Caractéristiques du système industriel

d e vo lum e

Figure IV-6 : Références à fort volume et références à faible volume (moteur F, 2003)

Figure IV-7 : Demande cumulée (moteur K, 2006)

Note méthodologique

Cette structure de la demande n’est pas anodine et influe sur le choix des modes de pilotage et notamment sur le positionnement du point de découplage. Ce dernier pourra être localisé différemment selon que le produit soit à fort volume ou à faible volume. Nous analyserons ce point dans le chapitre VI.

IV.5.2.2 Caractéristiques du système industriel

La littérature propose plusieurs classifications des systèmes industriels selon l’organisation des ressources. L’une des plus répandues consiste à classer les systèmes en trois grandes catégories : l’organisation en série unitaire, l’organisation en ateliers spécialisés et l’organisation en chaîne de production. Chaque système étant adapté au volume et au niveau de diversité à fabriquer. Voir, par exemple [Giard, 2003] pour une description des caractéristiques de chaque type.

Les UM produisent en série des volumes importants de produits, les ressources sont organisées en chaînes de production.

Le processus de production d’un moteur se décompose en lignes d’usinage où sont fabriqués les composants stratégiques et une chaîne d’assemblage final. La diversité du produit se crée le long du processus de fabrication de l’amont vers l’aval, comme le montre l’exemple de la Figure IV-8. L’essentiel de la diversité se crée à la fin du processus d’assemblage (nous y reviendrons au paragraphe IV.5.4.1).

Figure IV-8 : Création de la diversité le long du processus de production. Cas d’un moteur à faible diversité.

b) Capacité et flexibilité

Le terme flexibilité désigne la capacité du système de production à s’adapter à des changements plus ou moins rapides de la demande. On distingue deux types de flexibilité :

- La flexibilité au volume (ou flexibilité quantitative) : C’est la capacité du système à réagir à la variation de la demande en termes de volume (quantités à livrer). La flexibilité au volume s’obtient par différents leviers : organisationnels (heures supplémentaires, main d’œuvre temporaire,…) ou physiques (changement de cadence,...). Fournisseurs (produits bruts) Fournisseurs (composants) Clients (UCM, autres) Usine Mécanique usinage usinage usinage usinage Lignes d’assemblage Div = 1 Div < 3 Div = 50 Div < 10 Fournisseurs (produits bruts) Fournisseurs (composants) Clients (UCM, autres) Usine Mécanique usinage usinage usinage usinage Lignes d’assemblage Div = 1 Div < 3 Div = 50 Div < 10

- La flexibilité au produit (ou flexibilité qualitative) : c’est la capacité du système à traiter la variété de produits demandés. Afin de répondre à un changement de type de produit demandé, le système doit être capable de passer rapidement d’un type à l’autre. Un principal levier réside dans la réduction des temps de reconfigurations des ressources matérielles.

Comment se caractérise la flexibilité des usines de mécanique ? La flexibilité au volume

Du point de vue du volume, la capacité instantanée du système de production d’une UM peut s’adapter à la hausse et à la baisse. Plusieurs leviers sont utilisés :

- L’organisation des équipes. Une ligne peut « tourner » à une, deux ou trois équipes ce qui permet des ajustements de volumes en fonction des besoins.

- Le temps de cycle de production : il peut être augmenté ou baissé afin d’ajuster la cadence de production.

- L’ouverture des lignes de production les samedis, dimanches permet d’augmenter la capacité. A l’inverse, la fermeture des installations pour journées non travaillées permet la baisse des capacités.

Ces ajustements à la hausse et à la baisse sont possibles jusqu’à une certaine limite. En effet, chaque levier est soumis à des contraintes. Il s’agit par exemple de contraintes législatives ou réglementaires liées aux accords sociaux de l’entreprise (un délai minimum de préavis avant la mise en places d’heures supplémentaires ou d’ouverture un samedi, un nombre maximum légal de jours de fermeture autorisés par an, …). Nous avons pu remarquer qu’en fonction des contraintes législatives et sociales, le niveau de flexibilité possible peut différer d’un site à un autre, en particulier si les sites sont dans des pays différents. Se référer à [Calvet, 2006] pour une analyse détaillée de la flexibilité quantitative des UM.

La flexibilité au produit

Du point de vue de la flexibilité au produit, le système de production d’une usine de mécanique se caractérise par deux situations structurellement différentes entre les lignes d’assemblage et les lignes d’usinage.

Pour les lignes d’assemblage, il est possible de produire toutes les références d’un moteur sur une même ligne ; sur certaines lignes il est également possible de produire des

moteurs de familles32 différentes. La flexibilité des lignes d’assemblage est favorisée par le fait que les lignes sont manuelles. La flexibilité est cependant limitée par un certain nombre de contraintes :

- Certains postes peuvent nécessiter des changements d’outillage pour passer d’une référence d’organe à une autre, et il arrive que les temps de reconfiguration soient significatifs.

- Une contrainte fréquemment rencontrée dans les usines de mécanique est liée au mode d’approvisionnement des composants. Ainsi, lorsque toute la diversité d’un composant ne peut être disposée sur le bord de chaîne33 pour des raisons d’espace, une partie de la diversité peut être disposée un peu plus loin du poste ; et lorsque la référence de produit change, il faut reconfigurer le bord de chaîne en ramenant l’emballage de la référence nécessaire au poste et en évacuant celui de l’ancienne référence. Ce temps de changement d’emballage constitue une contrainte de reconfiguration.

- Un autre type de contrainte est lié à l’engagement34 des postes de travail en fonction du type de moteur produit. En effet, le nombre de pièces et accessoires à monter sur un moteur peut différer d’une référence à l’autre. C’est ainsi qu’on peut avoir des « moteurs riches » avec un nombre relativement élevé de composants, nécessitant par conséquence des temps opératoires plus longs ; et des moteurs plus simples avec moins de composants et donc des temps opératoires plus courts. Afin d’équilibrer dynamiquement les engagements des postes de travail, des contraintes d’ordonnancement sont mises en place, par exemple, passer un moteur riche tous les x moteurs simples.

Pour l’usinage, la situation est sensiblement différente. Il existe deux types de lignes : - Des lignes dites « rigides » qui ne produisent qu’un seul type de produit.

- Des lignes dites « flexibles » qui peuvent produire des pièces de types voire de familles différentes.

Cependant, ces lignes flexibles fortement automatisées présentent en général d’importants temps de reconfiguration. Les temps de reconfiguration, ou temps de changement de rafales35

32 Les moteurs sont classés en familles. Par exemple : la famille K désigne les moteurs de la gamme (1400 à 1600 cc) et la famille F désigne les moteurs de la gamme (1800 à 2000 cc).

33 Le « bord de chaîne » désigne l’espace de stockage des composants à assembler ; il est situé le long de la chaîne à proximité immédiate des opérateurs.

34 L’engagement d’un poste mesure en quelque sorte son rendement. C’est le ratio du temps opératoire effectif par le temps de cycle de la ligne.

dans la terminologie Renault, sont différents d’un type de produit à l’autre, et d’un type de ligne à l’autre. Le Tableau IV-2 montre l’étendue de la disparité sur des exemples.

Temps de changement de rafale (minutes)

Type de ligne Type de pièce Inter-famille (A-->B) Intra-famille (A-->A)

Flexible Arbre à cames 240 65

Flexible 180 180

Non flexible ^Vilebrequin - 180

Flexible Culasses 10 0

Flexible ou non Bielles _{150 30}

Flexible 20 0

Non flexible ^{Carter cylindres} 60 30

Tableau IV-2 : Les temps de changement de rafales pour les lignes d’usinage

Ainsi si pour une ligne de culasses, il faut dix minutes pour passer d’une pièce de la famille A, vers une pièce de la famille B, il ne faut pas moins de quatre heures pour faire ce changement sur une ligne d’usinage d’arbre à cames. De plus, il est à noter que le temps de changement de rafale est différent lorsque l’on fait un changement au sein d’une même famille (A ÆA) ou entre familles différentes (AÆ B). Il peut aussi être différent en fonction du sens de changement (AÆB différent de BÆA). La contrainte de temps de reconfiguration a pour conséquence une production par lots sur les lignes d’usinage.

Il est intéressant de remarquer que pour un même type de ligne et de pièce, les temps de changements de rafales peuvent être différents d’une ligne à l’autre ou d’une usine à l’autre. Cela nous amènera à nous interroger sur les causes de ces différences et les potentiels de progrès au chapitre VI.

Note méthodologique

La flexibilité est un second élément qui influe directement sur le choix de la localisation du point de découplage. Nous analyserons ce point au chapitre VI.

En synthèse :

Le produit d’une UM de mécanique se caractérise par un niveau de diversité différent selon le produit (de 50 à 180 références pour les moteurs) et une demande à structure pareto (certaines références correspondent à de faibles volumes de la demande et d’autres références correspondent à de forts volumes).

Le système industriel d’une usine de mécanique se caractérise par un niveau de flexibilité différent entre les lignes de production. La flexibilité des lignes d’assemblage peut être

limitée par des contraintes process (engagement, temps de reconfiguration) ou d’approvisionnement (reconfiguration de postes). La flexibilité des lignes d’usinage est limitée par les temps de reconfiguration pour passer d’un type de produit à un autre.