Enjeux et méthodes en Génie Industriel

La Recherche Les produits de la recherche La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Les laboratoires, qui peuvent aussi bien être publics que privés, sont les lieux privilégiés où se déroule l'activité de recherche. Y sont rassemblés des chercheurs, des techniciens et des administratifs. Ces chercheurs y partagent les ressources et les moyens rassemblés dans le laboratoire. Il existe des laboratoires tant pour les sciences exactes que pour les sciences humaines et sociales. Les produits de la recherche Les connaissances scientifiques produites peuvent prendre des formes diverses : il peut s'agir de publications, de rapports, de brevets, de communications orales, etc. Enfin, ces connaissances peuvent être incorporées dans de nouvelles machines, de nouveaux instruments ou dispositifs.

= => MASS PRODUCTION Le génie industriel Ford T (1908-1927) : La dame en noir Tout le monde peut avoir une Ford T de la couleur qu'il souhaite, à condition que ce soit le noir (Henry Ford) = => MASS PRODUCTION Henry Ford voulait qu'elle soit universelle. Elle le devint et fit sa fortune. Inaugurant les méthodes de production à la chaîne, elle sera, en effet, construite à plus de 16 millions d'exemplaires pendant dix-neuf ans.

Frederick Winslow Taylor (1856 - 1915) ingénieur américain qui a mis en application l'organisation scientifique du travail, qui est la base de la révolution industrielle du XXe siècle. Ses travaux de recherche ont conduit au développement du travail à la chaîne, à la parcellisation des tâches, en transformant les ouvriers et les employés à ne devenir que de simples machine de guerre dans d'immenses entreprises mécanisées. Pour Taylor, le rôle de l'encadrement consiste à indiquer aux employés la meilleure manière de réaliser une tâche, de leur fournir les outils et formations appropriés, et de leur délivrer des objectifs et incitations en vue d'atteindre la performance. Selon ses détracteurs, il a introduit dans le monde du travail une séparation radicale entre ceux qui conçoivent et ceux qui produisent. Pour Taylor, l’ouvrier n’est pas là pour penser, mais pour exécuter des gestes savamment calculés pour lui. Il est encouragé à être performant par un système de primes. Tout travail intellectuel doit être éliminé de l’atelier pour être concentré dans les bureaux de planification et d’organisation de l’entreprise.

Séparation conception - exécution Frederick Winslow Taylor Division des tâches Séparation conception - exécution Pour Taylor, le rôle de l'encadrement consiste à indiquer aux employés la meilleure manière de réaliser une tâche, de leur fournir les outils et formations appropriés, et de leur délivrer des objectifs et incitations en vue d'atteindre la performance. Selon ses détracteurs, il a introduit dans le monde du travail une séparation radicale entre ceux qui conçoivent et ceux qui produisent. Pour Taylor, l’ouvrier n’est pas là pour penser, mais pour exécuter des gestes savamment calculés pour lui. Il est encouragé à être performant par un système de primes. Tout travail intellectuel doit être éliminé de l’atelier pour être concentré dans les bureaux de planification et d’organisation de l’entreprise.

Séparation conception - production Customer needs description : simple, red, robust, with wheels What the architect understands Customer needs : What is finally developed What is the manufacturer expected to do What the architect finally described

Toyota 1er constructeur mondial en 2007 Sakichi Toyoda 1867 - 1930 Toyota 1er constructeur mondial en 2007 The Toyota Production System (TPS) combines management philosophy and practices to form an integrated socio-technical system at Toyota. The TPS organizes manufacturing and logistics for the automobile manufacturer, including interaction with suppliers and customers. The system is a major precursor of the more generic "Lean manufacturing."

Les systèmes de production : 2 processus fondamentaux Commercial Logistique Production Qualité Maintenance - SAV Processus de production (supply chain) C.R.M. S.R.M. A.P.S. M.E.S. E.R.P.

Les systèmes de production : 2 processus fondamentaux Commercial Logistique Production Qualité Maintenance - SAV Processus de production (supply chain) CFAO P.L.M. CAE Processus de développement produit Marketing Etudes Industrialisation Assurance qualité

1991 : une révolution en développement de produits la banquette AR modulable le tableau de bord central Quand il est nommé directeur du projet Twingo, Yves Dubreil a déjà un parcours varié dans l’entreprise, au sein du bureau d’études, de la fonction produit et des achats. Pour Twingo, il va notamment s’attacher à démontrer la rentabilité du projet, en menant avec les groupes-fonctions et les fournisseurs un travail de fond sur les contraintes économiques

Quelques laboratoires CRG - Ecole polytechnique CGS - Ecole des Mines de Paris LGI - Ecole centrale Paris LIESP (Lyon) Mines Albi Mines St Etienne …… MIT Massachussets Insti…… Engineering Design Center Cambridge ….

Quelques groupements scientifiques GDR MACS ROADEF AIP Primeca CIRP The Design Society

Systèmes de production @Grenoble-INP De la notion de conception intégrée... ... à la conception et à la gestion des systèmes de production Les participants Laboratoires INPG : G-SCOP, G2E-Lab, GIPSA-Lab Laboratoires UPMF : GAEL, PACTE, CERAG, LEPII Plate-forme technologique : AIP-Primeca GI-Nova

mercredi 29 sept de 9h à 12h   Introduction présentation du dispositif (Michel Tollenaere) - Distribution des documents Le génie industriel et la recherche (de 9h à 12h). jeudi 30 septembre de 8h à 11h Gestion des connaissances en conception de produits industriels (Franck Pourroy - Guy Prudhomme) 7 octobre 9h – 12h Life Cyle Engineering (Daniel Brissaud) 7 octobre 14h – 17h Décider sous incertitudes : optimisation robuste (Mireille Jacomino) 13 octobre 9h – 12h Industrialisation et fiabilisation des process industriels (Samuel Bassetto ?????) 14 octobre13h30 – 16h30 Systèmes d'information : concepts, enjeux (Michel Tollenaere) vendredi 15 9h – 12h Des exigences client aux exigences fonctionnelles et à leur suivi au cours du processus de conception de produits (Guy Prudhomme) 20 octobre 8h – 11h Conception et Gestion des flux physiques dans les systèmes de production (Yannick Frein) 21 octobre 3h30 – 15h30 Séance Bilan général (Michel) (2h seulement)

Laboratoire G-SCOP Exemples d’études

Capitalisation des essais en microelectronique (1) Domaine Micro-électronique accélérer les phases de ramping capitaliser et réutiliser les essais on-line …. une approche générique Inspiré par TRIZ de [Altshuller, 1999]

intégrant des activités de KM Nos contributions (2) + Le Template de PIFA Le principe de PIFA La partie « Processus” La partie “Information” La partie “Fonctionnalité” Nouvelle méthode intégrant des activités de KM analyser formaliser améliorer Fonctionnalités  Amélioration: Valider des informations  Valider et notifier des acteurs concernées Sauvegarder un document  Sauvegarder, notifier et fournir une synthèse Assigner une personne à une tâche  vérifier la planification de ressource, anticiper le travail à venir, fournir une liste d’action personnalisée Une méthode : PIFA Un outil EMA: déclaré officiel pour la gestion de « lot split » (juin, 2006) 366 SWR gérés  1780 manipulations non-standards sur des lots 300 utilisateurs Réduction du temps et des coûts (traitement d’un SWR : 1h15  20 min) Harmonisation de la méthode de travail Réduction de temps de lots arrêtés (temps de traitement de lot)

Résultats de cette étude (3) Apports à long terme : réutilisation des connaissances Avertissement sur des problèmes mineurs Diminution de la consommation de silicium Diminution de nombre d’essais lancés Augmentation de la qualité Réduction du temps de cycle des essais L’étude a produit 1 publication (CERA), 5 congrès internationaux, 2 chapitres ouvrages Une thèse CIFRE a été engagée en suivant : Toward more reliable process control methods Industrial engineering amélioration des méthodes de process control durant le cycle de vie des technologies diminuer l’exposition des produits aux risques qualité durant leur processus de fabrication maîtriser l’appareil de production Formation par la recherche : Hendrik Busch, vice executive director SI Henkel GmbH, candidat Prix de thèse INPG

Gestion des flux dans l’industrie automobile Cadre général : Collaboration PSA Usines terminales (ferrage, peinture, montage) - Gestion des flux

Gestion des flux dans l’industrie automobile Collaboration avec la société PSA : 6 thèses CIFRE Gestion du flux principal dans une usine terminale Soutenances en 95, 01, 05, 06 Gestion des flux logistique internes d’approvisionnement En cours (soutenance en 08) Gestion des flux dans une usine mécanique En cours (soutenance en 2012)

Process control : towards operational risks analysis Relevant Improvement Action plan? Relevant Ctrls ? Objectif du transparent : présenter les conséquences de ces points positifs et négatifs * Ingénierie : -Nécessité de refaire plusieurs fois les mêmes actions -Difficulté d’application des méthodes -Repli du métier sur lui-même * Managériale : -Difficulté de définir une stratégie cohérente des contrôles -Pouvoir d’analyse réduit - Mauvaise gestion des priorités Informative Risked zone of the process ?

Process control : towards operational risks analysis FAB EVENTS : * Non conformities Risk * Customr claims Reading sens * Process ctrl issue documents * Maintenance issue - FMEA - update * Change … FAB IN Update Risk PROCESS analysis Information on risks Objectif du transparent : présenter les conséquences de ces points positifs et négatifs * Ingénierie : -Nécessité de refaire plusieurs fois les mêmes actions -Difficulté d’application des méthodes -Repli du métier sur lui-même * Managériale : -Difficulté de définir une stratégie cohérente des contrôles -Pouvoir d’analyse réduit - Mauvaise gestion des priorités Action Applies on plan control Control Plan

Process control : towards operational risks Update FAB IN PROCESS FAB EVENTS : * Non conformities Customr claims Process ctrl issue Maintenance issue Change … Risk analysis Action plan Control Plan documents - FMEA update Applies on control Information on risks Reading sens Résultats : Performance opérationnelle Un atelier gère ses priorités de plans d’action à l’aide de l’analyse de risques Gains de productivité mesurés : 1 à 2 % de temps de cycle de gagné ! Performance méthodologique: Plus de 15 000 risques analysés dans 3 organisations, impliquant plus de 600 ingénieurs 5 audits clients passés avec succès Remarque client: « Solution BENCHMARK dans les semi-conducteurs » Objectif du transparent : présenter les conséquences de ces points positifs et négatifs * Ingénierie : -Nécessité de refaire plusieurs fois les mêmes actions -Difficulté d’application des méthodes -Repli du métier sur lui-même * Managériale : -Difficulté de définir une stratégie cohérente des contrôles -Pouvoir d’analyse réduit - Mauvaise gestion des priorités

Supplier Involvement in Product Development Appliquer un mode de management adapté Avoir des SI collaboratifs adaptés aux besoins Sélectionner les fournisseurs L’intégration opérationnelle des fournisseurs en conception S’assurer de l’aptitude du client à co-concevoir avec le fournisseur Mesurer la performance Performance FRS et du DO Définir la politique de Design ou Buy-Design du projet Commitment results Collaborative Enablers

Manipulation des modèles géométriques (1) Représentation mixte (facettisée + NURBS(CAO)) pour accroître les réorganisations possibles entre les vues produit et la robustesse des traitements (thèse co-tutelle IMATI-CNR, partenariat EADS IW) Représentation polyédrique Représentation mixte Représentation B-Rep NURBS

Manipulation des modèles géométriques (2) Contribution à la représentation d’assemblages (contacts entre composants, mobilités relatives) pour donner accès à de nouvelles transformations entre représentations, (partenariat EADS-IW)

Architecture de maintenance Maintenance des Hélicoptères Acquisition des informations de maintenance à bord Moteurs Opérateurs de maintenance Architecture de maintenance Utilitaires Trains ! Warning Structure Avionique Exploitation Mise en œuvre Maintenance au sol

Affichage des équipements défaillants Objectifs Informations affichées au pilote MAINTENANCE PAGE Affichage des équipements défaillants Constat: La politique actuelle de maintenance consiste à attendre la panne avant d’intervenir  Risque d’interruption de mission Nouveau besoin: Indicateurs traduisant le suivi de l’état de santé des équipements  Travaux de la thèse CIFRE sur le pronostic appliqué aux équipements électroniques embarqués (soutenue en décembre 2006)

Part de l’avionique dans les coûts directs de maintenance La réduction des coûts de maintenance de la partie avionique permet de réduire significativement le coût direct de maintenance (DMC -Direct Maintenance Cost) Mechanics 30% DMC Avionics 25% DMC Engine Utilities 20% DMC Proposition d’une méthode de diagnostic efficace permettant de lever les ambigüités de localisation.

Les travaux de thèse en cours concernent : DIAGNOSTIC Le diagnostic a pour objectifs de détecter les défaillances et de les localiser le plus précisément possible. En vol : Informer le pilote de l’état de fonctionnement des équipements de l’hélicoptère. Au sol : Informer l’équipe de maintenance des équipements défaillants à réparer. Les travaux de thèse en cours concernent : 1. Au niveau équipement : l’identification et la construction des Tests intégrés (BIT) 2. Au niveau système : algorithme pour lever les ambigüités de localisation 3. Au niveau outils d’analyse au sol : amélioration de l’analyse des défaillances 4. Au niveau documentation : troubleshooting et retour d’experience

La « valeur pour le client » Conception collaborative « pour l’Ergonomie » La « valeur pour le client » PPC ergonomie Architecte Syst è me d ’ information Demander l instanciation un CEG issu du PDM Demander informations pour pronostic ergo R é aliser le PDM Instancier le CEG sur l environnement num rique appropri Consulter le classeur du projet et r cup rer les informations Enregistrer les r sultats dans le classeur architecture du projet CEG: Constat Ergonomique G n rique Classeur ergo Maquette des CEG Demandes client: globales, transversales (ex: sécurité; confort thermique ou acoustique; ergonomie, performances, etc.) Processus industriels: conception au numérique répartie sur différents services et domaines d’expertise Compartiment moteur Habitacle, planche de bord Superstructure Sous caisse Thèse Sylvie Mathelin Renault 2006

Merci de votre attention