises peuvent se permettre.

Les obstacles aux multi-tâches
Un obstacle organisationnel à l’approche multi-tâches est la pratique typique en usine qui consiste à organiser les machines uniquement selon leur fonction, comme par exemple le maintien d’un îlot distinct pour le fraisage, un autre pour le tournage, etc. Dans de nombreux cas, il est préférable d’organiser les machines dans des cellules où chaque groupe de machines dispose de certaines capacités de traitement adaptées à certains groupes ou familles de pièces. Le regroupement de machines par fonction encourage également les opérateurs à se définir de façon limitée, comme le tourneur ou le fraiseur. Former les opérateurs afin qu’ils soient polyvalents et capables d’utiliser différents types de machines apporte à l’atelier la souplesse de gestion de ses propres problèmes de capacité interne.

Conclusion
De nos jours, l’efficacité dans la fabrication met l’accent sur la satisfaction des clients en plus de trouver les meilleures méthodes d’usinage des composants. Les fabricants doivent équilibrer leurs efforts afin de proscrire tout retard de livraison sans nuire à la rentabilité. En plus d’optimiser les opérations d’usinage, une attention toute particulière doit être portée aux manques de qualité des processus et des pièces, à la planification organisée du point de vue de l’organisation de fabrication dans son ensemble et à la poursuite de l’analyse des éléments de consommation de temps d’usinage, afin d’améliorer le temps disponible pour usiner des pièces et d’optimiser la flexibilité et l’efficacité.

(Encadré)
L’état d’esprit de fabrication efficace soutenu
L’évolution des stratégies de fabrication place les opérateurs face à un éventail de nouveaux défis. Des machines-outils extrêmement automatisées, des logiciels intuitifs et des outils coupants de dernière génération ont réduit les responsabilités pratiques de l’opérateur. Malheureusement, l’un des effets secondaires de cette technologie sophistiquée est que certains personnels de fabrication ont tendance à se satisfaire de leurs compétences professionnelles.

Bon nombre d’industriels ont découvert que lorsque certains employés ont la possibilité de faire des formations, ils manquent d’enthousiasme et estiment qu’ils ont les compétences suffisantes pour faire ce qu’ils ont à faire. Ces employés n’ont pas l’ouverture d’esprit nécessaire pour évoluer et progresser dans un nouvel environnement de production.

En Flandre, cet état d’esprit est décrit ainsi : « Inutile de donner une bougie et des lunettes de lecture à un hibou s’il ne peut pas ou ne veut pas lire ». L’expression américaine équivalente est « On peut conduire un cheval à l’abreuvoir, mais non le forcer à boire. » Pour résumer, partout dans le monde, vous pouvez donner aux gens tout ce dont ils ont besoin pour atteindre un objectif, s’ils ne veulent pas participer, l’effort est inutile.

La plupart des ateliers d’usinage d’aujourd’hui disposent de matériel, d’outillage et de programmes d’usinage puissants. De fait, les personnes sont devenues l’élément crucial de l’efficacité en production. Avec un esprit positif favorable au progrès, la compétence particulière requise aujourd’hui est une aptitude à lire la procédure d’usinage, non pas en travaillant avec un ordinateur, mais en se tenant debout devant la machine, en écoutant et en observant.

En général, le processus indiquera son état, de la même manière que l’on peut écouter son propre cœur et ressentir s’il va bien ou non. Cette prise de conscience ne se calcule pas avec une formule. Il est essentiel de savoir ce qu’il faut surveiller et quels sont les facteurs favorables dans l’environnement du processus. Seco prévoit plusieurs types de formations techniques, de connaissances d’usinage et d’assistance. Si les personnels d’un atelier ont le bon état d’esprit, Seco est là pour les aider à apprendre et à appliquer ce dont ils ont besoin pour réussir.

Par :
Patrick de Vos, Directeur du développement commercial et Responsable de l’enseignement technique, service Conseil Seco

Basé à Fagersta, en Suède, et présent dans plus de 75 pays, Seco Tools est un fournisseur leader en solutions d’usinage dans les domaines du fraisage, des outils statiques, du perçage, des systèmes d’attachements et des services. Depuis plus de 80 ans, Seco Tools propose des technologies, des procédés et une assistance garantissant une productivité et une rentabilité maximales. Pour en savoir plus sur les produits et les services Seco Tools et comment ils contribuent aux succès de nos clients dans tous les secteurs de l’industrie, rendez-vous sur www.secotools.com.

Seco Tools
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