Cours théorique IND1803 - Production responsable - PDF

Chapitre 1 - Production responsable en génie industriel 1 - Paradigme de production Paradigme industriel: Modèle de production mis en place en Angleterre → activités économiques fondées sur exploitation et transformation de matières premières/sources d’énergie par la machine et l’humain pour fabri...

Chapitre 1 - Production responsable en génie industriel 1 - Paradigme de production Paradigme industriel: Modèle de production mis en place en Angleterre → activités économiques fondées sur exploitation et transformation de matières premières/sources d’énergie par la machine et l’humain pour fabriquer des produits mis sur le marché pour consommation. Trois principales mutations: Production à la chaîne (introduit par Henry Ford → Fordisme = production à la chaîne) Révolution cognitive (Industrie 4.0) Production durable (Faible émission de GES) Henry Ford et Frederic Taylor (organisation scientifque du travail) développent le processus de fabrication de la Ford T (divisée en plus de 80 postes) → Naissance du Taylorisme (amélioration continue) / Fordisme (production et travail à la chaîne) → Un seul modèle → Prix de vente décidé sur la base des coûts de prod. Et de la marge bénéficiaire COÛT + MARGE = PRIX ⚠ Marge toujours exprimée en % Remarque: L'établissement du prix est un processus crucial pour les entreprises ⇒ indicateur pour assurer le bon succès Fordisme: Coût + Marge = Prix Taylorisme: Prix - Coût = Marge 3 étapes pour établir le prix: 1) Calculer les coûts directs ⇒ affecte directement la conception du produit a) Main-d’oeuvre ⇒ personnel au plancher(C.D) V.S personnel administratif (C.I) b) Matière première 2) Calculer les coûts des produits vendus a) Coûts produits vendus = C.D de production + C.I de production 3) Calcul du seuil de rentabilité a) Montant des ventes qu’il faut atteindre pour couvrir les dépenses et dégager un BÉNÉFICE NUL b) Exemple: une compagnie a généré des revenus de 100k$ grâce à la vente de 10k unités au prix de 10$ avec une marge brute de 65%, avec des coûts fixes indirects de 25k$ Réponse: (coûts fixes indirects / marge brute) = seuil de rentabilité = (25000 / 0,65) = 38 461$ Analyse: si l’entreprise enregistre des ventes de 38 461$, elle couvrira son coût de produits vendu mais le bénéfice sera nul. Fusion des deux = TOYOTISME, selon un ingénieur Toyota, il y a 3 familles de gaspillages Muri → l’excès = surcharge mentale ou physique d’un salarié Mura → l’irrégularité = variations brutales des cadences de prod. = dysfonctionnement en baisse de qualité, hausse des accidents de travail, démotivation du personnel Muda → le gâchis = perte de valeur ajoutée (Le toyotisme a défini 7 différents types de gaspillages interdépendants) ⚠ une 8e source est souvent négligée ⇒ A.N.V.A (activités à non-valeur ajoutée) vis à vis du client 1) Surproduction 2) Surstockage 3) Transports inutiles ⇒ voyage à vide, réunions dans un endroit loin des participants, déplacement des patients en hôpital 4) Mouvement inutiles ⇒ mauvaise ergonomie du poste de travail, caisse à outils incomplète 5) Temps d’attente ⇒ attente entre 2 tâches, goulots d’étranglement, retard du personnel, tâches administratives impactant la prise en charge des malades. 6) Traitements intutiles ⇒ trop de contrôles dans le processus de fab., rapports trop longs, surplus de perfection 7) Erreurs et Rebuts ⇒ retours clients, produits non conformes, 8) Sous-utilisation des compétences ⇒ manque de formation, management rigide et autoritaire Naissance du “Juste à temps” ou du “zéro délai” (années 50-60 au Japon) avec la publication du Toyota Production System en 1978 Autres appéllations: Lean Manufacturing (James Womack, 1990) & Production à Valeur Ajoutée Industrie 4.0: nouvelle facon d’organiser les moyens de production pour converger vers un monde virtuel a) Intelligence artificielle b) Apprentissage des machines c) Analyse de données Objectif: séduire le consommateur avec des produits uniques + personnalisés (consommateurs peuvent communiquer avec les machines durant le processus de prod. durant les phases de réalisation de produit ⇒ PRODUCTION INTELLIGENTE) Révolution cognitive: L’intelligence, la matière grise, est la matière première et ses produits sont informationnels et largement dématérialisés SMART FACTORY 2 - Processus de production Processus de production: série d’activités qui utilise des intrants pour produire des extrants de manière répétitive à l'aide de ressources. Activité à Valeur Ajoutée (AVA): une activité qui contribue à transformer les intrants du processus en produit fini répondant aux besoins du client. Exemple ⇒ une table fabriquée par un ébéniste, on parlera d’une AVA lorsque l'ébéniste travaille le bois, le coupe, l’assemble, le colle, le cloue… On parle d’activités qui ajoutent directement de la valeur au produit. La durée d’une AVA est relativement constante Activité à Valeur de Processus (valeur d’entreprise): activité nécéssaire à l’entreprise et qui doit être accomplie, elle n’ajoute pas directement de valeur au produit. Exemple ⇒ pour un ébéniste: commande de pièces et de matières premières, facturation, le nettoyage et l’entreposage du bois. Activité à Non-Valeur Ajoutée (ANVA): activité qui utilise des ressources (énergie, main-d’oeuvre), le temps du personnel mais qui n’ajoute pas directement de la valeur au produit vis-à-vis du client. Exemple ⇒ pour un ébéniste: le temps de reprise causée par un mauvais assemblage, temps de séchage de la colle… ⚠ Les ANVA sont à éliminer du processus de production: pour le temps de séchage de la colle, l’ébéniste va devoir travailler sur le produit d’une autre facon en attendant. Objectifs: Éliminer et réduire les ANVA Optimiser et améliorer les AVA Limiter les activités à valeur de processus 3 - Conception de produit Produit: un bien, un service ou les deux simultanément. Un produit est un bien matériel ou immatériel répondant à un ou plusieurs besoins de consommateurs ou usagers. Variabilité des services: caractéristique majeure des entreprises qui impacte diretement la qualité du service (touche l’humain et le produit) 4 - Méthodes de production Production à l’unité: chaque bien fabriqué ou service rendu est une entité bien spécifique: la méthode artisanale en est le meilleur exemple. La fabrication d’un navire, d’une turbine, etc. sont des exemples de production unitaire.. 5 - Capacité de production Capacité de production: taille du système opérationnel ⇒ taux maximal de production réalisé dans des conditions idéales (référence 100%) Capacité théorique: quantité de produits obtenus pendant une période donnée par un centre d’opération dans les conditions idéales Capacité réelle: quantité de produits obtenus pendant une période donnée par un centre d’opération dans les conditions réelles Principales questions pour déterminer la capacité: Quelle type de capacité est requise? Quelle est la quantité requise? À quel moment est-elle requise? Remarque: la capacité de production ne doit jamais atteindre le 100% ⇒ +La capacité de production augmente + cela amène l’entreprise à investir dans des équipements moins performants et un personnel déjà fatigué CAPACITÉ AUGMENTÉE = COÛTS AUGMENTÉS Mesure de la capacité: - Efficacité ⇒ rapport entre la production réelles et la capacité réelle - Taux d’utilisation ⇒ rapport entre la production réelles et la capacité de conception Exemple: Capacité de conception = 50 / jour Capacité réelle = 40 / jour Production réelle = 36 / jour Efficacité = 36/40 = 90% Taux d’utilisation = 36/50 = 72% Analyse coût-volume: - Coût total (CT) = Coût fixe (CF) + Coût variable (CV) - CV = coût variable unitaire * quantité produite - Revenu total (RT) = revenu unitaire * quantité  À l’unité Iinterrompue Continue Continue (Lots) (Chaînes (Industries de d’assemblage) traitement) CF Faibles Moyens Élevés Très élevés CV Élevés Moyens Faibles Très faibles Volume Limité Moyen Grand Très grand Tableau relationnel Processus-Ressources 6 - Éthique et responsabilités Prendre des décisions en matière d’éthique: - Sécurité des travailleurs ⇒ donner la formation, Communauté ⇒ être un bon voisin garder le matériel en bon état… - Embauche et congédiement ⇒ soucis de - Sécurité des produits ⇒ pas de risque de blessur traansparence dommage à la propriété… - Droit des travailleurs ⇒ selon les - Qualité ⇒ honorer les garanties, règlements du Bureau International du éviter de cacher les défectuosités… Travail - Environnement ⇒ respecter les lois et règlements - Fermeture des installations ⇒ honorer ses engagements Chapitre 2: Mesures de productivité et sources des gains 1 - Productivité industrielle Productivité: indicateur de performance qui donne l’efficacité des ressources (intrants) vis à vis du produit (extrant) PRODUCTIVITÉ = Production / Ressources = Extrant / Intrant 3 types de productivité: 1) Partielle ⇒ calcul selon un seul intrant (exemple: production par rapport à la main d’oeuvre, par rapport à l’énergie, par rapport au nombre de machines…) 2) Multifactorielle ⇒ calcul selon au moins deux intrants (exemple: production par rapport au nombre de machines et l'énergie consommée) 3) Globale ⇒ calcul selon tous les intrants de la chaîne de production Productivité de la main d’oeuvre: ⇒ Unités produites par employé ⇒ Unités produites par heure de main d oeuvre ⇒ Valeur ajoutée ($) par heure de main d oeuvre Productivité de l’énergie: ⇒ Unités produites par kilowatt heure ⇒ Valeur ($) de la production par kilowatt heure ⚠ Pas d’unité pour les calculs de productivité multifactorielle et globale Mesure de la productivité multifactorielle ⇒ La mesure de la productivité multifactoriel nécessite une unité de mesure commune aux intrants et à l’extrant, par exemple des dollars ($). ⇒ Valeur de l’extrant : quantité produite * prix de vente ⇒ Coûts des intrants : convertir toutes les quantités utilisées comme ressources en coûts ($) Plus le ratio Valeur/Coût est élevé, meilleure sera la productivité 2 - Facteurs d’amélioration de la productivité Facteurs classiques d’amélioration (méthode des 5M) - Milieu : espace, poste de travail, organisation physique, environnement de travail… - Méthode : procédures, information, inspection, instructions… - Moyen/Matériel : équipements, machines, outillages, montages d’usinage… - Main d’oeuvre : ressources humaines, qualifications du personnel, formation, santé, motivation… - Matière : consommables utilisés, matières premières, pièces d’assemblage… “L’arrête de poisson” et diagramme d’Ishikawa⇒ causes pertinentes qui mènent à un problème Diagramme d’Ishikawa C’est un outil de moderation d’un remue-méninges qui peut être utilisé dans le cadre de recherche de causes d’un problème, d’identification et de gestion de risque: on ne garde que les causes PERTINENTES Exemple: “Chute d’objet d’un camion au cours du transport” Pourquoi la caisse est-elle tombée du camion? → Parceque les sangles d’animage ont lâché Pourquoi les sangles ont-elles lâché? → Parceque mauvaise qualité des sangles Pourquoi la mauvaise qualité n’a pas été détectée? → Parceque la procédure de contrôle n’a pas été mise en oeuvre Pourquoi la procédure de contrôle n’a pas été appliquée? → Personne chargée du contrôle en congé maladie (potentielle cause à vérifier → pôle main d’oeuvre) La « Technologie » Un ensemble des connaissances et pratiques se rapportant à une technique industrielle. Exemples: technologie numérique, objet intelligent, reconnaissance vocale, reconnaissance de formes… Autres facteurs d’amélioration si applicables (3M) - Mesures ⇒ moyens de contrôle des produits, les audits de performance, etc. - Management ⇒ méthodes et style d’encadrement, délégation du pouvoir, etc. - Moyens financiers ⇒ budget alloué, primes de rendement, etc 3 - Productivité et étude du travail Étude de travail: les techniques, en particulier l’étude des méthodes et la mesure du travail, qui sont utilisées lors de l’examen effectué par l’homme, quel qu’en soit le contexte et qui impliquent systématiquement l’analyse de tous les facteurs affectant l’efficacité et l’économie de la situation étudiée, afin d’obtenir une amélioration (BIT, 1996) ⇒ Permet d’analyser le travail et de l’optimiser dans le but d’améliorer sa productivité BIT: Bureau International du Travail AFNOR: Association Francaise de Normalisation Travail fondamental: le «minimum irréductible» du temps nécessaire pour fabriquer une unité de produit (BIT, 1985). Ce temps de travail fondamental ne peut être réalisé que dans des conditions théoriques parfaites  Contenu d’une tâche effective Objectif principal recherché⇒ réduire (voire éliminer) les temps improductifs en appliquant une démarche d’ « AMÉLIORATION CONTINUE » 4 - Productivité et efficacité du travail Cas le plus vu en entreprise: seulement 5% à 15% du temps total de production est consacré aux activités à valeur ajoutée (AVA) Cas particulier (entreprise de classe mondiale type Amazon, Google…): 50% AVA et 50% ANVA Norme AFNOR 60-182: principaux indicateurs de productivité - TRS: Taux de Rendement Synthétique rend compte de l’utilisation effective d'un moyen de production. Le TRS mesure la performance d'un moyen de production. → permet d’identifier les pertes, il représente un excellent outil d'investigation pour les gestionnaires. - TRG: Taux de Rendement Global est un indicateur économique qui intègre la charge effective d'un moyen de production. - TRE: Taux de Rendement Économique est l'indicateur d'engagement des moyens de production → permet au dirigeant d'affiner la stratégie d’organisation de l 'entreprise. Pourquoi mesurer le TRS ? Pour progresser et pérenniser le progrès qui n'existe pas sans mesure. Pour impliquer tous les acteurs de l'entreprise, production, maintenance, qualité, méthodes. Pour avoir un indicateur fiable, normalisé et impartial. Calculer le TRS pour les pannes mineures et micro-pannes - Utiliser le Temps de Fonctionnement selon AFNOR - Utiliser le Temps Net selon OEE  Formules de calcul des indicateurs (données en annexe aux examens) TRS = (TF/TR)(TN/TF)*(TU/TN) = TU/TR TF/TR ⇒ Taux 1: taux de disponibilité influencé par les pannes et/ou changements d’outils TN/TF ⇒ Taux 2: taux de performance influencé par les micro-arrêts et/ou les baisses de cadences TU/TN ⇒ Taux 3: taux de qualité influencé par les défauts et/ou les pertes aux redémarrages TRS = OEE = taux de disponibilité (1) * taux de performance (2) * taux de qualité (3) Efficacité recherchée - Le taux 1 devrait être plus grand que 90%. - Le taux 2 devrait être plus grand que 95%. - Le taux 3 devrait être plus grand que 99%. TRS = 85% Plus un indice de TRS est proche de 100 %, meilleure est l'efficacité de la ligne Efficacité souvent rencontrée - Le taux 1 est souvent autour de 85%. - Le taux 2 est souvent autour de 60%. - Le taux 3 est souvent autour de 90%. TRS = 46% Comment déterminer les priorités? calcul des différents taux pour cibler les causes premières au manque d’efficacité de la ligne de production 5 - Productivité et compétitivité La compétitivité est un critère décisif qui fait la différence entre une entreprise prospère et celle qui fait faillite: Les facteurs de la compétitivité: Le prix est le montant que le client doit payer pour un produit. Si tous les autres facteurs sont égaux, le client choisira le plus bas prix. La qualité est reliée à la perception de l’acheteur quant à l’efficacité avec laquelle le produit servira son propre besoin. La différenciation de produits désigne toute caractéristique spéciale qui fait qu’un produit est perçue comme plus approprié que celui d’un compétiteur. La flexibilité est la capacité à réagir aux changements de la demande (augmentation ou diminution du volume de production). Le temps se rapporte à la disponibilité d’un produit, la rapidité de production et de mise en marché et à sa fréquence d’amélioration. Que devons nous éviter pour être compétitif : Accorder trop d’importance au retour sur investissement à court terme aux dépens de la recherche et développement. Ne pas accorder suffisamment d’importance à la conception des méthodes de travail comparativement à la conception du produit. Négliger d’investir dans l’environnement opérationnel de travail (bâtiments, le recyclage des déchets, accessoires, etc.) et dans la maintenance. Négliger d’investir dans les ressources humaines (la formation, la mise à jour des connaissances, etc.) Ne pas établir de bonnes communications au niveau du plancher du travail et dans les différents secteurs fonctionnels (management visuel). Chapitre 4: Étude des méthodes 1 - Méthodologie d’analyse du travail Comment choisir le travail à étudier? Il faut s’attaquer aux vrais problèmes. Choisir le travail ou le poste offrant le plus de potentiel d’amélioration (gain). Les principaux critères à considérer: - Études des coûts - Goulots d’étranglement - Manutention excessive - Méthode désuète - Encours trop important - Diminution du taux d’accident Objectifs: Éliminer les déplacements inutiles Réduire les éléments à non valeur ajoutée Éliminer les mouvements superflus Combiner des éléments de travail Réduire la fatigue des opérateurs Améliorer l’aménagement des lieux de travail Améliorer la conception des outils et du matériel utilisés Comment décomposer un travail en éléments? Lors de la décomposition d’un travail, il faut s’assurer que chaque élément : - Représente une partie distincte du travail et facilement identifiable, - Se prête à l’observation, à la mesure et à l’analyse, - A un début et une fin bien identifiés, - Se prête à la répétition. Principales caractéristiques d’un élément : Fréquence : Répétitif, Occasionnel, Étranger. Nature : Manuel, machine, Technico-humain. Durée : Constante, Variable.  NB: Voir “La nature des temps” dans le polycopié Analyse de la séquence d’un PROCESSUS - Graphique d’analyse de processus (TP2 tableau excel) - Graphique de déroulement - Graphique des mouvements simultanés - Graphique du circuit administratif Analyse des DÉPLACEMENTS (déplacements des travailleurs, des matières, des matériels…) - Diagramme de circulation - Diagramme à ficelles - Graphique de cheminement Analyse utilisant une échelle de TEMPS - Graphique d’activités multiples 2 - Analyse de processus Légende: NB: ⚫ ⚪ : Opération principale (AVA) ; : Opération secondaire (ANVA) ⌼: Activités combinées // Lorsque des activités sont accomplies en même temps ou par la même personne au même poste de travail Exemple d’un graphique d’analyse de processus 3 - Graphique de déroulement a) Graphique de déroulement-exécutant qui enregistre ce que fait le travailleur b) Graphique de déroulement-matière qui enregistre comment la matière est manutentionnée ou transformée c) Graphique de déroulement-matériel qui enregistre comment le matériel est utilisé Graphique des mouvements simultanés des deux mains - doigts (augmenter le volume de la radio) - main pivotant autour du poignet (actionner une poigné de porte) - avant bras autour du coude (amplitude max: 35 cm) - bras autour de l’épaule (amplitude max: 50 cm) - mouvement du bras exige un déplacement du corps (amplitude>50cm) 3 - Graphique utilisant une échelle de temps Le graphique d’activités multiples est un graphique sur lequel on enregistre les activités de plus d’un sujet (exécutant, machine ou matériel) en regard d’une même graduation de temps pour en faire ressortir la relation d’interdépendance. (BIT, 1996)