Ordonnancement et Planification Avancée Jean VIEILLE Consultant Président ISA France et French Batch Forum

Sommaire Contexte Modèles des Systèmes d’Information d’Entreprise Cycle de Vie du Système de Production Constitution d’un système d’Ordonnancement Cas d’étude : Textile Résultats

Contexte

La nouvelle Entreprise réactive

Évolution des systèmes de gestion

Système de Production dans l’Entreprise

Modèles des Systèmes d’Information d’Entreprise

SCC – Modèle SCOR Plan Source Make Deliver Your Company Les 4 processus principaux de gestion Plan Source Make Deliver D D S M S M D S Suppliers’ Supplier Customer’s Customer Supplier Your Company Customer Internal or External Internal or External 4 21

SCC – Modèle SCOR Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Operations Strategy Analyze Basis of Competition 1 Operations Strategy Level 1 Level 2 Configure Supply-Chain 2 Intra-Company Configuration Inter-Company Configuration Intra-Company Process, Practice, and System Config. Elements Inter-Company Process, Practice, and System Config. Elements Align Performance Levels, Practices, and Systems 3 Level 3 Implement Supply-Chain Processes and Systems 4 Intra-Company Supply-Chain Improvements Inter-Company Supply-Chain Improvements Level 4

Variabilité du Produit Produits Comptabilisable Mesurable (ex. Poids) Mélangé à l’Ordre Discontinu Continu Type de produit Conçu à l’Ordre Assemblé à l’Ordre Répétitif Faible Forte Quantité d’Information Entreprise -> Production [First click fills the “background of the first diagram, the second fills in the information (bubbles); Third click creates the next “background, and the fourth fills in the line] Flow of information is the name of the game! This flow varies with the nature of each business. For those companies that wish to succeed in their endeavors, they will have to become more “custom” to their customers -- to grow towards engineering to order, which will require a high degree of information flow to become successful -- AND to make it economical for the supplier to achieve this capability. If not, the products will be far too expensive to assure good revenue ...and retain the ability to stay in business! Forte Faible Variabilité du Produit

Logistique et Production Stratégies logistiques alternatives Fabriqué Stockée Conçu à la Commande Configuré PDXI NAMUR Modèles de Production Continue S88.01 SME Discontinue Discrète The scope of S95 will be to not restrict ANY kind of business, but to rather make them easier to control -- just like controlling any good process! Stratégies de production alternatives

Hiérarchie CIM (PRM) Stratégie Information stratégique 5b Direction générale de l’entreprise 5b Production, planification, Affectation de la charge aux usines, R&D 5a Gestion Production de l ’usine, planification Direction opérationnelle usine 4a Exécution (Contrôle) Coordination inter-unités Supervision globale 3 Contrôle de l’unité Contrôle et Supervision 2 Contrôle de process Automates, Contrôle local 1 Procédé Mesures et Actions Transformations physiques

Hiérarchie fonctionnelle simplifiée (PRM) Systèmes de pilotage logistique Programme de production usine et gestion opérationnelle Niveau 4 Systèmes de Contrôle de production Supervision de zone, Programme détaillé de production Niveau 3 It is equally important to show WHERE this spec applies. The spec is to be independent of any specific kind of business… and is to apply to Continuous, discrete, and batch alike. The interface addressed by this spec is between the levels 3 and 4 of this hierarchy model. These levels were defined many years ago during the emergence of computer control in the ‘60s. The level 4 activities include:(the part not always realized by the control engineers) Collecting and maintaining raw material and spare parts usage and available inventory. Providing data for purchasing of raw material and spare parts. Collecting and maintaining overall energy use and available inventory and providing data for purchasing of energy source. Collecting and maintaining overall goods in process and production inventory files. Collecting and maintaining quality control files as they relate to customer requirements. Collecting and maintaining machinery and equipment use and life history files necessary for preventive and predictive maintenance planning. Collecting and maintaining manpower use data for transmittal to personnel and accounting. Establishing the basic production schedule Modifying the basic production schedule for orders received, based on resource availability changes, energy sources available, power demand levels, and maintenance requirements. Developing optimum preventive maintenance and equipment renovation schedules in coordination with the basic production schedule. Determining the optimum inventory levels of raw materials, energy sources, spare parts, and of goods in process at each storage point. These functions also include material requirements planning (MRP) and spare parts procurement. Modifying the basic production schedule as necessary whenever major production interruptions occur. Systèmes de contrôle Procédés Discontinus Systèmes de contrôle Procédés Continus Systèmes de contrôle Procédés Discrets Niveaux 2,1,0

Information de Production (S95) Information d’Entreprise Programme de Production, Gestion Opérationnelle, etc. Information de Définition Produit Information de Capacité de Production Information de Production (Comment fabriquer) (Ressources disponibles) (Ce qu’il faut Produire, Résultats) Information de Contrôle de la Production Supervision de Zone, Programme de Production détaillé, Sûreté, etc. Categories of information Most of the information described in the Section model falls into three main areas: Information required to produce a product Information about the capability to produce a product Information about actual production of the product Some information in each of these three areas must be shared between the manufacturing control systems and the other business systems, as illustrated in . Venn diagrams are used to illustrate the overlap of information. This standard is only concerned with the overlapping information in the Venn diagrams, and with defining a model and common terminology for that information

Fonctions de Contrôle (PRM) Plan de Production Achats Comptabilité Industrielle Assurance Qualité (5.0) (2.0) (8.0) (6.0) Exécution Production Programme de Production Capacité de Production Production du Plan Performances & coûts de Production coût de Production Objectifs de Ordres d’achat et Exigences Résultats AQ Données Procédé Ingénierie Support Procédé Rapport de Production Contrôle des Opérations Planification des Opérations Instructions Techniques Procédé et Coûts (3.2) Tests de Performance Résultats modification et demandes d’étude (3.3) (3.1) Plan de Production Production control (example) The production control functions encompass most of the functions associated with manufacturing control. This slide shows the internal functions within the production control functions. The functions of production control include: Control of transformation of raw materials into end product in accordance with production schedule and production standards Plant engineering and updating of process plans, etc. Issue requirements for raw materials Produce reports of performance and costs Evaluate constraints to capacity and quality Self test and diagnostics of production and control equipment Creation of production standards and instructions for SOPs (Standard Operating Procedures), recipes, and equipment handling for specific processing equipment. Demandes Maintenance Retour Technique Produit et Procédé Besoins court terme Matières & Energie Stock Matières & Energie Réponses Maintenance Demande d’Information Produit et Procédé Méthodes & Standards Maintenance Produit et Procédé Savoire-Faire Rapport Technique de Maintenance Contrôle Matières & Énergie Maintenance RD&E (4.0) (10.0)

Détail des fonctions de Production (S95) Capability Requirements Responses Work Scheduling Resource Work Management Tracking Work (QA) Product Dispatching Analysis Product Historical Process Definition Data Analysis Management Management Work Execution Production Analysis Process Automated Monitoring Control

Modèle MESA MES ERP SCM Enterprise Resources Planing Supply Chain Management Programme détaillé des Opérations État et Allocation Ressources Contrôle Documentation Ventes et Service Affectation Production Unités MES Ingénierie Produits et Procédés Généalogie et Traçabilité Produit Analyse de la Performance Gestion Main-d ’Oeuvre Gestion des Procédés Gestion Maintenance Contrôle Acquisition des données Gestion Qualité

Cycles de Vie du système de production

Pilotage Marché/Client Demande Marché / Client Cas de l’entreprise intégrée classique Ordonnancement FCS / APS Programme Production (Planif. + Ordo) Ingénierie Produit (Gestion de Projet) Ingénierie Ressources (Gestion de Projet) Demande Stratégique du Marché : Ingénierie Produit > L’ingénierie Produit détermine l’ingénierie Ressources > Demande tactique Client et réponse du système : Programme de production Le programme de production, s’appuie sur IR et IP, il est contraint par les 2

Des cycles asynchrones dépendants Ingénierie Produit P1 P1 P2 P2 Ingénierie Ressources R1 R1 R2 R2 P1 P1 P1 P1 P1 P1 Programme Production 2 phases : Création/Modification Exploitation / Exécution =>Phase de démantèlement implicite Demande stratégique : nouveau produits Temps de mise sur le marché : Cumul Développement Produit et Ressources, Même s’il peut y avoir chevauchement L’ingénierie des ressources est sur le chemin critique de la mise sur le marché Demande tactique : ordres de production Toutes les ressources doivent être installées pour lancer la production Mise sur le Marché P2 P2 Création / Modification Exploitation / Exécution Demande stratégique Demande tactique

L’Entreprise Réactive Demande Marché - Client Programme Production (FCS/APS) Programme Production (SCM/APS) Ingénierie Ressources Ingénierie Produit Côté Entreprise de Produit : La demande stratégique pilote l’ingénierie produit Le programme de production s’appuie sur des ressources externes disponibles sur le marché L’ingénierie des ressources de production n’est plus sur le chemin critique de la réponse à la demande du marché Côté Entreprise de Production L’ingénierie des ressources s’appuie sur le besoins en Fonctions Procédé du marché Le programme de production consolide les ordres en provenance de multiples clients « Produit » Le savoir-faire de l’ingénierie produit est transmis avec l’ordre de production

Cycles de la production (S95) Programme Production Besoins Segment Segments Produit Segments Procédé Définition du produit Capabilités de Production S95 : orienté échange d’information Entreprise / Production Ingénierie des Ressources de Production Pas de modèle imposé : supporte tout type de structure Organisation par segments de Procédé : Compatiblité avec les modèles ERP Granularité adaptée à la planification et au contrôle des coûts 3 classes de ressources Mise à disposition en temps réel des Capabilités du système de production pour la planification : Utilisation, Maintenance, pannes, installation de nouveaux équipements… Ingenierie Produit Pas de modèle imposé Les règles de fabrications et les ressources nécessaires produit sont définies par « Segments de Produit » qui doivent être exécutés par des « Segments de Procédé » Programme de Fabrication Ingénierie Produit Ingénierie Ressources Ressources

Constitution d’un Système d’Ordonnancement

Capacité actuelle & future Capacité de production actuelle Capacité inaccessible Capacité disponible Capacité de production Capacité Production capability (example) Production capability is the collection of available capability, committed capability, and unattainable capability, as depicted in this slide. The production capability is the theoretical maximum capability available for use in production. Committed capability defines resources that are committed to future production, usually due to existing schedules and/or materials in production. Unattainable capability defines resources which are not attainable given the equipment condition (such as equipment out of service for maintenance), equipment utilization (such as 75% of a vessel filled and the other 25% not available for other products), personnel availability (such as vacations), and material availability. Available capability defines the resources that are available additional production and not committed to production. A capability may be identified as current, or may be identified for future times, as depicted in . Production capability may change over time as equipment, material, and personnel capability is added, modified, or removed. The capability includes the capacity of the resource. Capacité allouée Temps

FCS / APS FCS « Finite Capacity Scheduler » Ordonnancement à Capacité Finie Prise en compte des ressources matérielles et humaines Normalement intégré dans le système d’exécution de la production Relativement découplé du système de gestion APS « Advanced Planning Scheduler » Planification Avancée Prend en compte les matières Remet en cause le modèle MRP2 Extensions des FCS ou intégrés dans les ERPs

Ex: Hiérarchie de planification MRP2 (FCS) Budget Moyens Ressource PIC Plan Industriel & Commercial PDP Plan Directeur de Production Calcul des charges Macro Ordres d’approvisionnement Ordres de fabrication Calcul des charges Détaillé CBN Calcul des Besoins Nets Ordres d’approvisionnement Ordres de fabrication Séquencement Affectation ORDO (FCS) Ordres de fabrication Exécution

Ex: Hiérarchie de planification MRP2 (APS) Budget Moyens Ressource PIC Plan Industriel & Commercial PDP Plan Directeur de Production Calcul des charges Macro Ordres d’approvisionnement Ordres de fabrication Calcul des charges Détaillé CBN Calcul des Besoins Nets ORDO (APS) Ordres d’approvisionnement Séquencement Affectation Ordres de fabrication Exécution

La boucle d’ordonnancement Programme & Information Production Définition du produit Capacité Production Gestion Optimisation Ordo Aide à la Décision Validation Atelier Suivi Fabrication Programme Production Exécutable

Problématique Ordo selon les industries Custom Low-volume Differentiated High-volume Differentiated Commodity Aerospace Ind. Machinery Job Shop Apparel Machine tools Pharmaceuticals Speciality Chemicals Electrical & Electronics Process Automobile MRP II Steel products Repetitive Production Food & Beverage Major Chemicals Paper & Pulp JIT Containers & Packaging Flow Shop Dairy Products Brewers Petroleum PFS Steel Forestry Products

Exemple: Supervision Activités ressources

Exemple: Supervision OFs

Cas d’Etude : Textile

Cas d’étude : Industrie Textile Problématique Teinture de dentelle Opérations discontinues Durées et contraintes variables Parc de machines important, capacités et utilisation variées Activité du laboratoire de formulation Irrégulière Délais et priorités variables Difficile à assumer Manque de visibilité

Processus de Production Phase Durée Opération Préparation 0,5 – 3 J Lavage Dégraphitage Préformage Blanchiment Formulation 3 J Nvx coloris: activité LABO Teinture 8 – 16 H 1er bain 2ème bain 3ème bain Soumission 2 – 24 H Acceptation 2 – 30 J Finition 1 – 2 J Cadrage

Contraintes Préparation Formulation Teinture Soumission Acceptation Ne constitue pas un goulot d’étranglement Ressources peu dédiées Formulation Nvx coloris uniquement Pas de contrainte de délais Interruptif vis-à-vis du cycle de production Activité Laboratoire gérée (non traitée ici) Teinture Placement fonction du produit Enchaînements compatibles Soumission Idem Préparation Acceptation Non maîtrisée…

Service Client 3 types de services « Délais » proposés: Engagement TGV (3J) Service + (6J) Normal (10J) Engagement Début: réception matière Fin : à la remise pour acceptation

Exemple de Jalonnement à capacité infinie Durée planifiée TGV Durée planifiée Service + Durée planifiée Normal Prépa Teint Soum Jalonnement au plus tôt Marge d’ordonnancement

Solution Optimisation planification Marge indispensable Dépend du service client Opérations critiques : Teinture (contraintes ressources) 1 à 3 opérations successives Ordonnancement à capacité finie Priorité selon service Affectation selon produit, couleur et taille OF Enchaînements par machine optimisé Autre opérations : jalonnement à capacité infinie Allocation excédentaire d’une partie de la marge d’ordonnancement

Scénarios particuliers Eclatement d’OFs Pour affectation sur des machines de plus faible capacité Regroupements d’OFs Pour affectation sur des machines de plus forte capacité Retouche externes Refus de soumission Retouches internes Reprises en cours de teinture Modification de délais

Résultats

Gains Stratégiques Délais Réactivité Décisions d’investissement Respect Réduction Réactivité Information en temps réel Avancement des commandes Capacités disponible Prise en compte des aléas Recalage immédiat du planning à chaque événement Avancement réel Modification de capacité (pannes, rupture matières) Décisions d’investissement Simulation Mise en évidence des ressources limitantes

Gains Financiers Productivité Augmentation de la capacité de production Meilleure utilisation des équipements Optimisation des changements de configuration Changements d’outillage Nettoyages (Respect de la compatibilité successive des produits) Maintenance Régulation de la charge des machines

Gains organisationnels Relation Client Connaissance précise des dates de livraison Changements de priorité, de délais Pilotage Planification facilitée Améliorée Capitalisation du savoir-faire

Contexte de mise en oeuvre Démarche volontariste de l’utilisateur Au cœur du métier Evolution continuelle avec l’installation et l’Entreprise S’intègre dans le système en place L’outil est un moyen

MERCI jean-vieille@usa.net 4, rue des Ecrivains BP46 67061 Strasbourg cedex +33 (0)3 88 25 12 75 +33 (0)6 11 62 52 61