Introduction à la notion de systèmes manufacturiers flexibles (FMS) GOL 510, Cours 01 b Organisation flexible de la production (4cr.) Session : AUTOMNE 2007 La notion de système de production doit être vue au sens large de système industriel manufacturier ou de processus à caractère discret, continu ou hybride, et doit intégrer les principaux processus fonctionnels : définition et mise en œuvre des stratégies d’entreprise, conception des produits et des systèmes de production, conduite et gestion de ces systèmes. Elle peut prendre en compte la notion de production de services (hôpitaux, banques, grande distribution...) et inclure les secteurs du bâtiment et des transports. Par ailleurs, on se place dans un cadre de coopération homme - machine, en rejetant l’idée de l’usine sans homme, pour aboutir au postulat inverse selon lequel la technologie ne peut résoudre tous les problèmes sans être confrontée à la capacité limitée des investissements, aux marchés très concurrentiels, et surtout en considérant la nécessaire prise en compte du travail de l’homme. La compréhension des systèmes de production nécessite donc que soient combinés différents points de vue : organisationnel, social, économique et technologique. L’étude d’un système de production est nécessairement multiple par la variété des problèmes posés et des disciplines mises en œuvre : elle requiert donc une approche système pour en appréhender toutes les facettes. La Majeure Génie des Systèmes de Production délivre une formation appliquée dont l'objectif est de préparer des ingénieurs aptes à organiser et à mettre en œuvre des projets faisant appel aux diverses techniques du Génie industriel. Elle s'intéresse particulièrement au cycle de vie des produits manufacturés. Cette formation développe une méthode de pensée rigoureuse et critique ainsi que les capacités suivantes : Concevoir et innover. Fabriquer et sous-traiter. Modifier et optimiser un environnement industriel. Communiquer et manager. Travailler seul et en équipe. Elle vise une approche SYSTÈME basée sur une polycompétence affirmée et judicieusement ajustée permettant de se positionner rapidement et efficacement dans des équipes projets ou des organigrammes techniques. Le futur Ingénieur en systèmes de production sera appelé à faire carrière dans des secteurs très diversifiés : L'aéronautique. L'automobile. Le transport. La transformation des métaux. Etc. Les industries de l'emballage. La mécanique du bâtiment. L'électronique. L'ingénierie industrielle. Le choix personnalisé des modules optionnels et des sujets de stages et de projets permettront à l'élève-ingénieur de se positionner sur un spectre de métiers très large. Programme de baccalauréat en génie des opérations et de la logistique École de technologie supérieure, Montréal, QC.

Bibliographie Sources de cette présentation: Notes de cours de GOL 302, J. Pronovost, Département GOL, ÉTS, 2006. “Automation, Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing”, Mikell P. Groover

Plan de la présentation Introduction Objectifs d’un système manufacturier flexible Avantages d’un FMS Inconvénients d’un FMS Bénéfices d’un FMS Notions de flexibilité Composants d’un FMS Implantation d’un FMS (défis) Conclusion

Introduction Un FMS un système de production et / ou de manutention capable d’accomplir des tâches différentes pour lesquelles l’intervention de l’opérateur est minime ou n’est tout simplement pas requise Le système de production est flexible dans ses parties opérative et de conduite. Il est constitué d’une machine autonome, d’une cellule flexible, d’un atelier flexible ou d’une chaîne de transfert flexible Source: Grand dictionnaire terminologique (www.granddictionnaire.com)

Introduction Un FMS est caractérisé par la présence de machines-outils hautement automatisées. Les équipements de manutention sont robotisés et le transfert des pièces est automatique Le système est contrôlé par ordinateur Le système est conçu pour fabriquer: Une variété de produit simultanément (5 à 155 types) Des quantités qui peuvent être ajustées pour répondre à la demande (200 à 30 000 produits / an)

Objectifs d’un FMS Un FMS vise à Réduire le coût de production unitaire en: Réduisant les coûts de main d’œuvre directe Minimisant le taux de rebuts, réusinage et pertes de matériel Minimiser la spécialisation des ressources humaines Réduire le niveau des stocks en cours

Avantages d’un FMS Réduction des espaces nécessaires grâce à une configuration optimisée Réduction des coûts de main d’œuvre directe Équipements flexibles Taux élevé d’utilisation des machines Faibles niveaux d’inventaires Qualité améliorée

Inconvénients d’un FMS Coûts élevés de mise en service Complexité de la conception Nécessité d’une programmation initiale

La flexibilité dans les FMS Capacité d’identifier et de distinguer les catégories de produits parmi les types de pièces fabriquées Changements rapides des instructions de travail Les changements rapides de configuration

Pourquoi la flexibilité? Besoin d’un système manufacturier apte à s’adapter à la nature changeante de la demande (volume et variété) Besoin de groupes de machines-outils qui fonctionnent en continue avec une intervention humaine minime

Bénéfices d’un FMS D’un point de vue économique Réduction du coût de la main d’œuvre directe Réduction du nombre de machines nécessaires Réduction du temps opérationnel D’un point de vue productivité Utilisation optimale des machines Réduction des besoins en espace Haute productivité

Notion de flexibilité Comment quantifier la flexibilité d’un système? Variété de pièces Capacité à produire différents types de pièces Changements de cédule de production Capacité à répondre à un changement de quantité de production Récupération due aux erreurs Capacité de rattrapage en cas de bris Intégration de nouveaux produits Capacité d’ajouter de nouveaux produits en plus de la production annuelle

Notion de flexibilité Comment définir la flexibilité d’un système? Flexibilité de machine Capacité de la machine à s’adapter à une variété d’opérations et de types de pièces Flexibilité de production Capacité à produire plusieurs gammes de produits Flexibilité de volume Capacité de produire des produits en différentes proportions Flexibilité du produit Capacité d’introduire de nouveaux produits

Notion de flexibilité Comment définir la flexibilité d’un système? Flexibilité de routage Capacité du système à produire les pièces en différentes séquences (gammes d’opérations) Flexibilité d’expansion Capacité du système à augmenter sa production totale

Composants d’un FMS Stations de travail Station de chargement / déchargement Machines-outils à commande numérique Assemblage (robotique afin de réduire le recours à l’assemblage manuel) Système de manutention et d’entreposage Mouvements des pièces entre les stations de travail Configurations de manutention Entreposage temporaire Compatibilité avec le système de gestion par ordinateur

Composants d’un FMS Le système de gestion par ordinateur Contrôle le système central et les stations de travail …Etc. Les ressources humaines Chargement des produits bruts dans le système Déchargement des produits finis du système Changement et configuration des outils Maintenance et réparation Programmation des machines à contrôle numérique

Implantation d’un FMS - défis de planification et de design - Détermination des familles de pièces Exigences en procédés Caractéristiques physiques des pièces Volume de production Types de postes de travail Variations des routages et aménagement En-cours et capacité de stockage Outillage

Implantation d’un FMS - défis opérationnels - Ordonnancement et répartition Chargement de machines Routage des pièces Regroupement des pièces Gestion de l’outillage manutention

Conclusions Les entreprises trouvent dans les FMS la réponse à leur recherche de flexibilité Les difficultés sous-jacentes à la définition de la flexibilité La flexibilité doit être définie en fonction de la mission de l’entreprise La mise en place d’un FMS demande des investissements importants (ressources et temps) Lecture suggérée: Livre de référence (chapitre 16, pages 460 à 487)