Publié le : 16 février 202114 mins de lecture
Une séquence de production est comprise comme la séquence spatiale, temporelle et technologiquement déterminée des interactions de matériaux et d’informations entre l’homme, l’équipement et la pièce pour remplir une tâche de production. Les principes du processus de production expriment un schéma général de séquences d’interaction pour la réalisation des objectifs de coût, de temps et de qualité opérationnels. La caractéristique est la validité du principe de la séquence réalisée dans une zone de fabrication clairement délimitée sur une certaine période de temps.
Planification des procédures dans le contexte de la situation
La planification des principes du processus de production est déclenchée par des efforts de rationalisation ou d’adaptation à un changement dans la gamme des produits et services offerts sur le marché. En règle générale, elle comprend des investissements de remplacement dans les installations de production existantes. En outre, il est possible de planifier une expansion ou de nouveaux investissements au fur et à mesure de la croissance de l’entreprise. La structuration des processus comprend une analyse de la situation actuelle et future de la production, le développement de principes de processus de production alternatifs ainsi que leur évaluation, leur sélection et leur mise en œuvre.
En ce qui concerne la concrétisation progressive du contenu de la planification, on peut faire la distinction entre une planification grossière et une planification détaillée. Le contenu essentiel de la planification comprend la détermination de la configuration de l’agencement spatial des postes de travail et des installations de production ainsi que la connexion technique des flux de matériaux et d’informations des systèmes de traitement.
La procédure de planification est basée sur des sous-objectifs dérivés du système cible global de l’entreprise. Il s’agit notamment de la création d’un potentiel d’adaptation des processus de production à l’évolution des conditions du marché et de la réalisation de processus de production à coûts réduits. La mise en place de liaisons de transport les plus courtes possibles, l’utilisation de technologies de convoyage et de manutention rentables, la réduction de la complexité des flux de travail pour accroître la transparence de la production et réduire les efforts de planification et de contrôle ainsi que l’optimisation des stocks liés au processus contribuent à la minimisation des coûts liés au processus de production.
La compétitivité d’une entreprise est de plus en plus déterminée non seulement par la flexibilité et la rentabilité des processus de production, mais aussi par le respect de délais de livraison courts et de normes de qualité précises. Pour une planification du processus de production, la réduction du transport et des temps morts entre les étapes de traitement est donc l’objectif principal.
Dans ce contexte, les temps morts dus au processus de production peuvent représenter une grande partie des temps de passage. Afin d’éviter les goulets d’étranglement, ils nécessitent une coordination préalable des capacités et du calendrier des séquences de travail. Le respect des normes de qualité est assuré par des procédures de contrôle intégrées dans le processus de production, qui permettent d’éliminer les erreurs au point d’origine et d’éviter des retouches coûteuses.
La planification des principes de flux de production doit se refléter dans une approche holistique intégrée ; elle est étroitement liée à la planification de l’aménagement de l’usine. Le flux de production considéré ne représente qu’une partie de la chaîne logistique opérationnelle qui commence du côté de l’approvisionnement et se termine avec la livraison du produit fini au client. En termes de planification, cette perspective holistique exige une intégration orientée vers le processus du flux de production dans les étapes de valeur ajoutée en amont et en aval dans le but d’harmoniser les interfaces. Le potentiel concurrentiel résultant de l’optimisation d’une zone de fabrication limitée peut être absorbé par les déficits liés au processus dans les segments précédents ou suivants de la chaîne de processus.
Les principes du processus de production n’existent pas dans un vide d’activité opérationnelle. Le processus de planification est influencé par des facteurs qui définissent l’étendue des alternatives potentielles. Un facteur déterminant des processus de production est la stratégie concurrentielle de l’entreprise. Une présence sur le marché basée sur la maîtrise des coûts conduira à la réalisation de processus de production standardisés permettant le traitement de grandes quantités avec un degré élevé de répétition dans une séquence fixe. La mise en œuvre de la stratégie de différenciation et de niche, d’autre part, doit garantir la possibilité d’adaptations spécifiques aux clients dans les processus de production avec des lots de petite taille pour la plupart.
Le choix effectif du principe de production à réaliser peut être basé sur des méthodes de calcul dynamique des investissements et/ou d’analyse de la valeur d’utilité, qui permettent de prendre en compte des valeurs cibles non quantifiables.
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1 – Production en atelier
La production en atelier est caractérisée par une concentration spatiale d’équipements ayant des fonctions identiques ou similaires à celles d’une zone de production définie et correspond au principe de travail. Fondamentalement, grâce à l’équipement capacitif multiple avec des machines de même fonction (par exemple, perçage, fraisage, tournage), les pièces peuvent circuler librement dans l’atelier. La séquence de production concrète des ordres de fabrication individuels est donc déterminée avec un délai relativement court par la planification de l’affectation des machines du système PPS. Le programme de production supérieur se caractérise par une forte variabilité des variantes et des quantités de produits finaux sous la forme d’une production individuelle et en petits lots orientée vers le client.
Les éléments techniques de la fabrication mécanique comprennent avant tout des postes d’usinage conventionnels et à commande NC/CNC. Le flux de matériel dans la zone de l’atelier est généralement effectué manuellement à l’aide de dispositifs de transport. Lorsque la taille et le poids des pièces augmentent, on utilise des équipements de transport et de manutention mécanisés (par exemple, des palans et des grues). L’automatisation du flux de matériaux est à peine possible en raison des fluctuations du type et de la quantité de pièces et de la liberté de passage.
Les avantages de la production en atelier résident notamment dans le potentiel de réactivité face aux exigences particulières des clients. Cela est dû à la large gamme d’applications des machines de traitement. Elle est limitée par les paramètres techniques des machines, qui comprennent, par exemple, les dimensions de la zone de travail ou des outils. La duplication des fonctions au sein de la division donne également à la production en atelier un certain degré de tolérance aux pannes.
La défaillance d’une machine peut être compensée en déplaçant les commandes de production en attente vers d’autres stations de traitement qui, dans le meilleur des cas, ne fonctionnent pas à pleine capacité. La liberté de choisir le flux interne de matériaux et le grand nombre de commandes de production à traiter en petits lots ont un effet négatif. Elles entraînent une augmentation de l’effort de coordination et de planification de l’horaire de travail et une extension des itinéraires de transport. Un organigramme des itinéraires potentiellement possibles permet de visualiser la complexité des flux de matériaux dans la zone de l’atelier.
La fréquence des changements de pièces liés à la commande exige également un ré-outillage correspondant des postes de traitement. Les différences de temps de traitement des commandes de production peuvent provoquer des files d’attente engorgées devant les stations de traitement et donc conduire à la mise en place d’installations de stockage intermédiaire.
2 – Production en flux continu
En tant que principe objet, la production en flux continu place la pièce au centre de l’organisation de la production et implique la disposition des ressources d’exploitation dans une séquence d’opérations clairement définie. Une caractéristique essentielle est le degré élevé de répétition des opérations d’usinage identiques dans un ordre toujours identique selon le principe de la liaison interne. Tous les postes d’usinage doivent être traversés en termes de flux de matière, même si aucune modification n’y est apportée à la pièce. La disposition réelle des postes d’usinage peut être en ligne, en arc ou en cercle, par exemple.
Contrairement à la production en atelier, les conditions d’utilisation exigent une faible probabilité de changement dans les types et les quantités de pièces à produire dans un certain laps de temps, ainsi que des adaptations mineures spécifiques aux clients. La production en flux est principalement utilisée dans la production de masse et en gros volume, par exemple dans les industries électrique et automobile. Les formes spécifiques comprennent la production sur chaîne de montage, dans laquelle les différents postes de travail sont reliés par un système de transport en mode de fonctionnement cadencé, et la production en série, qui supprime un lien temporel direct entre les opérations et compense les différents temps de traitement au moyen de tampons intermédiaires.
L’avantage d’un flux de matériaux à court terme favorise le respect des délais de livraison. D’autres avantages résultent d’une utilisation régulière des capacités, de l’utilisation de systèmes de transport économiques, d’un encombrement relativement faible des composants techniques des installations et des courts trajets de transport. La séquence de machines spécifiée séquentiellement et l’uniformité du spectre des pièces à produire soulagent l’effort de coordination de la planification de la production opérationnelle par rapport à la production en atelier. Un inconvénient est la relative rigidité de la fabrication, qui ne permet guère une réactivité orientée vers le marché par le biais de la production de variantes. La susceptibilité à l’échec de la production en flux résulte principalement de la concaténation fixe et prédéterminée de la production sans aucune autre option.
Le dysfonctionnement d’un élément de la plante interrompt le flux de matière. Il peut également entraîner un arrêt de la production dans les stations suivantes. S’il n’est pas possible de remédier au défaut en temps voulu, une extension de la panne aux étapes de production suivantes peut déclencher un retard de livraison.
3 – la production de groupe
La production de groupe est un hybride du principe de l’activité et de l’objet. L’objectif est de minimiser le compromis entre la flexibilité de la production et l’efficacité économique. En substance, les principes de production en groupe combinent plusieurs types de travail sur le plan spatial et organisationnel dans une zone de production afin de pouvoir traiter complètement certaines familles de pièces. D’un point de vue technique, cela nécessite l’intégration sur zone de toutes les ressources d’exploitation nécessaires pour remplir la tâche de production spécifiée.
En termes d’organisation du travail, on observe une tendance à l’autonomisation croissante, qui conduit à la réintégration de tâches principalement de planification de la production et de contrôle de la production ainsi que de contrôle de la qualité et d’activités de maintenance dans ces domaines. Idéalement, le flux interne de matières dans la zone est basé sur le principe du flux. Le principe de groupe se reflète comme une solution organisationnelle pour la production, par exemple, dans les concepts actuels de segmentation de la production ou d’îlot de production.
En tant qu’éléments techniques dans le domaine de la production mécanique, les machines conventionnelles universelles et spéciales sont principalement utilisées, mais aussi la technologie de production plus récente sous la forme de la cellule de fabrication flexible et du système de fabrication flexible. Une cellule de fabrication flexible est un système à une seule machine basé sur le centre d’usinage, dans lequel l’alimentation, l’usinage et l’éjection des pièces et des outils liés au système sont automatisés. L’intégration d’un système de stockage des pièces permet l’usinage sans personnel d’un nombre limité de pièces.
Un système de fabrication flexible (FMS), par contre, consiste en un certain nombre de machines-outils à commande numérique qui sont reliées entre elles par un système de transport et de manutention commun. Les tâches de coordination, de contrôle et de suivi des processus sont effectuées par un système informatique. La caractéristique essentielle d’un SGF est le flux de matériaux aléatoire dans les limites du système selon le principe de la liaison externe.
Une autre caractéristique essentielle des systèmes de fabrication flexibles est l’exécution automatisée des processus. Une autre caractéristique est la possibilité de traiter simultanément différentes pièces prismatiques et/ou symétriques en rotation, même en petits lots. En outre, il est possible de régler la machine pendant le temps de production grâce à un changement d’outil automatisé.
Les avantages potentiels de la production en groupe sont évalués par la pratique. Cela a permis de réduire sensiblement les délais de production, de simplifier les flux de matières et d’accroître la réactivité aux exigences du marché. En outre, la dissolution de la séparation tayloriste entre le travail manuel et le travail à la main aura des effets positifs sur la motivation du personnel.
